Wednesday, June 9, 2010

ELEKTROLISIS

BAB I
PENDAHULUAN


1.1Latar Belakang
Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit. Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan kutub positif.
Elektrolisis ialah proses penguraian elektrolit kepada unsur juzuknya apabila arus elektrik mengalir melaluinya.Arus elektrik boleh dialirkan melalui elektrolit dengan menggunakan dua elektrod.
Elektroda yang disambungakan kepada terminal positif yang dinamakan anod, manakala elektrod yang disambungkan kepada terminal negati dinamakan katod.
Semasa elektrolisis berlaku, ion negatif akan bergerak ke anod.Oleh itu ion ini dikenali sebagai kation.Ion positif pula akan bergerak ke katod yang mana ion ini dikenali sebagai kation.

1.2Rumusan Masalah
1.Apa pengertian dari elektrogravitasi
2.Bagaimana metode-metode pemisahan elektrolitik
3.Bagaimana metode voltametri

1.3 Tujuan Penulisan
1.Untuk mengetahui pengertian dari elektrogravitasi
2.Untuk mengetahui tentang metode-metode pemisahan elektrolitik
3.Untuk mengetahui suatu metode voltametri

BAB II
PEMBAHASAN



2.1 Elektrogravimetri
Pengendapan elektrolitik diatur oleh baik hukum Ohm maupun hukum Faraday. Arus listrik I berbanding lurus dengan GGL, E dan berbanding terbalik dengan tahanan R dan didapat I = E/R,(hukum Ohm) sedangkan kedua hukum Faraday adalah :
1.Kuantitas zat yang telah dihasilkan pada elektroda dalam sel,berbanding lurus dengan kuantitas listrik yang mengalir melalui larutan
2.Kuantitas berbagai macam senyawa yang diendapkan,dibebaskan oleh kuantitas listrik yang sama sebanding dengan ekivalen kimianya.

a.Sel Elektrolisis
Sebuah sel elektrolisis terdiri atas dua buah elektroda dan satu atau lebih larutan elektrolit ditempatkan dalam wadah sesuai. Sel ini dapat mensuplai energi listrik ke sebuah sistem eksternal dan dinamakan sel voltaik atau galvanik. Jika energi listrik disuplai dari sumber luar dan dialirkan melalui sebuah sel,maka sel ini dinamakan sel elektrolitik dan hukum faraday yang diterapkan terhadap perubahan energi pada elektroda. Perlu diperhatikan bahwa sel dapat berfungsi sebagai sel elektrolitik atau sel galvanik pada saat yang berbeda. Selama elektrolisis hasil-hasil terbentuk pada elektroda mengakibatkan terbentuknya sel galvanik. Jika proses elektrolisis dihentikan,hasil-hasil elektrolisis menimbulkan arus listrik dengan arah yang berlawanan dengan arus yang mengalir semula dalam sel. Potensial yang diberikan pada sel (Eapp) harus lebih besar dari potensial yang dihasilkan oleh sel galvanik (E bak dan selalu berlawanan dengan Eapp) dan harus juga mampu mengatasi tahanan sel agar arus dapat mengalir. Sesuai hukum Ohm maka didapat, I = (Eapp – E bak) / R,yaitu harga arus yang mengalir dalam sel.

b.Potensial Dekomposisi
Yang dimaksud dengan potensial dekomposissi suatu elektrolit ialah potensial eksternal minimal yang harus diberikan kepada sel elektrolitik untuk mengakibatkan proses elektrolitik kontinu.

c.Kesempurnaan Endapan
Harga Eapp yang diberikan harus cukup besar agar terjadi pengendapan sempurna atau pengendapan kuantitatif. Misalnya pada elektrolisis ion perak dari larutan 0,10 M AgNO3 dilakukan hubungan sebagai berikut :
Ek pada awal proses = E0Ag – 0,0600 log I/[Ag+] = 0,74
E0Ag = + 0,80 V
Ek = 0,80 – 0,060 log I/[10-4] = + 0,56 V

d.Potensial Lebih
Dapat dibedakan beberapa jenis potensial lebih yaitu :
a)Terjadinya lapisan oksida atau senyawa lain pada permukaan elektroda
b)Perubahan konsentrasi analit didekat permukaan elektroda
c)Adanya pengompleksan dan
d)Pembentukan gelembung gas pada permukaan elektroda
Potensial lebih karena pembentukan gelembung gas dipengaruhi oleh 1) bahan elektroda,2) rapat arus,3) kondisi elektroda,4) temperatur dan 5) Ph larutan
Potensial lebih hidrogen sangat besar pada logam seperti bismut, kadmium, timbal,timah,seng dan terutama merkuri. Dengan memakai katoda merkuri dapat dilaksanakan mengenai pemisahan berguna.

2.2 Metoda-Metoda Pemisahan Elektrolitik
Untuk melakukan pemisahan elektrolitik diperlukan peralatan sebagai berikut : a) sumber arus tetap,b) tahanan geser,c) wadah atau sel untuk elektrolisis termasuk elektrodanya,d) alat pengaduk larutan. Disamping ini diperlukan juga peralatan ukur arus dan potensial. Susunan jaringan listrik adalah sebagai berikut :




p D Q
A
l V l



gambar sel lengkap elektroda dan pengaduk

PQ merupakan tekanan geser sedangkan lAl serta [V] berturut-turut adalah alat ukur arus dan alat ukur potensial. Sebagai katoda sebaliknya dipakai kasa platina dengan bentuk silinder atau jika hendak mengelektrolisis tembaga dapatlah dipakai kasa tembaga. Keuntungan pemakaian kasa adalah bahwa luas permukaan cukup besar sehingga rapat arus menjadi rendah. Sebagai anoda dipakai kawat platina berbentuk pegas. Untuk pengadukan lakukan dipakai batang magnit yang digerakkan dengan motor pengaduk.

a.Elektrolisis Dengan Arus Tetap
Metode elektrolisis ini sederhana dalam pelaksanaanya,arus dijaga agar tetap harganya terhadap waktu,dan tidak diperlukan pengaturan pengaturan potensial katoda. Jika didalam larutan terdapat campuran berbagai sistem redoks,maka pengaliran arus akan mereduksi lebih dulu sistem redoks yang memakai potensial reduksi paling positif,disusul dengan proses elektrokimia yang memiliki potensial reduksi positif berikutnya dan demikian selanjutnya. Misalnya saja jika dalam campuran terdapat ion Tembaga (II),Seng (II)dan Hidrogen (I),maka yang pertama direduksi adalah tembaga,disusul dengan pembentukan gas hidrogen dan terakhir reduksi dari seng (II). Hal ini disebabkan karena selama pengaliran arus,konsentrasi ion bersangkutan menurun,demikian juga potensial elektroda yang berfungsi sebagai katoda akan menurun harganya. Tanpa pengaturan potensial katoda,harga potensial katoda akan terus-menerus menurun sampai pada akhirnya cukup negatif untuk mengendapkan kation berikutnya. Selama berlangsungnya pembentukan gas hidrogen pada katoda,harga potensial praaktis tetap dan baru akan menurun jika seluruh air telah dielektrolisis. Hal ini berarti dalam suasana asam ion Seng (II) tidak dapat direduksi.

b.Elektrolisis Dengan Potensial Katoda Yang Diatur
Metoda elektrolisis pertama,tidak dipakai untuk memisahkan ion-ion logam dengan harga potensial reduksi berdekatan satu sama lain. Pemisahan secara elektrolitik tidak dapat dilakukan kecuali apabila potensial dekomposisi kedua ion logam dapat bergeser cukup jauh satu sama lain (misalnya dengan pengompleksan). Cara lain yang juga dapat dipakai adalah dengan mengatur potensial katoda,disini diusahakan bahwa penurunan potensial katoda terbatas sampai harga tertentu. Untuk keperluan ini didalam jaringan listrik dimasukan sistem pembanding dan ujung jembatan garam diletakan sedekat mungkin pada permukaan katoda atau elektroda kerja. Selisih potensial antara elektroda kerja dan pembanding dapat diukur dan dilakukan pengaturan potensial katoda. Cara ini memungkinkan pencegahan penurunan berlebihan potensial katoda.

2.3Voltametri
Voltametri berhubungan dengan studi pegamatan hubungan potensial arus waktu selama elektrolisis yang dilakukan dalam sel dimana salah satu elektroda mempunyai luas permukaan kecil dan umum dinamakan mikro elektroda,elektroda ini berfungsi sebagai elektroda kerja. Elektroda lainnya mempunyai luas permukaan relatif sangat besar. Dalam voltametri biasa dilakukan pengamatan pengaruh perubahan potensial terhadap arus yang mengalir dalam sel. Mikro elektroda dpat dibuat dari bahan emas,platina,karbon atau bahan tetesan merkuri yang terakhir ini dinamakan elektroda tetes raksa. Jika ETR dipakai sebagai mikro-elektroda maka teknik pengukuran dinamakan polarografi.
Arus total yang mengalir dalam sel merupakan jumlah arus yang dibawa oleh ion-ion yang mengalami migrasi elektrolitik dan arus yang dibawa oleh ion-ion yang mengalami difusi,atau I = Im + Id, Im adalah arus migrasi dan Id adalah arus difusi.


1.Polarografi
Sebagai elektroda kerja dipakai elektroda tetes raksa (ETR) dan untuk anoda dipakai kolam raksa/merkuri dengan luas permukaan relatif cukup besar. Kepada sel diberikan potensial dengan kenaikan harga teratur, hasil adalah kurva potensial arus. Sebagai elektrolit dipakai larutan encer analit yang dilarutkan dalam elektrolit dengan kosentrasi cukup besar. Larutan elektrolit ini dinamakan larutan elektrolit pendukung atau larutan elektrolit dasar dan berfungsi untuk menampung arus migrasi serta menaikkan hantaran larutan. Dari pengamatan kurva potensial-arus ini didapat informasi mengenai sifat dan kosentrasi meteri yang diamati. Kurva-arus ini memberikan gambaran grafis polarisasi elektroda tetes dan dinamakan polarogram.

2.Peralatan Dasar

R
Hg
ETR

K
Gambar polarografi

Komponen dasar peralatan polagraf adalah :
S = sumber arus searah P = potensiometer
R = tahanan variabel V = alat ukur potensial
G = galvanometer ETR = elektroda kerja
K = elektroda dengan luas permukaan besar = anoda
Disamping peralatan ini sel dilengkapi dengan pipa penyalur gas nitrogen (memasukan dan mengeluarkan gas N2)





3.Faktor-Faktor Yang Berpengaruh Pada Arus Batas
Arus sisa : dapat disebabkan oleh adanya zat pengotor dalam larutan tetapi umum disebabkan karena larutan dalam larutan tetes Hg ini dilapisi dengan lapisan ganda listrik sehingga menyerupai kapasitor. Untuk memberi muatan pada kapasitor ini diperlukan arus yang dinamakan arus kapasitan atau arus kondensor bersifat non-faradaik dan bertambah besar dengan meningkatkan potensial. Dalam praktek harga arus sisa ini harus dikurangkan dari jumlah total arus yang teramati.
Arus migrasi : bahan elektro-aktif dapat sampai pada elektroda melalui proses migrasi, yaitu gerakan partikel bermuatan dalam medan listrik yang disebabkan oleh adanya beda potensial antara permukaan elektroda dan larutan. Proses kedua adalah difusi yang akan dibahas dalam pasal berikut. Arus migrasi ini dapat dihilangkan jika dalam larutan ditambahkan elektrolit inert dalam jumlah yang besar, minimal 100 kali lebih banyak dibandingkan bahan elektro-aktif. Elektrolit inert masih mampu menghantar arus tetapi tidak bereaksi dengan bahan yang sedang diamati maupun elektroda dalam daerah potensial kerja.
Arus difusi : adanya elektrolit inert atau pendukung dalam jumlah berlebihan akan meniadakan pengaruh gaya elektrik pada ion-ion yang sedang diamati. Dengan memakai kondisi kerja seperti ini, maka arus batas praktis hanya terdiri atas arus difusi. Faktor-faktor yang berpengaruh pada arus difusi telah dipelajari oleh likovic dan dihimpun dalam persamaan berikut :
Id = 607 n D1/2m2/3t1/6C
Persamaan ini juga dikenal sebagai persamaan likovic.
Id = arus difusi rata-rata dalam mikro-amper selama hidup tetes
D = koefisien difusi (cm2det-1) spesies yang mengalami reduksi atau oksidasi
n = jumlah mol elektron terpakai pada reduksi 1 mol spesies
m = laju alir Hg dari ETR (mg/det)
t = waktu tetes dalam detik
C = kosentrasi dinyatakan dalam mmol/L



BAB III
PENUTUP



3.1Kesimpulan
Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit. Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan kutub positif.
Sel elektrolisis adalah sebuah sel elektrokimia yang terdiri atas dua buah elektroda dan satu atau lebih larutan elektrolit ditempatkan dalam wadah sesuai. Sel ini dapat mensuplai energi listrik ke sebuah sistem eksternal dan dinamakan sel voltaik atau galvanik. Jika energi listrik disuplai dari sumber luar dan di alirkan memalui ke sebuah sel,maka sel ini dinamakan sel elektrolitik.

3.2Saran
Dari pembahasan yang diperoleh dari berbagai sumber, penyusun masih merasa bahwa sumber atau bahan yang digunakan dalam penyusunan makalah ini jauh dari kesempurnaan,untuk itu bagi para pembaca untuk bisa menambahkan sebuah penjelasan yang berkaitan dengan materi tersebut.

No comments:

Post a Comment