Sel Elektrolis

SEL ELEKTROLIS

Dalam sel elektrolisa terjadinya reaksi kimia karena adanya energi dari luar dalam bentuk potensial atau arus listrik. Reaksi yang berlangsung pada sel elektrolisa adalah reaksi yang tergolong dalam reaksi redoks.
Dalam sel elektrolisa katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan kutub positif. Arus listrik dalam larutan dihantarkan oleh ion-ion, ion positif (kation) bergerak ke katoda (negatif) dimana terjadi reaksi reduksi. Ion negatif (anion) bergerak ke anoda (positif) dimana terjadi reaksi oksidasi.
Ingat : Ion positif adalah sebuah atom atau suatu gugusan atom-atom yang kekurangan satu atau beberapa elektron. Ion negatif adalah sebuah atom atau suatu gugusan atom-tom yang kelebihan satu atau beberapa elektron.
Pada elektrolisa larutan elektrolit dalam air, ion-on hidrogen dan ion-on logam yang bermuatan positif selalu bergerak ke katoda dan ion-ion OH- dan ion-ion sisa asam yng bermuatan negatif menuju ke anoda.
Dengan menggunakan daftar potensial elektroda standart dapat diketahui apakah suatu reaksi redoks dapat berlangsung atau tidak, yaitu bila potensial reaksi redoksnya positif, maka reaksi redoks tersebut dapat berlangsung. Sebaliknya jika potensial reaksi redoksnya negatif, reaksi redoks tidak dapat berlangsung. Perhatikan contoh pada Bagan 7.6.


Bagan 7.6. Potensial reaksi redoks sebagai penentu berlangsung atau tidak berlangsungnya suatu reaksi
Reaksi yang terjadi pada proses eletrolisa dibagi menjadi dua bagian yaitu reaksi yang terjadi pada katoda dan pada anoda.
Reaksi pada katoda; ion-ion yang brgerak menuju katoda adalah ion-on positif dan pada katoda terjadi
reaksi reduksi, perhatikan Gambar 7.7.

Gambar 7.7. Sel Elektrolisis, Katoda terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi oksidasi
Reduksi untuk ion H+
2H+ + 2e-→ H2
Reduksi untuk ion logam, mengikuti beberapa syarat yang terkait dengan kemudahan ion logam tereduksi dibandingkan dengan ion H+. Jika kation lebih mudah dioksidasi (atau melepaskan elektron), maka air yang akan direduksi.
Ion-ion trsebut meliputi Gol IA dan IIA seperti ion-ion logam alkali dan alkali tanah, terutama ion Na+, K+, Ca2+, Sr2+, dan Ba2+. Jika ion-ion trsebut lebih mudah tereduksi dibanding ion H+, maka ion tersebut akan langsung tereduksi seperti ion-ion Cu2+, Ni2+, Ag+.
Reaksi pada Anoda merupakan reaksi oksidasi. Ion-ion yang bergerak ke anoda adalah ion-ion negatif (anion). Reaksi yang terjadi dipengaruhi oleh jenis elektroda yang dipakai dan jenis anion.
Anion: ion OH-dan ion sisa asam.
Jika anoda terdiri dari platina, maka anoda ini tidak mengalami perubahan melainkan ion negatif yang dioksidasi
Ion OH- akan dioksidasi menjadi H2O dan O2.
4 OH- → 2 H2O + O2 + 4e-
Ion sisa asam akan dioksidasi menjadi molekulnya. misalnya: Cl- dan Br-
2 Cl- → Cl2 + 2e
2 Br- → Br2 + 2e
Ion sisa asam yang mengandung oksigen. Misalnya: SO42-, PO43-, NO3-, tidak mengalami oksidasi maka yang mengalami oksidasi adalah air.
2 H2O → 4 H+ + O2 + 4e
Bila elektroda reaktif logam ini akan melepas elektron dan memasuki larutan sebagai ion positif.
Prinsip ini digunakan dalam proses penyepuhan dan pemurnian suatu logam.
Perhatikan proses elektrolisa larutan garam Natrium Sulfat dibawah ini,
Na2SO4 → 2Na+ + SO42-
Dari tabel tampak bahwa Hidrogen lebih mudah tereduksi dibandingkan logam Natrium.
Demikian pula jika kita bandingkan antara anion SO42- dengan air, sehingga air akan teroksidasi. Na lebih aktif dari H sehingga sukar tereduksi, dan SO42- sukar teroksidasi.

Hasil elektrolisis dari larutan Na2SO4 adalah:
Pada katoda terjadi gas Hidrogen (H2) dari hasil reduksi H+ dalam bentuk H2O.
Pada Anoda terjadi gas O2 hasil oksidasi dari O2- dalam bentuk H2O.
Karena terjadi perubahan air menjadi gas hidrogen dan oksigen, semakin lama air semakin berkurang, sehingga larutan garam Na2SO4 semakin pekat. Contoh lain perhatikan pada Bagan 7.8.
Dalam sel elektrolisa terjadinya reaksi kimia karena adanya energi dari luar dalam bentuk potensial atau arus listrik. Reaksi yang berlangsung pada sel elektrolisa adalah reaksi yang tergolong dalam reaksi redoks.
Dalam sel elektrolisa katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan kutub positif. Arus listrik dalam larutan dihantarkan oleh ion-ion, ion positif (kation) bergerak ke katoda (negatif) dimana terjadi reaksi reduksi. Ion negatif (anion) bergerak ke anoda (positif) dimana terjadi reaksi oksidasi.
berlangsung. Ingat : Ion positif adalah sebuah atom atau suatu gugusan atom-atom yang kekurangan satu atau beberapa elektron. Ion negatif adalah sebuah atom atau suatu gugusan atom-tom yang kelebihan satu atau beberapa elektron.
Pada elektrolisa larutan elektrolit dalam air, ion-on hidrogen dan ion-on logam yang bermuatan positif selalu bergerak ke katoda dan ion-ion OH- dan ion-ion sisa asam yng bermuatan negatif menuju ke anoda.
Dengan menggunakan daftar potensial elektroda standart dapat diketahui apakah suatu reaksi redoks dapat berlangsung atau tidak, yaitu bila potensial reaksi redoksnya positif, maka reaksi redoks tersebut dapat berlangsung. Sebaliknya jika potensial reaksi redoksnya negatif, reaksi redoks tidak dapat Perhatikan contoh pada Bagan 7.6.

Bagan 7.6. Potensial reaksi redoks sebagai penentu berlangsung atau tidak berlangsungnya suatu reaksi
Reaksi yang terjadi pada proses eletrolisa dibagi menjadi dua bagian yaitu reaksi yang terjadi pada katoda dan pada anoda.
Reaksi pada katoda; ion-ion yang brgerak menuju katoda adalah ion-on positif dan pada katoda terjadi
reaksi reduksi, perhatikan Gambar 7.7.

Gambar 7.7. Sel Elektrolisis, Katoda terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi oksidasi
Reduksi untuk ion H+
2H+ + 2e-→ H2
.

Hasil elektrolisis dari larutan Na2SO4 adalah:
Pada katoda terjadi gas Hidrogen (H2) dari hasil reduksi H+ dalam bentuk H2O.
Pada Anoda terjadi gas O2 hasil oksidasi dari O2- dalam bentuk H2O.
Karena terjadi perubahan air menjadi gas hidrogen dan oksigen, semakin lama air semakin berkurang, sehingga larutan garam Na2SO4 semakin pekat. Contoh lain perhatikan pada Bagan 7.8.

                                    SEL VOLTA                                                                                                                                                     

Sel Volta adalah rangkaian sel yang dapat menghasilkan arus listrik. Dalam sel tersebut terjadi perubahan dari reaksi redoks menghasilkan arus listrik.

Rangkaian Sel Volta :

Sel Volta dalam kehidupan sehari – hari :

1. Sel Kering (Sel Leclanche)

Dikenal sebagai batu baterai. Terdiri dari katode yang berasal dari karbon(grafit) dan anode logam zink. Elektrolit yang dipakai berupa pasta campuran MnO2, serbuk karbon dan NH4Cl.
Persamaan reaksinya :
Katode : 2MnO2 + 2H+ + 2e " Mn2O3 + H2O
Anode : Zn " Zn2+ + 2e
Reaksi sel : 2MnO2 + 2H+ + Zn " Mn2O3 + H2O + Zn2

2. Sel Aki

Sel aki disebut juga sebagai sel penyimpan, karena dapat berfungsi penyimpan listrik dan pada setiap saat dapat dikeluarkan . Anodenya terbuat dari logam timbal (Pb) dan katodenya terbuat dari logam timbal yang dilapisi PbO2.

Reaksi penggunaan aki :
Anode : Pb + SO4 2- " PbSO4 + 2e
Katode : PbO2 + SO42-+ 4H++ 2e " PbSO4 + 2H2O
Reaksi sel : Pb + 2SO4 2- + PbO2 + 4H+ " 2PbSO4 + 2H2O

Reaksi Pengisian aki :
2PbSO4 + 2H2O " Pb + 2SO4 2- + PbO2 + 4H+


3. Sel Perak Oksida

Sel ini banyak digunakan untuk alroji, kalkulator dan alat elektronik.
Reaksi yang terjadi :

Anoda : Zn(s) + 2OH-(l) " Zn(OH)2(s) + 2e
Katoda : Ag2O(s) + H2O(l) + 2e " 2Ag(s) + 2OH-(aq)
Reaksi Sel : Zn(s) + Ag2O(s) + H2O(l) " Zn(OH)2(s) + 2Ag(s)

Potensial sel yang dihasilkan adalah 1,34 V

4. Sel Nikel Cadmium (Nikad)

Sel Nicad merupakan sel kering yang dapat diisi kembali (rechargable). Anodenya terbuat dari Cd dan katodenya berupa Ni2O3 (pasta). Beda potensial yang dihasilkan sebesar 1,29 V. Reaksinya dapat balik :

NiO(OH).xH2O + Cd + 2H2O → 2Ni(OH)2.yH2O + Cd(OH)2

5. Sel Bahan Bakar

Sel Bahan bakar merupakan sel Galvani dengan pereaksi – pereaksinya (oksigen dan hidrogen) dialirkan secara kontinyu ke dalam elektrode berpori. Sel ini terdiri atas anode dari nikel, katode dari nikel oksida dan elektrolit KOH.

Reaksi yang terjadi :

Anode : 2H2(g) + 4OH-(aq) → 4H2O(l) + 4e
Katode : O2(g) + 2H2O(l) + 4e → 4OH-(aq)
Reaksi sel : 2H2(g) + O2 → 2H2O(l)