JUDUL : Laporan Praktikum Kimia “Sel Elektrolisis”
A. TUJUAN :
Untuk mempelajari perubahan-perubahan yang terjadi pada reaksi elektrolisis larutan NaCl dan larutan tembaga (II) sulfat (CuSO4).
B. Pelaksanaan :
a) Hari, tanggal : Senin, 7 September 2015 b) Waktu : pukul 11.35-12.55 WITA
C. LANDASAN TEORI
Elektrolisis adalah peristiwa penguraian atas suatu larutan elektrolit yang telah dilaliri oleh arus listrik searah. Sedangkan sel di mana terjadinya reaksi tersebut disebut sel elektrolisis. Sel elektrolisis terdiri dari larutan yang dapat menghantarkan listrik yang disebut elektrolit, dan sepasang elektroda yang dicelupkan dalam elektrolit (larutan atau leburan). Pada sel elektrolisis, reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energi kimia (reaksi redoks). Reaksi-reaksi elektrolisis bergantung pada potensial elektroda, konsentrasi, dan over potensial dari spesi yang terdapat dalam sel elektrolisis.
Elektroda yang menerima elektron dari sumber arus listrik luar disebut Katoda, sedangkan elektroda yang mengalirkan elektron kembali ke sumber arus listrik luar disebut Anoda. Katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi dan anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi. Katoda merupakan elektroda negatif karena menangkap elektron sedangkan anoda merupakan elektroda positif karena melepas elektron. Reaksi yang terjadi pada katoda dan anoda pada sel elektrolisis sama seperti pada sel volta, yaitu di katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi dan di anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi. Akan tetapi, muatan elektronnya berbeda. Pada sel volta katoda bermuatan positif dan anoda bermuatan negatif, sedangkan pada sel elektrolisis katoda bermuatan negatif dan anoda bermuatan positif.
salah satu proses elektrolisis yang popular adalah penyepuhan, yaitu melapisi permukaan suatu logam dengan logam lain.
Sel elektrolisis memiliki 3 ciri utama, yaitu :
1. Larutan elektrolit yang mengandung ion bebas. Ion – ion ini dapat memberikan
atau menerima elektron sehingga elektron dapat mengalir melalui larutan. 2. Terdapat 2 elektroda dalam sel elektrolisis.
3. Terdapat sumber arus listrik dari luar, seperti baterai yang mengalirkan arus listrik searah (DC ).
Faktor yang Mempengaruhi Proses Elektrolisis a) Jenis elektroda yang digunakan
b) Kedudukan ion dalam elektrokimia c) Kepekatan ion
Elektroda yang menerima elektron dari sumber arus listrik luar disebut Katoda, sedangkan elektroda yang mengalirkan elektron kembali ke sumber arus listrik luar disebut Anoda.Katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi sedangkan anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi.Katoda merupakan elektroda negatif karena menangkap elektron sedangkan anoda merupakan elektroda positif karena melepas elektron.Sel elektrolisis juga memerlukan elektrode-elektrode. Ada 2 elektrode yang digunakan dalam elektrolisis, yaitu:
a. Elektrode inert yaitu elektrode yang tidak dapat bereaksi (Pt, C, Au). b. Elektrode tak inert yaitu elektrode yang dapat bereaksi (Cu dan Ag).
Macam-macam elektrolisis: 1. Elektrolisis leburan elektrolit
Dapat digunakan untuk menghantar ion-ion pada sel elektrolisis.Leburan elektrolit tanpa menggunakan air. Contohnya adalah NaCl.
2. Elektrolisis air
Jika arus listrik dilewatkan melalui 2 elektroda dalam air murni, tidak terjadi elektrolisis. Tetapi, jika larutan CuSO4 / KNO3 ditambahkan air murni dengan konsentrasi rendah, akan terjadi elektrolisis dan dapat menghantarkan arus listrik. 3. Elektrolisis larutan elektrolit
Reaksi yang terjadi tidak hanya melibatkan ion – ion dalam larutan saja,tetapi juga air. Contohnya adalah KI.
D. ALAT DAN BAHAN
Gelas beker
Pipa U
Baterai
Larutan NaCl
Larutan CuSO4
Elektroda karbon
Elektroda Fe
Fenoftalein (PP)
E. CARA KERJA
Percobaan I
1. Siapkan gelas beker lalu tuangkan larutan-larutan yang sudah ditentukan pada masing-masing gelas
2. Letakkpan pipa U pada penjepit
3. Tuangkan larutan NaCl (1M) pada pipa U sebanyak ¾ pipa
5. Setelah beberapa saat tetesi larutan dengan fenoftalein (PP) 6. Lalu amati perubahan yang terjadi
Percobaan II
1. Siapkan gelas beker lalu tuangkan larutan-larutan yang sudah ditentukan pada masing-masing gelas
2. Letakkpan pipa U pada penjepit
3. Tuangkan larutan CuSO4 (1M) pada pipa U sebanyak ¾ pipa
4. Masukkan elektroda (C) yang sudah terhubung dengan sumber listik (baterai) 5. Lalu amati perubahan yang terjadi
Percobaan III
1. Siapkan gelas beker lalu tuangkan larutan-larutan yang sudah ditentukan pada masing-masing gelas
2. Letakkpan pipa U pada penjepit
3. Tuangkan larutan CuSO4 (1M) pada pipa U sebanyak ¾ pipa
4. Masukkan elektroda (C) dan elektroda (Fe) yang sudah terhubung dengan sumber listik (baterai)
5. Lalu amati perubahan yang terjadi
Percobaan III
1. Siapkan gelas beker lalu tuangkan larutan-larutan yang sudah ditentukan pada masing-masing gelas
2. Letakkpan pipa U pada penjepit
3. Tuangkan larutan CuSO4 (1M) pada pipa U sebanyak ¾ pipa
F. HASIL PENGAMATAN
Percobaan I
Larutan NaCl → Elektroda C
Perubahan
Adanya Gelembung Ada
Setelah ditetesi PP Salah satu larutan berwarna putih dan satunya lagi berwarna merah keunguan
Percobaan II
Larutan CuSO4 → Elektroda C Perubahan
Adanya gelembung Pada katoda tidak ada gelembung. Sedangkan pada anoda terdapat gelembung
Percobaan III
Larutan CuSO4 → Elektroda C dan Fe Perubahan
Adanya gelembung Ada
Pada paku Terdapat endapan Cu
Percobaan IV
Larutan CuSO4 → Elektroda Fe Perubahan
Pada paku Terdapat endapan Cu
Keadaan Larutan Semakin lama berwarna bening
G. PEMBAHASAN
TABEL
(reduksi terhadap kation) (reduksi terhadap anion) 1 Ion-ion IA, IIA, Al3+, Mn2+ Ion-ion SO42-, NO3
-2 Ion-ion logam yang lain Ion-ion Cl-, Br-, I
-3 Ion H+ (asam) Ion OH- (basa)
4 Jika yang dielektrolisis adalah leburan (cairan) elektrolit (tanpa ada air),
semua kation direduksi
Pada penyepuhan dan pemurnian logam, yang dipakai sebagai anode adalah logam pelapis atau logam tidak murni (bukan Pt atau C)
Percobaan I
Pada percobaan pertama menggunakan larutan NaCl dengan elektroda karbon reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
NaCl → Na+ + Cl -Reaksi pada:
Katoda : 2H2O + 2e → 2OH- + H2 Anoda : 2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O + 2e 2OH- +H 2
2H2O + 4H+ + 4e +O 2
Mn+ + ne M 2X
- X 2+2e
2 H+ 2e H 2
4OH-2H
2O + 4e + O2
Karena pada katoda menghasilkan gas H2 dan pada anoda menghasilkan gas Cl2 hal inilah yang menyebabkan adanya gelembung gas pada percobaan pertama. Setelah ditetesi PP salah satu larutan berwarna putih dan salah satunya lagi berwarna merah keunguuan. Fungsi PP adalah sebagai indicator asam dan basa, dimana pada larutan yang berwarna merah menandakan bahwa larutan tersebut bersifat basa sedangkan larutan yang berwarna putih mendakan larutan tersebu bersifat asam.
Percobaan II
Pada percobaan kedua yang mengunakan larutan CuSO4 dengan menggunakan elektroda karbon, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
CuSO4 → Cu2+ + SO4 2-Reaksi pada:
Katoda : Cu2+ + 2e → Cu Anoda : 2H2O → 4e + 4H+ + O2
Pada katoda tidak terdapat gelembung gas karena sesuai dengan reaksi tidak menghasilkan gas, tetapi menghasilkan Cu, sehingga elektroda dilapisi Cu yang tampak berwarna kemerahan. Pada anoda terdapat gelembung gas karena dalam reaksi menghasilkan gas O2, umumnya gelembung gas yang dihasilakan lebih banyak dibandingkan dengan larutan I karena lebih ringan daripada Cl karena Mr-nya lebih kecil.
Percobaan III
Pada percobaan ketiga yang mengunakan larutan CuSO4 dengan menggunakan elektroda paku (katoda) dan elektroda karbon (anoda), reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
CuSO4 → Cu2+ + SO4 2-Reaksi pada:
Anoda : 2H2O → 4e + 4H+ + O2
Pada katoda (paku) pada umumnya tidak terdapat gelembung gas melainkan paku akan terlapisi oleh logam Cu (peristiwa penyepuhan) karena sesuai dengan hasil reaksi. Tetapi dalam bercobaan terdapat gelembung gas, hal tersebut mungkin terjadi karena larutan CuSO4 dicampur dengan air sehingga ada kemungkinan H2O tereduksi maka ada gelembung gas. Pada anoda terdapat gelembung gas karena dalam reaksi anoda menghasilkan O2.
Percobaan IV
Pada percobaan keempat yang mengunakan larutan CuSO4 dengan menggunakan elektroda paku, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Reaksi pada:
Katoda : Cu2+ + 2e → Cu Anoda : Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Elektode yang digunakan adalah besi sehingga besi akan teroksidasi dan ion Cu akan tereduksi.
a) Tidak dialiri listrik → sel volta
Pada awalnya larutan berwarna biru tetapi setelah beberapa saat menjadi berwarna bening, hal ini dikarenakan ion Cu2+ semakin berkurang.
b) Jika dialiri listrik maka paku akan berperan sebagai anoda endapan Cu akan semakin berkurang
Elektrolisis adalah penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik. Pada sel elektrolisis, reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energi kimia (reaksi redoks).
