Senin, 16 Mei 2011

elektrolisis (kimdas 2)

Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit. Agar dapat terjadi reaksi, ada beberapa reaksi yang membutuhkan arus listrik. Suatu reaksi membutuhkan arus listrik untuk penguraian elektrolit menjadi ion-ionnya yang disebut elektrolisis. Kation bermuatan positif bergerak menuju katoda (-) sedangkan anion bermuatan negatif akan bergerak menuju anoda (+). Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi reaksi oksidasi.
Rangkaian sel elektrolisis hampir menyerupai sel volta. Yang membedakan sel elektrolisis dari sel volta adalah, pada sel elektrolisis, komponen voltmeter diganti dengan sumber arus (umumnya baterai). Larutan atau lelehan yang ingin dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah. Selanjutnya, elektroda dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis. Elektroda yang digunakan umumnya merupakan elektroda inert, seperti Grafit (C), Platina (Pt), dan Emas (Au). Elektroda berperan sebagai tempat berlangsungnya reaksi. Reaksi reduksi berlangsung di katoda, sedangkan reaksi oksidasi berlangsung di anoda. Kutub negatif sumber arus mengarah pada katoda (sebab memerlukan elektron) dan kutub positif sumber arus tentunya mengarah pada anoda. Akibatnya, katoda bermuatan negatif dan menarik kation-kation yang akan tereduksi menjadi endapan logam. Sebaliknya, anoda bermuatan positif dan menarik anion-anion yang akan teroksidasi menjadi gas. Terlihat jelas bahwa tujuan elektrolisis adalah untuk mendapatkan endapan logam di katoda dan gas di anoda.

Elektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam, dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara elektrolit dan elektroda menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis.
Bagan reaksi sel elektrolisis : (dibuku)
Bagan Reaksi-reaksi Elektrolisis
Reaksi Pada Katode Reaksi pada Anode
- ion logam aktif (golongan IA, IIA, Al, dan Mn) yang tereduksi adalah air
2H2O + 2e 2OH- + H2
- kation lainnya yang tereduksi adalah kation itu sendiri
Lx+ (aq) + ne L (s)
- ion H+ dari asam direduksi menjadi gas hidrogen (H2)
2H+ + 2e H2
- jika yang dielektrolisis adalah leburan (cairan) elektrolit tanpa air, maka akan diperoleh logam endapan pada permukaan katode (reaksi pada point 2)
- ion-ion yang mengandung atom dengna bilangan oksidasi maksimum, misalnya SO42- atau NO3- yang teroksidasi adalah air
2H2O 4H+ + 4e + O2
- ion-ion halida (X-),dioksidasi menjadi halogen (X2)
2X- X2 + 2e
- ion OH- dari basa dioksidasi menjadi gas oksigen (O2)
4OH- 2H2O + 4e + O2
-pada proses penyepuhan dan pemurnian logam, maka yang dipakai sebagai anode adalah suatu logam (buka Pt, C, Au), sehingga anode (logam) mengalami oksidasi dan larut

Hukum elektrolisis Faraday
Di awal abad ke-19, Faraday menyelidiki hubungan antara jumlah listrik yang mengalir dalam sel dan kuantitas kimia yang berubah di elektroda saat elektrolisis. Ia merangkumkan hasil pengamatannya dalam dua hukum di tahun 1833.
Hukum elektrolisis Faraday
Jumlah zat yang dihasilkan di elektroda sebanding dengan jumlah arus listrik yang melalui sel.
Bila sejumlah tertentu arus listrik melalui sel, jumlah mol zat yang berubah di elektroda adalah konstan tidak bergantung jenis zat. Misalnya, kuantitas listrik yang diperlukan untuk mengendapkan 1 mol logam monovalen adalah 96 485 C(Coulomb) tidak bergantung pada jenis logamnya.
C (Coulomb) adalah satuan muatan listrik, dan 1 C adalah muatan yang dihasilkan bila arus 1 A (Ampere) mengalir selama 1 s. Tetapan fundamental listrik adalah konstanta Faraday F, 9,65 x104 C, yang didefinisikan sebgai kuantitas listrik yang dibawa oleh 1 mol elektron. Dimungkinkan untuk menghitung kuantitas mol perubahan kimia yang disebabkan oleh aliran arus listrik yang tetap mengalir untuk rentang waktu tertentu.
(dibuku)
1 Faraday = 1 mol elektron = 6,02 x 1023 partikel elektron x 1,6 x 10-19 C/partikel electron.
1 Faraday = 96320 C (sering dibulatkan menjadi 96500 C untuk mempermudah perhitungan)
Hubungan antara Faraday dan Coulomb dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

F = Q/96500
Coulomb adalah satuan muatan listrik. Coulomb dapat diperoleh melalui perkalian arus listrik (Ampere) dengan waktu (detik). Persamaan yang menunjukkan hubungan Coulomb, Ampere, dan detik adalah sebagai berikut :
Q = i.t
Dengan demikian, hubungan antara Faraday, Ampere, dan detik adalah sebagai berikut :
W = (e.i.t)/96500
W = (e.Q)/96500
W = e.F
Jika arus listrik dialirkan ke dalam dua atau lebih sel elektrolisis, perbandingan massa zat yang diendapkan sama dengan perbandingan massa ekivalennya.
W_a/W_b = e_a/e_b
Keterangan : (dibuku)
Dengan mengetahui besarnya Faraday pada reaksi elektrolisis, maka mol elektron yang dibutuhkan pada reaksi elektrolisis dapat ditentukan. Selanjutnya, dengan memanfaatkan koefisien reaksi pada masing-masing setengah reaksi di katoda dan anoda, kuantitas produk elektrolisis dapat ditemukan.

1 komentar:

  1. Kalo menyapuh emas, perak & nikel bahan apa saja yang diperlukan? soalnya waktu menyepuh emas ada beberapa langkah yang tukang sepuh lakukan

    BalasHapus