Pada tahun 1833, Michael Faraday mengamati bahwa air murni hampir merupakan isolator yang semputna, sedangkan larutannya merupakan suatu bahan yang menghantar arus listrik. Jika dua elektroda dari logam, misalnya platina, dimasukkan dalam bejana berisi air, yang satu dihubungkan dengan ujung positif dari sumber arus searah, yang lainnya dengan ujungnya yang negative, praktis tak ada terdapat arus sama sekali. Jika sedikit asam misalnya sulfat (H2SO4) atau sodium hydroxide (N2OH), atau garam, misalnya garam dapur, sodium chloride (NaCL) yang dilarutkan dalam air itu, maka larutan ini tahanannya cukup rendah sehingga arus dapat mengalir. Tahanan larutan inu tergantung pada konsentrasi dan pada temperature. Larutan dari zat – zat organic misalnya gula, tidak mengantarkan listrik.
Larutan yang menghantar arus listrik disebut elektrolit. Sementara penghantar itu, yang akan kita lihat, dibarengi oleh efek – efek kimia yang disebut elektrolisa. Bejana dimana terdapat elektrolit dan elektroda – elektroda itu disebut sel elektrolit. Efek yang terutama dari elektrolisa ialah reaksi kimia yang terjadi pada elektrolit – elektrolit.
Jadi, apabila kita menggunakan elektroda – elektroda platina di dalam larutan asam sulfat, zat air dibentuk dan dibebaskan sebagai gelembung – gelembung gas pada elektroda negative, sedangkan zat asam dibentuk dan dibebaskan sebagai gelembung – gelembung pada elektroda positif. Gas – gas ini dapat dikumpulkan, dikeringkan, dan ditimbang dan pengukuran kuantitatif pertama yang dilakukan Faraday ialah mencatat zat – zat yang dibentuk pada kedua elektroda – elektroda dan mengukur masanya masing – masing, setelah ada arus yang tertentu dan mengalir dalam waktu yang juga diketahui.
Bayangkanlah tiga buah sel elektrolit yang semuanya menggunakan elektroda – elektroda platina (untuk menghindarkan hal – hal yang tak diinginkan, misalnya elektroda – elektroda itu sendiri aktif secara kimia dan bereaksi dengan bahan – bahan yang dibentuk pada permukaan – permukaannnya, tetapi dengan larutan yang berbeda – beda. Dengan menghubungkannnya secara seri, maka pada semua sel arusnya sama.
Jika arus listrik dilewatkan molekul air yang diasamkan, maka keadaan air akan terurai menjadi gas hydrogen & oksigen. Ini disebut elektrolisis. Pada proses elektrolisis, lempengan yang mengalirkan arus ke dalam & ke luar larutan disebut elektroda. Elektroda yang dihubungkan dengan kutub positif disebut elektroda positif atau anoda, dan lempengan elektroda yang dihubungkan dengan kutub negative disebut elektroda negative atau katoda. Atom atau radikal elektrolit yang mengendap atau menguap di anoda adalah ion negative anion, yang mengendap atau menguap di katoda adalah ion positif atau kation.
Pada larutan tembaga III – klorida misalnya, tembaga akan mengendao sebagai logam di katoda, sedang anoda timbul gas klor, Cl2.
Reaksi yang terjadi pada katoda adalah sebagai berikut : ion 0 ion Cu2+ yang berhubungan dengan katoda akan menangkap elektron dari katoda, sehingga mereka menjadi atom Cu, yang mengendap sebagai logam tembaga di katode. Perubahan ini dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut :
Dalam waktu yang sama di anoda terjadi reaksi sebagai berikut : ion – ion Cl- akan memberikan elektron kepada anoda, sehingga mereka menjadi atom Cl yang kemudian bergabung membentuk molekul Cl2 yang menguap sebagai gas.
Jika proses elektolisis ini dihubungkan dengan definisi oksidasi dan reduksi, maka proses pada katoda adalah reduksi dan proses pada anoda adalah oksidasi. Katoda sebagai reduktor dan akan kehilangan elektron, sedang anoda bertindak sebagai oksidator yang akan menerima elektron.
Sebagian dari molekul – molekul cairan senantiasa terurai menjadi ion – ion positif dan negative. Apabila kr dalam cairan dimasukkan 2 keping logam yang masing – masing dihubungkan ke kutub – kutub sumber daya listrik, maka ion – ion akan bergerak dari satu keeping ke keeping yang lainnya. Keping – krping tersebut bertindak sebagai elektroda positif dan elektroda negative.
Ion – ion positif bergerak ke elektroda negative, yakni ke keeping yang dihubungkan ke kutub negative sumber daya, dan ion – ion negative bergerak ke electrode positif. Sesampainya di elektroda positif, ion negative melepaskan elektronnya ke elektroda tersebut dan menjadi gusgusan atom – atom netral; sebaliknya ion – ion positif sesampainya di elektroda negative akan menarik elektron dari elektroda tersebut serta juga menjadi gugusan atom – atom netral. Gugusan atom – atom netral segera bereaksi dengan air dan membentuk molekul – molekul baru yang lau terurai menjadi ion – ion lagi. Jadi, hantara listrik di dalam larutan elektrolit itu tak lain ialah elektron – elektron dari elektroda positif dengan diangkut oleh ion – ion elektrolit.
Seperti halnya elektron – elektron bebas di dalam konduktor dalam menghantarkan arus listrik hambatan begitu menghantarkan arus listrik, mengalami hambatan – hambatan. Hambatan – hambatan itu berasal dari gaya elektrostatik antara ion – ion, gesekan dan tumbukan ion – ion dengan molekul – molekul cairan, dan sebagainya. Di lain pihak, makin besar konsentrasi larutan elektrolit, makin besar daya hantar listriknya.
No comments:
Post a Comment