Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan reaksi reduksi di katoda yang menghasilkan gas hidrogen, dan reaksi oksidasi di anoda yang menghasilkan gas klor. Larutan menjadi basa di katoda dan asam di anoda.

1. ELEKTROLISIS LARUTAN
16 OKTOBER 2014
SMA NEGERI 1 JONGGOL
Jalan Sukasirna 36 Jonggol Bogor
http://www.sman1jonggol.sch.id

2. 1 | P a g e
PEMBIMBING : Dra. Justina Endang W
DISUSUN OLEH :
KELOMPOK IV
 Annisa Kusumawardani R
 Komarudin M Zaelani
 Rahmat Yudi
 Selvina Effendi.
XII IPA 5

3. 2 | P a g e
I. KOMPETENSI DASAR
Melakukan Percobaan Sel Elektrolisis
II. TUJUAN
 Menuliskan reaksi elektrolisis pada beberapa larutan.
 Menjelaskan proses reaksi pada sel elektrolisis..
III. DASAR TEORI
Reaksi redoks spontan menimbulkan arus listrik. Terjadinya arus listrik ini dapat diamati dari voltmeter. Tidak demikian halnya dengan sel elektrolisis, reaksi redoks yang tidak spontan dapat berlangsung bila kedalamnya dialiri listrik.
Arus listrik dari sumber arus searah mengalir ke dalam larutan melalui katoda atau elektroda negatif. Pada katoda ini terjadi reaksi reduksi dari spesi tertentu yang ada dalam larutan. Spesi tertentu yang lain mengalami oksidasi di anoda/elektroda positif. Dalam hal tempat reaksi berlangsung sama seperti sel volta yaitu katoda tempat terjadi reaksi reduksi sedangkan anoda tempat terjadi oksidasi, tetapi muatan elektroda dalam sel elektrolisis berlawanan dengan muatan elektroda dalam sel volta. Pada sel elektrolisis katoda merupakan elektroda negatif, sedangkan anoda merupakan elektroda positif. Spesi yang mengalami reduksi di katoda dan spesi yang mengalami oksidasi di anoda, tergantung pada potensialnya masing-masing. Spesi yang mengalami reduksi adalah yang mempunyai potensial elektroda lebih positif. Sedangkan spesi yang mengalami oksidasi adalah yang mempunyai potensial elektroda lebih negatif. Dengan demikian, tidak selalu kation yang mengalami reduksi dan tidak selalu anion yang mengalami oksidasi, mungkin saja pelarutnya (air) yang mengalami reduksi dan atau oksidasi. Bila elektroda bukan elektroda inert (sukar bereaksi) maka elektroda akan mengalami oksidasi. Untuk lebih jelasnya, perhatikan beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menulis reaksi elektrolisis berikut.
A. Reaksi pada Anoda (Oksidasi)
1. Bila anoda terbuat dari Pt, Au, atau C, maka anoda tidak ikut teroksidasi,
 Ion OH- teroksidasi menjadi H2O dan gas O2.
4OH- (aq)→ 2H2O (l) + O2 (g) + 4e
 Ion sisa asam halida (Cl-, Br-, I-) teroksidasi menjadi molekulnya.
Contoh :
2Br- (aq) → Br2 (l) + 2e
 Ion sisa asam oksi (SO42−, NO3−, CO32 −) tidak teroksidasi, yang teroksidasi adalah air (pelarut).
2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e

4. 3 | P a g e
2. Bila anoda terbuat selain dari Pt, Au, atau C, maka anoda ikut teroksidasi.
Contoh :
Anoda dari logam Ag maka Ag (s) ⟶ Ag+ (aq) + e
Anoda dari logam Cu maka Cu (s) ⟶ Cu2+ (aq) + 2e
B. Reaksi pada Katoda (Reduksi)
1. Ion H+ tereduksi menjadi gas H2 : 2H+ (aq) + 2e ⟶ H2 (g)
2. Ion-ion logam
a. Ion-ion logam alkali (AI) dan alkali tanah (AII) (Na+, K+, Ca2+, Mg2+ dan lain-lain) serta Al3+, Mn2+ tidak mengalami reduksi, yang tereduksi adalah air (pelarut).
2H2O (l) + 2e ⟶ H2 (g) + 2OH- (aq)
b. Ion-ion logam selain alkali dan alkalis tanah serta Al3+, Mn2+ tereduksi menjadi logamnya. Contoh: Ni2+ (aq) + 2e ⟶ Ni (s) Perhatikan beberapa contoh reaksi elektrolisis berikut:
 Reaksi elektrolisis larutan CaCl2 dengan elektroda karbon (C)
Anoda 2Cl- (aq) ⟶ Cl2 (g) + 2e
Katoda 2H2O (l) + 2e ⟶ H2 (g) + 2OH- (aq) +
Reaksi Sel 2Cl- (aq) + 2H2O (l) ⟶ Cl2 (g) + H2 (g) + 2OH- (aq)
 Reaksi elektrolisis larutan NaNO3 (elektroda Pt)
Anoda 2H2O (l) ⟶ 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e ×1
Katoda 2H2O (l) + 2e ⟶ H2 (g) + OH- (aq) ×2 +
Reaksi Sel 6H2O (l) ⟶ 4H+ (aq) + O2 (g) + 2H2 (g) + 4OH- (aq)
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi hasil elektrolisis, maka dari itu dalam menuliskan reaksi elektrolisis perlu memperhatikan hal berikut.
 Overpotensial umumnya terjadi jika reaksinya melibatkan gas. Misalnya overpotensial pada penggunaan sel dengan H2(g) pada katode raksa kira-kira 1,5 V, sedangkan pada katode platina adalah nol.
 Jika zat yang dielektrolisis mengandung beberapa spesi yang mampu menjalani oksidasi dan reduksi, maka akan terjadi kompetisi reaksi pada elektrode. Jika NaCl cair dielektrolisis dengan mengalirkan arus listrik ke dalam lelehan NaCl tersebut, maka terjadi satu reaksi oksidasi dan satu reaksi reduksi di mana NaCl(l) akan terurai menjadi logam natrium dan gas klor.

5. 4 | P a g e
Katode 2Na+ (aq) + 2e ⟶ 2Na(s)
Anode 2Cl– (aq) ⟶ Cl2(g) + 2e +
Reaksi Sel 2 Na+ (aq) + 2Cl– (aq) ⟶ 2Na(s) + Cl2(g)
Pada elektrolisis NaCl (aq) dapat terjadi dua macam setengah reaksi oksidasi dan dua macam setengah reaksi reduksi.
Katode 2Na+ (aq) + 2e ⟶ 2Na(s) Eo = –2,71 V......(1)
2H2O(l) + 2e ⟶ H2(g) + 2OH- ( aq) Eo = –0,83 V......(2)
Anode 2Cl– (aq) ⟶ Cl2(g) + 2e Eo = –1,36 V…..(3)
2H2O(l) ⟶ O2(g) + 4H+ (aq) + 4e Eo = –1,23 V .....(4)
Untuk setengah reaksi oksidasi potensial elektrode pada persamaan (3) dan (4) sama besarnya. Harga yang tepat tergantung pada Cl– dan H+. Jika larutan NaCl dipekatkan, maka cenderung terjadi reaksi ke (3) atau pembentukan klor. Jika larutan NaCl diencerkan, maka cenderung terjadi reaksi ke (4) atau pembentukan gas oksigen.
Untuk setengah reaksi reduksi yang cenderung terjadi reaksi ke (2) atau reduksi air. Namun jika raksa digunakan sebagai katode, maka yang cenderung terjadi reaksi ke (1). Hal ini karena overpotensial gas hidrogen pada raksa tinggi. Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa spesi yang mengalami reduksi di katode adalah yang mempunyai potensial elektrode lebih positif. Sedangkan spesi yang mengalami oksidasi di anode adalah yang mempunyai potensial elektrode yang lebih negatif.
 ALAT DAN BAHAN
 Kabel
 Amilum
 Pipa U
 Baterai 9 V
 Elektroda Karbon
 Corong kaca
 Larutan NaCl
 Indikator Universal
 Klem dan Statif
 Pisau Cutter
 Gunting
 LANGKAH KERJA
1. Uji pH larutan NaCl dengan indikator universal
2. Potong kabel terlebih dahulu
3. Tempelkan kedua ujung kabel kepada ujung baterai (9V)
4. Pasang pipa U pada klem

6. 5 | P a g e
5. Masukan larutan NaCl ke dalam pipa U
6. Celupkan kedua elektroda yang telah terpasang pada baterai pada pipa U yang telah terisi larutan NaCl pada statif
7. Amati kurang lebih hingga 15 menit.
8. Setelah 15 menit, uji pH di katoda dan anoda
9. Lalu teteskan 3 pipet tetes fenolftalein (pp)
10. Teteskan amilum sebanyak 3 tetes.
 DATA PENGAMATAN
Pengamatan Sebelum Sesudah Anoda (+) Katoda (-) Anoda (+) Katoda (-)
Warna
Larutan
Bening
Ungu
Bening
Ungu
Elektroda
Hitam
Hitam
Hitam
Hitam
Aroma
Larutan
-
-
+
-
Elektroda
-
-
+
-
pH Larutan
7
7
3
10
Gelembung
-
-
+
++
Penoptalen 3 tetes
Bening
Ungu
Amilum 3 tetes
Bening
Bening
Keterangan :
- : Tidak ada
+ : Ada (Sedikit)
++ : Ada (Banyak)
 PEMBAHASAN
Elektolisis Larutan NaCl dengan Elektroda Karbon C
NaCl ⟶ Na+ + Cl-
Katoda : Reaksi Reduksi
Kation (Na+) Aktif. Karena Na+ termasuk golongan alkali.
2H2O + 2e ⟶ H2 + 2OH-
Anoda : Reaksi Oksidasi
Elektroda : Karbon (C) “Inert”
Anion : Cl- (ion klorin)
2Cl- ⟶ Cl2 + 2e
Katoda : 2H2O + 2e ⟶ H2 + 2OH-
Anoda : 2Cl- ⟶ Cl2 + 2e +
Reaksi Sel : 2H2O + 2Cl- ⟶ H2 + 2OH- + Cl2

7. 6 | P a g e
Ketika larutan ditambahkan dengan pp (fenolftalein) maka terjadi perubahan warna yaitu ungu hingga ungu tua pada katoda, pada percobaan menimbulkan warna ungu muda hal tersebut menunjukan bahwa larutan pada katoda berada dalam kondisi pH basa sedangkan pada anoda asam karena adanya oksidasi Cl-. Pada percobaan tersebut pipa U telah tercemar oleh pp kelompok sebelumnya sehinga pada sebelum ditambahkan pp sebanyak 3 tetes larutan sudah berwarna ungu pada katoda, seharusnya sebelum dan sesudah melakukan percobaan alat harus di cuci bersih. Di anoda dan katoda terdapat gelembung akan tetapi gelembung pada katoda lebih banyak terdapat gelembung hal ini dikarenakan terjadi reduksi air yang menghasilkan gas hidrogen pada katoda, karena ion natrium termasuk logam alkali,
2H2O + 2e ⟶ H2 + 2OH-
sedangkan pada anoda terbentuk sedikit gelumbung hal ini dikarenakan terjadi oksidasi
2Cl- ⟶ Cl2 + 2e
Hal ini juga yang menyebabkan pada anoda tercium aroma khas dari gas klorida Cl2, lalu larutan ditambahkan amilum sebanyak 3 tetes, setelah ditetesi amilum warna anoda dan katoda tetap bening.
KESIMPULAN
Reaksi di Katoda : 2H2O + 2e ⟶ H2 + 2OH-
Menyebabkan terdapat banyak gelembung gas (H2) dan pH basa (OH-) terjadi perubahan warna setelah ditetesi pp dan tidak terjadi perubahan warna setelah ditetesi amilum.
Reaksi di Anoda : 2Cl- ⟶ Cl2 + 2e
Terjadi sedikit gelembung gas (Cl2) dan pH asam (Cl-) tidak terjadi perubahan warna setelah di tetesi pp dan amilum
Elektroda : Elektroda Karbon adalah inert yang sukar yang beraksi

8. 7 | P a g e
LAMPIRAN

9. 8 | P a g e
DAFTAR PUSTAKA
Pratana, Cyrs Fajar dan Wiyarsi, Antuni.2009. Kimia 3. Jakarta : Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional
Pangajuanto, Teguh dan Rahmidi, Tri.2009. Kimia 3. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional