Makalah Kimia Sel Elektrolisis
Kelas XII MIA 5 KELOMPOK 5 Anggota : Desti Ayu Lestari Linda Restiani Nanda Ajeng Ramdhany Nisa Ayu Amalia Syamsul Ahmad Riyadhi Shifa Aulia
SMA Negeri 1 Singaparna
BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Selain sel volta dalam sel elektrokimia juga terdapat ada sel elekrolisis. Sel elektrolisis merupakan kebalikan dari sel volta. Bila sel volta adalah energi kimia yang berasal dari reaksi redoks spontan diubah menjadi energi listrik, sedangkan sel elektrolisis adalah energi listrik yang digunakan untuk melangsungkan reaksi kimia tak spontan. Reaksi elektrolisis adalah reaksi yang terjadi ketika listrik dialirkan melalui elektrolit. Elektrolisis juga dapat diartikan sebagai peruraian yang disebabkan arus listrik. Bila elektrolitnya merupakan lelehan senyawa ion, maka kation akan direduksi di katode , sedangkan anion dioksidasi di anode. B.
RUMUSAN MASALAH
1.
Zat apakah yang terjadi di ruang anode sebagai hasil elektrolisis?
2.
Ion-ion apakah yang terdapat di ruang katode setelah elektrolisis?
C.
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan agar siswa dapat mengetahui reaksi-reaksi yang terjadi pada elektrode (katode dan anode). D.
MANFAAT PENELITIAN Siswa mengerti dan memahami tentang reaksi pada katode dan anode dalam reaksi elektrolisis.
E. HIPOTESIS Hasil akhir proses elektrolisis berbeda antara larutan satu dengan larutan lainnya.
BAB II DASAR TEORI A. Elektrolisis Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat digolongkan menjadi dua, yaitu: 1. Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit (C), Platina (Pt), dan emas (Au). 2. Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag) Elektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam, dapat pula leburan garam halide atau leburan oksida. Kombinasi antara elektrolit dan elektroda menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu: ~ Elektrolisis larutan dengan elektroda inert ~ Elektrolisis larutan dengan elektroda aktif ~ Elektrolisis leburan dengan elektroda inert Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan kutub positif. Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi reaksi oksidasi.
B. Sel elektrolisis Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang menimbulkan terjadinya reaksi redoks yang tidak spontan dengan adanya energi listrik dari luar. Contohnya adalah elektrolisis lelehan NaCl dengan elektroda platina. Contoh lainnya adalah pada sel Daniell jika diterapkan beda potensial listrik dari luar yang besarnya melebihi potensial sel Daniell. Faktor yang Mempengaruhi Proses Elektrolisis 1. Jenis elektroda yang digunakan 2. Kedudukan ion dalam siri elektrokimia 3. Kepekatan ion
Perbedaan Antara Sel Elektrolisis / Sel Kimia Sel Elektrolisis dialirkan melalui elektrolit, ion-ion akan terurai dan bergerak ke masing-masing anoda dan katoda. Penguraian elektrolit dilakukan oleh arus elektrik. Anion bergerak menuju ke elektroda anoda manakala Kation bergerak menuju ke elektroda katoda. Sel Kimia Sel kimia ialah sel yang menghasilkan tenaga elektrik melalui tindakbalas kimia. Sel kimia dibina daripada dua logam (elektrod) yang berlainan dicelupkan kedalam suatu larutan masing- masing elektrolit. Elektroda Zn dicelupkan ke dalam larutan ZnSO4, Elektroda Cu dicelupkan ke dalam larutan CuSO4 dan dihubungkan oleh satu jembatan garam. Arus yang terhasil ialah sebanyak 1.10A. Hukum faraday pertama tentang tentang elektrolisis menyatakan bahwa “jumlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan besarnya muatan listrik yang melewati suatu elektrolisis”. Hukum kedua tentang elektrolisis menyatakan bahwa : “Sejumlah tertentu arus listrik menghasilkan jumlah ekivalen yang sama dari benda apa saja dalam suatu elektrolisis” (Petrucci, 1985).
BAB III METODE PENELITIAN A. Tempat Laboratorium Kimia SMAN 1 SINGAPARNA B. Subjek Penelitian Pada percobaan elektrolisis larutan elektrolit yang di uji adalah larutan KI, larutan CuSO4 dan larutan NaNO3 dengan elektode karbon. C. Alat dan Bahan Penelitian Alat 1.
Tabung Pipa U
2.
Elektrode Karbon
3.
Alat uji elektrolit
4.
Statif dan Klem
5.
Sumber arus searah
Bahan 1.
Larutan KI
2.
Larutan CuSO4
3.
Larutan NaNO3
4.
Fenolftalein
5.
Amilum
D. Prosedur Penelitian ·
Elektrolisis larutan KI
1.
Masukan larutan KI dalam pipa U yang telah disiapkan. Sisakan ruang 2 cm dari atas lubang pipa U.
2.
Letakkan pada gelas ukur ukuran 1000 ml agar pipa U tidak jatuh.
3.
Letakkan gelas ukur pada alat uji elektrolit.
4.
Jepit elektrode pada masing-masing jepit buaya yang terdapat pada alat uji elektrolisis. Tentukan positif negatifnya
5.
Tunggu beberapa saat lalu lihat apa yang terjadi.
·
Elektrolisis larutan CuSO4
1. Masukkan larutan CuSO4 ke dalam pipa U yang telah disiapakan. Sisakan ruang 2 cm dari atas lubang pipa U. 2.
Letakkan pipau U kedalam gelas ukur ukuran 1000 ml agar tidak jatuh.
3.
Letakkan pada alat uji elektrolit.
4.
Jepit elektrode pada jepit buaya. Masukkan ke dalam larutan CuSO4.
5.
Amati apa yang terjadi pada Anode dan Katode. Elektrolisis dari larutan NaNO3
Tuangkan larutan NaNO3 kedalam tabung U s/d 1 cm dari mulut tabung.
Dengan menngunakan pipet, ambil 10 tetes larutan NaNO3, dan masukkan ke dalam tabung reaksi. Amati dan catat perubahan warnanya
Celipkan elektroda karbon ke dalam masing – masing kaki tabung U,
kemudian hubungkan kedua elektroda dengan sumber arus searah selama 5 menit
Ambil larutan di anoda dan katoda secara terpisah, kemudian
tambahkan 3 tetes indikator PP pada masing – masing larutan. Amati dan catat perubahan warna yang terjadi
BAB IV PEMBAHASAN A.Hasil Penelitian ·
Elektrolisis KI
KI à K+ + IKatode = 2H2O + 2e à H2 + 2OH Anode = I- à I + e Cairan dalam ruang Anoda (+)
Katoda (-)
·
Perubahan selama elektrolisis Berubah warna menjadi kecoklatan
Perubahan setelah ditambah fenolftalein Beubah warna menjadi hitam kekuningan
muncul gelembung
Berubah warna menjadi merah muda
Perubahan setelah ditambah amilum Berubah warna menjadi hitam tetapi mengendap atau ungu Amilum mengendap
Elektrolisis larutan CuSO4
CuSO4 à Cu2+ + SO42Katode = Cu2+ + 2e à Cu Anode = 2H2O à 4H+ + O2 + 4e Cairan dalam ruang Katoda (-) Anoda (+)
Elektrolisis Larutan NaN03 NaNO3 (aq) → Na+ (aq) + NO3Anoda (+) : 2H2O(l) → 4H+ + O2(g) + 4e x 1 Katoda (-) : 2H2O(l) + 2e → 2OH-(aq)+ H2(g) x 2
Perubahan selama elektrolisis Karbon ditempeli oleh Cu Tidak ada gelembung
2H2O(l) → 4H+ + O2(g) + 4e 4H2O(l) + 4e → 4OH-(aq)+ 2H2(g) + 6H2O(l) → 4OH- + 2H2(g) + 4H+ + O2 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) Cairan dalam ruang Katoda (-) Anoda (+)
B.
Warna gelembung Tidak ada gelembung Terdapat gelembung warna putih
Pembahasan
Larutan KI adalah suatu larutan elektrolit yang dapat diuji dengan menggunakan alat uji elektrolit. Pada percobaan pertama yaitu memasukkan KI pada tabung U menambahkan indikator PP pada katoda dan amilum pada anoda, kemudian menghubungkan ke dua elektroda seperti pada gambar perangkat percobaan dengan arus searah selama 5menit. Menghasilkan perubahan warna menjadi kuning kecoklatan pada katoda dan ungu pada anoda. Reaksi yang terjadi pada katoda yaitu 2H2O + 2e 2OH- + H2 dan reaksi yan terjadi pada anoda yaitu 2 I- I2 + 2e . zat yang dihasilkan pada katoda yaitu H2 dan pada anoda dihasilkan I2 . Pengamatan lain pada katoda dihasilkan gelembung dan pada anoda dihasilkan sedikit gelembung. Bau yang dihasilkan pada katoda yaitu seperti betadine, dan tidak ada bau pada anoda.Keterangan pada hasil penelitian di atas menyebutkan bahwa pada katode muncul gelembung-gelembung selama reaksi elektrolisis berlangsung. Hal ini menandakan bahwa pada katode, reaksi elektrolisis KI merupakan sisa asam oksi. Sedangkan pada anode reaksi selama elektrolisis merubah warna larutan menjadi kecoklatan. Hal ini menandakan bahwa pada anode, reaksi elektrolisis KI membuat elekroda menguraikan I- menjadi I + e. Elektrolisis KI Cairan dalam ruang
Katoda Anoda
Warna larutan + indikator PP pada katoda & Warna larutan + amilum pada anoda Kuning kecoklatan Ungu kehitaman
Reaksi yang terjadi
Zat yang dihasilkan
Bau yang dihasilkan
Seperti betadine -
Pada percobaan memasukkan CuSO4 pada tabung U menambahkan indikator PP , kemudian menghubungkan ke dua elektroda seperti pada gambar perangkat percobaan dengan arus searah selama 5menit. Tidak menghasilkan perubahan warna pada katoda maupun anoda. Dan reaksi yang terjadi pada katoda yaitu Cu2+ + 2e Cu , dan pada anoda yaitu 2H2O O2 + 4H+ + 4e . Zat yang dihasilkan pada katoda yaitu Cu , sedangkan pada anoda yaitu O2 . Pengamatan lain pada katoda dihasilkan sedikit gelembung dan pada anoda dihasilkan banyak gelembung. Hal tersebut menunjukkan pada katoda terjadi reduksi Cu2+ yang menghasilkan endapan Cu dan pada anoda terjadi oksidasi H2O yang menhasilkan O2 . Elektrolisis CuSO4 Cairan dalam ruang Katoda Anoda
Warna larutan + indikator PP Tetap berwarna biru bening Tetap berwarna biru bening
Reaksi yang terjadi
Zat yang dihasilkan Cu
Larutan CuSO4 dapat diuraikan menjadi Cu2+ + SO42-. Pada cairan dalam katode, elektrode yang berupa karbon (C) ditempeli oleh tembaga selama perubahan elektrolisis berlangsung. Sedangkan pada anode, di sekitar karbon muncul gelembung-gelembung selama elektrolisis berlangsung. Hal ini dikarenakan pada anode menghasilkan sisa asam oksi. Larutan Sebelum dielektrolisis Sesudah dielektrolisis Keterangan Katoda + PP Anoda+Amilum Katoda + PP Anoda+Amilum NaNO3 Tidak berubah warna Tidak berubah warna Berwarna merah muda Tidak berubah warna Sebelum elektrolisis keluar butiran – butiran kecil seperti serpihan hitam pada katoda, juga terdapat gelembung kecil
BAB V PENUTUPAN A. Kesimpulan Dari percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa : a.
Pada katode terjadi reduksi. Pada lektrolisis larutan CuSO4 (kation Cu2+), ion Cu2+ tereduksi.
b. Pada anode terjadi oksidasi. Pada elektrolisis larutan KI terjadi oksidasi ion I-, karena anion I- lebih mudah teroksidasi dari pada air. c. Anion sisa asam oksi seperti SO42-, mempunyai potensial oksidasi lebih negatif dari pada air, sehingga sulit teroksidasi dan air yang akan teroksidasi.
