ELEKTROKIMIA PART 4. ELEKTROLISIS

KONSEP ELEKTROLISIS

Sama dengan sel volta, pada elektrolisis, katoda adalah elektroda tempat terjadinya reaksi reduksi dan anoda adalah elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi. Akan tetapi, pada elektrolisis, katoda adalah kutub negatif sedangkan anoda adalah kutub positif. Berikut adalah reaksi-reaksi yang terjadi pada katoda dan anoda sel elektrolisis yang bergantung pada wujud zat, jenis kation dan anion, dan jenis elektroda.

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).

Faktor-faktor terjadinya reaksi-reaksi elektrolisis

• Spesi yang mengalami reduksi di katode adalah yang mempunyai potensial reduksi (E°) lebih positif (+)
• Spesi yang mengalami oksidasi di anode adalah yang mempunyai potensial oksidasi (E°) lebih negatif (-)
• Jenis elektrode, inert (tidak dapat bereaksi; ex = Pt, C, Au) atau aktif (dapat bereaksi sempurna)
• Potensial tambahan yang diperlukan sehingga reaksi elektrolisis dapat berlangsung (overpotensial)
• Dalam reaksi-reaksi elektrolisis ditemukan gas-gas yang terbentuk, yaitu gas hirogen, oksigen, fluor, dan klor.

 A. KATODA 

Apabila suatu elektrolit dielektrolisis, maka kation akan mengalami reduksi di katoda. Reaksi yang terjadi di katoda ditentukan oleh wujud zat (larutan atau leburan) dan jenis kation.

B. ANODA 

Anoda adalah tempat reaksi oksidasi. Komponen yang teroksidasi bergantung pada jenis anoda dan jenis anion.

CONTOH SOAL REAKSI ELEKROLISIS

1. Elektrolisis terhadap larutan berikut ini yang dapat menghasilkan gas hidrogen di anode adalah …
A. AgNO3 (aq)
B. Na2SO4 (aq)
C. NaH (aq)
D. MgCl2 (aq)
E. KI (aq)

Pembahahasan 

2. Lelehan Al2O3 dielektrolisis dengan elektrode grafit (C) pada kedua batang yang dicelupkan seperti pada gambar.

Reaksi yang terjadi di X adalah …
A. 2O^2-  –> O2 + 4e
B. Al3+ + 3e  –>  Al
C. 2H2O  –>  4H+ + O2 + 4e
D. 4OH-  –>  2H2O + 4e + O2
E. 2H2O + 2e  –>  2OH- + H2
–> Pembahasan:
Susunan elektrolisis pada gambar dicelupkan elektrode C, artinya elektrode tidak bereaksi pada anion. Sip. Pada bagian X adalah reaksi yang terjadi pada kutub positif, yaitu anode. Nah, pada anode pasti terjadi proses reduksi jenis anion. Pada soal terdapat senyawa Al2O3, yang terdapat kation Al^3+ dan anion O^2-. Nah, anion O^2- bukan termasuk sisa asam oksi, maka

1. anion O^2- yang teroksidasi, maka jawaban paling tepat adalah A.
2. Pada elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode platina (Pt), di katode terjadi reaksi …
   A. Na^+ + e   –>  Na
   B. 2Cl^-  –>  Cl2 + 2e
   C. NaCl  –>  Na^+ + Cl^-
   D. 2H2O  –>  4H+ + O2 + 4e
   E. 2H2O + 2e  –>  H2 + 2OH-
   –> Pembahasan:
   Elektrolisisnya dilakukan terhadap “larutan” NaCl, artinya air bisa saja tereduksi atau teroksidasi di reaksi ini. Namun, elektrode platina adalah elektrode inert dan tidak ikut bereaksi. Nah, karena yang ditanya reaksi di katode (kation), maka kationnya adalah ion Na+ dan termasuk logam aktif, maka air yang tereduksi.
3. Pada elektrolisis cairan natrium klorida, pada katode dan anode berturut-turut dibebaskan …
   A. H2 dan Cl2
   B. H2 dan O2
   C. Na dan Cl2
   D. Na dan H2
   E. Na dan O2
   –> Pembahasan:Elektrolisis “cairan” sama dengan lelehan, artinya air maupun elektrode tidak ikut tereduksi atau teroksidasi. Natrium klorida (NaCl) memiliki kation Na+ dan anion Cl-. Nah, terjadi reaksi:
   *Katode: Na+  +  e  –>  Na
   *Anode: 2Cl-  –>  Cl2  +  2e
4. Ketika larutan encer air garam dielektrolisis, suatu gas tidak berwarna dilepaskan dari anode. Gas tersebut adalah …
   A. Uap
   B. Klorin
   C. Oksigen
   D. Hidrogen
   E. Karbon dioksida
   –> Pembahasan:
   Larutan air garam belum tentu mempunyai rumus NaCl, karena NaCl adalah garam dapur, bukan air garam. Nah, pada elektrolisis air garam, gas yang timbul di anode adalah hasil dari teroksidasinya air, artinya pada anode air garam adalah sisa asam oksi. Reaksi di anode pada sisa asam oksi adalah 2H2O –> 4H+ + O2 + 4e; dilepaskan gas oksigen.
5. Suatu larutan tembaga (II) sulfat dielektrolisis menggunakan elektrode karbon. Endapan berwarna kemerahan yang terbentuk pada salah satu elektrode adalah …
   A. Tembaga
   B. Tembaga (I) oksida
   C. Temaga (II) oksida
   D. Tembaga (II) sulfida
   E. Tembaga (III) sulfida
   –> Pembahasan:
   Tembaga (II) sulfat, CuSO4, dielektrolisis dengan elektrode karbon, maka elektrodenya tidak bereaksi di anode dan katode. Nah, Endapan berwarna kemerahan dimiliki oleh unsur tembaga, yaitu di katode sesuai reaksi Cu2+  +  2e  –>  Cu.