Sel Elektrolisis

Materi: sel elektrokimia
 Apabila arus listrik searah dialirkan ke dalam larutan elektrolit melalui elektrode maka larutan elektrolit tersebut akan terurai. Peristiwa penguraian elektrolit oleh arus searah inilah yang disebut elektrolisis. Sel tempat terjadinya elektrolisis disebut sel elektrolisis. Materi sel elektrolisis merupakan jenis kedua dari sel elektrokimia yang akan kita bahas.

   Berbeda dengan reaksi yang terjadi pada sel Volta, pada sel elektrolisis reaksi mulai terjadi pada katode, yaitu tempat arus masuk (pada sel Volta reaksi dimulai pada anode, yaitu tempat arus keluar).

a. Reaksi pada Katode

      Pada katode terjadi reaksi ion-ion positif (kation) mengikat elektronelektron yang berasal dari sumber arus. Zat yang terbentuk dari hasil reaksi ini akan melekat pada batang katode, kecuali jika zat yang dihasilkan berbentuk gas. Apabila zat hasil reaksi berfase gas maka akan keluar sebagai gelembung-gelembung gas di sekitar batang katode yang selanjutnya akan bergerak ke permukaan sel elektrolisis. Dalam larutan, ion positif menuju ke katode dan ion negatif ke anode.
1. Ion hidrogen (H$^+$)
Ion hidrogen direduksi menjadi molekul gas hidrogen.
Reaksi: $2 H^+(aq) + 2 e^- \rightarrow H_2(g)$
2. Ion-ion logam
a. Ion-ion logam alkali/alkali tanah, seperti Li$^+$, K$^+$, Na$^+$, Ba$^{2+}$, Sr$^{2+}$, dan Ca$^{2+}$ tidak mengalami reduksi karena E$^\circ$ logam $\, < \,$ E$^\circ$ air maka air sebagai penggantinya yang akan mengalami reduksi.
Reaksi: $H_2O(l) + 2 e^- \rightarrow H_2(g) + 2 OH^-(aq)$
b. Ion-ion logam selain alkali/alkali tanah, seperti Ni$^{2+}$, Cu$^{2+}$, dan Zn$^{2+}$ akan mengalami reduksi menjadi logam. $Mn^+ + n e^- \rightarrow M$
Contoh:
$Cu^{2+}(aq) + 2 e^- \rightarrow Cu(s)$
$Ni^{2+}(aq) + 2 e^- \rightarrow Ni(s)$

Akan tetapi, apabila leburan garam yang dielektrolisis maka ion logam penyusun garam tersebut akan direduksi menjadi logam. Contohnya, NaCl(l), Na$^+$ akan menjadi Na.
Reaksi: $Na^+(aq) + e^- \rightarrow Na(s)$

b. Reaksi pada Anode

Pada anode terjadi reaksi oksidasi, ion-ion negatif akan ditarik oleh anode. Reaksi yang terjadi pada anode sangat dipengaruhi oleh jenis anion dan jenis elektrode yang digunakan. Jika anode terbuat dari elektrode inert (elektrode yang tidak ikut bereaksi), seperti Pt, C, dan Au maka ion negative atau air akan teroksidasi.
1. Ion hidroksida (OH$^-$) akan teroksidasi menjadi H$_2$O dan O$_2$.
Reaksinya: $4 OH^-(aq) \rightarrow 2 H_2O(l) + O_2(g) + 4 e^-$
2. Ion sisa asam
a. Ion sisa asam yang tidak beroksigen, seperti Cl$^-$, Br$^-$, I$^-$ akan teroksidasi menjadi gasnya Cl$_2$, Br$_2$, I$_2$.
Contoh:
$2 Cl^-(aq) \rightarrow Cl_2(g) + 2 e^-$
$2 X^- \rightarrow X_2 + 2 e^-$
b. Ion sisa asam yang beroksigen, seperti SO$_4^{2-}$, NO$_3^-$, PO$_4^{3-}$ tidak teroksidasi. Sebagai gantinya air yang teroksidasi.
Reaksi: $2 H_2O(l) \rightarrow 4 H^+(aq) + O_2(g) + 4 e^-$

Jika anodenya terbuat dari logam lain (bukan Pt, C, atau Au) maka anode akan mengalami oksidasi menjadi ionnya. Contohnya, jika anode terbuat dari Ni, Ni akan teroksidasi menjadi Ni$^{2+}$.
Reaksi: $Ni(s) \rightarrow Ni^{2+}(aq) + 2 e^-$

Contoh:
Tentukan reaksi yang terjadi di anode dan di katode pada elektrolisis berikut.
1. Elektrolisis larutan HCl dengan elektrode Pt.
Penyelesaian :
*). Elektrolisis larutan HCl dengan elektrode Pt(inert)

2. Elektrolisis larutan NaBr dengan elektrode C.
Jawab: elektrolisis larutan NaBr dengan electrode C (inert)

3. Elektrolisis larutan CuSO$_4$ dengan elektrode C.
Jawab:

4. Elektrolisis larutan KNO$_3$ dengan elektrode Pt.
Jawab:

Demikian pembahasan materi Sel Elektrolisis dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan Sel Elektrolisis yaitu hukum Faraday pada elektrolisis.