Elektrolisis: Pemisahan Gas Hidrogen Dari Molekul Air

Struktur Molekul Air

Pernahkah kalian mendengar adanya bahan bakar yang bersumber dari air? Mungkinkah hal seperti itu? Pernahkah kalian berfikir bagaimana hal itu bisa terjadi? Secara logika orang awam, hal itu sangat tidak mungkin. Bagaimana tidak, api saja ketika disiram dengan air akan langsung padam. Jadi, mana mungkin bisa digunakan untuk sumber bahan bakar.

Untuk orang awam, jawaban seperti itu bisa dipahami. Tetapi jika seorang mahasiswa kimia atau pun kimiawan memberikan jawaban seperti itu, lebih baik kalian buka kembali buku-buku kimia yang sudah kalian simpan rapi-rapi di dalam kardus.

Jawaban yang sesuai untuk semua pertanyaan itu adalah bisa dan mungkin. Sudah diketahui secara umum bahwa rumus kimia dari molekul air adalah H2O. Dari rumus kimia tersebut dapat kita ketahui bahwa air mengandung sejumlah atom Hidrogen. Dimana di dalam setiap molekul air mengandung 2 atom H dan 1 atom O. Perlu diluruskan, sudah ditekankan sejak awal bahwa air merupakan sumber bahan bakar, bukan bahan bakar itu sendiri. Artinya, air dapat diberi treatment untuk memperoleh sesuatu yang dapat dijadikan bahan bakar, yaitu gas hidrogen.

Hidrogen merupakan gas yang mudah terbakar sehingga dengan perlakuan yang tepat dapat dijadikan sebagai bahan bakar. Lalu, bagaimana caranya memperoleh gas hidrogen dari air? Jawabannya adalah proses elektrolisis, materi kelas XII SMA. Sebagai guru, kita telah menjelaskan bahwa elektrolisis itu adalah bla..bla..bla... Reaksi yang terjadi didalam proses elektrolisis adalah bla...bla..bla... Dengan aturan reaksi di katoda adalah bla..bla...bla...dan di anoda adalah bla...bla...bla... Pembelajaran seperti itu seperti mitos dan dongeng yang didongengkan kembali secara turun-temurun.

Untuk memperoleh gas hidrogen dari air, dapat dilakukan dengan merancang suatu alat elektrolisis. Untuk pembelajaran di kelas cukup prototype saja yang dibuat karena hanya untuk menunjukkan bahwa gas hidrogen bisa diperoleh dari air dengan proses elektrolisis. Di bawah ini adalah gambar rancangan prototype yang telah saya buat bersama teman-teman dengan memanfaatkan barang bekas. Sederhana kan? Jadi tidak perlu jadi alasan bagi guru di sekolah yang tidak ada fasilitas laboratorium dan seperangkatnya untuk tidak melakukan hal ini.

Prototype Alat Elektrolisis untuk Pemisahan Gas Hidrogen dari Molekul Air

Cara kerjanya sama dengan alat elektrolisis yang ada di laboratorium. Sederhananya, larutan digunakan untuk proses ini hanya larutan NaCl atau larutan garam dapur. Hanya itu kah? Iya, hanya itu. Mengapa? Coba hubungkan dengan aturan penentuan reaksi pada katoda. Di katoda akan terjadi reaksi reduksi, jika kationnya adalah Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Al³⁺, Be²⁺, dan Mn²⁺, maka reaksi yang berlangsung adalah reaksi reduksi molekul air.

Katoda: 2H₂O(l) + 2e^- → 2OH^-(aq) + H₂(g)

Anoda : 2Cl^-(aq) → Cl₂(g) + 2e^-

Coba perhatikan hasil reaksi di atas,  ada gas hidrogen yang dihasilkan. Untuk mengetahui apakah benar reaksi tersebut terjadi dapat digunakan suatu indikator, biasanya indikator PP. Bagian katoda akan bersifat basa karena dihasilkan ion OH^- sehingga indikator akan menunjukkan warna ungu/violet pada bagian katoda. Hal tersebut dapat dilihat pada gambar di atas. Selanjutnya gas yang dihasilkan dapat ditampung dalam suatu wadah khusus.

Tentu saja alat tersebut masih perlu pengembangan lebih lanjut, terutama untuk perlakuan lebih lanjut pada gas yang dihasilkan di anoda, yaitu gas Cl₂. Namun, untuk sekedar pembelajaran di kelas agar pembelajaran menjadi lebih bermakna sehingga guru tidak hanya menceritakan dongeng dan mitos, alat tersebut dapat digunakan sebagai alternatif. Terutama bagi sekolah yang memang dalam hal sarana belum memadai. Dengan cara ini, diharapkan siswa dapat langsung melihat manfaat dari pembelajaran yang dilakukan di kelas.