Laporan Reaksi Elektrolisis

Laporan Kimia

Reaksi Elektrolisis

Disusun oleh :

                                                Nama             : Maya Afifah

                                                Kelas               : XII IPA 1

                                                No.                  : 18

SMA Negeri 1 Kebumen

2013/2014

       I.            Judul Praktikum dan Tanggal Praktikum

a.       Judul Praktikum                : Reaksi Elektrolisis

b.      Tanggal Praktikum            : 26 September 2013

    II.            Tujuan

Mempelajari perubahan- perubahan yang terjadi pada elektorisis larutan garam Kalium Iodida (KI) dan larutan Tembaga (II) Sulfat

 III.            Dasar Teori

Seorang ahli dari inggris bernama Michael Faraday mengalirkan arus listrik ke dalam larutan elektrolit dan ternyata terjadi suatu reaksi kimia. Proses penggunaan arus listrik untuk menghasilkan reaksi kimia disebut sel elektrolisis. Arus listrik ini bias berasal dari sel volta.

Untuk memahami bagaimana reaksi kimia yang terjadi dalam sel elektrolisis, maka perlu diingat ketentuan-ketentuan reaksi elektrolisis. Dalam setiap ketentuan reaksi elektrolisis terjadi persaingan antarspesi (ion atau molekul) untuk mengalami reaksi reduksi atau reaksi oksidasi. Setiap zat yang mempunyai kemampuan reduksi besar akan mengalami reaksi reduksi dan setiap zat yang mempunyai kemampuan oksidasi besar akan mengalami reaksi oksidasi. Besar dan kecilnya kemampuan suatu zat untuk mereduksi atau mengoksidasi dilihat dari potensial standar (E⁰).

1.         Sel Elektrolisis Bentuk Lelehan/Cairan/Liquid

Sel bentuk ini hanya berlaku untuk senyawa ionik dengan tidak ada zat pelarut (tidak ada H₂O). Hanya ada kation dan anion.

Katode : Kation langsung direduksi (X⁺_(aq) + e^–→ X_(s))

Anode : Anion langsung dioksidasi (Y_(s) → Y⁺_(aq) +  e^–).

Kation golongan utama atau golongan transisi langsung direduksi.

2.         Sel Bentuk Larutan dengan Elektrode Tidak Bereaksi (Inert/Tidak Aktif)

Dalam sel bentuk ini tidak ada pengaruh elektrode, hanya di samping kation dan anion diperhitungkan juga adanya zat pelarut (adanya air). Elektrode yang digunakan adalah platina (Pt) dan karbon (C).

a.         Ketentuan di Katode

Di katode terjadi reaksi reduksi, untuk ini terjadi persaingan antara kation atau air. Untuk kation yang mempunyai potensial reduksi lebih besar dibanding air, berarti kation tersebut direduksi. Sedangkan jika potensial reduksi kation lebih kecil dibanding air, maka H₂O yang berhak direduksi. Untuk itu kita harus mengetahui posisi H₂O dalam deret volta. Posisi H₂O dalam deret volta terdapat di antara Mn dan Zn. Ternyata kebanyakan logam yang berada di sebelah kiri H2O adalahlogam-logam golongan utama (golongan A), kecuali logam Mn. Sedangkan logam yang berada di sebelah kanan H2O adalah logam-logam golongan transisi (golongan B), kecuali H.

Secara sederhana:

Katode: Kation → Golongan utama, yang direduksi H₂O.

2 H₂O(l) + 2 e^– → 2 OH^–(aq) + H₂(g)

Golongan transisi, yang direduksi kation tersebut.

Misal: Fe³⁺(aq) + 3 e^– → Fe(s)

b.        Ketentuan di Anode

Di anode terjadi reaksi oksidasi, untuk ini terjadi persaingan antara anion dan air. Idealnya untuk anion dengan potensial reduksi kecil atau dengan potensial oksidasi besar, maka anion tersebut dioksidasi. Sedangkan untuk anion dengan potensial reduksi besar atau potensial oksidasi kecil, maka H₂O yang dioksidasi. Hanya saja kebanyakan urutan potensial reduksi yang mudah untuk diingat adalah kation bukan anion. Untuk memudahkan mengingat, kita lihat ada 2 golongan anion, yaitu anion yang mengandung O, seperti SO₄, NO₃,maka yang dioksidasi adalah H₂O. Ini disebabkan karena anion tersebut sukar dioksidasi Berarti anion ini sudah maksimum mengikat atom O sehingga tidak bisa lagi dioksidasi. Sedangkan anion yang tidak mengandung O, seperti Cl^–, Br^–, I^–, dan OH^– maka yang dioksidasi adalah anion tersebut.

Secara sederhana:

Anode: anion → Yang mengandung O (SO₄^2–, NO₃^–) yang dioksidasi H₂O.

H₂O(l) → 4 H⁺(aq) + 4 e^–+ O₂(g)

Yang tidak mengandung O (Cl^–, Br^–, I^–, H^–) yang dioksidasi anionnya.

Contoh: 2 Cl^–(aq) → Cl₂(aq) + 2 e^–

3.         Sel Bentuk Larutan dengan Elektrode Bereaksi (Elektrode Aktif)

Elektrode yang bereaksi adalah elektrode bukan platina atau bukan karbon. Termasuk elektrode ini adalah tembaga (Cu), perak (Ag), nikel (Ni), besi (Fe), dan lainnya. Elektrode kebanyakan adalah logam, dengan demikian electrode mempengaruhi pada reaksi oksidasi di anode. Jadi elektrode yang bereaksi hanya di anode. Sedangkan di katode, elektrode tidak akan bereaksi.

Ketentuan sel ini:

Katode : Seperti ketentuan kation pada larutan dengan elektrode tidak bereaksi.

Anode : Dioksidasi elektrode tersebut, apapun anionnya tidak diperhatikan.

 IV.            Alat dan Bahan

1.      Larutan KI 0,5M

2.      Larutan CuSO₄

3.      Indikator Phenolftalein

4.      Amilum

5.      Elektroda C (grafit)

6.      Power supply

7.      Pipa U

8.      Kabel

9.      Pipet

10.  Tabung reaksi

11.  Stagtif

    V.            Langkah Kerja

1.         Rangkai sel elektrolisis

2.         Lakukan proses elektrolisis larutan KI 0,5M sampai terlihat perubahan pada kedua sel elektroda

3.         Dengan menggunakan pipet tetes, pindahkan larutan dari ruang katoda ke dalam dua tabung reaksi masing- masing 2 Ml. Tambahkan 2 tetes larutan amilum ke dalam tabung 2. Catat perubahan yang terjadi.

4.         Lakukan hal yang sama terhadap larutan dari ruang anoda

5.         Ulangi langkah kerja 1-4 dengan mengganti larutan KI dengan larutan CuSO₄

 VI.             Hasil

1.      Pada Larutan KI 0,5 M

Cairan dari Ruang	Perubahan selama elektrolisis	Perubahan setelah ditambah PP	Perubahan setelah ditambah amilum
Anoda	Berwarna merah, tanpa gelembung	Tetap berwarna kuning	Berwarna hitam
Katoda	Warna tetap, terjadi gelembung	Berwarna merah	Tidak berwarna

2.      Pada Larutan CuSO₄ 0,5 M

Cairan dari Ruang	Perubahan selama elektrolisis
Anoda	Terjadi gelembung
Katoda	Terdapat endapan, berwarna merah coklat

VII.            Analisis Data

♥       Pertanyaan

1.        Zat apakah yang terjadi di ruang katoda sebagai hasol elektrolisis? Jelaskan!

2.        Ion- ion apakah yang terdapat di ruang katoda setelah dielektrolisis? Jelaskan!

3.        Tuliskan persamaan setengah reaksi yang terjadi pada :

4.        Berikan penjelasan mengenai hasil elektrolisis tersebut.

5.        Kesimpulan apakah yang dapat diambil setelah melakukan kedua percobaan elektrolisis diatas?

♥     Jawaban

a.        Larutan KI

1.      Zat yang terjadi di ruang katoda sebagai hasil elektrolisis adalah gas H₂. Hal tersebut ditandai dengan adanya gelembung pada ruang katoda.

2.      Ion- ion yang terdapat di ruang katoda setelah dielektrolisis adalah ion K⁺ dan OH^-. Ion- ion tersebutlah yang menyebabkan larutan di katoda bersifat basa.

3.      Persamaan setengah reaksi yang terjadi pada :

a.       Katoda ( - )   : 2H₂O + 2e                 2OH^- + H₂O

b.      Anoda ( + )   : 2I^-                              I₂ + 2e

4.      Hasil elektrolisis pada larutan KI 0,5 M

a.       Pada ruang katoda, selama elektrolisis tidak terjadi perubahan warna, akan tetapi menghasilkan gelembung. Gelembung ini berasal dari hasil reduksi H₂O yaitu gas H₂. Namun, setelah ditetesi PP warna berubah menjadi merah. Warna merah ini menunjukkan bahwa reaksi menghasilkan larutan yang sifatnya basa (mengandung ion K⁺ dan OH⁺). Setelah ditambah amilum, larutan menjadi tidak berwarna. Ini menunjukkan bahwa hasil elektrolisis di ruang katoda tidak mengandung amilum.

b.      Pada ruang anoda, selama elektrolisis terjadi perubahan warna menjadi merah dan tidak terdapat gelembung. Akan tetapi, saat ditetesi PP berubah menjadi kuning bening. Selain itu setelah ditambah amilum, terjadi perubahan warna dari kuning menjadi hitam. Hal ini menunjukkan bahwa hasil elektrolisis di ruang anoda tersebut mengandung amilum. Amilum ini berasal dari gas I₂ hasil dari reduksi 2I^-.

Atau reaksinya dapat ditulis sebagai berikut :

  2KI                            2K⁺_{( aq)} + 2I^-_(aq)

Katoda ( - )    : 2H₂O + 2e                 2OH^-_{( aq)}  + H_{2 (g)}

Anoda ( + )    : 2I^-                              I_2(g) + 2e

                              2KI + 2H₂O              2K⁺_{( aq)}+2OH^-_{( aq)} +H_2(g) + I_2(g)

                                                                 Katoda                          anoda

5.      Kesimpulan

a.  pada katoda   : terbentuk larutan basa dari ion K⁺ dengan OH^-  serta terdapat gas H₂

b.  pada anoda    : terbentuk gas I₂ yang mengandung amilum

b.      Larutan CuSO₄

1.        Zat yang terjadi di ruang katoda sebagai hasil elektrolisis adalah Cu. Hal tersebut ditandai dengan adanya endapan  serta larutan berwarna merah kecoklatan.

2.        Ion- ion yang terdapat di ruang katoda setelah dielektrolisis adalah ion Cu²⁺

3.        Persamaan setengah reaksi yang terjadi pada :

a.    Katoda ( - )    : 2Cu²⁺ + 4e                 2Cu

b.    Anoda ( + )    : 2H₂O                         4H⁺ + O₂ + 4e

4.        Hasil elektrolisis pada larutan KI 0,5 M

c.       Pada ruang katoda, selama elektrolisis terjadi perubahan warna menjadi merah kecoklatan. Selain itu juga terdapat endapan. Endapan ini berasal dari reduksi Cu²⁺ menjadi 2Cu. Pada ruang katoda tidak terjadi gelembung. Karena hanya terbentuk endapan Cu.

d.      Pada ruang anoda, selama elektrolisis tidak terjadi perubahan warna akan tetapi terbentuk gelembung. Gelembung ini berasal dari oksidasi H₂O menjadi gas O₂. Selain itu, larutan bersifat asam.

Atau reaksinya dapat ditulis sebagai berikut :

  2CuSO_4(aq)                 2Cu²⁺_{( aq)} + 2SO₄^2-_(aq)

Katoda ( - )    : 2Cu²⁺ + 4e                 2Cu_(s)

Anoda ( + )    : 2H₂O                         4H⁺_(aq) + O_{2 (g)} + 4e

                  2CuSO_4(aq) + 2H₂O                4H⁺_(aq)+ 2SO₄^2-_(aq)+ O_{2 (g)} + 2Cu_(s)

anoda                    katoda

5.      Kesimpulan

a.  pada katoda   : terbentuk endapan Cu

b.  pada anoda    : terbentuk larutan yang bersifat asam dari H⁺ dengan SO₄^2-  serta terbentuk gelembung dari gas O₂

VIII.            Pembahasan

Pada percobaan pertama yaitu elektrolisis larutan KI dengan karbon, terlihat bahwa di ruang katoda tidak terjadi perubahan warna, akan tetapi menghasilkan gelembung. Gelembung ini berasal dari hasil reduksi H₂O yaitu gas H₂. Namun, setelah ditetesi dengan PP warna berubah menjadi merah. Warna merah ini menunjukkan bahwa reaksi menghasilkan larutan yang sifatnya basa (mengandung ion K⁺ dan OH⁺). Setelah ditambah amilum, larutan menjadi tidak berwarna. Ini menunjukkan bahwa hasil elektrolisis di ruang katoda tidak mengandung amilum.

Pada ruang anoda, selama elektrolisis terjadi perubahan warna menjadi merah dan tidak terdapat gelembung. Saat ditetesi PP berubah menjadi kuning bening. Selain itu, setelah ditambah amilum terjadi perubahan warna dari kuning menjadi hitam. Hal ini menunjukkan bahwa hasil elektrolisis di ruang anoda tersebut mengandung amilum. Amilum ini berasal dari gas I₂ yang merupakan hasil reduksi dari I^-.

Untuk reaksinya, karena Kalium terletak disebelah kiri H₂O (lebih susah mengalami reduksi) maka pada katoda yang direduksi adalah H₂O sehingga persamaan reaksi elektrolisisnya menjadi :

  2KI                            2K⁺_{( aq)} + 2I^-_(aq)

Katoda ( - )     : 2H₂O + 2e                 2OH^-_{( aq)}  + H_{2 (g)}

Anoda ( + )     : 2I^-                              I_2(g) + 2e

                2KI + 2H₂O                2K⁺_{( aq)}+2OH^-_{( aq)} +H_2(g) + I_2(g)

                                                                 Katoda                  anoda

Pada percobaan yang kedua, yaitu elektrolisis CuSO₄ dengan karbon, diperoleh bahwa di ruang katoda, terjadi perubahan warna menjadi merah kecoklatan. Selain itu juga terdapat endapan. Endapan ini berasal dari reduksi Cu²⁺ menjadi Cu. Namun, di ruang katoda tidak terjadi gelembung gas. Karena hanya terbentuk endapan Cu.

Pada ruang anoda, selama elektrolisis tidak terjadi perubahan warna akan tetapi terbentuk gelembung. Gelembung ini berasal dari hasil oksidasi H₂O yaitu gas O₂. Selain itu, larutan bersifat asam. Sifat asam tersebut berasal dari ion- ion H⁺ dan SO₄^2-.

Untuk reaksinya, karena anion sisa asam oksidasinya SO₄^2- sehingga pada anoda yang dioksidasi air atau H₂O sehingga reaksi persamaan elektrolisisnya menjadi :

  2CuSO_4(aq)                 2Cu²⁺_{( aq)} + 2SO₄^2-_(aq)

Katoda ( - )     : 2Cu²⁺ + 4e                 2Cu_(s)

Anoda ( + )     : 2H₂O                         4H⁺_(aq) + O_{2 (g)} + 4e

     2CuSO_4(aq) + 2H₂O                 4H⁺_(aq)+ 2SO₄^2-_(aq)+ O_{2 (g)} + 2Cu_(s)

anoda                        katoda

                        Dari kedua percobaan tersebut, bila ditinjau kembali, hasil percobaan kelompok kami belum sepenuhnya akurat. Pada hasil percobaan yang pertama terdapat kesalahan, yaitu di ruang anoda tidak terdapat gelembung. Bila melihat persamaan reaksi selnya, hasil elektrolisis di anoda adalah gas I_2. Kesalahan terseebut disebakan karena :

ü  Kurangnya ketelitian dalam pengamatan

ü  Alat dan bahan kurang steril

                                    

 IX.            Simpulan

Dari percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa :

1.         Pada elektrolisis KI dengan karbon, di ruang katoda terbentuk larutan basa dari ion K⁺ dengan OH^-  serta timbul gelembung gas H₂. Sedangkan di ruang anoda terbentuk gas I₂ yang mengandung amilum.

2.         Pada elektrolisis CuSO₄ dengan karbon, di ruang katoda hanya terbentuk endapan Cu. Sedangkan di ruang anoda terbentuk larutan yang bersifat asam dari H⁺ dengan SO₄^2-  serta terbentuk gelembung gas O₂ .

    X.            Daftar Pustaka

Ø  Purba, Michael.2007.Kimia untuk SMA Kelas XII. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Ø  Mayah, Muzdalifa S. Laporan Kimia Sel Elektrolisis.(Online). (http://dhalifah.blogspot.com/2011/02/ laporan-hasil-percobaan-kimia-sel.html/, diakses pada hari Sabtu, 12 Oktober 2013, pukul 12.02)

Ø  Justiana, Sandri.2006.Kimia 3 Edisi ke-2.Jakarta Timur:Yudhistira.

Kebumen, 17 Oktober 2013

Praktikan,

Maya Afifah