17
2. Sel elektrolisis Ni 2+ + SO 4 2- e e Sumber Tegangan Arus searah Tegangan diberikan, dinaikkan secara b Pada suatu beda tegangan tertentu terbentuk reaksi . Pada elektroda yang dihubungkan dengan kutub (-) , tampak ada Ni, yang mengendap Pada elektroda yang dihubungkan dengan kutub (+) , tampak gelembung-gelem O 2 . aerah di sekitarnya bersi!at asam. "emungkinan reaksi yang ber#alan adala 2 Ni 2+ (a%) + & ' 2 O ( ) ' O + (a%) + O 2(g) + 2 Ni

HO4a

  • Upload
    nuri

  • View
    228

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ho

Citation preview

  • 2. Sel elektrolisis Tegangan diberikan, dinaikkan secara bertahap. Pada suatu beda tegangan tertentu, mulailah terbentuk reaksi . Pada elektroda yang dihubungkan dengan kutub (-) , tampak ada Ni, yang mengendap . Pada elektroda yang dihubungkan dengan kutub (+) , tampak gelembung-gelembung gas O2 . Daerah di sekitarnya bersifat asam. Kemungkinan reaksi yang berjalan adalah : 2 Ni2+ (aq) + 6 H2O(l) 4 H3O+(aq) + O2(g) + 2 Ni

  • Kita lihat masing-masing reaksi pada tiap elektroda : a. reaksi pada kutub (-) : 0 /(V) Katoda : Ni2+(aq) + 2e Ni(s) -0,25 (Reduksi) H2O(l) + 2e H2 + OH- b. reaksi pada kutub (+) : Anoda : SO42- (Oksidasi) 2H2O(l) O2 + 4 H+ + 4e Dari pencatatan, harga potensial yang diberikan sampai timbul reaksi adalah sebesar 1,48 V .Kalau kita hitung dari harga-harga 0 elektroda, 0 sel ini adalah : E0sel = E0Ni2+ /Ni E0O2 ,H+/H2O = -0,25 (+1,23) = -1,38 V

  • 2.1 Potensial lebih Agar reaksi elektrolisis berjalan sempurna, tegangan dari luar yang diperlukan adalah lebih besar dari beda potensial yang dihasilkan oleh sel galvani yang serupa. Hal ini disebabkan karena adanya prosesproses yang terjadi pada permukaan elektroda sel elektrolisis.Gejala ini disebut potensial lebih over voltage.

  • 2.2 Hukum-Hukum ElektrolisisFaraday menemukan hubungan tertentu antara jumlah muatan listrik yang mengalir melalui larutan elektrolit dengan jumlah zat yang dibebaskan pada elektrodaelektroda. Q = i.t. 1. Hukum Elektrolisis IW ~ it (=Q)Jumlah hasil perubahan kimia yang disebabkan oleh arus listrik, yaitu jumlah zat-zat yang mengendap/melarut adalah sebanding dengan jumlah muatan listrik yang melalui larutan. W ~ it (=Q)

  • 2. Hukum Elektrolisis IIJumlah zat-zat lain yang mengendap/melarut yang disebabkan oleh sejumlah muatan listrik yang sama, adalah sebanding dengan berat ekivalennya.W1 : W2 : W3 ~ a1 : a2 : a3 Dari 1 & 2 : W ~ i t a W =

  • Keterangan: W = berat zat yang larut dari / mengendap pada / terbentuk pada elektroda [g]i = arus yang mengalir [A]t = waktu [s]a = 2.3 Coulometer Proses elektrolisis dapat digunakan untuk menentukan jumlah arus yang lewat. Hal ini disebabkan oleh karena adanya kesetaraan antara arus yang lewat dengan jumlah zat yang tereduksi itu. Sel elektrolisis yang dipergunakan untuk ini disebut Coulometer

  • Sebutkan contoh-contoh Coulometer yang anda kenal !Sebaliknya, bila arus yang melewati suatu sel elektrokisis kita ketahui dengan pasti, maka jumlah kation yang tereduksi dapat dihitung. [Bila kation yang tereduksi habis, maka arus akan sama dengan nol].Cara analisis diatas disebut Analisis Coulometri. 2.4 Penggunaan elektrolisis dalam industri Sebagai contoh adalah elektrolisis-elektrolisis sbb: a. Elektrolisis air lautAnoda : Cl- 2 H20 02 + 4H+ + 4e 1

  • Katoda : Na+ 2 H2O + 2e 2 H2 + 2OH- 2 Reaksi total: 2 H2O 2 H2 + O2 Elektrolisis air dengan katalis garam (NaCl). b. Elektrolisis larutan garam dapur (agak pekat) Anoda: 2 Cl- Cl2 + 2 e H2O Katoda: Na+ 2 H2O + 2e H2 + 2 OH-

  • Reaksi total :2 Na+ + 2 Cl- + 2H2O 2Na+ + 2OH- + H2 + Cl2 Pembuatan gas klor secara elektrolisisc. Elektrolisis leburan garam dapur Anoda : 2 Cl- Cl2 + 2 e Katoda : Na+ + e Na 2 Reaksi total : 2 Cl - + 2 Na+ Cl2 + 2 Na Pembuatan logam Na dan gas Cl2 berjalan bila tidak ada molekul air.

  • 3.TEORI TENTANG ELEKTROLIT KUATTeori ini dikembangkan oleh Debye dan Hckel yang mengasumsikan bahwa derajat dissosiasi elektrolit kuat adalah ~1, dan didalam larutan bekerja energi antaraksi ion.Teori Debye dan HckelAsumsi : 1. Elektrolit kuat terionisasi sempurna pada segala konsentrasi 2. Kenaikan daya hantar molar ion elektrolit kuat terjadi karena kenaikan kemobilan ionnya 3. Kation dgn muatan Q1 dan anion Q2 mengikuti Hukum Coulomb :

  • F = Q1 Q2 r2Interaksi ion-ion mengakibatkan suatu kation dikelilingi oleh awan anion, sehingga koefisien keaktifan elektrolit menjadi berkurang. Efek ini menjadi lebih besar untuk ion-ion dengan muatan tinggi dan pelarut-pelarut dengan rendah. Kecenderungan suatu ion untuk mengelilingi dirinya dengan awan ion yang berlawanan muatannya, dihambat oleh panas dari gerakan ion-ion tersebut.Debye dan Hckel menerangkan efek di atas secara kuantitatif.Untuk larutan encer konsentrasi ion-ion n+ dan n- dihitung dari Hukum Distribusi Boltzmann.

  • n = n0 e - n0 = Konsentrasi ion-ion bila = 0 = potensial ion , yaitu usaha yg diperlukan untuk membawa muatan sebesar +Z+.e1Z = muatan ion & e1 = muatan elektronK = tetapan Boltzmann (R/NA)T = suhu mutlakUntuk larutan menurut Debye dan Hckel :

  • lu = = koefisien keaktifan ion & Z = muatan ion (tdk memperhatikan tandanya)e1 = muatan elektron = tetapan dielektrikum pelarutNA = bilangan AvogadroK = tetapan BoltzmannU = kekuatan ion larutan

  • Untuk pengukuran daya hantar , dipergunakan perut air murni. Pengukuran larutan non-aqueons dilakukan dengan menggunakan cairan amonia sebagai pelarut .Daya hantar molar larutan non-aqueons bergantung kepada :1.Tetapan Delektrikum2. Viskositas pelarut ad 1. Pengaruh tetapan Dielektrikum () Hukum Nernst Thomson :Makin besar harga tetapan dielektrikum, makin besar besar kemampuan berdisosiasi besar

  • MenurutHukum Coulomb :F = ad 2. Pengaruh ViskositasHukum Stokes , berlaku bila ukuran ion tidak bergantung pada ukuran sifat larutan :Hasil kali Daya hantar Molar pengenceran tak terhingga dengan viskositaspelarut adalah konstan0 . 0 = tetap

  • Daya hantar molar kation & anion (25 0C)

  • Perbedaan harga diatas disebabkan terutama karena perbedaan :-ukuran ion- derajat hidrasiDaya hantar molar ion adalah ukuran dari mobilitas suatu ion di bawah pengaruh kekuatan medan listrik dan juga ukuran kemampuan penghantar arus.Harga 0 sel yang negatif ini menunjukan bahwa reaksi dalam sel diatas adalah tidak spontan sehingga memerlukan bantuan tegangan dari luar. Jadi proses elektrolisis adalah kebalikan dari reaksi spontan sel Galvani/Volta.