Praktikum Kimia Dasar 2

SEL ELEKTROLISIS(Studi Kasus : Mengamati elektrolisis ZnSO4 dan CuSO4 menggunakan elektroda Zn, Cu, dan Fe)

Program Studi Pendidikan Kimia, Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan

Alam, Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan, UIN Syarif Hidayatullah

Jakarta

Anggi Sapitri Irawan, Faa’izah Abiyyah R, Tri Bagus P dan Mutia Ulfah

Jl. Ir. H. Juanda No. 95 Ciputat 15412 Jakarta

Abstrak. Tujuan dari praktikum ini yaitu untuk mengamati elektrolisis ZnSO4 dan

CuSO4 menggunakan elektroda Zn, Cu, dan Fe. Pada rangkaian sel elektrolisis dalam

larutan ZnSO4, elektroda Zn bertindak sebagai anoda yang mengalami oksidasi dan

elektroda Fe pada katoda mengalami reduksi. Pada praktikum ini elektroda Zn

mengalami oksidasi sehingga massanya berkurang dan pada elektroda Fe massanya

bertambah. Pada rangkaian sel elektrolisis dalam larutan CuSO4, elektroda Fe

bertindak sebagai anoda yang mengalami oksidasi dan elektroda Cu pada katoda

mengalami reduksi. Pada praktikum ini elektroda Fe mengalami oksidasi sehingga

massanya berkurang dan pada elektroda Cu massanya bertambah karena terjadi

penambahan ion Cu2+ dari larutan CuSO4.

Kata kunci: sel elektrolisis; katoda; anoda; reduksi; oksidasi

Abstract. The purpose of this lab is to observe electrolysis using electrodes ZnSO4

and CuSO4 Zn, Cu, and Fe. In a series of electrolysis cells in a solution of ZnSO4, Zn

acts as the anode electrode is oxidized and Fe on the cathode electrode is reduced. In

this lab Zn electrode is oxidized so its mass decreases and the Fe electrode mass

increases. In a series of electrolysis cells in a solution of CuSO4, Fe electrode acts as

the anode electrode is oxidized and Cu at the cathode is reduced. In this lab Fe

electrodes oxidize so its mass decreases and the Cu electrode mass increases due to

the addition of Cu2+ ions from the solution of CuSO4.

Keywords: electrolysis cell; cathode; anode; reduction; oxidation

I. Pendahuluan

Proses dengan mana reaksi redoks yang tidak bisa berlangsung spontan, disebut

sel elektrolisis. Banyaknya perubahan kimia yang dihasilkan oleh arus listrik

berbanding lurus dengan kuantitas listrik yang lewat. Reaksi transfer elektron dari

satu ion ke ion yang lain berlangsung hanya bila diberi energi, elektron harus

dipompa dari ion yang satu ke ion yang lain (Keenan, 1984).

Elektrolisis ialah proses yang menggunakan energi listrik agar reaksi kimia tidak

spontan terjadi. Sel elektrolitik ialah alat untuk melaksanakan elektrolisis. Asas yang

sama mendasari elektrolisis dan proses yang berlangsung dari dalam sel galvanik

(Chang, 2005).

Sel elektrolitik (electrolytic cell) adalah sebuah sel elektrokimia yang

menggunakan sumber energi listrik dari luar untuk menjalankan suatu yang

nonspontan. Dalam elektrolisis, sumber aliran luar (listrik) digunakan untuk

mendesak aliran elektron agar mengalir dalam arah yang berlawanan dengan aliran

spontan. Jumlah perubahan kimia yang dihasilkan dalam suatu sel elektrolisis

berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang melalui sel, seperti yang

dinyatakan hukum Faraday dari elektrolisis. Banyak proses industri yang

menggunakan proses elektrolisis (Petrucci, 1985). Elektrolisis adalah suatu proses

dimana reaksi kimia terjadi pada elektroda yang tercelup dalam elektrolit, ketika

tegangan diterapkan terhadap elektroda itu. Elektroda yang bermuatan positif

disebut anoda, dan elektroda yang bermuatan negatif disebut katoda. Elektroda

seperti platina yang hanya mentransfer elektron ke dan dari larutan disebut “elektron

inert”. “Elektroda reaktif” adalah elektroda yang secara kimia memasuki reaksi

elektroda. Selama elektrolisis, terjadi reduksi pada katoda dan oksidasi pada anoda.

Ada beberapa tipe reaksi elektroda, tetapi gambaran umumnya diringkas sebagai

berikut :

Arus listrik yang membawa ion akan dibebaskan pada elektroda.

Ion negatif yang sulit untuk dibebaskan pada anoda menyebabkan

penguraian H2O dan pembentukan O2, H+, dan elektron.

Ion positif yang sulit untuk dibebaskan pada katoda menyebabkan

penguraian H2O dan pembentukan H2, OH-, dan absorpsi elektron (Dogra,

1990).

Berdasarkan perubahan kualitatif dalam sel elektrolisis maka akan berpengaruh

pada perubahan kualitatif zat yang ada dalam sel elektrolisis maupun perubahan

kondisi sel elektrolisis itu. Bila sejumlah arus listrik dialirkan dalam suatu sel

elektrolisis pada waktu tertentu mengakibatkan terjadinya perubahan temprature

sistem. Oleh karena itu, dengan melacak perubahan temprature dalam suatu selang

waktu dan arus listrik tertentu membandingkan antara suatu sel yang satu dengan sel

yang lain diharapkan dapat dilacak suatu hubungan variabel-variabel sistem. Proses

elektrolisis dalam industri misalnya :

Penyepuhan (melapisi logam dengan logam lebih mulia Ni, Cr, atau Au).

Pemurnian logam (Ag, Cu, Au).

Pembuatan senyawa (NaOH) atau gas (O2, H2, Cl2).

II. Bahan dan Metode

Penelitian dilaksanakan pada Rabu, 26 Maret 2014 di Laboratorium Kimia

Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan (FITK) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah neraca o’hauss, pipet tetes, gelas air mineral, gelas

ukur 50mL, power supply, multimeter, kabel penghubung, ampelas, dan stopwatch.

Bahan yang digunakan adalah CuSO4 25mL, ZnSO4 25mL, batangan Fe, batangan

Cu, dan batangan Zn.

Sel Elektrolisis : Elektrolisis larutan ZnSO4 dan CuSO4

1. Timbang massa elektroda Cu dan Fe yang sebelumnya sudah di amplas2. Masukkan masing-masing elektroda kedalam larutan CuSO4

3. Hubungkan dengan power supply dan amperemeter seperti rangkaian berikut:

Power supply

Amperemeter

Elektroda Fe Elektroda Cu

Larutan CuSO4

4. Amati perubahan yang terjadi selama kurang lebih 10 menit5. Timbang kembali massa elektroda Fe dan Cu menggunakan neraca empat

lengan setelah dielektrolisis.

Pengamatan elektrolisis larutan ZnSO4 dengan elektroda Zn dan Fe1. Timbang massa elektroda Zn dan Fe yang sebelumnya sudah di amplas2. Masukkan masing-masing elektroda kedalam larutan ZnSO4. Hubungkan

dengan power supply dan amperemeter seperti rangkaian dibawah ini :

Power supply

Amperemeter

Elektroda Fe Elektroda Zn

Larutan ZnSO4

3. Amati perubahan yang terjadi selama kurang lebih 10 menit4. Timbang kembali massa elektroda Fe dan Zn menggunakan neraca empat

lengan setelah dielektrolisis.

III. Hasil dan Pembahasan

Hasil Pengamatan

No ZnSO4 CuSO4

1. Zn Fe Cu Fe

2. Massa I = 2,2gr

Massa I = 2,75gr

Massa I = 0,5gr

Massa I = 2,75gr

3. Massa II = 2,5gr

Massa II = 2,76gr

Massa II = 0,45gr

Massa II = 2,73gr

Persamaan Reaksi

Percobaan Cu dan Fe pada CuSO4

Reduksi : Cu2+

+ 2e-→ Cu

Oksidasi : Fe2+ + 2e- → Fe

Percobaan Zn dan Fe pada ZnSO4

Reduksi : Zn → Zn2+ + 2e-

Oksidasi : Fe2+ + 2e- → Fe

Pembahasan

Pada praktikum ini bertujuan untuk mengamati elektrolisis ZnSO4 dan CuSO4

menggunakan elektroda Zn, Cu, dan Fe. Selain itu, untuk mengetahui hasil reaksi elektrolisis ZnSO4 dan CuSO4. Berdasarkan percobaan pertama, dengan menggunakan elektroda Zn dan Fe yang dimasukkan ke dalam larutan elektrolit yaitu ZnSO4. Elektroda Zn bertindak sebagai anoda yang mengalami oksidasi dan elektroda Fe merupakan katoda yang mengalami reduksi. Setelah dilakukan percobaan batangan Zn dan Fe mengalami perubahan pada massa awal dan akhir. Massa elektroda Zn berkurang karena mengalami oksidasi yaitu pelepasan elektron dalam larutan ZnSO4

sehingga menghasilkan ion Zn2+. Sedangkan pada massa elektroda Fe bertambah.

Berdasarkan percobaan kedua dengan menggunakan elektroda Cu dan Fe dalam larutan elektrolit CuSO4. Elektroda Fe bertindak sebagai reduktor karena mengalami oksidasi dan elektroda Cu bertindak sebagai oksidator karena mengalami reduksi. Setelah elektroda Cu dan Fe ditimbang massanya terdapat perbedaan pada massa awal dan akhir. Massa elektroda Cu bertambah karena terjadi penambahan ion Cu2+ dari larutan CuSO4 dan massa elektroda Fe berkurang.

IV. Kesimpulan

Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan beberapa hal, yaitu:

1. Elektrokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara

Reaksi kimia dan aliran listrik.

2. Sel elekterolisis adalah sel elektrokimia yang menimbulkan terjadinya reaksi

redoks yang tidak spontan dengan adanya energi listrik dari luar.

3. Logam yang teroksidasi massanya akan lebih kecil atau berkurang dari massa

awal dan logam yang tereduksi massanya akan lebih besar atau bertambah dari

massa awal.

4. Elektrolisis larutan ZnSO4 dengan elektroda Zn dan Fe menghasilkan reaksi : Zn2+

(aq) + Fe(s) → Zn(s) + Fe2+(aq).

5. Elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektroda Cu dan Fe menghasilkan reaksi : Cu2+

(aq) + Fe(s) → Cu(s) + Fe2+(aq).

DAFTAR PUSTAKA

Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Dogra, SK. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta: Universitas Indonesia.

Keenan, Charles W. Kimia Dasar Jilid 3. Jakarta: Erlangga.

Petrucci, Ralph H. 1985. Kimia Dasar Jilid 3. Jakarta: Erlangga.

Romdhoni.staff.gunadarma.ac.id/elektrokimia.pdf. (Diakses pada 01 April 2014

pukul 20.00 WIB).

http://staff.uny.ac.id/system/files/penelitian/sel%20elektrolisis.pdf. (Diakses pada 01

April 2014 pukul 21.00 WIB).