Cara Menuliskan Reaksi Kimia dalam Elektrolisis

Sel elektrolisis adalah rangkaian sel yang memanfaatkan arus listrik untuk menjalankan reaksi redoks yang tidak spontan. Pada sel elektrolisis, anode merupakan kutub positif dan katode merupakan kutub negatif.

Untuk menuliskan reaksi kimia yang terjadi pada sel elektrolisis, kita perlu memahami ketentuan-ketentuan reaksi elektrolisis. Sel elektrolisis dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu sel dengan elektrolit lelehan, sel dengan elektrolit larutan dan elektrode tidak reaktif, serta sel dengan elektrolit larutan dan elektrode reaktif.

A. Sel dengan Elektrolit Lelehan
Sel dengan elektrolit lelehan atau leburan tidak mengandung pelarut (air), hanya ion positif (kation) dan ion negatif (anion). Kation langsung direduksi, berlaku untuk kation golongan utama dan gologan transisi. Sementara anion langsung dioksidasi, berlaku untuk anion yang mengandung oksigen dan yang tidak mengandung oksigen.

Contoh:
1. Reaksi elektrolisis lelehan NaCl

NaCl(l) → Na+(l) + Cl(l)
Katode : Na+(l) + e → Na(l) |x2|
Anode : 2Cl(l) → Cl2(g) + 2e |x1|


2Na+(l) + 2Cl(l) → 2Na(l) + Cl2(g)

2. Reaksi elektrolisis dari leburan Al2O3

Al2O3(l) → 2Al3+(l) + 3O2-(l)
Katode : 2Al3+(l) + 6e → 2Al(s)
Anode : 3O2-(l) → 3/2 O2(g) + 6e


2Al3+(l) + 3O2-(l) → 2Al(s) + 3/2 O2(g)

B. Sel dengan Elektrolit Larutan dan Elektrode Tidak Reaktif
Yang termasuk elektrode tidak reaktif atau sering disebut inert adalah grafit (C), platina (Pt), dan emas (Au). Dalam sel ini terdapat pelarut (air), sehingga perlu diperhatikan aturan berikut.

  1. Reaksi pada Katode
    Jika kation dari golongan transisi, maka kation ini yang direduksi. Sedangkan jika kation dari golongan utama, maka yang direduksi adalah H2O dengan reaksi:
    2H2O(l) + 2e → H2(g) + 2OH(aq)
  2. Reaksi pada Anode
    Jika anion tidak mengandung oksigen, maka anion ini yang dioksidasi. Sedangkan jika anion mengandung oksigen, maka yang dioksidasi adalah H2O dengan reaksi:
    2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e

Contoh:
1. Reaksi elektrolisis larutan CuCl2 dengan elektrode grafit

CuCl2(aq) → Cu2+(aq) + 2Cl(aq)
Kation Cu2+ yang merupakan golongan transisi langsung direduksi, dan anion 2Clyang tidak mengandung oksigen langsung dioksidasi.

Katode : Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
Anode : 2Cl(aq) → Cl2(g) + 2e


Cu2+(aq) + 2Cl(aq) → Cu(s) + Cl2(g)

2. Reaksi elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode platina

NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl(aq)
Kation Na+ merupakan golongan utama, jadi yang direduksi adalah H2O.
Anion Cl yang tidak mengandung oksigen langsung dioksidasi.

Katode : 2H2O(l) + 2e → H2(g) + 2OH(aq)
Anode : 2Cl(aq) → Cl2(g) + 2e


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

3. Reaksi elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektrode grafit

CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42-(aq)
Kation Cu2+ yang merupakan golongan transisi langsung direduksi. Anion SO42- mengandung oksigen, jadi yang dioksidasi adalah H2O.

Katode : Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) |x2|
Anode : 2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e


2Cu2+(aq) + 2H2O(l) → Cu(s) + O2(g) + 4H+(aq)

4. Reaksi elektrolisis larutan NaNO3 dengan elektrode platina

NaNO3(aq) → Na+(aq) + NO3(aq)
Kation Na+ merupakan golongan utama, jadi yang direduksi adalah H2O. Sementara anion NO3 mengandung oksigen, jadi yang dioksidasi juga H2O.

Katode : 2H2O(l) + 2e → H2(g) + 2OH(aq) |x2|
Anode : 2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e


6H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) + 4H+(aq) + 4OH(aq)

C. Sel dengan Elektrolit Larutan dan Elektrode Reaktif
Elektrode reaktif adalah elektrode yang ikut bereaksi (hanya pada anode) dan mengalami reaksi oksidasi. Yang termasuk elektrode reaktif adalah elektrode selain C, Pt, dan Au. Misalnya elektrode perak (Ag), tembaga (Cu), besi (Fe), dan nikel (Ni). Dalam penulisan reaksi elektrolis, sel ini mengikuti aturan berikut.

  1. Reaksi pada Katode
    Aturan yang berlaku sama dengan aturan reaksi pada sel dengan elektrolit larutan dan elektrode tidak reaktif. Untuk kation golongan transisi, yang direduksi adalah kation itu sendiri, sedangkan untuk kation golongan utama yang direduksi adalah H2O.
  2. Reaksi pada Anode
    Pada sel ini, yang mengalami oksidasi adalah elektrode (anode) itu sendiri. Hal ini berlaku untuk anion yang mengandung oksigen dan yang tidak mengandung oksigen.

Contoh:
1. Reaksi elektrolisis larutan CuCl2 dengan elektrode nikel

CuCl2(aq) → Cu2+(aq) + 2Cl(aq)
Kation Cu2+ yang merupakan golongan transisi langsung direduksi. Elektrode yang digunakan adalah elektrode reaktif, sehingga yang dioksidasi pada anode adalah elektrode tersebut (Ni). Dalam hal ini, keberadaan oksigen pada anion tidak perlu diperhatikan.

Katode : Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
Anode : Ni(s) → Ni2+ + 2e


Cu2+(aq) + Ni(s) → Cu(s) + Ni2+(aq)

2. Reaksi elektrolisis larutan MgSO4 dengan elektrode tembaga

MgSO4(aq) → Mg2+(aq) + SO42-(aq)
Kation merupakan golongan utama, jadi yang direduksi adalah H2O. Elektrode yang digunakan reaktif, sehingga yang dioksidasi adalah elektrode (anode) itu sendiri, yaitu Cu.

Katode : 2H2O(l) + 2e → H2(g) + 2OH(aq)
Anode : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e


2H2O(l) + Cu(s) → Cu2+(aq) + H2(g) + 2OH(aq)

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.