LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II bilangan angkut

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II Penentuan Bilangan Angkut Dalam Larutan Elektrolit Selasa, 19 Mei 2014

Disusun Oleh: Yeni Setiartini 1112016200050

Kelompok: 4 Widya Fitriani Widya Mulyana Putri

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2014

ABSTRAK Bilangan tanspor dari setiap ion didefinisikan sebagai bagian dari arus total yang dibawa oleh ion utama. Telah dilakukan percobaan penentuan bilangan angkut dalam larutan elektolit menggunakan larutan HCl 1M bertujuan untuk menentukan bilangan angkut ion hydrogen dengan metode moving –boundary. Menggunakan elektroda C sebagai anoda dan Cu sebagai katoda dan indicator metal violet sebagai penanda ion ion yang bergerak sehingga didapatkan bilangan angkut ion H+ sebesar 45,9

PENDAHULUAN Penghantaran arus listrik dalam larutan elektrolit dilakukan oleh ion-ion, baik ion positip maupun ion negatip. Bagian arus total yang dibawa oleh kation disebut bilangan angkut kation, t+; sedangkan yang dibawa oleh anion disebut bilangan angkut anion, t-. Antara keduanya berlaku hubungan : t+ + t- = 1 ….. (1) Bagian arus yang dibawa oleh kation dan anion bergantung pada kecepatan gerak ion itu dalam larutan. Pada suhu tertentu hubungan antara bilangan angkut dan kecepatan gerak ion telah dirumuskan oleh Hittorf sebagai berikut: t+ =𝑉

𝑉+

+ +𝑉−

….. (2)

𝑉_ …… + +𝑉−

t_ =𝑉

(3)

Persamaan (2) dan (3) dikenal dengan aturan Hittorf (UNY) Jika penentuan bilangan angkut dengan cara hittorf dengan didasarkan pada penambahan kosentrasi larutan disekitar elektrodanya, maka cara gerak batas (moving boundary method) didasarkan pada pergerakan ion ion ketika beda potensial diterapkan. Pergerakkan ion ini pada perbatasan dua larutan elektrolit dapat langsung diamati (Mulyani: 83) Bilangan tanspor dari setiap ion didefinisikan sebagai bagian dari arus total yang dibawa oleh ion utama. bilangan ini disebut juga “Bilangan penghantaran”. Bilangan penghantaran dihitung dengan a). metode Hittorf ataupun dengan b) metode pembatasan yang bergerak. Dalam metode pembatas yang bergerak, bilang transport dihitung oleh

𝑡𝑖 =

𝐹 1000𝑐𝑖 𝑑𝑉 𝐼 𝑑𝑡

Dimana Ci adalah konsentasi ion I dalam equivalen dm-3, I adalah arus listrik dalam amper, V adalah volume melalui mana pembatas yang bergerak lewat, dinyatakan dalam m3 dan t adalah waktu dalam detik (Dogra.2009: 495-499). Karena dalam praktikum ini volume dan konsentrasi larutan elektrolit terukur dan waktu serta kuat arus juga terukur, maka persamaan diatas dapat dimodifikasi menjadi 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙−𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛 𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑜𝑙𝑖𝑡 𝑦𝑎𝑛𝑔 ℎ𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑑𝑎𝑒𝑟𝑎ℎ 𝑎𝑛𝑜𝑑𝑎 𝑚𝑜𝑙−𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑎𝑟𝑢𝑠 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑝𝑘𝑎𝑛

t+ =

atau menjadi t+ =

𝑉𝐶 𝑄

(milama, 2014). Pada sel elektrolisis zat-zat dapat terurai sehingga terjadi perubahan massa. Peruraian tersebut disebabkan oleh energy listrik yang diangkut oleh ion-ion yang bergerak di dalam larutan elektrolit, atau karena adanya daya gerak listrik di dalam sel tersebut. Daya gerak listrik ini merupakan perbedaan potensial standar electrode negatif (katode) dan potensial standar electrode positif (anode). Perbedaan potensial standar ini biasanya disebabkan perbedaan bahan yang dipakai antara anode dan katode, namun bisa juga bahan yang dipakai sama, tetapi konsentrasi larutan elektrofitnya berbeda. Jenis yang terakhir ini disebut sel konsentrasi (Daryoko.dkk. 2009) Hukum elektrolisis Faraday 1. Jumlah zat yang dihasilkan di elektroda sebanding dengan jumlah arus listrik yang melalui sel. 2. Bila sejumlah tertentu arus listrik melalui sel, jumlah mol zat yang berubah di elektroda adalahkonstan tidak bergantung jenis zat. Misalnya, kuantitas listrik yang diperlukan untukmengendapkan 1 mol logam monovalen adalah 96 485 C(Coulomb) tidak bergantung pada jenislogamnya.C (Coulomb) adalah satuan muatan listrik, dan 1 C adalah muatan yang dihasilkan bila arus 1 A(Ampere) mengalir selama 1 s. Tetapan fundamental listrik adalah konstanta Faraday F, 9,65x104C, yang didefinisikan

sebgai kuantitas listrik yang dibawa oleh 1 mol elektron. Dimungkinkanuntuk menghitung kuantitas mol perubahan kimia yang disebabkan oleh aliran arus listrik yangtetap mengalir untuk rentang waktu tertentu (Rani.2013)

MATERIAL DAN METODE Tabung elektrolitik 1 buah, elektroda C , elektroda Cu, power supply, multtester, kabel listrik , stopwatch, statif, klem, pipet tetes, aquades, HCl 1M, indicator metal violet Metode 1. Bersihkan tabung dan keua elektroda yang akan digunakan 2. Set semua alat dan powar supplay dalam keaadan off 3. Isilah tabung dengan HCl1 Msampai merendap elektroda Cu setinggi 1 cm dan ukur suhunya 4. Periksa ulang bahwa elektode cu (katoda telah tepat dihubungkan dengan kutub negatuf dari power supply termasuk keseluruhan persiapan alat) 5. Nyalakan powar supply atur kuat arus yang diterapkan dengan besar sekitar 75mA. Caranya : sambungkan stopkontak, bacalah petunjuk ammeter, dan bila angka itu belum dicapai, tukarlah potensial pada PS yang tersedia (mulai dari 3V, 6V, dst) atau dengan memperpendek jarak A-K sampai diperoleh mili-ammeter menunjuk angka sekitar 75mA. 6. Setelah semua langkah telah dipenuhi, teruskan elektrolisis berlangsung kation yang lebih ringan dalam hal ini ion H+ akan menuju katoda Ag dan berubah menjadi gas H2 sementara didaerah katoda larutan akan menjadi berwarna dan bergerak naik perlahan. Tepat permukaan arutan berwarna ini tercapai tanda batas bawah (b-b’), jalankan stopwatch dan baca lagi kuat arus (lih langkah 6). Ketika permukaan larutan berwarna mendekati titik tengah dari dua batas b-b’-a-a’ baca ulang kuat arus. Tepat permuakaan larutan berwarna mencapai batas asat a-a’ hentikan stopwatch (catat waktunya) dan lakukan lagi pengukuran kuat arus listrik

HASIL DAN PEMBAHASAN Percobaan ke-

Kuat Arus

Waktu

Panjang

1

0.10 A

34 s

2.5 cm

Pengamatan

2

0.11 A

23 s

2.7 cm

HCl

+indicator

berwarna

biru

kehijauan, Setelah 3

0.13 A

16 s

2.6 cm

dielektrolisis, larutan berwarna biru pada bagian tengah

Rata –rata

0.11 A

24.3 s

2.6 cm

Volume = luas alas tabung x tinggi rata rata larutan = 1.766 cm2 x 2.6 cm = 4.59 cm 3 Konsentrasi = 1 M Q (coloumb) = 0.1 A t+ =

4.59 𝑥 1 0.1

=

45.9

Pada percobaan kali ini bertujuan untuk menentukan bilangan angkut ion hydrogen dengan metode moving –boundary. Bilangan tanspor dari setiap ion didefinisikan sebagai bagian dari arus total yang dibawa oleh ion utama. bilangan ini disebut juga “Bilangan penghantaran”. Penentuan bilangan penghantar ini dapat dilakukan dengan dua cara yakni salah satunya moving boundary. Pada cara gerak batas (moving boundary method) didasarkan pada pergerakan ion-ion ketika beda potensial diterapkan. Dalam percobaan yang dilakukan tabung elektrolitik diletakkan secara vertical, elektroda inert dalam hal ini C atau karbon berperan sebagai anoda dan ditempatkan di bawah tabung. Sementara Cu diletakkan pada mulut tabung. Dengan menggunakan larutan elektrolit 1 M HCL dimana HCl akan terurai menjadi ion ion H+ dan Cl- . Elektrolisis berlangsung pada kation yang lebih ringan dalam hal ini ion H+ akan menuju katoda Cu dan berubah menjadi gas H2 sementara didaerah anoda larutan akan menjadi berwarna dan bergerak naik perlahan. Kenaikan tesebut disebabkan olh melarutnya logam transisi dari anoda atau kareana indicator yang dilibatkan. Sebelum dilakukan percobaan, larutan HCl ditambahkan beberapa tetes indicator, larutan berwarna biru kehijauan, indicator ini berfungsi sebagai penanda ion-ion yang

perlahan akan naik sehingga dapat terlihat jelas pergerakan ion- ion yang naik. Bagian arus yang dibawa oleh kation dan anion bergantung pada kecepatan gerak ion itu dalam larutan. Ketika elektrolisis berjalan perlahan warna terletak dibawah kemudian perlahan naik kekatoda. Dengan batas tertentu yang telah ditentukan untuk larutan warna naik dihitung pula waktu yang diperlukan untuk larutan merambat naik sehingga dari percobaan didapatkan data seperti volume, konsentrasi larutan elektrolit dan waktu serta kuat arus yang terukur dan didapat bilangan angkut dari ion hidrogen sebesar 45.9.

KESIMPULAN 

Bilangan tanspor dari setiap ion didefinisikan sebagai bagian dari arus total yang dibawa oleh ion utama



Bilangan angkut hydrogen sebesar 45.9

REFERENSI Dogra, S.K & S. Dogra. 2009. KIMIA FISIK DAN SOAL-SOAL. Jakarta: UI-Press. Mulyani, Sri & Hendrawan. KIMIA FISIKA II. Bandung: UPI Milama, Burhanudin. 2014. Panduan Praktikum Kimia Fisika 2. Jakarta : UIN P.IPA FITKPress UNY.

Petunjuk

Prakatikum

Kimia

Fisika

II.

Diakses

dari

http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja& uact=8&ved=0CDMQFjAB&url=http%3A%2F%2Fstaff.uny.ac.id%2Fsystem%2Ff iles%2Fpendidikan%2FIsana%2520Supiah%2520YL.%2C%2520Dra.%2C%2520 M.Si.%2FPKF2.pdf&ei=dJmBU9HmHtCElAWvpwE&usg=AFQjCNER_AujMIxx SfFAqMW8Uiq43jlmEg&bvm=bv.67720277,d.dGI Pada tanggal 25 Mei 2014. Rani,

Yuriska

Sekar.

2013.

Elektrolisis.

Diakses

dari

http://www.scribd.com/doc/132380029/elektrolisis pada tanggal 25 Mei 2014 Mulyono. 2009. Optomasi Proses Reaksi Pembangkitan Ag 2+ pada Sel Elektrolisis Berkapasitas satu liter. Diakses dari http://jurnal.sttn-batan.ac.id/wpcontent/uploads/2010/03/D-12%20_MULYONO_.pdf pada tanggal 16 Mei 2014.