BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada masa modern ini, proses elektrolisis banyak
digunakan dalam berbagai bidang, salah satunya dalam bidang industri. Untuk
itu, kami melakukan percobaan reaksi elektrolisis dengan harapan dapat menambah
pengetahuan kami mengenai reaksi elektrolisis serta dapat memanfaatkannya dalam
kehidupan sehari-hari.
B. Tujuan Penelitian
1. Mampu merangkai alat elektrolisis;
2. Menentukan reaksi yang terjadi di katoda
dan anoda;
3. Menentukan arus yang digunakan.
C. Manfaat Penelitian
1. Lebih mengetahui penggunaan proses
elektrolisis dalam kehidupan;
2. Meningkatkan sikap mahir, teliti,
dan terampil;
3. Dapat menentukan proses oksidasi dan
reduksi.
BAB II
LANDASAN TEORI
Elektrokimia
adalah kajian reaksi redoks yang dilaksanakan sedemikian sehingga di dalam
system itu dapat ditentukan potensial
listrik yang dapat diukur. Di dalam sebuah
sel volta sebuah reaksi redoks spontan membangkitkan arus listrik yang mengalir
lewat rangkaian luar. Semua sel elektrokimia harus mempunyai rangkaian dalam,
ion dapat mengalir dalam bentuk ionnya berdifusi. Beberapa tipe sel tertentu
menggunakan jembatan garam untuk
maksud tertentu. Dalam masing-masing sel oksidasi berlangsung pada anoda dan
reduksi berlangsung pada katoda (Keenan,1992).
Elektrolisis
adalah suatu proses dimana reaksi kimia terjadi pada elektroda yang tercelup
dalam elektrolit. Ketika tegangan diberikan terhadap elektroda itu. Elektroda
yang bermuatan positif disebut anoda dan elektroda yang bermuatan negatif
disebut katoda. Elektroda seperti platina yang hanya mentransfer electron dari
larutan disebut electron inert. Elektroda reaktif adalah elektroda yang secara
kimia memasuki reaksi elektroda selama elektrolisis, terjadilah reduksi pada
katoda dan oksidsi pada anoda.
Gambaran umum tipe reaksi elektroda dapat diringkas sebagai berikut:
a.
Arus
listrik yang membawa ion akan diubah pada elektroda;
b. Ion
negatif yang sulit dibebaskan pada katoda menyebabkan pengurangan H2O
dan pembentukan H2 dan OH- dan absorpsi electron;
c. Ion
negatif yang sulit dibebaskan pada anoda menyebabkan pengurangan
H2O dan electron.
(Dogra,
1998).
Sel
galvani menghasilkan arus listrik bila reaksi berlangsung spontan. Sel
elektrolit menggunakan elektrolit untuk menghasilkan perubahan kimia. Proses
elektrolisis meliputi pendorongan arus listrik melalui sel untuk menghasilkan
perubahan kimia dimana potensi potensial sel adalah negatif (Strjer, 1994).
Elektrolisis
adalah peristiwa penguraian suatu elektrolit oleh suatu arus listrik. Jika
dalam sel volta energi kimia diubah menjadi energi listrik, maka dalam sel
elektrolisis yang terjadi adalah sebaliknya, yaitu energi listrik diubah
menjadi energi kimia. Dengan mengalirkan arus listrik ke dalam suatu larutan
atau leburan elektrolit, akan diperoleh reaksi redoks yang terjadi dalam sel
elektrolisis.
Faktor
yang menentukan reaksi kimia elektrolisis antara lain konsentrasi (keaktifan)
elektrolit yang berbeda ada yang bersifat inert (tak aktif) dan elektoda tak
inert. Hasil elektrolisis dapat disimpulkan; reaksi pada katoda (katoda tidak
berperan) ada K+, Ca2+, Na+, H+.
Dari asam dan logam lain (Cu2+), reaksi pada anoda, untuk anoda
inert ada OH-, Cl-, Br-, dan I- dan
sisa asam lainnya serta anoda tidak inert (bukan Pt dan C) (Anshory, 1984).
Dalam
elektrolisis, sumber aliran listrik digunakan untuk mendesak electron agar
mengalir dalam arah yang berlawanan denga aliran spontan. Hubungan antara
jumlah energi listrik yang dikonsumsi dan perubahan kimia yang dihasilkan dalam
elektrolisis merupakan salah satu persoalan penting yang dicarikan jawabannya
oleh Michael Faraday (1791-1867). 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 ekuivalen
yang sama dari benda apa saja dalam suatu elektrolisis” (Petrucci, 1985).
Untuk
menginduksi arus agar mengalir melewati sel elektrokimia, dan menghasilkan
reaksi sel non-spontan, selisih potensial yang diberikan harus melebihi
potensial arus-nol sekurang-kurangnya sebesar potensial lebih sel, yaitu jumlah
potensial ubin pada kedua elektroda dan penurunan ohm (I x R) yang disebabkan oleh arus yang
melewati elektrolit. Potensial tambahan yang diperlukan untuk mencapai laju
reaksi yang dapat terdeteksi, mungkin harus besar, jika rapatan arus pertukaran
pada elektrodanya kecil. Dengan alasan yang sama, sel galvani
menghasilkan potensial lebih kecil ketimbang pada kondisi arus nol (Atkins,
1990).
Golongan IA
|
H, Li, Na, K,
Rb, Cs, Fr
|
|
|
|
|
||||
Golongan IIA
|
Be, Mg, Ca,
Sr, Ba, Ra
|
|
|
|
|
||||
Deret Volta
|
|||||||||
IA
|
IIA
|
Al2+
|
Mn2+
|
………
|
Cu
|
Hg
|
Ag
|
Pt
|
Au
|
|
|
|
|||||||
KATODE
|
|
KATODE
|
|||||||
è
Larutan, maka
katodenya 2H2O + 2e- -> 2OH- + H2
|
|
è
Larutan/lelehan/leburan/cairan,
maka katodenya electrode itu (yang di atas) sendiri, contoh:
Cu2+
+ 2e- -> Cu
|
|||||||
è
Lelehan/leburan/cairan,
maka katodenya electrode itu (yang di atas) sendiri, contoh:
Mg2+
+ 2e- -> Mg
|
|
||||||||
ANODE
|
|||||||||
è
Memiliki O,
SO42-,NO3- maka anodenya
2H2O
-> 4H+ + 4e- + O2
è
Tidak
memiliki O, dan berupa (contoh) Cl-, Br-, I-
maka anodenya menggunakan electrode itu sendiri, contoh:
2Cl-
-> Cl2 + 2e-
|
|
è
Jika larutan
berupa (contoh) NaCl dengan electrode Cu
Cu
NaCl ---> Na+ + Cl-
Maka anodenya Cu -> Cu2+ + 2e-
|
|||||||
Reaksi
elektrolisis terdiri dari reaksi katode, yaitu reduksi dan reaksi anode, yaitu
oksidasi. Spesi apa yang terlibat dalam reaksi katode dan anode bergantung pada
potensial electrode dari spesi tersebut, dengan ketentuan sebagai berikut:
1.
Spesi yang
mengalami reduksi di katode adalah spesi yang potensial reduksinya paling
besar;
2.
Spesi yang
mengalami oksidasi di anode adalah spesi yang potensial oksidasinya paling
besar.
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Metode Penelitian
a. Alat dan Bahan
BARANG
|
KUANTITAS
|
1.
Baterai
|
2 buah (5
volt per buah)
2 buah (1,5
volt per buah)
|
2.
Kabel
|
2 buah (1,5
meter per buah)
|
3.
Penjepit buaya (kabel)
|
6 buah
|
4.
Pipa U
|
3 buah
|
5.
Karbon
|
4 buah
|
6.
Paku besi
|
1 buah
|
7.
Tembaga
|
1 buah
|
8.
Larutan CuSO4
|
Secukupnya
|
9.
H2O
|
Secukupnya
|
10. Neraca
|
1 buah
|
11. Statif
|
3 buah
|
12. Phenoftalin
|
Secukupnya
|
13. Stopwatch
|
1 buah
|
14. Dudukan baterai
|
3 buah
|
b. Langkah kerja
Rangkaian A
|
|
1.
Rangkailah komponen baterai (2 baterai yang
masing-masing 1,5 volt), kabel dan penjepitnya, kabel satu ke kutub positif
dan yang lainnya ke kutub negative.
|
2.
Siapkan statif, tuangkan larutan CuSO4 ke
dalam pipa U 90%nya, dan tempatkan pipa U pada statif.
|
3.
2 buah karbon dicuci terlebih dahulu, keringkan
dengan menjemurnya untuk beberapa menit dan timbang massanya (catat dalam
buku pengamatan).
|
4.
Jepit 2 electrode karbon dengan penjepit rangkaian
listrik tadi, karbon satu pada kutub positif dan yang lainnya pada kutub
negative.
|
5.
Celupkan 2 elektrode karbon ke dalam masing-masing
ujung pipa U, dengan catatan kabel dan penjepitnya tidak terendam ke dalam
larutan CuSO4.
|
6.
Hidupkan stopwatch tunggu hingga 45 menit kemudian.
|
7.
Amati reaksi yang terjadi, setelah 45 menit, angkat
kemudian keringkan dengan menjemurnya beberapa menit kemudian timbang
massanya (catat perubahan massa awal dan akhir).
|
Rangkaian B
|
|
1.
Rangkailah komponen baterai (1 baterai yang berkekuatan
5 volt), kabel dan penjepitnya, kabel satu ke kutub positif dan yang lainnya
ke kutub negative.
|
2.
Siapkan statif, tuangkan larutan CuSO4 ke
dalam pipa U 90%nya, dan tempatkan pipa U pada statif.
|
3.
Jepit electrode Fe (paku besi) dan Cu (Tembaga) dengan
penjepit rangkaian listrik tadi, pasangkan Cu pada kutub negative dan Fe pada
kutub positif.
|
4.
Celupkan secara perlahan electrode Fe dan Cu
tersebut ke dalam ujung pipa U yang berbeda, dan amatilah.
|
Rangkaian C
|
|
1.
Rangkailah komponen baterai (1 baterai yang
berkekuatan 5 volt), kabel dan penjepitnya, kabel satu ke kutub positif dan
yang lainnya ke kutub negative.
|
2.
Siapkan statif, tuangkan larutan H2O
ke dalam pipa U 90%nya, dan tempatkan pipa U pada statif.
|
3.
Jepit 2 electrode karbon dengan penjepit rangkaian
listrik tadi, pasang satu karbon pada kabel yang berkutub positif dan yang
lainnya kabel berkutub negative.
|
4.
Teteskan phenoftalin bebera-pa tetes pada ujung pipa
yang akan dicelupkan electrode karbon yang bersifat positif.
|
5.
Celupkan kedua electrode karbon tersebut ke dalam
ujung pipa U yang berbeda, dengan electrode berkutub positif dicelupkan pada
larutan H2O yang telah ditetesi phenoftalin, ujung lainnya pada
electrode negative.
|
B. Jenis Praktikum
Praktikum ini merupakan praktikum untuk melihat secara
langsung bagaimana proses elektrolisis terjadi.
C. Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum
ini dilaksanakan pada tanggal 16 Oktober 2012 bertempat di gedung Laboratorium
Kimia SMA Negeri 2 Tasikmalaya.
D.Biaya Praktikum
1.
2 buah batu baterai (1,5 volt per buah)
|
Rp3.000,00
|
2.
2 buah kabel sepanjang ½ meter
|
Rp5.000,00
|
3.
2 buah penjepit buaya
|
Rp3.000,00
|
E. Objek Praktikum
Objek pada praktikum ini adalah karbon, besi, tembaga,
larutan CuSO4, larutan H2O dan phenoftalin.
BAB IV
HASIL PENELITIAN
a. Rangkaian A
ELEKTRODA
|
PENGAMATAN
|
MASSAN ELEKTRODA
|
|
AWAL
|
AKHIR
|
||
Katoda
|
1.
Tidak ada gelembung
2.
Terjadi penebalan Cu
|
1,1 gram
|
1,2 gram
|
Anoda
|
Bergelembung
|
1,1 gram
|
1,1 gram
|
Reaksi
CuSO4
Cu2+ + SO42-
Katoda : Cu2+ + 2e
Cu
Anoda : 2H2O
O2 + 4H+ + 4e
Massa
Cu = 1,2 – 1,1 = 0,1
Ar Cu = 63,5
Katoda : Cu2+ + 2e
Cu
2F 1mol
0,0032 0,0016
t =
45 menit = 2700 detik
b. Rangkaian B
ELEKTRODA
|
PENGAMATAN
|
Katoda (Cu)
|
1.
Warna tembaga memudar
2.
Warna larutan lebih pekat
|
Anoda (Fe)
|
1.
Terdapat warna kuning
2.
Warna larutan memudar
|
c.
Rangkaian C
Elektroda
|
Pengamatan
|
Katoda
|
1.
Banyak gelembung besar
2.
Gelembung berjalan lambat
3.
Warna phenoftalin berubah menjadi warna ungu, hal
tersebut menunjukkan bahwa larutan bersifat basa
|
Anoda
|
1.
Banyak gelembung kecil
2.
Gelembung berjalan cepat
3.
Warna phenoftalin tidak berubah, hal tersebut
menunjukkan bahwa larutan bersifat asam
|
Reaksi
CuSO4
Cu2+ + SO42-
Katoda : Cu2+ + 2e
Cu
Anoda : 2H2O
O2 + 4H+ + 4e
BAB V
KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah kami
lakukan, kami dapat menyimpulkan bahwa dalam reaksi elektrolisis terdapat dua reaksi,
yaitu reaksi katoda dan anoda. Dalam reaksinya, katoda akan mengalami penebalan
dan pada anoda akan terdapat gelembung.
DAFTAR
PUSTAKA
Purba, Michael dan Sunardi.
Kimia Untuk SMA/MA Kelas XII.2012. Erlangga:
Jakarta.
LAMPIRAN
0 komentar:
Post a Comment