Percobaan Kimia Elektrolisis Air dan Penjelasannya

Hai Scientist, percobaan kimia yang akan kita lakukan kali ini adalah elektrolisis air. Secara prinsip, air merupakan bahan kimia yang terbuat dari gas hidrogen dan oksigen. Untuk setiap molekul air, akan selalu mempunyai dua atom hidrogen serta satu atom oksigen. Sehingga, tidak heran jika rumus kimia molekul air itu adalah H2O. 

Fenomena elektrolisis sangat erat kaitannya dengan listrik. Jadi, ketika arus listrik dilewatkan melalui air antara elektroda (positif dan negatif dari kutub baterai), maka air akan secara otomatis terbagi menjadi dua bagian yakni oksigen dan hidrogen.

Elektrolisis banyak diterapkan dalam dunia industri, misalnya untuk pembuatan logam aluminium. Apabila salah satu elektrodanya merupakan logam, maka logam tersebut akan tertutup karena dilapisi oleh logam dalam larutan. Nah, proses inilah yang lebih dikenal dengan sebutan penyepuhan atau electroplanting. 

Tentu saja, tujuan dari penataan eksperimen kimia yang sederhana ini ialah untuk membantu memberikan gambaran atau mendemonstrasikan secara visual agar kita dapat lebih memahami dengan mudah teori elektrolisis air. Pasti sudah penasaran kan? Yuk, ikuti langkah-langkahnya dan simak penjelasannya secara lengkap dalam artikel di bawah ini.

Alat dan Bahan

Beberapa alat dan bahan yang wajib disiapkan, meliputi :

• Dua batang pensil

• Baterai 9 volt

• Kabel yang dilengkapi dengan penjepit buaya

• Gelas

• Kardus tipis

• Rautan pensil

• Gunting

• Alat pelubang kertas atau hole punch

• Air hangat

• Garam

Langkah-Langkah Percobaan

Berikut ini langkah-langkah percobaan yang dapat diikuti :

• Kedua batang pensil masing-masing ditajamkan bagian ujung atas dan bawahnya dengan menggunakan rautan. Pensil berfungsi sebagai elektroda karena kandungan grafit di dalamnya mampu menghantarkan listrik namun tidak larut dalam air.

• Gunting kardus tipis membentuk persegi dan sesuaikan dengan ukuran gelas yang digunakan. Letakkan potongan kardus tersebut di atas mulut gelas.

• Selanjutnya, lubangi kardus menggunakan alat pelubang kertas atau punch hole, lalu masukkan kedua pensil tersebut ke dalam kardus dengan jarak terpisahnya sekitar satu inci. Atur posisi kardus supaya elektroda tidak sampai menyentuh dasar gelas, namun tetap terendam dalam airnya ya!

• Larutkan sebanyak satu sendok teh garam ke dalam gelas yang telah berisi air hangat, tunggu dan diamkan selama beberapa saat. Peran dari penambahan garam sebenarnya ialah untuk membantu menghantarkan listrik dalam air secara lebih baik.

• Hubungkan ujung grafit pada masing-masing pensil ke salah satu dari 2 terminal baterai menggunakan kabel yang telah dilengkapi dengan klip aligator dan letakkan kedua ujung pensil lainnya ke dalam gelas yang telah berisi air asin, seperti pada gambar berikut.

  

  Sumber: alamy.com

  
  

• Terakhir, amati apa yang terjadi dan catat. Kamu akan dapat melihat dengan jelas gelembung yang terbentuk di sekitar ujung pensil yang terendam di dalam gelas yang berisi air asin. Gelembung itu juga bergerak terus ke atas sampai mencapai permukaan air.

Penjelasan Sains 

Bagaimana Gelembung dapat Terbentuk?

Arus listrik yang dihasilkan oleh baterai akan melewati dua pensil yang berperan sebagai elektroda. Kemudian molekul air mengalami proses penguraian menjadi hidrogen serta gas klor yang ditandai dengan terbentuknya gelembung kecil yang muncul di sekitar masing-masing ujung pensil yang terendam dalam air asin tersebut. Hidrogen akan mengumpul di sekitar katoda (kutub negatif), sedang gas klorin itu mengumpul di sekitar anoda (kutub positif).

Mengapa juga Muncul Gas Klorin sebagai Hasil Penguraian Molekul Air?

Gas klorin dapat muncul dalam percobaan ini, karena adanya penambahan garam yang memiliki rumus kimia NaCl. Nah, untuk reaksi penguraian NaCl dapat kamu lihat di bawah ini :

NaCl(aq) ------->  Na+(aq) + Cl-(aq)

Elektroda pada eksperimen ini ialah C (karbon/ grafit) yang sebenarnya inert electrode atau tidak bereaksi. Jadi, reaksi yang terjadi di katoda maupun anoda itu hanya berasal dari larutan. Ion positif atau kation tentu akan mengalami peristiwa reduksi di katoda. Dalam hal ini, terjadi kompetisi antara Na+ dan molekul air (H2O) dalam melakukan penangkapan elektron (e-). Na+ itu kation dari golongan IA, maka nantinya di katoda molekul airlah yang mengalami reduksi. Sehingga, reaksi yang terjadi :

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

Anion atau ion negatif akan mengalami oksidasi di anode bila menggunakan elektroda inert. Sementara, jika menggunakan elektroda tidak inert maka yang mengalami oksidasi di anoda sudah pasti ektrodanya. Pada reaksi ini, anionnya itu Cl- sehingga reaksi yang terjadi di anoda :

2Cl-(aq) -------->  Cl2(g) + 2e-

Ringkasnya, reaksi elektrolisis yang terjadi di katoda dan anoda untuk larutan NaCl yang menggunakan elektroda C :

Mengapa Oksigen Tidak Dihasilkan dalam Eksperimen ini?

Karena atom oksigen dari molekul air telah bergabung dengan garam yang telah ditambahkan sebelumnya untuk membentuk ion hidroksil. Seperti yang telah diketahui sebelumnya, rumus kimia dari garam adalah NaCl (Natrium Klorida). Gas klorin berasal dari klorida yang ada di dalam garam. Sedangkan oksigen yang ada di dalam ion hidroksil tertinggal dalam larutan tersebut.

Eksplorasi

Sebagai bentuk eksplorasi eksperimen elektrolisis air ini, kita dapat mencari tau hal baru seperti menambahkan baking soda ke dalam air sebagai pengganti garam untuk mempercepat proses penghantaran listrik di dalam air, mengingat air merupakan konduktor listrik yang buruk. 

Bukan hanya itu, kamu juga dapat mengulangi percobaan elektrolisis ini tanpa menambahkan garam di dalam airnya untuk melihat apakah elektrolisis air tetap dapat terjadi. Atau mungkin mau mencoba konsep yang lebih eco-friendly yakni melakukan eksperimen tersebut dengan memanfaatkan kegunaan panel surya sebagai opsi lain dari penggunaan baterai.

Share this post