Home » » Elektrokimia: Sel Elektrolisis dan Hukum Faraday

Elektrokimia: Sel Elektrolisis dan Hukum Faraday

Written By Harso Adjie Brotosukmono on Kamis, 03 Desember 2015 | 13.16


Elektrokimia adalah ilmu kimia yang berkaitan dengan ilmu kelistrikan, Berbagai ilmuwan telah membuktikan bahwa listrik bisa dibangkitkan melalui energi kimia seperti pada baterai dan energi listrik bisa digunakan untuk membantu terjadinya reaksi kimia seperti pada proses penyepuhan.

Elektrolisis merupakan kejadian dimana reaksi kimia dipicu oleh energi listrik (bukan katalis), perangkat untuk melakukan elektrolisis dinamakan Sel Elektrolisis. Dengan kata lain, Sel Elektrolisis mampu mengubah energi listrik menjadi energi kimia.

Bentuk Sel Elektrolisis

Sel Elektrolisis. sumber: kimia.upi.edu
Sel Elektrolisis terdiri atas bagian-bagian berikut
  • Sebuah gelas kimia, yang berisi larutan atau cairan untuk dielektrolisis
  • Katode (-), tempat terjadinya reduksi
  • Anode (+), tempat terjadinya oksidasi
  • Baterai atau Pembangkit Tegangan DC lainnya, sebagai sumber energi listrik
  • Kawat yang menghubungkan Katode dengan kutub negatif baterai dan Anode dengan kutub positif baterai

Reaksi Sel Elektrolisis

Reaksi pada sel Elektrolisis terjadi secara tidak spontan karena membutuhkan pemicu berupa energi listrik. Kalau pada Sel Volta anode dan katode ditentukan berdasarkan letak logam pada deret elektrokimia, maka pada Sel Elektrolisis anode dan katode ditentukan berdasarkan kutub pada baterai. Anode dan Katode bisa ditukar sehingga reaksi yang terjadi juga berubah.

Reaksi pada Katode

Reaksi pada katode merupakan reaksi reduksi (penangkapan elektron) yang ditentukan melalui jenis cairan pada gelas kimia, apakah ia berupa Larutan atau Leburan.

Bila cairan berupa Leburan, maka reaksinya:
     

Bila cairan berupa Larutan, maka harus dilihat apakah kation pada larutan berupa Logam Aktif (IA, IIA, Al, dan Mn) atau Logam Non-aktif
Bila larutan mengandung Logam Aktif, maka yang direduksi adalah Air
     

Bila larutan mengandung Logam Non-aktif, maka yang direduksi adalah logam itu sendiri
     

Reaksi pada Anode

Reaksi pada anode merupakan reaksi oksidasi (pelepasan elektron) yang ditentukan melalui jenis bahan pada elektrode, apakah ia Inert atau Non-Inert.

Bila elektrode Non-Inert, maka elektrode yang akan berreaksi. reaksinya:
     

Bila elektrode Inert, maka harus dilihat apakah jenis anionnya adalah Sisa Asam Oksi, Halogen, atau Hidroksida.
Bila larutan mengandung anion Sisa Asam Oksi (SO42-, NO3-, dsb), maka yang dioksidasi adalah Air
     

Bila larutan mengandung Ion Halogen (F, Cl, Br, I) maka akan dihasilkan gas halogen
     

Bila larutan mengandung Ion Hiroksida (OH) maka akan dihasilkan air
     

Contoh Kasus

Contoh 1:
Pada Sel Elektrolisis berelektrode karbon, digunakan Larutan AgCl.
Reaksinya:

Coret ion-ion yang sama, bila jumlahnya tidak setara, maka kalikan hingga jumlah elektron sama.


Contoh 2:
Pada Sel Elektrolisis berelektrode perak, digunakan Larutan NaCl.
Coret ion-ion yang sama, bila jumlahnya tidak setara, maka kalikan hingga jumlah elektron sama.


Hukum Faraday Tentang Elektrokimia

Michael Faraday, Ilmuwan besar yang telah berkontribusi pada kelistrikan modern.

Michael Faraday adalah ilmuwan besar asal Inggris dalam bidang kimia dan fisika, beliau adalah murid dari kimiawan besar Sir Humphry Davy. Dalam bidang Elektrokimia, Michael Faraday mengemukakan dua hukum elektrokimia, yaitu Hukum Faraday I dan Hukum Faraday II.

Hukum Faraday I

Hukum Faraday I merupakan hasil percobaan Michael Faraday yang menunjukkan bahwa muatan yang digunakan berbanding lurus dengan jumlah massa zat yang dihasilkan pada elektrolisis. Pada hukum ini ditemukan satuan baru, yaitu 1 Faraday (Bukan Farad, satuan Kapasitor). 1 Faraday setara dengan 96500 Coulomb dalam SI.

Karena itu secara matematis Hukum Faraday I dirumuskan dalam:




Dengan keterangan:
F = muatan listrik dalam satuan Faraday (F)
Q = muatan listrik dalam satuan Coulomb (C)
I = kuat arus listrik dalam satuan Ampere (A)
t = Lamanya waktu elektrolisis
me = massa ekuivalen, yaitu
 

Jika logam maka biloksnya adalah biloks tertinggi, untuk Halogen (Cl, Br, I, F) biloksnya adalah 2, dan untuk Gas Oksigen biloksnya adalah 4.

Hukum Faraday II

Hukum Faraday II menyatakan bahwa bila arus listrik dan lamanya waktu elektrolisis adalah sama, maka perbandingan massa zat-zat yang dihasilkan sebanding dengan massa ekuivalennya.

Jika dirumuskan secara matematis:


Aplikasi Sel Elektrolisis

Elektrolisis berperan penting dalam industri pertambangan seperti pada proses pemurnian logam tembaga, pemurnian alumunium pada proses Hall-Heroult, pemurnian Na pada proses Dow dan lain-lain. Salah satu penggunaan aplikasi sel elektrolisis secara langsung adalah proses penyepuhan logam.

Penyepuhan

Penyepuhan adalah proses pelapisan logam dengan logam lainnya. Logam yang akan dilapisi diletakkan di katoda sementara logam yang akan melapisi diletakkan di anoda. Larutan yang digunakan adalah larutan yang mengandung kation logam di anoda.

0 comments :

Posting Komentar

Brotot Facts: