BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada masa modern ini, proses elektrolisis banyak digunakan dalam berbagai bidang, salah satunya dalam bidang industri. Untuk itu, kami melakukan percobaan reaksi elektrolisis dengan harapan dapat menambah pengetahuan kami mengenai reaksi elektrolisis serta dapat memanfaatkannya dalam kehidupan sehari-hari.
B. Tujuan Penelitian
1. Mampu merangkai alat elektrolisis;
2. Menentukan reaksi yang terjadi di katoda dan anoda;
3. Menentukan arus yang digunakan.
C. Manfaat Penelitian
1. Lebih mengetahui penggunaan proses elektrolisis dalam kehidupan;
2. Meningkatkan sikap mahir, teliti, dan terampil;
3. Dapat menentukan proses oksidasi dan reduksi.
BAB II
LANDASAN TEORI
Elektrokimia adalah kajian reaksi redoks yang dilaksanakan sedemikian sehingga di dalam system itu dapat ditentukan potensial listrik yang dapat diukur. Di dalam sebuah sel volta sebuah reaksi redoks spontan membangkitkan arus listrik yang mengalir lewat rangkaian luar. Semua sel elektrokimia harus mempunyai rangkaian dalam, ion dapat mengalir dalam bentuk ionnya berdifusi. Beberapa tipe sel tertentu menggunakan jembatan garam untuk maksud tertentu. Dalam masing-masing sel oksidasi berlangsung pada anoda dan reduksi berlangsung pada katoda (Keenan,1992).
Elektrolisis adalah suatu proses dimana reaksi kimia terjadi pada elektroda yang tercelup dalam elektrolit. Ketika tegangan diberikan terhadap elektroda itu. Elektroda yang bermuatan positif disebut anoda dan elektroda yang bermuatan negatif disebut katoda. Elektroda seperti platina yang hanya mentransfer electron dari larutan disebut electron inert. Elektroda reaktif adalah elektroda yang secara kimia memasuki reaksi elektroda selama elektrolisis, terjadilah reduksi pada katoda dan oksidsi pada anoda. Gambaran umum tipe reaksi elektroda dapat diringkas sebagai berikut:
a. Arus listrik yang membawa ion akan diubah pada elektroda;
b. Ion negatif yang sulit dibebaskan pada katoda menyebabkan pengurangan H2O dan pembentukan H2 dan OH- dan absorpsi electron;
c. Ion negatif yang sulit dibebaskan pada anoda menyebabkan pengurangan H2O dan electron.
(Dogra, 1998).
Sel galvani menghasilkan arus listrik bila reaksi berlangsung spontan. Sel elektrolit menggunakan elektrolit untuk menghasilkan perubahan kimia. Proses elektrolisis meliputi pendorongan arus listrik melalui sel untuk menghasilkan perubahan kimia dimana potensi potensial sel adalah negatif (Strjer, 1994).
Elektrolisis adalah peristiwa penguraian suatu elektrolit oleh suatu arus listrik. Jika dalam sel volta energi kimia diubah menjadi energi listrik, maka dalam sel elektrolisis yang terjadi adalah sebaliknya, yaitu energi listrik diubah menjadi energi kimia. Dengan mengalirkan arus listrik ke dalam suatu larutan atau leburan elektrolit, akan diperoleh reaksi redoks yang terjadi dalam sel elektrolisis.
Faktor yang menentukan reaksi kimia elektrolisis antara lain konsentrasi (keaktifan) elektrolit yang berbeda ada yang bersifat inert (tak aktif) dan elektoda tak inert. Hasil elektrolisis dapat disimpulkan; reaksi pada katoda (katoda tidak berperan) ada K+, Ca2+, Na+, H+. Dari asam dan logam lain (Cu2+), reaksi pada anoda, untuk anoda inert ada OH-, Cl-, Br-, dan I- dan sisa asam lainnya serta anoda tidak inert (bukan Pt dan C) (Anshory, 1984).
Dalam elektrolisis, sumber aliran listrik digunakan untuk mendesak electron agar mengalir dalam arah yang berlawanan denga aliran spontan. Hubungan antara jumlah energi listrik yang dikonsumsi dan perubahan kimia yang dihasilkan dalam elektrolisis merupakan salah satu persoalan penting yang dicarikan jawabannya oleh Michael Faraday (1791-1867). Hukum faraday pertama tentang tentang elektrolisis menyatakan bahwa “jumlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan besarnya muatan listrik yang melewati suatu elektrolisis”. Hukum kedua tentang elektrolisis menyatakan bahwa: “Sejumlah tertentu arus listrik menghasilkan jumlah ekuivalen yang sama dari benda apa saja dalam suatu elektrolisis” (Petrucci, 1985).
Untuk menginduksi arus agar mengalir melewati sel elektrokimia, dan menghasilkan reaksi sel non-spontan, selisih potensial yang diberikan harus melebihi potensial arus-nol sekurang-kurangnya sebesar potensial lebih sel, yaitu jumlah potensial ubin pada kedua elektroda dan penurunan ohm (I x R) yang disebabkan oleh arus yang melewati elektrolit. Potensial tambahan yang diperlukan untuk mencapai laju reaksi yang dapat terdeteksi, mungkin harus besar, jika rapatan arus pertukaran pada elektrodanya kecil. Dengan alasan yang sama, sel galvanimenghasilkan potensial lebih kecil ketimbang pada kondisi arus nol (Atkins, 1990).
| Golongan IA | H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr | | | | | ||||
| Golongan IIA | Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra | | | | | ||||
| Deret Volta | |||||||||
| IA | IIA | Al2+ | Mn2+ | ……… | Cu | Hg | Ag | Pt | Au |
| | | | |||||||
| KATODE | | KATODE | |||||||
| è Larutan, maka katodenya 2H2O + 2e- -> 2OH- + H2 | | è Larutan/lelehan/leburan/cairan, maka katodenya electrode itu (yang di atas) sendiri, contoh: Cu2+ + 2e- -> Cu | |||||||
| è Lelehan/leburan/cairan, maka katodenya electrode itu (yang di atas) sendiri, contoh: Mg2+ + 2e- -> Mg | | ||||||||
| ANODE | |||||||||
| è Memiliki O, SO42-,NO3- maka anodenya 2H2O -> 4H+ + 4e- + O2 è Tidak memiliki O, dan berupa (contoh) Cl-, Br-, I- maka anodenya menggunakan electrode itu sendiri, contoh: 2Cl- -> Cl2 + 2e- | | è Jika larutan berupa (contoh) NaCl dengan electrode Cu Cu NaCl ---> Na+ + Cl- Maka anodenya Cu -> Cu2+ + 2e- | |||||||
Reaksi elektrolisis terdiri dari reaksi katode, yaitu reduksi dan reaksi anode, yaitu oksidasi. Spesi apa yang terlibat dalam reaksi katode dan anode bergantung pada potensial electrode dari spesi tersebut, dengan ketentuan sebagai berikut:
1. Spesi yang mengalami reduksi di katode adalah spesi yang potensial reduksinya paling besar;
2. Spesi yang mengalami oksidasi di anode adalah spesi yang potensial oksidasinya paling besar.
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Metode Penelitian
a. Alat dan Bahan
| BARANG | KUANTITAS |
| 1. Baterai | 2 buah (5 volt per buah) 2 buah (1,5 volt per buah) |
| 2. Kabel | 2 buah (1,5 meter per buah) |
| 3. Penjepit buaya (kabel) | 6 buah |
| 4. Pipa U | 3 buah |
| 5. Karbon | 4 buah |
| 6. Paku besi | 1 buah |
| 7. Tembaga | 1 buah |
| 8. Larutan CuSO4 | Secukupnya |
| 9. H2O | Secukupnya |
| 10. Neraca | 1 buah |
| 11. Statif | 3 buah |
| 12. Phenoftalin | Secukupnya |
| 13. Stopwatch | 1 buah |
| 14. Dudukan baterai | 3 buah |
b. Langkah kerja
| Rangkaian A | |
| 1. Rangkailah komponen baterai (2 baterai yang masing-masing 1,5 volt), kabel dan penjepitnya, kabel satu ke kutub positif dan yang lainnya ke kutub negative. | 2. Siapkan statif, tuangkan larutan CuSO4 ke dalam pipa U 90%nya, dan tempatkan pipa U pada statif. |
| 3. 2 buah karbon dicuci terlebih dahulu, keringkan dengan menjemurnya untuk beberapa menit dan timbang massanya (catat dalam buku pengamatan). | 4. Jepit 2 electrode karbon dengan penjepit rangkaian listrik tadi, karbon satu pada kutub positif dan yang lainnya pada kutub negative. |
| 5. Celupkan 2 elektrode karbon ke dalam masing-masing ujung pipa U, dengan catatan kabel dan penjepitnya tidak terendam ke dalam larutan CuSO4. | 6. Hidupkan stopwatch tunggu hingga 45 menit kemudian. |
| 7. Amati reaksi yang terjadi, setelah 45 menit, angkat kemudian keringkan dengan menjemurnya beberapa menit kemudian timbang massanya (catat perubahan massa awal dan akhir). | |
| Rangkaian B | |
| 1. Rangkailah komponen baterai (1 baterai yang berkekuatan 5 volt), kabel dan penjepitnya, kabel satu ke kutub positif dan yang lainnya ke kutub negative. | 2. Siapkan statif, tuangkan larutan CuSO4 ke dalam pipa U 90%nya, dan tempatkan pipa U pada statif. |
| 3. Jepit electrode Fe (paku besi) dan Cu (Tembaga) dengan penjepit rangkaian listrik tadi, pasangkan Cu pada kutub negative dan Fe pada kutub positif. | 4. Celupkan secara perlahan electrode Fe dan Cu tersebut ke dalam ujung pipa U yang berbeda, dan amatilah. |
| Rangkaian C | |
| 1. Rangkailah komponen baterai (1 baterai yang berkekuatan 5 volt), kabel dan penjepitnya, kabel satu ke kutub positif dan yang lainnya ke kutub negative. | 2. Siapkan statif, tuangkan larutan H2O ke dalam pipa U 90%nya, dan tempatkan pipa U pada statif. |
| 3. Jepit 2 electrode karbon dengan penjepit rangkaian listrik tadi, pasang satu karbon pada kabel yang berkutub positif dan yang lainnya kabel berkutub negative. | 4. Teteskan phenoftalin bebera-pa tetes pada ujung pipa yang akan dicelupkan electrode karbon yang bersifat positif. |
| 5. Celupkan kedua electrode karbon tersebut ke dalam ujung pipa U yang berbeda, dengan electrode berkutub positif dicelupkan pada larutan H2O yang telah ditetesi phenoftalin, ujung lainnya pada electrode negative. | |
B. Jenis Praktikum
Praktikum ini merupakan praktikum untuk melihat secara langsung bagaimana proses elektrolisis terjadi.
C. Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada tanggal 16 Oktober 2012 bertempat di gedung Laboratorium Kimia SMA Negeri 2 Tasikmalaya.
D.Biaya Praktikum
| 1. 2 buah batu baterai (1,5 volt per buah) | Rp3.000,00 |
| 2. 2 buah kabel sepanjang ½ meter | Rp5.000,00 |
| 3. 2 buah penjepit buaya | Rp3.000,00 |
E. Objek Praktikum
Objek pada praktikum ini adalah karbon, besi, tembaga, larutan CuSO4, larutan H2O dan phenoftalin.
BAB IV
HASIL PENELITIAN
a. Rangkaian A
| ELEKTRODA | PENGAMATAN | MASSAN ELEKTRODA | |
| AWAL | AKHIR | ||
| Katoda | 1. Tidak ada gelembung 2. Terjadi penebalan Cu | 1,1 gram | 1,2 gram |
| Anoda | Bergelembung | 1,1 gram | 1,1 gram |
Reaksi
CuSO4 Cu2+ + SO42-
Katoda : Cu2+ + 2e Cu
Anoda : 2H2O O2 + 4H+ + 4e
Massa Cu = 1,2 – 1,1 = 0,1
Ar Cu = 63,5
Katoda : Cu2+ + 2e Cu
2F 1mol
0,0032 0,0016
t = 45 menit = 2700 detik
b. Rangkaian B
| ELEKTRODA | PENGAMATAN |
| Katoda (Cu) | 1. Warna tembaga memudar 2. Warna larutan lebih pekat |
| Anoda (Fe) | 1. Terdapat warna kuning 2. Warna larutan memudar |
c. Rangkaian C
| Elektroda | Pengamatan |
| Katoda | 1. Banyak gelembung besar 2. Gelembung berjalan lambat 3. Warna phenoftalin berubah menjadi warna ungu, hal tersebut menunjukkan bahwa larutan bersifat basa |
| Anoda | 1. Banyak gelembung kecil 2. Gelembung berjalan cepat 3. Warna phenoftalin tidak berubah, hal tersebut menunjukkan bahwa larutan bersifat asam |
Reaksi
CuSO4 Cu2+ + SO42-
Katoda : Cu2+ + 2e Cu
Anoda : 2H2O O2 + 4H+ + 4e
BAB V
KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah kami lakukan, kami dapat menyimpulkan bahwa dalam reaksi elektrolisis terdapat dua reaksi, yaitu reaksi katoda dan anoda. Dalam reaksinya, katoda akan mengalami penebalan dan pada anoda akan terdapat gelembung.
DAFTAR PUSTAKA
Purba, Michael dan Sunardi. Kimia Untuk SMA/MA Kelas XII.2012. Erlangga:
Jakarta.
LAMPIRAN
No comments:
Post a Comment