REAKSI ELEKTROLISIS

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang penjelasan dan pembahasan soal-soal mengenai bagaimana cara membuat reaksi elektrolisis, silahkan kunjungi beberapa video berikut ini:

• Soal Part 1

• Soal Part 2

• Sel Elektrolisis tersusun secara Seri

Reaksi-reaksi elektrolisis: 

A. Reaksi  pada Anoda (oksidasi Anion)

     1. Bila elektrodanya non inert (Ni, Cu, Ag, dll) maka elektrodanya

         yang dioksidasi, contoh reaksi:

           Ni   →    Ni²⁺ + 2e^–

           Cu    →   Cu²⁺ + 2e^–

           Ag    →   Ag⁺ + e^–

   2.  Bila elektrodanya inert (Pt, C, dan Au) maka elektrodanya

        tidak teroksidasi , tetapi  yang teroksidasi adalah anionnya, seperti:

        1). Ion  OH- dari basa maka reaksi yang terjadi adalah:

             4OH^–     →   2H₂O + O₂ + 4e^–

       2). Ion sisa asam (anion) yang mengandung oksigen

            (SO₄^2-, NO₃^–, PO₄^3- ,NO₂^–, SO₃^2-, dll) tidak teroksidasi namun H₂O

            yang dioksidasi. Karena E⁰ oksidasi H₂O lebih besar dari sisa asam

            yang mengandung oksigen. Reaksi yang terjadi adalah:

           2H₂O   →    4H⁺  + O₂ + 4e^–

      3). Bila sisa asam tidak mengandung oksigen (Cl^–, Br^–, I^–, dll)

           akan dioksidasi:

            2Cl^–    →   Cl₂ + 2e^–

            2Br^–    →   Br₂ + 2e^–

            2I^–     →     I₂ + 2e^–

       4).  Bila elektrodanya tidak inert (selain Pt, C, Au) maka yang dioksidasi

             pada anoda adalah  elektrodanya

 B.  Reaksi pada katoda (reaksi kation)

1. Bila kation dari golongan alkali (golongan I A : Li⁺. Na⁺, K⁺), Alkali tanah (golongan II A : Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺), Al³⁺, dan Mn²⁺ maka kation tersebut tidak direduksi namun H₂O yang direduksi, hal ini karena E⁰ reduksi H₂O lebih besar dari ion-ion tersebut. Reaksi yang terjadi:

           2H₂O  +  2e-   →    H₂ + 2OH^–

        2. H+ dari suatu asam akan direduksi menjadi gas hidrogen,

            reaksi yang terjadi adalah:

            2H⁺   +    2e^–    →    H₂

       3. Ion-ion logam lainnya yang tidak termasuk kelompok di reduksi

           lalu mengendap pada katoda:

           Ni²⁺   +   2e^–    →     Ni

           Ag⁺    +   e^–      →    Ag

           Cu²⁺  +    2e^–   →     Cu

       4.  Ion-ion lelehan/leburan dari golongan alkali dan alkali tanah direduksi

            lalu mengendap pada katoda (karena lelehan/leburan

            tidak mengandung air)

            Li⁺      +    e^–      →   Li

            Ca²⁺   +   2e^–     →   Ca

  Uji Kepahaman

A. Tulislah reaksi elektrolisis berikut (elektrode grafit)

  1.  larutan NaCl

       NaCl (aq) → Na⁺ (aq) + Cl^– (aq)

        Katoda  :  2H₂O (l)  +  2e-   →  H₂ (g) + 2OH^– (aq)

        Anode  :   2Cl^– (aq)   →  Cl₂ (g)  + 2e^–

---

                        2H₂O (l) + 2Cl^–(aq) → 2OH^– (aq) + H₂ (g) + Cl₂ (g)

  2.  larutan H₂SO₄

       H₂SO₄ (aq) → 2H⁺ (aq) + SO₄^2- (aq)

        Katode  :  2H⁺ (aq)   +   2e^–  →  H₂ (g)                         (x2)

        Anode   :  2H₂O (l)    →    4H⁺ (aq)  + O₂ (g) + 4e^–       (x1)

         Katode  :  4H⁺ (aq)   +    4e^–  →   2H₂ (g)                 

         Anode   :  2H₂O (l)    →  4H⁺ (aq)  + O₂ (g) + 4e^–      

---

                         2H₂O (l)     →   2H₂ (g) + O₂ (g)

3.  larutan Na₂SO₄

     Na₂SO₄ (aq)  →  2Na⁺ (aq) + SO₄^2- (aq)

     Katode  :  2H₂O (l)  +  2e-  →   H₂ (g) + 2OH^– (aq)           (x2)

     Anode   :   2H₂O (l)    →   4H⁺ (aq)  + O₂ (g) + 4e^–          (x1)

      Katode  :   4H₂O (l)  +  4e  → 2H₂ (g) + 4OH^– (aq)   ( Ket :  4H⁺ + 4OH^– → 4H₂O)

      Anode   :   2H₂O (l)    →   4H⁺ (aq)  + O₂ (g) + 4e^–          

---

                       6H₂O (l)     →         4H₂O (l) + 2H₂ (g) + O₂ (g)       (sederhanakan)

                       2H₂O (l)     →         2H₂ (g) + O₂ (g)

4.  larutan KI

     KI (aq)   → K⁺ (aq) + I^– (aq)

     Katode  :  2H₂O (l)  +  2e-    →   H₂ (g) + 2OH^– (aq)  

     Anode  :    2I^– (aq)      ^→    I₂  (g) + 2e^–

---

                      2H₂O (l) + 2I^– (aq)      →   H₂ (g) + 2OH^– (aq) +I₂ (g)

5.  lelehan MgCl₂

     MgCl₂ (l)     →   Mg²⁺ (l) + 2Cl^– (l)

    Katode  :  Mg ²⁺ (l) + 2e-    →  Mg (s)

    Anode   :  2Cl^– (aq)  →    Cl₂  (g) + 2e^–

---

                     Mg²⁺ (l) + 2Cl^– (l)   →   Mg (s) + Cl₂ (g)

6.  lelehan Al₂O₃

     Al₂O₃ (l)    →  2Al³⁺ (l)  + 3O^2- (l)

    Katode  : Al³⁺ (l) + 3e^–   →    Al (s)           (x2)

     Anode   :  2O^2- (l)     →   O₂(g) +   2e       (x3)

     Katode  : 2Al³⁺ (l) + 6e^–   →   2Al (s)          

     Anode   :  6O^2- (l)   →   3O₂ (g)   + 6e    

---

                   2Al³⁺ (l) + 6O^2- (l)   →   2Al (s) + 3O₂ (g)

7.  Tulislah reaksi elektrolisis larutan CuSO₄ dengan katode Fe dan anode Cu!

            CuSO₄ (aq)    →     Cu²⁺ (aq)  + SO₄^2- (aq)

            Katode  :  Cu²⁺ (aq) + 2e    →     Cu (s)

            Anode  :   Cu (aq)    →    Cu²⁺ (s) + 2e^–

B.  Tuliskan reaksi elektrolisis larutan perak nitrat dengan katode besi

     dan anode perak!

     AgNO₃ (aq)    →  Ag⁺ (aq) + NO₃^– (aq)

     Katode  :  Ag⁺ (aq) + e    →   Ag (s)

     Anode    :  Ag (s)   →   Ag⁺ (aq) + e

C.  Tuliskan reaksi elektrolisis larutan berikut:

      1. larutan KI dengan elektrode Pt

          KI (aq)    →  K⁺ (aq) + I^– (aq)

          Katode  :  2H₂O (l)  +  2e-    →   H₂ (g) + 2OH^– (aq)  

          Anode  :    2I^– (aq)     ^→    I₂  (g) + 2e^–

---

                           2H₂O (l) + 2I^– (aq)     →   H₂ (g) + 2OH^– (aq) +I₂ (g)

     2. larutan Na₂SO₄ dengan elektrode Al

         Na₂SO₄ (aq)    →  2Na⁺ (aq) + SO₄^2- (aq)

         Katode  :  2H₂O (l)  +  2e-    →    H₂ (g) + 2OH^– (aq)         ( x3)

         Anode   : Al (s)   →    Al³⁺ (aq) + 3e                                  (x2)

         Katode  :  6H₂O (l)  +  6e-  →   3H₂ (g) + 6OH^– (aq)    

         Anode   :  2Al (s)   →   2Al³⁺ (aq) + 6e  

---

                         2Al (s) + 6H₂O (l)    →    2Al³⁺ (aq) + 3H₂ (g) + 6OH^–(aq)

     3. larutan HCl dengan elektrode C

         HCl (aq)   →  H⁺ (aq) + Cl^– (aq)

         Katode  :  2H⁺ (aq)  +    2e^–    →    H₂ (g)

         Anode    :  2Cl^– (aq)   →   Cl₂(g) + 2e

---

                          2H⁺ (aq) + 2Cl^– (aq)    →   H₂ (g) + Cl₂ (g)

       4. larutan NiSO₄ dengan elektrode C

           NiSO₄ (aq)   →  Ni²⁺ (aq) + SO₄^2- (aq)

           Katode  :  Ni²⁺ (aq) + 2e   →      Ni (s)                       (x2)

           Anode   : 2H₂O (l)   →     4H⁺ (aq)  + O₂ (g) + 4e^–       (x1)

           Katode  :  2Ni²⁺ (aq) + 4e    →   2Ni (s)                         

           Anode   : 2H₂O (l)    →    4H⁺ (aq)  + O₂ (g) + 4e^–       

---

                          2H₂O (l) + 2Ni²⁺ (aq)     →     4H⁺ (aq) + 2Ni (s) + O₂ (g)

      5. larutan NaOH dengan elektrode Pt

          NaOH (aq)    →   Na⁺ (aq)  + OH^– (aq)

          Katode  : 2H₂O (l)  +  2e-   →  H₂ (g) + 2OH^– (aq)         (x 2)

          Anode   : 4OH^– (aq)   →    2H₂O (l) + O₂ (g) + 4e^–         (x 1)

          Katode  :   4H₂O (l)  +  4e-  →   2H₂ (g) + 4OH^– (aq)        

          Anode   :  4OH^– (aq)   →      2H₂O (l) + O₂ (g) + 4e^–        

---

                         4H₂O (l)    →    2H₂O (l) + 2H₂ (g) + O₂ (g)      (sederhanakan)

                         2H₂O (l)   →     2H₂ (g) + O₂ (g)     

       6. larutan KNO₃ dengan elektrode Pt

            KNO₃ (aq)   →  K⁺ (aq) + NO₃^– (aq)

            Katode  :  2H₂O (l)  +  2e-    →       H₂ (g) + 2OH^– (aq)         (x 2)

            Anode    : 2H₂O(l)   →         4H⁺(aq)  + O₂(g) + 4e^–                   (x 1)

             Katode  : 4H₂O (l) + 4e- → 2H₂ (g) + 4OH^– (aq) ( Ket : 4H⁺+ 4OH^– →  4H₂O)

             Anode   :   2H₂O (l)   →     4H⁺ (aq)  + O₂ (g) + 4e^–       

---

                             6H₂O (l)    →     4H₂O (l) + 2H₂ (g) + O₂ (g)       (sederhanakan)

                             2H₂O (l)   →     2H₂ (g) + O₂ (g)

      7. larutan Zn(NO₃)₂ dengan elektrode Ag

          Zn(NO₃)₂ (aq)   →   Zn²⁺ (aq)  + 2NO₃^– (aq)

          Katode  :  Zn²⁺ (aq)  + 2e    →          Zn (s)     (x 1)

          Anode   :   Ag (s)    →        Ag⁺ (aq) + e          (x 2)

          Katode  :  Zn²⁺ (aq)  + 2e     →          Zn (s)    

          Anode   :  2Ag (s)   →       2Ag⁺ (aq) + 2e   

---

                          Zn²⁺ (aq)  + 2Ag (s)  →          Zn (s)  +  2Ag⁺ (aq)

      8.  larutan CuSO₄ dengan elektrode Cu

           CuSO₄ (aq)    →    Cu²⁺ (aq) + SO₄^2- (aq)

           Katode  :  Cu²⁺ (aq) + 2e    →        Cu (s)

            Anode   :  Cu (s)    →        Cu²⁺ (aq) + 2e

      9. leburan NaCl dengan elektrode C

          NaCl (l)  →   Na⁺(l) + Cl^– (l)

          Katode  : Na⁺ (l) + e   →      Na (s)         (x 2)

          Anode   :  2Cl^– (l)  →    Cl₂ (g)  + 2e       (x 1)

          Katode  :  2Na⁺ (l) + 2e   →            2Na (s)         

          Anode   :  2Cl^– (l)     →        Cl₂ (g)  + 2e   

---

                         2Na⁺ (l) + 2Cl^– (l)    →         2Na (s)  +  Cl₂ (g)

      10. leburan Al₂O₃ dengan elektrode Pt

            Al₂O₃ (l)  →   2Al³⁺ (l)  + 3O^2- (l)

            Katode  : Al³⁺ (l) + 3e^–   →        Al (s)           (x2)

            Anode   :  2O^2- (l)    →         O₂(g) +   2e       (x3)

             Katode  : 2Al³⁺ (l) + 6e^–   →        2Al (s)          

             Anode   :  6O^2- (l)    →         3O₂ (g)   + 6e     

---

                            2Al³⁺ (l) + 6O^2- (l)   →          2Al (s) + 3O₂ (g)

Soal:

1.  Elektrolisis larutan AlCl₃ menggunakan elektrode karbon

     akan menghasilkan….

      A.  gas O₂ di anode

      B.  gas H₂ di anode

      C.  gas Cl₂ di anode

      D.  logam Al di katode

      E.  larutan asam di katode

      Jawab :

      AlCl₃ (aq)    →    Al³⁺ (aq)  + 3Cl^–

      Katoda     :   2H₂O + 2e    →       H₂ + 2OH^–

      Anoda      :    2Cl^–  →       Cl₂  +  2e^–

     Jadi di katode dihasilkan gas H₂ sedangankan di anoda dihasilkan gas  Cl₂  (C)

2.   Reaksi yang terjadi di anode ketika mengelektrolisis lelehan KI

      menggunakan elektrode tembaga adalah….

      A.  2H₂O (l) + 2e   →       2OH- (aq) + H₂(g)

      B.  2H₂O (l)   →       4H⁺ (aq) + 4e + O₂(g)

      C.  Cu(s)  →      Cu²⁺ (aq) + 2e

      D.  2I^– (l)  →     I₂(g) + 2e

      E.   K⁺ (l)  + e   →   K(s)

      Jawab :

KI (l)   →   K⁺  +  I^–

      Katode   :  K⁺   + e^–   →    K

      Karena elektrodanya adalah Cu, maka teroksidasi adalah Cu

      Anode   :  Cu   →     Cu²⁺   + 2e^–   (C)

3.  Seorang siswa hendak melapisi sendok besi dengan perak. Pernyataan

     yang benar mengenai peristiwa pelapisan sendok tersebut adalah….

    A.  sendok besi diletakkan sebagai anode

    B.  logam perak diletakkan sebagai katode

    C.  larutan elektrolit yang digunakan adalah FeCl₃

    D.  reaksi yang terjadi di anode adalah Fe (s)  →     Fe³⁺ (aq)  + 3e

    E.  reaksi yang terjadi di katode adalah Ag⁺ (aq) + e   →      Ag (s)

Penyelesaian:

• Proses pelapisan logam, logam yang disepuh (sendok besi) diletakkan sebagai katode, sedangkan logam penyepuh (perak) diletakkan sebagai anode
• Adapun larutan elektrolit yang digunakan mengandung ion logam penyepuhan misalnya AgNO₃
• Peristiwa yang terjadi adalah:

           Katode :   Ag⁺ (aq) + e    →   Ag (s)

           Anode :   Ag (s)  →   Ag⁺ (aq) + e

4.  Elektrolisis yang menghasilkan logam alkali adalah….

     A.  leburan AlCl₃ dengan elektrode Pt

     B.  larutan KI dengan elektrode C

     C.  larutan Na₂SO₄ dengan elektrode C

     D.  larutan KNO₃ dengan elektrode Au

     E.  leburan NaCl dengan elektrode C

5.  Pada proses pemurnian tembaga dengan cara elektrolisis, digunakan

     larutan tembaga (II) sulfat. Anodanya adalah tembaga tak murni dan

     katodenya adalah tembaga murni. Reaksi yang terjadi pada anode

     adalah…

     A. Cu²⁺ + 2e^–   →  Cu (s)

     B. Cu²⁺ + e^–    →   Cu⁺ (aq)

     C. Cu (s)   →   Cu²⁺ (aq) + 2e^–

     D. 2H₂O (l) + 2e^–    →  H₂ (g) + 2OH^– (aq)

     E. 2H₂O (l)    →   O₂ (g) + 4H⁺ (aq) + 4e^–

6.  Di antara reaksi-reaksi di bawah ini, yang merupakan contoh reaksi redoks

     adalah….

     A.  AgNO₃ (aq) + NaCl (aq)   →  AgCl (s) + NaNO₃ (aq)

     B.  2KI (aq) + Cl₂ (aq)   →   I₂ (s) + 2KCl (aq)

     C.  NH₃ (aq) + H₂O (l)   →   NH₄⁺ (aq) + OH^– (aq)

     D.  NaOH (aq) + CH₃COOH (aq)   →   CH₃COONa (aq) + H₂O (l)

     E.  Al₂O₃ + 2NaOH (aq)   →  2NaAlO₂ (aq)  + H₂O (l)

    Jawab

     Reaksi kimia disebut reaksi redoks jika terjadi reaksi oksidasi dan reduksi. 

     Oksidasi, bilangan oksidasinya naik.

     Reduksi , bilangan oksidasinya turun.

7.  Elektrolsis larutan KCl dengan elektrode karbon akan menghasilkan….

     A.  logam K di katode

     B.  gas Cl₂ di katode

     C.  gas H₂ di katode

     D.  larutan basa di anode

     E.  gas H₂ di anode

     Jawab :

      KCl (aq)   →     K+   +  Cl^–

      Katoda   :   2H₂O   +  2e^–   →   2OH-   +  H₂

      Anoda    :   2Cl^–   →   Cl₂  + 2e^–

     Jadi yang dihasilkan di katoda adalah gas H₂ sedangkan di anoda adalah gas Cl₂

8.  Jika larutan NaNO₃ di elektrolisis, timbul gelembung-gelembung gas,

     baik di katode maupun di anode, berturut-turut adalah gas….

     A.  H₂ dan N₂

     B.  H₂ dan NO₂

     C.  H₂ dan O₂

     D.  N₂ dan O₂

     E.  O₂ dan H₂

     Jawab:

     NaNO₃ (aq)  →       Na⁺   +  NO₃^–

     Katoda   :  2H₂O  +  2e^–  →   2OH^–   +  H₂

     Anoda    :   2H₂O  →    4H⁺   +  O₂   + 4e^–

    Jadi yang dihasilkan di katoda adalah gas H₂ sedangkan di anoda adalah gas O_2.

9.  Elektrolisis terhadap larutan di bawah ini yang menghasilkan gas

     pada kedua elektrodenya adalah…

    A.  NaCl (aq)

    B.  NiCl₂ (aq)

    C.  CuSO₄ (aq)

    D.  SnSO₄ (aq)

    E.  AgNO₃ (l)

   Jawab :

   NaCl (ag )  →   Na⁺     +  Cl^–

   Katoda   :  2H₂O  +  2e^–  →  2OH^–   +  H₂

   Anoda    :   2H₂O  →   4H⁺   +  O₂   + 4e^–

   Jadi yang dihasilkan di katoda adalah gas H₂ sedangkan di anoda adalah gas O₂

10.  Suatu sel Volta terdiri dari elektrode elektrode seng dan tembaga.

       Pertanyaan yang benar dari sel di atas adalah ….

       A.  tembaga bertindak sebagai anode

       B.  pada seng terjadi reaksi reduksi

       C.  seng sebagai elektrode positif

       D.  diagram selnya : Cu | Cu²⁺ || Zn^{2+  |} Zn

       E.  reaksi sel: Zn⁺ + Cu²⁺  →  Zn²⁺+ Cu

       Jawab:

       Berdasarkan deret Volta logan Zn berada di sebelah kiri logam Cu,

       yang berarti Zn bertindak sebagai anoda (oksidasi) sedangkan Cu

       bertindak sebagai katoda (reduksi).

       Notasi sel :  Zn | Zn²⁺ ||  Cu²⁺ |  Cu

       Reaksi sel : Zn  +  Cu^{2+    →}    Zn²⁺   +  Cu 

11.  Suatu sel Volta terdiri dari elektroda logam A dan B jika E⁰ A²⁺½A = a Volt

      dan  E⁰ B²⁺½B =  b Volt di mana a > b, maka pernyataan yang benar

      mengenai sel volta tersebut ….

      A.  bertindak sebagai anoda

      B.  bertindak sebagai elektroda negatif

      C.  E⁰ sel = (a+b) volt

      D.  pada elektroda A terjadi reaksi oksidasi

      E.  elektron mengalir dari A ke B

12.  Pada reaksi elektrolisis lelehan natrium bromida dengan menggunakan

       elektroda karbon, reaksi yang terjadi di ruang katode adalah ….

       A.  2 H₂O + 2 e   →  2 OH^– +H₂

       B.  2 H₂O   →  4H⁺ + O₂ + 4e

       C.  Na⁺   + e   →  Na

       D.  2 Br^–  →  Br₂ + 2e

       E.  C + O₂  →    CO₂

       Jawab:

       NaBr (l)  →   Na ⁺   + Br^–

       Katoda     :   Na⁺  +   e   →     Na

       Anoda      :    2Br^–   →   Br₂  +  2e^–