Elektrolisis Larutan dan Lelehan Kalium Iodida (KI)

Halo adik-adik. Pada tulisan kali ini, 5NChemistry akan menjelaskan tentang sel Elektrolisis, perbedaannya dengan sel Volta, serta reaksinya. Yuk, disimak ya.

Apa sih bedanya sel elektrolisis dengan sel volta?

Sel Elektrolisis berbeda dengan sel Volta yang sudah dipelajari sebelumnya. Pada sel Volta, reaksi redoks spontan digunakan untuk menghasilkan energi listrik, sedangkan pada sel Elektrolisis, energi listrik yang digunakan untuk mejalankan reaksi redoks yang tidak spontan. Itu merupakan perbedaan mendasar, disamping ada perbedaan lain seperti reaksi di anoda dan katoda, wadah yang digunakan, penggunaan jembatan garam dan aplikasi dari kedua sel dalam kehidupan sehari-hari.

Nah, untuk mengetahui seperti apa proses elektrolisis, mari kita saksikan terlebih dahulu video elektrolisis larutan kalium iodida (KI) berikut.

Source : https://www.youtube.com/watch?v=cV35DHVeNm8

Baca juga : Soal Pembahasan Elektrolisis Part -1

Pada video tersebut, mula-mula padatan KI ditambahkan dengan air sehingga menghasilkan larutan KI. Larutan yang terjadi dimasukkan ke dalam tabung berbentuk U. Di kedua sisi tabung dimasukkan masing-masing batangan elektroda karbon (inert) yang sudah dihubungkan dengan arus listrik searah. Setelah arus listrik menyala, proses elektrolisis pun terjadi. Seperti yang bisa kita amati, di satu sisi terdapat gelembung gas disekitar batang karbon, di sisi lain larutan yang tadinya berwarna keruh menjadi kuning kecoklatan. Apa sebenarnya yang terjadi? Secara umum, susunan sel elektrolisis digambarkan seperti ini.

Gambar Sel Elektrolisis

Tempat berlangsungnya reaksi reduksi dan oksidasi dalam sel elektrolisis sama seperti pada sel Volta, yaitu anoda (reaksi oksidasi) dan katoda (reaksi reduksi). Perbedaan sel elektrolisis dan sel Volta terletak pada kutub elektrodanya dimana pada sel Volta, anoda (–) dan katoda (+), sedangkan pada sel elektrolisis sebaliknya, anoda (+) dan katoda (–). Pada sel elektrolisis anoda dihubungkan dengan kutub positif sumber energi listrik, sedangkan katoda dihubungkan dengan kutub negatif. Oleh karena itu pada sel elektrolisis di anoda akan terjadi reaksi oksidasi dan di katoda akan terjadi reaksi reduksi.

Bagaimana ini menjelaskan reaksi yang terjadi pada video di atas?

Ketika air ditambahkan ke dalam padatan KI, maka terbentuklah larutan KI dengan reaksi : KI _(aq)→ K⁺_(aq) + I^-_(aq). Jadi, didalam larutan tersebut terdapat beberapa spesi seperti ion K⁺, ion I^- dan tentu saja jangan lupa ada pelarut air nya (H₂O). Untuk reaksi pada anoda (tempat terjadinya reaksi oksidasi) terjadi ‘kompetisi’ antara ion I^- dan juga H₂O. Berdasarkan data harga potensial oksidasinya (dibalik dari data harga potensial reduksi), ion I^- memiliki potensial oksidasi yang lebih positif dari H₂O, sehingga ion I^- yang mengalami oksidasi, dengan reaksi: 2I^-_(aq) → H₂_(aq)+ 2e. Elektron yang dilepaskan oleh ion I- tersebut akan mengalir melalui penghantar menuju katoda (-). Pada katoda (tempat terjadinya reaksi reduksi) terjadi ‘kompetisi’ antara ion K⁺ dan molekul H₂O. Berdasarkan data potensial reduksinya, maka H₂O memiliki potensial reduksi lebih positif daripada K⁺, sehingga pada katoda, justru air yang mengalami reduksi (mengikat elektron yang dilepaskan oleh oksidasi ion I^-) , dengan reaksi : 2H₂O _(l) + 2e → H_{2 (g)} + 2OH^-_(aq). Pertanyaan selanjutnya, apakah kedua reaksi yang terjadi ini sesuai dengan data pada percobaan (video). Reaksi keseluruhan dari elektrolisis larutan KI adalah sebagai berikut.

Pada video percobaan, kita liat pada katoda (-) muncul banyak gelembung gas di sekitar batang karbon. Gas yang terjadi adalah gas hidrogen (H₂) yang merupakan hasil reduksi dari H₂O. Lalu, pada anoda (+), larutan berubah menjadi kuning kecoklatan, ini adalah indikasi dari terbentuknya larutan iodin (I₂) yang merupakan hasil oksidasi dari ion I^-. Jadi, keduanya sesuai dengan reaksi yang sudah ditulis di atas. Larutan pink setelah ditambahkan indikator fenolftalein (PP) menandakan terbentuknya larutan KOH yang berasal dari ion K⁺ yang tidak tereduksi bereaksi dengan ion OH^- yang terbentuk pada katoda.

Bagaimana jika yang dielektrolisis adalah lelehan KI? Perlu dipahami bahwa perbedaan mendasar antara lelahan dan larutan adalah bahwa pada larutan ada molekul pelarut, katakanlah air, H₂O. Pada lelehan, spesi yang ada hanya ion + dan -. Pada elektrolisis lelehan KI, pada anoda ion I^- akan mengalami oksidasi. Elektron yang dihasilkan dari oksidasi tersebut akan mengalir ke katoda dan akan ditangkap oleh ion K⁺ (karena tidak ada kompetisi dengan H₂O) sehingga ion K⁺ mengalami reduksi. Adapun reaksi lengkap elektrolisis lelehan KI adalah sebagai berikut.

Baca juga : Soal Pembahasan Elektrolisis Part -2
Demikian penjelasan saya tentang Elektrolisis larutan dan lelehan Kalium Iodida, semoga dapat membantu terutama buat kalian yang sedang mempelajari materi ini.

Terima kasih.

Salam.

5NChemistry