Sel Elektrolis – Apa yang dimaksud dengan sel elektrolis? nah penasaran bukan!! namun pada pertemuan sebelumnya sudah kita bahas mengenai Deret Volta atau Elektrokimia. Materi pada kali ini Contohsoal.co.id akan membahas mengenai sel elektrolis beserta pengertian, susunan, fungsi, reaksi, contoh soal dan pembahasannya, untuk lebih lengkapnya simak penjelasan berikut ini.
Sel elektrolisis ialah merupakan suatu sel elektrokimia di mana energi listrik digunakan untuk menjalankan reaksi redoks tidak spontan. Reaksi elektrolisis dapat didefinisikan sebagai reaksi peruraian zat dengan menggunakan arus listrik. Adapun prinsip kerja sel elektrolisis ialah dengan menghubungkan kutub negatif dari sumber arus searah ke katode dan kutub positif ke anode sehingga terjadi overpotensial yang menyebabkan reaksi reduksi dan oksidasi tidak spontan dapat berlangsung. Elektron akan mengalir dari katode ke anode.
Susunan Sel Elektrolisis
Secara umum, sel elektrolisis tersusun dari:
- Yang merupakan sumber listrik yang menyuplai arus searah (dc), misalnya baterai.
- Anode, yaitu elektrode tempat terjadinya reaksi oksidasi.
- Katode, yaitu elektrode tempat terjadinya reaksi reduksi.
- Elektrolit, yaitu zat yang dapat menghantarkan listrik.
Susunan sel elektrolisis (Sumber: Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
Dapat lihat dari rangkaian gambar diatas pada sel elektrolisis lelehan NaCl. Bahwa tidak memerlukan jembatan garam sama halnya seperti sel Volta. Elektrode yang digunakan dapat berupa elektrode inert seperti platina atau grafit yang tidak teroksidasi ataupun tereduksi dalam sel.
Dalam suatu Prosesnya elektrolisis selalu dimulai dengan mengalirkan arus listrik searah dari sumber tegangan listrik. Sedangkan pada Elektron dari kutub negatif hingga mengalir menuju ke katode. Dalam hal tersebut mengakibatkan,pada ion positif Na+ yang terdapat dalam lelehan NaCl akan tertarik ke katode dan menyerap elektron untuk tereduksi menjadi Na yang netral. Namun sementara itu, Pada ion negatif Cl− yang berada didalam lelehan akan tertarik ke anode lalu terserap di kutub positif. Dalam Ion tersebut yakni Cl− akan teroksidasi dan berubah menjadi gas Cl2 yang netral dengan melepas elektron. Elektron tesebut kemudian dialirkan anode dan diteruskan ke kutub positif sumber tegangan listrik. maka dalam terjadinya, reaksi redoks pada sel elektrolisis lelehan NaCl ditulis sebagai berikut.
- Pada Katode (reduksi) : Na+(l) + e− → Na(l)
- Pada Anode (oksidasi) : 2Cl−(l) → Cl2(g) + 2e−
- Pada Reaksi sel (redoks) : 2Cl−(l)+ 2Na+(l)→ 2Na(l) + Cl2(g)
Fungsi Sel Elektrolisis
Berikut merupakan genuaanya:
Penyepuhan Logam (Electroplating)
Adapun tujuan dari penyepuhan logam yakni untukmelapisi logam dengan logam lain agar tidak mudah berkarat. Hal tersebut dapat di contokan pada penyepuhan perak yang biasa dilakukan pada peralatan rumah tangga seperti garpu, sendok, dan pisau.Logam yang akan disepuh dijadikan katode, logam penyepuh sebagai anode. Sebagai larutan elektrolit dipakai larutan yang mengandung logam penyepuh. Contoh : penyepuhan pada sendok besi oleh logam perak (Ag). Sendok besi dipasang sebagai katode dan logam perak berperan sebagai anode. Larutan elektrolitnya ialah larutan AgNO3.
Anode : Ag à Ag+ + e
Proses pada Ion Ag+ yang terdapat pada larutan dan akan menuju ke katode (kutub negative) lalu tereduksi
Katode : Ag+ + e à Ag
Namu pada Logam Ag yang sudah terbentuk akan menempel pada sendok besi.
Produksi Natrium
Adapun sel elektrolisis yang terdapat dalam produksi natrium diperoleh dengan melalukan elektrolisis lelehan NaCl yang dikenal dengan Proses Down. Reaksi yang terjadi seperti:
Katode : 2 e– à 2 Na(l) + 2 Na+(l)
Anode : 2 e– + 2 Cl–(l) à Cl2(g)
2 Na+(aq)+2Cl–(aq) à 2 Na(l) + Cl2(g)
Produksi Alumunium
Agar menghasilkan sebuah sel elektrolisis dari produksi Aluminium didapatkan dengan cara elektrolisis bijih aluminium. Reaksi yang terjadi seperti:
Katode : Al3+(aq) + 3 e– àAl(l)
Anode : 2 O2–(aq) à O2(g) + 4 e–
4Al3+(aq)+ 6O2–(aq) à 4 Al(l) + 3O2(g)
Reaksi Elektrolisis
Dapat diartikan secara umum bahwa elektrolisis ialah merupakan lelehan senyawa ionik melibatkan reaksi redoks yang lebih sederhana. Hal ini dikarenakan tanpa adanya air, kation akan direduksi di katode dan anion akan dioksidasi di anoda.Berikut disertakan contoh dari pada elektrolisis lelehan MgBr2, ion Mg2+ akan tereduksi di katode membentuk logam Mg dan ion Br− akan teroksidasi di anode membentuk gas Br2.
Namun, jika reaksi elektrolisis berlangsung dalam sistem larutan, ada beberapa reaksi redoks yang bersaing sehingga reaksi cenderung agak kompleks. Adapun ada sejumlah faktor yang dapat menentukan reaksi elektrolisis larutan elektrolit antara lain sebagai berikut.
1. Sesi-spesi yang berada di dalam larutan elektrolit
- Adapun suatu spesi yang telah tereduksi ialah merupakan spesi dengan potensial reduksi lebih positif
- Dan adapun spesi yang teroksidasi ialah merupakan suatu spesi yang mempunyai potensial reduksi lebih negatif (potensial oksidasi lebih positif)
2. Sifat bahan elektrode, inert atau aktif
- Adapun pengertian elektrode inert ialah merupakan suatu elektrode yang tidak terlibat dalam reaksi redoks elektrolisis. Contoh: platina (Pt), emas (Au), dan grafit (C)
- elektrode aktif adalah elektrode yang dapat terlibat dalam reaksi redoks elektrolisis. Contoh: tembaga (Cu), krom (Cr), dan nikel (Ni)
3. Potensial tambahan (overpotensial) yang diberika
- Overpotensial dibutuhkan untuk melampaui interaksi pada permukaan elektrode yang umumnya sering terjadi ketika elektrolisis menghasilkan gas.
Contoh Soal Sel Elektrolisis dan Pembahasan
Tulislah reaksi elektrolisis berikut.
a. elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektrode tembaga
b. elektrolisis larutan KI dengan elektrode grafit
c. elektrolisis lelehan CaCl2 dengan elektrode platina
Jawab:
a. CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42−(aq)
Adapun Cu disini merupakan yang tidak termasuk logam aktif, sehingga kation Cu2+ akan tereduksi di katode. Hal tersebut disebabkan karena dalam elektrode tembaga (Cu) tidak termasuk elektrode inert, maka anode Cu akan teroksidasi.
Katode : Cu2+(aq) + 2e− → Cu(s)
Anode : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e−
Reaksi sel : Cu(s)anode → Cu(s)katode
b. KI(aq) → K+(aq) + I−(aq)
Yang masih termasuk logam aktif ialah K , Maka dalam hal tersebut air akan tereduksi di katode. Maka dapat disimpulkan bahwa elektrode grafit termasuk elektrode inert dan anion I− tidak termasuk sisa asam oksi, maka anion I− akan teroksidasi di anode.
Katode : 2H2O(l) + 2e− → H2(g) + 2OH−(aq)
Anode : 2I−(aq) → I2(g) + 2e−
Reaksi sel : 2I−(aq) + 2H2O(l) → H2(g) + 2OH−(aq) + I2(g)
c. CaCl2(l) → Ca2+(l) + 2Cl−(l)
Pada elektrolisis lelehan senyawa ionik CaCl2 dengan elektrode platina (termasuk elektrode inert), kation Ca2+ akan tereduksi di katode dan anion Cl− akan teroksidasi di anode.
Katode : Ca2+(l) + 2e− → Ca(s)
Anode : 2Cl−(l) → Cl2(g) + 2e−
Reaksi sel : Ca2+(l)+2Cl−(l) -> Ca(s)+Cl2(g)
Demikianlah mteri sel elektrolisis beserta pengertian, susunan, fungsi, reaksi dan contoh kali ini, semoga artikel ini dapat bermanfaat serta dapat menambah ilmu pengetahuan kita semua.
Artikel ContohSoal.co.id Lainnya: