LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ELEKTROLISIS LARUTAN ELEKTROLIT DENGAN ELEKTRODA KARBON DAN CU

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA

ELEKTROLISIS LARUTAN ELEKTROLIT DENGAN ELEKTRODA KARBON DAN CU

O

L

E

H

:

Berti Adry Matulessy

Chairil Shindi Kusuma

Hananya Dwi Anggi Manurung

Nida Farida

Rahayu Widyastuti

XII IPA 4

BUPER

2013

·      Tujuan Percobaan

Siswa dapat mempelajari reaksi yang terjadi pada katoda dan anoda dalam sel elektrolisis larutan Na₂SO₄ 1M dan larutan KI 1M dengan elektroda karbon/C (inert) serta elektrolisis larutan CuSO₄ 1M dengan anoda Cu dan katoda Fe

·      Dasar Teori

1. Elektrolisis

Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit.Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:

a.     Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit (C), Platina (Pt), dan emas (Au).

b.     Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag)

Elektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam, dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara elektrolit dan elektroda menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:

a.     Elektrolisis larutan dengan elektroda inert

b.     Elektrolisis larutan dengan elektroda aktif

c.     Elektrolisis leburan dengan elektroda inert

Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan kutub positif. Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi reaksi oksidasi.

2. Sel elektrolisis

Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang menimbulkan terjadinya reaksi redoks yang tidak spontan dengan adanya energi listrik dari luar. Contohnya adalah elektrolisis lelehan NaCl dengan elektroda platina. Contoh lainnya adalah pada sel Daniell jika diterapkan beda potensial listrik dari luar yang besarnya melebihi potensial sel Daniell.

3. Faktor yang Mempengaruhi Proses Elektrolisis

a.     Jenis elektroda yang digunakan

b.      Kedudukan ion dalam siri elektrokimia

c.     Kepekatan ion

4. Perbedaan Antara Sel Elektrolisis / Sel Kimia

Sel Elektrolisis dialirkan melalui elektrolit, ion-ion akan terurai dan bergerak ke masing-masing anoda dan katoda. Penguraian elektrolit dilakukan oleh arus elektrik.Anion bergerak menuju ke elektroda anoda manakala Kation bergerak menuju ke elektroda katoda.

Sel Kimia Sel kimia ialah sel yang menghasilkan tenaga elektrik melalui tindakbalas kimia. Sel kimia dibina daripada dua logam (elektrod) yang berlainan dicelupkan kedalam suatu larutan masing- masing elektrolit. Elektroda Zn dicelupkan ke dalam larutan ZnSO₄, Elektroda Cu dicelupkan ke dalam larutan CuSO₄ dan dihubungkan oleh satu jembatan garam. Arus yang terhasil ialah sebanyak 1.10A.

5. Contoh Elektrolisis

a.   Proses penyepuhan

Yaitu proses perubahan Energi listrik menjadi Energi kimia. Proses ini melibatkan Elektroda (logam-logam yang dihubungkan dengan sumber listrik) dan Elektrolit (cairan tempat logam-logam tadi dicelupkan). Penyepuhan berguna untuk melapisi logam untuk perhiasan, atau juga untuk pencegahan karat/korosi, seperti pada pipa atau besi, yang dilapisi oleh campuran besi (Fe) dan Seng (Zn), yang disebut proses galvanisasi. Elektrolisis ini adalah kebalikan dari proses yang terjadi pada baterei atau aki, dimana pada sumber listrik itu terjadi proses perubahan dari energi kimia menjadi energi Listrik.

b.   Elektrolisis Leburan Kalium Bromida

Ion kalium bergerak ke katoda/ ion bromida bergerak ke anoda.

-       Anoda:

Ion bromida menyahcas secara membebaskan elektron kepada anoda.

2Br^- + 2e → Br₂

Dua atom bromin akan membentuk satu molekul dwiatom bromin. Gas bromin berwarna perang terbebas pada anode.

-       Katoda:

Ion kalium menyahcas secara menerima elektron daripada katode.

K⁺ + e → K

Logam kalium berkilau terbentuk pada katoda

c.    Elektrolisis aluminium oksida lebur.

Ion-ion Al³⁺ dan O^2- dibebaskan apabila aluminium oksida dileburkan. Ion Al3+ tertarik ke katod dan ion O^2- tertarik ke anoda semasa elektrolisis.

Pemerhatian:

-        Di anoda. Gas oksigen terhasil apabila ion-ion O^2- membuang elektron seperti berikut;

2O^2- → O₂ + 4e

-       Di katoda. Logam aluminium berkilat terhasil apabila ion-ion Al3+ menerima elektron.

Al³⁺ + 3e → Al

·      Alat dan Bahan

Alat :

1.     Elektrode karbon             : 2 buah

2.    Tabung U                       : 2 buah

3.    Sumber arus 9 volt          : 1 buah

4.    Penjepit buaya dan kabel   : 2 set

5.    Statif dan klem               : 1 buah

6.    Tabung reaksi                 : 4 buah

7.    Pipet tetes                     : 1 buah

8.    Rak tabung reaksi            : 1 buah

Bahan:

1.     Larutan CuSO₄ 1M           :70 ml

2.    Larutan KI 1M                : 70 ml

3.    Fenolftalin                     : secukupnya

4.    Larutan amilum/kanji       : secukupnya

5.    Lakmus merah                  : 1 lembar

6.    Lakmus biru                    : 1 lembar

·      Prosedur Kerja

KEGIATAN 1 : Elektrolisis larutan Na₂SO₄ dengan elektroda karbon

1.     Masukkan larutan Na₂SO₄ 1M kedalam tabung U 1cm dari mulut tabung

2.    Celupkan kedua elektroda pada masing-masing mulut tabung dan hubungkan dengan sumber arus, elektrolisis selama 3 menit dan amati

3.    Keluarkan elektroda dari larutan. Kemudian ujilah dengan kertas lakmus dengan cara mencelupkan kertas lakmus merah dan lakmus biru (secara bergantian) pada bagian anoda demikian pula pada bagian katoda

4.    Amati perubahan yang terjadi dan masukkan data pengamatan kedalam table

KEGIATAN 2 : Elektrolisis larutan KI 1M dengan elektroda karbon

1.     Masukkan larutan KI 1M kedalam tabung U 1cm dari mulut tabung

2.    Celupkan kedua elektroda pada masing-masing mulut tabung dan hubungkan dengan sumber arus, elektrolisis selama 3 menit dan amati

3.    Siapkan 4 tabung reaksi. Kemudian isi 2 tabung reaksi dengan  2cm larutan amilum dan isi juga 2 tabung reaksi lainnya dengan 2cm fenolftalin

4.    Setelah 3 menit hentikan elektrolisis (matikan power supply), keluarkan electroda dari larutan. Kemudian ambil larutan pada anoda dan katoda dengan pipet tetes.

5.    Teteskan larutan yang telah diambil dari anoda dan katoda (10 tetes) ke dalam tabung reaksi. (10 tetes larutan dari anoda ke dalam larutan kanji dan 10 tetes anoda ke dalam fenolftalin, lakukan juga pada larutan di katoda)

KEGIATAN 3 : Elektrolisis larutan CuSO₄ 1M dengan anode Cu dan katode Fe

1.     Masukkan larutan CuSO₄ 1M kedalam tabung U 1cm dari mulut tabung

2.    Celupkan kedua elektroda pada masing-masing mulut tabung dan hubungkan dengan sumber arus, elektrolisis selama 5 menit dan amati

3.    Keluarkan electrode dari larutan

4.    Amati perubahan yang terjadi dan masukkan data pengamatan ke dalam table.

·      Data Pengamatan

Larutan yang dielektrolisis	Perubahan yang terjadi
	Katode/kutub (-)	Anode/kutub (+)
Na2SO4 1M	Sekitar electrode C terjadi perubahan yaitu muncul gelembung tapi sedikit Lakmus merah : berubah menjadi biru Lakmus biru : tidak berubah warna, tetap biru	Sekitar electrode C terjadi perubahan yaitu muncul gelembung yang banyak, lebih banyak dari pada di katoda Lakmus merah : tidak berubah warna, tetap merah Lakmus merah : tidak berubah warna yaitu tetap merah
KI 1M	Sekitar electrode C terjadi perubahan yaitu muncul gelembung dan berubah warna sedikit menjadi hitam keunguan Tabung reaksi berisikan amilum tidak berubah warna saat ditambahkan larutan dari katoda Tabung reaksi berisikan fenolftalin berubah warna menjadi ungu saat ditambahkan larutan dari katoda	Sekitar electrode C terjadi perubahan yaitu berubah warna menjadi merah kecoklatan dan berbau seperti betadine. Tabung reaksi berisikan amilum berubah warna menjadi biru keunguan saat ditambahkan larutan dari anoda Tabung reaksi berisikan fenolftalin tidak berubah warna saat ditambahkan larutan dari anoda
CuSo4 1M	Sekitar electrode C larutan mengalami perubahan menjadi lebih jernih dari sebelumnya Kondisi katode (Fe) : Fe yang tercelup dalam larutan berubah warna menjadi hitam pekat	Sekitar electrode C larutan mengalami perubahan menjadi lebih keruh dari sebelumnya Kondisi anode (Cu): Cu yang tercelup dalam larutan  berubah warna menjadi lebih muda dari awal

Pembahasan

1. Elektrolisis KI

Hasil pengamatan menunjukkan perubahan warna pada larutan. Katoda (–) berwarna hitam keunguan kami menyadari kesalahan/kekeliruan yang kami lakukan sehingga warna pada katoda berwarna hitam, lalu anoda (+) berwarna merah kecoklatan. Hal ini menunjukkan reaksi menghasilkan larutan yang sifatnya basa (reduksi H₂O pada katoda). Sementara, pada elektroda, katoda dan anoda memiliki gelembung. Hal ini menunjukkan ada gas yang dihasilkan oleh katoda ataupun anoda. Katoda menghasilkan gas hydrogen (reduksi H₂O) dan anoda menghasilkan gas Iodin (Oksidasi 2I^-).

Sebagaimana reaksinya :

Katode(-) :           2H₂O + 2e          2OH ^- + H₂

Anode(+)  :           2I          I₂ + 2e

Reaksi keseluruhan : 2H₂O + 2I               2OH ^- + I₂

Terjadi juga perubahan pada tabung reaksi berisikan fenolftalin, yaitu berubah warna menjadi ungu saat ditambahkan larutan dari katoda dan tabung reaksi berisikan amilum tidak berubah warna saat ditambahkan larutan dari katoda. Juga tabung reaksi berisikan amilum berubah warna menjadi biru keunguan saat ditambahkan larutan dari anoda dan tabung reaksi berisikan fenolftalin tidak berubah warna saat ditambahkan larutan dari anoda.

2. Elektrolisis CuSO₄

Hasil pengamatan menunjukkan perubahan warna pada elektrode besi dan tembaga. Elektrode Fe pada katoda (-) berubah warna menjadi hitam dan electrode Cu pada anoda (+) berubah menjadi lebih cerah. Sementara, pada elektroda, katoda terdapat endapan dan anoda tidak terdapat endapan. Hal tersebut menunjukkan, pada katoda terjadi reduksi Cu²⁺ yang menghasilkan endapan Cu dan pada anoda terjadi oksidasi  H₂O yang menghasilkan gas oksigen (O₂).

Sebagaimana reaksinya :

Katode(-) :        2Cu²⁺ + 4e       2Cu

Anode(+)  :        2H₂O       4H⁺ + O₂ + 4e

Reaksi keseluruhan : 2Cu²⁺+ 2H₂O        2Cu + 4H⁺ + O₂

3. Elektrolisis Na₂SO₄

Hasil pengamatan menunjukkan perubahan gelembung pada larutan. Pada katoda (-), menghasilkan gelembung dalam jumlah yang sedikit dan pada anoda(+)menghasilkan gelembung dalam jumlah yang lebih banyak. Pada katoda lakmus merah mengalami perubahan warna menjadi warna biru sedangkan pada lakmus biru tidak mengalami perubahan warna (tetap biru). Dan pada anoda lakmus merah tidak mengalami perubahan warna (tetap merah) sedangkan pada kertas lakmus biru mengalami perubahan menjadi warna merah.

Sebagaimana reaksinya :

Katode(-) :        4H₂O + 4e      4OH ^- + 2H₂

Anode(+)  :        2H₂O      4H⁺ + O₂ + 4e

Reaksi Keseluruhan : 2H₂O       2H₂ + O₂

·      Kesimpulan

Kelompok kami telah melakukan percobaan elektrolisis dengan menggunakan 3 larutan, yaitu larutan Na₂SO₄, KI, CuSO₄. Dari hasil yang kami peroleh masing-masing larutan memiliki perbedaan setelah di elektrolisis. Perubahan-perubahan yang terjadi yaitu perubahan warna larutan, perubahan pH larutan, perubahan kondisi elektroda seperti yang terjadi pada elektroda Cu dan Fe. Dari percobaan elektrolisis larutan Na₂SO₄ larutan pada ruang anoda bersifat asam, sedangkan pada katoda basa, pada elektrolisis larutan KI , electrode C pada anoda memiliki perubahan warna dari jernih menjadi merah kecoklatan sedangkan pada katoda warna larutan tetap (tidak mengalami perubahan warna), pada elektrolisis larutan CuSO₄ kondisi electrode Fe pada katoda mengalami perubahan warna semula berwarna berkarat dan kemudian berubah menjadi warna hitam sedangkan electrode Cu pada anoda tidak terjadi perubahan warna namun Cu tersebut lebih mengkilap dari sebelumnya.

Jadi, kesimpulan kami adalah:

1.       Elektrolisis adalah proses peruraian zat eletrolit dalam bentuk larutan atau lelehan oleh arus listrik searah.

2.      Reaksi elektrolisis terdiri dari reaksi katoda (reduksi) dan reaksi anoda (oksidasi).Selain itu, sel elektrolisis terbagi menjadi dua yaitu, elektrolisis larutan elektrolit dan elektrolisis leburan elektrolisis.

3.      Reaksi elektrolisis KI pada ruang katoda terjadi reduksi/pelepasan elektron dari 2H₂O + 2e menjadi H₂ + 2OH^-, sedangkan pada ruang anoda terjadi oksidasi/penambahan elektron dari 2I^- menjadi I₂ + 2e. Hasil akhir dari reaksi elektrolisis KI adalah 2KI + 2H₂O              2KOH + H₂ + I_2.