Tugas Kimia

 Penelitian tentang Sel Elektrolisis

Bagian 1: Teori Sel Elektrolisis

A.Jelaskan konsep dasar sel elektrolisis.

B.Gambarkan komponen utama dari sebuah sel elektrolisis dan fungsinya.

C.Jelaskan bagaimana sel elektrolisis digunakan dalam pemisahan logam dari senyawa mereka.

Bagian 2: Prinsip Kerja Sel Elektrolisis

A.Jelaskan prinsip kerja sel elektrolisis dengan menggunakan contoh reaksi elektrolisis.

B.Gambarkan bagaimana arus listrik menghasilkan perubahan kimia dalam sel elektrolisis.

Bagian 3: Aplikasi Sel Elektrolisis 

A.sebutkan beberapa aplikasi praktis dari sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari dan industri.

JAWABAN :

BAGIAN 1

A.Sel elektrolisis adalah penggunaan energi listrik untuk menjalankan reaksi kimia. Secara teoritis, sel elektrolisis merupakan bagian dari sel elektrokimia, di mana energi listrik digunakan untuk menjalankan reaksi redoks tidak spontan.

B.Gambar komponen utama dari sebuah sel elektrolisis dan fungsinya 

1.Elektroda

Elektroda merupakan konduktor listrik berupa logam yang terdiri dari dua bagian, yaitu elektroda positif dan negatif.Elektroda positif disebut dengan anoda, sedangkan elektroda negatif disebut dengan katoda.

2.Katoda

Katoda adalah elektroda bermuatan listrik negatif yang berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi reduksi pada sel elektrolisis.

Elektron dari sumber listrik akan memasuki katoda dan mereduksi ion di dalamnya. Ion yang direduksi kemudian akan menghasilkan endapan logam pada katoda. Makin besar muatan listriknya, maka makin banyak juga endapan logam yang terbentuk.

Adapun, contoh katoda yang kerap digunakan dalam sel elektrolisis adalah natrium.

3.Anoda

Anoda adalah elektroda bermuatan listrik positif yang berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi oksidasi pada sel elektrolisis.Pada anoda, reaksi oskidasi menyebabkan ion melepaskan elektron dan menghasilkan gas yang terlihat seperti gelembung pada anoda.

Adapun, contoh anoda yang kerap digunakan dalam sel elektrolisis adalah klor dan seng

4.Elektrolit

Elektrolit merupakan salah satu komponen utama sel elektrolisis. Dilansir dari Encyclopedia Britannica, elektrolit berfungsi mengangkut muatan listrik melalui migrasi ion. Penggunaan elektrolit dalam sel elektrolisis sangat penting, terutama saat elektroda inert yang digunakan.

5.Sumber Listrik

Sumber listrik Komponen sel elektrolisis selanjutnya adalah sumber listrik dengan tipe arus searah (DC), biasnaya merupakan baterai.

C.Dengan menggunakan prinsip penguraian elektrolit dalam sel elektrolisis dimana menggunakan energi listrik agar reaksi kimia terjadi dimana oksidasi yaitu proses terjadinya pertambahan elektron dalam suatu molekul.Misalkan saat kita mengisi daya ponsel kekuatan listrik bergerak menuju baterai.

BAGIAN 2

A.Prinsip kerja sel elektrolisis adalah menghubungkan kutub negatif dari sumber arus searah ke katode dan kutub positif ke anode sehingga terjadi overpotensial yang menyebabkan reaksi reduksi dan oksidasi tidak spontan dapat berlangsung. Elektron akan mengalir dari katode ke anode. Ion-ion positif akan cenderung tertarik ke katode dan tereduksi, sedangkan ion-ion negatif akan cenderung tertarik ke anode dan teroksidasi.

Misalnya Natrium klorida cair (NaCl) yang dapat dielektrolisis dengan bantuan sel elektrolitik. Terdapat dua elektroda inert dicelupkan ke dalam lelehan natrium klorida (yang mengandung kation Na + dan Cl - anion terdisosiasi).

B.Gambar

BAGIAN 3

A.Bagian 3

Penggunaan Sel Elektrolisis

Terdapat beberapa penerapan sel elektrolisis dalam dunia industri. Penggunaan sel elektrolisis telah banyak digunakan seperti pada industri bahan kimia, industri metalurgi (pengolahan logam), dan industri kerajinan.

Sel elektrolisis banyak digunakan dalam industri, seperti industri bahan kimia yaitu untuk pembuatan beberapa bahan kimia, industri metalurgi (pengolahan logam), dan industri kerajinan. Sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari banyak dimanfaatan dalam proses penyepuhan, pemurnian logam, dan pelapisan logam seperti pada pembuatan perhiasan.

Industri Bahan Kimia

Bahan kimia tertentu, seperti gas klorin dan NaOH dibuat menggunakan cara elektrolisis. Cara ini dinilai lebih ekonomis dibandingkan menggunakan proses kimia biasa.

Larutan NaCl pekat yang diperoleh dari pemekatan air laut dielektrolisis untuk menghasilkan gas klorin dan NaOH. Cara ini memungkinkan untuk memperoleh bahan baku dengan mudah dan murah. Proses produksi gas klorin dan NaOH secara elektrolisis menggunakan sel elektrolisis dengan diafragma yang mencegah terjadinya reaksi antara gas klorin dan NaOH yang dihasilkan.

Reaksi yang dihasilkan :

Ion OH- yang dihasilkan bereaksi dengan ion Na+ membentuk NaOH yang selanjutnya dapat dikristalkan. Proses ini menghasilkan gas klorin di anoda, gas H2 di katoda, dan NaOH.

Reaksi Pembentukan NaCl 

Reaksi Pembuatan Gas Klorin dan NaOH Secara Elektrolisis

Ion OH- yang dihasilkan bereaksi dengan ion Na+ membentuk NaOH yang selanjutnya dapat dikristalkan. Proses ini menghasilkan gas klorin di anoda, gas H2 di katoda, dan NaOH.

2. Metalurgi

Proses pemisahan (pemurnian) logam dari bijih logam yang menggunakan proses elektrolisis, antara lain:

a. Proses Hall-Heroult

Aluminium didapatkan dari bijih bauksit dengan cara elektrolisis lelehan Al2O3 yang diperoleh dari bijih bauksit. Pada proses ini, lelehan Al2O3 yang dicampur dengan kriolit (Na3AlF6) dielektrolisis dengan menggunakan elektroda dari grafit.

b. Pemurnian Tembaga

Proses pengambilan tembaga dari bijih tembaga pada awalnya dilakukan dengan reduksi. Namun, tembaga yang dihasilkan tidak murni. Tembaga dimurnikan dengan elektrolisis larutan CuSO4. Dalam larutan ini, anoda dibuat dari logam tembaga yang tidak murni dan katoda dibuat dari tembaga murni.

Selama proses elektrolisis ini, tembaga tidak murni yang berada di anoda teroksidasi dan larut sebagai ion Cu2+. Ion Cu2+ bergerak menuju katoda dan mengendap sebagai logam tembaga murni di katoda.

3. Industri Kerajinan

Industri kerajinan banyak menggunakan bahan baku dari logam, seperti perhiasan dan peralatan rumah tangga. Pembuatan kerajinan logam sering menggunakan proses elektrolisis seperti penyepuhan, vernikel, dan verkrom.

Misalnya, kursi lipat besi logam dilapisi logam krom melalui elektrolisis Cr2(SO4)3 dengan anoda logam krom dan katoda dari logam yang akan dilapisi krom. Metode ini dikenal sebagai verkrom.

Pada pembuatan perhiasan berlapis emas, elektrolisis digunakan dalam proses pelapisannya. Perhiasan yang akan dilapisi ditempatkan pada katoda. Sedangkan logam emas yang digunakan untuk menyepuh ditempatkan pada anoda. Dalam proses ini, elektrolit yang digunakan adalah larutan yang mengandung Au3+.

Larutan Au3+ harus dibuat dengan konsentrasi yang rendah agar proses penempelannya sempurna. Jika penempelannya terlalu cepat, proses kristalisasi tidak akan sempurna dan akan menjadi hitam (tidak mengkilap). Apotas (K2CO3.KCN) ditambahkan ke dalam garam Au3+ akan membentuk ion kompleks [Au(CN)6]3-. Penambahan apotas (K2CO3.KCN) bertujuan untuk menjaga konsentrasi Au3+ dalam larutan serendah mungkin.