Kamu dapat download modul & contoh soal serta kumpulan latihan soal Elektrolisis dalam bentuk pdf pada link dibawah ini:

• Modul Elektrolisis
• Kumpulan Soal Mudah, Sedang & Sukar

Definisi

Penguraian senyawa berbentuk larutan, lelehan atau cairan biasa oleh arus listrik yang mengalir melalui senyawa tersebut.

Elektrolisis (Electrolysis)

Pada sel volta telah dipelajari bahwa dari reaksi spontan menghasilkan arus listrik atau dengan kata lain terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik pada sel volta. Sebaliknya pada electrolysis, reaksi redoks yang tidak spontan dapat berlangsung dengan dialiri arus listrik, terjadi perubahan energi listrik menjadi reaksi kimia.

Komponen pada sel elektrolisis kimia sebagai berikut:

1. baterai sebagai sumber listrik
2. kabel
3. elektroda
4. elektrolit

Berikut ini diagram sel electrolysis

Arus listrik mengalir dari kutub negatif baterai melewati elektroda negatif / katoda menuju larutan. Ion positif akan menangkap elektron sehingga terjadi reaksi reduksi. Ion-ion dari elektrolit akan bergerak ke elektroda tertentu.

Untuk ion-ion positif akan bergerak ke elektrode negatif (katoda) dan ion-ion negatif akan bergerak ke elektrode positif (anoda). Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi dari ion-ion elektrolit sedangkan pada anoda akan terjadi reaksi oksidasi dari ion-ion elektrolit atau elektrodanya tergantung dari elektroda yang digunakan (elektroda inert atau reaktif).

Reaksi yang terjadi pada sel Elektrolisis

1. Reaksi pada anoda : Oksidasi

Dalam reaksi yang terjadi pada sel ini pengertian Oksidasi adalah reaksi pada anoda.

Ion $\mbox{OH}{}^{-}$ teroksidasi menjadi $\mbox{H}_{2}\mbox{O}$ dan gas $\mbox{O}_{2}$
$4\mbox{OH}{}^{-}(aq)\rightarrow2\mbox{H}_{2}\mbox{O}(l)+\mbox{O}_{2}(g)+4e$Ion sisa asam halida ($Cl^{-}$ , $Br^{-}$, $I^{-}$ ) teroksidasi menjadi molekulnya.
Contoh : $2\mbox{Br}{}^{-}(aq)\rightarrow\mbox{Br}{}_{2}(l)+2e$

Ion sisa asam oksi ($\mbox{SO}{}_{4}^{2-}$ , $\mbox{NO}{}_{3}^{-}$ , $\mbox{CO}{}_{3}^{2-}$ ) tidak teroksidasi, yang teroksidasi adalah air (pelarut).
$2\mbox{H}_{2}\mbox{O}(l)\rightarrow4\mbox{H}^{+}(aq)+\mbox{O}_{2}(g)+4e$

Bila anoda terbuat selain dari Pt, Au, atau C, maka anoda ikut teroksidasi.
Contoh :
anoda dari logam Ag maka $\mbox{Ag}(s)\rightarrow\mbox{Ag}{}^{+}(aq)+e$
anoda dari logam Cu maka $\mbox{Cu}(s)\rightarrow\mbox{Cu}{}^{2+}(aq)+2e$

2. Reaksi pada Katoda: Reduksi

Dalam reaksi yang terjadi pada sel ini pengertian Reduksi adalah reaksi pada katoda.

Ion $\mbox{H}^{+}$ tereduksi menjadi gas $\mbox{H}_{2}$ : $2\mbox{H}^{+}(aq)+2e\rightarrow\mbox{H}_{2}(g)$Ion-ion logam :
Ion-ion logam alkali dan alkali tanah ($\mbox{Na}^{+}$ , $\mbox{K}^{+}$ , $\mbox{Ca}{}^{2+}$ , $\mbox{Mg}{}^{2+}$ dan lain-lain) serta $\mbox{Al}{}^{3+}$ , $\mbox{Mn}{}^{2+}$ tidak mengalami reduksi, yang tereduksi adalah air (pelarut).
$2\mbox{H}_{2}\mbox{O}(l)+2e\rightarrow\mbox{H}_{2}(g)+2\mbox{OH}{}^{-}(aq)$Ion-ion logam selain alkali dan alkali tanah serta $\mbox{Al}{}^{3+}$
, $\mbox{Mn}{}^{2+}$ tereduksi menjadi logamnya.
Contoh: $\mbox{Ni}{}^{2+}(aq)+2e\rightarrow\mbox{Ni}(s)$

Hukum Faraday

Terdapa 2 Hukum Faraday Kimia yakni hukum faraday 1 dan hukum faraday 2, lebih lanjut seperti berikut:

1. Hukum Faraday I

“Massa zat yang terjadi atau melarut selama proses electrolysis berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang melalui sel elektrolisis kimia”
$w=eF$

Ket:
w = massa zat hasil elektrolisis (gram)
e = massa ekuivalen zat hasil electrolysis, $e=\frac{Ar}{valensi}$
F = jumlah arus listrik (Faraday)

Karena 1 Faraday setara dengan 96.500 coulomb, sedangkan 1 coulomb = 1 ampere detik, maka Hukum Faraday dapat dijabarkan menjadi
$w=\frac{eit}{96.500}$

Ket:
i = kuat arus listrik (ampere)
t = lama electrolysis atau waktu (detik)

2. Hukum Faraday II

“Jumlah zat yang dihasilkan oleh arus yang sama di dalam beberapa sel yang berbeda berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat.” Hukum ini berlaku jika ada dua sel electrolysis yang disusun seri. Contoh sebagai berikut:

hukum ini dapat pula dirumuskan sebagai :
$\frac{w_{1}}{w_{2}}=\frac{e_{1}}{e_{2}}$

Contoh Soal dan Pembahasan

Larutan $\mbox{Co(NO}{}_{3})_{2}$ dialiri arus listrik sebesar 0,2 A selama 2 jam. (Ar Co =59)

1. Tuliskan reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda
2. Tuliskan observasi pada proses elektrolisis tersebut.
3. Berapakah logam Co yang mengendap?

Jawaban

1. $\mbox{Co(NO}{}_{3})_{2}\rightarrow\mbox{Co}{}^{2+}+2\mbox{NO}{}_{3}^{-}$
   Anoda: $2\mbox{H}_{2}\mbox{O}(l)\rightarrow4\mbox{H}^{+}(aq)+\mbox{O}_{2}(g)+4e$
   Katoda: $\mbox{Co}{}^{2+}+2e\rightarrow\mbox{Co}$
2. Pada anoda terbentuk gelembung-gelembung gas dan pada katoda terbentuk logam Co.
3. I = 0,2 A, $t=2\mbox{ jam}=7200\mbox{ detik}$
   $\begin{alignedat}{1}w & =\frac{eit}{96500}\\
   & =\frac{\frac{59}{2}\times2\times7200}{96500}\mbox{ gram}\\
   & =4,4\mbox{ gram}
   \end{alignedat}
   $