Sel Elektrolisis

Sel Elektrolisis

     Elektrolisis artinya penguraian suatu zat akibat arus listrik. Zat yang terurai dapat berupa padatan, cairan, atau larutan. Arus listrik yang digunakan adalah arus searah (direct current = DC).

     Tempat berlangsungnya reaksi reduksi dan oksidasi dalam sel elektrolisis sama seperti pada sel volta, yaitu anode (reaksi oksidasi) dan katode (reaksi reduksi). Perbedaan sel elektrolisis dan sel volta terletak pada kutub elektrode. Pada sel volta, anode (–) dan katode (+), sedangkan pada sel elektrolisis sebaliknya, anode (+) dan katode (–).

     Pada sel elektrolisis anode dihubungkan dengan kutub positif sumber energi listrik, sedangkan katode dihubungkan dengan kutub negatif. Oleh karena itu pada sel elektrolisis di anode akan terjadi reaksi oksidasi dan dikatode akan terjadi reaksi reduksi.

Elektrolisis Air

     Alat yang akurat untuk penyelidikan elektrolisis air adalah alat elektrolisis Hoffman. Alat ini dilengkapi elektrode platina dalam tabung penampung gas berskala sehingga volume gas hasil elektrolisis mudah diukur.

     Reaksi redoks yang terjadi dalam sel elektrolisis adalah:

Anode (+):   2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e– (oksidasi O2–)
Katode (–):  4H2O(l) + 4e–  → 2H2(g) + 4OH–(aq) (reduksi H+)
Reaksi : 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)

     Berapakah perbandingan volume gas H2 dan O2 yang terbentuk pada kedua tabung reaksi? Berdasarkan persamaan reaksi redoks dapat diramalkan bahwa perbandingan volume gas H2 terhadap O2 adalah 2 : 1. Jika volume gas H2 20 mL, volume gas O2 adalah 10 mL.

Elektrolisis Larutan

     Elektrolisis larutan berbeda dengan elektrolisis air. Misalnya larutan NaI, terdapat ion Na+ dan ion I–. Kedua ion ini bersaing dengan molekul air untuk dielektrolisis.

     Di katode terjadi persaingan antara molekul H2O dan ion Na+ (keduanya berpotensi untuk direduksi). Demikian juga di anode, terjadi persaingan antara molekul H2O dan ion I– (keduanya berpotensi dioksidasi). Spesi mana yang akan keluar sebagai pemenang? Pertanyaan tersebut dapat dijawab berdasarkan nilai potensial elektrode standar.

     Setengah reaksi reduksi di katode:

Na+(aq) + e– → Na(s)      E° = –2,71 V
2H2O(l) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)    E° = –0,83 V

     Berdasarkan nilai potensialnya, H2O lebih berpotensi direduksi dibandingkan ion Na+ sebab memiliki nilai E° lebih besar. Perkiraan ini cocok dengan pengamatan, gas H2 dilepaskan di katode.

     Setengah reaksi oksidasi di anode:

2I–(aq) → I2(g) + 2e–        E° = –0,54 V
2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e–     E° = –1,23 V

     Berdasarkan nilai potensial, ion I– memenangkan persaingan sebab nilai E° lebih besar dibandingkan molekul H2O.

     Reaksi yang terjadi pada sel elektrolisis:

Katode: 2H2O(l) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode: 2I–(aq) → I2(g) + 2e–
Reaksi: 2H2O(l) + 2I–(aq) → H2(g) + I2(g) + 2OH–(aq)

     Sekian ulasan saya mengenai sel elekrolisis, mulai dari elektrolisis air serta elektrolisis larutan. Semoga bermanfaat.