ELEKTROLISA

A. TUJUAN

Mempelajari perubahan-perubahan yang terjadi pada elektrolisis larutan garam

Na2SO4 (Natrium Sulfat) dan KI (Kalium Iodida) CuSO4(tembaga sulfat), NaOH (natrium hidroksida).

B. TEORI DASAR

Elektrolisis adalah peristiwa penguraian zat elektrolit oleh arus listrik searah. Dalam sel

elektrolisis energi listrik dapat menghasilkan reaksi kimia. Sel elektrolisis berfungsi sebagai pompa untuk menjalankan perpindahan elektron yang mengalir dari anode ke katode. Elektron dialirkan melalui elektrode yang tidak bereaksi (in e rt). Biasanya digunakan batang karbon atau platina. Dalam elektrolisis, pada anode terjadi oksidasi (melepaskan elektron) sedangkan pada katode terjadi reduksi.

C. HIPOTESIS

Pada proses elektrolisis larutan Na2SO4 dan KI dan CuSO4 dan NaOH terjadi perubahan kandungan ion H+ dan OH- dalam tiap larutan.

ELEKTROLISIS

PERUBAHAN YANG TERJADI PADA ELEKTROLISA DARI LARUTAN BERBAGAI LARUTAN ELEKTROLIT

ALAT : BAHAN :

1.TABUNG U 1. KI 0,5 M

2. ELEKTRODA KARBON 2. Na₂SO₄ 0,5 M

3. WIRE 3. NaOH 0,5 M

4.KLEM DAN STATIF 4. CuSO₄ 0,5 M

5. BATTERAI 5. P.P (pnolptalein)

6. RAK DAN TABUNG REAKSI 6. Amilum

7. PIPET TETES 7. Indikator Universal

8. BEAKER GLASS

I. ELEKTROLISA LARUTAN KI

CARA KERJA :

1. Pasanglah alat elektrolisis

2. Amat percobaan sampai terlihat perubahan pada kedua elektroda

3. Dengan menggunakan pipet tetes pindahkan larutan dari ruang katoda ke dalam dua tabung reaksi masing-masing 2ml.

Pada tabung 1 : tambah 2 tetes pnolptalein

Pada tabung 2 : tambah 2 tetes larutan amilum.

4. Hasil percobaan

Larutan dari ruang	Perubahan selama elektrolisa	Di tambah pnolptalein	Ditambah amilum
Katoda (+)	Tidak ada gelembung, berwarna kuning	kuning	Kebiru-biruan
Anoda ( - )	Ada gelembung, berwarna bening	bening	ungu

RUMUSAN MASALAH

PERTANYAAN :

1. 1. Zat apa yang terjadi di ruang anoda sebagai hasil elektrolisa? Jelaskan !

2. 2. Ion apakah yang terdapat di ruang katoda setelah elektrolisa. Jelaskan !

3. 3. Tuliskan persamaan setengah reaksi yang terjadi:

a. Di anoda

b. Di katoda

JAWABAN :

1. 1. Zat yang dihasilkan adalah I₂ sebagai hasil elektrolisis dari ion I^-

ada elektrolisis larutan KI Pada anoda terjadi oksidasi ion I^- yang terbukti setelah ditetesi amilum berubah warna dari yang awalnya kuning kecoklatan menjadi biru (biru dongker).

2. 2. Ion K⁺ dan OH^- karena pada katoda: gas yang terdapat selama proses elektrolisis adalah gas H₂ yang terbukti dengan munculnya gelembung-gelembung gas sehingga ion K⁺ dan OH^- yang terdapat di ruang katoda.

3. 3. a. Ruang katoda = OH^- dengan sifat larutannya adalah basa.

2H₂O(l) + 2e → H₂(g) + 2OH^- (aq)

b. Ruang anoda: 2I^- → I₂ + 2e

II. ELEKTROLISA LARUTAN Na₂SO₄

Prosedur:

1. Kedalam 50ml larutan Na₂SO₄ 0,5M, tambahkan 10 tetes fnolftalein.

2. Jepit tabung U pada statif dan masukkan larutan Na₂SO₄ yang telah ditetes pnolptalein tadi.

3. Alirkan arus seperti pada percobaan larutan KI dan amati hasil percobaan :

Elektrolisis larutan Na₂SO₄:

- Warna larutan + indikator : -

- Warna sebelum di elektrolisis : bening

- Warna sesudah di elektrlisis : -

- Warna pada ruang katoda : bening dan bergelembung

- Warna pada ruang anoda : keungu-unguan dan bergelembung

4. Hasil percobaan :

a. Warna sebelum di elektrolisis : bening

b. Warna pada ruang katoda : bening dan bergelembung

c. Warna pada ruang anoda : keungu-unguan dan bergelembung

5. A. dari hasil percobaan warna indikator apakah yang terbentuk H⁺ atau OH^- pada ruang katoda dan pada ruang anoda?

Ruang katoda= OH^- dengan sifat larutannya adalah basa.

2H₂O(l) + 2e → H₂(g) + 2OH^- (aq)

Ruang anoda = H⁺ dengan sifat larutannya adalah asam.

2H₂O(l) → 4H⁺(aq) +O₂(g) +4e

Yang terbukti dengan munculnya gelembung-gelembung gas.

B. bila gas yang terjadi pada katoda (H₂) dan pada anoda gas O₂. Tulis persamaan reaksi setengah sel pada katoda dan anoda

Na₂SO₄(aq) → 2Na⁺(aq) +SO₄^2-(aq)

A(+) 2H₂O(l) → 4H⁺(aq) +O₂(g) +4e x1

K (-) 2H₂O(l) + 2e → H₂(g) + 2OH^- (aq) x2

+

2H₂O(l)+ 4H₂O(l) → 4H⁺(aq) + O₂(g) +2H₂ (g) + 4OH^- (aq)

2H₂O(l) → O₂(g) +2H₂ (g)

III. ELEKTROLISA LARUTAN CuSO₄

Prosedur:

1. Kedalam 50ml larutan CuSO₄ 0,5M, tambahkan 10 tetes fnolftalein.

2. Jepit tabung U pada statif dan masukkan larutan CuSO₄ yang telah ditetes pnolptalein tadi dengan elektroda/anoda C.

3. Alirkan arus seperti pada percobaan larutan KI dan larutan Na₂SO₄ dan amati hasil percobaan :

4. Hasil percobaan :

Warna sebelum di elektrolisis : biru

Warna sesudah di elektrlisis : -

Warna pada ruang katoda : tidak terjadi reaksi apa-apa, tidak terjadi perubahan warna.

Warna pada ruang anoda : terbentuk gas oksigen dan bergelembung, tidak terjadi perubahan warna.

5. A. dari hasil percobaan warna indikator apakah yang terbentuk H⁺ atau OH^- pada ruang katoda dan pada ruang anoda?

di anoda akan terbentuk gas oksigen dan di katoda akan terbentuk endapan tembaga murni. Sulfat tidak dapat dioksidasi karena mengandung ion okso.

Selama elektrolisis, tembaga dari anoda terus menerus dilarutkan kemudian diendapkan pada katode.

Ruang katoda : Cu²⁺(aq) + 2e →Cu (s)

Ruang anoda : 2H₂O(l) → 4H⁺(aq) +O₂(g) +4e

B. bila gas yang terjadi pada anoda terdapat gas O₂. Tulis persamaan reaksi setengah sel pada katoda dan anoda!

CuSO₄ (aq) →Cu²⁺(aq) + SO₄^2-_(aq)

Katoda : Cu²⁺(aq) + 2e →Cu (s) x2

Anoda : 2H₂O(l) → 4H⁺(aq) +O₂(g) +4e x1

2Cu²⁺ + 2H₂O → 2Cu + 4H⁺ + O₂

IV. ELEKTROLISA LARUTAN CuSO₄ dengan elektroda anoda Cu dan katoda C

Prosedur:

1. Kedalam 50ml larutan CuSO₄ 0,5M, tambahkan 10 tetes fnolftalein.

2. Jepit tabung U pada statif dan masukkan larutan CuSO₄ yang telah ditetes pnolptalein tadi, dengan elektroda anoda Cu dan katoda C

3. Alirkan arus seperti pada percobaan larutan KI dan larutan Na₂SO₄ dan amati hasil percobaan :

4. Hasil percobaan :

Warna sebelum di elektrolisis : biru

Warna sesudah di elektrlisis : -

Warna pada ruang katoda : terbentuk endapan

Warna pada ruang anoda : terbentuk gas oksigen dan bergelembung

5. A. dari hasil percobaan warna indikator apakah yang terbentuk H⁺ atau OH^- pada ruang katoda dan pada ruang anoda?

Pada anoda terjadi reaksi oksidasi, bermuatan negatif.

Pada katoda ion Cu²⁺ menangkap elektron dan mengendap menjadi logam Cu.

Katoda (C) : Cu²⁺(aq) + 2e →Cu (s)

Anoda (Cu) : 2OH^- + H₂→ 2H₂O +2e^-

B. bila gas yang terjadi pada anoda terdapat gas O₂. Tulis persamaan reaksi setengah sel pada katoda dan anoda!

Elektrolisis larutan CuSO₄ dengan katode dan anode Cu. Pada elektrolisis larutan CuSO₄ dengan elktrode Cu terbentuk endapan Cu di katode dan anodenya (Cu) larut.hasil-hasil itu dapat dijelaskan sebagai berikut. Dalam larutan CuSO₄ terdapat ion Cu²⁺, ion SO₄^2- molekul air serta logam tembaga (elektrode). Berbeda dengan elktrode grafit yang inert (sukar beraksi), tembaga dapat mengalami oksidasi di anode. Kemungkinan reaksi yang terjadi di katode aldah reduksi ion Cu²⁺ atau reduksi air.

CuSO₄ (aq) →Cu²⁺(aq) + SO₄^2-_(aq)

Katoda (C) : Cu²⁺(aq) + 2e →Cu (s)

Anoda (Cu) : 2OH^- + H₂ → 2H₂O +2e^-

Cu²⁺ + 2OH^- + H₂ → Cu +2H₂O

Oleh karena potensial reduksi Cu²⁺ lebih besar maka reduksi ion Cu²⁺ lebih mudah berlangsung. Sementara itu, kemungkinan reaksi yang terjadi di anode adalah oksidasi ion SO₄^2- ,oksidasi air atau akosidasi Cu.

2SO₄^2- →S₂O₈^2- + 2e E° = -2.71 V

2H₂O →4H⁺ + O₂ + 4e E° = -1.23 V

Cu →Cu²⁺ + 2e E° = -0.34 V

Oleh karena potensial oksidasi Cu paling besar maka oksidasi tembaga lbih mudah berlangsung. Jadi, elektrolisis larutan CuSO₄ dengan Cu menghasilkan endapan Cu di katode dan melarutkan Cu di anode.

CuSO₄ →Cu²⁺ + SO₄^2-

Katode : Cu²⁺ + 2e → Cu

Anode : Cu → Cu²⁺ + 2e

Cu → Cu

(anode) (katode)

Berdasarkan daftar potensial elektrode standar dapat dibuat suatu ramalan tentang reaksi katode dan reaksi anode pada suatu elktrolisis. Ramalan mungkin akan meleset jika spesi yang terlibat mempunyai overpotensial yang signifikan.

V. ELEKTROLISA LARUTAN NaOH

1. Kedalam 50ml larutan NaOH 0,5M, tambahkan 10 tetes fnolftalein.

2. Jepit tabung U pada statif dan masukkan larutan NaOHyang telah ditetes pnolptalein tadi, dengan elektroda / anoda C.

3. Alirkan arus seperti pada percobaan larutan KI dan larutan Na₂SO₄ dan larutan CuSO₄ dan amati hasil percobaan :

4. Hasil percobaan :

Warna sebelum di elektrolisis : bening

Warna sesudah di elektrlisis : -

Warna pada ruang katoda : terbentuk gas H₂ dan bergelembung.

Warna pada ruang anoda : terbentuk gas oksigen dan bergelembung

5. A. dari hasil percobaan warna indikator apakah yang terbentuk H⁺ atau OH^- pada ruang katoda dan pada ruang anoda?

Ruang katoda= OH^- dengan sifat larutannya adalah basa.

2H₂O(l) + 2e → H₂(g) + 2OH^- (aq)

Ruang anoda = H⁺ dengan sifat larutannya adalah asam.

2H₂O(l) → 4H⁺(aq) +O₂(g) +4e

Yang terbukti dengan munculnya gelembung-gelembung gas.

B. bila gas yang terjadi pada katoda atau anoda gas H₂ atau O₂. Tulis persamaan reaksi setengah sel pada katoda dan anoda!

NaOH (aq) → Na⁺(aq) + OH^-(aq)

Katoda (C) : 2H₂O (l) + 2e→ 2OH^-(aq) + H₂ (g) x2

Anoda (C): 2H₂O(l) → 4H⁺(aq) +O₂(g) +4e x1

4H₂O(l) →4H⁺(aq) + 2OH^-(aq) + H₂ (g) +O₂(g)

KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

§ Volume gas yang terbentuk berbanding lurus dengan konsentrasi, dimana semakin besar konsentrasi suatu larutan, semakin besar pula gas yang terbentuk.

§ Hasil dari elektrolisis bergantung pada jenis elektrolit,serta elektroda yang digunakan.

§ Pada sel elektrolisis arus listrik, berasal dari luar yang dialirkan dalam larutan sel.

§ NaOH berfungsi sebagai larutan elektrolit, yaitu suatu larutan yang dapat menghantarkan arus listrik karena terionisasi sempurna.

§ Pada sel elektrolisis, anodanya bermuatan positif dan katodanya bermuatan negatif.

§ Penguraian suatu senyawa kimia menjadi unsur-unsur pembentuknya yang lebih sederhana dapat dilakukan dengan elektrolisis yang dihubungkan dengan arus listrik.

§ Arus listrik/tegangan yang digunakan diperlukan untuk menjalankan reaksi elektrode-elektrode yang dihubungkan oleh pipa U dan larutan elektrolit.

§ Pada katoda terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi reaksi oksidasi.

Pipa U berfungsi untuk mendapatkan hasil elektrolisa yang baik karena kedua gas hasil tidak saling bercampur



HASIL PENGAMATAN

larutan CuSO4