Elektrolisis: Pertarungan Sengit Berebut Elektron

Selamat Datang di Arena Elektrolisis!

Saat membahas sel elektrolisis, lupakan sejenak aturan hafalan yang panjang. Mari kita bayangkan sel elektrolisis sebagai sebuah arena turnamen yang sangat kompetitif.

Di arena ini, baterai adalah 'bos' yang memaksa pertandingan terjadi. Baterai punya satu misi: menarik elektron dari Anode (+) dan melemparkannya kuat-kuat ke Katode (-).

Tentu saja, ion-ion dari garam (seperti $\text{Na}^+$ dan $\text{SO}_4^{2-}$) langsung bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Ini adalah insting dasar: kation $\text{Na}^+$ pergi ke Katode, dan anion $\text{SO}_4^{2-}$ pergi ke Anode.

TAPI, ada kejutan! Karena ini adalah bentuk larutan berair, arena tersebut sebenarnya dipenuhi oleh penonton yang diam-diam siap ikut bertanding: Air ($\text{H}_2\text{O}$).

Air ada di mana-mana, menempel dan ikut mengantre di kedua elektrode. Layaknya turnamen sungguhan, yang datang ke ring belum tentu jadi petarungnya. Hanya mereka yang 'paling rakus' menangkap elektron, atau 'paling rela' melepas elektron, yang akan bertanding dan bereaksi!

Katode: Pertarungan Memperebutkan Elektron

Di Katode (-), sedang terjadi reaksi Reduksi, yaitu ajang menangkap elektron yang dilempar oleh baterai. Peserta yang maju di arena ini adalah kation $\text{Na}^+$ melawan Air ($\text{H}_2\text{O}$).

Coba tebak siapa yang menangkap elektron? Jawabannya bukan $\text{Na}^+$!

$\text{Na}^+$ berasal dari natrium, logam Golongan IA. Logam aktif ini sangat reaktif saat berbentuk padatan, yang artinya saat dia sudah berubah jadi ion $\text{Na}^+$, dia berada di posisi yang SANGAT STABIL. Potensial reduksinya sangat negatif ($-2.71 \text{ V}$). Ibaratnya, dia sudah 'kenyang' dan sama sekali tidak tertarik menerima elektron lagi.

Karena $\text{Na}^+$ 'malas' bergerak, Air ($\text{H}_2\text{O}$) yang akhirnya turun tangan mengambil elektron tersebut (karena punya potensial reduksi yang sedikit lebih baik, yaitu $-0.83 \text{ V}$). Ketika air bereaksi menangkap elektron, ia terpecah:

$2\text{H}_2\text{O(l)} + 2\text{e}^- \to \text{H}_2\text{(g)} + 2\text{OH}^-\text{(aq)}$

Anode: Siapa yang Rela Berkorban?

Sekarang kita pindah ke Anode (+). Jika elektrodenya inert (tidak ikut bereaksi, seperti grafit atau platina), maka ini adalah ajang Oksidasi (pelepasan elektron). Pesertanya adalah anion $\text{SO}_4^{2-}$ melawan Air ($\text{H}_2\text{O}$).

Baterai memaksa ada yang harus menyerahkan elektron. Apakah $\text{SO}_4^{2-}$ mau melepasnya?

Ternyata tidak bisa! Sulfat ($\text{SO}_4^{2-}$) adalah anion sisa asam oksi. Atom Sulfur (S) di pusatnya sudah memiliki bilangan oksidasi $+6$ (batas maksimalnya di Golongan VIA). Ibarat koper yang sudah dijejalkan barang sampai penuh sesak, kamu tidak bisa lagi memeras elektron keluar darinya.

Karena $\text{SO}_4^{2-}$ sudah mencapai kapasitas mentoknya, lagi-lagi Air ($\text{H}_2\text{O}$) yang harus rela berkorban untuk 'disedot' elektronnya oleh baterai. Reaksi kekalahan/pengorbanan air ini adalah:

$2\text{H}_2\text{O(l)} \to \text{O}_2\text{(g)} + 4\text{H}^+\text{(aq)} + 4\text{e}^-$

Hasil akhirnya? Tercipta gas oksigen ($\text{O}_2$) di anode, dan diproduksinya ion $\text{H}^+$ yang otomatis membuat lingkungan di sekitar anode menjadi asam.