370 likes | 675 Views
KELOMPOK 3 :. Amalia Putri Safitri (K3312006) Amelia Retnaningrum (K3312007) Herry Wijayanto (K3312035) Ita Dwi Purnamasari (K3312041) Nurya Khusna (K3312059) FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013. ASPEK KUANTITATIF ELEKTROLISIS.
E N D
KELOMPOK 3 : AmaliaPutriSafitri (K3312006) Amelia Retnaningrum (K3312007) HerryWijayanto (K3312035) ItaDwiPurnamasari (K3312041) NuryaKhusna (K3312059) FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013
Michael Faraday merupakanorangpertama yang memperlihatkanhubungankuantitatifketikaterjadielektrolisisantarajumlahlistrik yang digunakandenganjumlahsenyawakimia yang terbentukataudapatdikatakanbahwajumlahzatkimia yang terbentuksebandingdenganjumlah mol elektron.
Hukum Faraday Hukum Faraday 1 : “Massa zat yang dibebaskanpadaelektrolisis (G) berbandinglurusdenganjumlahlistrikyagdigunakan (Q)”. G≈Q… (1) Jumlahmuatanlistrik (Q) samadenganhasil kali darikuatarus(i) denganwaktu (t). Q=i x t…(2) Jadipersamaannya , G ≈ it…(3)
Hukum Faraday 2 : “Massa zat yang dibebaskanpadaelektrolisis (G) berbandinglurusdenganmassaekivalenzatitu (ME)” G ≈ ME • Penggabunganhukum Faraday 1 dan 2 menghasilkanpersamaanberikut . G = k x i x t x ME dimana, k=tetapan/pembanding • Faraday menemukanharga k=1/96.500 Jadipersamaandiatasdapatdinyatakan G= i x t/ 96.500 x ME Ket : G = massazat yang dibebaskan (gr) i= kuatarus (A) t = waktu (s) ME = massaekivalen , dimana ME = Ar/biloks
Perludiingat !!!1 F ↔ 1 mol eˉ ↔ 96.500 CHubungan mol elektrondengancoloumbsangatpentingkarenacoloumbmerupakanjumlahmuatanlistrik yang melaluirangkaianlistrikapabilabesararuslistrik 1 Ampere mengalirselama 1 detik (1s) Jadi, 1 coloumb = 1 ampere x 1 detik 1 C = 1 A.s
Bagaimanakahhubungankuatarusdanwaktudenganjumlah mol elektron?Jumlah mol elektron = i x t/96500 mol
SOALBerapawaktu yang dibutuhkanuntukmenghasilkan 25 gr Cr darilarutan CrCl3denganarussebesar 2,75 A?
JAWAB: Diket : G = 25 gri= 2,75 ADitanya : t (s)?Jawab : Reaksi : Cr 3+ (aq) + 3e- → Cr (s)ME = Ar/biloks = 51,9/3 = 17,3G=i x t x ME /96500t = G x 96500/ i x MEt = (25 gr x 96500) : (2,75 A x 17,3)t = (2412500 gr) : (47,575 A)t = 50709,406 s =14,08 jam
Reaksi redoks spontan digunakan untuk menghasilkan tegangan dan elektron mengalir dalam rangkaian listrik. • Sistem kimia yang digunakan untuk memperoleh arus listrik ini disebut sel galvanik atau sel volta
Sel galvanik berfungsi sebagai sumber listrik karena elektron yang mengalir di kawat bagian luar menghasilkan arus listrik. • Jembatan garam pada sel volta fungsinya sama seperti pemisah yang berlubang-lubang(porous) yaitu sebagai penetral listrik apabila reaksi terjadi di elektrode.
Tanda elektrode pada sel galvanik • Elektrode positif adalah katode dan • Elektroda negatif adalah anode Contoh : Pada sel galvanik yang digunakan untuk reaksi Zn (s) + Cu2+ (aq) Zn2+ (aq) + Cu (s) oksidasi terjadi di bagian seng. Jadi, batang seng adalah anode dan elektrode tembaga adalah katode.
Potensial sel • Arus listrik yang muncul dalam sel galvanik merupakan hasil elktron yang dipaksa bergerak dari elektrode negatif melalui kawat bagian luar ke elektrode positif. • Kekuatan yang mendorong elektron bergerak melalui kawat disebut gaya elektromotif atau emf, dan diukur dalam volt (V). 1 V = 1 J/C
Emfyang dihasilkan oleh sel galvanik disebut potensial sel, Esel • Emf tergantung dari konsentrasi ion dalam sel, suhu, dan tekanan parsial setiap gas yang mungkin terjadi dalam reaksi. Ketika semua konsentrasi ion sama dengan 1 M, semua tekanan parsial gas sama dengan 1 atm dan suhu 25oC, maka emf disebut potensial sel standar, yang diberi tanda Eosel
Sel galvanik yang digunakan untuk reaksi • Zn (s) + Cu2+ (aq) Zn2+ (aq) + Cu (s) Reaksi ini dapat dibagi menjadi sepasang setengah reaksi redoks. • Cu2+ (aq) + 2e- Cu (s) • Zn (s) Zn2+ (aq) + 2e- • Diagram sel ???
Diagram sel • Tentukan setengah sel anode, kemudian setengah sel katode. • Sepasang batang vertikal digunakan sebagai jembatan garam. • Tentukan pereaksi yang dipakai, lalu produk yang diinginkan. • Satu batang vertikal untuk fase pengikat larutan dan elektrode padat.
Contoh diagram sel untuk sel seng-tembaga. Seng adalah anode, terjadi oksidasi yang menghasilkan Zn2+. Apabila setengah sel mengandung 1,00 M Zn2+ maka diagramnya adalah Zn (s) I Zn2+ (1,00 M) Tembaga adalah katode, terjadi reduksi Cu2+ menjadi Cu padat(s). Apabila konsentrasi Cu2+ adalah 1,00 M, diagram setengah selnya menjadi Cu2+ (1,00 M) I Cu(s)
Sel galvanik dibuat dengan menggabungkan kedua setengah sel ini menggunakan jembatan garam (yang diberi tanda dua batang II )yang menghasilkan Zn(s) I Zn2+ (1,00 M) II Cu2+ (1,00 M) I Cu(s)
SOAL • Tuliskan diagram sel dari reaksi sel berikut Ni2+ (1 M) + Fe(s) Fe2+ (1 M) + Ni(s) • Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi dan tentukan yang mana anode dan katode Zn(s) I Zn2+ (1 M) II Pb2+ (1 M) I Pb(s)
JAWABAN • Fe(s) I Fe2+ (1 M) II Ni2+ (1 M) I Ni(s) • Zn(s) + Pb2+ (1 M) Zn2+ (1 M) + Pb(s) Zn adalah anode; Pb adalah katode
Pada reaksi redoks dikenal potensial reduksi yaitu harga potensial sel standard dari reaksi setengah sel yang diukur dengan pembanding potensial reduksi dari hydrogen. Keadaan standar diukur pada temperatur 250C, tekanan 1 atm dan konsentrasi 1M. Reaksi reduksi H+ menjadi H2 dalam keadaan standard memiliki harga E0=0.
Sehingga dapat ditulis potensial reduksi dari hidrogen yaitu : 2H+ +2e- H2Eo = 0 Eo = potensial Eo reduksi dari hidrogen ini digunakan sebagai standar pembanding untuk menentukkan Eo dari zat lain. Setiap zat yang lebih mudah di reduksi daripada H+mempunyai Eo yang lebih positif dan setiap zat yang lebih sukar direduksi mempunyai Eo lebih negatif
Sebagai contoh menentukkan Eo reduksi dari Cu : Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) Eo = ? Yaitu membuat raksi setengah sel dengan hidrogen. Dalam sel galvani/volta, telah dirangkai instrumen sedemikian rupa (gambar 18.15, Brady hlm.212) : Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) (Katode) Reduksi H2 2H+ +2e- (Anode) Oksidasi Kemudian menggunakan persamaan : Eo= Eored - Eooks
Didapat hasil pengukuran potensial (yang dibaca pada potensimeter pada rangkaian) adalah 0,34 V. Dari persamaan : Eo = Eored- Eooks Maka : 0,34 V = EoCu – EoH2 0,34 v = EoCu – 0 V EoCu = + 0,34 V Nilai positif menunjukkan bahwa Cu2+ lebih mudah direduksi dari pada H+
Contoh lain menentukan Eoreduksi dari Zn : Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) Eo = ? Dirangkai instrumen sedemikian rupa dengan hidrogen sebagai katode (terminal positif) sehingga terjadi reasksi spontan untuk dapat membaca potensiometer
Reaksi setengah sel : 2H+ +2e- H2 (Katode) Reduksi Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- (Anode) Oksidasi Didapat hasil pengukuran potensial (yang dibaca pada potensimeter pada rangkaian) adalah 0,76 V.
Dari persamaan : Eo = Eored - Eooks Maka : 0,76 V = EoH2– EoZn 0,76 v = 0V – EoZn EoCu = - 0,76 V Nilai positif menunjukkan bahwa Zn2+lebih sukar direduksi dari pada H+
Setengah reaksi sel : Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) Eo= +0,34 Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- Eo= -0,76 Cu2+direduksi karena Eo lebih positif Zn2+ dioksidasi karena Eo lebih negatif Reaksi selnya menjadi : Zn(s) + Cu2+(aq) Cu(s)+ Zn2+(aq)
Menghitung Eosel (potensial sel keseluruhan) : Berdasarkan persamaan : Eo = Eored - Eooks Maka : Eosel= EoCu – EoZn Eosel= +0,34 – (-0,76) Eosel= +1,10 Eosel menunjukkan nilai positif yang menunjukkan bahwa reaksi terjadi (reaksi spontan).
Suatu Persamaan : Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) Eo= -0,44 Ni(s) Ni2+(aq) + 2e- Eo= -0,25 Fe2+ menurut pers direduksi Ni2+ menurut pres dioksidasi Berdasarkan persamaan : Eo = Eored - Eooks Maka : Eosel= EoFe– EoNi Eosel= -0,44 – (-0,25) Eosel= -0,19V Eosel menunjukkan nilai negatif yang menunjukkan bahwa reaksi tidak terjadi (tidak spontan).