PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: ELEKTROLISIS
KELOMPOK KOMPETENSI C
42
3. Elektrolisis Lelehan Natrium Klorida
Dalam keadaan meleleh, natrium klorida, suatu senyawa ionik, dapat dielektrolisis agar membentuk logam natrium dan klor.
Gambar 2.5. a Sel Downs untuk elektrolisis lelehan NaCl; b Diagram sederhana yang menunjukkan reaksi selama elektrolisis lelehan NaCl.
Sumber : Chang Raymond , 2003, General Chemistry: The Essential Concepts, Fifth Edition, Boston : Mc Graw Hill. Terjemahan : Suminar Setiati Achmadi, ph.D., 2003. Kimia
Dasar: Konsep-konsep Inti
Gambar 2.5 a ialah diagram sel Downs, yang digunakan untuk elektrolisis NaCl dalam skala besar. Dalam lelehan NaCl, kation dan anionnya masing-masing
adalah ion Na
+
dan Cl
-
. Gambar 5 b adalah diagram sederhana yang menunjukkan reaksi yang terjadi pada elektroda. Reaksi yang terjadi adalah
Katoda reduksi : 2 Na
+
l + 2e
-
2 Nal Anoda oksidasi : 2Cl
-
l Cl
2
g + 2e
-
Keseluruhan : 2 Na
+
l + 2 Cl
-
l 2 Nal + Cl
2
g Proses ini merupakan sumber utama logam natrium murni dan gas klorin.
Reaksi elektrolisis lelehan garam NaCl menghasilkan endapan logam natrium di
katoda dan gelembung gas Cl
2
di anoda.
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 : ELEKTROLISIS
KELOMPOK KOMPETENSI C
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Kimia SMA
43
Bagaimana halnya jika lelehan garam NaCl diganti dengan larutan garam NaCl?
Apakah proses yang terjadi masih sama?
4. Elektrolisis Larutan Natrium Klorida
Untuk mempelajari reaksi elektrolisis larutan garam NaCl, kita mengingat kembali
deret Volta : Li-K-Ba-Sr-Ca-Na-Mg-Al-Mn-Zn-Cr-Fe-Cd-Co-Ni-Sn-Pb-H-Sb-Bi-
Cu-Hg-Ag-Pt-Au Perhatikan Gambar 2.6
Reaksi oksidasi yang mungkin terjadi pada anoda ialah 1 2 Cl
-
aq Cl
2
g + 2e
-
2 2 H
2
O l O
2
g + 4 H
+
aq + 4e
-
Gambar 2.6 Elektrolisis larutan NaCl Sumber : J.M.C. Johari, M. Rachmawati., 2004. Kimia SMA untuk Kelas XII.
Pada katoda, terjadi persaingan antara air dengan ion Na
+
untuk mengalami reduksi. Berdasarkan Tabel Potensial Standar Reduksi, air memiliki E°
red
yang lebih besar dibandingkan ion Na
+
. Ini berarti, air lebih mudah tereduksi
dibandingkan ion Na
+
. Oleh sebab itu, spesi yang bereaksi di katoda adalah air.
Sementara, berdasarkan Tabel Potensial Standar Reduksi, nilai E°
red
ion Cl
-
dan air hampir sama. Oleh karena oksidasi air memerlukan potensial tambahan
overvoltage, maka oksidasi ion Cl
-
lebih mudah dibandingkan oksidasi air. Oleh
sebab itu, spesi yang bereaksi di anoda adalah ion Cl
-
. Dengan demikian, reaksi
yang terjadi pada elektrolisis larutan garam NaCl adalah sebagai berikut :
Katoda reduksi : 2 H
2
Ol + 2 e
-
H
2
g + 2 OH
-
aq Anoda oksidasi
: 2Cl
-
l Cl
2
g + 2e
-
Keseluruhan : 2H
2
Ol + 2Cl
-
aq H
2
g + Cl
2
g + 2 OH
-
aq
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: ELEKTROLISIS
KELOMPOK KOMPETENSI C
44
Reaksi elektrolisis larutan garam NaCl menghasilkan gelembung gas H
2
dan ion OH
-
basa di katoda serta gelembung gas Cl
2
di anoda. Terbentuknya ion OH
-
pada katoda dapat dibuktikan dengan perubahan warna larutan dari bening menjadi merah muda setelah diberi sejumlah indikator fenolftalein pp. Dengan
demikian, terlihat bahwa produk elektrolisis lelehan umumnya berbeda dengan produk elektrolisis larutan.
Contoh 1 : Larutan Na
2
SO
4
dalam air dielektrolisis dengan alat pada Gambar 2.6 Jika produk yang terbentuk pada anoda dan katoda masing-masing adalah gas
oksigen dan hidrogen, jelaskan elektrolisis ini ditinjau dari elektroda- elektrodanya.
Penjelasan dan Penyelesaian Sebelum kita meilihat reaksi di elektroda, kita perlu mempertimbangkan fakta
berikut :
1 karena Na
2
SO
4
tidak terhidrolisis dalam air, pH larutan mendekati 7. 2 Ion Na
+
tidak tereduksi pada katoda, dan ion SO
4 2-
tidak teroksidasi pada anoda.
Kesimpulan ini diambil dari elektrolisis air dengan kehadiran asam sulfat dan dalam larutan natrium klorida berair.
Anoda : 2 H
2
O l O
2
g + 4 H
+
aq + 4e
-
Katoda : 2 H
2
Ol + 2e
-
H
2
g + 2 OH
-
aq Reaksi keseluruhannya, yang diperoleh dengan mengalikan koefisien-
koefisien reaksi katoda dengan dua dan kemudian menambahkan hasilnya pada reaksi anoda, ialah
6 H
2
O l 2H
2
g + O
2
g + 4H
+
aq + 4OH
-
aq Jika ion H
+
dan OH
-
dibiarkan bercampur, maka 4H
+
aq + 4OH
-
aq 6 H
2
O l Dan reaksi keseluruhannya menjadi
2H
2
Ol 2H
2
g + O
2
g
Latihan Larutan MgNO
3 2
dalam air dielektrolisis dengan elektroda karbon. Apa produk
gas anoda dan katoda?
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 : ELEKTROLISIS
KELOMPOK KOMPETENSI C
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Kimia SMA
45
5. Kegunaan Sel Elektrolisis
