Sel Elektrolisis

LAPORAN PRATIKUM KIMIANO : 4HARI, TANGGAL PRATIKUM : Sabtu, 24 Oktober 2015I. JUDUL PERCOBAAN : Sel ElektrolisisII. TUJUAN PERCOBAAN : 1. Mengetahui perubahan-perubahan (reaksi) yang terjadi pada peristiwa elektrolisis larutan KNO3, KI, H2SO4 dan CuSO4 III. DASAR TEORI :Elektrolisis adalah peristiwa penguraian atas suatu larutan elektrolit yang telah dilaliri oleh arus listrik searah. Sedangkan sel di mana terjadinya reaksi tersebut disebut sel elektrolisis. Sel elektrolisis terdiri dari larutan yang dapat menghantarkan listrik yang disebut elektrolit, dan sepasang elektroda yang dicelupkan dalam elektrolit (larutan atau leburan). Pada sel elektrolisis, reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energi kimia (reaksi redoks). Reaksi-reaksi elektrolisis bergantung pada potensial elektroda, konsentrasi, dan over potensial dari spesi yang terdapat dalam sel elektrolisis.Elektroda yang menerima elektron dari sumber arus listrik luar disebut Katoda, sedangkan elektroda yang mengalirkan elektron kembali ke sumber arus listrik luar disebut Anoda. Katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi dan anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi. Katoda merupakan elektroda negatif karena menangkap elektron sedangkan anoda merupakan elektroda positif karena melepas elektron. Reaksi yang terjadi pada katoda dan anoda pada sel elektrolisis sama seperti pada sel volta, yaitu di katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi dan di anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi. Akan tetapi, muatan elektronnya berbeda. Pada sel volta katoda bermuatan positif dan anoda bermuatan negatif, sedangkan pada sel elektrolisis katoda bermuatan negatif dan anoda bermuatan positif.Elektrolisis mempunyai banyak kegunaan di antaranya yaitu dapat memperoleh unsur-unsur logam, halogen, gas hidrogen dan gas oksigen, kemudian dapat menghitung konsentrasi ion logam dalam suatu larutan, digunakan dalam pemurnian suatu logam, serta salah satu proses elektrolisis yang popular adalah penyepuhan, yaitu melapisi permukaan suatu logam dengan logam lain. Sel elektrolisis memiliki 3 ciri utama, yaitu :1. Larutan elektrolit yang mengandung ion bebas. Ion ion ini dapat memberikan atau menerima elektron sehingga elektron dapat mengalir melalui larutan.2. Terdapat 2 elektroda dalam sel elektrolisis.3. Terdapat sumber arus listrik dari luar, seperti baterai yang mengalirkan aruslistrik searah (DC ).Faktor yang Mempengaruhi Proses Elektrolisisa. Jenis elektroda yang digunakanb. Kedudukan ion dalamelektrokimiac. KepekatanionElektroda yang menerima elektron dari sumber arus listrik luar disebut Katoda, sedangkan elektroda yang mengalirkan elektron kembali ke sumber arus listrik luar disebut Anoda.Katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi sedangkan anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi.Katoda merupakan elektroda negatif karena menangkap elektron sedangkan anoda merupakan elektroda positif karena melepas elektron.Sel elektrolisis juga memerlukan elektrode-elektrode. Ada 2 elektrode yang digunakan dalam elektrolisis, yaitu:a) Elektrode inert yaitu elektrode yang tidak dapat bereaksi (Pt, C, Au).b) Elektrode tak inert yaitu elektrode yang dapat bereaksi (Cu dan Ag).Peristiwa elektrolisis banyak dimanfaatkan untuk melapisi logam atau pemurnian logam. Bila suatu elektrolit (larutan atau leburan) dielektrolisis, maka elektrolit tersebut akan terurai menjadi kation yang akan menuju katoda/elektrode positif (+) dan anion yang akan menuju anoda/elektrode negatif (-).Ada dua tipe elektrolisis, yaitu elektrolisis lelehan (leburan) dan elektrolisis larutan. Pada proses elektrolisis lelehan, kation pasti tereduksi di katoda dan anion pasti teroksidasi di anoda. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi elektrolisis lelehan garam NaCl (yang dikenal dengan istilah sel Downs) :Katoda (-) : 2 Na+(l) + 2 e 2 Na(s) .. (1)Anoda (+) : 2 Cl (l) Cl2(g) + 2 e .. (2)Reaksi sel : 2 Na+ (l) + 2 Cl- (l) 2 Na (s) + Cl2 (g) .. [(1) + (2)]Reaksi elektrolisis lelehan garam NaCl menghasilkan endapan logam natrium di katoda dan gelembung gas Cl2 di anoda. Bagaimana halnya jika lelehan garam NaCl diganti dengan larutan garam NaCl? Apakah proses yang terjadi masih sama? Pada katoda, terjadi persaingan antara air dengan ion Na+. Berdasarkan Tabel Potensial Standar Reduksi, air memiliki Ered yang lebih besar dibandingkan ion Na+. Ini berarti, air lebih mudah tereduksi dibandingkan ion Na+. Oleh sebab itu, spesi yang bereaksi di katoda adalah air. Sementara, berdasarkan Tabel Potensial Standar Reduksi, nilai Ered ion Cl dan air hampir sama. Oleh karena oksidasi air memerlukan potensial tambahan (overvoltage), maka oksidasi ion Cl lebih mudah dibandingkan oksidasi air. Oleh sebab itu, spesi yang bereaksi di anoda adalah ion Cl. Dengan demikian, reaksi yang terjadi pada elektrolisis larutan garam NaCl adalah sebagai berikut :Katoda (-) : 2 H2O(l) + 2 e H2(g) + 2 OH(aq) .. (1)Anoda (+) : 2 Cl(aq) Cl2(g + 2 e .. (2)Reaksi sel : 2 H2O(l) + 2 Cl(aq) H2(g) + Cl2(g) + 2 OH-(aq) . [(1) + (2)]Reaksi elektrolisis larutan garam NaCl menghasilkan gelembung gas H2 dan ion OH (basa) di katoda serta gelembung gas Cl2 di anoda. Terbentuknya ion OH pada katoda dapat dibuktikan dengan perubahan warna larutan dari bening menjadi merah muda setelah diberi sejumlah indikator fenolftalein (pp). Dengan demikian, terlihat bahwa produk elektrolisis lelehan umumnya berbeda dengan produk elektrolisis larutan.Selanjutnya kita mencoba mempelajari elektrolisis larutan Na2SO4. Pada katoda, terjadi persaingan antara air dan ion Na+. Berdasarakan nilai Ered, maka air yang akan tereduksi di katoda. Di lain sisi, terjadi persaingan antara ion SO42- dengan air di anoda. Oleh karena bilangan oksidasi S pada SO4-2 telah mencapai keadaan maksimumnya, yaitu +6, maka spesi SO42- tidak dapat mengalami oksidasi. Akibatnya, spesi air yang akan teroksidasi di anoda. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Katoda (-) : 4 H2O(l) + 4 e 2 H2(g) + 4 OH(aq) .. (1)Anoda (+) : 2 H2O(l) O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e .. (2)Reaksi sel : 6 H2O(l) 2 H2(g) + O2(g) + 4 H+(aq) + 4 OH(aq) [(1) + (2)] 6 H2O(l) 2 H2(g) + O2(g) + 4 H2O(l) . [(1) + (2)] 2 H2O(l) 2 H2(g) + O2(g) .. [(1) + (2)]Dengan demikian, baik ion Na+ maupun SO42-, tidak bereaksi. Yang terjadi justru adalah peristiwa elektrolisis air menjadi unsur-unsur pembentuknya. Hal yang serupa juga ditemukan pada proses elektrolisis larutan Mg(NO3)2 dan K2SO4.Bagaimana halnya jika elektrolisis lelehan maupun larutan menggunakan elektroda yang tidak inert, seperti Ni, Fe, dan Zn? Ternyata, elektroda yang tidak inert hanya dapat bereaksi di anoda, sehingga produk yang dihasilkan di anoda adalah ion elektroda yang larut (sebab logam yang tidak inert mudah teroksidasi). Sementara, jenis elektroda tidak mempengaruhi produk yang dihasilkan di katoda. Sebagai contoh, berikut adalah proses elektrolisis larutan garam NaCl dengan menggunakan elektroda Cu :Katoda (-) : 2 H2O(l) + 2 e H2(g) + 2 OH(aq) .. (1)Anoda (+) : Cu(s) Cu2+(aq) + 2 e .. (2) Reaksi sel : Cu(s) + 2 H2O(l) Cu2+(aq) + H2(g) + 2 OH(aq) .. [(1) + (2)] IV. ALAT DAN BAHAN :

No.Alat/BahanUkuran/SatuanJumlah

1Gelas kimia50 mL

2Pipa USedang 1 buah

3Batang grafitKecil 2 buah

4Pipet tetesSedang 2 buah

5Baterai1,5 volt4 buah

6Kabel -

7Larutan KI50 ml

8Larutan KNO350 ml

9Larutan H2SO450 ml

10Larutan CuSO450 ml

11Indikator PP-

12Kertas indikator universal2 buah

13Larutan Kanji (amilum)-

V. CARA KERJA :Elektrolisis larutan KNO3:1. Rangkaian sel elektrolisis seperti gambar dibawah

2. Ambil 50 mL larutan KNO3 dan letakkan dalam gelas kimia3. Tuang larutan KNO3 tersebut kedalam pipa U setelah itu celupkan batang grafit. Elektrolisis sampai 5 menit.4. Setelah dielektrolisis teteskan indikator PP pada kedua ruang5. Setelah itu ukur PH menggunakan kertas indikator universal di kedua ruang ( positif (+) dan negatif (-))6. Amati perubahan yang terjadi dan catat hasil pengamatanElektrolisis larutan KI:1. Ambil 50 mL larutan KI dan letakkan dalam gelas kimia2. Tuang larutan KI tersebut kedalam pipa U setelah itu celupkan batang grafit. Elektrolisis sampai 5 menit.3. Setelah elektrolisis teteskan larutan kanji (amilum) pada ruang anode (positif) dan PP (negatif) pada ruang katode4. Amati perubahan yang terjadi dan catat hasil pengamatanElektrolisis larutan H2SO4:1. Ambil 50 mL larutan H2SO4 dan letakkan dalam gelas kimia2. Tuang larutan H2SO4 tersebut kedalam pipa U setelah itu celupkan batang grafit. Elektrolisis sampai 5 menit.3. Setelah dielektrolisis teteskan indikator PP pada kedua ruang4. Amati perubahan yang terjadi dan catat hasil pengamatanElektrolisis larutan CuSO4:1. Ambil 50 mL larutan CuSO4 dan letakkan dalam gelas kimia2. Tuang larutan CuSO4 tersebut kedalam pipa U setelah itu celupkan batang grafit. Elektrolisis sampai 5 menit.3. Setelah dielektrolisis teteskan indikator PP pada kedua ruang4. Amati perubahan yang terjadi dan catat hasil pengamatan

VI. HASIL PENGAMATAN :

Elektrolisis larutan KNO3

GrafitPerubahan elektrolisisPerubahan setelah ditambah fenolftaleinpH saat diukur dengan kertas indikator universal

AnodeBanyak gelembung kecil-kecil, Tidak berwarna8

KatodeTidak ada bergelembungWarna menjadi merah11

Elektrolisis larutan kalium iodida (KI)grafitPerubahan elektrolisisPerubahan setelah ditambah fenolftaleinPerubahan setelah ditambah amilum

AnodaSedikit gelembung, terjadi perubahan warna dari tidak berwarna menjadi kuning kecoklatan-Ada perubahan warna (dari kuning kecoklatan menjadi coklat kehitaman)

KatodaBanyak gelembung, tidak terjadi perubahan warnaWarna menjadi merah-

Elektrolisis larutan H2SO4GrafitPerubahan elektrolisisPerubahan warna setelah ditambahkan fenolftalein

Anodabanyak gelembung besar-besar, warna tetapTidak terjadi perubahan warna

KatodaBanyak gelemung kecil-kecil, warna tetapTidak terjadi perubahan

Elektrolisis larutan tembaga (II) sulfat (CuSO4)GrafitPerubahan elektrolisisPerubahan warna setelah ditambahkan fenolftalein

AnodaTidak adaTidak terjadi perubahan warna

KatodaGelembung sedikit,Tidak terjadi perubahan warna

VII. PERTANYAAN DISKUSI:1. Tuliskan reaksi kimia yang terjadi pada larutan KNO3Jawaban : KNO3 K+ + NO3-(Katode) (Anode)Anode : 2H2O(l) 4H+ (aq) + 4e- + O2(g)(Dikali 1)Katode : 2H2O(l) + 2e- H2- (g) + 2OH- (aq)(Dikali 2) +Anode : 2H2O (l) 4H+ (aq) + 4e- + O2 (g) Katode : 4H2O (l) + 4e- 2H2 (g) + 4OH- (aq) +Reaksi Redoks : 6H2O(l) 4H+ (aq) + 2H2 (g) + O2 (g) + 4OH- (aq) Reaksi Sel : 6H2O (l) 4H2O (l) + 4H2 (g) + O2 (g) : 2H2O (l) 2H2 (g) + O2 (g)2. Tuliskan reaksi yang terjadi pada larutan KIJawaban: 2KI (aq) 2K+ (aq) + 2I (aq)Anode : 2I- (aq) I2 (g) + 2e-Katode : 2H2O ( l ) +2e- H2 (g) + 2OH- (aq)+Reaksi Sel : 2I (aq) + 2H2O ( l ) I2 (g) + H2 (g) + 2OH- (aq)

3. Tuliskan reaksi yang terjadi pada larutan H2SO4Jawaban:H2SO4 2H+ + SO42-Anode : 2H2O ( l ) O2 (g) + 4H+ + 4e- (dikali 1)Katode : 2H+ + 2e- H2 (g)(dikali 2)+Anode : 2H2O ( l ) O2 (g) + 4H+ + 4e-Katode : 4H+ + 4e- 2H2 (g)+Reaksi Sel : 2H2O ( l ) O2 (g) + 2H2 (g)4. Tuliskan reaksi kimia pada larutan CuSO4Jawaban:

CuSO4 (aq) Cu2+ (aq) + SO42- (aq)Anode : 2H2O ( l ) O2 (g) + 4H+ + 4e-(dikali 1)Katode : Cu2+ (aq) + 2e- Cu (s)(dikali 2)+Anode : 2H2O ( l ) O2 (g) + 4H+ + 4e-Katode: 2Cu2+ (aq) + 4e- Cu (s)+Reaksi Sel : 2H2O ( l ) + 2Cu (aq) O2 (g) + 4H+ (aq) + Cu (s)

VIII. KESIMPULAN DAN SARAN :0. Elektrolisis adalah penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik. Pada sel elektrolisis, reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui larutan elektrolit, yaitu dari energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energi kimia (reaksi redoks).0. Elektrolisis larutan kalium iodida(KI)pada katoda mengasilkan zat I2sedangkan pada anodamenghasilkan gas H2dan ion OH-.0. Elektrolisis larutan tembaga (II) sullfat (CuSO4) pada katoda menghasilkan endapan Cu. Pada Anoda menghasilkanO2+ H+.Saran Lakukanlah percobaan dengan benar. Perhatikan kebersihan peralatan pratikum agar mendapatkan hasil yang akurat.

IX. DAFTAR PUSTAKA :Sudarmo, unggul. 2015. Kimia untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Erlanggahttp://handyrazie.blogspot.co.id/2014/10/laporan-praktikum-kimia-reaksi.htmlhttps://esdikimia.wordpress.com/2011/09/28/sel-elektrolisis/