LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA II Materi: Elektrolisis Larutan NaCl Disusun oleh: KELOMPOK 13 Arifino Decika Rachman 122280031 Rieke Dellavia Eka Putri 122280032 Khoirunnisa Fajri 122280037 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SUMATERA 2024 ABSTRAK Proses elektrolisis memiliki tujuan untuk memisahkan molekul dengan mengarahkan arus listrik ke elektroda yang terendam dalam larutan elektrolit.. Pada praktikum ini menggunakan larutan elektrolit berupa larutan NaCl dengan variasi konsentrasi 13% dan 15% untuk diamati kuat arus dan tegangan setiap waktu dan juga volume gas hidrogen yang terbentuk. Praktikum elektrolisis air ini terdapat 3 percobaan yaitu penentuan overpotensial minimum, penentuan gas yang terbentuk dan penentuan konsumsi energi. Pada percobaan penentuan overpotensial minimum diperoleh pada konsentrasi NaCl 13% tegangan yang dihasilkan konstan pada 8,725 volt sedangkan pada konsentrasi NaCl 15% tegangan yang dihasilkan konstan pada 9,118 volt yang masing-masing konstan pada waktu 26-30 menit. Pada percobaan kedua, diperoleh konsumsi energi yang dibutuhkan pada konsentrasi NaCl 13%, pada anoda sebesar 447,268 Watt.s/mL sedangkan pada katoda sebesar 37,272 Watt.s/mL. Pada konsentrasi NaCl 15%, diperoleh konsumsi energi pada anoda sebesar 250,016 J/mL dan pada katoda sebesar 31,252 Watt.s/mL. Pada percobaan ketiga yaitu penentuan gas yang terbentuk pada tabung reaksi di konsentrasi NaCl 13% gas yang terbentuk pada anoda yaitu klorin (Cl2) sebanyak 0,5 mL dan pada katoda yaitu hidrogen (H2) sebanyak 4,1 mL sedangkan gas yang terbentuk pada konsentrasi NaCl 15% gas yang terbentuk pada anoda yaitu klorin (Cl2) sebanyak 0,5 mL dan 5,1 mL pada katoda yaitu hidrogen (H2). Saran untuk praktikum ini ialah pelaksanaan praktikum sebaiknya menggunakan alat yang berfungsi dengan baik, sehingga data yang diperoleh akurat. Penggunaan baterai pada setiap percobaan diharapkan menggunakan jenis dan merek yang sama. Kata kunci: Elektrolisis, Konsentrasi, Listrik, Overpotensial, Tegangan 2 DAFTAR ISI ABSTRAK ............................................................................................................. 2 DAFTAR ISI .......................................................................................................... 3 DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. 5 DAFTAR TABEL .................................................................................................. 6 BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 7 1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 7 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 8 1.3 Tujuan dan Sasaran ....................................................................................... 8 BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 9 2.1 Elektrolisis .................................................................................................... 9 2.2 Elektrolisis Air .............................................................................................. 9 2.3 Elektrolit........................................................................................................ 9 2.4 Elektroda ..................................................................................................... 10 2.5 Hukum Faraday ........................................................................................... 10 2.6 Persamaan-persamaan yang digunakan....................................................... 10 BAB III METODOLOGI PERCOBAAN ......................................................... 13 3.1 Alat dan Bahan ............................................................................................ 13 3.2 Variabel Percobaan ...................................................................................... 14 3.3 Diagram Alir Percobaan .............................................................................. 15 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 18 4.1 Hasil ............................................................................................................ 18 4.2 Pembahasan ................................................................................................. 20 BAB V PENUTUP ............................................................................................... 28 5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 28 3 5.2Saran ............................................................................................................. 28 DAFTAR PUSTAKA........................................................................................... 29 LAMPIRAN A PERHITUNGAN ..................................................................... 30 LAMPIRAN B DATA MENTAH ...................................................................... 36 LAMPIRAN C DOKUMENTASI .................................................................... 38 LAMPIRAN D MSDS ........................................................................................ 39 LAMPIRAN E RISK ASSESSMENT .............................................................. 41 4 DAFTAR GAMBAR Gambar 3. 1 Rangkaian alat ................................................................................ 13 Gambar 3. 2 Diagram alir persiapan .................................................................... 15 Gambar 3. 3 Diagram alir penentuan overpotensial minimum ........................... 16 Gambar 3. 4 Diagram alir penentuan efisiensi arus dan konsumsi energi ........... 17 5 DAFTAR TABEL Tabel 4. 1 Hasil percobaan pada konsentrasi NaCl 13% ...................................... 18 Tabel 4. 2 Hasil percobaam pada konsentrasi NaCl 15% ..................................... 19 Tabel B. 1 Data percobaan 1 dengan konsentrasi NaCl 13% ………………….. 36 Tabel B. 2 Data percobaan 2 dengan konsentrasi NaCl 15% ............................... 37 6 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Ilmu kimia mempelajari struktur materi dan bagaimana berbagai proses terjadi baik di alam maupun dalam eksperimen. Salah satu cabangnya, elektrokimia, fokus pada bagaimana energi listrik mempengaruhi reaksi kimia. Elektrokimia mempelajari transfer elektron melalui elektroda dalam larutan elektrolit, yang berdampak besar pada berbagai teknologi dan aplikasi industri [1] Ini penting untuk pengembangan teknologi baru dan pengolahan bahan kimia. Proses elektrolisis memainkan peran kunci dalam elektrokimia, di mana energi listrik digunakan untuk mengubah zat-zat dalam larutan elektrolit menjadi produk kimia yang berbeda di masing-masing elektroda. Proses ini melibatkan pemisahan reaksi kimia yang terjadi di katoda dan anoda, dengan hasil yang dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti potensial elektroda, konsentrasi larutan, dan overpotensial [2]. Memahami faktor-faktor ini adalah kunci untuk meningkatkan efisiensi dan aplikasi dari elektrolisis dalam berbagai konteks industri dan laboratorium. Salah satu aplikasi elektrolisis yang umum adalah elektrolisis larutan NaCl (natrium klorida), atau garam dapur. Larutan NaCl dalam air merupakan contoh larutan elektrolit yang baik, karena NaCl terdisosiasi menjadi ion Na⁺ dan Cl⁻ yang dapat menghantarkan arus listrik. Selama proses elektrolisis, ion-ion ini bergerak menuju elektroda yang berlawanan, di mana mereka mengalami reaksi kimia. Di katoda, air (H₂O) akan menerima elektron untuk membentuk gas hidrogen (H₂) dan ion hidroksida (OH⁻), sedangkan di anoda, ion Cl⁻ akan kehilangan elektron untuk membentuk gas klorin (Cl₂) [3]. Proses elektrolisis larutan NaCl menghasilkan produk utama berupa gas hidrogen (H₂) dan gas klorin (Cl₂). Gas oksigen (O₂) biasanya tidak dihasilkan langsung dari elektrolisis NaCl, tetapi dapat terbentuk jika air (H₂O) juga terlibat dalam reaksi elektrolisis. Penambahan NaCl dalam air keran bertujuan untuk meningkatkan konduktivitas larutan, sehingga proses elektrolisis menjadi lebih efisien. Selain itu, memahami dan mengoptimalkan kondisi seperti konsentrasi larutan 7 dan desain elektroda dapat meningkatkan hasil dan efisiensi proses elektrolisis[4]. Oleh karena itu, mempelajari dan memahami lektrolisis NaCl penting untuk aplikasi industri, pengembangan teknologi energi, dan pengolahan air, membantu merancang proses yang lebih efisien dan ramah lingkungan 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dari praktikum ini, yaitu : 1. Apa itu proses elektrolisis Nacl ? 2. Apa saja fenomena-fenomena yang terjadi pada proses elektrolisis Nacl ? 3. Bagaimana cara menghitung efisiensi arus dan konsumsi energy proses Nacl ? 1.3 Tujuan dan Sasaran 1.3.1 Tujuan Percobaan ini bertujuan untuk memahami fenomena-fenomena yang terjadi pada proses elektrolisis Nacl. 1.3.2 Sasaran Sasaran-sasaran yang hendak dicapai melalui percobaan ini adalah sebagai berikut : 1. Mengidentifikasi pengaruh jenis elektroda terhadap overpotensial minimum proses elektrolisis Nacl. 2. Mengidentifikasi jenis dan konsentrasi elektrolit terhadap overpotensial minimum proses elektrolisis Nacl. 3. Menghitung efisiensi arus dan konsumsi energy proses elektrolisis Nacl. 8 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Elektrolisis Elektrolisis dapat diartikan sebagai reaksi penguraian zat oleh arus listrik. Sel elektrolisis merupakan sel elektrokimia yang menggunakan sumber energi listrik untuk mengubah reaksi kimia yang terjadi. Elektrolisis adalah proses kimia di mana suatu senyawa diurai menjadi unsur-unsurnya dengan menggunakan energi listrik. Proses ini terjadi pada larutan atau lelehan (cairan) senyawa ionik. Elektrolisis mengandalkan arus listrik yang mengalir melalui elektrolit (zat yang dapat menghantarkan listrik) untuk memicu reaksi redoks (reaksi reduksi-oksidasi) di dalam larutan atau lelehan [5]. 2.2 Elektrolisis Air Elektrolisis air adalah proses kimia di mana air diurai menjadi dua komponen utama, yaitu hydrogen (H2) dan oksigen (O2), dengan menggunakan arus listrik. Proses ini memanfaatkan reaksi redoks, di mana anoda (elektroda positif) menarik oksigen dari air dan katoda (elektroda negatif) menarik hidrogen. Gas H2 sangat pontensial digunakan sebagai sumber energi karena sifatnya yang ramah lingkungan. Gas H2 sangat pontensial digunakan sebagai sumber energi karena sifatnya yang ramah lingkungan. Penggunaan katalisator elektrolit kuat seperti NaOH, KOH dan H2SO4 berfungsi mempermudah proses penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen karena ion-ion katalisator mampu mempengaruhi kesetabilan molekul air menjadi ion H+ dan OH- yang lebih mudah di elektrolisis karena terjadi penurunan energi pengaktifan [1]. 2.3 Elektrolit Elektrolit adalah zat yang menghantarkan listrik saat terlarut dalam air atau dalam bentuk lelehan. Biasanya, elektrolit adalah senyawa ionik, seperti asam, basa, atau garam. Saat senyawa ini terlarut, ion-ion yang terkandung dalamnya bergerak bebas dan dapat membawa muatan listrik. Larutan elektrolit dapat dikategorikan menjadi tiga bagian yaitu larutan elektrolit kuat, larutan elektrolit lemah dan larutan 9 bukan elektrolit . Larutan elektrolit kuat merupakan larutan yang mengandung ionion terlarut yang dapat mengantarkan arus listrik sangat baik sehingga proses serah terima elektron berlangsung cepat dan energi yang dihasilkan relatif besar. Sedangkan larutan elektrolit lemah merupakan larutan yang mengandung ion-ion terlarut cenderung terionisasi sebagian sehingga dalam proses serah terima elektron relatif lambat dan energi yang dihasilkan kecil. Namun demikian proses elektrokimia tetap terjadi. Untuk larutan bukan elektrolit, proses serah terima elektron tidak terjadi [6]. 2.4 Elektroda Elektroda adalah konduktor yang digunakan untuk mentransfer arus listrik dari sumber energi ke dalam larutan atau lelehan elektrolit. Elektrokimia ini dilakukan dengan memanfaatkan proses reduksi-oksidasi, yaitu elektroda negatif (anoda) akan mengalami reaksi oksidasi sehingga elektron pada permukaan anoda akan terlepas dan dibawa oleh ion elektrolit menuju elektroda positif (katoda). Pada sel elektrolisis katoda memiliki muatan negatif sedangkan anoda memiliki muatan positif. Sesuai dengan prinsip kerja arus listrik. Terdiri dari zat yang dapat mengalami proses ionisasi, elektrode dan sumber listrik (baterai). Listrik dialirkan dari kutub negatif dari baterai ke katoda yang bermuatan negatif. Larutan akan mengalami ionisasi menjadi kation dan anion. Kation di katoda akan mengalami reduksi sedangkan di anoda akan mengalami oksidasi [7]. 2.5 Hukum Faraday Hukum Faraday terdiri dari dua hukum yang menjelaskan hubungan antara muatan listrik dan massa zat yang dihasilkan selama proses elektrolisis [8]: 1. Hukum Faraday 1 Hukum Faraday 1 menyatakan “Massa zat yang timbul pada elektroda karena elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang mengalir melaui larutan”. Secara matematis, hukum ini dapat dinyatakan dengan rumus: 𝑊= 𝑒𝑥𝐼𝑥𝑡 𝐹 ………………………………………………………... (2.1) Keterangan : 10 W = Massa Zat (gram) e = Berat Ekuivalen (coloumb) I = Kuat Arus (Ampere) t = Waktu (s) F = Faraday (96.500) 2. Hukum Faraday II Hukum Faraday II menyatakan bahwa “massa zat yang dihasilkan pada suatu elektroda selama elektrolisis berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat tersebut”. Jika beberapa sel elektrolisis disusun secara seri dengan arus listrik yang sama, maka perbandingan massa zat yang dihasilkan akan sama dengan perbandingan massa ekuivalennya masingmasing. Secara matematis, hukum ini dapat dinyatakan dengan rumus: 𝑊1 𝑊2 𝑒 = 𝑒1 ………………………………………………………... (2.2) 2 Keterangan : W1 = Massa Zat 1 (gram) W2 = Massa Zat 2 (gram) e1 = Massa Ekuivalen Zat 1 (coloumb) e2 = Massa Ekuivalen Zat 2 (coloumb) 2.6 Persamaan-persamaan yang digunakan Berikut ini adalah persamaan-persamaan yang digunakan dalam praktikum elektrolisis larutan NaCl : 1. Q (Coulomb) 𝑄= t2−t1 2 (𝐼2 + 𝐼1) ………….………………………………… (2.3) 2. Q rata-rata 𝑄𝑎𝑣𝑒 = Q1+Q2+Q3+⋯+Q30 30 .…………………………………… (2.4) 3. Arus rata-rata 𝐼𝑎𝑣𝑒 = I1+I2+I3+⋯+I30 30 .…………………………………………… (2.5) 4. Tegangan rata-rata 𝑉𝑎𝑣𝑒 = V1+V2+V3+⋯+V30 30 .…………………………………… (2.6) 5. Konsumsi energi 11 𝑉𝑎𝑣𝑒 𝑥 𝑄𝑎𝑣𝑒 𝐸 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑔𝑎𝑠 .…………..……………………………… (2.7) 6. Efisiensi arus 𝑃𝑉/𝑅𝑇 𝜇 = 𝑄/𝑛𝐹 𝑥100% .………………………………..………… (2.8) 12 BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat Rangkaian alat yang digunakan dalam percobaan dapat dilihat seperti pada gambar sebagai berikut: Gambar 3. 1 Rangkaian alat Alat-alat pendukung yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu: 1. Gelas kimia 1000 mL 2. Elektroda batang karbon 3. Kabel tembaga tunggal 4. Penyepit 5. Sumber listrik DC 6. Batang pengaduk 7. Voltmeter 8. Amperemeter 9. Stopwatch 3.1.2 Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut: 1. Air 2. Padatan NaCl 13 3.2 Variabel Percobaan 3.2.1 Variabel Tetap Variabel tetap yang digunakan pada praktikum elektrolisis air ini yaitu: 1. Tekanan ruangan (660-760 mmHg) 2. Temperatur ruangan (23-30⁰C) 3. Jenis anoda: batang karbon 4. Volume eletrolit sebanyak 1000 mL 5. Jarak antar elektroda 1 cm 6. Luas permukaan elektroda 3.2.2 Variabel Bebas Variabel bebas yang divariasikan yaitu konsentrasi elektrolit 3.3.3 Variabel Terikat Variabel terikat yang harus diamati yaitu: 1. Volume gas hidrogen/klor yang dihasilkan 2. Tegangan kerja 3. Arus kerja 14 3.3 Diagram Alir Percobaan 3.3.1 Persiapan Menimbang 130 gram NaCl Menimbang 150 gram NaCl Gambar 3. 2 Diagram alir persiapan 15 3.3.2 Penentuan Overpotensial Minimum Gambar 3. 3 Diagram alir penentuan overpotensial minimum 16 3.3.3 Penentuan Efisiensi Arus dan Konsumsi Energi Gambar 3. 4 Diagram alir penentuan efisiensi arus dan konsumsi energi 17 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Tabel 4. 1 Hasil percobaan pada konsentrasi NaCl 13% Waktu (s) 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440 1500 1560 1620 1680 1740 1800 NaCl 13% Tegangan (V) Arus (mA) 6,72 0,02 7,87 0,01 8,02 0,01 8,24 0,01 8,33 0,01 8,38 0,01 8,42 0,01 8,46 0,01 8,48 0,01 8,5 0,01 8,51 0,01 8,05 0,01 8,16 0,01 8,34 0,01 8,37 0,01 8,37 0,01 8,38 0,01 8,39 0,01 8,38 0,01 8,37 0,01 8,37 0,01 8,36 0,01 8,21 0,02 8,26 0,02 8,27 0,01 8,26 0,01 8,26 0,01 8,12 0,02 8,15 0,02 8,17 0,02 18 Q(Couloumb) 1,5 0,9 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,9 1,2 0,9 0,6 0,6 0,9 1,2 1,2 Tabel 4. 2 Hasil percobaam pada konsentrasi NaCl 15% NaCl 15% Waktu (s) Tegangan (V) Arus (mA) Q(Couloumb) 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440 1500 1560 1620 1680 1740 1800 8,14 8,24 8,38 8,41 8,27 8,18 8,29 8,36 8,37 8,37 8,35 8,33 8,37 8,37 8,33 8,37 8,37 8,26 8,35 8,36 8,37 8,33 8,34 8,34 8,34 8,34 8,33 8,31 8,19 8,26 0,02 0,02 0,01 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,9 1,2 0,9 0,6 0,9 1,2 0,9 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 19 4.2 Pembahasan 4.2.1 Penentuan Overpotensial Minimum Percobaan penentuan overpotensial minimum ini dilakukan dengan menggunakan elektroda karbon pada katoda dan anoda serta menggunakan variasi konsentrasi larutan elektrolit Nacl pada konsentrasi 13% dan 15%. Selain itu juga terdapat variasi kuat arus yang juga digunakan pada percobaan kali ini 10,20,30,40,50,60,70,80 dan 90 mA. Overpotensial minimum adalah selisih antara potensial standar yang terjadi selama elektrolisis dengan potensial teoritis pada katoda dan anoda. Overpotensial minimum digunakan untuk menghitung energi yang diperlukan dalam produksi gas hidrogen melalui elektrolisis larutan elektrolit [9]. Setelah dilakukannya percobaan menggunakan kedua variasi konsentrasi elektrolit tersebut, diperolehlah grafik hubungan antara tegangan (Volt) yang disajikan pada grafik di bawah ini. Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kuat arus dan tegangan pada konsentrasi NaCl 13% Grafik 4.1 di atas menunjukkan hubungan antara kuat arus (I) terhadap tegangan (V) pada suatu sampel dengan konsentrasi NaCl 13%. Pada awal pengukuran, tegangan menurun dari 6,78 V ke 6,3 V saat arus meningkat dari 10 mA ke 20 mA. Penurunan tegangan ini mungkin disebabkan oleh resistansi internal dalam larutan atau elektroda yang belum mencapai kondisi stabil. Setelah mencapai overpotensial minimum, tegangan mulai meningkat dari 6,3 V ke 6,9 V saat arus meningkat dari 20 mA ke 50 mA. Peningkatan tegangan ini menunjukkan bahwa sistem mulai membutuhkan lebih banyak energi untuk mempertahankan laju elektrolisis yang lebih tinggi [10]. 20 Pada pengukuran selanjutnya, tegangan stabil pada 7 V meskipun arus terus meningkat dari 60 mA ke 90 mA. Stabilitas tegangan ini menunjukkan bahwa sistem telah mencapai kondisi di mana peningkatan arus tidak lagi menyebabkan peningkatan tegangan yang signifikan, menandakan efisiensi maksimum dalam proses elektrolisis. Penurunan tegangan awal diikuti oleh peningkatan dan stabilitas menunjukkan adanya resistansi internal atau faktor lain yang mempengaruhi efisiensi elektrolisis. Pada konsentrasi NaCl yang lebih tinggi, arus yang diperlukan untuk mencapai tegangan puncak lebih rendah dibandingkan dengan konsentrasi yang lebih rendah. Hal ini mungkin disebabkan oleh peningkatan konduktivitas larutan pada konsentrasi yang lebih tinggi, yang memungkinkan arus mengalir lebih mudah dan efisien [11]. Overpotensial positif terjadi saat peningkatan arus listrik menyebabkan perpindahan ion-ion ke elektroda, mempengaruhi tegangan pada arus tertentu. Semakin besar nilai η, semakin besar potensial yang dibutuhkan untuk reaksi. Overpotensial diakumulasikan dari energi aktivasi laju reaksi dan hambatan akibat gelembung pada permukaan elektroda [1]. Overpotensial minimum terjadi pada tegangan 6,3 V dengan arus 20 mA. Pada titik ini, tegangan mencapai nilai terendah sebelum mulai meningkat kembali seiring dengan peningkatan arus. Ini menunjukkan tegangan terendah yang diperlukan untuk memulai reaksi elektrolisis pada arus tertentu. Analisis ini membantu menentukan kondisi optimal untuk elektrolisis NaCl pada konsentrasi 13%, yang penting untuk efisiensi proses dan penghematan energi. Gambar 4.2 Grafik hubungan antara kuat arus dan tegangan pada konsentrasi NaCl 15% 21 Gambar 4.2 menunjukkan hubungan antara kuat arus (mA) dan tegangan (V) pada konsentrasi NaCl 15% dalam percobaan elektrolisis. Pada awal percobaan, arus 10 mA, tegangan tercatat sebesar 8 V. Ketika arus meningkat menjadi 20 mA, tegangan naik signifikan menjadi 8,83 V. Peningkatan tegangan ini berlanjut hingga arus mencapai 30 mA dengan tegangan 8,84 V. Namun, pada arus 40 mA, tegangan sedikit menurun menjadi 8,8 V, yang mungkin disebabkan oleh fluktuasi dalam sistem atau resistansi internal. Setelah pengukuran keempat, tegangan kembali meningkat dan mencapai 8,85 V pada arus 50 mA. Dari arus 60 mA hingga 90 mA, tegangan stabil pada 8,9 V. Stabilitas tegangan ini menunjukkan bahwa sistem telah mencapai kondisi di mana peningkatan arus tidak lagi menyebabkan peningkatan tegangan yang signifikan. Hal ini dapat diartikan bahwa sistem telah mencapai efisiensi maksimum dalam menghasilkan gas hidrogen pada tegangan tersebut [10]. Secara keseluruhan, grafik ini menunjukkan bahwa overpotensial minimum terjadi pada tegangan 8 V dengan arus 10 mA, dan setelah itu, tegangan cenderung stabil pada 8,9 V meskipun arus terus meningkat. Stabilitas tegangan pada arus yang lebih tinggi menunjukkan efisiensi sistem yang optimal dalam proses elektrolisis. Dengan memahami titik ini, kita dapat mengoptimalkan kondisi operasional untuk mencapai produksi gas hidrogen yang lebih efisien [12]. Mengetahui tegangan awal dan stabilitas tegangan pada berbagai konsentrasi penting untuk menentukan kondisi optimal dalam proses elektrolisis. Hal ini berpengaruh pada efisiensi dan penghematan energi. Dengan mengoptimalkan proses elektrolisis, kita dapat mencapai efisiensi maksimal dan mengurangi konsumsi energi.Tegangan yang dihasilkan dipengaruhi oleh volume air dan massa garam. Persamaan Nernst menyatakan bahwa potensial sel untuk menghasilkan tegangan dipengaruhi oleh konsentrasi. Konsentrasi adalah perbandingan antara jumlah zat pelarut dan zat terlarut. Konsentrasi NaCl yang lebih tinggi memerlukan tegangan awal yang lebih tinggi untuk memulai reaksi elektrolisis, namun mencapai stabilitas lebih cepat dan dengan fluktuasi yang lebih sedikit [13]. 4.2.2 Penentuan Effisiensi Arus dan Konsumsi Energi Percobaan untuk menentukan efisiensi arus dan konsumsi energi dalam praktikum elektrolisis larutan NaCl dilakukan menggunakan elektroda karbon pada 22 katoda dan anoda. Variasi konsentrasi larutan elektrolit NaCl yang digunakan adalah 13% dan 18%. Pengukuran arus dan tegangan dilakukan selama 30 menit. Hasil dari percobaan ini menunjukkan grafik hubungan antara waktu dengan kuat arus dan tegangan kerja sebagai berikut: 0,025 Arus (mA) 0,02 0,015 0,01 0,005 0 0 500 1000 1500 2000 Waktu (s) Gambar 4.3 Grafik hubungan antara waktu (s) dengan kuat arus (mA) pada konsentrasi larutan NaCl 13% Gambar 4.4 Grafik hubungan antara waktu (s) dengan kuat arus (mA) pada konsentrasi larutan NaCl 15% Grafik hubungan tegangan arus terhadap waktu pada konsentrasi larutan NaCL 13% dan 15% yang terdapat pada Gambar 4.3 dan 4.4, dapat dilihat nilai 23 arus dari awal hingga ke menit 30 mendapatkan kuat arus yang mengalami fluktuasi. Pada percobaan dengan konsentarsi NaCL sebesar 13% kuat arus pada menit pertama yaitu sebesar 0,02 mA dan mengalami penurunan menjadi 0,01 mA pada menit ke 2 sampai menit 22 dan menit ke 25 sampai dengan menit 27. Sedangkan pada percobaan dengan konsentrasi NaCL sebesar 15%, sama halnya dengan variasi percobaan sebelumnya menalami kensikan dan penurunan kuat arus. Pada percobaan ini kuat arus yang awalnya sebebasr 0,02 mA, mengalami penurunan pada menit ke 3,4 dan pada menit ke 7 hingga akhir percobaan. Fenomena ini terjadi karena penggunaan elektroda batang karbon sebagai anoda dan katoda dalam proses elektrolisis, di mana NaCl berfungsi sebagai larutan elektrolit. Larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena mengalami disosiasi yang menghasilkan ion-ion bergerak bebas. Ion-ion ini memungkinkan terjadinya konduksi listrik, sehingga ketika arus listrik dialirkan, elektron berpindah di antara ion-ion dalam larutan, memungkinkan aliran listrik terjadi dan memicu reaksi elektrolisis [14]. Fenomena tersebut menggambarkan inti dari proses elektrolisis, di mana elektroda dan elektrolit berperan penting dalam menghantarkan arus listrik serta memungkinkan reaksi kimia terjadi. 9 8 Tegangan (V)) 7 6 5 4 3 2 1 0 0 500 1000 1500 2000 Waktu (s) Gambar 4.5 Grafik hubungan antara waktu (s) dengan tegangan (mV) pada konsentrasi larutan NaCl 13% Pada grafik hubungan antara waktu dan tegangan pada konsentrasi larutan NaCl 13% di Gambar 4.5, terlihat bahwa tegangan kerja mengalami peningkatan dari menit pertama hingga menit kesebelas, kemudian menjadi konstan antara menit ke-15 sampai dengan menit ke-21. Pada percobaan ini, dari hasil percobaan yang 24 ditunjukan grafik mengalami kenaikakan dan penurunan sehingga pada akhir percobaan di menit ke-30 pada nilai 8,17 mV. Grafik ini sesuai dengan teori elektrolisis, di mana tegangan awal biasanya rendah, lalu meningkat seiring berjalannya waktu untuk menginisiasi reaksi elektrolisis pada elektroda [15]. Kemudian, tegangan mulai turun dan stabil ketika gas hidrogen (H₂) dan gas klorin (Cl₂) mulai terbentuk selama proses elektrolisis. Pembentukan gas-gas ini menandai bahwa reaksi elektrokimia pada elektroda telah mencapai tahap tertentu, sehingga kebutuhan tegangan untuk mempertahankan reaksi berkurang, dan tegangan menjadi lebih stabil [15]. Tegangan yang digunakan untuk membentuk gas hidrogen (H₂) dan gas klorin (Cl₂) bernilai lebih rendah dibandingkan dengan tegangan yang dibutuhkan untuk menginisiasi proses elektrolisis. Pada awal elektrolisis, tegangan yang lebih tinggi diperlukan untuk memulai reaksi, namun setelah reaksi berlangsung dan gas-gas tersebut mulai terbentuk, tegangan yang dibutuhkan untuk mempertahankan reaksi menjadi lebih rendah karena reaksi sudah berjalan stabil. [15]. Selama proses elektrolisis berlangsung, tegangan akan tetap konstan pada tegangan minimum yang diperlukan untuk terus melanjutkan pembentukan gas hidrogen (H₂) dan gas klorin (Cl₂). Setelah proses inisiasi, tegangan ini cukup untuk menjaga agar reaksi elektrolisis tetap berjalan stabil, memungkinkan produksi gasgas tersebut secara kontinu tanpa memerlukan tambahan tegangan yang lebih tinggi [15]. Gambar 4.6 Grafik hubungan antara waktu (s) dengan tegangan (mV) pada konsentrasi larutan NaCl 15% 25 Pada grafik hubungan antara waktu dan tegangan pada konsentrasi larutan NaCl 18% di Gambar 4.6, terlihat bahwa tegangan mengalami kenaikan dari menit pertama hingga menit keempat. Namun, setelah itu, tegangan mulai berfluktuasi dan tidak konstan hingga menit ke-30. Pada empat menit pertama, data tegangan sesuai dengan teori elektrolisis, di mana tegangan meningkat untuk menginisiasi proses elektrolisis. Akan tetapi, dari menit kelima hingga menit ke-30, data tegangan tidak sesuai dengan teori, yang seharusnya menunjukkan penurunan tegangan setelah inisiasi untuk menghasilkan gas hidrogen dan gas klorin, lalu menjadi konstan pada tegangan minimum hingga akhir proses elektrolisis. Fluktuasi tegangan ini kemungkinan disebabkan oleh ketidakstabilan alat multimeter yang digunakan, sehingga hasil yang diperoleh tidak konstan. Selain itu, penurunan kapasitas baterai setelah digunakan dalam percobaan sebelumnya juga bisa menyebabkan tegangan yang tidak stabil, sehingga hasil yang didapatkan tidak sesuai dengan teori [15]. 4.2.3 Penentuan Gas yang Terbentuk Dari percobaan yang telah dilakukan, pada sel elektrolisis terjadi dua jenis reaksi, yaitu reaksi yang berlangsung di katoda dan reaksi di anoda. Dalam percobaan ini, dua tabung reaksi diisi penuh dengan larutan elektrolit dan ditempatkan pada masing-masing elektroda, yaitu anoda dan katoda. Pada katoda, gas hidrogen (H₂) terbentuk, sedangkan pada anoda, gas klorin (Cl₂) dihasilkan. Proses ini mencerminkan reaksi elektrokimia yang terjadi selama elektrolisis larutan, di mana masing-masing elektroda memiliki reaksi spesifik yang sesuai dengan jenis gas yang dihasilkan [16]. Gas yang terbentuk selama proses elektrolisis menyebabkan volume air di tabung reaksi semakin berkurang, digantikan oleh volume gas yang dihasilkan di masing-masing elektroda. Percobaan dihentikan setelah waktu elektrolisis berlangsung selama 30 menit. Untuk mengukur volume gas yang terbentuk, tabung reaksi diisi kembali dengan air hingga mencapai volume yang hilang, kemudian volume air tersebut diukur menggunakan gelas ukur. Pada percobaan ini, gas klorin terbentuk akibat oksidasi ion Cl⁻ dari larutan NaCl, yang terurai menjadi ion Na⁺ dan Cl⁻. Ion Cl⁻ dapat teroksidasi di anoda karena memiliki nilai potensial reduksi standar (E⁰) yang lebih 26 rendah, yaitu -1,35 V, dibandingkan dengan nilai potensial reduksi standar air yang sebesar -1,23 V. Ini menyebabkan ion klorida lebih mudah teroksidasi daripada molekul H₂O. Nilai potensial reduksi standar yang semakin rendah menunjukkan bahwa senyawa tersebut lebih mudah teroksidasi. Di katoda, gas hidrogen terbentuk dari reduksi air, yang memiliki nilai potensial reduksi standar sebesar -0,827 V, sedangkan kation berupa ion Na⁺ memiliki nilai -2,71 V. Hal ini menunjukkan bahwa air lebih mudah tereduksi dibandingkan dengan ion Na⁺, sehingga proses reduksi air akan mendominasi di katoda dan menghasilkan gas hidrogen [17]. Pada percobaan kali ini, diperoleh volume gas hidrogen dan gas klorin pada konsentrasi NaCl 13% masing-masing sebesar 4,1 mL dan 0,5 mL. Sedangkan pada percobaan dengan konsentrasi NaCl 15%, volume gas hidrogen yang dihasilkan mencapai 5,1 mL, sementara gas klorin tetap 0,5 mL. Hasil ini sesuai dengan teori, di mana semakin tinggi konsentrasi larutan elektrolit, jumlah produk yang dihasilkan dari proses elektrolisis cenderung semakin besar. Hal ini disebabkan oleh meningkatnya jumlah ion yang tersedia untuk terlibat dalam reaksi elektrolisis [1]. Secara kimia, reaksi elektrolisis larutan garam (NaCl) menjadi gas hidrogen (H₂) dan gas klorin (Cl₂) dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi berikut: Reaksi ionisasi NaCl : NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq)……………………..…(4.1) Reaksi pada anoda : 2 Cl-(aq) → Cl2(g) + 2 e- …………………………….(4.2) Reaksi pada katoda : 2 H2O(aq)+ 2 e- → H2(g) + 2OH-(aq)………….…….(4.3) Persamaan reaksi total: 2 NaCl(s) + 2 H2O(aq) → 2 NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)(4.4) 27 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Kesimpulan dari praktikum yang sudah dilakukan yaitu sebagai berikut : 1. Overpotensial minimum terjadi ketika tegangan tetap pada nilai konstan, bahkan ketika kuat arus ditingkatkan. Dalam praktikum ini overpotensial minimum konsentrasi 13% didapatkan pada kuat arus 20 mA dengan nilai tegangan yang dihasilkan sebesar 6,3 V dan untuk konsentrasi 15% didapatkan overpotensial minimum pada kuat arus 10 mA dengan nilai tegangan yang dihasilkan sebesar 8 V. Peningkatan konsentrasi NaCl menyebabkan overpotensial tercapai lebih cepat karena peningkatan konduktivitas larutan. 2. Konsumsi energi pada konsentrasi NaCl 13% adalah 1,467 watt.detik/mL (anoda) dan 12,03 watt.detik/mL (katoda). Pada NaCl 15%, konsumsi energi menjadi 1,11 watt.detik/mL (anoda) dan 11,31 watt.detik/mL (katoda), menunjukkan efisiensi lebih tinggi pada konsentrasi yang lebih tinggi. 3. Volume gas hidrogen dan gas klorin pada konsentrasi NaCl 13% sebesar 4,1 ml dan 0,5 ml. Volume gas hidrogen dan gas klorin pada konsentrasi NaCl 15% sebesar 5,1 ml dan 0,5 ml. 5.2 Saran Berikut ini beberapa saran yang diberikan dari praktikum elektrolisis larutan NaCl, yaitu: 1. Sebelum melakukan percobaan, praktikan disarankan untuk memeriksa peralatan yang akan digunakan untuk menghindari kemungkinan kesalahan peralatan saat percobaan dilakukan. 1. Praktikan diharapkan untuk tidak menyenggol alat-alat percobaan, karena hal tersebut dapat mempengaruhi hasil voltnya dan arus. 3. Disarankan percobaan dilakukan dengan alat yang lebih baik agar data yang didapatkan lebih optimal. 28 DAFTAR PUSTAKA [1] H. S. E. H. Yoyon Wahyono, “Produksi gas hydrogen menggunakan metode elektrolisis dari elektrolit air dan air laut dengan penambahan katalis NaOH,” Youngster Physics Journal, vol. 6, no. 4, pp. 353-359, 2017. [2] F. Natasha, E. S. Hutajulu dan H. Pardi, “Produksi Hidrogen Dari Air Laut Menggunakan Elektrolisis Berbantuan Elektrokatalis,” JEBT: Jurnal Energi Baru & Terbarukan Vol 5, No.2, pp. 115-129, 2024. [3] K. R. Hidayat, D. J. Winarno dan D. I. Kusumastuti, “Analisis Kualitas Air Hasil Pengolahan Air Hujan Dengan Metode Elektrolisis Menjadi Air Minum,” Journal Rekayasa Sipil Dan Desain (JRSDD) ,Vol.8, No.4, pp. 693702, 2020. [4] R. Manurung, L. P. A, G. D. Nugrah, E. R. H, J. Juhensen dan M. R. M. P, “Produksi Gas Hidrogen Dengan Metode Elektrolisis Menggunakan Elektrolit Air Dengan Penambahan Katalis NaOH,” KURVATEK Vol. 7, No. 2, pp. 45-50, 2020. [5] E. W. N. S. F. Deny Puspitasari, “Pembuatan Desinfektan Menggunakan Metode Elektrolisis Larutan Garam,” Indonesian Journal of Laboratory, vol. 1, no. 3, p. 219, 2024. [6] M. R. Harahap, “Sel Elektrokimia: Karakteristik dan Aplikasi,” CIRCUIT: Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Elektro, vol. 2, no. 1, pp. 177-180, 2016. [7] A. R. K. A. S. Gurum Ahmad Pauzi, “Desain dan Realisasi Akumulator Elektrolit Air Laut dengan Penambahan Sodium Bicarbonate (NaHCO3) sebagai Sumber Energi Alternatif,” Jurnal Fisika, vol. 8, no. 2, pp. 78-85, 2018. [8] G. Alfani, “Pengaruh Gas Hidrogen Dari Larutan Sodium Hidroksida Terhadap Emisi Gas Buang Dan Konsumsi Bahan Bakar Pada Kendaraan Bermotor,” JURNAL SIMETRIK VOL 11, NO. 1, pp. 417-421, 2021. 29 LAMPIRAN A PERHITUNGAN A. Menghitung Konsentrasi NaCl 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 1000 M = 𝑀𝑟 x 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 1. Konsentrasi NaCl 13% 13 Massa = 100 x 1000 Massa = 130 gram 2. Konsentrasi NaCl 15% 15 Massa = 100 x 1000 Massa = 150 gram B. Menghitung Q (Coulomb) 𝑡2−𝑡1 Q = 2 x(I2+I1) 1. Konsentrasi NaCl 15% 60−0 • Q = 2 × (0,02+0,03) = 01,5 C • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= 120−60 × (0,01+0,02) = 0,9 C 2 180−120 2 240−180 2 300−240 2 360−300 2 420−360 2 480−420 2 540−480 2 600−540 2 660−600 2 720−660 2 780−720 2 840−720 2 900−840 2 960−900 2 × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C 30 • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= 1020−960 × (0,01+0,01) = 0,6 C 2 1080−1020 2 1140−1080 2 1200−1140 2 1260−1200 2 1320−1260 2 1380−1320 2 1440−1380 2 1500−1440 2 1560−1500 2 1620−1560 2 1680−1620 2 1740−1680 2 1800−1740 2 × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,02+0,01) = 0,9 C × (0,02+0,02) = 1,2 C × (0,01+0,02) = 0,9 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,02+0,01) = 0,9 C × (0,02+0,02) = 1,2 C × (0,02+0,02) = 1,2 C 2. Konsentrasi NaCl 15% 60−0 • Q = 2 × (0,02+0,01) = 0,9 C • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= 120−60 × (0,02+0,02) = 1,2 C 2 180−120 2 240−180 2 300−240 2 360−300 2 420−360 2 480−420 2 540−480 2 600−540 2 660−600 2 720−660 2 780−720 2 840−720 2 900−840 2 960−900 2 × (0,01+0,02) = 0,9 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,02+0,01) = 0,9 C × (0,02+0,02) = 1,2 C × (0,01+0,02) = 0,9 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C 31 • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= • Q= 1020−960 × (0,01+0,01) = 0,6 C 2 1080−1020 2 1140−1080 2 1200−1140 2 1260−1200 2 1320−1260 2 1380−1320 2 1440−1380 2 1500−1440 2 1560−1500 2 1620−1560 2 1680−1620 2 1740−1680 2 1800−1740 2 × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C × (0,01+0,01) = 0,6 C C. Menghitung Arus Rata-rata (mA) 1. Konsentrasi NaCl 13% 𝐼1+𝐼2+𝐼3+...+𝐼30 Iave = 30 (0,02 + 0,01+ 0,01 + 0,01 + 0,02 + 0,02 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01+ 0,01 + 0,01 + 0,02 + 0,02 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,02 + 0,02 + 0,02) Iave = 30 Iave = 0,012 mA 2. Konsentrasi NaCl 15% 𝐼1+𝐼2+𝐼3+...+𝐼30 Iave = 30 (0,02 + 0,02 + 0,01 + 0,01 + 0,02 + 0,02 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01+ 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01) Iave = 30 Iave = 0,0113 mA D. Menghitung Tegangan Rata-rata (V) 32 1. Konsentrasi NaCl 13% 𝑉1+𝑉2+𝑉3+...+𝑉30 Vave = 30 (6,72 + 7,87 + 8,02 + 8,24 + 8,33 + 8,38 + 8,42 + 8,46 + 8,48 + 8,50 + 8,51 + 8,05 + 8,16 + 8,34 + 8,37 + 8,37 + 8,38 + 8,39 + 8,38 + 8,37+ 8,37 + 8,36 + 8,21 + 8,26 + 8,27 + 8,26 + 8,26 + 8,12 + 8,15 +8,17) Vave = 30 Vave = 8,24 volt 2. Konsentrasi NaCl 15% 𝑉1+𝑉2+𝑉3+...+𝑉30 Vave = 30 (8,14 + 8,24 + 8,38 + 8,41 + 8,27 + 8,18 + 8,29 + 8,36 + 8,37 + 8,37 + 8,35 + 8,33 + 8,37 + 8,37 + 8,33 + 8,37 + 8,37 + 8,26 + 8,35 + 8,36+ 8,37 + 8,33 + 8,34 + 8,34 + 8,34 + 8,34 + 8,33 + 8,31 + 8,19 +8,26) Vave = 30 Vave = 8,32 volt E. Menghitung Q Rata-rata (Coulomb) 1. Konsentrasi NaCl 13% 𝑄1+𝑄2+𝑄3+...+𝑄30 Qave = 30 (1,5 + 0,9 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,9 + 1,2 + 0,9 + 0,6 + 0,6 + 0,9 + 1,2 + 1,2) Qave = 30 Qave = 0,73 C 2. Konsentrasi NaCl 15% 𝑄1+𝑄2+𝑄3+...+𝑄30 Qave = 30 (0,9 + 1,2 + 0,9 + 0,6 + 0,9 + 1,2 + 0,9 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6 + 0,6) Qave = 30 Qave = 0,68 C F. Menghitung Konsumsi Energi 1. Konsentrasi NaCl 13% • 𝑉𝑎𝑣𝑒 𝑥 𝑄𝑎𝑣𝑒 E = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑔𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑜𝑑𝑎 E= 8,24 𝑥 0,73 4,1 E = 1,467 watt.detik/ml 33 • 𝑉𝑎𝑣𝑒 𝑥 𝑄𝑎𝑣𝑒 E = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑔𝑎𝑠 𝑘𝑎𝑡𝑜𝑑𝑎 E= 8,24 𝑥 0,73 0,5 E = 12,03 watt.detik/ml 2. Konsentrasi NaCl 15% 𝑉𝑎𝑣𝑒 𝑥 𝑄𝑎𝑣𝑒 • E = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑔𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑜𝑑𝑎 E= 8,32 𝑥 0,68 5,1 E = 1,11 watt.detik/ml • E= E= 𝑉𝑎𝑣𝑒 𝑥 𝑄𝑎𝑣𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑔𝑎𝑠 𝑘𝑎𝑡𝑜𝑑𝑎 8,32 𝑥 0,68 0,5 E = 11,31 watt.detik/ml G. Menghitung Efisiensi Arus 1. Konsentrasi NaCl 13% 𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖 Qteoritis = 𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖 Qteoritis = 1620 9 Qteoritis = 180 C 𝑚𝑜𝑙 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑘 μ = 𝑚𝑜𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑒𝑛𝑡𝑢𝑘 x 100% 𝑝𝑣 / 𝑅𝑇 μ = 𝑄 / 𝑛𝐹 𝑥 100% μ= (1 𝑥 4,6) / (82,057 𝑥 303,15 ) 180 / (2 𝑥 96500) 𝑥 100% μ =19,83% 2. Konsentrasi NaCl 15% 𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖 Qteoritis = 𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖 Qteoritis = 1620 9 Qteoritis = 180 C 𝑚𝑜𝑙 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑘 μ = 𝑚𝑜𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑒𝑛𝑡𝑢𝑘 x 100% 𝑝𝑣 / 𝑅𝑇 μ = 𝑄 / 𝑛𝐹 𝑥 100% 34 μ= (1 𝑥 5,6) / (82,057 𝑥 303,15 ) 180 / (2 𝑥 96500) 𝑥 100% μ = 24,14% 35 LAMPIRAN B DATA MENTAH Tabel B. 1 Data percobaan 1 dengan konsentrasi NaCl 13% Waktu (s) 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440 1500 1560 1620 1680 1740 1800 NaCl 13% Tegangan (V) 6,72 7,87 8,02 8,24 8,33 8,38 8,42 8,46 8,48 8,5 8,51 8,05 8,16 8,34 8,37 8,37 8,38 8,39 8,38 8,37 8,37 8,36 8,21 8,26 8,27 8,26 8,26 8,12 8,15 8,17 36 Arus (mA) 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 Tabel B. 2 Data percobaan 2 dengan konsentrasi NaCl 15% NaCl 15% Waktu (s) Tegangan (V) Arus (mA) 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440 1500 1560 1620 1680 1740 1800 8,14 8,24 8,38 8,41 8,27 8,18 8,29 8,36 8,37 8,37 8,35 8,33 8,37 8,37 8,33 8,37 8,37 8,26 8,35 8,36 8,37 8,33 8,34 8,34 8,34 8,34 8,33 8,31 8,19 8,26 0,02 0,02 0,01 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 37 LAMPIRAN C DOKUMENTASI Gambar C. 1 Rangkaian alat elektrolisis Gambar C. 2 Larutan elektrolit NaCl Gambar C. 3 Proses elektrolisis larutan NaCl 38 LAMPIRAN D MSDS 39 40 LAMPIRAN E RISK ASSESSMENT 41 42 43 44 45 46 47
