Analisis Dan Pembahasan Elektrogravimetri

Pada praktikum gravimetrimetri ini akan membahas mengenai pemisahan dan menentukan kadar ion Cu2+  dalam suatu cuplikan kawat tembaga. Prinsip dari praktikum elektrogravimetri ini adalah penentuan kadar (berat) spesi dalam suatu zat menggunakan sistem elektrolisis. Pada elektrogravimetri atau elektroanalisis elemen diendapkan pada elektroda yang stabil dan arus yang dipakai arus searah. Pada prinsipnya, elektrogravimetri sama dengan elektrolisis, hanya pada elektroda grvimetri dibuat khusus untuk gravimetri. gravimetri. Dimana diharapkan endapan logam mengendap pada katoda dengan baik dan anodanya tidak larut. Praktikum ini dimulai dengan menyiapkan alat dan bahan. Alat yang digunakan yaitu cukup sederhana, antara lain ; penjepit buaya dengan warna yang berbeda (hitam dan merah), kemudian untuk anoda digunakan elektroda inert berupa karbon, dan rangkaian inverter sederhana untuk mengubah arus listrik DC menjadi AC. Penggunaan inverter ini dipergunakan untuk mengontrol arus listrik yang digunakan untuk proses elekrolisis ini. Melalui alat inverter, dikertahui arus listrik yang digunakan dalam proses elektrolisis ini sebesar 500mA atau 0,5 A dengan tegangan 5 V. Kemudian, bahan-bahan yang digunakan yaitu berupa larutan tembaga sulfat (CuSO4), larutan asam nitrat (HNO3) dan tembaga dari kabel sepanjang 10 cm. Larutan CuSO4  merupakan larutan berwarna biru yang disebabkan karena adanya ion Cu2+. Sedangkan larutan HNO3  merupakan larutan asan kuat yang tak berwarna. Tembaga kabel berwarna kemerahan mengkilap karena sifat fisik dari logam. Langkah selanjutnya yaitu melakukan pengamplasan tembaga untuk menghilangkan tembaga dari pengotor yang menempel pada permukaan tembaga. Pengotor yang menempel pada  permukaan tembaga harus dihilangkan, karena permukaan tembaga merupakan bagian utama yang berinteraksi langsung dengan larutan CuSO4. Sehingga jika terdapat pengotor maka hasil elektrolisis yang didapat tidak akurat. Kawat tembaga dari kabel ini kemudian dibentuk menjadi spiral, hal ini dilakukan untuk memperluas permukaan kawat tembaga, sehingga lebih maksimal dalam proses elektrolisis. Selanjutnya menimbang massa mula-mula tembaga menggunakan neraca analitik. Berat mula-mula yang didapat yaitu sebesar 0,990 gram. Proses elektrolisis kemudian dilakukan, dengan menempatkan karbon pada anoda dan kawat spiral tembaga pada katoda. Kedua elektroda dimasukkan kedalam campuran larutan antara 50 ml CuSO4 dengan 1 ml HNO3. Fungsi dari larutan HNO3 adalah sebagai katalis untuk mempercepat reaksi elektrolisis dan sebagai pengatur suasana asam dalam reaksi redoks yang

terjadi. Selanjutnya inverter di sambungkan ke port listrik dan diatur dengan arus 0,5 A dan tegangan 5 volt. Proses elektrolisis dilakukan selama 10 menit. Selama proses elektrolisis tersebut, terbentuk gelembung pada karbon (anoda). Gelembung ini merupakan gas oksigen hasil dari reaksi oksidasi air. Pada anoda, yang teroksidasi adalah air karena elektroda yang digunakan yaitu karbon atau elektroda inert. Sehingga yang teroksidasi dari larutan CuSO4  adalah air. Larutan CuSO4  yang mula-mula berwarna biru,  perlahan akan timbul endapan yang berputar dari karbon menuju kawat spiral tembaga. Endapan ini berwarna hitam, tertarik menuju tembaga karena tereduksi menjadi Cu dan mengendap pada kawat tembaga (katoda). Sehingga berat kawat tembaga bertambah karena menempelnya Cu hasil reduksi dari larutan CuSO4. Elektrolisis merupakan proses pemisahan ion-ion suatu senyawa dalam larutan dengan  bantuan energy listrik, dengan mudahnya prinsip dari elektrolisis adalah pengubahan energi listrik menjadi reaksi kimia. Hampir semua reaksi yang ditimbulkan dari elektrolisis yaitu reaksi redoks. Pada praktikum ini larutan CuSO4 dielektrolisis dan terurai menjadi ion Cu2+ dan SO42-. Ion-ion tersebut kemudian akan tertarik menuju elektroda yang mempunyai kutub berlawanan. Ion Cu2+ akan mengalir menuju kutub elektroda negatif (katoda) untuk itu ion Cu2+ mengalami reduksi menjadi Cu (bilangan oksidasi menjadi 0) dan mengendap pada katoda (kawat tembaga). Hasil akhir dari kawat tembaga yang telak digunakan sebagai katoda akan berubah warna dari kemerahan mengkilap berubah menjadi merah kehitaman karena tertutupi oleh endapan Cu dari  proses reduksi Cu2+. Kemudian ion SO42-  akan mengarah menuju kutub elektroda positif, yaitu anoda. Karena anoda yang digunakan yaitu anoda inert berupa karbon, sehingga yang mengalami oksidasi yaitu air dari larutan CuSO4. Pada anoda terdapat molekul H2O dengan SO42- sebagai ion oksida sisa asam. Ion SO42-  ini sukar teroksidasi dibandingkan H2O berdasarkan energy  potensialnya. Air ini teroksidasi menghasilkan gas oksigen yang dapat diamati dengan terbentuknya gelembung pada batang karbon. Reaksi untuk penjelasan diatas dapat ditulis sebagai berikut : Reaksi elektrolisis

: CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42-(aq)

Reaksi pada katoda

: Cu2+ + 2 e → Cu(s)

Reaksi pada anoda

: 2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e

Reaksi total

: 2Cu2+(aq) + 2H2O(l) → Cu(s) + 4H +(aq) + O2(g)

Setelah 10 menit, proses elektrolisis dihentikan. Rangkaian inverter di cabut dari port listrik dan elektroda diangkat dari larutan CuSO4. Hasil akhir dari larutan CuSO4 selepas proses elektrolisis warna biru sedikit memudar dan terdapat endapam hitam dari Cu yang tidak berhasil mengendap pada katoda tembaga. Kawat tembaga selanjutnya dimasukkan kedalam aseton untuk  proses pengeringan lebih cepat dan Cu lebih menempel pada tembaga. Aseton dipilih karena sifatnya yang mudah menguap, sehingga bagus untuk proses pengeringan. Kawat tembaga yang telah dimasukkan dalam aseton, kemudian ditimbang kembali untuk mengetahui berat akhirnya. Berat yang didapat yaitu sebesar 1,004 gram. Sehingga penambahan Cu yang didapat yaitu 0,014 gram. Selisih berat akhir dan berat awal dari tembaga ini akan digunakan untuk menghitung rendemen Cu dalam larutan CuSO4  menggunakan teknik gravimetri. Menggunakan perumusan Hukum Faraday I akan diketahui massa teoritis dari Cu yang dapat mengendap yaitu sebesar 0,0987 gram. Sedangkan berdasarkan eksperimen, massa Cu yang dapat mengendap hanya 0,014 gram. Sehingga menurut perhitungan rendemen dengan membandingan massa eksperimen dengan massa teoritis dikalikan dengan 100%, didapat rendemen Cu dalam larutan CuSO4 sebesar 14,18%. Hasil yang didapat sangatlah jauh dari perhitungan teoritis, hal ini dapat terjadi karena larutan CuSO4  belum ter-elektrolisis dengan sempurna. Proses elektrolisis yang baik yaitu dilakukan hingga warna biru dari larutan CuSO4  berubah menjadi pudar atau tak berwarna. Sedangkan dalam praktikum ini proses elektrolisis hanya dilakukan selama 10 menit.

Kesimpulan 1. Untuk memisahkan Cu dalam larutan CuSO4  dapat dilakukan dengan proses elektrogravimetri yang didasarkan pada prinsip elektrolisis. 2. Kadar Cu dalam larutan CuSO4  (rendemen Cu dalam larutan CuSO4) setelah proses elektrogravimetri selama 10 menit yaitu sebesar 14,18%.