HUKUM FARADAY (ELEKTROLISIS)

Oleh: I Putu Sudama
HUKUM FARADAY (ELEKTROLISIS) 
Faraday (hukum) menjelaskan bahwa jumlah spesi yang mengalami oksidasi atau reduksi dalam suatu proses elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang dialirkan ke dalam sel elektrolisis. Selanjutnya Hukum Faraday ini dapat digunakan untuk menentukan massa zat yang terlibat atau dihasilkan pada reaksi redoks yang terjadi di dalam sel elektrolisis. 
Proses penyepuhan logam-logam merupakan proses elektrolisis. Terjadinya proses elektrolisis diperlukan energi listrik dari sumbernya seperti baterai. Dengan demikian, pada elektrolisis terjadi perubahan energi dari energi listrik menjadi energi kimia. Reaksi redoks yang mengakibatkan terjadinya perubahan energi kimia menjadi energi listrik, atau sebaliknya merupakan proses elektrokimia. Proses penyepuhan perhiasan dari tembaga oleh emas atau perak. Proses ini dikenal dengan nama electroplating / penyepuhan. Electroplating / penyepuhan adalah pelapisan logam mulia terhadap logam biasa menggunakan sel elektrolisis. 
Alasan dilakukannya elektroplating antara lain agar lebih menarik (estetika), tahan karat (nilai tambah), dan lebih kuat (nilai tambah). Benda yang akan disepuh dijadikan katoda, dan logam penyepuh sebagai anoda. Larutan elektrolit yang digunakan adalah larutan elektrolit dari logam penyepuh. 
Ingat: 
Beberapa hal yang mesti diingat dalam konsep elektrolisis, yaitu: 
Reaksi yang terjadi di katoda dan di anoda, 
Elektrolitnya apakah berupa larutan atau cairan (lelehan). 
Elektrodenya apakah aktif atau tidak aktif (C, Pt, Au adalah elektrode tidak aktif) 
Pada bagian lain (Demonstrasi Kontekstual) kalian telah menerapkan konsep elektrolisis dari hukum Faraday pada percobaan kedua (rancangan pelapisan logam), merancang set alat pelapisan logam, merangkai alat pelapisan logam sesuai rancangan, melakukan pelapisan logam menggunakan alat dan langkah kerja hasil rancangan. Pada topik ini saatnya kita menghitung massa lapisan logam dengan menggunakan hukum Faraday. 
Hukum Faraday I 
Massa zat yang dihasilkan pada suatu elektrode selama proses elektrolisis berbanding lurus dengan muatan listrik yang digunakan. 
𝒘 ≈ Q 
Muatan listrik sama dengan arus listrik dikalikan waktu 
𝐰 = 𝐢 × 𝐭 
Muatan listrik (Q) yang digunakan dalam elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah mol elektron yang terlibat dalam reaksi redoks (ne). Secara eksperimen diperoleh bahwa 1 mol elektron memiliki muatan listrik sebesar 96.500 coulomb. Nilai muatan listrik elektron ini ditetapkan sebagai konstanta Faraday (F). Jadi, hubungan ini dapat dirumuskan sebagai berikut. 
Q = n × F 
Hukum Faraday II 
Jika sejumlah arus listrik yang sama dialirkan ke dalam beberapa sel elektrolisis maka massa zat yang dihasilkan pada suatu elektroda selama elektrolisis berbanding lurus dengan massa ekivalen zat tersebut. 
W ≈ e w1/w2 = e1/e2
Massa ekivalen zat adalah massa zat dengan jumlah mol setara secara stoikiometri dengan 1 mol elektron. Massa atom relatif dari suatu unsur tersebut dibagi dengan perubahan bilangan oksidasi yang dialami dalam reaksi elektrolisis. 
𝐞 = 𝐀𝐫 / 𝐧 atau e = Ar/n
Jika persamaan pada hukum Faraday I dihubungkan dengan persamaan pada hukum Faraday II maka didapatkan persamaan : 
𝐰 = (𝐞 𝐱 𝐢 𝐱 𝐭) / 𝟗𝟔𝟓𝟎𝟎 atau w = (e.i.t) / 96500 
Keterangan : 
w : massa zat yang diendapkan 
e : massa ekivalen 
i : arus listrik (ampere) 
t : waktu elektrolisis (detik) 
Contoh soal: 
  • Berapa gram logam Cu (Ar = 63,5) dapat diendapkan jika arus listrik sebesar 5 ampere dilewatkan dalam larutan CuSO4 selama 2 jam? Tetapan Faraday = 96.500 coulomb.
Jawab : 
Reaksi reduksi tembaga di katoda : 
Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) 
Massa ekivalen (e)= 63,5 / 2 = 31,75 gr/mol 
w = (31.75 x 5 x 3600)/96500 
w = 5.92 gram 
  • Proses pemurnian tembaga dilakukan dengan cara elektrolisis. Tembaga kotor dijadikan sebagai anoda, sedangkan tembaga murni sebagai katoda. Arus sebesar 10 ampere dialirkan pada sel elektrolisis tembaga. Lamanya waktu yang diperlukan agar dikatoda dihasilkan endapan Cu sebanyak 12,70 gram (Ar Cu=63,5; F=96.500 coulomb) adalah .... jawab 3.860 detik

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

SEL ELEKTROLISIS

Oleh: I Putu Sudama
Image
Sel Elektrolisis Tujuan Pembelajaran S etelah membaca dan melakukan kegiatan pembelajaran peserta didik dapat: D apat menuliskan reaksi pada katoda dan anoda pada sel elektrolisis. Merancang dan menyajikan hasil suatu percobaan elektrolisis larutan garam dapur secara mandiri .   A.         Uraian Materi Apakah yang terpikirkan oleh kalian setelah menyimak dan memperhatikan gambar di bawah ini? Figure 1. Hydrogen Fuel Figure 2. Fosil Fuel Sepintas baik Gambar 1 maupun Gambar 2 nampak sama, yakni mobil sedang mengisi Bahan Bakar. Namun apakah bahan bakarnya sama ? Be rbe da buka n? Pada Gambar 1 sedang mengisi bahan bakar berupa gas hidrogen (Mobil berbahan bakar hidrogen),   sedangkan Gambar 2 mengisi bahan bakar jenis Pertamax atau Pertalite (mobil berbahan bakar minyak /BBM) . Tahukah kalian bahwa saat ini sudah banyak mobil menggunakan bahan bakar gas hidrogen? Juga...
Read more

DEMONSTRASI KONTEKSTUAL (ELEKTROLISIS LARUTAN)

Oleh: I Putu Sudama
Image
PRAKTEK ELEKTROLISIS (MANDIRI) Gambar 1. Rangkaian Sel Elektrolisis Sederhana Pengalaman : Beberapa topik / materi telah kalian pelajari pada pembahasan sebelumnya, yakni larutan elektrolit dan non elektrolit, persamaan reaksi, konsep-konsep mol, sel volta, reaksi redoks dan sel elektrolisis. Tujuan : Merancang dan melakukan percobaan elektrolisis larutan garam dapur menggunakan indikator bahan alam Menyelidiki reaksi penyepuhan logam menggunakan bahan-bahan yang terdapat di sekitar kita Petunjuk Kegiatan belajar ini kalian dituntut melakukan suatu demonstrasi faktual terhadap pengetahuan yang telah dimiliki. Oleh karena itu kalian mesti benar-benar memiliki sikap yang tangguh, kritis dan kreatif. 1.    Buat Perencanaan Susunlah rencana kerja / proyek yang akan dilakukan sedetail mungkin. Misalnya, kapan mulai menyusun prosedur kerja, kapan mengumpulkan bahan-bahan, kapan memulai kerja dan bagaimana cara melaporkan hasil, dll. Hal ini akan menjadi pedoman kalian ...
Read more

ELEKTROLISIS (HUKUM FARADAY)

Oleh: I Putu Sudama
Image
HUKUM FARADAY (ELEKTROLISIS) Tujuan: Menjelaskan Hukum I Faraday dan Hukum II Faraday Menghitung massa zat, waktu, arus listrik pada suatu elektrolisis menggunakan hukum Faraday Merancang prosedur penyepuhan benda dari logam secara sederhana Faraday (hukum) menjelaskan bahwa jumlah spesi yang mengalami oksidasi atau reduksi dalam suatu proses elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang dialirkan ke dalam sel elektrolisis. Selanjutnya Hukum Faraday ini dapat digunakan untuk menentukan massa zat yang terlibat atau dihasilkan pada reaksi redoks yang terjadi di dalam sel elektrolisis. Gambar 1. Penyepuhan perhiasan skala industri Proses penyepuhan logam-logam merupakan proses elektrolisis. T erjadinya proses elektrolisis diperlukan energi listrik dari sumbernya seperti baterai . Dengan demikian, pada elektrolisis terjadi perubahan energi dari energi listrik menjadi energi kimia. Reaksi redoks yang mengakibatkan terjadinya perubahan energi kimia menjadi energi listrik,...
Read more