Transcript Elektrolisis

Elektrolisis
Edi Nasra, S.Si., M.Si
Sel Volta
e
1,10 volt
Zn
-
Zn2+ 0,1 M
Zn  Zn2+ + 2e
+
Cu2+ 0,1 M
Cu2+ + 2e  Cu
Cu
Sel Elektrolisis?
e
Zn
-
Zn2+ 0,1 M
Zn  Zn2+ + 2e
0,5 V
+
Cu2+ 0,1 M
Cu2+ + 2e  Cu
Cu
Sel Elektrolisis
e
Zn
-
Zn2+ 0,1 M
Zn2+ + 2e  Zn
1,5 V
+
Cu2+ 0,1 M
Cu  Cu2+ + 2e
Cu
Potensial Elektrolisis
Wapp = Ea – Ek + iR
Wapp = potensial elektrolisis
Ea = potensial anoda
Ek = potensial katoda
I = arus
R = hambatan sel
Elektrolisis Air
Katoda:
2H2O + 2e  H2 +2OH-
Pt
Pt
0,059  pH 2 [OH ] 

log


2
1


 2
Ek  E
o
H 2O / H 2
Anoda:
2H2O  O2 + 4H+ + 4e
Ea  E
o
O2 / H 2O

0,059 
1


log
4 

4
 pO2 [ H ] 
H2O
Potensial elektroda
Katoda:
Ek  E
o
H 2O / H 2
 2
0,059  pH 2 [OH ] 

log


2
1


0,059  1[107 ]2 
  0,417V
Ek  0,83 
log
2
1


Anoda:
Ea  E
o
O2 / H 2O
Ea  1,23 

0,059 
1


log
4 

4
 pO2 [ H ] 
0,059  1 
  0,817V
log
7 4 
4
 1[10 ] 
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?
Pt
Pt
Larutan
analit
Reaksi yang mungkin?
Katoda:
Cu2+ + 2e  Cu
Pb2+ + 2e  Pb
2H+ + 2e  H2
2H2O + 2e  H2 + 2OHAnoda:
2H2O  O2 + 4H+ + 4e
Potensial reduksi
o
EPb  EPb

2
/ Pb
0,059
1
0,059
1
log


0
,
126

log
 0,155V
2
[ Pb2 ]
2
0,1
o
ECu  ECu

2
/ Cu
0,059
1
0,059
1
log

0
,
337

log
 0,308V
2
2
[Cu ]
2
0,1
EH 2  EHo  / H 
2
0,059
1
0,059
1
log  2  0,000
log
 0,059V
2
[H ]
2
[0,1]2
EH 2O / H 2  EHo 2O / H 2
pH 2 [OH  ]2
0,059
0,059 1[1013 ]2

log
 0,83 
log
 0,063V
2
1
2
1
EO2 / H 2O  EOo2 / H 2O 
0,059
1
0,059
1
log

1
,
23

log
 1,171V
 4
1 4
4
PO2 [ H ]
4
1[10 ]
Reaksi pada elektroda
Urutan reaksi pada katoda:
 Reduksi Cu2+ (Ek =0,308V)
2+ (E =-0,155V)
 Reduksi Pb
k
+
 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
Lapis difusi
larutan
elektroda
Elektron
Atom Cu yang mengendap
Ion Cu
Pemisahan secara elektrolisis
Berapa potensial katoda pada saat 99,99 %Cu2+
telah mengendap?
Konsentrasi Cu2+ yang tersisa dalam larutan
0,01% x 0,1 M = 10-5 M
Ek  0,337 
0,059
1
log 5  0,189V
2
10