MENGENAL SEL ELEKTROLISIS

Dalam sel volta/galvani, reaksi oksidasi reduksi berlangsung dengan spontan, dan energi kimia yang menyertai reaksi kimia diubah menjadi energi listrik. Sedangkan elektrolisis merupakan reaksi kebalikan dari sel volta/galvani yang potensial selnya negatif atau dengan kata lain, dalam keadaan normal tidak akan terjadi reaksi dan  reaksi dapat terjadi bila diinduksi dengan energi listrik dari luar. Jadi, dalam sel elektrolisis terjadi peruraian zat elektrolit dengan menggunakan arus listrik searah. Dua elektroda yang terdiri dari elektroda negatif (katoda) dan elektroda positif (anoda) dihubungkan dengan sumber arus searah seperti pada gambar.

Sebelum kita memahami reaksi di katoda dan anoda, perlu diketahui jenis elektroda yang digunakan dalam elektrolisis. Ada 2 (dua) jenis elektroda yang berkaitan dengan reaksi di katoda dan anoda, yaitu:

1. Elektroda inert, elektroda yang tidak ikut bereaksi (Pt, C, dan Au). 
2. Elektroda tidak inert, elektroda yang mudah teroksidasi pada anoda (selain Pt, C, dan Au).

Berikut kita liat reaksi yang terjadi di katoda dan anoda...

Reaksi pada Katoda ( Reduksi Kation)

(1) Bila kation dari golongan Alkali (Li⁺, Na⁺, K⁺), Alkali tanah (Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺), Al³⁺ atau Mn²⁺ maka kation tersebut tidak direduksi namun air (H₂O) yang direduksi. hal ini karena E°red H₂O lebih besar dari ion-ion tersebut. Reaksi yang terjadi :

2H₂O(l) + 2e^- → H₂(g) + 2OH^-(aq)

(2) Ion-ion logam lainnya yang tidak termasuk dalam kelompok di atas akan direduksi lalu mengendap pada katoda.

Ni²⁺(aq) + 2e^- → Ni(s)

Cu²⁺(aq) + 2e^- → Cu(aq)

Ag⁺(aq) + e^- → Ag(s)

(3) Ion-ion lelehan atau leburan dari golongan alkali dan alkali tanah direduksi lalu mengendap pada katoda (karena lelehan/leburan tidak mengandung air).

Li⁺(aq) + e^- → Li(s)

Ca²⁺(aq) + 2e^- → Ca(s)

(4) H⁺ dari suatu asam akan direduksi menjadi gas hidrogen (H₂). Reaksi yang terjadi :

2H⁺(aq) + 2e^- → H₂(g)

Reaksi pada Anoda (Oksidasi Anion)

(1) Ion sisa asam yang mengandung oksigen (SO₄^2-, NO₃^-, PO₄^3- dll) tidak dioksidasi namun air (H₂O) yang dioksidasi, karena E°oksidasi H₂O lebih besar dari sisa asam yang mengandung oksigen. Reaksi yang terjadi :

2H2O(aq) → 4H⁺(aq) + O2(g) + 4e^-

(2) ion sisa asam yang tidak mengandung oksigen (Cl^- , Br^- , I^- dll) akan dioksidasi.

2Cl^-(s) → Cl2(g) + 2e^-

2Br^-(s) → Br2(g) + 2e^-

(3) Ion OH^- dari basa maka reaksi yang terjadi :

4OH^-(aq) → 2H2O(aq) + O2(g) + 4e^-

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

Ni(s) → Ni²⁺(aq) + 2e^-  

Cu(aq) → Cu²⁺(aq) + 2e^-  

Ag(s) → Ag⁺(aq) + e^-  

Contoh soal:

Tuliskan reaksi elektrolisis :

a.         larutan AgNO₃ menggunakan elektoda Pt

b.        larutan CuSO₄ dengan elektroda Ag

Jawaban:

a.      Reaksi ion    :   AgNO_{3 (aq)}  →  Ag⁺_(aq)   +  NO₃^- _(aq)

         Katoda       :   Ag⁺_(aq)  + e  →  Ag_(s)                               …x 4

         Anoda        :   2H₂O_(l)  → 4e  +  4H⁺_(aq)  +  O_2(g)            …x 1         +

                             4Ag⁺ _(aq) + 2H₂O_(l) →  4Ag_(s) +  4H⁺_(aq) + O_{2 (g)}                    

b.      Reaksi ion   :   CuSO_{4 (aq)}  →  Cu²⁺_(aq)   +  SO₄^2- _(aq)

         Katoda       :   Cu²⁺_(aq)  + 2e  →  Cu_(s)                            …x 1

         Anoda        :   Ag_(s)  →    Ag⁺_(aq)  +  e                            …x 2         +

                                       Cu²⁺ _(aq) + 2Ag_(s) → Cu_(s) +  2Ag⁺_(aq)