< PreviousReaksi Redoks dan Elektrokimia311.Sel Volta/Sel GalvaniPenemu sel ini ialah ahli kimia Italia Alessandro Volta dan LuigiGalvani. Sel ini merupakan salah satu sel elektrokimia pertama yangdikembangkan. Untuk lebih memahami sel Volta, lakukanlah kegiatanberikut.Manakah reaksi yang mungkin berlangsung dan tidak mungkin berlangsung?a.Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + H2(g)b.Zn(s) + Na2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + 2 Na(s)c.2 Na(s) + MgCl2(aq) → 2 NaCl(aq) + Mg(s)d.Cu(s) + Ni(NO3)2(aq) → Cu(NO3)2(aq) + Ni(s)JawabBerdasarkan urutan sifat reduktornya dalam deret Volta, reaksi yang mungkinberlangsung adalah a dan c, sedangkan reaksi b dan d tidak akan berlangsung.Jadi, reaksi yang mungkin berlangsung adalah a dan c, reaksi yang tidak mungkinberlangsung adalah b dan d.Sel VoltaTujuanMenentukan potensial sel suatu sel VoltaAlat dan Bahan1.Gelas kimia 1 L2.Pipa U yang berisi KCl3.Voltmeter4.ZnSO4 1 M5.CuSO4 1 M6.Lempeng Zn7.Lempeng CuLangkah Kerja1.Susunlah alat-alat seperti pada gambar.2.Amati perubahan yang terjadi.Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.1.Elektrode manakah yang lebih mudah mengalami reduksi dan oksidasi? (jikadilihat dari sifat logam Zn dan Cu dalam deret Volta)2.Bagaimanakah arah aliran elektron?3.Bagaimanakah reaksi redoks yang terjadi?4.Berapakah nilai potensial yang tertera pada voltmeter?Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikanlah hasil yang Anda peroleh.Bandingkanlah kesimpulan yang Anda peroleh dengan penjelasanberikut.Pada sel Volta digunakan elektrode negatif (anode) dari batang zink(seng) yang dicelupkan dalam larutan ZnSO4 dan elektrode positif (katode)dari batang cuprum (tembaga) yang dicelupkan dalam larutan CuSO4. Kedualarutan dihubungkan dengan jembatan garam atau dipisahkan oleh dindingContoh2.9•Sel galvani•Sel voltaKata KunciSelidikilah 2.3ZnCuVoltmeterJembatan garam (KCl)ZnSO41 MCuSO41 M+–Logam-logam sepertiemas, perak, dan platinasering dijadikan perhiasandan memiliki nilai jualyang tinggi. Mengapademikian? Diskusikanlahbersama teman Anda danhubungkanlah jawabanAnda dengan teoriAlessandro Volta.KimiaTantanganPraktis Belajar Kimia untuk Kelas XII32Nyatakanlah diagram sel dari reaksi pada sel kombinasi berikut.berpori. Jembatan garam terdiri atas pipa berbentuk U yang berisi agar-agar yang mengandung garam kalium klorida. Fungsi jembatan garam adalahuntuk mempertahankan kenetralan medium elektrolit tempat batangelektrode berada.Tahapan kerja sel Volta/sel Galvani:a.Elektrode seng teroksidasi berubah menjadi Zn2+Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e–b.Elektron yang dibebaskan mengalir melalui kawat penghantar menujuelektrode Cu.c.Pada elektrode Cu elektron-elektron diikat oleh ion Cu2+ dari larutanmenjadi Cu dan selanjutnya molekul menempel pada batang Cu, reaksi:Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s)d.Akibatnya, Zn teroksidasi dan Cu2+ tereduksi, pada anode ion Zn2+ lebihbanyak dari ion SO42–, sedangkan pada katode ion SO42– lebih banyakdari ion Cu2+. Oleh sebab itu, ion SO42– berpindah dari elektrode Cu keelektrode Zn melalui jembatan garam.e.Pada akhir reaksi sel, elektrode Zn akan berkurang beratnya, sedangkanelektrode Cu akan bertambah beratnya. Larutan CuSO4 semakin encer,sedangkan larutan ZnSO4 semakin pekat.Reaksi yang terjadi pada sel Volta adalahZn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)Reaksi oksidasi (anode)Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e–Reaksi reduksi (katode)Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s)Penulisan reaksi redoks tersebut dapat juga dinyatakan dengan diagramsel berikut:Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s)dengan:| = perbedaan fase|| = jembatan garamsebelah kiri || = reaksi oksidasisebelah kanan || = reaksi reduksiCuC+jembatan garamBr2 + KBrZnSO4(aq)–JawabZn(s) → Zn2+(aq) + 2 e–(oksidasi)Br2(aq) + 2 e– → 2 Br–(aq)(reduksi)Diagram sel:Zn(s) | Zn2+(aq) || Br2(aq) | Br–(aq)Jadi, diagram sel untuk sel tersebut adalah Zn(s) | Zn2+(aq) || Br2(aq) | Br–(aq)Contoh2.10Fungsi jembatan garamuntuk mempertahankankenetralan mediumelektrolit tempat batangelektrode berada.The function of salt bridge isto hold up the neutrality ofelectrolyte medium which isthe place of electrode.Anda HarusIngatYou Must RememberReaksi Redoks dan Elektrokimia33Tuliskanlah persamaan reaksi redoks di anode dan di katode dari diagram selberikut.a.Ni(s) | Ni2+(aq) || Ag+(aq) | Ag(s)b.Fe(s) | Fe2+(aq) || Au3+(aq) | Au(s)Jawaba.Anode (oksidasi): Ni(s) → Ni2+(aq) + 2 e–Katode (reduksi): Ag+(aq) + e– → Ag(s)b.Anode (oksidasi): Fe(s) → Fe2+(aq) + 2 e–Katode (reduksi): Au3+(aq) + 3 e– → Au(s)a.Potensial Reduksi StandarReaksi redoks dalam sebuah sel, misalnya:Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)dapat berlangsung jika ada perbedaan potensial yang bernilai positif darikedua elektrode yang digunakan.Harga potensial mutlak suatu elektrode tidak dapat diukur. Oleh karenaitu, ditetapkan suatu elektrode standar sebagai rujukan, yaitu elektrodehidrogen.Elektrode hidrogen terdiri atas gas hidrogen murni yang tekanannyaadalah 1 atm pada 25 °C. Gas tersebut dialirkan melalui sepotong platinumyang dicelupkan dalam larutan yang mengandung ion H+ dengan konsentrasi1 M. Potensial elektrode standar ini ditetapkan memiliki harga potensialsama dengan nol volt. (Eo = 0 volt)b.Potensial Elektrode PositifElektrode yang lebih mudah tereduksi daripada elektrode hidrogendiberi harga potensial reduksi positif. Misalnya, sel Volta dengan elektrodehidrogen dan elektrode Cu dalam larutan CuSO4 memberikan harga potensialsebesar 0,34 volt.Gambar 2.2Pengukuran harga potensialreduksi elektrode CuPada elektrode hidrogen terjadi reaksi oksidasi (karena elektronmengalir dari elektrode hidrogen ke elektrode Cu), sedangkan elektrodeCu mengalami reaksi reduksi.Gambar 2.1Elektrode hidrogen merupakanelektrode standar yangdigunakan untuk mengukurharga potensial elektrodelainnya.Contoh2.11H2(g)PtH+(aq)1 MVoltmeterH+(aq)(1 M)H2(g)(1 atm)eeCuCu2+(aq)(1 M)0,34PtPraktis Belajar Kimia untuk Kelas XII34Persamaan reaksi yang terjadi:Anode(–):H2(g) → 2 H+(aq) + 2 e–Katode(+):Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s)H2(g) + Cu2+(aq) → 2 H+(aq) + Cu(s)Oleh karena elektrode Cu lebih mudah tereduksi daripada elektrodehidrogen maka potensial reduksi elektrode Cu diberi tanda positif. Hargapotensial reduksi elektrode hidrogen 0 volt maka harga potensial sel adalahharga potensial reduksi Cu, yaitu +0,34 volt.Reaksi reduksi ditulis sebagai berikut.Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s)Eo = +0,34 voltKeterangan:Eo = potensial reduksi standar.c.Potensial Elektrode NegatifElektrode yang lebih mudah teroksidasi daripada hidrogen diberi hargapotensial reduksi negatif. Misalnya, sel Volta yang terdiri atas elektrodestandar hidrogen dan elektrode seng yang dicelupkan dalam larutan ZnSO41 M, memberikan beda potensial sebesar 0,765 volt.Zn2+(aq)(1 M)H+(aq)(1 M)ZnPtH2(g)(1 atm)0,765VoltmetereePersamaan reaksi yang terjadi:Anode(–):Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e–Katode(+):2 H+(aq) + 2 e– → H2(g)Zn(s) + 2 H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g)Pada sel ini, Zn lebih mudah teroksidasi daripada hidrogen. Oleh sebabitu, elektrode seng diberi tanda negatif. Karena harga potensial reduksi H2sama dengan 0 volt maka potensial sel adalah potensial reduksi Zn yaitu–0,76 volt.Reaksi reduksi ditulis:Zn2+(aq) + 2 e– → Zn(s)Eo = –0,76 voltBerdasarkan hasil eksperimen telah diperoleh harga potensial elektrodezat-zat pada suhu 25°C.Gambar 2.3Pengukuran harga potensialreduksi elektrode ZnReaksi Redoks dan Elektrokimia35KupasTuntasSetengah ReaksiE° (V)F2(g) + 2 e– U 2 F–(aq)S2O82–(aq) + 2 e– U 2 SO42–(aq)PbO2(s) + HSO4–(aq) + 3 H+(aq) + 2 e– U PbSO4(s) + 2 H2O2 HOCl(aq) + 2 H+(aq) + 2 e– U Cl2(g) + 2 H2OMnO4–(aq) + 8 H+(aq) + 5 e– U Mn2+(aq) + 4 H2OPbO2(s) + 4 H+(aq) + 2 e– U Pb2+(aq) + 2 H2OBrO3–(aq) + 6 H+(aq) + 6 e– U Br–(aq) + 3 H2OAu3+(aq) + 3 e– U Au(s)Cl2(g) + 2 e– U 2 Cl–(aq)O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e– U 2 H2OBr2(aq) + 2 e– U 2 Br–(aq)NO3–(aq) + 4 H+(aq) + 3 e– U NO(g) + 2 H2OAg+(aq) + e– U Ag(s)Fe3+(aq) + e– U Fe2+(aq)I2(s) + 2 e– U 2 I–(aq)NiO2(s) + 2 H2O + 2 e– U Ni(OH)2(s) + 2 OH–(aq)Cu2+(aq) + 2 e– U Cu(s)SO42–(aq) + 4 H+(aq) + 2 e– U Ni(OH)2(s) + 2 OH–(aq)AgBr(s) + e– U Ag(s) + Br–(aq)2 H+(aq) + 2 e– U H2(g)Sn2+(aq) + 2 e–U Sn(s)Ni2+(aq) + 2 e– U Ni(s)Co2+(aq) + 2 e– U Co(s)PbSO4(s) + H+(aq) + 2 e– U Pb(s) + HSO4–(aq)Cd2+(aq) + 2 e– U Cd(s)Fe2+(aq) + 2 e–U Fe(s)Cr2+(aq) + 3 e– U Cr(s)Zn2+(aq) + 2 e– U Zn(s)2 H2O + 2 e– U H2(g) + 2 OH–(aq)Al3+(aq) + 3 e– U Al(s)Mg2+(aq) + 2 e– U Mg(s)Na+(aq) + e– U Na(s)Ca2+(aq) + 2 e–U Ca(s)K+(aq) + e– U K(s)Li+(aq) + e–U Li(s)+2,87+2,01+1,69+1,63+1,51+1,46+1,44+1,42+1,36+1,23+1,07+0,96+0,80+0,77+0,54+0,49+0,34+0,17+0,070–0,14–0,25–0,28–0,36–0,40–0,44–0,74–0,76–0,83–1,66–2,37–2,71–2,76–2,92–3,05d.Reaksi Sel dan Potensial SelReaksi sel adalah jumlah aljabar dari reaksi-reaksi yang terjadi padaelektrode-elektrode. Misalnya, untuk reaksi dengan diagram sel sebagaiberikut.Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s)Diketahui:Ni2+(aq) + 2 e– →Ni(s)E° = –0,25 VPb2+(aq) + 2 e– →Pb(s)E° = –0,13 VPotensial standar sel Voltayang terdiri atas elektrode Nidan Pb adalah ....A.–0,38 VB.–0,12 VC.+0,12 VD.+0,25 VE.+0,38 VPembahasanoSelE=−ooKatodeanodeEE= (–0,13 V) – (–0,25 V)= –0,13 V + 0,25 V= +0,12 VJadi, potensial standar selVolta tersebut adalah (C)+0,12 V.UMPTN 1999Tabel 2.2Harga Potensial Reduksi Unsur-UnsurSumber: Chemistry (McMurry), 2001Berikut ini tabel harga potensial reduksi beberapa unsur.Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII36Setengah reaksi dari reaksi selnya sebagai berikut. Anode :Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e– Katode :Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s)Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)(reaksi sel)Potensial sel merupakan jumlah aljabar dari potensial oksidasi danpotensial reduksi. Jika yang digunakan adalah elektrode-elektrode standarmaka potensial sel itu ditandai dengan Eo sel. Potensial standar untuk seltersebut sebagai berikut.Eosel = Eooksidasi + EoreduksiOleh karena setengah reaksi oksidasi memiliki tanda yang berlawanan,persamaan yang sering digunakan sebagai berikut.Eosel= Eoreduksi – Eooksidasi= Eokatode – Eoanode= Eobesar – EokeciljikaCu2+(aq) + 2 e– → Cu(s)Eo = +0,34Zn2+(aq) + 2 e– → Zn(s)Eo = –0,76makaEosel= −2+2+ooCu| CuZn| ZnEE= +0,34 V – (–0,76 V)= +1,10 Ve.Prinsip-Prinsip Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hariSel Volta dapat dibedakan menjadi sel Volta primer, sekunder, dan selbahan bakar. Sel primer adalah sel yang dibentuk dari katode dan anodeyang langsung setimbang ketika menghasilkan arus. Sel sekunder adalahsel yang dapat diperbarui dengan cara mengembalikan elektrodenya kekondisi awal. Adapun sel bahan bakar adalah sebuah sel yang secara bertahapmenghabiskan pereaksi yang disuplai ke elektrode-elektrode dan secarabertahap pula membuang produk-produknya. Tipe-tipe sel Volta besertacontohnya dijelaskan pada uraian berikut.1)Sel Volta primerSel kering Lechlanche merupakan contoh sel Volta primer. Sel keringatau baterai kering terdiri atas wadah yang terbuat dari seng dan bertindaksebagai anode serta batang karbon sebagai katode. Elektrolit sel ini adalahcampuran MnO2, NH4Cl, sedikit air, dan kadang-kadang ditambahkan ZnCl2dalam bentuk pasta.Sebuah sel Volta menggunakan elektrode nikel dalam larutan NiSO4 dan elektrodeAg dalam larutan Ag2SO4. Tentukan potensial sel yang terjadi jika EoNi –0,25 voltdan EoAg = +0,80 volt. Tunjukkan mana yang bertindak sebagai katode dan anodedalam sel ini.JawabOleh karena EoNi lebih kecil daripada EoAg maka Ni lebih mudah teroksidasidibandingkan Ag.Eosel = Eoreduksi – Eooksidasi= EoAg – EoNi= +0,80 V – (–0,25 V)= +1,05 VJadi, Ni sebagai anode dan Ag sebagai katode dengan potensial sel +1,05 V.Contoh2.12KupasTuntasDiketahui:Zn(s) + Fe2+(aq)→Zn2+(aq) + Fe(s)Eo = 0,32 voltFe(s) + Cu2+(aq) →Fe2+(aq) + Cu(s)Eo = 0,78 voltPotensial standar dari sel:Zn(s) + Cu2+(aq) →Zn2+(aq) + Cu(s)adalah ....A.–1,10 voltB.–0,46 voltC.–0,32 voltD.+0,46 voltE.+1,10 voltPembahasanPotensial standar dari sel:Zn →Zn2+ + 2 e–Eo = 0,32 VCu2+ + 2 e–→Cu Eo = 0,78 VZn + Cu2+→Zn2+ + CuEo = 1,10 Vatau:Esel= −ooredoksEEEsel= 0,78 – (–0,32)= 0,78 + 0,32 = 1,10 VJadi, potensial standar seltersebut adalah (E) +1,10 V.UN 2004+Reaksi Redoks dan Elektrokimia37Gambar 2.4Penyusun sel keringReaksi yang terjadi pada selAnode : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e–Katode : 2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq) + 2 e– → Mn2O3(s) + 2 NH3(g) + H2O(l)Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq)→Mn2O3(s) + Zn2+(aq) + 2 NH3(g) + H2O(l)Cara kerja sel kering:a.Elektrode Zn teroksidasi menjadi ion Zn2+Zn → Zn2+ + 2 e–b.Elektron yang dilepaskan mengalir melalui kawat penghantar menujuelektrode karbon.c.Elektron-elektron pada elektrode karbon mereduksi MnO2 dan NH4+menjadi Mn2O3 dan NH3.Sel yang sering digunakan sebagai ganti sel kering Lechlanche adalahbaterai alkalin. Baterai ini terdiri atas anode seng dan katode mangandioksida serta elektrolit kalium hidroksida. Reaksi yang berlangsung, yaitu:Anode:Zn(s) + 2 OH–(aq) → Zn(OH)2(s) + 2 e–Katode:2 MnO2(s) + 2 H2O(l) + 2 e– → 2 MnO(OH)(s) + 2 OH–(aq)2 MnO2(s) + 2 H2O(l) + Zn(s) → 2 MnO(OH)(s) + Zn(OH)2(s)Baterai alkalin ini dapat menghasilkan energi dua kali energi totalLechlanche dengan ukuran yang sama.2)Sel Volta sekunderSel aki (Accumulator) merupakan contoh sel Volta sekunder. Sel aki terdiriatas elektrode Pb (anode) dan PbO2 (katode). Keduanya dicelupkan dalamlarutan H2SO4 30%.Cara kerja sel aki:a.Elektrode Pb teroksidasi menjadi Pb2+Pb(s) → Pb2+(aq) + 2 e–Pb2+ yang terbentuk berikatan dengan SO42– dari larutan.Pb2+(aq) + SO42–(aq) → PbSO4(s)b.Elektron yang dibebaskan mengalir melalui kawat penghantar menujuelektrode PbO2.c.Pada elektrode PbO2 elektron-elektron dari anode Pb akan mereduksiPbO2 menjadi Pb2+ yang kemudian berikatan dengan SO42– dari larutan.PbO2(s) + 4 H+(aq) + 2 e– → Pb2+(aq) + 2 H2O(l)Pb2+(aq) + SO42–(aq) → PbSO4(s)Reaksi yang terjadi pada sel aki dapat ditulis sebagai berikut.Anode:Pb(s) + SO42–(aq) → PbSO4(s) + 2 e–Katode:PbO2(s) + H2SO4(aq) + 2 H+ + 2 e– → PbSO4(s) + 2 H2O(l)Pb(s) + PbO2(s) + 2 H2SO4 → 2 PbSO4(s) + 2 H2OPada reaksi pemakaian sel aki, molekul-molekul H2SO4 diubah menjadiPbSO4 dan H2O sehingga konsentrasi H2SO4 dalam larutan semakinberkurang. Oleh karena itu, daya listrik dari aki terus berkurang dan perludiisi kembali.3)Sel bahan bakarSel hidrogen-oksigen termasuk jenis sel bahan bakar yang terus-menerusdapat berfungsi selama bahan-bahan secara tetap dialirkan ke dalamnya.Sel ini digunakan pada pesawat ruang angkasa.Sel hidrogen-oksigen terdiri atas anode dari lempeng nikel berpori yangdialiri gas hidrogen dan katode dari lempeng nikel oksida berpori yangdialiri gas oksigen. Elektrolitnya adalah larutan KOH pekat.(+)(–)PastaBatangkarbon(katode)RonggaZn(anode)Anode PbH2SO4(aq)KatodePbO2eeeeGambar 2.5Sel aki (accumulator)merupakan contoh sel VoltasekunderPraktis Belajar Kimia untuk Kelas XII38Cara kerja sel ini adalaha.Gas hidrogen yang dialirkan pada pelat nikel berpori teroksidasimembentuk H2O.2 H2 + 4 OH– → 4 H2O + 4 e–b.Elektron yang dibebaskan bergerak melalui kawat penghantar menujuelektrode nikel oksida.c.Pada elektrode nikel oksida elektron mereduksi O2 menjadi OH–.O2 + 2 H2O + 4 e– → 4 OH–Reaksi yang terjadi pada sel ini sebagai berikut.Anode:2 H2(g) + 4 OH–(aq) → 4 H2O(l) + 4 e–Katode:O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e– → 4 OH–(aq)2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)Biasanya pada sel ini digunakan platina atau senyawa paladium sebagaikatalis.OutputKatodeAnodeH2(g)O2(g)H2(g)O2(g)elektrolitKOH(aq)Gambar 2.6Sel hidrogen-oksigentermasuk jenis sel bahanbakar.Siapkan bak kecil yang dasarnya telah dilapisi aluminium foil, kemudiantambahkan detergen dan air hangat. Masukkan cincin atau peralatan perak yangkotor ke dalam bak tersebut. Setelah beberapa saat, angkat cincin atau peralatanperak tersebut.Kerjakanlah secara berkelompok dan presentasikan hasil yang diperoleh di depan kelas.2.Sel ElektrolisisPada subbab ini, kita akan mempelajari proses kebalikan dari sel Volta,yaitu perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Apabila arus listriksearah dialirkan ke dalam larutan elektrolit melalui elektrode maka larutanelektrolit tersebut akan terurai. Peristiwa penguraian elektrolit oleh arussearah inilah yang disebut elektrolisis. Sel tempat terjadinya elektrolisisdisebut sel elektrolisis. Untuk lebih memahami sel elektrolisis, lakukanlahkegiatan berikut.Sumber: Chemistry: Matter and Its Changes, 2002Untuk membersihkan cincin atau peralatan yang terbuat dari perak biasanyadigunakan larutan pembersih yang harganya mahal. Namun, penggunaan larutanpembersih tersebut dapat mengikis logam perak itu sendiri. Sebenarnya, prosespembersihan tersebut dapat dilakukan dengan cara yang lebih ekonomis tanpamengikis logam peraknya. Buktikan oleh Anda dengan melakukan kegiatan berikut.Buktikanlah oleh AndaSel elektrolisisKata KunciReaksi Redoks dan Elektrokimia39LegendaKimiaSumber: dbhs.wvusd.k12.caHumphry Davy (1778–1829)adalah seorang perintiselektrolisis. Dia mulaimempelajari elektrokimiasegera setelah diperkenalkan-nya sel Volta. Dia berhasilmengekstraksi logam natriumdan kalium dari hidroksidanya.Dia juga memisahkan logam-logam lain, seperti stronsiummelalui elektrolisis.ElektrolisisTujuanMengamati peristiwa elektrolisisAlat dan Bahan1.Sumber arus searah (baterai/aki)2.Pelat tembaga3.Larutan CuSO4Langkah Kerja1.Timbang dan bersihkan pelat tembaga.2.Susunlah alat seperti pada Gambar 2.7.3.Lakukan percobaan hingga terlihat ada perubahan.4.Catat perubahan yang terjadi.5.Timbang kembali pelat tembaga.Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.1.Elektrode manakah yang berperan sebagai katode dan mana sebagai anode?2.Bagaimanakah arah aliran elektron?3.Bagaimanakah reaksi redoks yang terjadi?4.Mengapa di katode dan di anode terjadi perubahan?Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikanlah hasil yang Anda peroleh.Bandingkanlah kesimpulan yang Anda peroleh dengan penjelasanberikut.Berbeda dengan reaksi yang terjadi pada sel Volta, pada sel elektrolisisreaksi mulai terjadi pada katode, yaitu tempat arus masuk (pada sel Voltareaksi dimulai pada anode, yaitu tempat arus keluar).a.Reaksi pada KatodePada katode terjadi reaksi ion-ion positif (kation) mengikat elektron-elektron yang berasal dari sumber arus. Zat yang terbentuk dari hasil reaksiini akan melekat pada batang katode, kecuali jika zat yang dihasilkanberbentuk gas. Apabila zat hasil reaksi berfase gas maka akan keluar sebagaigelembung-gelembung gas di sekitar batang katode yang selanjutnya akanbergerak ke permukaan sel elektrolisis. Dalam larutan, ion positif menujuke katode dan ion negatif ke anode.1.Ion hidrogen (H+)Ion hidrogen direduksi menjadi molekul gas hidrogen.Reaksi: 2 H+(aq) + 2 e– → H2(g)2.Ion-ion logama.Ion-ion logam alkali/alkali tanah, seperti Li+, K+, Na+, Ba2+, Sr2+,dan Ca2+ tidak mengalami reduksi karena E° logam < E° air makaair sebagai penggantinya yang akan mengalami reduksi.Reaksi: H2O(l) + 2 e– → H2(g) + 2 OH–(aq)b.Ion-ion logam selain alkali/alkali tanah, seperti Ni2+, Cu2+, dan Zn2+akan mengalami reduksi menjadi logam.Mn+ + n e– → MContoh:Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s)Ni2+(aq) + 2 e– → Ni(s)Selidikilah 2.4+– Cu2+(aq)PelattembagaAnodetembagaKatodelogamCuSO4(aq)eeSumberteganganGambar 2.7Skema alat elektrolisisPraktis Belajar Kimia untuk Kelas XII40KupasTuntasTentukan reaksi yang terjadi di anode dan di katode pada elektrolisis berikut.1.Elektrolisis larutan HCl dengan elektrode Pt.2.Elektrolisis larutan NaBr dengan elektrode C.3.Elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektrode C.4.Elektrolisis larutan KNO3 dengan elektrode Pt.Jawab1.Elektrolisis larutan HCl dengan elektrode PtHCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq)katode (–):2 H+(aq) + 2 e– → H2(g)anode (+):2 Cl–(aq) → Cl2(g) + 2 e–2 H+(aq) + 2 Cl–(aq) → H2(g) + Cl2(g)2.Elektrolisis larutan NaBr dengan elektrode Ckatode (–):2 H2O(l) + 2 e– → H2(g) + 2 OH–(aq)anode (+):2 Br–(aq) → Br2(aq) + 2 e–2 H2O(l) + 2 Br–(aq) → H2(g) + 2 OH–(aq) + Br2(g)3.Elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektrode Ckatode (–):Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s)2×anode (+):2 H2O(l) → O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e–1×2 Cu2+(aq) + 2 H2O(l) → 2 Cu(s) + O2(aq) + 4 H+(aq)4.Elektrolisis larutan KNO3 dengan elektrode Ptkatode (–):2 H2O(l) + 2 e– →H2(g) + 2 OH–(aq)2×anode (+):2 H2O(l) → O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e–1×6 H2O(l) →2 H2(g) + 4 OH–(aq) + O2(g) + 4 H+(aq)2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g)Akan tetapi, apabila leburan garam yang dielektrolisis maka ion logampenyusun garam tersebut akan direduksi menjadi logam. Contohnya, NaCl(l),Na+ akan menjadi Na.Reaksi: Na+(aq) + e– → Na(s)b.Reaksi pada AnodePada anode terjadi reaksi oksidasi, ion-ion negatif akan ditarik olehanode. Reaksi yang terjadi pada anode sangat dipengaruhi oleh jenis aniondan jenis elektrode yang digunakan. Jika anode terbuat dari elektrode inert(elektrode yang tidak ikut bereaksi), seperti Pt, C, dan Au maka ion negatifatau air akan teroksidasi.1.Ion hidroksida (OH–) akan teroksidasi menjadi H2O dan O2.Reaksinya: 4 OH–(aq) → 2 H2O(l) + O2(g) + 4 e–2.Ion sisa asama.Ion sisa asam yang tidak beroksigen, seperti Cl–, Br–, I– akanteroksidasi menjadi gasnya Cl2, Br2, I2.Contoh:2 Cl–(aq) → Cl2(g) + 2 e–2 X– → X2 + 2 e–b.Ion sisa asam yang beroksigen, seperti SO42–, NO3–, PO43– tidakteroksidasi. Sebagai gantinya air yang teroksidasi.Reaksi: 2 H2O(l) → 4 H+(aq) + O2(g) + 4 e–Jika anodenya terbuat dari logam lain (bukan Pt, C, atau Au) makaanode akan mengalami oksidasi menjadi ionnya. Contohnya, jika anodeterbuat dari Ni, Ni akan teroksidasi menjadi Ni2+.Reaksi: Ni(s) → Ni2+(aq) + 2 e–Larutan CaCl2 denganelektrode karbon, di ruangkatode terjadi reaksi ....A.2 Cl–(aq) →Cl2(g) + 2 e–B.2 e– + Ca2+(aq) →Ca(s)C.2 H2O(l) + 2 e–→2 OH–(aq) + H2(g)D.2 Ca(s) →Ca2+(aq) + 2 e–E.2 H2O(l) →4 H+(aq) + O2(g) + 4 e–PembahasanElektrolisis larutan CaCl2dengan elektrode karbon diruang katode, terjadi reaksikarena larutan akan teruraimenjadiCaCl2(aq)→Ca2+(aq) + 2 Cl–(aq)katode (–):2 H2O(l) + 2 e–→2 OH–(aq) + H2(g)anode (+):2 Cl–(aq)→Cl2(aq)+2 e–Pada katode dihasilkan2 H2O(l) + 2 e– →2 OH–(aq) + H2(g)yang direduksi bukan airnyakarena potensial reduksi airlebih besar dari Ca2+.Jadi, reaksi yang terjadi adalah(C).2 H2O(l) + 2 e– →2 OH–(aq) + H2(g)SPMB 2004Contoh2.13Next >