5. sel elektrolitik
TRANSCRIPT
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 1/37
SEL ELEKTROLITIK
• 7. Asih Tri Marini
•
8. I Nyoman Agus Aryawan• 9. Anikmatun Khotimah
• 10. Reza Anandiraka
• 11. Mely Afriyani
• 1. Mohammad Samsudin H
• 2. Ricky Rahardian L
• 3. Rina Setiyaningrum
• 4. Fandy Edward M
• 5. Okti Restuning R
• 6. Niken Taniar J D
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 2/37
SEL ELEKTROLITIK
Sel Elektrolisis adalah dekomposisi zat oleh arus listrik.
Pertama kali
dilakukan oleh SirHumphrey Davey
pada tahun 1808.
Beliau menghasilkan
penemuan dua unsur,yaitu natrium dan
kalium hidroksida.
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 3/37
Elektrolisis Molten Alkali Halida merupakan metode umum di
industri pembuatan logam alkali.
Reaksi Katoda: Na+ + e- Na(l) Eo = -2,71 v
Reaksi Anoda: Cl- 1/2Cl2(g) + e- Eo = -1,36 v
Reaksi Total: Na+ + Cl- Na(l) + 1/2Cl2(g) Eo = -4,1 v
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 4/37
Selain itu, ion dalam larutan akua dapat juga mengalami reaksi yang sama.
Contohnya larutan nikel klorida yang dielektrolisis pada elektroda platina.
Reaksi Katoda: Ni2+ + e- Ni(s) Eo = -0,24 v
Reaksi Anoda: 2Cl- Cl2 (g) + 2e- Eo = -1,36 v
Reaksi Total: Ni2+ + 2Cl- Ni(s) + Cl2 (g) Eo = -1,6 v
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 5/37
Bisa diperhatikan pada reaksi tadi. Nilai Eo dari reaksi total adalah
negatif. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi tersebut non-spontan. Jadi
kedua proses tersebut dilakukan di dalam sel elektrokimia.
Energi bebas Kerja listrik Sistem oleh
lingkuangan
Perbedaan mendasar antara sel elektrilitik dan sel
gavani
Dimana energi bebas yang diberikan diambil sebagai
kerja yang dilakukan pada lingkungan
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 6/37
Elektrolisis pada Larutan
• Air dapat mengalami oksidasi dan reduksi
H2O O2(g) + 4H+ + 2e- oksidasi
2H2O + 2e-
H2(g) + 2OH-
reduksi
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 7/37
Jika larutan NaCl dielektrolisis
dengan elektroda inert (Pt) maka
di katoda terbentuk gas H2 (H2O
terurai)
Reaksi yang terjadi :Katoda: 2H2O + 2e –→ H2 + 2OH E = +0,41 V
(OH-=10-7M)
Anoda : 2Cl –→ Cl2 + 2e – E0 = -1,36 V
Reaksi : 2Cl- + 2H2O → H2 + Cl2 + 2OH –
Elektrolisis larutan NaCl
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 8/37
Bagaimana bila larutan Na2SO4 dielektrolisis dengan menggunakanelektroda Pt?
Dalam larutan Na2SO4, H+ lebih mudahtereduksi daripada Na+, berarti H2Oyang akan tereduksi menjadi H2 dikatoda. OH –lebih mudah dioksidasidaripada SO
4
2 –, berarti H2
O yang akanterjadi teroksidasi menjadi O2 dianoda.
Reaksi yang terjadi:
Katoda: 2H2
O(l) + 2e –→ H2
(g) + 2OH –(aq) E = +0,41V
(OH-=10-7M)
Anoda : 2H2O(l) → O2(g) + 4H+ + 4e – E0 = -0,82 V
Reaksi : 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) E0 = -1,23 V
Elektrolisis larutan Na2SO4
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 9/37
HUKUM FARADAY
Michael Faraday (1791-1867), seorang ilmuwanasal Inggris, mengembangkan 3 hukum pada tahun
1821-1833 atas pengetahuannya pada bidanglistrik dan hubungannya dengan kemagnetan.Dalam eksperimennya (1821), Faradaymenemukan bahwa listrik yang mengalir padakabel sangat bebas mengelilingi kutub magnet.Sehingga itulah yang menjadi dasar pembuatanmesin listrik pertama di dunia.
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 10/37
Dia kemudian mengembangkan generator listrik
dengan merotasikan piringan tembaga di bagian
tengah dan pinggirnya di antara kutub darimagnet.Untuk menjelaskan fenomena
generator, dia beranggapan bahwa material
yang bersifat konduktif memotong jalur gayamagnetik
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 11/37
• Faraday memublikasikan penemuannya dalam 3penjabaran dari jurnalnya yang berjudulExperimental Researches in Electricity antaratahun 1839-1855. Hukumnya tentang induksi dantentang elektrolisis adalah sebagai berikut :
1. Hukum Faraday tentang induksi : Apabilaperubahan terjadi pada aliran (flux) magnetikmelalui kawat yg melingkar, maka gaya
elektromotif pada lingkaran kawat tersebut akansebanding dengan perubahan alirannya.
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 12/37
Hukum Faraday
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 13/37
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 14/37
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 15/37
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 16/37
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 17/37
Latihan soal tentang hukum
faraday pada elektrolisis
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 18/37
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 19/37
KLOR-ALKALI DALAM INDUSTRI
Salah satu proses elektrolisis yang penting untukkeperluan komersial adalah elektrolisis larutan natrium
klorida.
Proses elektrolisis larutan natrium klorida disebut
proses KLOR-ALKALI
klor-alkali : Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan
natrium hidroksida di katode dan gas klor di anode.
Reaksi secara keseluruhan sebagai berikut. 2 Na+(aq) + 2 Cl – (aq) 2 Na+(aq) + 2OH– (aq) + H2(g) +
Cl 2(g)
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 20/37
Produk-produk dari industri ini memiliki
sejumlah kegunaan penting :
A. Klorin yang digunakan untuk :
- memurnikan air
- digunakan sebagai desinfektan
- asam hipoklorit : untuk membunuh bakteri dalam air minum- Klorin juga digunakan dalam produksi kertas , antiseptik ,
makanan , insektisida , cat , produk minyak bumi , plastik
(seperti polyvinyl chloride atau PVC ) , obat-obatan , tekstil ,
pelarut , dan banyak produk konsumen lainnya . Banyak
produk kimia seperti kloroform dan karbon tetraklorida juga
mengandung klorin
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 21/37
Produk lain yang dihasilkan dari proses klor-
alkali adalah Natrium hidroksidaB. Natrium hidroksida ( juga dikenal sebagai '
caustic soda ' ) memiliki beberapa manfaat ,
yang meliputi membuat sabun dan bahanpembersih lainnya , memurnikan bauksit (
bijih aluminium ) , pembuatan kertas dan
membuat rayon ( sutra buatan ) .
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 22/37
Produksi industri klorin dan natrium hidroksida Klorin dan natrium hidroksida dapat diproduksi melalui
sejumlah reaksi yang berbeda .
Tiga proses industri yang telah dirancang untuk mengatasimasalah :
A. MERCURY CELL
B. MEMBRAN CELL
C. DIAGRAM CELL
A. Mercury cell
air garam melewati ruang yang memiliki elektroda
karbon ( anoda ) ditangguhkan dari atas . Mercurymengalir sepanjang lantai ruangan ini dan bertindaksebagai katoda.
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 23/37
Skema mercury sell
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 24/37
• Ketika arus listrik diterapkan ke sirkuit , ion klorida dalam
elektrolit dioksidasi untuk membentuk gas klor .
Pada katoda , ion natrium dikurangi untuk natrium .
Natrium larut dalam merkuri , membentuk campuran dari
natrium dan merkuri . Amalgam tersebut kemudiandituangkan ke dalam bejana yang terpisah , di mana ia
terurai menjadi natrium dan merkuri . Natrium bereaksi
dengan air dalam kapal dan menghasilkan natrium
hidroksida ( soda kaustik ) dan gas hidrogen , sedangkanmerkuri kembali ke sel elektrolit untuk digunakan lagi
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 25/37
B. Membran Sell
Proses chloralkali paling umum melibatkan
elektrolisis natrium klorida berair ( air garam )dalam membran sel .
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 26/37
Reaksi keseluruhan untuk elektrolisis air garam adalahdemikian:
2NaCl + 2H2O → Cl 2 + H2 + 2NaOH
Sebuah sel membran digunakan untuk mencegahreaksi antara klorin dan ion hidroksida . Jika reaksi iniharus terjadi klorin akan disproportionated membentuk
klorida dan ion hipoklorit :
Cl2 + 2OH - Cl - + → ClO - + H2O
Di atas sekitar 60 o C, klorat dapat dibentuk :
3Cl2 + 6OH - → 5cl - + ClO3- + 3H2O
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 27/37
C. Diagram sell
diafragma berpori membagi sel elektrolit ,
yang berisi air garam , ke dalam kompartemenanoda dan katoda kompartemen.
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 28/37
Memproduksi klorin dan natrium hidroksidamelalui elektrolisis air garam (brine) misalnyaair laut.
Melalui elektrolisi biasa, produk klorin danNatrium hidroksida dapat bereakasi
membentuk ion chlorate (ClO) dan cloride (Cl)yang menghailkan NAClO yang merupakankomponen pemutih (bleach).
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 29/37
• Untuk mengatasi nya maka dibuat suatu
metode agar kedua ion tadi tidak bercampur.
yaitu dengan menggunakan membrane cell
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 30/37
Membran
• Membran pada sistem dirancang sedemikian
sehingga hanya ion positif saja yang bisa
melewatinya.
• Sehingga hanya ion Na yang bisa lewat,
sedang ion Cl akan tertinggal.
• Dengan adanya membran, larutan NaOH yang
terbentuk tidak akan tercampur dengan
larutan NaCl
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 31/37
• Air garam (sumber) disarankan untuk
dimurnikan terlebih dahulu, agar ion2
pengotor yg bermuatan positif seperti Ba, Mg
tidak ada dalam sistem.
• Jika ion positif pengotor tersebut ada, maka
dapat melewati membran dan menyebabkan
NaOH terkontaminasi dengan ion2 tersebut.
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 32/37
Katoda yang digunakan yaitu nikel dan
anodanya titanium
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 33/37
Produksi klorine
• Klorine terbentuk pada anoda
titanium dengan reaksi
2Cl- (aq) ----> Cl2(g) + 2e
Yg terkontaminasi dengan O2 akibat reaksi dari
4OH-(aq) ---> O2(g)+2H2O(l)+4e
Klorin dimurnikan dengan dikompres pada suhuruang, sedang O2 tetap sebagai gas pada
pengompresan suhu ruang.
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 34/37
Produksi NaOH
• Ion Na+ bergerak melewati
membran menuju katoda
dan bereaksi dengan
ion hidroksida yang tersisa dari air.
pada katoda terjadi reaksi seperti berikut
Na+(aq) + e ---> Na(s)H2O (l) + 2e ---> H2 (g) + 2OH-
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 35/37
Reaksi total
• Anode 2Cl- (aq) ----> Cl2(g) + 2e
4OH-(aq) ---> O2(g)+2H2O(l)+4e
Katoda Na+(aq) + e ---> Na(s)
H2O (l) + 2e ---> H2 (g) + 2OH-
2NaCl(aq) + 2H2O ---> 2NaOH (aq) + Cl2 (g) + H2(g)
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 36/37
Bagaimana reaksi yang terjadi pada absorben
saat menyerap pengotor pada air ??
Apakah membran dalam pembuatankloroalkali perlu diganti setelah beberapa
waktu telah digunakan??
7/22/2019 5. Sel Elektrolitik
http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 37/37
TERIMA KASIH