Elektrolisis
adalah peristiwa penguraian elektrolit dalam sel elektrolisis oleh arus
listrik.
Dalam
sel volta/galvani, reaksi oksidasi reduksi berlangsung dengan spontan, dan
energi kimia yang menyertai reaksi kimia diubah menjadi energi listrik.
Sedangkan elektrolisis merupakan reaksi kebalikan dari sel volta/galvani yang
potensial selnya negatif atau dengan kata lain, dalam keadaan
normal tidak akan terjadi reaksi dan reaksi dapat terjadi bila diinduksi
dengan energi listrik dari luar.
Contoh
sel Volta adalah sel Daniel, reaksi total sel Daniell adalah :
Zn
+ Cu2+ → Zn2+ + Cu E0 =
1,1 V
Andaikan
potensial lebih tinggi dari 1,1 V diberikan pada sel dengan
arah kebalikan dari potensial yang dihasilkan sel, reaksi sebaliknya akan
berlangsung. Jadi, zink akan mengendap dan tembaga akan mulai larut.
Zn2+ +
Cu → Zn + Cu2+
Elektroda
positif (+) dari sel dihubungkan dengan kutub positif (+) dari sumber arus
listrik
Elektroda
negatif (-) dari sel dihubungkan dengan kutub negatif (-) dari sumber arus
listrik
Pada
elektroda positif (+)/anoda karena dihubungkan dengan kutub positif (+)
yang potensialnya lebih besar menyebabkan terjadi reaksi oksidasi dan elektron
mengalir dari elektroda ini menuju ke sumber arus listrik. Elektron bergerak
dari kutub negatif (-) sumber arus listrik ke elektroda negatif (-)/katoda
sehingga menyebabkan terjadi reaksi reduksi.
Persamaan
dan perbedaan sel volta dan sel elektrolisis :
Persamaan :
Anoda
selalu terjadi reaksi oksidasi dengan kata lain elektroda yang terjadi reaksi
oksidasi disebut anoda
Katoda
selalu terjadi reaksi reduksi dengan kata lain elektroda yang terjadi reaksi
reduksi disebut katoda
Perbedaan :
Pada
Sel Volta
merubah
energi kimia menjadi energi listrik
Anoda
(oksidasi) adalah elektroda negatif (-) dan katoda (reduksi) adalah elektroda
positif (+)
Pada
Sel Elektrolisis
merubah
energi listrik menjadi energi kimia
Anoda
(oksidasi) adalah elektroda positif (+) dan katoda (reduksi) adalah elektroda
negatif (-)
Reaksi-reaksi
Sel Elektrolisis
Reaksi
pada Katoda ( Reduksi Kation)
1.Bila
kation dari golongan Alkali/ IA (Li+, Na+, K+),
Alkali tanah/ IIA (Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+),
Al3+ atau Mn2+ maka kation tersebut tidak
direduksi namun air (H2O) yang direduksi. hal ini karena E°red H2O lebih
besar dari ion-ion teraebut. Reaksi yang terjadi :
2H2O(l) +
2e- → H2(g) + 2OH-(aq)
2.
H+ dari suatu asam akan direduksi menjadi gas hidrogen (H2).
Reaksi yang terjadi :
2H+(aq) +
2e- → H2(g)
3.
Ion-ion logam lainnya yang tidak termasuk kelompok di atas direduksi lalu
mengendap pada katoda.
Ni2+(aq) +
2e- → Ni(s)
Cu2+(aq) +
2e- → Cu(aq)
Ag+(aq) +
e- → Ag(s)
4.
Ion-ion lelehan atau leburan dari golongan alkali dan alkali tanah direduksi
lalu mengendap pada katoda (karena lelehan/leburan tidak mengandung air).
Li+(aq) +
e- → Li(s)
Ca2+(aq) +
2e- → Ca(s)
Reaksi
pada Anoda (Oksidasi Anion)
1.
Bila elektrodanya non inert ( Ni, Cu, Ag dll) maka elektrodanya yang
dioksidasi. contoh reaksinya :
Ni(s) →
Ni2+(aq) + 2e-
Cu(aq) →
Cu2+(aq) + 2e-
Ag(s) →
Ag+(aq) + e-
2.
Bila elektrodanya inert ( C, Pt atau Au) maka elektrodanya tidak bereaksi dan
bila anionnya :
a.
Ion OH- dari basa maka reaksi yang terjadi :
4OH-(aq) →
2H2O(aq) + O2(g) + 4e-
b.
Ion sisa asam yang mengandung oksigen (SO42-, NO3-,
PO43- dll) tidak dioksidasi namun air (H2O) yang
dioksidasi. karena E°oks H2O lebih besar dari sisa asam yang mengandung
oksigen. Reaksi yang terjadi :
2H2O(aq) →
4H+(aq) + O2(g) + 4e-
c.
ion sisa asam yang tidak mengandung oksigen (Cl- , Br- ,
I- dll) akan dioksidasi.
2Cl-(s) →
Cl2(g) + 2e-
2Br-(s) →
Br2(g) + 2e-
setelah
membaca dari beberapa sumber ternyata yang dituliskan dalam reaksi elektrolisis
bukan hanya reaksi di katoda (+) dan anoda (-) saja, tetapi reaksi
penguraiannya juga. sebagai gambaran saya beri beberapa contoh reaksi
elektrolisis.
1.
elektrolisis kalium iodida (KI) dengan elektroda C
KI
→ K+ + I- x 2
Katoda
(+) : 2H2O(l) + 2e- → H2(g) +
2OH-(aq)
Anoda
(-) : 2I-(s)
→ I2(g) + 2e-
2KI → 2K+ + 2I-
Katoda
(+) : 2H2O(l) + 2e- → H2(g) +
2OH-(aq)
Anoda
(-) : 2I-(s)
→ I2(g) + 2e-
--------------------------------------------------------
Reaksi
sel : 2KI + 2H2O → 2K+ +
2OH- + I2 + H2
2KI + 2H2O → 2KOH + I2 + H2
Pada
katoda reaksi K diganti oleh H2O karena K tergolong dalan logam alkali.
dikalikan
2 ( x2 ) untuk menyamakan ion sejenis dan/atau elektron di ruas kiri
dan kanan. kemudian setelah ion sejenis dan jumlah elektron di ruas kiri dan
kanan sama dapat dicoret. Yang tidak dicoret itulah reaksi selnya. Pada
reaksi-reaksi selanjutnya tidak saya beri keterangan yang penting perhatikan
aturan-aturan reaksi pada katoda dan anoda yang telah dibahas sebelumnya.
2.
elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektroda Pt
AgNO3 → Ag+ +
NO3- x 4
Katoda
(+) : Ag+(aq) + e- → Ag(s) x 4
Anoda
(-) : 2H2O(aq) → 4H+(aq) +
O2(g) + 4e- x 1
4AgNO3
→ 4Ag+ + 4NO3-
Katoda
(+) : 4Ag+(aq) + 4e-
→ 4Ag(s)
Anoda
(-) :
2H2O(aq)
→ 4H+(aq) + O2(g) + 4e-
--------------------------------------------------------------------------
Reaksi
sel : 4AgNO3(aq) + 2H2O(aq) →
4Ag(s) + 4H+(aq) + 4NO3- + O2(g)
4AgNO3(aq) + 2H2O(aq) → 4Ag(s) + 4HNO3 + O2(g)
3. elektrolisi leburan NaCl dengan elektroda Cu
( ingat Cu tidak inert)
NaCl → Na+ +
Cl- x 2
Katoda
(+) : Na+(aq) + e- → Na(s) x 2
Anoda
(-) :
Cu(aq) → Cu2+(aq) +
2e- x 1
2NaCl
→ 2Na+ + 2Cl-
Katoda
(+) : 2Na+(aq) + 2e-
→ 2Na(s)
Anoda
(-) : Cu(aq)
→ Cu2+(aq) + 2e-
Reaksi
sel : 2NaCl + Cu(aq) → 2Na(s) + Cu2+ + 2Cl-
2NaCl + Cu(aq) → 2Na(s) + C