Elektrolisis adalah proses penguraian zat menggunakan arus listrik agar reaksi kimia nonspontan dapat terjadi. Proses penguraian berupa reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Reaksi oksidasi terjadi di anoda sedangkan reaksi reduksi terjadi di katoda. Ada dua tipe elektrolisis, yaitu elektrolisis lelehan (leburan) dan elektrolisis larutan. Reaksi elektrolisis dari 1 larutan LiCl dengan Elektrode Cu adalah:

Anoda: Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻

Katoda: 2H₂O (l) + 2e⁻ → H₂ (g) + 2OH⁻ (aq)

Total: Cu(s) + 2H₂O (l) → Cu²⁺(aq) + H₂ (g) + 2OH⁻(aq)

Pembahasan

Sel elektrokimia dibedakan atas sel volta dan sel elektrolisis. Pada rangkaian sel volta terdapat jembatan garam yang menghubungkan, sehingga reaksi akan berlangsung terus. Elektrolisis adalah proses penguraian zat menggunakan arus listrik agar reaksi kimia nonspontan dapat terjadi. Berikut adalah cara untuk mengetahui reaksi yang terjadi pada 1 larutan LiCl dengan Elektrode Cu.

Step 1

Tentukan elektrode yang digunakan

Jenis elektrode yang digunakan dapat mempengaruhi reaksi elektrolisis yang terjadi di anoda. Elektrode Cu adalah elektrode non inert, maka yang bereaksi di anoda adalah elektrodenya, yaitu Cu.

Step 2

Tentukan persamaan reaksi kimia elektrolit

Persamaan reaksi perlu diketahui untuk mengetahui kation dan anion yang terlibat. Adapun persamaan reaksi lelehan LiCl adalah:

LiCl(aq) → Li⁺ (aq) + Cl⁻ (aq)

Step 3

Tentukan reaksi yang terjadi di katoda dan anoda

• reaksi di katoda

karena Li⁺ adalah unsur golongan IA, maka yang bereaksi di katoda adalah air.

2H₂O (l) + 2e⁻ → H₂ (g) + 2OH⁻ (aq)

• reaksi di anoda

karena elektrodenya non inert, maka yang bereaksi di anoda adalah elektrodenya (Cu).

Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻

Reaksi total:

Katoda  : 2H₂O (l) + 2e⁻ → H₂ (g) + 2OH⁻ (aq)

Anoda  : Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻

Keseluruhan : Cu(s) + 2H₂O (l) → Cu²⁺(aq) + H₂ (g) + 2OH⁻(aq)

Berikut penjelasan lebih lanjut terkait sel elektrolisis:

1.Sel elektrolisis

Reaksi dimulai terjadi di katoda, yaitu tempat arus masuk. Reaksi yang terjadi pada katoda adalah ion-ion positif (kation) yang mengikat elektron-elektron dari sumber arus listrik.

Reaksi pada katoda

• Ion Hidrogen

Ion hidrogen direduksi menjadi gas hidrogen.

2H⁺(aq) + 2e⁻ → H₂ (g)

• Ion-ion logam

1) Ion-ion logam alkali/ alkali tanah, yaitu unsur golongan IA dan IIA, seperti Li⁺, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, dan Ba²⁺, tidak mengalami reduksi sebab E° logam < E° air. Maka yang akan mengalami reduksi adalah air.

Reaksi: 2H₂O (l) + 2e⁻ → H₂ (g) + 2OH⁻ (aq)

2) Ion-ion logam selain alkali/ alkali tanah serta Al³⁺, Mn²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, dan Zn²⁺ akan mengalami reduksi menjadi logamnya.

Reaksi: M⁺  + n e⁻  → M , M adalah logam

Contoh:

Cu²⁺ + 2e⁻  → Cu

Al³⁺ + 3e⁻ → Al

Reaksi pada Anoda

Reaksi yang terjadi pada anoda adalah ion-ion negatif (anion) yang akan ditarik oleh anoda. Reaksi yang terjadi pada anoda dipengaruhi oleh jenis anion dan jenis elektroda yang digunakan. Jika elektroda yang digunakan adalah elektroda inert, yaitu elektroda Pt, C, dan Au maka yang bereaksi adalah ionnya (anion) akan mengalami reaksi oksidasi. Tetapi jika elektroda yang digunakan bukan inert, selain Pt, C, Au maka elektroda tersebut yang bereaksi, yaitu akan teroksidasi menjadi ionnya.

• Ion hidroksida (OH⁻)

Jika anion dari larutan elektrolit adalah OH⁻, maka OH⁻ akan teroksidasi mejadi H₂O dan O₂

Reaksi: 4OH⁻ (aq) →  2H₂O (l) + O₂ (g) + 4e⁻

• Ion sisa asam

1) Ion sisa asam tidak beroksigen, seperti Cl⁻, Br⁻, I⁻

Jika anion dari larutan elektrolit berupa ion sisa asam tidak beroksigen akan teroksidasi menjadi gasnya, yaitu Cl₂, Br₂, dan I₂.

Reaksi: 2X⁻ → X₂ +2e⁻ , X⁻adalah anion sisa asam tidak beroksigen.

2) Ion sisa asam beroksigen, seperti SO₄²⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻ tidak akan terokisdasi, melainkan H₂O yang mengalami oksidasi.

Reaksi: 2 H₂O (l) → 4H⁺  (aq) + O₂ (g) + 4e⁻

Pelajari lebih lanjut

1. Materi tentang reaksi elektrolisis leburan dengan elektrode inert: yomemimo.com/tugas/17664291.

2. Materi tentang reaksi elektrolisis larutan dengan elektrode inert: yomemimo.com/tugas/7738140.

3. Materi tentang reaksi katoda pada elektrolisis larutan: yomemimo.com/tugas/983003.

Detil jawaban

Kelas: XII

Mapel: Kimia

Bab: Redoks dan Elektrokimia

Kode: 12.7.2

Kata kunci: elektrolisis larutan, katoda, anoda, dan elektrode non inert