ELEKTROLISIS
KI DAN CuSO4
A. TUJUAN
PERCOBAAN
1. Untuk
mengetahui terjadinya reaksi kimia oleh arus listrik
2. Mengetahui
keadaan di anode dan katode dalam suatu larutan elektrolisis
3.
Setelah mengikuti percobaan ini diharapkan dapat
mempelajari peristiwa terjadinya reaksi kimia oleh arus listrik.
B. KAJIAN TEORI
Elektrokimia adalah kajian
reaksi redoks yang dilaksanakan sedemikian sehingga di dalam system itu dapat
ditentukan potensial listrik yang dapat
diukur. Di dalamsebuah 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 unuk maksud tertentu.
Dalam masing-masing sel oksidasi berlangsung pada anode dan reduksi berlangsung
pada katode (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 anode dan elektroda yang bermuatan negatif disebut katode.
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 katode dan
oksidsi padaanode. 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 katode menyebabkan
pengurangan H2O dan pembentukan H2 dan OH- dan absorpsi electron.
c. Ion negatif yang sulit dibebaskan pada anode
menyebabkanpengurangan 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 katode (katode tidak
berperan) ada K+, Ca2+, Na+, H+.
Dari asam dan logam lain (Cu2+), reaksi pada anode, untuk anode
inert ada OH-, Cl-, Br-, dan I- dan sisa asam lainnya serta anode 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 ekivalen 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 alas an
yang sama, sel galvanu menghasilkan potensial lebih kecil ketimbang pada
kondisi arus nol (Atkins, 1990).
C. Rumusan Masalah
1.
Bagaimana keadaan katode dan anode dalam suatu
larutan elektrolisis KI dan CuSO4?
2.
Reaksi apa yang terjadi pada katode dan anode?
D. Hipotesa
1.
Pada larutan CuSO4
·
di anode terjadi penguraian carbon yang
menghasilkan H2O (air)
·
di katode terdapat endapan Cu
2.
pada larutan KI
·
di anode terjadi penguraian I menjadi I2
·
di katode terjadi reduksi H2O
menghasilkan gas H2
E. Alat
dan Bahan
·
Alat
-
Statif
dan Klem
-
Corong
saring
-
Pipa U
-
Kertas
lakmus biru dan merah
-
Power
supply
-
Elektroda
karbon
·
Bahan
-
larutan
KI
-
Phenolptalin
-
Larutan CuSO4
-
amilum
F. Cara Kerja larutan KI
·
Siapkan
Alat dan Bahan
·
Masukkan
larutan KI ke dalam pipa U
·
Masukan
elektroda karbon yang sudah terpasang dengan power suply, ke dalam larutan
·
Pastikan power supply diberikan arus listrik
·
Diamkan
kurang lebih 10 menit
·
Lihat
fenomena yang terjadi pada katode dan anode
·
Ambil
larutan di katode dan anode dengan pipet bersih
·
Masukan
ke tabung reaksi yang sebelumnya telah dimasukan 1 tetes Phenolptalin
·
Lihat
apa yang terjadi dan catat
·
Tambahkan
3 tetes larutan amilum pada anode lalu perubahan warna dicatat
G. Cara
Kerja Larutan CuSO4
·
Siapkan
Alat dan bahan
·
Masukan
larutan CuSO4 ke dalam pipa U
·
Masukan
elektroda karbon yang sudah terpasang dengan power suply, ke dalam larutan
·
Pastikan power supply diberikan arus listrik
·
Diamkan
selama 10 menit.
·
Lihat
fenomena yang terjadi lalu dicatat
·
Masukkan
kertas lakmus merah dan biru selama bergantian pada katode dan anode
·
Lihat
fenomena yang terjadi lalu catat
H. Hasil
Pengamatan
F.1 Larutan KI
No
|
Katode
|
Anode
|
1
|
Terbentuk gelembung gas H2,
|
Tidak ada gelembung gas, Trjadi penguraian I- menjadi I2
|
2
|
OH-yang terbentuk
diidentifikasi dengan indikator phenolptalin (PP) menjadi berwarna merah
muda.
|
Saat I2 dicampur amilum
warna berubah menjadi hijau kehitaman
|
F.2 Larutan CuSO4
No
|
Katode
|
Anode
|
1
|
Terjadi pengendapan logam
Cu (kuningan kecoklatan)
|
Terjadi gelembung O2
|
2
|
Saat dimasuki lakmus
merah maka berubah warna menjadi biru, sedangkan saat dimasuki lakmus biru
tetap biru
|
Saat dimasuki lakmus biru maka berubah
merah, sedangkan saat dimasuki lakmus merah tetap merah
|
I. Pembahasan
I.1 Pada larutan KI
Pada Pada praktikum kali ini, yakni elektrolisis KI
yang bertujuan untuk mengetahui peristiwa terjadinya reaksi kimia oleh arus
listrik. 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 menghubungkan electrode dengan
sumber dari energi luar, dalam praktikum ini yang digunakan adalah power
supply, electron dapat dibuat mengalir dalam arah yang berlawanan. Reaksi kimia
dalam hal ini adalah reaksi sebaliknya. Dalam reaksi elektrolisis, energi
listrik digunakan untuk menghasilkan suatu perubahan kimia yang tidak akan
terjadi secara spontan. Jumlah perubahan kimia yang dihasilkan dalam suatu sel
elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang melalui sel,
seperti yang dinyatakan dalam hukum Faraday dari elektrolisis.
Larutan KI merupakan larutan yang encer,
sehingga akan terbentuk di katode reduksi H2O menjadi OH-
dan gas H2 dan pada anode akan terbentuk I- yang
teroksidasi menjadi I2, bisa
terlihat dalam reaksi berikut:
Untuk
lebih meyakinkan dalam percobaan ini, pada saat elektrolisis sedang
berlangsung, sebelum kedua zat yang tereduksi/teroksidasi bercampur dalam
larutan KI dilakukan pemisahan. Pada katode diambil beberapa mL larutan/senyawa
hasil elektrolisis untuk selanjutnya dianalisis, begitu pula perlakukan pada anode.
Di dalam reaksi di katode terjadi gelembung
gas . Itu adalah gelembung gas H2, dari H2O yang
tereduksi.
Selain itu, di katode juga terbentuk OH-,
itu berarti dibutuhkan penambahan Phenoptailin untuk mengetahui reaksi apa itu,
dan terbentuklah warna merah muda yang cukup pekat saat penambahan
phenoptailin, ini menandakan bahwa pada
larutan ini terjadi reaksi basa. Pada
anode terbentuk I2 dan saat direaksikan dengan amilum warna berubah menjadi
hijau kehitaman itu menunjukan bahwa reaksi tersebut merupakan asam.
I.2 Pada Larutan CuSO4
Pada
larutan CuSO4 yang memakai
elektroda carbon, logam Cu mengendap, itu karena dalam katode terjadi reaksi
reduksi Cu itu sendiri menjadi Cu yang solid. Dan pada anode terdapat gelembung
itu karena pada anode terjadi reaksi oksidasi, dan untuk SO42- yang merupakan sisa asam oksidasi, yang
teroksidasi adalah H2O.
Dan saat dites dengan kertas lakmus. Lakmus biru saat dimasukkan ke
anode warnanya berrubah mejadi merah itu menunjukan bahwa di dalam anode
terjadi reaksi asam. Dan sebaliknya saat lakmus merah dimasukkan ke larutan
katode maka berubah menjadi biru itu menandakan pada katode terjadi reaksi
basa.
J.
Pertanyaan
1. Zat apa yang terjadi di ruang
anode dalam elektrolisis ?
2. Ion-ion apa yang berada di
ruang katode ?
3. Tulis Persamaan setengah
reaksinya ?
K.
Jawaban
1. Pada larutan CuSO4
Larutan
air yang teroksidasi menghasilkan 4 asam dan gas Oksigen
Pada larutan KI
Larutan 2I-
beroksidasi menghasilkan leburan I2(s)
Larutan
Air menghasilkan gas hydrogen dan larutan basa
2. Pada larutan KI
Ion-ion
yang terbentuk yaitu Ion 2OH- (pada katode)
Pada
larutan CuSO4
Dan
endapan 2Cu (katode)
3.
CuSO4
CuSO4 Cu
2+ (aq)+ SO4 2- (aq)
KI
L. Kesimpulan
Dari
hasil pengamatan pada praktikum kali ini dapat disimpulkan bahwa dalam
peristiwa reaksi kimia oleh arus listrik atau yang disebut dengan
elektrolisis reaksi terjadi pada dua tempat yakni pada katode dan anode. Pada katode
terjadi reaksi reduksi pada percobaan larutan KI yang tereduksi adalah H2O menjadi
gas H2 dan OH- sedangkan
pada larutan CuSO4 yang tereduksi adalah Cu2+ menjadi
endapan Cu. OH- dan pada anode terjadi reaksi oksidasi pada
percobaan larutan KI yang teroksidasi adalah I- menjadi I2 sedangkan pada
larutan CuSO4 yang teroksidasi yaitu H2O menjadi O2
dan 4H+. Dalam sel elektrolisis yang
terjadi adalah 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. Pada katode jika bersifat inert maka terbentuk gas H2, jika
bersifat non inert maka larutan itu akan mengendap.