Sel Elektrolisis : Gambar, Susunan, Kegunaan, Prinsipnya

Pengertian Sel Elektrolit

Sel elektrolitik adalah sel yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan reaksi redoks yang diinginkan dan banyak digunakan di masyarakat kita. Baterai isi ulang merupakan salah satu contoh penerapan sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari. Baterai sedang diisi ulang (memuat ulang) mengubah energi listrik yang disediakan menjadi produk dalam bentuk bahan kimia yang diinginkan. Air, H₂Oh, dapat diurai dengan listrik dalam sel elektrolisis. Proses ini akan memecah air menjadi unsur-unsur penyusunnya. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: 2H₂Oh_(l) ——> 2H_2(g) + Oh_2(g)

Rangkaian sel elektrolisis sepertinya hampir sel volta. Perbedaan sel elektrolisis dari sel volta aktif sel elektrolisiskomponen voltmeter ubah dengan sumber arus (biasanya baterai). Larutan atau lelehan yang akan dielektrolisis ditempatkan di bejana. Selanjutnya, elektroda dicelupkan ke dalam larutan atau lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis. Elektroda yang digunakan umumnya adalah elektroda inert, seperti Graphite (C), Platinum (Pt), dan Gold (Au). Elektroda bertindak sebagai tempat berlangsungnya reaksi.

Reaksi pengurangan berlangsung di katodasedangkan reaksi oksidasi berlangsung di anoda. Kutub negatif sumber arus mengarah ke katoda (karena membutuhkan elektron) dan kutub positif sumber arus pasti mengarah ke anoda. Sebagai akibat, katoda bermuatan negatif dan menarik kation apa yang akan mengurangi menjadi endapan logam. Di sisi lain, anoda bermuatan positif dan menarik anion apa yang akan teroksidasi digas Jelas bahwa tujuan elektrolisis adalah untuk mendapatkan endapan logam di katoda dan gas di anoda.

Prinsip elektrolisis

Elektrolisa berarti penguraian suatu zat akibat arus listrik. Zat yang terurai dapat berupa padatan, cairan atau larutan. Arus listrik yang digunakan adalah arus searah (arus searah = dc). Tempat berlangsungnya reaksi reduksi dan oksidasi pada sel elektrolisis sama seperti pada sel volta yaitu anoda (reaksi oksidasi) dan katoda (reaksi reduksi). Perbedaan antara sel elektrolisis dan sel volta terletak pada kutub elektrodanya.

Pada sel volta, anoda (–) dan katoda (+), sedangkan pada sel elektrolisis, sebaliknya, anoda (+) dan katoda (–). Pada sel elektrolisis, anoda dihubungkan dengan kutub positif sumber energi listrik, sedangkan katoda dihubungkan dengan kutub negatif. Oleh karena itu, dalam sel elektrolisis akan terjadi reaksi oksidasi pada anoda dan reaksi reduksi pada katoda.

Ketika kedua elektroda karbon dihubungkan dengan sumber energi listrik arus searah, maka terjadi reaksi redoks pada sel elektrolisis yaitu penguraian air menjadi gas H.₂ dan O gas₂.

Reaksi redoks yang terjadi pada sel elektrolisis adalah:

Anoda (+): 2H₂HAI(l) ⎯⎯→ Oh₂(g) + 4H+(aq) + 4e– (O teroksidasi^2–)
Katoda (–): 4H₂HAI(l) + 4e– ⎯⎯→2H₂(g) + 4OH–(aq) (reduksi H+)
Tanggapan: 2H₂HAI(l) ⎯⎯→ 2H₂(g) + O₂(G)

Berapa perbandingan volume gas H₂ dan O₂ terbentuk di kedua tabung reaksi?

Berdasarkan persamaan reaksi redoks, dapat diprediksi perbandingan volume H₂ melawan O₂ adalah 2 : 1. Jika volume gas H₂ 20 ml, volume gas O₂ adalah 10 ml. Alat yang akurat untuk menyelidiki elektrolisis air adalah peralatan elektrolisis Hoffman (Gambar 2.9). Alat ini dilengkapi dengan elektroda platina dalam tabung penyimpanan gas berskala sehingga volume gas yang dielektrolisis dapat diukur dengan mudah.

Gambar sel elektrolisis

Contoh penentuan reaksi redoks pada sel elektrolisis

Tuliskan reaksi sel elektrolisis untuk larutan ZnSO₄.

Menjawab:
Di anoda ada persaingan antara ion SO2₄^2– dan H₂Oh dan di katoda ada persaingan antara ion Zn²⁺ dan H₂O. Untuk mengetahui pemenangnya, lihat data potensial reduksi standar.

Di katoda (+): reaksi reduksi
Zn²⁺(aq) + 2e– ⎯⎯→ Zn(s) E° = –0,76 V
2 jam₂HAI(l) + 2e– ⎯⎯→ H₂(g) + 2OH^–(aq) E° = –0,83 V

Di anoda (–): reaksi oksidasi
2 JADI₄^2–(aq) ⎯⎯→ S₂Oh₈^2–(aq) + 2e– E° = –2,01 V
2 jam₂HAI(l) ⎯⎯→ Oh₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e– E° = –1,23 V

Berdasarkan data potensial di atas, reduksi ion Zn terjadi di katoda²⁺ dan di anoda oksidasi H terjadi₂O. Persamaan reaksi:

Katoda: 2Zn²⁺(aq) + 4e– → 2Zn(s)
Anoda: 2H₂HAI(l) → Oh₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e–
Reaksi: 2ZnSO₄(aq) + 2H₂HAI(l) → 2Zn(s) + O₂(g) + 2H₂JADI₄(SAYA)

Kegunaan sel elektrolisis

• Sel elektrolit dalam pelapisan logam

Penyepuhan logam bertujuan untuk melapisi logam dengan logam lain agar tidak mudah berkarat. Misalnya, pelapisan perak biasanya dilakukan pada barang-barang rumah tangga, seperti sendok, garpu, dan pisau. Pada pelapisan perak, logam perak berfungsi sebagai katoda dan sendok besi sebagai anoda.

Contoh lain adalah pada kendaraan bermotor, biasanya mesin kendaraan bermotor terbuat dari baja yang dilapisi krom. Proses pelapisan krom dilakukan dengan cara elektrolisis, larutan elektrolit dibuat dengan cara melarutkan CrO₃ dengan asam sulfat encer. Kromium(VI) akan direduksi menjadi kromium(III) dan kemudian direduksi menjadi logam Cr.

CrO₃(SAYA) + 6H⁺(SAYA) + 6 e^– → Kr(S) + 3H₂HAI(l)

Sel elektrolit untuk produksi aluminium diperoleh dengan elektrolisis bijih aluminium. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

Katoda: Al³⁺(SAYA) + 3 e– → Al(l)
Anoda: 2O^2–(aq) → O₂(g) + 4 e–
4 al³⁺(SAYA) + 6 Oh^2–(SAYA) → 4 Al(l) + 3 Oh₂(G)

Sel elektrolit untuk produksi natrium diperoleh dengan cara elektrolisis NaCl cair, yang dikenal sebagai Mati Proses. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

Katoda: 2 Na+(l) + 2 e– → 2 Na(l)
Anoda: 2Cl^–(l) → Kl₂(G) + 2 e–
2Na+(SAYA) + 2 Cl^–(SAYA) → 2 Na(l) + kl₂(G)

Demikian artikel Duniadik.co.id tentang sel elektrolisis: gambar, susunan, kegunaan, prinsip, contoh, definisi, semoga artikel ini bermanfaat untuk sobat semua.