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.
Elektrolisis mempunyai banyak kegunaan 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 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).
Peristiwa elektrolisis banyak dimanfaatkan untuk melapisi logam atau
pemurnian logam. Bila suatu elektrolit (larutan atau leburan)
dielektrolisis, maka elektrolit tersebut akan terurai menjadi kation yang
akan menuju katoda/elektrode positif (+) dan anion yang akan menuju
anoda/elektrode negatif (-).
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
4. Masukkan elektroda (C) yang sudah terhubung dengan sumber listik
(baterai)
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
4. Masukkan elektroda (Fe) yang sudah terhubung dengan sumber listik
(baterai)
5. Lalu amati perubahan yang terjadi
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
"No "Reaksi pada katode "Reaksi pada anode "
" "(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"Pada penyepuhan dan pemurnian "
" "leburan (cairan) elektrolit "logam, yang dipakai sebagai anode "
" "(tanpa ada air), semua kation "adalah logam pelapis atau logam "
" "direduksi "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
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+ + SO42-
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+ + SO42-
Reaksi pada:
Katoda : Cu2+ + 2e Cu
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
H. KESIMPULAN
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).
Reaksi spontan merupakan reaksi yang tidak memerlukan energi dari
luar. Sedangkan reaksi tidak spontan merupakan reaksi yang memerlukan
energi dari luar. Ciri-ciri reaksi spontan antara lain, dihasilkannya
endapan, terjadi gelembung, perubahan warna, dan perubahan suhu.
-----------------------
M ( Mn+ + ne
Mn+ + ne ( M
4OH-(2H2O + 4e + O2
2 H+ 2e ( H2
2X- ( X2+2e
Mn+ + ne ( M
2H2O + ( 4H+ + 4e +O2
2H2O + 2e ( 2OH- +H2
