5. sel elektrolitik

7/22/2019 5. Sel Elektrolitik

http://slidepdf.com/reader/full/5-sel-elektrolitik 1/37

SEL ELEKTROLITIK

• 7. Asih Tri Marini

•

8. I Nyoman Agus Aryawan• 9. Anikmatun Khotimah

• 10. Reza Anandiraka

• 11. Mely Afriyani

• 1. Mohammad Samsudin H

• 2. Ricky Rahardian L

• 3. Rina Setiyaningrum

• 4. Fandy Edward M

• 5. Okti Restuning R

• 6. Niken Taniar J D



SEL ELEKTROLITIK

Sel Elektrolisis adalah dekomposisi zat oleh arus listrik.

Pertama kali

dilakukan oleh SirHumphrey Davey

pada tahun 1808.

Beliau menghasilkan

penemuan dua unsur,yaitu natrium dan

kalium hidroksida.



Elektrolisis Molten Alkali Halida merupakan metode umum di

industri pembuatan logam alkali.

Reaksi Katoda: Na+ + e- Na(l) Eo = -2,71 v

Reaksi Anoda: Cl- 1/2Cl2(g) + e- Eo = -1,36 v

Reaksi Total: Na+ + Cl- Na(l) + 1/2Cl2(g) Eo = -4,1 v



Selain itu, ion dalam larutan akua dapat juga mengalami reaksi yang sama.

Contohnya larutan nikel klorida yang dielektrolisis pada elektroda platina.

Reaksi Katoda: Ni2+ + e- Ni(s) Eo = -0,24 v

Reaksi Anoda: 2Cl- Cl2 (g) + 2e- Eo = -1,36 v

Reaksi Total: Ni2+ + 2Cl- Ni(s) + Cl2 (g) Eo = -1,6 v



Bisa diperhatikan pada reaksi tadi. Nilai Eo dari reaksi total adalah

negatif. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi tersebut non-spontan. Jadi

kedua proses tersebut dilakukan di dalam sel elektrokimia.

Energi bebas Kerja listrik Sistem oleh

lingkuangan

Perbedaan mendasar antara sel elektrilitik dan sel

gavani

Dimana energi bebas yang diberikan diambil sebagai

kerja yang dilakukan pada lingkungan



Elektrolisis pada Larutan

• Air dapat mengalami oksidasi dan reduksi

H2O O2(g) + 4H+ + 2e- oksidasi

2H2O + 2e-

H2(g) + 2OH-

reduksi



Jika larutan NaCl dielektrolisis

dengan elektroda inert (Pt) maka

di katoda terbentuk gas H2 (H2O

terurai)

Reaksi yang terjadi :Katoda: 2H2O + 2e –→ H2 + 2OH E = +0,41 V

(OH-=10-7M)

Anoda : 2Cl –→ Cl2 + 2e – E0 = -1,36 V

Reaksi : 2Cl- + 2H2O → H2 + Cl2 + 2OH –

Elektrolisis larutan NaCl



Bagaimana bila larutan Na2SO4 dielektrolisis dengan menggunakanelektroda Pt?

Dalam larutan Na2SO4, H+ lebih mudahtereduksi daripada Na+, berarti H2Oyang akan tereduksi menjadi H2 dikatoda. OH –lebih mudah dioksidasidaripada SO

4

2 –, berarti H2

O yang akanterjadi teroksidasi menjadi O2 dianoda.

Reaksi yang terjadi:

Katoda: 2H2

O(l) + 2e –→ H2

(g) + 2OH –(aq) E = +0,41V

(OH-=10-7M)

Anoda : 2H2O(l) → O2(g) + 4H+ + 4e – E0 = -0,82 V

Reaksi : 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) E0 = -1,23 V

Elektrolisis larutan Na2SO4



HUKUM FARADAY

Michael Faraday (1791-1867), seorang ilmuwanasal Inggris, mengembangkan 3 hukum pada tahun

1821-1833 atas pengetahuannya pada bidanglistrik dan hubungannya dengan kemagnetan.Dalam eksperimennya (1821), Faradaymenemukan bahwa listrik yang mengalir padakabel sangat bebas mengelilingi kutub magnet.Sehingga itulah yang menjadi dasar pembuatanmesin listrik pertama di dunia.



Dia kemudian mengembangkan generator listrik

dengan merotasikan piringan tembaga di bagian

tengah dan pinggirnya di antara kutub darimagnet.Untuk menjelaskan fenomena

generator, dia beranggapan bahwa material

yang bersifat konduktif memotong jalur gayamagnetik



• Faraday memublikasikan penemuannya dalam 3penjabaran dari jurnalnya yang berjudulExperimental Researches in Electricity antaratahun 1839-1855. Hukumnya tentang induksi dantentang elektrolisis adalah sebagai berikut :

1. Hukum Faraday tentang induksi : Apabilaperubahan terjadi pada aliran (flux) magnetikmelalui kawat yg melingkar, maka gaya

elektromotif pada lingkaran kawat tersebut akansebanding dengan perubahan alirannya.



Hukum Faraday



Latihan soal tentang hukum

faraday pada elektrolisis



KLOR-ALKALI DALAM INDUSTRI

Salah satu proses elektrolisis yang penting untukkeperluan komersial adalah elektrolisis larutan natrium

klorida.

Proses elektrolisis larutan natrium klorida disebut

proses KLOR-ALKALI

klor-alkali : Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan

natrium hidroksida di katode dan gas klor di anode.

Reaksi secara keseluruhan sebagai berikut. 2 Na+(aq) + 2 Cl – (aq) 2 Na+(aq) + 2OH– (aq) + H2(g) +

Cl 2(g)



Produk-produk dari industri ini memiliki

sejumlah kegunaan penting :

A. Klorin yang digunakan untuk :

- memurnikan air

- digunakan sebagai desinfektan

- asam hipoklorit : untuk membunuh bakteri dalam air minum- Klorin juga digunakan dalam produksi kertas , antiseptik ,

makanan , insektisida , cat , produk minyak bumi , plastik

(seperti polyvinyl chloride atau PVC ) , obat-obatan , tekstil ,

pelarut , dan banyak produk konsumen lainnya . Banyak

produk kimia seperti kloroform dan karbon tetraklorida juga

mengandung klorin



Produk lain yang dihasilkan dari proses klor-

alkali adalah Natrium hidroksidaB. Natrium hidroksida ( juga dikenal sebagai '

caustic soda ' ) memiliki beberapa manfaat ,

yang meliputi membuat sabun dan bahanpembersih lainnya , memurnikan bauksit (

bijih aluminium ) , pembuatan kertas dan

membuat rayon ( sutra buatan ) .



Produksi industri klorin dan natrium hidroksida Klorin dan natrium hidroksida dapat diproduksi melalui

sejumlah reaksi yang berbeda .

Tiga proses industri yang telah dirancang untuk mengatasimasalah :

A. MERCURY CELL

B. MEMBRAN CELL

C. DIAGRAM CELL

A. Mercury cell

air garam melewati ruang yang memiliki elektroda

karbon ( anoda ) ditangguhkan dari atas . Mercurymengalir sepanjang lantai ruangan ini dan bertindaksebagai katoda.



Skema mercury sell

http://m.everythingscience.co.za/grade-12/05-the-chemical-industry/pspictures/ba690a02d3af153c9716084ce55ed231.png



• Ketika arus listrik diterapkan ke sirkuit , ion klorida dalam

elektrolit dioksidasi untuk membentuk gas klor .

Pada katoda , ion natrium dikurangi untuk natrium .

Natrium larut dalam merkuri , membentuk campuran dari

natrium dan merkuri . Amalgam tersebut kemudiandituangkan ke dalam bejana yang terpisah , di mana ia

terurai menjadi natrium dan merkuri . Natrium bereaksi

dengan air dalam kapal dan menghasilkan natrium

hidroksida ( soda kaustik ) dan gas hidrogen , sedangkanmerkuri kembali ke sel elektrolit untuk digunakan lagi



B. Membran Sell

Proses chloralkali paling umum melibatkan

elektrolisis natrium klorida berair ( air garam )dalam membran sel .



Reaksi keseluruhan untuk elektrolisis air garam adalahdemikian:

2NaCl + 2H2O → Cl 2 + H2 + 2NaOH

Sebuah sel membran digunakan untuk mencegahreaksi antara klorin dan ion hidroksida . Jika reaksi iniharus terjadi klorin akan disproportionated membentuk

klorida dan ion hipoklorit :

Cl2 + 2OH - Cl - + → ClO - + H2O

Di atas sekitar 60 o C, klorat dapat dibentuk :

3Cl2 + 6OH - → 5cl - + ClO3- + 3H2O



C. Diagram sell

diafragma berpori membagi sel elektrolit ,

yang berisi air garam , ke dalam kompartemenanoda dan katoda kompartemen.

http://m.everythingscience.co.za/grade-12/05-the-chemical-industry/pspictures/f4b8f097fdf0c3ce96f37c2729d090c7.png



Memproduksi klorin dan natrium hidroksidamelalui elektrolisis air garam (brine) misalnyaair laut.

Melalui elektrolisi biasa, produk klorin danNatrium hidroksida dapat bereakasi

membentuk ion chlorate (ClO) dan cloride (Cl)yang menghailkan NAClO yang merupakankomponen pemutih (bleach).



• Untuk mengatasi nya maka dibuat suatu

metode agar kedua ion tadi tidak bercampur.

yaitu dengan menggunakan membrane cell



Membran

• Membran pada sistem dirancang sedemikian

sehingga hanya ion positif saja yang bisa

melewatinya.

• Sehingga hanya ion Na yang bisa lewat,

sedang ion Cl akan tertinggal.

• Dengan adanya membran, larutan NaOH yang

terbentuk tidak akan tercampur dengan

larutan NaCl



• Air garam (sumber) disarankan untuk

dimurnikan terlebih dahulu, agar ion2

pengotor yg bermuatan positif seperti Ba, Mg

tidak ada dalam sistem.

• Jika ion positif pengotor tersebut ada, maka

dapat melewati membran dan menyebabkan

NaOH terkontaminasi dengan ion2 tersebut.



Katoda yang digunakan yaitu nikel dan

anodanya titanium



Produksi klorine

• Klorine terbentuk pada anoda

titanium dengan reaksi

2Cl- (aq) ----> Cl2(g) + 2e

Yg terkontaminasi dengan O2 akibat reaksi dari

4OH-(aq) ---> O2(g)+2H2O(l)+4e

Klorin dimurnikan dengan dikompres pada suhuruang, sedang O2 tetap sebagai gas pada

pengompresan suhu ruang.



Produksi NaOH

• Ion Na+ bergerak melewati

membran menuju katoda

dan bereaksi dengan

ion hidroksida yang tersisa dari air.

pada katoda terjadi reaksi seperti berikut

Na+(aq) + e ---> Na(s)H2O (l) + 2e ---> H2 (g) + 2OH-



Reaksi total

• Anode 2Cl- (aq) ----> Cl2(g) + 2e

4OH-(aq) ---> O2(g)+2H2O(l)+4e

Katoda Na+(aq) + e ---> Na(s)

H2O (l) + 2e ---> H2 (g) + 2OH-

2NaCl(aq) + 2H2O ---> 2NaOH (aq) + Cl2 (g) + H2(g)



Bagaimana reaksi yang terjadi pada absorben

saat menyerap pengotor pada air ??

Apakah membran dalam pembuatankloroalkali perlu diganti setelah beberapa

waktu telah digunakan??



TERIMA KASIH

5. sel elektrolitik

Documents