Laporan Praktikum Kimia | Elektrolisis

A.     Judul

Laporan Praktikum Elektrolisis

B.     Tujuan

Mengetahui reaksi-reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada proses elektrolisis terhadap beberapa larutan dengan elektrode dan elektrolit yang berbeda.

C.     Alat dan Bahan

No.	Alat/Bahan	Ukuran	Jumlah
1	Sel konduktivitas atau pipa U	-	2
2	Elektrode karbon dan kabel	-	2/2
3	Baterai atau catu daya	-	1
4	Tabung reaksi	-	2
5	Pipet tetes	Biasa	1
6	Larutan CuSO4	0,5 M	Secukupnya
7	Larutan KI	0,5 M	Secukupnya
8	Larutan Na2SO4	0,01 M	Secukupnya
9	Indikator Fenolftalein (PP)	-	Secukupnya
10	Paku dan tembaga	-	1/1
11	Plat tetes		1
12	Amplas		2
15	Kertas lakmus merah dan biru	-	2/2

D.     Cara Kerja

A.     Elektrolisis Larutan Na₂SO₄ 0,5 M

1. Mengambil Larutan Na₂SO₄ 0,5 M.
2. Memasukkan larutan tersebut ke dalam tabung hingga 3 cm dari permukaan.
3. Memasang  elektroda karbon pada anoda dan katoda
4. Memasukkan masing-masing elektroda dalam tabung dan menyambungkan dengan catu daya dengan tegangan 6 V. Tunggu perubahan yang terjadi (sampai ada gelembung )
5. Mengambil larutan dari sisi anoda dan katoda, meletakkan pada plat tetes yang telah berisi PP dan kertas lakmus dan amati perubahan warna yang terjadi.
6. Memasukkan data yang diperoleh kedalam tabel pengamatan.

B.     Elektrolisis Larutan KI 0,25 M

1. Memasukkan Larutan KI 0,25 M ke dalam tabung U, kemudian melakukan elektrolisis sampai ± 5 menit.
2. Menetesi indikator PP ke dalam larutan di sekitar katoda dan anoda.
3. Mengamati warna yang terjadi dari kedua elektrode.
4. Mengambil larutan dari anoda dan katoda, meletakkan pada plat tetes.
5. Menguji dengan indikator amilum.
6. Memasukkan data yang diperoleh kedalam tabel pengamatan.

C.     Elektrolisis Larutan CuSO₄ 0,01 M

1. Memasukkan larutan CuSO₄ ke dalam tabung U.
2. Memasang elektrode paku yang telah di amplas sampai bersih pada kutub negatif (katode) dan tembaga pada kutub positif (anode).
3. Menyambungkan pada catu daya dengan tegangan 3 V selama ± 5 detik (hingga paku berubah warna menjadi merah muda terang.
4. Mengangkat elektrode paku dan mengamati apa yang terjadi.
5.  Memasukkan data yang diperoleh kedalam tabel pengamatan.

E.     Dasar Teori

Reaksi elektrolisis adalah reaksi yang terjadi ketika listrik dialirkan melalui elektrolit. Elektrolisis juga dapat diartikan sebagai peruraian yang disebabkan arus listrik. Bila elektrolitnya merupakan lelehan senyawa ion, maka kation akan direduksi di katode, sedangkan anion dioksidasi di anode.

Dalam reaksi elektrolisis terdapat elektrode yang menghubungkan anion dengan kation. Elektrode dibagi menjadi dua, yaitu elektrode negatif (katode) dan elektrode positif (anode). Dalam katode, kation akan mengalami reduksi sedangkan pada anode, anion akan dioksidasi.

Reaksi elektrolisis dalam larutan elektrolit berlangsung lebih kompleks. Spesi bereaksi belum tentu kation atau anionnya, tetapi mungkin saja air atau elektrodenya. Hal ini bergantung pada potensial spesi-spesi yang terdapat dalam larutan. Untuk menuliskan reaksi elektrolisis larutan elektrolit, maka perlu diperhatikan hal-hal berikut ini :

a.       Reaksi-reaksi yang berkompetisi pada tiap-tiap elektrode.

b.      Jenis elektrode, apakah inert atau bukan inert (aktif).

c.       Potensial tambahan yang diperlukan, sehingga suatu reaksi elektrolisis dapat berlangsung (overpotensial).

d.      Reaksi di katode bergantung pada jenis kation: Reaksi di anode bergantung pada jenis anode dan anion.

Elektroda yang menerima electron dari sumber arus listrik luar disebut Katoda, sedangkan elektroda yang mengalirkan electron kembali ke sumber arus listrik luar disebut Anoda. Katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi dan anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi. Katoda merupakan elektroda negative karena menangkap electron sedangakan anoda merupakan elektroda positif karena melepas electron.

Dalam sel, reaksi oksidasi reduksi berlangsung dengan spontan, dan energi kimia yang menyertai reaksi kimia diubah menjadi energi listrik. Bila potensial diberikan pada sel dalam arah kebalikan dengan arah potensial sel, reaksi sel yang berkaitan dengan negatif potensial sel akan diinduksi. Dengan kata lain, reaksi yang tidak berlangsung spontan kini diinduksi dengan energi listrik. Proses ini disebut elektrolisis. Pengecasan baterai timbal adalah contoh elektrolisisis.

Hukum faraday pertama tentang tentang elektrolisis menyatakan bahwa “jumlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan besarnya muatan listrik yang melewati suatu elektrolisis”. Hukum kedua tentang elektrolisis menyatakan bahwa : “Sejumlah tertentu arus listrik menghasilkan jumlah ekivalen yang sama dari benda apa saja dalam suatu elektrolisis” (Petrucci, 1985).

F.      Data Hasil Pengamatan

 Percobaan 1

Elektrolisis Larutan Na₂SO₄ 0,5 M

 Katode      = 2H₂O + 2e     →        2OH ^- + H₂

 Anode       = 2H₂O            →        4H⁺ + O₂ + 4e

 Reaksi Keseluruhan          = 2H₂O            →        2H₂ + O₂

Tegangan	Larutan dalam ruang	Perubahan sebelum elektrolisis	Perubahan setelah elektrolisis	Perubahan setelah penambahan PP	Lakmus
					Biru	Merah
6V	Anoda	Belum ada perubahan pada larutan	Terdapat gelembung gas kecil-kecil dan lebih banyak	Larutan tetap berwarna bening	Lakmus biru berubah menjadi merah	Lakmus merah tetap berwarna merah
6V	Katoda	Belum ada perubahan pada larutan	Terdapat gelembung gas kecil-kecil dan lebih sedikit	Larutan berubah yang mulanya bening menjadi merah muda	Lakmus biru tetap berwarna biru	Lakmus merah berubah menjadi biru

 Percobaan 2

a)      Elektrolisis Larutan KI 0,25 M

b)      Elektrolisis KI dengan elektrode C

KI  →  K⁺ + I^-

Katode = 2H₂O + 2e     →        H₂ + 2OH¯

Anode  = 2I^-                 →        I₂ + 2e

Tegangan	Larutan dalam ruang	Perubahan setelah elektrolisis	Perubahan setelah penambahan PP	Perubahan setelah penambahan amilum
6V	Anoda	Larutan KI yang di sekitar elektroda C berubah dari warna bening menjadi warna kuning	Larutan KI yang berwarna kuning berubah menjadi warna merah muda	Larutan KI yang berwarna kuning berubah menjadi warna hitam
6V	Katoda	Larutan KI yang di sekitar elektroda C menghasilkan gelembung	Larutan KI yang berwarna kuning berubah menjadi warna merah muda keunguan	Larutan KI yang berwarna kuning berubah menjadi warna kecoklatan

  Percobaan 3

a)      Elektrolisis Larutan CuSO₄ 0,01 M

b)      Elektrolisis larutan CuSO₄ dengan elektrode C

CuSO₄ à Cu²⁺ + SO₄^2-

Katode = Cu²⁺ + 2e      à        Cu

Anode  = 2H₂O            à        4H⁺ + O₂ + 4e

Tegangan	Larutan dalam ruang	Perubahan besi setelah terjadi elektrolisis
3V	Anoda	Tidak terjadi perubahan
3V	Katoda	Paku berwarna merah muda

G.    Analisis Data

 Percobaan 1

Elektrolisis Larutan Na₂SO₄ 0,5 M

Pada elektrolisis larutan Na₂SO₄ terdapat gelembung-gelembung kecil pada larutan. Pada katoda (-), menghasilkan gelembung dalam jumlah yang sedikit dan pada anoda (+) menghasilkan gelembung dalam jumlah yang lebih banyak. Pada katoda lakmus merah mengalami perubahan warna menjadi warna biru sedangkan pada lakmus biru tidak mengalami perubahan warna (tetap biru). Dan pada anoda lakmus merah tidak mengalami perubahan warna (tetap merah) sedangkan pada kertas lakmus biru mengalami perubahan menjadi warna merah.

Katode       = 2H₂O + 2e     →        2OH ^- + H₂

 Anode       = 2H₂O            →        4H⁺ + O₂ + 4e

 Reaksi Keseluruhan          = 2H₂O            →        2H₂ + O₂

 Percobaan 2

Elektrolisis Larutan KI 0,25 M

Pada elektrolisis larutan KI menunjukkan perubahan warna pada larutan. Anoda (+) berwarna kuning berubah menjadi warna hitam. Katoda (–) berwarna kuning menjadi kecoklatan. Pada elektroda, katoda dan anoda juga terdapat gelembung. Hal ini menunjukkan ada gas yang dihasilkan oleh katoda ataupun anoda. Katoda menghasilkan gas hydrogen (reduksi H₂O) dan anoda menghasilkan gas Iodin (Oksidasi 2I^-).

KI  →  K⁺ + I^-

Katode = 2H₂O + 2e     →        H₂ + 2OH¯

Anode  = 2I^-                 →        I₂ + 2e

Reaksi keseluruhan = 2H₂O + 2I ^→ 2OH ^- + I₂

  Percobaan 3

Elektrolisis Larutan CuSO₄ 0,01 M

Hasil elektrolisis larutan CuSO₄ menunjukkan perubahan warna pada elektrode besi dan tembaga. Elektrode Fe pada katoda (-) berubah warna menjadi merah muda cerah dan elektrode Cu pada anoda (+) tidak mengalami perubahan. Sementara, pada elektroda, katoda terdapat endapan yang menempel dan berwarna putih. Sedangkan pada anoda tidak terdapat endapan. Hal tersebut menunjukkan, pada katoda terjadi reduksi Cu²⁺ yang menghasilkan endapan Cu dan pada anoda terjadi oksidasi  H₂O yang menghasilkan gas oksigen (O₂).

CuSO₄ à Cu²⁺ + SO₄^2-

Katode = 2Cu²⁺ + 4e    à        2Cu

Anode  = 2H₂O            à        4H⁺ + O₂ + 4e

Reaksi keseluruhan : 2Cu²⁺+ 2H₂O   à     2Cu + 4H⁺ + O₂

H.    Pertanyaan

Ø  Percobaan 1

1.    Berdasarkan perubahan warna yang terjadi pada anode dan katode, ion-ion apakah yang terdapat di sekitar anode dan katode setelah elektrolisis? Jelaskan.

2.    Bila gas yang terjadi di anode adalah gas oksigen dan di katode adalah gas hidrogen, tulislah persamaan reaksi yang terjadi pada ruang anode dan katode!

Ø  Percobaan 2

1.    Zat apakah yang terjadi di ruang anode sebagai hasil elektrolisis? Jelaskan.

2.    Ion-ion apakah yang terdapat di katode setelah elektrolisis? Jelaskan.

3.    Jika gas yang terjadi di katode adalah gas hidrogen (H₂), tulislah persamaan reaksi yang terjadi di anode dan katode!

Ø  Percobaan 3

1.    Dari pengamatan yang anda lakukan, zat apa yang menempel pada elektrode paku dan bagaimana anodenya?

2.    Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi pada anode dan katode!

I.       Jawaban

Ø  Percobaan 1

1.    Katode : 2OH^- + H₂

Anode : 4H⁺ + O₂ + 4e

2.    Larutan Na₂SO₄ .

Katode           = 2H₂O + 2e     →        2OH ^- + H₂

 Anode          = 2H₂O            →        4H⁺ + O₂ + 4e

Ø  Percobaan 2

1.    Pada larutan KI zat yang terjadi di ruang anoda adalah I^-

2.    Ion yang terdapat di ruang katoda setelah elektrolisis pada larutan KI adalah H₂

3.    Katoda      :  2H₂O + 2e à 2OH ^- + H₂

Anoda      :   2I ^-  àI₂ + 2e

Ø  Percobaan 3

1.    Terjadi endapan Cu dan pada anode tidak terjadi  endapan elektroda apapun.

2.    Larutan CuSO₄

CuSO₄  à Cu²⁺ + SO₄^2-

Anoda      : 2H₂O à O₂ + 4H⁺ +4e

Katoda     : 2Cu²⁺+4e à 2Cu

J.      Kesimpulan

            Kelompok kami telah melakukan percobaan elektrolisis dengan menggunakan 3 larutan, yaitu larutan Na₂SO₄, KI, CuSO₄. Dari hasil yang kami peroleh masing-masing larutan memiliki perbedaan setelah di elektrolisis. Perubahan-perubahan yang terjadi yaitu perubahan warna larutan, perubahan kondisi elektroda seperti yang terjadi pada elektroda Cu dan Fe. Dari percobaan elektrolisis larutan Na₂SO₄ larutan pada ruang anoda bersifat asam, sedangkan pada katoda basa, pada elektrolisis larutan KI , elektrode C pada anoda memiliki perubahan warna dari jernih menjadi hitam sedangkan pada katoda terjadi perubahan dari warna kuning menjadi kecoklatan, pada elektrolisis larutan CuSO₄ kondisi electrode Fe terdapat endapan Cu.