Elektrolisis

Edi Nasra, S.Si., M.Si

Sel Volta

+-

Zn2+ 0,1 M

Zn Cu

Cu2+ 0,1 M

Zn Zn2+ + 2e Cu2+ + 2e Cu

1,10 volte

Sel Elektrolisis?

+-

Zn2+ 0,1 M

Zn Cu

Cu2+ 0,1 M

Zn Zn2+ + 2e Cu2+ + 2e Cu

e0,5 V

Sel Elektrolisis

+-

Zn2+ 0,1 M

Zn Cu

Cu2+ 0,1 M

Zn2+ + 2e Zn Cu Cu2+ + 2e

e1,5 V

Potensial ElektrolisisWapp = Ea – Ek + iR

Wapp = potensial elektrolisisEa = potensial anodaEk = potensial katodaI = arusR = hambatan sel

Elektrolisis AirKatoda:2H2O + 2e H2 +2OH-

Anoda:2H2O O2 + 4H+ + 4e

1][

log2059,0 2

/2

22

OHpEE Ho

HOHk

4/ ][

1log4059,0

2

22 HpEEa

O

oOHO H2O

Pt Pt

Potensial elektrodaKatoda:

Anoda:

1][

log2059,0 2

/2

22

OHpEE Ho

HOHk

VEk 417,01

]10[1log2059,083,0

27

4/ ][

1log4059,0

2

22 HpEEa

O

oOHO

VEa 817,0]10[1

1log4059,023,1 47

Potensial lebih pembentukan gas Gas H2 dan O2 sebelumnya tidak ada dalam

larutan Diperlukan energi lebih untuk menghasilkan

gas Pada katoda diperlukan energi ekstra untuk

membentuk gas H2, sehingga reaksi terjadi pada potensial yang lebih negatif dari –0,417 V (Ek - k)

Pada anoda diperlukan energi ekstra untuk membentuk gas O2, sehingga reaksi terjadi pada potensial yang lebih positif dari 0,817 V (Ea + a)

Eapp = (Ea + a) - (Ek - k) + iR Eapp = Ea – Ek + k + a + iR

Perubahan potensial selama elektrolisis

Larutan analit mengandung CuNO3, PbNO3 dan HNO3 dengan konsentrasi masing-masing 0,1 M

Potensial lebih pembentukan gas H2 pada elektroda Pt adalah 1,0 V

Potensial lebih pembentukan gas O2 pada elektroda Pt adalah 1,0 V

Jika dialirkan arus sebesar 1 mA

Reaksi apa yang terjadi di katoda?

Reaksi apa yang terjadi di anoda?

Larutan analit

Pt Pt

Reaksi yang mungkin?Katoda:Cu2+ + 2e CuPb2+ + 2e Pb2H+ + 2e H2

2H2O + 2e H2 + 2OH-

Anoda:2H2O O2 + 4H+ + 4e

Potensial reduksiV

PbEE o

PbPbPb 155,01,0

1log2059,0126,0

][1log

2059,0

2/2

VCu

EE oCuCuCu 308,0

1,01log

2059,0337,0

][1log

2059,0

2/2

VH

EE oHHH 059,0

]1,0[1log

2059,0000,0

][1log

2059,0

22/ 22

VOHp

EE HoHOHHOH 063,0

1]10[1log

2059,083,0

1][

log2059,0 2132

//2

2222

VHP

EEO

oOHOOHO 171,1

]10[11log

4059,023,1

][1log

4059,0

414//2

2222

Reaksi pada elektrodaUrutan reaksi pada katoda: Reduksi Cu2+ (Ek =0,308V) Reduksi Pb2+ (Ek =-0,155V) Reduksi H+ (Ek =-0,059-1,000=-1,059V) Reduksi H2O (Ek =-0,063-1,000=-

1,063V)

Reaksi pada anoda: Oksidasi H2O

Proses Elektrolisis

Elektron

Atom Cu yang mengendap

Ion Cu

elektroda

Lapis difusilarutan

Pemisahan secara elektrolisis

Berapa potensial katoda pada saat 99,99 %Cu2+ telah mengendap?Konsentrasi Cu2+ yang tersisa dalam larutan0,01% x 0,1 M = 10-5 M

VEk 189,010

1log2059,0337,0 5