Kimia Pengertian dan Cara Penulisan Reaksi Kimia pada Elektrolisis

Pengertian dan Cara Penulisan Reaksi Kimia pada Elektrolisis

Elektrolisis adalah penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik.
Pada sel elektrolisis, energi listrik (arus listrik) akan diubah menjadi energi kimia (reaksi redoks).

Pada sel elektrolisis, tersusun dari elektrode-elektrode yang tercelup pada suatu elektrolit. Elektrode yang dihubungkan pada kutub negatif disebut katode (terjadi reduksi) sedangkan elektrode yang dihubungkan pada kutub positif disebut anode (terjadi oksidasi).

Di dalam kehidupan sehari-hari, sel elektrolisis ini banyak digunakan untuk memperoleh logam-logam dari senyawaan seperti Al, Na, K, Mg, Mn, dan Ca. Selain itu, juga digunakan untuk pemurnian dan penyepuhan logam-logam, pembuatan NaOH, dan gas Klor (Cl) dari Natrium Klorida (NaCl).

Pada sel elektrolisis, elektrode yang sering digunakan adalah elektrode inert, yaitu berupa dua batang karbon atau platina. Elektrode inert tidak bereaksi, melainkan mampu menyediakan permukaannya sebagai tempat berlangsungnya reaksi.

Elektrode inert = Pt, C, dan Au

Reaksi elektrolisis juga dialami oleh ion-ion elektrolit atau pelarut air. Pada ion positif (kation) akan mengalami reduksi di katode, sedangkan ion negatif (anion) mengalami oksidasi di anode.

Dalam sel elektrolisis:
Katode Negatif Anode Positif

Penulisan Reaksi Kimia pada Elektrolisis

Sebelum masuk pembahasan penulisan reaksi kimia pada elektrolisis, sebaiknya pahami aturan berikut dalam bentuk tabel (sebut saja tabel di bawah ini tabel 1):

Reaksi pada Katode
(Reduksi Terhadap Kation)
Reaksi pada Anode
(Oksidasi Terhadap Anion)
  1. Ion-ion IA, IIA, Al3+, Mn2+
    2H2O + 2e → 2OH + H2
  2. Ion-ion logam yang lain
    Mn+ + ne → M
  3. Ion H+ (asam)
    2H+ + 2e → H2
  4. Jika yang dielektrolisis adalah leburan (cairan) elektrolit (tanpa ada air), semua kation direduksi:
    Mn+ + ne → M
  1. Ion-ion SO42-, NO3
    2H2O → 4H+ + 4e + O2
  2. Ion-ion Cl, Br, I
    2X → X2 + 2e
  3. Ion OH (basa)
    4OH → 2H2O + 4e + O2
  4. Pada penyepuhan dan pemurnian logam, yang dipakai sebagai anode adalah logam pelapis atau logam tidak murni (bukan Pt atau C)
    M → Mn+ + ne

Perhatikan pada penggunaan elektrode sel elektrolisis. Jika menggunakan elektrode inert, maka elektrode tersebut tidak ikut bereaksi pada elektrolisis. Elektrode inert yakni Pt,C, dan Au. Namun Jika digunakan elektrode logam non-inert, maka pada anoda elektrode tersebut teroksidasi. Elektrode non-inert yakni selain Pt, C, dan Au.

Contoh Penulisan Reaksi Kimia Menggunakan Elektrode Inert

Contoh 1

Tuliskan reaksi katode dan anode pada elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode Pt.

Petunjuk:

  • Pertama larutan NaCl diuraikan menjadi: NaCl → Na++ Cl.
  • Kation merupakan ion positif, yakni Na+yang bertindak sebagai katode. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 1 pada katode). Na+ termasuk ion IA, maka katode: 2H2O + 2e → 2OH + H2.
  • Anion merupakan ion negatif, yakni Clyang bertindak sebagai anode. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 2 pada anode). Untuk ion Cl menggunakan aturan 2X → X2 + 2e. Maka anode: 2Cl → Cl2 + 2e.

Hasilnya:

NaCl → Na+ + Cl
Katode: 2H2O + 2e → 2OH + H2
Anode: 2Cl → Cl2 + 2e

Contoh 2

Tuliskan reaksi katode dan anode pada elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektrode C.

Petunjuk:

  • Pertama larutan CuSO4 diuraikan menjadi: CuSO4 → Cu2+ + SO42-.
  • Kation merupakan ion positif, yakni Cu2+yang bertindak sebagai katode. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 2 pada katode). Cu2+ termasuk ion logam menggunakan aturan Mn+ + ne → M, maka katode: Cu2+ + 2e → Cu.
  • Anion merupakan ion negatif, yakni SO42-yang bertindak sebagai anode. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 1 pada anode). Maka anode: 2H2O → 4H+ + 4e + O2.

Hasilnya:

CuSO4 → Cu2+ + SO42-
Katode: Cu2+ + 2e → Cu
Anode: 2H2O → 4H+ + 4e + O2

Contoh 3

Tuliskan reaksi katode dan anode pada elektrolisis larutan K2SO4 dengan elektrode Au.

Petunjuk:

  • Pertama larutan K2SO4diuraikan menjadi: K2SO4 → K+ + SO42-.
  • Kation merupakan ion positif, yakni Na+yang bertindak sebagai katode. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 1 pada katode). Na+ termasuk ion IA, maka katode: 2H2O + 2e → 2OH + H2.
  • Anion merupakan ion negatif, yakni SO42-yang bertindak sebagai anode. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 1 pada anode). Maka anode: 2H2O → 4H+ + 4e + O2.

Hasilnya:

K2SO4 → K+ + SO42-
Katode: 2H2O + 2e → 2OH + H2
Anode: 2H2O → 4H+ + 4e + O2

Contoh Penulisan Reaksi Kimia Menggunakan Elektrode Non-Inert

Contoh 1

Tuliskan reaksi katode dan anode pada elektrolisis larutan NiCl2 dengan elektrode Cu.

Petunjuk:

  • Pertama larutan NiCl2diuraikan menjadi: NiCl2 → Ni2+ + Cl.
  • Kation merupakan ion positif, yakni Ni2+yang bertindak sebagai katode. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 2 pada katode). Ni2+ termasuk ion logam menggunakan aturan Mn+ + ne → M, maka katode: Ni2+ + 2e → Ni.
  • Pada anode menggunakan elektrode, yakni Cu. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 4 pada anode). Cu termasuk logam menggunakan aturan M → Mn++ ne . Maka anode: Cu → Cu2+ + 2e.

Hasilnya:

NiCl2 → Ni2+ + Cl
Katode: Ni2+ + 2e → Ni
Anode: Cu → Cu2+ + 2e

Contoh 2

Tuliskan reaksi katode dan anode pada elektrolisis larutan FeSO4 dengan elektrode Ni.

Petunjuk:

  • Pertama larutan FeSO4 diuraikan menjadi: FeSO4 → Fe2+ + SO42–.
  • Kation merupakan ion positif, yakni Fe2+yang bertindak sebagai katode. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 2 pada katode). Fe2+ termasuk ion logam menggunakan aturan Mn+ + ne → M, maka katode: Fe2+ + 2e → Fe.
  • Pada anode menggunakan elektrode, yakni Ni. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 4 pada anode). Ini termasuk logam menggunakan aturan M → Mn++ ne . Maka anode: Ni → Ni2+ + 2e.

Hasilnya:

FeSO4 → Fe2+ + SO42–
Katode: Fe2+ + 2e → Fe
Anode: Ni → Ni2+ + 2e

Contoh 3

Tuliskan reaksi katode dan anode pada elektrolisis larutan NiSO4 dengan elektrode Ag.

Petunjuk:

  • Pertama larutan NiSO4diuraikan menjadi: NiSO4 → Ni2+ + SO42–.
  • Kation merupakan ion positif, yakni Ni2+yang bertindak sebagai katode. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 2 pada katode). Ni2+ termasuk ion logam menggunakan aturan Mn+ + ne → M, maka katode: Ni2+ + 2e → Fe.
  • Pada anode menggunakan elektrode, yakni Ag. Perhatikan petunjuk tabel 1 (aturan nomor 4 pada anode). Ini termasuk logam menggunakan aturan M → Mn++ ne . Maka anode: Ag → Ag+ + e.

Hasilnya:

NiSO4 → Ni2+ + SO42–
Katode: Fe2+ + 2e → Fe
Anode: Ag → Ag+ + e