Elektrolisis

21.23 |

Elektrolisis
Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektrode dan larutan elektrolit.
Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:
  • Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit (C), Platina (Pt), dan emas (Au).
  • Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag).
Elektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam, dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara larutan elektrolit dan elektrode menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:
  1. Elektrolisis larutan dengan elektrode inert
  2. Elektrolisis larutan dengan elektrode aktif
  3. Elektrolisis leburan dengan elektrode inert
Pada elektrolisis, katode merupakan kutub negatif dan anode merupakan kutub positif. Pada katode akan terjadi reaksi reduksi dan pada anode terjadi reaksi oksidasi. Contoh-contoh reaksi elektrolisis adalah sebagai berikut:
Penerapan dalam industri
Elektrolisis yang pertama dicoba adalah elektrolisis air (1800). Davy segera mengikuti dan dengan sukses mengisolasi logam alkali dan alkali tanah. Bahkan hingga kini elektrolisis digunakan untuk menghasilkan berbagai logam. Elektrolisis khususnya bermanfaat untuk produksi logam dengan kecenderungan ionisasi tinggi (misalnya aluminum). Produksi aluminum di industri dengan elektrolisis dicapai tahun 1886 secara independen oleh penemu Amerika Charles Martin Hall (1863-1914) dan penemu Perancis Paul Louis Toussaint Héroult (1863-1914) pada waktu yang sama. Sukses elektrolisis ini karena penggunaan lelehan Na3AlF6 sebagai pelarut bijih (aluminum oksida; alumina Al2O3).
Sebagai syarat berlangsungnya elektrolisis, ion harus dapat bermigrasi ke elektroda. Salah satu cara yang paling jelas agar ion mempunyai mobilitas adalah dengan menggunakan larutan dalam air. Namun, dalam kasus elektrolisis alumina, larutan dalam air jelas tidak tepat sebab air lebih mudah direduksi daripada ion aluminum sebagaimana ditunjukkan di bawah ini.
Al3+ + 3e-–> Al potensial elektroda normal = -1,662 V (10.38)
2H2O +2e-–> H2 + 2OH- potensial elektroda normal = -0,828 V (10.39)
Metoda lain adalah dengan menggunakan lelehan garam. Namun Al2O3 meleleh pada suhu sangat tinggi, sekitar 2050 °C, dan elektrolisis pada suhu setinggi ini jelas tidak mungkin. Namun, titik leleh campuran Al2O3 dan Na3AlF6 adalah sekitar 1000 °C, dan suhu ini mudah dicapai. Prosedur detailnya adalah: bijih aluminum, bauksit mengandung berbagai oksida logam sebagai pengotor. Bijih ini diolah dengan alkali, dan hanya oksida aluminum yang amfoter yang larut. Bahan yang tak larut disaring, dan karbon dioksida dialirkan ke filtratnya untuk menghasilkan hidrolisis garamnya. Alumina akan diendapkan.
Al2O3(s) + 2OH-(aq)–> 2AlO2- (aq) + H2O(l) (10.40) 2CO2 + 2AlO2 -(aq) + (n+1)H2O(l) –> 2HCO3- (aq) + Al2O3·nH2O(s) (10.41)
Alumina yang didapatkan dicampur dengan Na3AlF6 dan kemudian garam lelehnya dielektrolisis. Reaksi dalam sel elektrolisi rumit. Kemungkinan besar awalnya alumina bereaksi dengan Na3AlF6 dan kemudian reaksi elektrolisis berlangsung.
Al2O3 + 4AlF63-–> 3Al2OF62- + 6F- (10.42)
Reaksi elektrodanya adalah sebagai berikut.
Elektroda negatif: 2Al2OF62- + 12F- + C –> 4AlF63- + CO2 + 4e- (10.43)
Elektroda positif: AlF63- + 3e-–> Al + 6F- (10.44)
Reaksi total: 2Al2O3 + 3C –> 4Al + 3CO2 (10.45) Kemurnian aluminum yang didapatkan dengan prosedur ini kira-kira 99,55 %. Aluminum digunakan dalam kemurnian ini atau sebagai paduan dengan logam lain. Sifat aluminum sangat baik dan, selain itu, harganya juga tidak terlalu mahal. Namun, harus diingat bahwa produksi aluminum membutuhkan listrik dalam jumlah sangat besar.
Penerapan elektrolisis lainnya adalah penyepuhan logam, yaitu proses pemurnian logam dari pengotor, seperti pemurnian tembaga untuk pembuatan kabel listrik. Contoh lainnya adalah proses pelapisan perak kepada peralatan makan seperti sendok dan garpu.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS
Read User's Comments0
Diposting oleh Unknown

materi kelas XI

02.04 |


Kestabilan Konfigurasi Elektron

thumbnail

Penulisan Konfigurasi Elektron

thumbnail

Aturan Konfigurasi Elektron

thumbnail

Konfigurasi Elektron Atom Polielektron (Pengantar)

thumbnail

Bentuk Orbital

thumbnail

Bilangan Kuantum Spin (s)

thumbnail

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS
Read User's Comments0
Diposting oleh Unknown

Cerita Kimia

21.50 |


Cerita Kimia
Oksigen yang Istimewa
http://illiweb.com/fa/empty.gif
Oksigen kini duduk di kursi goyang di rumah kecil gang 2 blok VIA nomor 8 di desa kecil yang bernama Sistem Periodik Unsur. Mengenang masa-masa mudanya dulu. Mengenang saat pertama kali dia dilahirkan. Dia ingat masa kecilnya. Dia ingat orang tuanya. Dia lahir di Uppsala tahun 1773 oleh Carl Wilhem Scheele. Lalu tahun 1774 dia diadopsi oleh Joseph Priestley di Wiltshire. Lalu dia diberi nama ‘oxygen’ oleh Antoine Lavoisier tahun 1777. Sungguh nama yang indah. Diambil dari bahasa Yunani, oxys dan genes, yang artinya menghasilkan asam. Sebenarnya kurang cocok dengan keadaanku. Nama ini lebih tepat dipakai oleh tetanggaku yang bernomor rumah 1, Hidrogen.

Dia ingat saat dia masih kecil dia merasa minder. Dia tidak merasa istimewa. Dia tidak seperti teman-temannya yang dimasukkan ke golongan istimewa. Dia tidak termasuk ke golongan alkali, alkali tanah, gas mulia, halogen, transisi, aktinida, lantanida. Dia merasa dia hanyalah unsur biasa, hanya unsur biasa. Tapi suatu ketika, Oksigen berbincang-bincang dengan tetangganya sekaligus sahabatnya yang sesama ‘unsur biasa’, Nitrogen.

“Hey, Oksigen, janganlah kau bersedih karena kita hanyalah unsur biasa, masuk ke golongan reguler.”

“Sungguh tidak enak, kawan. Aku merasa tidak percaya diri. Aku merasa diriku tidak berharga.”, keluh Oksigen.

“Hey, siapa bilang dirimu tidak berharga. Setiap unsur itu pasti ada kegunaanya. Jangan salah, meski kita yang tidak masuk golongan istimewa tapi kita semua berprestasi, kawan. Bahkan kau juga. Kau belum mengetahuinya?”

“Benarkah, maukah kau menceritakannya kepadaku?”

“Baiklah. Unsur-unsur ‘biasa’ seperti kita ini diam-diam sangat berprestasi. Misalnya hidrogen ketika berpasangan denganmu menghasilkan air yang sangat berguna untuk kehidupan manusia. Aku digunakan pada insdustri pupuk. Tapi, sebaiknya kau tidak berpasangan dengan karbon, bisa menimbulkan polusi, dan berbahaya bagi manusia.”, cerita Nitrogen.

“Tahukah kau, kau ini paling dibutuhkan makhluk hidup. Tanpa kau manusia tidak bisa hidup, begitu pula hewam dan tumbuhan. Kau dibutuhkan untuk bernafas. Di alam semesta ini kau menempati urutan ketiga paling melimpah. Bahkan kau paling melimpah di kerak bumi. Bersyukurlah kau, kau begitu dibutuhkan orang.”

“Wah, aku sama sekali tidak menyangka.”

“Ya, kau justru sangat berprestasi. Meski kau tidak termasuk benda langka tapi kau dicari, dibutuhkan. Di atmosfer 23,15% beratnya, 85,8% berat lautan, 46,7% berat kulit bumi, 60% tubuh manusia. Selain itu, masih banyak kegunaanmu yang lainnya, seperti untuk reaksi pembakaran, pengolahan baja, industri kertas dan industri plastik, pembuatan ozon, pengisi tabung pernafasan untuk astronot dan penyelam, dan bersama hidrogen cair digunakan sebagai bahan bakar roket. Selain itu, kau juga terkenal dengan sifat supelmu. Dengan keelektronegatifanmu kau bisa berteman dengan hampir seluruh teman-teman unsur lainnya, membentuk oksida. Unsur lain yang meskipun termasuk golongan yang istimewa belum tentu bisa sepertimu.”. Benar juga ya, meski aku tidak termasuk golongan istimewa manapun aku berguna untuk kehidupan manusia, bahkan tidak hanya manusia, seluruh makhluk hidup membutuhkanku, pikir Oksigen. Sejak saat itu, Oksigen tidak minder lagi. Dia melangkah lebih percaya diri menuju hari esok yang cerah.

Dahulu, Oksigen pernah mempunyai saudara alotrof, yang bernama Gas Oksigen. Tiba-tiba Gas Oksigen tersinari sinar ultraviolet dan petir. Gas Oksigen ini menjadi kembar tiga dan berubah nama menjadi Ozon. Ozon ini dapat menyerap sebagian ultraviolet. Bayangkan jika tidak ada ozon, katarak, serta kekurangan kekebalan tubuh. Tapi, sekarang Ozon ini sedang sakit-sakitan, dia sekarang sudah sangat tua dan tubuhnya sudah rusak akibat ulah manusia yang kian hari kian berkurang lahan hijau di permukaan bumi.

Oksigen kembali mengingat-ngingat dirinya kembali di masa lalu. Ah, dia teringat sesuatu hal. Dia pernah berubah. Sebenarnya dia berwujud gas dalam suhu kamar, tapi suatu hari saat suhu 90,20 K, dia berubah menjadi cair. Saat suhu 54,36 K dia berubah lagi menjadi padat. Dalam keadaan gas, dia tidak berwarna dan tidak berbau. Tapi dalam keadaan cair dan gas, dia berwarna biru langit yang indah. Hal ini disebabkan karena penyerapan warna merah.

Dalam mendapatkan Oksigen di laboratorium ada beberapa cara. Dia dapat dibuat dengan elektrolisis air atau memanaskan KclO3 dengan MnO2 sebagai katalis. Dalam mendapatkan Oksigen secara teknik industri ada dua cara, elektrolisis air dan distilasi bertingkat udara cair. Kemurnian yang didapatkan dari cara distilasi adalah 99%, sedangkan melalui elektrolisis hanya 1%.

Oksigen mengenang saat-saat itu. Kini dia sudah tua renta. Apalagi salah satu saudara alotrof-nya, Ozon, dia sudah sakit-sakitan. Jika dia bisa berbicara dia akan berbicara seperti ini, “Kami, oksigen lama-kelamaan akan berkurang jika umat manusia tidak menambah pepohonan hijau. Selain itu saudara alotrofku sudah sakit-sakitan akibat ulah kalian. Jika dia sampai mati, kalian umat manusia sendirilah yang akan merugi.”


  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS
Read User's Comments0
Diposting oleh Unknown
Langganan: Postingan (Atom)