1. Prinsip Kerja Sel Elektrolisis
Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia di mana energi listrik digunakan untuk melakukan reaksi redoks yang tidak spontan. Elektrolisis dapat didefinisikan sebagai reaksi di mana suatu zat diurai menggunakan arus listrik. Prinsip kerja sel elektrolisis adalah menghubungkan terminal negatif sumber listrik DC ke katode dan terminal positif ke anode untuk menghasilkan tegangan lebih yang menyebabkan reaksi reduksi dan oksidasi yang tidak spontan dapat berlangsung. Arah aliran elektron adalah dari katode ke anode. Ion positif (kation) cenderung tertarik ke katode dan juga tereduksi, sedangkan ion negatif (anion) cenderung tertarik ke anode dan teroksidasi.
2. Susunan Sel Elektrolisis
Secara umum, sel elektrolisis ini tersusun dari:
a. Sumber listrik
Sumber listrik yang digunakan adalah sumber arus listrik searah (DC), bisa menggunakan baterai atau aki.
b. Elektroda.
Elektroda terdiri dari anode dan katode. Anode yaitu elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi. Katode yaitu elektroda tempat terjadinya reaksi reduksi. Elektroda ada dua macam, yaitu inert (sangat sukar bereaksi) dan non inert (bereaksi). Elektroda inert meliputi Karbon (C), Emas (Au), dan Platina (Pt). Elektroda inert tidak akan ikut teroksidasi di anode. Contoh elektrode non inert seperti : tembaga (Cu), seng (Zn), besi (Fe), nikel (Ni), Perak (Ag).
c. Elektrolit
Elektrolit adalah zat yang dapat menghantarkan listrik, dapat berupa lelehan atau larutan. Elektrolit yang dimaksud bisa berupa asam, basa, atau garam.
3. Ketentuan Reaksi dalam Sel Elektrolisis
a. Reaksi Reduksi di Katode
Tidak bergantung dari jenis elektrodanya.
1) H⁺ dari asam akan direduksi menjadi H2
Reduksi kation H+, Reaksi 2H+ (aq) + 2e ➝ H2
2) Kation dari larutan yang mengandung ion golongan IA, IIA, IIIA dan Mn2+ dalam bentuk larutan tidak mengalami reduksi. H2O yang akan direduksi menurut reaksi :
2H2O (l) + 2e → H2 (g) + 2OH- (aq)
3) Kation Lx+ dari lelehan garam IA, IIA, IIIA.
Terjadi reduksi kation garam tersebut. Reaksi Lx+ (aq) + x e → L (s)
4) Kation dari garam selain dari golongan IA, IIA, IIIA dan Mn2+ Terjadi reduksi kation tersebut. Reaksi : Lx+ (aq) + x e → L (s)
b. Reaksi Oksidasi di Anode
Reaksi yang terjadi tergantung dari jenis elektroda.
1) Anode dari logam aktif (M)
Terjadi oksidasi elektroda tersebut. M (s) → Mx+ (aq) + x e
2) Anode dari bahan inert (C, Au atau Pt)
Terjadi oksidasi anion atau molekul air dengan ketentuan, yang berada dalam larutan.
- Jika anion dari larutan garam halida(X-), Terjadi oksidasi anion tersebut, dengan reaksi :
2X- (aq) → X2 (g)+ 2e
- Jika anion mengandung oksigen (SO42-, NO3-, PO43-), maka air (H2O) yang akan teroksidasi menurut reaksi:
2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e
- Jika anion dari basa (OH⁻) maka oksidasi ion OH⁻ tersebut.
Reaksi : 4OH⁻ (aq) → O2 (g) + 2H2O (l) + 4e
Contoh soal:
1. Tuliskan reaksi elektrolisis lelehan NaCl dengan elektroda platina (Pt)
2. Tuliskan reaksi elektrolisis larutan NaCl dengan elektroda karbon (C)
3. Tuliskan reaksi elektrolisis larutan CuCl2 dengan elektroda karbon (C)
4. Tuliskan reaksi elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektroda platina (Pt)
5. Tuliskan reaksi elektrolisis larutan CuCl2 dengan elektroda Besi (Fe)
