Ini adalah merupakan kebalikan dari sel volta. Jadi untuk sel elektrolisis didefinisikan sebagai suatu sel yang mengubah energi listrik menjadi reaksi kimia. Kalau yang sebelumnya, yang sel volta kemarin adalah dari reaksi kimia menjadi energi listrik, nah yang sel elektrolisis ini mengubah energi listrik menjadi reaksi kimia. Atau sebenarnya di sini, sel elektrolisis ini menjalankan reaksi yang tidak spontan menjadi spontan dengan Tambahan energi, dalam hal ini energi yang ditambahkan adalah energi listrik.
Jadi pada materi direct volta sebelumnya, sebelum video yang saya sampaikan ini, ini sebelumnya sudah dibahas mengenai reaksi spontan dan tidak spontan. Nah ternyata reaksi yang tidak spontan pun di sini dapat diubah menjadi spontan, yaitu dengan penambahan energi. Pada kasus sel elektrolisis, energinya adalah dalam bentuk energi listrik. Kemudian, Perbedaan dengan sel volta, untuk sel elektrolisis sendiri, ini kalau katodanya itu merupakan kutub negatif.
Sel volta kemarin adalah kutub positif katodanya. Nah, untuk sel elektrolisis, ini katodanya adalah negatif, sementara anodanya adalah kutub positif. Atau ini sering disingkat dengan kata kenap.
Untuk mengingat-ingat, digunakan kata kenap. Katoda negatif, anoda positif. Tetapi pada reaksi di katoda dan anoda ini sama, baik di sel volta ataupun sel elektrolisis. Katoda itu selalu reduksi, anoda selalu oksidasi. Ingat kembali untuk mengingat-ingat yang reaksinya, kemarin menggunakan kata karet dan anoks, yaitu katoda reduksi dan anoda oksidasi.
Contoh pemanfaatan sel elektrolisis dalam industri ini biasanya digunakan pada pembuatan logam natrium. dengan menggunakan sel-down namanya nah, skema ilustrasi gambarnya adalah seperti ini jadi ini natrium klorida atau garam NaCl dalam bentuk lelehan ini dimasukkan ke dalam suatu wadah dan ditambahkan katoda berupa Fe dan anodanya adalah karbon sehingga nanti akan dihasilkan reaksi reduksi di katoda yaitu dari Na+, berupa menjadi logam Na masih dalam bentuk cairan di sini Kemudian Cl-nya ini terjadi reaksi di anoda yaitu mengalami oksidasi menghasilkan Cl2 ditambah dengan 2 elektron. Nah yang perlu diingat di sini bahwa kalau anoda untuk sel elektrolisis ini bermuatan positif sementara katodanya bermuatan negatif.
Nah pertanyaannya di sini adalah bagaimana menentukan reaksi yang terjadi di katoda atau reaksi reduksinya dan bagaimana reaksi di anoda atau reaksi oksidasi dari suatu sel elektrolisis. Ada beberapa hal yang perlu dipahami dalam menentukan reaksi di katoda dan di anoda dalam elektrolisis. Oke, reaksinya yang pertama untuk reaksi di katoda.
Katoda ini merupakan suatu reaksi reduksi. Nah yang perlu diperhatikan di sini yang mengalami reduksi itu adalah apakah nanti yang di elektrolisis itu larutan atau leburan, dan bagaimana jenis ion positifnya. Sebagai contoh, misalkan kalau...
Bentuknya itu adalah larutan dan larutan itu mengandung ion positif dari logam aktif. Logam aktif di sini adalah 1A, 2A, AL3+, dan Mn2+. 1A dan 2A sudah kita bahas sebelumnya di aturan biloks.
Kalau misalkan sudah lupa saya tampilkan lagi. 1A itu yang linakawin, robicis, frustasi itu ya. L, I, N, A, K, R, B, C, S, F, R. Kemudian 2A yang beli manga, cari sirsak, bawa. rambutan atau BEMG, CA, SR, BA, dan RA. Nah nanti kalau misalkan bentuknya atau larutannya itu mengandung ion dari logam aktif di sini, maka reaksi yang terjadi di katoda adalah 2H2O ditambah dengan 2 elektron menghasilkan 2OH-ditambah dengan Haduh, kemudian kalau misalkan dia dari logam aktif, tapi bentuknya adalah lelehan atau cairan, atau misalkan yang dielektrolisis itu adalah dari logam lain, baik bentuknya larutan, lelehan, ataupun cairan, maka nanti yang terhidup di tiga tudanya adalah langsung logam tersebut.
Kenapa kok yang di sini logam aktif tetap yang logamnya? Karena kalau lelehan dan cairan, dia tidak mengandung air. Ya beda ya, kalau larutan itu campuran antara Zat terlarut dengan pelarut. Nah pelarut biasanya air kalau larutan.
Nah kalau lelehan dan cairan itu merupakan suatu zat murni. Tidak ada pelarut, tidak ada terlarutnya. Dia sendiri, cuma dalam bentuk cair. Oke, kemudian yang ketiga, kalau misalkan yang dielektrolisis merupakan larutan asam, artinya dia mengandung ion H+. Maka reaksi reduksi dikatudannya adalah 2H+, ditambah dengan 2 elektron menghasilkan gas H2 atau gas hidrogen.
Nah ini adalah tiga hal yang perlu dipahami pada reaksi dikatoda. Ingat bahwa reaksi dikatoda yang diperhatikan adalah jenisnya itu larutan atau lepuran dan ionnya positif itu berasal dari mana? Apakah logam aktif atau bukan atau malah asam?
Nah ini nanti adalah beberapa pertimbangan yang harus diperhatikan pada reaksi dikatoda. Sementara untuk yang reaksi di anoda, ini yang perlu diperhatikan yang pertama adalah jenis elektrodanya. Dan yang kedua, jenis ion negatifnya. Apabila elektrodanya ini merupakan elektroda iner, iner di sini artinya dia sukar untuk bereaksi. Elektroda iner ada tiga, yaitu C, P, T, dan AU, atau karbon, platina, dan aurum.
Aurum itu adalah emas. Nah, ada beberapa hal kalau misalkan elektrodanya iner. Yang pertama, kalau misalkan ion negatifnya itu mengandung oksigen, ada yang mengatakan ini merupakan... sisa asam oksi ya, mengandung oksigen.
Contoh misalkan ada SO42-, ada NO3-, misalkan ada lagi PO43-dan lain-lain. Maka reaksi oksidasi di anudanya adalah 2H2O, menghasilkan 4H+, ditambah dengan O2, ditambah 4 elektron. Perhatikan perbedaan reaksi H2O. Kalau reduksi itu elektron di kiri, kalau oksidasi ini elektron di kanan. Ya, nanti meskipun ini sama-sama 2H2O, yang di katoda dan di anoda ini reaksinya berbeda nah ini mohon untuk diperhatikan lebih seksama kemudian yang kedua, kalau misalkan di anoda itu ionnya itu adalah ion halida ion halida itu adalah dari golongan 7A dari F, Cl, Br ataupun I maka nanti reaksi di anodanya adalah 2X-menghasilkan X2 Ditambah 2 elektron, misalkan X-nya ini merupakan Cl, ya berarti di sini 2 Cl-menghasilkan Cl2 ditambah dengan 2 elektron.
Kemudian yang ketiga, kalau larutannya basah, artinya di situ anionnya itu adalah OH-. Maka terjadi reaksi oksidasi pada OH-di sini. Di anoda, reaksi oksidasi OH-nya adalah 4 OH-menghasilkan 2 H2 ditambah O2 ditambah dengan 4 elektron. Ini tadi ketika elektrodanya inel. Yang beriaksi langsung sih kita lihat di anionnya dulu.
Kemudian kalau elektrodanya itu non-inert, non-inert artinya dia malah mudah bereaksi. Berarti kalau elektrodanya ini mudah bereaksi, maka yang teroksidasi langsung elektrodanya, bukan anionnya lagi, bukan ion negatifnya, tapi elektrodanya. Nah elektroda itu terbuatnya adalah dari logam, maka reaksi di anodanya itu langsung oksidasi logamnya tadi.
Jadi logam menghasilkan. Ln plus ditambah dengan n elektron. Akan lebih mudah ketika kita masuk ke contoh soal. Misalkan di sini contoh soalnya adalah, tulis reaksi elektrolisis larutan Na2SO4 dengan elektroda karbon. Nah, Na2SO4 kita harus perhatikan dulu, ketika dia terion, dia jadinya adalah 2Na plus ditambah dengan SO4 2 minus.
Untuk menentukan bagaimana reaksi di katodanya, kita harus melihat dulu, Apa ini tadi yang perlu diperhatikan, larutan atau leburan? Nah, contoh soal di sini, dia bentuknya adalah larutan. Kalau bentuknya larutan, kita lihat dulu, dia logam aktif atau logam lain?
Di sini yang digunakan adalah Na+. Nah, Na+, ini merupakan logam golongan 1A. Kita lihat kembali, di sini 1A ada Na, maka ini merupakan bagian dari golongan 1A.
Karena dia adalah... Logam aktif golongan 1A dan bentuknya larutan, maka reaksi di katodanya adalah yang ini, yaitu 2H2O ditambah 2 elektron menghasilkan 2OH-ditambah dengan H2. Kemudian untuk menentukan bagaimana reaksi di anodanya, yang perlu diperhatikan adalah elektrodanya terlebih dahulu.
Ini elektroda yang digunakan adalah karbon. Nah, padahal karbon ini adalah bagian dari elektroda iner. Kalau elektrodanya iner, baru kita lihat. Anionnya, disini anionnya adalah SO4.
Anion SO4 ini merupakan anion atau ion negatif yang ada oksigennya. Maka reaksi di anodanya ini berarti menggunakan yang aturan ini. Maka anodanya adalah oksidasi dari air yaitu 2H2O menghasilkan 4H+, ditambah dengan O2, ditambah dengan 4 elektron. Nah kalau misalkan ditanyakan reaksi elektrolisis lengkapnya, kita harus gabungkan reaksi di katoda dan di anoda di sini. Tapi kebetulan di sini elektronnya belum sama, ini elektronnya 2, ini adalah 4. Maka reaksi yang ada di katoda ini harus kita kalikan dengan 2 terlebih dahulu.
Sehingga setelah dikalikan, maka katodanya menjadi 4H2O ditambah dengan 4 elektron menghasilkan 4OH-ditambah dengan 2H2. Di anodanya karena dikali 1 artinya dia tetap. Nah disini elektron di kiri ada 4, di kanan ada 4, maka ini elektronnya bisa kita hilangkan, kita coret.
Dan tinggal kita jumlahkan, maka disini 4H2O ditambah 2H2O hasilnya adalah 6H2O, ini ada 4OH-, 2H2, 4H+, dan O2. Nah ini kita tuliskan disini. Tapi perhatikan kalau misalkan dilihat di hasil reaksinya ini ada 4OH-dan 4H+.
4 U-H-Min, ingat kalau U-H-Min dengan H+, dia dapat bergabung membentuk H2O. Maka ini saya gabungkan 4 U-H-Min dengan 4 H+, menghasilkan 4 H2O. Di kanan ada 4 H2O, di kiri ada 6 H2O, maka ini bisa kita sederhanakan. Kita hilangkan 4 dari masing-masing ruas, maka di kiri tinggal sisa 2 H2O, di kanan masih ada 2 H2 dan O2.
Nah, ini adalah merupakan suatu hasil reaksi bersihnya. Tapi kalau misalkan ditanyakan reaksi total atau reaksi lebih lengkapnya lagi, kan di sini tadi kan yang Na2SO4 kan ada ion Na+, dan SO4 2-yang belum bereaksi. Maka reaksi total yang secara lebih lengkap lagi boleh dituliskan seperti ini.
Jadi Na2SO4 ditambah 2H2O dari sini tadi, kita turunkan, menjadi 2H2O2, dan ini 2Na+, dan SO4 2-itu karena memang di sini dia belum bereaksi. Berarti di sini masih ada di... sel elektrolisis tersebut. Nah tetapi biasanya reaksi itu biasanya sampai yang hasil bersih ini saja sudah sesuai atau sudah tepat. Contoh lagi misalkan, tulis reaksi elektrolisis dari lelehan CaCl2.
Nah CaCl2 ini kan kalau terionisasi jadinya adalah Ca2+, ditambah dengan 2Cl-. Untuk menentukan reaksi di katoda yang perlu kita perhatikan adalah Larutan atau leburan, atau lelehan ya, leburan itu nama lainnya adalah lelehan. Nah, di sini ternyata bentuknya adalah lelehan atau leburan ya, sama ya, leburan sama lelehan itu adalah sama.
Maka, ini nanti reaksinya, meskipun ini CA itu adalah golongan 2A, tapi kalau dia bentuknya lelehan atau leburan atau cairan, maka reaksi yang terjadi di katoda itu langsung reduksi dari Lugam tersebut, atau dari CA ini langsung. Maka ini reaksinya adalah CA12 ditambah dengan 2 elektron menghasilkan CA. Kemudian, yang di anoda itu yang diperhatikan pertama kali adalah jenis elektrodanya.
Ini menggunakan platina. Platina merupakan suatu elektroda iner. Elektroda iner.
Nah, tinggal kita lihat yang di sini. Ini ternyata Cl-. Cl-di sini adalah bagian dari ion halida.
Maka... menggunakan reaksi oksidasi yang seperti ini karena disini Cl-X-nya ini diganti Cl saja maka di anoda adalah 2 Cl-menghasilkan Cl2 ditambah dengan 2 elektron, nah ini kebetulan elektronnya sudah sama di kiri dan di kanan maka ini bisa langsung kita hilangkan atau kita corek, dan total hasil reaksinya adalah CaCl2 menghasilkan Ca ditambah dengan Cl2 ini adalah contoh yang nomor 2 Satu contoh lagi, misalkan yang dielektrolisis ini adalah larutan CuSO4 dengan elektro daseng. Bagaimana reaksi di katoda dan di anodanya?
Kita lihat dulu kalau CuSO4 dia mengalami ionisasi, jadinya adalah Cu2+, ditambah dengan SO4-. Nah, untuk reaksi di katoda kita lihat jenisnya larutan atau leburan. Leburan itu namalain dari lelehan ya. Nah, ternyata di sini bentuknya adalah...
Tapi kan di sini Cu itu bukan dari golongan logam aktif, melainkan dia dari logam lain. Meskipun bentuknya larutan, tapi kalau logam lain, maka reaksi dikatoda nanti langsung Cu yang mengalami reduksi. Karena Cu ini bukan logam aktif. Sehingga reaksinya adalah Cu2+, langsung mengalami reduksi.
Ketambahan 2 elektron menghasilkan endapan Cu. Kemudian di anodanya, anoda yang perlu dilihat adalah jenis elektrodanya dulu. Karena di sini elektrodanya yang digunakan adalah seng, seng tidak merupakan elektroda inert, berarti dia adalah non-inert. Karena dia adalah non-inert, maka yang teroksidasi adalah elektrodanya. Berarti seng sendiri yang mengalami oksidasi.
Nah, seng itu simbolnya adalah Zn. Mengalami oksidasi menghasilkan Zn2+, ditambah dengan 2 elektron. Kemudian ini elektron bisa kita sederhanakan atau kita coret, karena jumlahnya sudah sama. Maka hasil total reaksinya adalah Cu2+, ditambah Zn, menghasilkan Cu ditambah dengan Zn2+. Nah reaksi ini dapat ditulis yang lebih lengkap lagi ya.
Untuk melengkapi reaksi ini, kalau ini kan namanya adalah reaksi ion ya. Nah lengkapnya bagaimana ini? Tadi kan masih ada SO4. Maka sebenarnya yang 2+, baik dari Cu ataupun Zn ini sebenarnya dia berikatan dengan SO4.
Maka boleh ditulis secara lengkap CuSO4. Ditambah dengan Zn mengisalkan Cu, ditambah dengan ZnSO4. Nah, ini tadi adalah terkait dengan sel elektrolisis dan bagaimana aturan reaksi yang terjadi di anoda ataupun di katoda. Semoga apa yang saya sampaikan ini bermanfaat bagi kalian.
Jangan lupa dukung channel Materi Teladan dengan klik tombol like dan subscribe, serta silakan share ke teman-teman kalian. Oke, untuk materi terkait dengan sel elektrolisis, saya ucapkan dulu sampai di sini. Saya akhiri, Assalamualaikum Wr. Wb