Elektrolisis

a. Sel Elektrolisis :

a.Terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia,contoh : penyepuhan
b.Reaksi redoks berlangsung tidak spontan
c.Memiliki 2 kutub : katoda ( -)  dan anoda ( + )


Berikut hal-hal yang berkaitan dengan elektrolisis.
1. Reaksi pada Katode
Oleh karena katode bermuatan negatif maka pada katode
terjadi reaksi reduksi. Reaksi di katode bergantung jenis
kation dalam larutan.
a. Kation dapat berasal dari golongan alkali, alkali tanah, Al
atau Mn yaitu ion-ion logam yang memiliki elektrode
lebih dari kecil atau lebih negatif daripada pelarut (air),
sehingga air yang tereduksi.
Reaksi yang terjadi dapat dituliskan seperti berikut.
2 H2O(l) + 2 e¯ → 2 OH¯(aq) + H2(g)
b. Ion-ion logam yang memiliki E° lebih besar dari -0,83direduksi menjadi logam yang diendapkan pada
permukaan katode.
M+ + e¯ → M
c. Ion H+ dari asam direduksi menjadi gas hidrogen (H2)
2 H+(aq) + 2 e¯ → H2(g)
d. Apabila di dalam elektrolisis yang dipakai adalah leburan,
maka akan terjadi reaksi seperti berikut.
Mn2+ + e¯ → M
2. Reaksi pada Anode
Oleh karena anode bermuatan positif maka pada anode
terjadi reaksi oksidasi.
a. Ion-ion sisa asam oksi, misalnya SO42¯ dan NO3¯ tidak
teroksidasi maka yang dioksidasi adalah air.
2 H2O(l) → 4 H+(aq) + 4 e¯ + O2(g)
b. Ion-ion halida yaitu F–, Br–, I¯ dioksidasi menjadi halogen
(X2) yaitu F2, Cl2, Br2, I2 dengan reaksi seperti berikut.
2 X¯ → X2 + 2 e¯
c. Ion OH¯ dari basa yang dioksidasi menjadi gas oksigen(O2).
4 OH¯(aq) → 2 H2O(l) + 4 e¯ + O2(g)
3. Bahan Elektrode
a. Apabila dalam reaksi elektrolisis menggunakan elektrode
terbuat dari C, Pt dan Au atau logam inert, maka elektrode
tersebut tidak bereaksi.
b. Apabila elektrode terbuat dari logam aktif misal Cu maka
anode tersebut akan mengalami oksidasi.
Reaksi yang terjadi seperti berikut.
M → Mn+ + n e¯

b. Hukum elektrolisis Faraday

Hukum Faraday I : Banyaknya zat yang bereaksi pada elektrolisis sebanding dengan jumlah listrik yang digunakan tiap 1 mol e Faraday =96 500 coulomb
     w = e.F  atau    w = Ar.i.t /e.96500      
                                           massaekivalen =Ar / e
                                           i=kuat arus (A)
t = waktu (dt)
    C = i.t                          m =massa yang diendapkan (gr)
Hukum Faraday II:
Jika 2 atau lebih larutan dielektrolisis secara bersama-sama dengan jumlah arus listrik yang sama,maka massa endapan pada masing-masing kutub katoda sbb:
w₁ : w₂  = e₁ : e₂

c. Elektrolisis penting di industri

Elektrolisis yang pertama dicoba adalah elektrolisis air (1800). Davy segera mengikuti dan dengan sukses mengisolasi logam alkali dan alkali tanah. Bahkan hingga kini elektrolisis digunakan untuk menghasilkan berbagai logam. Elektrolisis khususnya bermanfaat untuk produksi logam dengan kecenderungan ionisasi tinggi (misalnya aluminum).
Sebagai syarat berlangsungnya elektrolisis, ion harus dapat bermigrasi ke elektroda. Salah satu cara yang paling jelas agar ion mempunyai mobilitas adalah dengan menggunakan larutan dalam air. Namun, dalam kasus elektrolisis alumina, larutan dalam air jelas tidak tepat sebab air lebih mudah direduksi daripada ion aluminum sebagaimana ditunjukkan di bawah ini.

Al³⁺ + 3e^-–> Al potensial elektroda normal = -1,662 V (10.38)

2H₂O +2e^-–> H₂ + 2OH^- potensial elektroda normal = -0,828 V (10.39)

Metoda lain adalah dengan menggunakan lelehan garam. Masalahnya Al₂O₃ meleleh pada suhu sangat tinggi 2050 °C, dan elektrolisis pada suhu setinggi ini jelas tidak realistik. Namun, titik leleh campuran Al₂O₃ dan Na₃AlF₆ adalah sekitar 1000 °C, dan suhu ini mudah dicapai. Prosedur detailnya adalah: bijih aluminum, bauksit mengandung berbagai oksida logam sebagai pengotor. Bijih ini diolah dengan alkali, dan hanya oksida aluminum yang amfoter yang larut. Bahan yang tak larut disaring, dan karbon dioksida dialirkan ke filtratnya untuk menghasilkan hidrolisis garamnya. Alumina akan diendapkan.

Al₂O₃(s) + 2OH^-(aq)–> 2AlO₂^- (aq) + H₂O(l) (10.40)

2CO₂ + 2AlO₂ ^-(aq) + (n+1)H₂O(l) –> 2HCO₃^- (aq) + Al₂O₃·nH₂O(s) (10.41)

Alumina yang didapatkan dicampur dengan Na₃AlF₆ dan kemudian garam lelehnya dielektrolisis. Reaksi dalam sel elektrolisi rumit. Kemungkinan besar awalnya alumina bereaksi dengan Na₃AlF₆ dan kemudian reaksi elektrolisis berlangsung.

Al₂O₃ + 4AlF₆^3-–> 3Al₂OF₆^2- + 6F^- (10.42)

Reaksi elektrodanya adalah sebagai berikut.

Elektroda negatif: 2Al₂OF₆^2- + 12F^- + C –> 4AlF₆^3- + CO₂ + 4e^- (10.43)

Elektroda positif: AlF₆^3- + 3e^-–> Al + 6F^- (10.44)

Reaksi total: 2Al₂O₃ + 3C –> 4Al + 3CO₂ (10.45) Kemurnian aluminum yang didapatkan dengan prosedur ini kira-kira 99,55 %. Aluminum digunakan dalam kemurnian ini atau sebagai paduan dengan logam lain. Sifat aluminum sangat baik dan, selain itu, harganya juga tidak terlalu mahal. Namun, harus diingat bahwa produksi aluminum membutuhkan listrik dalam jumlah sangat besar.