l1 - elektrolisa - labdasar dan sentral UNAND

LISTRIK DAN OPTIK
L1 - ELEKTROLISA
TUJUAN
1. Mempelajari hubungan antara energi listrik dan reaksi kimia dengan elektrolisa
2. Memahami mekanisme voltmeter dalam menentukan tara kimia listrik dan besarnya muatan
elementer (e), dengan proses elektrolisis
3. Mempelajari proses elektrolisis larutan elektrolit Tembaga sulfat.
I. LANDASAN TEORI
Hambatan listrik melalui larutan elektrolit akan disertai suatu reaksi yang disebut elektrolisis. Reaksi
elektrolisis tergolong reaksi redoks tidak spontan. Reaksi itu dapat berlangsung karena pengaruh energi listrik,
jadi pada elektrolisis terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Bila arus listrik searah (DC) dialirkan
melalui larutan elektrolit yang bersisi larutan garam AB, maka garam tersebut akan terurai sebagai berikut :
AB  A+ + B-
Gambar 1 : Skema Rangkaian Elektrolisa
Ion yang bermuatan positif akan menempel pada elektroda negatif (katoda). Dengan menimbang katoda
sebelum dan sesudah dialiri arus listrik, maka dapat diketahui jumlah logam yang menempel pada elektroda
tersebut. Pada proses elektrolisa berlaku Hukum Faraday :
1. Massa zat yang mengendap pada elekroda berbanding langsung dengan tara listriknya.
=
. .
(1)
dengan m adalah jumlah massa yang diendapkan pada elektroda, k tara kimia listrik, i arus listrik, dan t
waktu pengaliran arus.
2. Massa suatu zat larut dari suatu elektroda berbanding langsung dengan jumlah muatan yang melalui larutan
tersebut.
Jika valensi ion adalah z, maka muatan untuk atom bervalensi lebih dari satu ion adalah z e, sehingga muatan yang
diangkut oleh semua ion yang mengendap adalah :
q
m
NA  z e
A
(2)
Percobaan elektrolisis dapat digunakan untuk menghitung besar muatan elementer. Setiap ion tembaga
menerima dua muatan elektron dari katoda yang mengakibatkan ion itu menjadi atom netral dan menempel pada
anoda. Apabila terdapat N atau Cu yang dipindahkan, jumlah muatan listrik yang berpindah ialah 2eN. Maka
muatan elementer dapat dihitung :
Laboratorium Fisika Dasar – UNAND
1
LISTRIK DAN OPTIK
=
.
.
.
(3)
.
dengan e adalah muatan elementer (Coulomb), A berat atom Cu (63,5 gram/mol), W jumlah massa, yang
diendapkan (gram), 2 adalah jumlah valensi ion (dalam hal ini Cu2+) dan N0 bilangan Avogadro (6,02 x 1023
atom/mol).
II. PROSEDUR KERJA
II.1 Alat dan Bahan
1. Sel elektrolit dan larutan CuSO4
2. Elektroda tembaga (Cu) dan aluminium (Al)
3. Catu daya
4. Amperemeter
5. Dryer
6. Amplas
7. Neraca digital
II.2 Cara Kerja
1. Bersihkan plat katoda tembaga, beri tanda dan timbang masing-masing plat.
2. Pasang terlebih dahulu katoda ekstra (Al) seperti pada Gambar 1 dan tentukan besar arus dengan
mengatur catu daya variabel.
3. Ganti katoda ekstra dengan katoda yang sudah ditimbang, lakukan elektrolisis selama 5 menit.
4. Celupkan katoda ke dalam air (jangan digosok supaya Cu yang menempel pada katoda tidak
berkurang), kemudian keringkan dengan dryer.
5. Timbang massa elektroda tersebut dan catat jumlah massa yang diendapkan.
6. Lakukan langkah 1 sampai 5 dengan variasi selama 7 dan 9 menit.
7. Ulangi langkah 1 sampai 6 dengan variasi arus listrik yang berbeda.
Catatan : Jaga arus listrik agar tetap konstan selama percobaan.
Menimbang elektroda harus dalam keadaan kering.
PERTANYAAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Bagaimana pernyataan Hukum Faraday untuk elektrolisa?
Apakah yang dimaksud dengan tara kimia listrik!
Tuliskan persamaan reaksi redoks untuk percobaan ini!
Samakah harga tara kimia listrik dari perak (Ag) dengan tembaga (Cu)? Jelaskan!
Larutan apakah yang dapat di gunakan untuk mengukur tara kimia listrik perak?
Buktikan Persamaan (3)!
Jelaskan maksud dari potensial elektroda pada sel elektrolit!
Berikan contoh penggunaan elektrolisis!
EVALUASI
1.
2.
3.
4.
Buatlah grafik massa yang diendapkan terhadap lama elektrolisa (W vs t)
Hitung besar tara kimia listrik dengan menggunakan gradien grafik!
Hitung besaran muatan elementer! Bandingkan dengan literatur!
Buat analisa dan berikan kesimpulan dari hasil percobaan !
Laboratorium Fisika Dasar – UNAND
2