LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK

ELEKTROLISIS SENYAWA ALKALI

NAMA : Qorry Dinnia Fatma

NIM : 111810301035

KELOMPOK : IX

ASISTEN : Yasinta Sarosa

LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2013

PERCOBAAN 5

ELEKTROLISIS SENYAWA ALKALI

BAB I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan percob aan kali ini adalah:

- Memahami cara menguraikan senyawa

- Menerapkan konsep elektrokimia sebagai salah satu cara untuk menguraikan

senyawa

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. MSDS (Material Safety Data Sheet) Bahan

2.1.1.Natrium Klorida (NaCl)

Natrium Klorida memiliki sifat fisik larutan dengan berat molekul 58,44

g/mol. Senyawa ini memiliki titik didih 1413°C (2575,4°F) dan titik leleh 801°C

(1473,8°F). Padatannya berwarna putih terang dengan pH netral. Massa jenisnya

lebih besar daripada air, yakni sebesar 2,165 gr/mol. Segera bilas mata dengan air

selama minimal 15 menit dengan sesekali mengangkat atas dan kelopak mata bawah

jika terjadi kontak dengan mata,. Basuh kulit jika terjadi kontak langsung dengan

banyak air sekurang-kurangnya 15 menit dan keluarkan pakaian dan sepatu yang

tercemar. Cuci mulut dengan air jika tertelan. Segera hapus dari paparan dan pindah

ke udara bila terhirup. Berikan pernapasan buatan dan oksigen jika sulit bernapas.

Segera dapatkan bantuan medis (Sciencelab, 2013).

2.1.2.Natrium Nitrat (NaNO3)

Natrium Nitrat memiliki sifat fisik padatan dan terasa pahit. Natrium Nitrat

memiliki berat molekul 84,99 g/mol. Senyawa ini memiliki titik didih 380°C (716°F)

dan titik leleh 308°C (5686,4F). Massa jenis senyawa ini lebih besar daripada air

yakni 2,26 gr/ml. Natrium Nitrat mudah larut dalam air dan metanol. Segera bilas

mata dengan air selama minimal 15 menit dengan sesekali mengangkat atas dan

kelopak mata bawah jika terjadi kontak dengan mata,. Basuh kulit jika terjadi kontak

langsung dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 menit dan keluarkan pakaian dan

sepatu yang tercemar. Cuci mulut dengan air jika tertelan. Segera hapus dari paparan

dan pindah ke udara bila terhirup. Berikan pernapasan buatan dan oksigen jika sulit

bernapas. Segera dapatkan bantuan medis (Sciencelab, 2013).

2.2. Dasar teori:

Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi

energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektrode

dan larutan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat

digolongkan menjadi dua, yaitu:

- Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit, Platina (Pt), dan emas

(Au).

- Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag).

Selain elektroda, elektrolit juga berperan penting misalnya berupa larutan asam, basa,

atau garam, dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara

larutan elektrolit dan elektrode menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:

- Elektrolisis larutan dengan elektrode inert

- Elektrolisis larutan dengan elektrode aktif

- Elektrolisis leburan dengan elektrode inert

Pada elektrolisis, katode merupakan kutub negatif dan anode merupakan kutub

positif. Pada katode akan terjadi reaksi reduksi dan pada anode terjadi reaksi oksidasi

(Wikipedia, 2013).

Penggunaan aki merupakan reaksi sel volta, sebaliknya pengisian aki

merupakan reaksi sel elektrolisis. Sel elektrolisis menghasilkan suatu reaksi kimia

dari aliran elektron dalam bentuk arus listrik. Rangkaian sel elektrolisis pertama kali

dirancang oleh seorang ilmuwan inggris, Michael Faraday, yang mampu mengalirkan

arus listrik dari suatu larutan elektrolit. Pada rancangan dasar sel elektrolisis, katoda

merupakan kutub negatif, sebaliknya anoda merupakan kutub positif ( Upi,2013 ).

Sel elektrolisis memerlukan energi dari luar agar terjadi reaksi kimia (reaksi

tidak spontan), sebaliknya sel volta tidak memerlukan energi dari luar. Pemberian

tanda positif dan negatif elektroda pada sel elektrolisis berdasarkan pada potensial

listrik dari luar sistem. Sedangkan pada sel volta berdasarkan nilai potensial reduksi

standar kedua elektroda. Sel elektrolisis tidak memerlukan jembatan garam.

Komponen utamanya adalah sebuah wadah, elektroda, elektrolit, dan sumber arus

searah. Elektron (listrik) memasuki larutan melalui kutub negatif (katode). Katoda

bermuatan positif, sedangkan anode bermuatan negative untuk sel volta sedangkan

pada sel elektrolisis katoda bermuatan negatif sedangkan anoda bermuatan positif

( Upi,2013 ).

Faktor-faktor yang bergantung reaksi elektrolisis larutan elektrolit adalah:

1. Reaksi-reaksi yang berkompetisi pada tiap-tiap electrode, misalnya spesi yang

mengalami reduksi di katoda adalah yang mempunyai potensial elektroda lebih

positif dan yang mengalami oksidasi di anoda adalah yang mempunyai potensial

elektroda lebih negatif.

2. Jenis electroda, inert atau aktif

Elektrode inert adalah elektrode yang tidak terlibat dalam reaksi. Elektrode inert

yang sering digunakan yaitu platina dan grafit.

3. Overpotensial

Overpotensial adalah potensial tambahan yang diperlukan sehingga suatu reaksi

elektrolisis dapat berlangsung. Berdasarkan daftar potensial elektrode standar

dapat dibuat suatu ramalan tentang reaksi katode dan reaksi anode pada suatu

elektrolisis. Ramalan mungkin akan meleset jika spesi yang terlibat mempunyai

overpotensial yang signifikan

(Keenan, 1984).

Reaksi di katoda bergantung pada jenis kation dalam larutan. Kation yang

berasal dari logam-logam aktif (logam golongan IA, IIA, Al atau Mn), yaitu logam-

logam yang potensial elektrodanya lebih kecil (lebih negatif daripada air), maka air

yang tereduksi. Kation selain yang disebutkan di atas akan tereduksi.

Contoh :

Elektrolisis larutan NaCl (kation Na+) maka air yang tereduksi, bukannya ion Na+ .

Elektrolisis larutan CuSO4 (kation Cu2+) maka ion Cu2+ yang tereduksi.

(Keenan, 1984).

Elektroda negatif (katoda) tidak mungkin ikut bereaksi selama elektrolisis

karena logam tidak ada kecenderungan menyerap elektron membentuk ion negatif.

Elektroda positif (anoda) mungkin saja ikut bereaksi dengan melepas elektron dan

mengalami oksidasi kecuali Pt dan Au. Logam ini umumnya mempunyai potensial

oksidasi lebih besar daripada air atau anion sisa asam. Oleh karena itu, jika anoda

tidak terbuat dari Pt, Au atau grafit, maka anoda itu akan teroksidasi (Petrucci, 1990).

Elektrolisis banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya:

a. Produksi Zat

Banyak zat kimia dibuat melalui elektrolisis, misalnya logam-logam alkali,

magnesium, alumunium, flourin, klorin, natrium hidroksida, natrium hipoklorit

dan hidrogen peroksida.

b. Pemurnian Logam

Contohnya adalah pemurnian tembaga. Pembuatan kabel listrik diperlukan

tembaga murni, sebab jika terdapat pengotor dapat mengurangi konduktivitas

tembaga, akibatnya akan timbul banyak panas dan akan membahayakan

penggunanya.

c. Penyepuhan

Penyepuhan (electroplanting) dimaksudkan untuk melindungi logam terhadap

korosi atau untuk memperbaiki penampilan. Logam yang akan disepuh dijadikan

katoda sedangkan logam penyepuhnya sebagai anoda. Kedua elektroda dicelupkan

dalam larutan garam dari logam penyepuh. Contoh, penyepuhan sendok yang

terbuat dari besi (baja) dengan perak.

(Petrucci, 1990).

Elektrolisis yang pertama dicoba adalah elektrolisis air (1800). Elektrolisis

khususnya bermanfaat untuk produksi logam dengan ionisasi tinggi (misalnya

alumunium). Produksi alumunium diindustri dengan elektrolisis yang dicapai tahun

1886 secara independen oleh penemu Amerika Charles Martin Hall (1863-1914) dan

penemu Prancis Louis Toussaint Heroult (1963-1914). Elektrolisis ini dikatakan

berhasil karena penggunaan lelehan Na3AlF6 sebagai pelarut bijih. Namun dalam

kasus elektrolisis ini larutan dalam air jelas tidak tepat sebab air lebih mudah

direduksi daripada ion alumunium. Metoda lain adalah dengan menggunakan lelehan

garam. bijih, alumunium, bauksit mengandung berbagai oksida logam sebagai

pengotor. Bijih ini diolah dengan alkali, dan hanya oksida alumunium yang amfoter

yang larut. Bahan yang tak larut disaring, dan karbon dioksida dialirkan ke filtratnya

untuk menghasilkan hidrolisis garamnya (Chang, 2004).

BAB III. METODOLOGI KERJA

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1.Alat

- Beaker glass 50 ml

- Pipa U

- Elektroda Karbon

- Power supply

- Botol semprot

- Korek api kayu

3.1.2. Bahan

- NaCl

- NaNO3

- Indikator PP

3.2. Prosedur Kerja

3.2.1.Proses elektrolisis

- dimasukkan ke pipa U

- ditutup masing-masing lubang dengan elektroda karbon

- dihubungkan dengan sumber listrik

- diamati perubahan yang terjadi

- ditampung produk yang dihasilkan

- dites dengan api yang membara

- -diamati perubahan yang terjadi

- Dilakukan prosedur yang sama pada larutan NaCl

Larutan NaNO3

Hasil

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

PerlakuanNaNO3 NaCl

Anoda (+) Katoda (-) Anoda (+) Katoda (-)

Uji BaraLebih lama mati

Lebih cepat mati

Lebih cepat mati

Lebih lama mati

Uji Reagen PP merah muda bening bening merah muda

Arus 1,7 mA - 2 mA 2,3 mA - 3,5 mA

Fenomena

Banyak gelembung udara

sedikit gelembung udara

sedikit gelembung udara

Banyak gelembung udara

4.2. Pembahasan

Praktikum berjudul elektrolisis ini bertujuan untuk memahami cara

menguraikan senyawa dan dapat menerapkan konsep elektrokimia sebagai salah satu

cara untuk menguraikan senyawa. Metode elektrokimia adalah metode berdasarkan

pada reaksi redoks, yakni gabungan dari reaksi reduksi dan oksidasi, yang

berlangsung pada elektroda yang sama atau berbeda dalam suatu sistem elektrokimia.

Sistem elektrokimia meliputi sel elektrokimia dan reaksi elektrokimia. Sel

elektrokimia yang menghasilkan listrik karena terjadinya reaksi spontan di dalamnya

disebut sel galvani. Sedangkan sel elektrokimia di mana reaksi tak-spontan terjadi di

dalamnya disebut sel elektrolisis.

Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi

energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektrode

dan larutan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat

digolongkan menjadi dua, yaitu:

- Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit (C), Platina (Pt), dan emas

- Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag)

Percobaan kali ini menggunakan elektoda inert dari Karbon. Pemilihan elektroda inert

ini karena jika elektroda inert maka reaksi anoda bergantung pada jenis anion dalam

larutan. Selain elektroda, elektrolit juga berperan dalam proses elektrolisis. Elektrolit

dapat berupa larutan asam, basa, atau garam. Kombinasi antara larutan elektrolit dan

elektrode menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:

1. Elektrolisis larutan dengan elektrode inert

2. Elektrolisis larutan dengan elektrode aktif

3. Elektrolisis leburan dengan elektrode inert

Percobaan kali ini elektrolisis larutan dengan elektrode inert menggunakan dua

larutan elektrolit dengan perlakuan yang sama, yakni larutan NaNO3 dan NaCl.

Percobaan ini diawali mengisi pipa U dengan larutan NaNO3 sampai larutan

menyentuh elektroda karbon. Elektroda adalah konduktor yang digunakan untuk

bersentuhan dengan bagian atau media non-logam dari sebuah sirkuit misalnya

elektrolit. Elektroda dihubungkan menggunakan kabel dan diberi arus listrik dengan

beda potensial 3 volt menggunakan power supply. Larutan dielektrolisis selama 20

menit dan diamati fenomena yang terjadi.

Elektroda yang disambungkan pada terminal positif dinamakan anoda, yang

didefinisikan sebagai elektroda di mana elektron datang dari sel elektrokimia dan

oksidasi terjadi. Elektroda yang disambungkan pada terminal negatif dinamakan

katoda. Katoda merupakan elektroda di mana elektron memasuki sel elektrokimia dan

reduksi terjadi. Ion negatif (anion) akan bergerak ke anoda dan ion positif (kation)

akan bergerak ke katoda.

Langkah selanjutnya pengujian masing-masing pipa menggunakan batang korek

api yang membara. Berdasarkan percobaan, api lebih cepat padam pada katoda

dibandingkan anoda. Api yang lebih lama padam menandakan adanya O2. Gas O2

merupakan faktor utama dalam reaksi pembakaran. Elektroda yang bermuatan negatif

akan menarik ion Na+ sedangkan elektroda yang bermuatan positif akan menarik ion

NO3-. H2O mengalami reduksi akibat persaingan antara ion Na+ dan ion H2O di

katoda. Pada anoda terjadi persaingan antara NO3- dan H2O. Pada anoda ini yang

mengalami oksidasi adalah H2O bukan NO3-. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan

potensial antara H2O dan NO3- . Reaksi yang terjadi adalah

2 H2O + 2 e- H2 + OH- EO= - 0,83 V

NO3- + H+ + 3 e- NO + 2 H2O EO= + 0,96

Sehingga, reaksi yang terjadi pada proses elektrolisis ini adalah :

Katoda 4 H2O + 4 e- 2 H2 + 4 OH-

Anoda 2 H2O 2 O2 + 4 H+ + 4 e-

2 H2O 2 O2 + 2 H2 + 4 H+ + 4 OH-

Berdasarkan reaksi di atas, katoda menghasilkan gas H2 sedangkan pada anoda

menghasilkan gas O2. Hal ini dibuktikan dengan adanya gelembung udara yang

dihasilkan pada elektroda. Pada anoda dihasilkan gelembung yang lebih banyak

dibandingkan pada katoda. Hal ini disebabkan karena gas O2 memiliki sifat yang

reaktif dan mudah terbakar daripada gas H2. Elektrolisis NaNO3 memiliki daya 1,7

mA -2 mA.

Pengujian yang kedua menggunakan indikator fenolftalein (PP). Indikator pp

merupakan salah satu indikator asam basa yang merupakan petunjuk tentang

perubahan pH dari suatu larutan asam atau basa. Indikator bekerja berdasarkan

perubahan warna indikator pada rentang pH tertentu. Indikator asam basa umumnya

berupa molekul organik yang bersifat asam lemah. Indikator ini memberikan warna

tertentu ketika ion H+ dari larutan asam terikat pada molekul HIn dan berbeda warna

ketika ion H+ dilepaskan dari molekul HIn menjadi In–. Indikator ini banyak

digunakan karena harganya murah. Indikator PP tidak berwarna dalam bentuk HIn

(asam) dan berwarna merah jambu dalam bentuk In– (basa).

Berdasarkan percobaan, saat larutan ditambahkan 3 tetes fenolftalin dibagian

anoda terjadinya perubahan warna larutan menjadi merah muda, sedangkan dibagian

katoda tidak terjadi perubahan warna. Seharusnya, larutan di katoda mengalami

perubahan warna menjadi merah muda karena dibagian katoda menghasilkan 4OH-

namun kenyataannya tidak. Hal ini dimungkinkan karena kesalahan praktikan dalam

mengamati percobaan.

Percobaan kedua sesuai dengan prosedur pertama, hanya mengganti larutan

NaNO3 dengan larutan NaCl. Kation pada percobaan ini sama, Na+, namun anion

yang semula NO3 diubah menjadi Cl-. Langkah awal dengan pengujian masing-

masing pipa menggunakan batang korek api yang membara. Berdasarkan percobaan,

api lebih cepat padam pada anoda dibandingkan katoda. Pada katoda yang mengalami

reduksi ialah H2O sedangkan pada anoda yang mengalami oksidasi adalah Cl- bukan

H2O. Pada katoda, terjadi persaingan antara air dengan ion Na+. Berdasarkan Tabel

Potensial Standar Reduksi, air memiliki Ered yang lebih besar dibandingkan ion Na+

sehingga air lebih mudah tereduksi dibandingkan ion Na+. Oleh sebab itu, spesi yang

bereaksi di katoda adalah air. Sementara, nilai Ered ion Cl- dan air hampir sama yang

mana oksidasi air akan memerlukan potensial tambahan sehingga oksidasi ion Cl-

lebih mudah dibandingkan oksidasi air. Oleh sebab itu, spesi yang bereaksi di anoda

adalah ion Cl. Reaksi yang terjadi sebagai berikut:

Katode: 2H2O+2e H2 + 2OH-

Anode: 2Cl- Cl2 + 2e

2H2O+2Cl- H2 + 2OH- + Cl2

Pada saat larutan diatas ditambahkan 3 tetes fenolftalin, kemudian elektroda

diletakkan didalam larutan,dan dibagian katoda muncul gelembung-gelembung

disekitar elektroda dan disusul terjadinya perubahan warna larutan menjadi merah

muda, hal ini disebabkan oleh 2OH- yang dihasilkan pada katode sedangkan dibagian

anoda, muncul gelembung-gelembung kecil tetapi tidak terjadi perubahan warna

karena dibagian anode tidak menghasilkan 2OH-. Elektrolisis NacL memiliki daya

2,3 mA -3,5 mA

BAB V. PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan untuk praktikum Elektrolisis senyawa Alkali kali ini adalah:

- Elektrolisis larutan NaNO3 menggunakan elektroda karbon pada katoda terjadi

larutan NaOH dan gas H2 pada anoda terjadi larutan HNO3 dan gas O2.

- Elektrolisis larutan NaCl menggunakan elektroda karbon pada katoda terjadi

larutan NaOH dan H2 sedangkan pada anoda terjadi Cl2.

5.2. Saran

Saran untuk praktikum Elektrolisis senyawa alkali kali ini adalah:

- Praktikan harus cermat dalam mengamati percobaan

- Pastikan voltase dan waktu yang dibutuhkan sesuai dengan petunjuk praktikum

DAFTAR PUSTAKA

- Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar. Erlangga : Jakarta

- Keenan, dkk.1984. Kimia Untuk Universitas. Erlangga : Jakarta

- Petrucci, Ralph.H. 1990. Kimia Dasar. Erlangga : Jakarta

- Sciencelab. 2013. MSDS Sodium Nitrate (serial on line) http://www.sciencelab.

com/msds.php?msdsId=9927271 [25 November 2013]

- Sciencelab. 2013. MSDS Sodium Chloride (serial on line) http://www.sciencelab.

com/msds. php?msdsId=9927593 [25 November 2013]

- Tim Kimia Anorganik. 2013. Petunjuk Praktikum Kimia Anorganik, Jember:

FMIPA Univesitas Jember

- Upi. 2013. Elektrolisis (serial on line) http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2012/

1004901/sel_elektrolisis.html [25 November 2013]

- Wikipedia. 2013. Elektrolisis (serial on line)

http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis, [25 November 2013]