Sel Elektrolisis
Sel elektrolisis merupakan suatu sistem elektrokimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Proses ini melibatkan penguraian suatu elektrolit menjadi unsur-unsurnya melalui aliran arus listrik searah. Dalam sel elektrolisis, terjadi reaksi redoks yang tidak spontan, sehingga perlu adanya sumber tegangan eksternal untuk mendorong terjadinya reaksi tersebut.
Dalam selelektrolisis, energi listrik dari sumber luar digunakan untuk membangkitkan terjadinya reaksi redoks. Muatan anode dan katode dalam sel-elektrolisis merupakan kebalikan dari muatan anode dan katode pada sel volta. Mengapa demikian? Apa yang perlu diperhatikan untuk meramalkan reaksi-reaksi oksidasi dan reduksi yang akan terjadi? Apa yang terjadi pada anode dan katode selama proses elektrolisis berlangsung? Apakah terjadi perubahan massa pada kedua elektrode ini? Bagaimana konsentrasi larutan elektrolit, apakah bertambah atau berkurang setelah elektrolisis? Anda akan dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan ini setelah anda memahami prinsip kerja sel elektrolisis.
Desain dan Cara Kerja Sel elektrolisis
Untuk memahami prinsip kerja sel elektrolisis, cobalah terlebih dahulu anda amati sel volta denga reaksi redoks yang terbentuk dari gabungan dua reaksi berikut:
anode (oksidasi): Sn(s) → Sn2+(aq) + 2e
katode (reduksi): Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
Reaksi sel : Cu2+(aq) + Sn(s) → Cu(s) + Sn2+(aq) Eosel = +0,48 V
Kebalikan reaksi sel di atas berlangsung secara tidak spontan.
Cu(s) + Sn2+(aq) → Cu2+(aq) + Sn(s) Eosel = -0,48 V
Gambar Reaksi timah – tembaga dalm sel volta dan sel elektrolisis.
Gambar a. Pada keadaan standar, reaksi spontan antara Sn dan Cu2+ menghasilkan potensial standar 0,48 V.
Gambar b. Jika potensial lebih dari 0,48 V diberikan, sel volta dan komponen yang sama berubah menjadi selelektrolisis dan reaksi antara Cu dan Sn2+ dapat terjadi. Perubahan ini berakibat pada perubahan muatan elektrode dan arah aliran elektron.
Perlu anda perhatikan bahwa dalam sel volta maupun sel elektrolisis, oksidasi terjadi di anode dan reduksi di katode, tetapi dengan arah aliran elektron dan tanda muatan elektrode yang terbalik. Untuk memahami perbedaan ini, perhatikan penyebab aliran elektron yang terjadi pada kedua sel.
- Dalam sel volta, elektron dihasilkan di anode sehingga anode bermuatan negatif (sebagai sumber muatan negatif) dan selanjutnya elektron mengalir menuju katode sehingga katode bermuatan positif.
- Dalan sel elktrolisis, sumber listrik luar (power supply) menyuplai elektron ke katode (sehingga katode bermuatan negatif) dan memindahkan elektron dari anode (sehingga anode bermuatan positif).
Perkiraan dan Produk Elektrolisis
Metode elektrolisis dan reaksi kimia yang terjadi dalam sel elektrolisis ada di bagian ini.