SEL VOLTA (SEL GALVANI) SEL VOLTA (SEL GALVANI)
Sel Galvani atau disebut juga dengan sel volta adalah
Sel Galvani atau disebut juga dengan sel volta adalah sel sel elektrokimielektrokimiaa
yang dapat menyebabkan terjadinya energi listrik dari suatu
yang dapat menyebabkan terjadinya energi listrik dari suatu reaksi redoksreaksi redoks
yang spontan. reaksi redoks spontan yang dapat mengakibatkan terjadinya yang spontan. reaksi redoks spontan yang dapat mengakibatkan terjadinya en
enerergi gi liliststririk k inini i diditetemumukakan n ololeheh LuigLuigi i GalvGalvaniani d daann Alessandro GuiseppeAlessandro Guiseppe
Volta
Volta..
Rangkaian Sel Galvani Rangkaian Sel Galvani
Sel galvani terdiri dari beberapa bagian, yaitu: Sel galvani terdiri dari beberapa bagian, yaitu:
1.
1. VoVoltltmemeteterr, untuk menentukan besarnya potensial sel., untuk menentukan besarnya potensial sel.
2.
2. embatan embatan garamgaram !sa!salt lt brbridgidge", e", ununtuk tuk memenjanjaga ga kenkenetretralaalan n mumuataatann listrik pada larutan.
listrik pada larutan.
#.
#. AAnnooddee, , eleelektrktrodode e negnegatiati$, $, temtempat pat terterjadjadininya ya reareaksi ksi oksoksidaidasisi. . padpadaa gambar, yang bertindak sebagai anode
gambar, yang bertindak sebagai anode adalah elektrodeadalah elektrode %n%n&seng !'ink&seng !'ink ele(trode".
ele(trode".
).
). kakatotodede, , elelekektrtrodode e poposisititi$, $, tetempmpat at teterjrjadadininya ya rereakaksi si rereduduksksi. i. *a*adada gambar, yang bertindak sebagai katode adalah elektrode
gambar, yang bertindak sebagai katode adalah elektrode +u+u&tembaga&tembaga !(opper ele(trode".
!(opper ele(trode".
Proses dalam Sel Galvani
Proses dalam Sel Galvani
*ada anode, logam %n melepaskan elektron dan menjadi %n
*ada anode, logam %n melepaskan elektron dan menjadi %n22 yang larut. yang larut.
%n!s" - %n
%n!s" - %n22!a" 2e!a" 2e//
*ada katode, ion +u
*ada katode, ion +u22 menangkap elektron dan mengendap menjadi logam menangkap elektron dan mengendap menjadi logam
+u. +u.
+u
+u22!a" 2e!a" 2e// - +u!s" - +u!s"
hal ini dapat diketahui dari berkurangnya massa logam %n setelah reksi, hal ini dapat diketahui dari berkurangnya massa logam %n setelah reksi, sedangkan massa logam +u bertambah. 0eaksi total yang terjadi pada sel sedangkan massa logam +u bertambah. 0eaksi total yang terjadi pada sel galvani adalah:
galvani adalah: %n!s" +u
%n!s" +u22!a" - %n!a" - %n22!a" +u!s"!a" +u!s"
Sejarah Penemuan Sel Volta
Sejarah Penemuan Sel Volta
Al
Alesessasandndro ro VoVoltlta a !1!1))//131322", ", seseororanang g $i$isisikaka4a4an n ititalalia ia beberhrhasasilil men
menemuemukan kan susuatu atu rereakaksi si kimkimia ia yayang ng dadapat pat menmenghghasiasilkalkan n enenergergi i lislistritrik.k. *e
*enenemumuan an vovoltlta a beberarasasal l dadari ri ststududi i lalanjnjut ut tetentntanang g pepenenemumuan an 5l5lisistrtrikik binatang6 oleh seorang ahli anatomi 7talia, Luigi Galvani !1#/138". Arus binatang6 oleh seorang ahli anatomi 7talia, Luigi Galvani !1#/138". Arus listrik tersebut diperoleh oleh Galvani saat melakukan proses pembedahan listrik tersebut diperoleh oleh Galvani saat melakukan proses pembedahan pada seekor katak. *ada saat galvani memasukkan logam tembaga dan besi pada seekor katak. *ada saat galvani memasukkan logam tembaga dan besi untuk membedah paha katak, ia merasakan getaran singkat sema(am arus untuk membedah paha katak, ia merasakan getaran singkat sema(am arus
listrik. Galvani menganggap bah4a arus singkat yang dirasakannnya berasal dari tubuh binatang. *ernyataan Galvani tersebut tidak bertahan lama. Setelah berdasarkan beberapa per(obaan yang dilakukan oleh Volta disimpulkan bah4a arus listrik yang terjadi disebabkan oleh dua logam yang berbeda dalam menggunakan larutan garam atau asam lemah yang ternyata juga menghasilkan arus listrik.
Volta berhasil meran(ang alat berupa tumpukan dari lempengan logam seng dan perak yang dipisahkan oleh kain basah dari larutan garam atau asam lemah yang menghasilkan arus listrik. 0angkaian alat yang dapat menghasilkan arus listrik dari reaksi kimia ran(angan Volta disebut sel Volta. 0eaksi kimia yang berlangsung spontan. 9entuk perkembangan dari sel Volta adalah baterai dan aki.
Ciri sel Volta
+iri khas dari sel volta adalah menggunakan jembatan garam. embatan garam berupa pipa yang diisi agar/agar yang mengandung garam kalium klorida. Sel volta terdiri dari anoda yang bermuatan negati$ dan katoda yang bermuatan positi$. *ada anoda terjadi proses oksidasi, oksidasi adalah pelepasan elektron. Sedangkan pada katodanya terjadi proses reduksi, reduksi adalah penangkapan elektron.
Prinsip Kerja Sel Volta
Sel Volta adalah sel elektrokimia yang menghasilkan arus listrik dari reaksi kimia berupa reaksi redoks spontan. *rinsip kerja sel Volta adalah sebagai berikut :
1. ;nergi hasil dari reaksi kini dirubah menjadi energi listrik 2. 0eaksi yang berlangsung adalah reaksi redoks
#. *ada katoda terjadi reduksi dan merupakan kutub positi$ ). *ada anoda terjadi oksidasi dan merupakan kutub negative
Reaksi dalam Sel Volta
*ada reaksi tersebut terjadi serah terima elektron, logam seng !%n" melepaskan elektron dan membentuk %n2. 7on +u2 dalam larutan +uS<
)
menerima elektorn dan membentuk endapan +u. *eristi4a ini berjalan terus/ menerus hingga semua ion +u2 mengendap sebagai logam +u, sehingga
larutan +uS<) semakin berkurang konsentrasinya. Sebaliknya, endapan +u
pada katode semakin bertambah massanya dalam reaksi tersebut tidak terjadi arus listrik, karena elektron berpindah se(ara langsung dari logam %n ke larutan +uS<). 0eaksi redoks spontan akan menghasilkan arus listrik
=alam rangkaian sel volta tersebut logam tembaga !+u" ber$ungsi sebagai katode !kutub positi$", tempat penerimaan elektron dan logam seng !%n" ber$ungsi sebagai anode !kutub negati$", tempat pelepasan elektron. *roses yang berlangsung pada sel volta adalah sebagai berikut:
a. Logam %n dalam larutan %nS<) akan larut sebagai ion %n2. Setiap mol
%n2 akan melepaskan 2 mol elektron, menurut persamaan 5setengah
reaksi6 yaitu:
%n!s" %n2!a" 2e/
;lektron yang dilepaskan olen %n akan mengalir melalui ka4at penghantar menuju ke logam +u.
b. Larutan +uS<) terdiri atas ion +u2 dan S<
)2/ dengan jumlah yang
seimbang. 7on +u2 akan menerima elektron dari logam + dan
kemudian mengendap pada katode. 7on +u2 mengalami reaksi reduksi
menurut persamaan 5setengah reaksi6 yaitu: +u2!a" 2e/ +u!s"
(. >erjadi peristi4a aliran elektron !serah terima elektron" dari logam %n sebagai anode ke logam +u sebagai katode yang menghasilkan potensial listrik. 9esarnya potensial listrik tersebut dapat diukur menggunakan voltmeter.
d. *eristi4a serah terima elektron terus berlangsung, sehingga dalam 4adah katode larutan +uS<) semakin berkurang konsentrasinya. ?al
tersebut disebabkan ion +u2 dalam larutan tereduksi menjadi +u,
yang menyebabkan massa logam +u yang ber$ungsi sebagai katode semakin bertambah.
e. @assa logam %n sebagai anode berkurang karena terlarut sebagai ion %n2, sehingga ion %n2 dalam %nS<
) semakin bertambah.
$. umlah ion %n2 yang berlebihan menyebabkan larutan pada anode,
%nS<)!a" semakin bermuatan positi$, sebaliknya larutan dalam
katode yaitu +uS<) semakin bermuatan negati$.
g. embatan garam terdiri atas larutan elektrolit inert seperti +l atau B?)B<# yang dilarutkan dalam agar/agar. ;lektrolit yang digunakan
pada jembatan garam harus bersi$at inert supaya tidak bereaksi dengan kedua ele(trode. Apabila jembatan garam terbuat dari larutan +l, maka ion akan bergerak ke larutan yang lebih bermuatan
negati$ !ke arah katode", sebaliknya ion negati$ +l/ akan bergerak ke
larutan yang bermuatan positi$ !ke arah anode".
*enulisan reaksi redoks pada sel volta dilambangkan dengan notasi atau diagram sel sebagai berikut:
%n!s" C %n2!a" CC +u2!a" C +u!s"
*ada per(obaan !gambar di ba4ah", permukaan logam platina yang bersi$at inert mengabsorbsi gas hidrogen, sehingga ion ? langsung bereaksi
dengan gas hidrogen.keseimbangan antara ?2 dengan ion ? yang terbentuk
pada permukaan logam platina adalah reaksi oksidasi ?2 menjadi ? dan
reaksi reduksi ? menjadi ? 2.
=alam reaksi keseimbangan tersebut nilai potensial hidrogen distandarisasi D volt. ?al ini merupakan keputusan internasional. 7*A+ yang menyatakan bah4a potensial elektroda standar, ;D berdasarkan ke(enderungan reduksi
yang terjadi pada ele(trode, sehingga disebut juga potensial reduksi standar .
2? !a" 2e/ E ?
2 ;DF D V
;le(trode yang lebih mudah mengalami reduksi dibandingkan dengan ele(trode hidrogen bernilai positi$, sebaliknya ele(trode yang lebih mudah mengalami oksidasi bernilai negati$. adi, semakin besar nilai potensial ele(trode standar, maka ele(trode tersebut semakin mudah mengalammi reaksi reduksi. *otensial reduksi merupakan kebalikan dari potensial oksidasinya. @isalnya, nilai potensial ele(trode %n2&%n F /D, V,
artinya nilai potensial reduksi standar ion %n2 menjadi %n sebesar D, V.
Pembagian sel volta
• SEL VOLT PR!"ER
a# Sel Kering Seng $ Karbon
Sel kering juga dapat disebut sel Len%han%he atau baterai.
9aterai kering ini mendapatkan hak paten penemuan di tahun 18. Sel Lan(ha(he ini terdiri atas suatu silinder 'ink berisi pasta dari (ampuran batu ka4i !@n<2", salmiak !B?)+l", karbon !+", dan sedikit
air. =engan adanya air jadi baterai kering ini tidak 1DDH kering.
Sel ini biasanya digunakan sebagai sumber tenaga atau energi pada lampu, senter, radio, jam dinding, dan masih banyak lagi. *enggunaan logam seng adalah sebagai anoda sedangkan katoda digunakan elektrode inert, yaitu gra$it, yang di(elupkan ditengah/ tengah pasta. *asta ini bertujuan sebagai oksidator. Seng tersebut akan dioksidasi sesuai dengan persamaan reaksi di ba4ah ini:
&n's( ) &n*+'a,( + *e- 'anoda(
Sedangkan katoda terdiri atas (ampuran dari @n<2 dan B?)+l. 0eaksi
yang terjadi dapat ditulis sebagai berikut:
*"nO*'s( + *./0+'a,( *e- ) "n*O1's( + *./1'a,( + /*O'l( 'katoda(
atoda akan menghasilkan ammonia, ammonia ini akan bereaksi dengan %n2 yang dihasilkan di anode. 0eaksi tersebut akan
digunakan berulang kali dan memiliki daya tahan yang tidak lama. =an harganya di pasaran sangatlah murah.
b# 2aterai "erkuri
9aterai merkuri ini merupakan satu dari baterai ke(il yang dikembangkan untuk usaha perdagangan atau komersial. Anoda seng dan katoda merkuri !77" oksida !?g<" adalah penyusun dari baterai merkuri ini yang dihubungkan dengan larutan elektrolit kalium hidroksida !<?". Sel ini mempunyai beda potensial K 1,)V. 0eaksi yang terjadi pada baterai ini adalah:
&n's( + *O/-'a,( ) &nO's( + /*O + *e- 'anoda(
/gO's( + /*O + *e- ) /g'l( + *O/-'a,( 'katoda(
0eaksi dari keseluruhan atau disebut reaksi bersih adalah:
&n's( + /gO's( ) &nO's( + /g'l(
%# 2aterai Perak Oksida
9aterai perak oksida tergolong tipis dan harganya yang relati$ lebih mahal dari baterai/baterai yang lainnya. 9aterai ini sangat populer digunakan pada jam, kamera, dan kalkulator elektronik. *erak oksida !Ag2<" sebagai katoda dan seng sebagai anodanya. 0eaksi
elektrodenya terjadi dalam elektrolit yang bersi$at basa dan mempunyai beda potensial sama seperti pada baterai alkaline sebesar 1,V. 0eaksi yang terjadi adalah:
&n's( + *O/-'a,() &n'O/(*'s( + *e- 'anoda(
g*O's( + /*O + *e- ) *g's( + *O/-'a,( 'katoda(
d# 2aterai Litium
>erdiri atas litium sebagai anoda dan @n<2 sebagai oksidator
!seperti pada baterai alkaline". 9aterai Litium ini dapat menghasilkan arus listrik yang lebih besar dan daya tahannya lebih lama dibandingkan baterai kering yang berukuran sama. 9erikut notasi dari baterai Litium:
Li Li + 'pelarut non-air( KO/ 'pasta( "nO
*3 "n'O/(13 C • SEL VOLT SEK4.5ER
a# ki Timbal
Aki merupakan jenis baterai yang dapat digunakan untuk kendaran bermotor atau automobil. Aki timbal mempunyai tegangan V atau 12V, tergantung jumlah sel yang digunakan dalam konstruksi aki timbal tersebut. Aki timbal ini terdiri atas katoda *b<2 !timbel!7V"
oksida" dan anodanya *b !timbelFtimah hitam". edua 'at sel ini merupakan 'at padat, yang di(elupkan kedalam larutan ?2S<). 0eaksi
yang terjadi dalam aki adalah:
Pb's( + SO0*-'a,( ) PbSO0's( + *e- 'anoda(
PbO*'s( + 0/+'a,( + SO0*-'a,( + *e- ) PbSO0's( + */*O 'katoda(
Aki ini dapat diisi ulang dengan mengalirkan lagi arus listrik ke dalamnya. *engisian aki dilakukan dengan membalik arah aliran
elektron pada kedua elektrode. *ada pengosongan aki, anoda !*b" mengirim elektron ke katoda !*b<2". Sementara itu pada pengisian
aki, elektrode timbal dihubungkan dengan kutub negati$ sumber arus sehingga *b2S<) yang terdapat pada elektrode timbal itu direduksi.
9erikut reaksi pengisian aki:
PbSO0's( + /+'a,( +*e- ) Pb's( + /SO0-'a,( 'elektrode Pb sebagai
katoda(
PbSO0's( + */*O'l( ) PbO*'s( + /SO0-'a,( + 1/+'a,( + *e- 'elektrode
PbO* sebagai anoda(#
b# 2aterai .ikel Kadmium
9aterai nikel/kadmium merupakan baterai kering yang dapat diisi ulang. Sel ini biasanya disebut ni%ad atau bateray nickel-cadmium. 0eaksi yang terjadi pada baterai nikel/kadmium adalah: Cd's( + *O/-'a,( ) Cd'O/(*'s( + *e- 'anoda(
.iO*'s( + */*O + *e- ) .i'O/(*'s( + *O/-'a,( 'katoda(
0eaksi keseluruhan adalah:
Cd's( + .iO'a,(+ */*O'l( ) Cd'O/(*'s( + .i'O/(*'s(
9aterai nikel/kadmium merupakan 'at padat yang melekat pada kedua elektrodenya. 9aterai nikel/kadmium memiliki tegangan sekitar 1,)V. =engan membalik arah aliran elektron, 'at/'at tersebut dapat diubah kembali seperti 'at semula.
%# Sel Perak Seng
Sel ini mempunyai kuat arus !7" yang besar dan banyak digunakan pada kendaran/kendaraan balap. Sel perak seng dibuat lebih ringan dibandingkan dengan sel timbal seng. <? adalah elektrolit yang digunakan dan elektrodenya berupa logam %n !seng" dan Ag !perak".
d# Sel .atrium 2elerang
Sel natrium belerang ini dapat menghasilkan energi listrik yang lebih besar dari sel perak seng. ;lektrodenya adalah Ba !natrium" dan S !sul$ur".
e# Sel 2ahan 2akar
Sel bahan bakar adalah sel yang menggunakan bahan bakar seperti (ampuran hidrogen dengan oksigen atau (ampuran gas alam dengan oksigen. Sel bahan bakar ini biasanya digunakan untuk sumber energi listrik pesa4at ulang/alik, pesa4at +hallenger dan +olumbia. Mang berperan sebagai katode adalah gas oksigen dan anodanya gas hidrogen. @asing/masing elektrode dimasukkan kedalam elektrode karbon yang berpori/pori dan masing/masingnya elelktrode digunakan katalis dari serbuk platina.
atoda: menghasilkan ion <?/
O*'g( + */*O'l(+ 0e- ) 0O/-'a,(
Anoda: dari katode bereaksi dengan gas ?2
-0eaksi selnya adalah: O*'g( + */*'g( ) */*O'l(
Sel Volta dalam kehidupan
salah satu sumber tenaga listrik yang banyak digunakan saat ini adalah baterai. euntungan penggunaan baterai sebagai sumber energi listrik adalah si$atnya yang praktis, murah dan tahan lama. Aplikasi sel volta dalam kehidupan sehari/hari adalah baterai dan a((umulator !aki", keduanya bekerja berdasarkan prinsip yang sama yaitu reaksi redoks spontan. Sel volta dibedakan menjadi dua, yaitu:
1. Sel primer, yaitu sel yang tidak dapat diisi ulang. @isalnya baterai biasa !sel kering", baterai alkali, dan baterai perak oksida.
2. Sel sekunder, yaitu sel yang dapat diisi ulang !diestrum". @isalnya baterai nikel (admium, Li/ion 9attery dan aki.
Sel/sel tersebut digunakan pada berbagai alat elektronika, seperti jam, kalkulator, lampu senter, radio, dan telepon genggam.
5eret volta
nsur/unsur dalam deret volta adalah sebagai berikut:
LiNN9aN+aNBaN@gNAlN@nN%nN+rNOeN+dN+oNBiNSnN *bN?N+uN?gNAgN*tNAu
• ANALISIS DATA
1. 9erdasarkan hasil per(obaan
diketahui bah4a hasil per(obaan yang diperoleh melalui perhitungan pada voltmeter maupun melalui perhitungan ;o sel
hampir sama. @aka dapat disimpulkan bah4a rumus yang digunakan yakni penjumlahan ;o sel yang tereduksi dan ;o sel yang
teroksidasi atau rumus yang termudah yaitu ;o besar / ;o ke(il akan
sesuai dengan hasil per(obaan. @aka:
0umus : ;o sel tereduksi ;o sel teroksidasi F ;o sel ;o katode ;o anode F ;o sel ;o besar / ;o ke(il F ;o sel TER24KT! KE2E.R..6#
2. Setelah reaksi berlangsung beberapa saat, anoda %n berkurang dan katoda +u berkurang karena %n teroksidasi menjadi %n2 dan +u2
tereduksi menjadi +u .
#. Apabila reaksi dibalik, maka tidak terjadi reaksi kimia karena potensial selnya kurang dari nol.
• PERTANAAN DAN !A"A#AN
1. Adakah perbedaan antara harga potensial sel voltmeter dan hasil perhitungan kelompok andaP
QQ Ada, namun relati$ ke(il. =alam per(obaan diperoleh bah4a angka voltmeter menunjukkan skala # dari skala total saat terhubung dengan input # Volt. Artinya bah4a dalam reaksi diperoleh nilai 1 Volt. Bilai ini mendekati hasil perhitungan ;o
melalui rumus yaitu sebesar 1,1 volt. @aka, perbedaan yang relati$ ke(il ini dapat diabaikan dan disimpulkan bah4a tidak ada perbedaan yang men(olok antara harga potensial sel voltmeter dan hasil perhitungan kelompok kami.
2. >uliskan reaksi yang terjadiR
QQ %n %n2 2e/ ;o F D, volt
+u2 2e/ +u ;o F D,#) volt
%n +u2 %n2 +u ;o F 1,1 volt
#. >uliskan notasi selnyaR
QQ %n C %n2 CC +u2 C +u
). esimpulan apa yang dapat anda peroleh dari per(obaan diatasP QQ !idem kesimpulan di ba4ah ini"
• $ESI%P&LAN
1. ?asil perhitungan antara hasil per(obaan dan perhitungan rumus dapat dikatakan sama. =an rumus tersebut terbukti kebenarannya.
2. %n teroksidasi menjadi %n2 dan +u2 tereduksi menjadi +u.
#. Apabila reaksi dibalik, maka tidak terjadi reaksi kimia karena potensial selnya diba4ah nol, sehingga reaksi mustahil terjadi.
SEL ELE$TROLISIS
7#Elektrolisis
;lektrolisis adalah peristi4a penguraian 'at elektrolit oleh arus listrik searah. =alam sel elektrolisis energi listrik dapat menghasilkan reaksi kimia. Sel elektrolisis ber$ungsi sebagai pompa untuk
menjalankan perpindahan elektron yang mengalir dari anode ke
katode. ;lektron dialirkan melalui elektrode yang tidak bereaksi !inert". 9iasanya digunakan batang karbon atau platina. =alam elektrolisis, pada anode terjadi oksidasi !melepaskan elektron" sedangkan pada katode terjadi reduksi.
;lektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. omponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit.;lektroda yang
digunakan dalam proses elektolisis dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:
a. ;lektroda inert, seperti kalsium !+a", potasium, gra$it !+", *latina !*t", dan emas !Au".
b. ;lektroda akti$, seperti seng !%n", tembaga !+u", dan perak !Ag" ;lektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam, dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida.
ombinasi antara elektrolit dan elektroda menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:
1. ;lektrolisis larutan dengan elektroda inert 2. ;lektrolisis larutan dengan elektroda akti$ #. ;lektrolisis leburan dengan elektroda inert
*ada elektrolisis, katoda merupakan kutub negati$ dan anoda merupakan kutub positi$. *ada katoda akan terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi reaksi oksidasi.
0angkaian sel elektrolisis hampir menyerupai sel volta. Mang membedakan sel elektrolisis dari sel volta adalah, pada sel
elektrolisis, komponen voltmeter diganti dengan sumber arus !umumnya baterai". Larutan atau lelehan yang ingin dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu 4adah.
Selanjutnya, elektroda di(elupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis. ;lektroda yang digunakan umumnya merupakan elektroda inert, seperti Gra$it !+", *latina !*t", dan ;mas !Au".
;lektroda berperan sebagai tempat berlangsungnya reaksi. 0eaksi reduksi berlangsung di katoda, sedangkan
reaksi oksidasi berlangsung di anoda. utub negati$ sumber arus
mengarah pada katoda !sebab memerlukan elektron" dan kutub positi$ sumber arus tentunya mengarah pada anoda.
Akibatnya, katoda bermuatan negati$ dan menarik kation/kation yang akan tereduksi menjadi endapan logam. Sebaliknya, anoda bermuatan positi$ dan menarik anion/anion yang akan teroksidasi menjadi gas. >erlihat jelas bah4a tujuan elektrolisis adalah untuk mendapatkan
Ada dua tipe elektrolisis, yaitu elektrolisis lelehan !leburan", dan elektrolisis larutan. *ada proses elektrolisis lelehan, kation pasti
tereduksi di katoda dan anion pasti teroksidasi di anoda.
;lektrolisis yaitu peristi4a penguraian atas suatu larutan
elektrolit yang telah dilaliri oleh aurs 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 dua buah elektroda yang ber$ungsi sebagai katoda.
0eaksi/reaksi elektrolisis bergantung pada potensial ele(trode, konsentrasi, dan over potensial dari spesi yang terdapat dalam sel elektrolisis. *ada sel elektrolisis katode bermuatan negative,
sedangkan anode bermuatan positi$. emudian kation direduksi di katode, sedangkan anion diosidasi di anode.
;lektrolisis mempunyai banyak keguanaan, di antaranya yaitu dapat memperoleh unsure/unsur logam, halogen, gas hidrogen dan gas oksigen, keudian dapat menghitung konsentrasi ion logam dalam suatu larutan, digunakan dalam pemurnian suatu logam, serta salah satu proses elektrolisis yang popular adalah penyepuhan, yaitu
melapisi permukaan suatu logam dengan logam lain.
Seperti yang telah diketahui di atas, elektrolisis mempunyai banyak man$aat dalam kehidupan sehari/hari, sehingga penting agar mahasis4a melakukan praktikum ini agar mahasis4a lebih
mengetahui dan dapat mempelajari proses dari elktrolisis. ;lektrokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang
mempelajari hubungan antara perubahan 'at dan arus listrik yang berlangsung dalam sel elektrokimia. =alam kehidupan sehari/hari penerapan elektrolisis sangat banyak, misalnya dalam dunia industri seperti pemurnian logam. <leh karena itu, pemahaman akan
elektrolisis sangat penting, dan melalui per(obaan ini diharapkan praktikan mendapatkan lebih banyak pengetahuan.
*#Sel elektrolisis
Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang menimbulkan terjadinya reaksi redoks yang tidak spontan dengan adanya energi listrik dari luar. +ontohnya adalah elektrolisis lelehan Ba+l dengan elektroda platina. +ontoh lainnya adalah pada sel =aniell jika diterapkan beda potensial listrik dari luar yang besarnya melebihi potensial sel =aniell.
1#8aktor 9ang "empengaruhi Proses Elektrolisis
a. enis elektroda yang digunakan
b. edudukan ion dalam siri elektrokimia (. epekatan ion
0#Perbedaan ntara Sel Elektrolisis : Sel Kimia
Sel ;lektrolisis dialirkan melalui elektrolit, ion/ion akan terurai dan bergerak ke masing/masing anoda dan katoda. *enguraian elektrolit dilakukan oleh arus elektrik.Anion bergerak menuju ke
elektroda anoda manakala ation bergerak menuju ke elektroda katoda.
Sel imia Sel kimia ialah sel yang menghasilkan tenaga elektrik melalui tindakbalas kimia. Sel kimia dibina daripada dua logam !elektrod" yang berlainan di(elupkan kedalam suatu larutan masing/ masing elektrolit. ;lektroda %n di(elupkan ke dalam larutan %nS<),
;lektroda +u di(elupkan ke dalam larutan +uS<) dan dihubungkan
oleh satu jembatan garam. Arus yang terhasil ialah sebanyak 1.1DA.
;# "a%am-ma%am elektrolisis<
;lektrolisis leburan elektrolit
=apat digunakan untuk menghantar ion/ion pada sel
elektrolisis. Leburan elektrolit tanpa menggunakan air. +ontohnya adalah Ba+l.
;lektrolisis air
ika arus listrik dile4atkan melalui 2 elektroda dalam air murni, tidak terjadi elektrolisis. >etapi, jika larutan +uS<) & B<#
ditambahkan air murni dengan konsentrasi rendah, akan terjadi elektrolisis dan dapat menghantarkan arus listrik.
;lektrolisis larutan elektrolit
0eaksi yang terjadi tidak hanya melibatkan ion N ion dalam larutan saja,tetapi juga air. +ontohnya adalah 7.
;lektrolisis mempunyai banyak keguanaan di antaranya yaitu dapat memperoleh unsur/unsur logam, halogen, gas hidrogen dan gas oksigen, kemudian dapat menghitung konsentrasi ion logam dalam suatu larutan, digunakan dalam pemurnian suatu logam, serta salah satu proses elektrolisis yang popular adalah penyepuhan, yaitu
melapisi permukaan suatu logam dengan logam lain. Sel elektrolisis memiliki # (iri utama, yaitu :
1. Larutan elektrolit yang mengandung ion bebas. 7on N ion ini dapat memberikan atau menerima elektron sehingga elektron dapat mengalir melalui larutan.
2. >erdapat 2 elektroda dalam sel elektrolisis.
#. >erdapat sumber arus listrik dari luar, seperti baterai yang mengalirkan arus listrik searah !=+ ".
=# Persamaan dan perbedaan sel volta dan sel elektrolisis Persamaan:
1. Anoda selalu terjadi reaksi oksidasi dengan kata lain elektroda yang terjadi reaksi oksidasi disebut anoda
2. atoda selalu terjadi reaksi reduksi dengan kata lain elektroda yang terjadi reaksi reduksi disebut katoda
Pada Sel Volta :
1. @erubah energi kimia menjadi energi listrik
2. Anoda !oksidasi" adalah elektroda negati$ !/" dan katoda !reduksi" adalah elektroda positi$ !"
Pada Sel Elektrolisis :
1. @erubah energi listrik menjadi energi kimia
2. Anoda !oksidasi" adalah elektroda positi$ !" dan katoda !reduksi" adalah elektroda negati$ !/"
># Reaksi-reaksi Sel Elektrolisis
Reaksi pada Katoda ( Reduksi Kation)
1. 9ila kation dari golongan Alkali& 7A !Li, Ba, ", Alkali tanah& 77A
!@g2, +a2, Sr2, 9a2", Al# atau @n2 maka kation tersebut tidak
direduksi namun air !?2<" yang direduksi. hal ini karena ;Tred ?2< lebih besar dari ion/ion tersebut. 0eaksi yang terjadi :
2?2<!l" 2e/ - ?2!g" 2<?/!a"
2. ? dari suatu asam akan direduksi menjadi gas hidrogen !?2".
0eaksi yang terjadi :
2?!a" 2e/ - ? 2!g"
#. 7on/ion logam lainnya yang tidak termasuk kelompok di atas direduksi lalu mengendap pada katoda.
Bi2!a" 2e/ - Bi!s"
+u2!a" 2e/ - +u!a"
Ag!a" e/ - Ag!s"
). 7on/ion lelehan atau leburan dari golongan alkali dan alkali tanah direduksi lalu mengendap pada katoda !karena lelehan&leburan tidak mengandung air".
Li!a" e/ - Li!s"
+a2!a" 2e/ - +a!s"
Reaksi pada Anoda (Oksidasi Anion)
1. 9ila elektrodanya non inert !Bi, +u, Ag dll" maka elektrodanya yang dioksidasi. (ontoh reaksinya :
Bi!s" - Bi2!a" 2e/
+u!a" - +u2!a" 2e/
Ag!s" - Ag!a" e/
2. 9ila elektrodanya inert !+, *t atau Au" maka elektrodanya tidak bereaksi dan bila anionnya :
a. 7on <?/ dari basa maka reaksi yang terjadi :
)<?/!a" - 2?
2<!a" <2!g" )e/
b. 7on sisa asam yang mengandung oksigen !S<)2/, B<#/, *<)#/
dll" tidak dioksidasi namun air !?2<" yang dioksidasi. karena ;Toks ?2< lebih besar dari sisa asam yang mengandung oksigen. 0eaksi yang terjadi :
2?2<!a" - )?!a" <2!g" )e/
(. ion sisa asam yang tidak mengandung oksigen !+l/ , 9r/ , 7/ dll"
akan dioksidasi.
2+l/!s" - +l
29r/!s" - 9r
2!g" 2e/
?# Contoh Elektrolisis
a. *roses penyepuhan
Maitu proses perubahan ;nergi listrik menjadi ;nergi kimia. *roses ini melibatkan ;lektroda !logam/logam yang dihubungkan dengan sumber listrik" dan ;lektrolit !(airan tempat logam/logam tadi di(elupkan". *enyepuhan berguna untuk melapisi logam untuk perhiasan, atau juga untuk pen(egahan karat&korosi, seperti pada pipa atau besi, yang dilapisi oleh (ampuran besi !Oe" dan Seng !%n", yang disebut proses galvanisasi. ;lektrolisis ini adalah kebalikan dari proses yang terjadi pada baterei atau aki, dimana pada sumber listrik itu terjadi proses perubahan dari energi kimia menjadi energi Listrik.
b. ;lektrolisis Leburan alium 9romida
7on kalium bergerak ke katoda& ion bromida bergerak ke anoda.
/ Anoda:
7on bromida menyah(as se(ara membebaskan elektron kepada anoda.
29r/ 2e - 9r 2
=ua atom bromin akan membentuk satu molekul d4iatom bromin. Gas bromin ber4arna perang terbebas pada anode.
/ atoda:
7on kalium menyah(as se(ara menerima elektron daripada katode.
e -
Logam kalium berkilau terbentuk pada katoda (. ;lektrolisis aluminium oksida lebur.
7on/ion Al# dan <2/ dibebaskan apabila aluminium oksida
dileburkan. 7on Al# tertarik ke katod dan ion <2/ tertarik ke anoda
semasa elektrolisis. *emerhatian:
/ =i anoda. Gas oksigen terhasil apabila ion/ion <2/ membuang
elektron seperti berikutU 2<2/ - <
2 )e
/ =i katoda. Logam aluminium berkilat terhasil apabila ion/ion Al# menerima elektron.
@# Prinsip perhitungan elektrolisis dengan penerapan hukum Aarada9
?ukum Oaraday adalah hukum dasar untuk elektrolisis dan
elektroanalisis. ?ukum ini digunakan untuk menjelaskan pemakaian sel elektrolitik dalam pemeriksaan kimia. Sehubungan dengan ini, Oaraday merumuskan dua hukum dasar yang dikenal hukum elektrolisis, yaitu : a" @assa 'at yang bereaksi pada elektroda sebanding dengan jumlah
kelistrikan yang mengalir melalui sel. b" @assa ekivalen 'at yang berbeda dihasilkan atau dipakai pada elektroda dengan mele4atkan sejumlah
tertentu muatan listrik melalui sel.
7# /ukum 8arada9 !
@assa 'at yang terbentuk pada masing/masing elektroda sebanding dengan kuat arus&arus listrik yang mengalir pada elektrolisis tersebut.
Rumus:
m F e . i . t & 3.DD F i . t
m F massa 'at yang dihasilkan !gram"
e F berat ekivalen F Ar& Valens iF @r&Valensi i F kuat arus listrik !amper"
t F 4aktu !detik"
F muatan listrik !(oulomb"
*# /ukum 8arada9 !!
@assa dari ma(am/ma(am 'at yang diendapkan pada masing/masing elektroda !terbentuk pada masing/masing elektroda" oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masing/masing 'at tersebut.
Rumus:
m1: m2 F e1 : e2
m F massa 'at !garam"
• 'ASIL PENGA%ATAN
Larutan atoda** AnodaAmilum atoda**Sebelum =ielektrolisis Setelah =ielektrolisisAnodaAmilum
Ba2S<) 9ening / @erah /
7 9ening 9ening @erah muda 9iru tua W" 0eaksi elektrolisis Larutan Ba2S<) dengan elektroda karbon !+"
0eaksi: Ba2S<)!a" 2 Ba2!a" S<)2/!a"
Anoda: 2 ?2<!l" ) ?!a" <2!g" )e
atoda: 2 ?2<!l" 2e ?2!g" 2<?/!a"
0eaksi ;lekrolisis akhir:
Anoda: 2 ?2<!l" ) ?!a" <!g" )e
atoda: ) ?2<!l" )e 2?2!g" )<?/!a"
2 ?2<!l" 2?2!g" <2!g"
W" 0eaksi elektrolisis Larutan 7 dengan elektroda karbon !+" 0eaksi: 7!a" !a" 7/!a"
Anoda: 2 7/
!a" 72!g" 2e
atoda: 2 ?2<!l" 2e ?2!g" 2<? /!a"
2 ?2<!l" 2 7/!a" 72!g" ?2!g" 2<?/!a"
• ANALISIS DATA
*ada praktikum tersebut, terjadi beberapa gejala saat pengamat mengamati terjadinya elektrolisis pala larutan Ba2S<) dan 7. *ada
bagian ini, pengamat akan membahas gejala/gejala yang terjadi pada larutan 7. =alam rentan 4aktu 1 menit melakukan praktikum
dengan larutan 7 terlihat bah4a pada katoda terdapat gelembung/ gelembung gas yang lebih banyak dan lebih terlihat dibandingkan dengan pada anoda. Gelembung/gelembung gas sebenarnya
merupakan gas hidrogen. ika dilihat pada reaksi di atoda larutan 7, maka benar adanya bah4a terjadi reaksi reduksi pada katoda. arena terlihat pada reaksi tersebut bah4a adanya gas hidrogen !?2!g"".
Selanjutnya, timbulnya 4arna kuning pada anoda. Sebenarnya, 4arna kuning yang ada pada anoda ini menandakan adanya gas iodin pada reaksi tersebut. ika dilihat pada reaksi di Anoda larutan 7, maka benar bah4a terjadi reakso oksidasi pada Anoda. rena terlihat pada reaksi tersebut bah4a adanya gas iodin !72!g"".
>erjadi pula perubahan 4arna larutan 7 yang diambil dari bagian katoda yang ditambah dengan indikator **. Sebelum reaksi elektrolisis terjadi, larutan 7 ber4arna bening, sedangkan setelah
terjadi elektrolisis 4arna larutan 7 menjadi merah. ?al ini menandakan bah4a larutan 7 di katoda setelah mengalami
elektrolisis bersi$at basa. !7BGA>R 7ndikator ** tak ber4arna&bening/ merah". ika larutan tersebut setelah ditambah dengan indikator ** menghasilkan 4arna bening, maka larutan tersebut bersi$at asam. =an jika larutan tersebut setelah ditambah dengan indikator **
menghasilkan 4arna merah, maka larutan tersebut bersi$at basa. 9erarti benar, bah4a reaksi di katoda bersi$at basa !adanya 2<?/ !a" pada reaksi di katoda".
Selanjutnya mengenai gejala yang terjadi pada elektrolisis larutanBa2S<). *ada elektrolisis larutan ini, terdapat gelembung gas
pada katoda yang lebih banyak dibanding yang ada pada anoda. ?al ini sama dengan yang terjadi pada elektrolisis larutan 7, bah4a
dengan adanya gas hidrogen pada katoda berarti terbukti bah4a terjadi reaksi reduksi pada katoda.
>erjadi pula perubahan 4arna larutan Ba2S<) yang diambil dari
bagian katoda yang ditambah dengan indikator **. Sebelum reaksi elektrolisis terjadi, larutan Ba2S<) ber4arna bening, sedangkan
setelah terjadi elektrolisis 4arna larutan Ba2S<) menjadi merah. ?al ini
menandakan bah4a larutan Ba2S<) di katoda setelah mengalami
elektrolisis bersi$at basa. !7BGA>R 7ndikator ** tak ber4arna&bening/ merah". ika larutan tersebut setelah ditambah dengan indikator ** menghasilkan 4arna bening, maka larutan tersebut bersi$at asam. =an jika larutan tersebut setelah ditambah dengan indikator **
menghasilkan 4arna merah, maka larutan tersebut bersi$at basa. 9erarti benar, bah4a reaksi di katoda bersi$at basa !adanya 2<?/ !a" pada reaksi di katoda".
7ndikator niversal
7ndikator niversal dapat membedakan larutan asam dan basa serta mengetahui harga p?nya. 7ndikator niversal dapat dalam bentuk (airan maupun kertas. +ara kerja indiator ini adalah dengan men(o(okkan perubahan 4arna kertas indikator
pada tabel 4arna indikator universal
• PERTANAAN DAN !A"A#AN
1. =ari perubahan 4arna indi(ator pada elektrolisis larutan Ba2S<) maka
bagaimanakah si$at larutan pada ruang katoda dan anodaP QQ =i katoda bersi$at : basa
=i anoda bersi$at : asam
2. =ari perubahan 4arna yang terjadi pada elektrolisis larutan 7
bagaimanakah si$at larutan di ruang katodaP %at apa yang terbentuk di anodaP
QQ Si$at larutan di ruang katoda : basa
=i katoda terjadi reaksi reduksi air karena ion adalah ion dari logam
golongan 7A yang termasuk logam memiliki ;o paling negati$ sehingga
tidak bisa mengalami reduksi.
%at yang terbentuk di anoda : gas 72!gas iodin"
#. >uliskan reaksi elektrolisis yang terjadi di katoda dan anoda untuk larutan Ba2S<) dan larutan 7R
W" 0eaksi elektrolisis Larutan Ba2S<) dengan elektroda karbon !+"
0eaksi: Ba2S<)!a" 2 Ba2!a" S<)2/!a"
Anoda: 2 ?2<!l" ) ?!a" <2!g" )e
atoda: ) ?2<!l" )e 2?2!g" )<?/!a"
2 ?2<!l" 2?2!g" <2!g"
W" 0eaksi elektrolisis Larutan 7 dengan elektroda karbon !+" 0eaksi: 7!a" !a" 7/!a"
Anoda: 2 7/
!a" 72!g" 2e
2 ?2<!l" 2 7/!a" 72!g" ?2!g" 2<?/!a"
• $ESI%P&LAN
1. *ada kedua elektrolisis, yang terbentuk di ruang katoda adalah larutan yang bersi$at basa, karena mengandung ion hidroksida.
2. =ari kedua reaksi, yang elektrolisis adalah air, bukan logamnya.
#. =alam reaksi elektrolisis digunakan rumus yang berbeda, tergantung pada syarat berupa:
a. enis elektroda yang digunakan
b. edudukan ion dalam siri elektrokimia (. epekatan ion
d. %at di ruang katoda dan anoda
• SOAL
1. >uliskan reaksi elektrolisis yang terjadi untuk elektrolisis larutan: a. Larutan +a+l2 dengan elektroda +
b. Larutan +l dengan elektroda + (. Larutan +uS<) dengan elektroda +
d. Larutan +uS<) dengan elektroda +u
QQ a. 2 ?2< 2e/ 2<?/ ?2 2 +l/ 2e/ +l 2 2 ?2< 2+l/ 2<?/ ?2 +l2 b. 2 ?2< 2e/ 2<?/ ?2 2 +l/ 2e/ +l 2 2 ?2< 2+l/ 2<?/ ?2 +l2 (. 2 +u2 )e/ 2 +u 2 ?2< )? <2 )e/ 2 ?2< 2+u2 2+u )? <2 d. +u2 2e/ +u!a" +u!s" +u2 2e/ +u!s" +u!a"
2. *ada elektrolisis larutan Ba2S<) di katoda dihasilkan 11,2 liter 'at
!S>*". ika digunakan arus listrik sebesar 2 A, maka berapakah: a. Xaktu yang diperlukan untuk menghasilkan gas tsbP
b. Volume gas di anoda diukut pada * dan > yang samaP
a. di atoda : ) ?2<!l" )e 2?2!g" )<?/!a"
@ol F 11,2 & 22,) F D, mol O F mol.valensi
O F 1 F
t F )8.2D s
b. ?asil : 2 ?2<!l" 2?2!g" <2!g"
ika 2?2 F D, mol, maka <2 F D,2 mol
