Laporan Resmi Elektrokimia

ELEKTROKIMIA

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA II

Materi : ELEKTROKIMIA

Disusun Oleh : Kelompok

:

IV / Selasa Siang

Anggota

:

1. Eko Noviariyono

NIM : 21030112120003

2. Hansen Hartanto

NIM : 21030112130065

3. Lasmaria P M Sinaga

NIM : 21030112130125

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2013

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

i

ELEKTROKIMIA HALAMAN PENGESAHAN

Laporan resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia II yang berjudul Elektrokimia yang disusun oleh: Kelompok

: IV / Selasa Siang

Anggota

: 1. Eko Noviariyono

NIM: 21030112120003

2. Hansen Hartanto

NIM: 21030112130065

3. Lasmaria Pesta Melisa Sinaga

NIM: 21030112130125

Telah disahkan pada: Hari

: Minggu

Tanggal

: 9 Juni 2013

Semarang, 9 Juni 2013 Asisten Pengampu,

Yosia Nico Wijaya NIM: 21030111140170

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

ii

ELEKTROKIMIA KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan kuasa-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan laporan resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia II ini dengan lancar dan sesuai dengan harapan kami. Laporan Resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia II ini dibuat untuk memenuhi tugas Akhir Semester II. Kami mengucapan terima kasih kepada: 1. Tuhan Yang Maha Esa, atas karunia-Nya Laporan ini bisa selesai dengan baik dan tepat waktu 2. Ibu Ir. C. Sri Budiyati, M.T. selaku dosen pembimbing Praktikum Dasar Teknik Kimia II 3. Olga Meta Jolanda selaku Koordinator Asisten Laboratorium PDTK II. 4. Asisten Yosia Nico Wijaya sebagai Asisten Pengampu Laporan Praktikum Elektrokimia kami 5. Semua asisten yang telah membimbing 6. Laboran Laboratorium Dasar Teknik Kimia II yang telah membimbing 7. Orang tua atas dukungan baik moral maupun materil 8. Rekan-rekan yang turut membantu sehingga tugas laporan resmi ini dapat terselesaikan dengan baik dan sesuai harapan. Kepada teman-teman yang telah membantu baik dalam segi waktu maupun motivasi apapun, kami mengucapkan terima kasih. Laporan Resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia II ini berisi materi tentang Elektrokimia. Elektrokimia terdiri menjadi 2 yaitu, elektrolisis dan sel volta. Elektrolisis adalah peruraian zat elektrolit yang disebabkan oleh adanya arus listrik searah. Melalui praktikum ini kita dapat mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi elektrolisis dengan melakukan prosedur yang baik dan benar. Tidak ada gading yang tak retak. Begitu pula dengan laporan resmi kami. Oleh karena itu, kami masih membutuhkan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan laporan resmi kami. Semarang,

Juni 2013

Penulis Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

iii

ELEKTROKIMIA DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................... ii KATA PENGANATAR ............................................................................................ iii DAFTAR ISI.............................................................................................................. iv DAFTAR TABEL...................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. vii INTISARI .................................................................................................................. viii SUMMARY ............................................................................................................... ix BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................... 1 I.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1 I.2 Rumusan Masalah..................................................................................... 1 I.3 Tujuan Percobaan ..................................................................................... 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................... 2 II.1 Pegertian .................................................................................................. 2 II.2 Reaksi pada Proses Elektrolisis ............................................................... 2 II.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi proses Elektrokimia ......................... 3 II.4 Aplikasi Proses Elektrokimia .................................................................. 3 II.5 Proses Elektrolisis untuk Pengambilan Seng dari Limbah Padat Industri Galvani ...................................................................................... 4 II.6 Sifat Fisis dan Chemist Reagen ............................................................... 5 BAB III METODOLOGI PERCOBAAN ................................................................. 7 III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan ........................................................... 7 III.2 Gambar Alat ........................................................................................... 7 III.3 Variabel Percobaan ................................................................................ 8 III.4 Cara Kerja .............................................................................................. 8 BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN .......................................... 10 IV.1 Hasil Percobaan ..................................................................................... 10 a. Variabel 1 (K:C A:Cu 40 mA 250 rpm) ....................................... 10 b. Variabel 2 (K:C A:Cu 80 mA 250 rpm) ....................................... 10 c. Variabel 3 (K:C A:Cu 80 mA 0 rpm) ........................................... 10 d. Variabel 4 (K:C A:Cu 80 mA 250 rpm) ....................................... 11

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

iv

ELEKTROKIMIA e. Variabel 5 (K:C A:Cu 80 mA 250 rpm) ....................................... 11 IV.2 Pembahasan ........................................................................................... 11 IV.2.1 Variabel Arus ............................................................................ 11 IV.2.2 Variabel Pengadukan................................................................. 13 IV.2.3 Variabel Waktu.......................................................................... 15 IV.2.4 Variabel Jenis Elektroda ............................................................ 17 IV.2.5 Perbandingan Berat Praktis dan Teoritis Varibel 5 ................... 18 BAB V PENUTUP .................................................................................................... 20 V.1 Kesimpulan ............................................................................................. 20 V.2 Saran........................................................................................................ 20 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 21 LAMPIRAN A. Lembar Perhitungan....................................................................................... A-1 B. Lembar Perhitungan Grafik ........................................................................... A-7 C. Lembar Perhitungan Reagen.......................................................................... A-12 D. Laporan Sementara ........................................................................................

B-1

E. Kuantitas Reagen ...........................................................................................

C-1

Referensi Lembar Asistensi

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

v

ELEKTROKIMIA DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Variabel Percobaan .................................................................................... 9 Tabel 4.1 Hasil Percobaan Variabel 1 (K:C A:Cu 40 mA 250 rpm) ..................... 12 Tabel 4.2 Hasil Percobaan Variabel 2 (K:C A:Cu 40 mA 250 rpm) ...................... 12 Tabel 4.3 Hasil Percobaan Variabel 3 (K:C A:Cu 40 mA 250 rpm) ...................... 12 Tabel 4.4 Hasil Percobaan Variabel 4 (K:C A:Cu 40 mA 250 rpm) ...................... 13 Tabel 4.5 Hasil Percobaan Variabel 5 (K:C A:Cu 40 mA 250 rpm) ...................... 13 Tabel 4.6 XM pada Katoda C dan Katoda Cu ............................................................ 21

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

vi

ELEKTROKIMIA DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Rangkaian Alat Elektrolisis ................................................................... 8 Gambar 3.2 Rangkaian Alat Titrasi ........................................................................... 9 Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 1 dan Variabel 2 ..... 14 Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Fraksi Volume pada Variabel 1dan Variabel 2 ... 15 Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 3 dan Variabel 4 ..... 16 Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Fraksi Volume pada Variabel 3 dan Variabel 4 .. 17 Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 4 dan Variabel 5 ..... 18 Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Fraksi Volume pada Variabel 4 dan Variabel 5 .. 19 Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 2 dan Variabel 4 ..... 20 Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Berat Praktis dan Teoritis pada Variabel 5 .......... 21

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

vii

ELEKTROKIMIA INTISARI Elektrolisis adalah peruraian zat elektrolit yang disebabkan oleh adanya arus listrik searah. Aplikasi di industri salah satunya adalah elektroplating, contohnya pelapisan logam Aluminium. Pada percobaan ini digunakan larutan CuSO4.5H2O sebagai elektrolitnya dan untuk menentukan hasil sisa elektrolisis digunakan metode titrasi Iodometri. Tujuan percobaan ini untuk menentukan berat Cu pada katoda dan kadar Cu2+ yang sisa dalam elektrolit dengan titrasi Iodometri. Percobaan dilakukan dengan mengisi tangki dengan 500 mL CuSO4.5H2O, persiapan alat-alat yang diperlukan seperti anoda (Cu), katoda (C dan Cu), adaptor, dan magnetic stirrer. Jalankan proses elektrolisa dengan mengatur arusnya (40 dan 80 mA) dan ketikamencapai waktu yang telah ditentukan (0, 5, 7, 10, 14, 15, 21) menit, hentikan pemgadukan (250 rpm) atau tanpa pengadukan, timang katoda dan hitung kadar Cu2+ yang tersisa dalam CuSO4.5H2O dengan titrasi Iodometri. Pada hasil percobaan kami, didapat kesimpulan bahwa semakin besar arus maka akan semakin banyak Cu yang menempel pada katoda dan semakin besar fraksi massa, pengadukan juga mengarahkan kation pada katoda dan fraksi massa besar, semakin lama waktu maka semakin banyak Cu yang menempel dan fraksi massa semakin besar, jenis katoda juga turut mempengaruhi, Cu merupakan yang paling tepat. Semakin banyak Cu yang menempel maka Cu2+ pada larutan semakin kecil dan titrannya akan semakin sedikit dan fraski volumenya semakin besar. Dan sarannya teliti dalam TAT.

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

viii

ELEKTROKIMIA SUMMARY Electrolysis is the decomposition of the electrolyte substance which is caused by a direct current. One of the applications in industry is electroplating, example Aluminium coating. In this experiment CuSO4.5H2O used as the electrolyte solution and to determine the outcome of the rest of electrolysis using iodometry titration method. The purpose of this experiment to determine the weight of the Cu in the cathode and the concentration of Cu2 +in the rest of the electrolyte solution using iodometry titration method. The experiments were conducted by filling the tank with 500 ml CuSO4.5H2O, preparation of the needed tools such as anode (Cu), cathode (C and Cu), adapter, and a magnetic stirrer. The electrolysis process was done with the current set (40 and 80 mA) and when it reaches a predetermined time (0, 5, 7, 10, 14, 15, 21) minutes, do the strirring (250 rpm) or without stirring, weight the cathode and find the concentration of Cu2 + remaining in the CuSO4.5H2O using iodometry titration method. On our experimental results, it could be concluded that the greater the electricity flow, the more Cu attached to the cathode and the larger the mass fraction, stirring well lead cations on the cathode and larger the fraction of the mass, the longer the time the more Cu is attached and larger the mass fraction, the type of cathode also influenced, Cu is the most appropriate. More Cu attached to the cathode, less Cu2 +on the solution and titrant will be less and larger the volume fraction. And the advice carefully in the end of titration sign.

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

ix

ELEKTROKIMIA BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang Elektrolisis adalah peruraian zat elektrolit yanfg disebabkan oleh adanya arus listrik searah. Pada elektrolisis terdapat zat elektrolit dan elektroda. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat mengahantarkan listrik dan didahului dengan terbentuknya ion. Elektroda adalah tempat terjadinya reaksi redoks. Dibagi menjadi 2, yaitu anoda dan katoda, dimana pada anoda terjadi proses oksidasi dan di katoda terjadi reaksi reduksi. Aplikasi elektrolisis di industri salah satunya adalah elektroplating contohnya pelapisan logam dengan Aluminium. Pada percobaan ini digunakan CuSO4.5H2O direaksikan dengan KI akan menghasilkan warna kuning dan coklat di dasarnya. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat endapan Cu dari reaksi ion Cu2+.

I.2 Rumusan Masalah Elektrolisis adalah peruraian zat elektrolit yang disebabkan oleh adanya arus listrik searah. Terdapat 2 elektroda yang dimasukkan ke dalam larutan yaitu anoda dimana terjadi reaksi oksidasi dan katoda dimana terjadi reaksi reduksi. Pada percobaan kami menggunakan anoda Cu, variabel katoda Cu dan C, variabel arus 40 dan 80 mA, variabel pengadukan 0 dan 250 rpm, dan variabel waktu 0, 5, 10, 15 dan 0, 7, 14, 21 menit. Aplikasi elektrolisis dalam industri adalah elektroplating, elektrowinning, dan elektrofining. Oleh karena itu perlu dilakukan percobaan ini. Pada percobaan ini digunakan larutan CuSO4.5H2O dalam larutan sisa elaktrolisis adalah metode titrasi Iodometri.

I.3 Tujuan Percobaan 1.

Menentukan berat Cu yang menempel pada katoda setelah proses elektrolisis.

2.

Menentukan kadar Cu2+ sisa dalam elektrolisis menggunakan metode titrasi Iodometri.

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

1

ELEKTROKIMIA BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pengertian Elektrolisa adalah proses peruraian suatu elektrolit yang disebabkan oleh adanya arus listrik searah. Dalam percobaan ini digunakan larutan CuSO4.5H2O sebagai elektrolitnya. Pada larutan CuSO4.5H2O tidak terbentuk endapan tembaga sulfit sehingga proses ini menunjukan proses pengolahan yang bersih, sederhana dan sangat baik untukmengambil kembali tembaga yang mempunyai kemurnian tinggi yaitu sekitar 99% (Brady and Humitson,1975). Pada sel elektrolisa terjadi proses pelucutan ion ion bermuatan. Selama proses berlangsung, arus listrik mengalir melalui elektrolit, memberikan energi yang cukup untuk menjualankan reaksi oksidasi dan reduksi. Ion ion yang bermuatan bergerak, setelah arus listrik mengalir dalam elektrolit. Ion positif bergerak ke elektroda negatif (katoda) dan ion negatif bergerak ke elektroda positif (anoda). Saat ion ion bermuatan saling bersinggungan dengan elektroda akan terjadi reaksi elektrokimia. Pada elektroda positi, ion negatif melepaskan elektron dan teroksidasi. Pada elektroda negatif, ion positif menangkap elektron dan tereduksi.

II.2 Reaksi pada proses Elektrolisis Reaksi reaksi pada proses elektrolisis merupakan reaksi reversibel dan merupakan reaksi redoks. Pada katoda berlangsung reaksi reduksi dan pada anoda berlangsung reaksi oksidasi. Pada percobaan ini, sebagai katoda digunakan batang tembaga dan sebagai anoda digunakan grafit. Elektrolitnya adalah larutan CuSO4.5H2O. Reaksi yang terjadi: CuSO4

↔ Cu2+ + SO42-

2H2O

↔ 2H+ + 2OH-

Anoda 2OH-

↔ H2O + ½ O2 +2e-

Katoda Cu2+ + 2e- ↔ Cu CuSO4 +H2O ↔ Cu + 2H+ + SO42- + ½ O2

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

2

ELEKTROKIMIA Berdasarkan persamaan reaksi diatas, pada larutan akan tinggal asam sulfat, pada anoda akan terbentuk gas O2 dan logam Cu akan menempel pada katoda. Untuk analisa larutan sisa elektrokimia diigunakan metode titrasi iodometri. Metode ini dilakukan untuk mengetahui kadar Cu2+ yang masih tersisa dalam larutan. Reaksi : 2 Cu2+ + 4I-  2-

2 CuI +I2

I2 + S2O3



2 I- + S4O62-

I2 + I -



I3-

Amilum (A) + I3- 

AI3- (Biru)

II.3 Faktor - faktor yang mempengaruhi proses elektrokimia Arus listrik Semakin besar arus listrik maka elektrokimia akan berlangsung lebih cepat karena proses penghantaran ion ion dalam larutan ke katoda lebih cepat. Konsentrasi larutan Konsentrasi larutan akan mempengaruhi jumlah ion ion yang terdapat dalam larutan, sehingga konsentrasi yang semakin tinggi akan mempercepat proses elektrokimia Pengadukan Pengadukan akan membantu mengarahkan kation kation dalam melapisi katoda, sehingga pengadukan akan mempercepat proses elektrokimia Waktu Semakin lama waktu untuk melakukan proses elektrokimia maka semakin banyak pula kation yang akan tereduksi dan menempel pada katoda.

II.4 Aplikasi Proses Elektrokimia Elektroplating Yaitu proses pelaisan suatu logam dengan logam lain dengan cara elektrolisis. Prinsipnya: 1. 2.

katoda sebagai logam yang dilapisi anoda sebagai logam pelapis

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

3

ELEKTROKIMIA 3.

menggunakan elektrolit garam dari logam anoda

Elektrorefining yaitu cara mendapatkan logam dengan kemurnian yang tinggidari bijih logam dengan kemurnian yang sudah cukup tinggi. Elektrowinning Yaitu unutk mendapatkan logam dengan kemurnian yang tinggi dari logam yang kadarnya rendah.

II.5 Proses Elektrolisis untuk Pengambilan Seng dari Limbah Padat Industri Galvani Proses elektrolisis ini digunakan / dilakukan untuk mengurangi kadar seng dari limbah padat industri galvanis dengan mengetahui variabel yang paling berpengaruh dari proses elektrolisis.Galvanizing merupakan suatu proses yang digunakan dalam industri baja dan metal. Proses Galvanizing selain memberi manfaat juga memberi dampak buruk terhadap lingkungan berupa limbah. Selain itu adanya logam berat yang bernilai ekonomi tinggi yang ikut terbuang bersama limbah (seng). Zn yang merupakan bahan baku utama dari proses Galvanizing. Metode yang digunakan untuk mengambil logam terlarut berupa seng adalah dengan proses elektrokimia (elektrolisis) menggunakan bantuan listrik. Proses ini menggunakan anoda yang tak aktifseperti karbon, baja tahan karat, Timbal, Titanium dan katoda menggunakan bahan logam berupa Aluminium. Limbah dilarutkan dalam asam H2SO4 / HCl membentuk larutan garam. Ion logam dari larutan menempel pada katoda sehingga logam terlarut yang berupa seng berangsur-angsur menurun dan akhirnya didapatkan seng dalam keadaan murni menempel di katoda. Reaksi yang terjadi adalah reaksi reduksi-oksidasi Anoda

: Zn2+ + 2e 

Katoda

: Fe



Zn Fe2+ + 2e

Faktor yang berpengaruh pada elektrolisis adalah konsentrasi elektrolit, sirkulasi elektrolit, rapat arus, tegangan, jarak anoda-katoda, rasio, dan bentuk anoda-katoda, temperatur, daya tembus, aditif, dan kontaminasi.

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

4

ELEKTROKIMIA II.6 Sifat Fisis dan Chemist Reagen 1. Na2S2O3.5H2O TL = 48,3 oC

Fisis: BM = 158,09774 gr/mol BJ = 1,667 gr/cm3, solid

TD = terdekomposisi

Chemist : Anion Tiosulfat bereaksi secara khas dengan asam [H+] menghasilkan sulfur dioksida, dan air. 2. KI (Potasium Iodida) Fisis

TL = 681 oC

: BM = 166 gr/mol BJ = 3,13 gr/cm3, solid

TD = 1330 oC C = 128 gr/100mL

Chemist:- ion Iodida merupakan reducing agent, sehingga mudah teroksidasi menjadi I2 oleh oxidizing agent kuat seperti Cl2 2 KI (aq) + Cl2 (aq)



2 KCl + I2 (aq)

-

- KI membentuk I3 ketika direaksikan dengan Iodin KI (aq) + I2 (s)



KI3 (aq)

3. H2O (aquadest) Fisis

: BM = 18,0153 gr/mol BJ = 0,998 gr/cm3

TL = 0 oC TD = 100 oC

Chemist: - air mempunyai sifat tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau, merupakan pelarut yang baik 4. CuSO4.5H2O Fisis

: pH = 3,5 – 4,5 BJ = 2,284 gr/cm3

Chemist: rekasi eksotermik dengan oksidator kuat, hydroxylamine, magnesium 5. Amilum Fisis

: Density = 1,5 gr/cm3 Melting point = decomp. Kelarutan = -

Chemist: indikator pada titrasi Iodometri. Iodin akan memberikan warna ungu dan yang intens untuk zat-zat pelarutan. Amilum dijadikan indikator untuk mendeteksi titik akhir dari titrasi.

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

5

ELEKTROKIMIA 2 Cu2+ + 4I-



2 CuI +I2

I2 + S2O32-



2 I- + S4O62

I2 + I -



I3-

Amilum (A) + I3- 

AI3- (Biru)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

6

ELEKTROKIMIA BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan III.1.1

Bahan yang Digunakan : 1. 500 mLCuSO4.5H2O 0,35 N 2. 50 mL KI 10 %W 3. 250 mL Na2S2O3 0,15 N 4. Amilum 5. Aquades secukupnya

III.1.2

Alat yang Digunakan : 1. Tangki Elektrokimia 2. Batang Tembaga 3. Grafit 4. Voltmeter / Amperemeter 5. Adaptor 6. Magnetic Stirrer

III.2 Gambar Alat

Gambar 3.1Rangkaian Alat Elektrolisis Keterangan : 1. Tangki elektrolisis 2. Katoda (batang tembaga) 3. Anoda (grafit) 4. Adaptor, Amperemeter, Voltmeter

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

7

ELEKTROKIMIA

Keterangan : 1. Klem 2. Statif 3. Buret 4. Erlenmeyer

Gambar 3.2 Rangkaian Alat Titrasi Data yang diperlukan Konsentrasi larutan CuSO4.5H2O Volume titran Na2S2O3 sebelum dan sesudah proses elektrolisa Berat katoda sebelum dan sesudah proses elektrolisa

III.3 Variabel Percobaan Tabel 3.1 Variael Percobaan Pengadukan

No.

Katoda

Anoda

Arus (mA)

1.

C

Cu

40

250

0, 7, 14, 21

2.

C

Cu

80

250

0, 7, 14, 21

3.

Cu

Cu

80

0

0, 7, 14, 21

4.

Cu

Cu

80

250

0, 7, 14, 21

5.

Cu

Cu

80

250

0, 5, 10, 15

(rpm)

Waktu (menit)

III.4 Cara Kerja 1. Isi tangki elektrolisis dengan 500 ml larutan CuSO4.5H2O 2. Letakkan katoda dan anoda pada tangki dengan posisi yang permanen. Hubungkan anoda dengan kutub positif dan katoda dengan kutub negatif penyearah arus. 3. Alirkan arus bertegangan rendah (40 dan 80 mA) dan jalankan pengadukan dengan perlahan lahan. 4. Ketika mencapaui waktu yang telah ditentukan (0, 5, 7, 10, 14, 15, dan 21 menit) hentikan pengadukan dan arus listrik ambil katoda. Selanjutnya cuci

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

8

ELEKTROKIMIA katoda, keringkan dan timbang. Analisa cairan bekas elektrolisa dengan metode titrasi iodometri untuk mengetahui kandungan Cu2+ yang masih tersisa. Keterangan Variabel berubah : arus listrik, waktu elektrolisis,pengadukan dan tanpa pengadukan. ANALISA HASIL Ambil 5 ml cairan sisa hasil elektrolisis, masukkan dalam erlenmeyer dan selanjutnya tam,bahkan 3 ml larutan KI 10% berat. Tutup mulut labu erlen dengan gelas arloji kecil dan biarkan selama 5 menit di tempat yang gelap agar reaksi berlangsung dengan sempurna. Selanjutnya cuci tutup gelas arloji dengan aquadest dan masukkan air cucian dalam erlenmeyer, kemudian titrasi larutan tersebut dengan larutan Na2S2O3 sampai warna larutan berubah menjadi kuning. Selanjutnya tambahkan 3 tetes indikator amilum ke dalam campuran dan dititrasi lagi dengan Na2S2O3 sampai warna biru tepat hilang.

CARA PERHITUNGAN 1. Keterangan : X1= konversi massa M = berat katoda setelah proses elektrolisa Mo = berat katoda sebelum proses elektrolisa MCu = berat tembaga dalam cairan mula mula 2.

X2

Vo.N V .N Vo.N

Vo V Vo

Keterangan : Vo = volume larutan Na2S2O3 sebelum dielektrolisis V = volume larutan Na2S2O3 setelah dielektrolisi N = Normalitas larutan Na2S2O3

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

9

ELEKTROKIMIA BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan a.

Variabel 1 ( K : C A : Cu 40 mA 250 rpm ) Tabel 4.1 Hasil Percobaan Variabel 1 W1

W2

V1

V2

V0

V

(gr)

(gr)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

0

0,64

0,64

9,7

3,8

13,5

7

0,64

0,65

9,5

3,6

14

0,64

0,67

9,3

21

0,64

0,68

9,2

T

b.

XM

XV

13,5

0

0

13,5

13,1

0,0015

0,029

3,5

13,5

12,8

0,0046

0,051

3

13,5

12,2

0,0062

0,096

Variabel 2 ( K : C A : Cu 80 mA 250 rpm ) Tabel 4.1.2 Hasil Percobaan Variabel 2

c.

t

W1

W2

V1

V2

V0

V

(menit)

(gr)

(gr)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

0

0,65

0,65

9,2

3

12,2

7

0,65

0,66

8,3

2,8

14

0,65

0,68

8,2

21

0,65

0,69

8

XM

XV

12,2

0

0

12,2

11,1

0,0017

0,0909

3,3

12,2

11,5

0,00516

0,0553

8

12,2

10,6

0,00688

0,1322

Variabel 3 ( K : Cu A : Cu 80 mA 0 rpm ) Tabel 4.3 Hasil Percobaan Variabel 3 t

W1

W2

V1

V2

V0

V

(menit)

(gr)

(gr)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

0

4,74

4,74

8

2,6

10,6

7

4,74

4,75

9

4,5

14

4,74

4,76

8

21

4,74

4,78

7,9

XM

XV

12,2

0

0

10,6

11,1

0,00198

-0,273

3,7

10,6

11,5

0,00396

-0,1037

3,3

10,6

10,6

0,00594

-0,0056

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

10

ELEKTROKIMIA d.

Variabel 4 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) Tabel 4.4 Hasil Percobaan Variabel 4

e.

t

W1

W2

V1

V2

V0

V

(menit)

(gr)

(gr)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

0

4,72

4,72

7,9

3,3

11,2

7

4,72

4,76

7

3,4

14

4,72

4,79

7.4

21

4,72

4,81

5

XM

XV

11,2

0

0

11,2

10,4

0,0075

0,0071

5,2

11,2

12,6

0,0131

-0,125

4,6

11,2

9,6

0,0168

0,1428

Variabel 5 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) Tabel 4.5 Hasil Percobaan Variabel 5 t

W1

W2

V1

V2

V0

V

(menit)

(gr)

(gr)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

0

4,72

4,72

7,9

3,3

11,2

5

4,72

4,76

7

3,4

10

4,72

4,79

7,4

15

4,72

4,81

5,5

XM

XV

11,2

0

0

11,2

11

0,0056

0,017

5,2

11,2

10

0,0050

0,107

5

11,2

10,5

0,01125 0,0625

IV.2 Pembahasan IV.2.1 Variabel Arus a. Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 1 (K : C A : Cu 40 mA

Fraksi Massa

250 rpm) dan Variabel 2 (K : C A : Cu 80 mA 250 rpm) 0.008 0.007 y = 0.00034x - 0.00017 0.006 0.005 0.004 0.003 y = 0.00031x - 0.00018 0.002 0.001 0 -0.001 0 10 20 30 Waktu (Menit)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

Variabel 1 (K:C ; A:Cu ; 40 mA ; 250 rpm) Variabel 2 (K:C ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm)

11

ELEKTROKIMIA Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 1 (K : C A : Cu 40 mA 250 rpm) dan Variabel 2 (K : C A : Cu 80 mA 250 rpm) Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa pada variabel 1 (40 mA) massa Cu yang menempel pada katoda lebih kecil daripada variabel 2 (80 mA). Lika ditinjau dari konversi massa menurut teoritis, arus akan mempengaruhi proses elektrokimia. Semakin besar arus, maka elektrolisis akan berlangsung lebih cepat karena proses penghantaran ion-ion Cu2+ dalam laritan ke katoda lebih cepat sehingga Cu yang menempel pada katoda akan lebih banyak. Hal ini sesuai dengan rumus: m= Berdasarkan rumus di atas G (massa) berbanding lurus dengan arus mengalir, maka semakin besar arus maka penghantaran ion-ion Cu2+ dari larutan ke katoda akan lebih cepat sehingga massa Cu di katoda semakin besar. (www.saaonline.blogspot.com/2010/)

b. Perbandingan Fraksi Volume pada Variabel 1 (K : C A : Cu 40 mA

Fraksi Volume

250 rpm) dan Variabel 2 (K : C A : Cu 80 mA 250 rpm)

0.14 0.12 y = 0.0052x + 0.0155 0.1 0.08 0.06 0.04 y = 0.0044x - 0.0022 0.02 0 -0.02 0 10 20 30

Variabel 1 (K:C ; A:Cu ; 40 mA ; 250 rpm) Variabel 2 (K:C ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm)

Waktu (Menit)

Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Fraksi Volume pada Variabel 1 (K : C A : Cu 40 mA 250 rpm) dan Variabel 2 (K : C A : Cu 80 mA 250 rpm) Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa pada variabel 1 (40 mA) volume Na2S2O3 yang dibutuhkan lebih banyak dari variabel 2 (80 mA). Hal ini disebabkan karena semakin besar arus, penguraian ion-ion Cu2+ dalam larutan

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

12

ELEKTROKIMIA elektrolit akan semakin maksimal, sehingga penghantaran kation ke katoda akan semakin cepat dan mengakibatkan jumlah ion Cu2+ dalam larutan CuSO4.5H2O berkurang, sehingga volume titrasn yang dibutuhkan semakin sedikit. Artinya volume titran yang dituhkan pada arus 80 mA mengalami penurunan lebih besar daripada arus 40 mA. Jadi dapat disimpulkan semakin besar arus yang mnegalir maka volume titran Na2S2O3 akan semakin kecil. (www.saaonline.blogspot.com/2010/)

IV.2.2 Variabel Pengadukan a. Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 3 (K : Cu A : Cu 80 mA

Fraksi Massa

0 rpm) dan Variabel 4 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) 0.02 y = 0.00080x + 0.00094 0.015

Variabel 3 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 0 rpm)

0.01 0.005 y = 0.00028x - 0.00000

0 -0.005

0

10

20

30

Waktu (Menit)

Variabel 4 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm)

Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 3 (K : Cu A : Cu 80 mA 0 rpm) dan Variabel 4 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa pada variabel 3 (0 rpm) atau tanpa pengadukan massa Cu yang menempel pada katoda lebih kecil daripada variabel 4 (250 rpm). Hal ini disebabkan karena dengan pengadukan maka Cu2+ yang berasal dari larutan elektrolit (CuSO4.5H2O) akan lebih cepat tereduksi menjadi Cu di katoda daripada yang tanpa pengadukan. Pengaruh pengadukan, penghantaran kation-kation ke katoda dan aliran ke anoda akan semakin cepat, sehingga ion hasil elektrolisis dalam laritan elektrolit dapat terarah dan menempel di katoda, sesuai dengan reaksi. CuSO4

↔

Cu2+ + SO42-

2 H2O

↔

2 H+ + 2 OH-

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

13

ELEKTROKIMIA A : 2 OH-

↔

H2O + H2O2 + 2 e-

K : Cu2+ + 2 e-

↔

Cu ↔

H2O + Cu SO4

1/2 O2 + Cu + H2SO4 (www.saaonline.blogspot.com/2010/)

b. Perbandingan Fraksi Volume pada Variabel 3 (K : Cu A : Cu 80

Fraksi Volume

mA 0 rpm) dan Variabel 4 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) 0.2 0.15 0.1 y = 0.0033x - 0.0125 0.05 0 -0.05 0 10 20 30 -0.1 -0.15 -0.2 y = 2E-17x - 0.1085 -0.25 -0.3 Waktu (Menit)

Variabel 3 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 0 rpm) Variabel 4 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm)

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Fraksi Volume pada Variabel 3 (K : Cu A : Cu 80 mA 0 rpm) dan Variabel 4 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) Pada grafik di atas menunujukkan bahwa pada variabel 3 (0 rpm) fraksi volumenya lebih kecil daripada fraksi volume pada variabel 4 (250 rpm). Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh pengadukan. Pengadukan akan berpengaruh

pada

proses

elektrolisis,

pengadukan

akan

membantu

mengarahkan kation untuk melapisi katoda, sehingga akan banyak ion Cu2+ dari larutan CuSO4.5H2O yang tereduksi menjadi Cu dan menempel pada katoda. Dan berdasarkan rumus XV =

dapat disimpulkan bahwa dengan

adanya pengadukan, akan membantu mengarahkan kation-kation dalam melapisi katoda, sehingga semakin banyak ion Cu2+ yang tereduksi menjadi Cu yang menempel pada katoda, maka ion Cu2+yang tersisa dalam larutan akan semakin sedikit maka volume titran akan semakin sedikit (V). Jadi semakin sedikit volume titran yang dibuthkan, fraksi volumenya akan semakin besar, karena Xv berbanding lurus dengan (V0 – V). Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

14

ELEKTROKIMIA (www.saaonline.blogspot.com/2010/)

IV.2.3 Variabel Waktu a. Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 4 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) dengan Waktu (0, 7, 14, 21 menit) dan Variabel 5 (K : Cu

Fraksi Massa

A : Cu 80 mA 250 rpm) dengan Waktu (0, 5, 10, 15 menit) 0.02 0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0

y = 0.00080x + 0.00094 Variabel 4 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm) y = 0.00071x + 0.00075

0

10

20

30

Variabel 5 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm)

Waktu (Menit)

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 4 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) dengan Waktu (0, 7, 14, 21 menit) dan Variabel 5 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) dengan Waktu (0, 5, 10, 15 menit) Pada grafik di atasmenunjukkan bahwa variabel 4 mendapat lebih banyak massa Cu yang menempel di katoda dibandingkan dengan variabel 5. Pada variabel 4, intensitas pencatatan massa Cu yang menempel adalah pada menit ke 0, 7, 14, 21 sedangkan pada variabel 5 pencatatan dilakukan pada menit ke 0, 5, 10, 15, sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa semakin lama proses elektrolisa, maka massa Cu yang terlapisi logampun akan semakin banyak. Kesimpulan ini juga tepat dengan Hukum Faraday dimana Faraday menyatakan secara matematis bahwa massa zat yang terbentuk adalah berbanding lurus dengan waktu, seperti yang dirumuskan: m= dimana:

I = arus listrik e = berat ekuivalen

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

15

ELEKTROKIMIA t = waktu elektrolisis w = massa zat yang terbentuk (Topayung, 2011) b. Perbandingan Fraksi Volume pada Variabel 4 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) dengan Waktu (0, 7, 14, 21 menit) dan Variabel 5 ( K

Fraksi Volme

: Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) dengan Waktu (0, 5, 10, 15 menit)

0.2 0.15 y = 0.0055x + 0.0054 0.1 0.05 y = 0.0033x - 0.0125 0 10 20 30 -0.05 0 -0.1 -0.15 Waktu (Menit)

Variabel 4 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm) Variabel 5 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm)

Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Fraksi Volume pada Variabel 4 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) dengan Waktu (0, 7, 14, 21 menit) dan Variabel 5 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) dengan Waktu (0, 5, 10, 15 menit) Pada grafik di atas menunujukkan bahwa kebutuhan vulome Na2S2O3 untuk titrasi Iodometri pada variabel 4 lebih sedikit daripada variabel 5. Hal ini dikarenakan variabel 4 mnedapat waktu yang lebih lama untuk elektrolisa dan waktu yang lebih lama membuat massa Cu yang menempel di katoda juga lebih banyak sehingga massa Cu yang berada di larutan lebih sedikit dan membuat kebutuhan Na2S2O3 menjadi lebih sedikit. Sehingga massa Cu yang berada di larutan masih banyak dan membuat kebutuhan Na2S2O3 menjadi lebih banyak. (Topayung, 2011)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

16

ELEKTROKIMIA IV.2.4 Variabel Jenis Elektroda a. Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 2 (K : C A : Cu 80 mA

Fraksi Massa

250 rpm) dan Variabel 4 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) 0.02 0.018y = 0.00080x + 0.00094 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 y = 0.00034x - 0.00017 0.002 0 -0.002 0 10 20 30

Variabel 4 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm) Variabel 2 (K:C ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm)

Waktu (Menit)

Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Fraksi Massa pada Variabel 2 (K : C A : Cu 80 mA 250 rpm) dan Variabel 4 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) Pada grafik di atas dapatdilihat bahwa pada variabel 4 (K : Cu) memiliki fraksi massa yang lebih besar dari variabel 2 (K : C). Hal ini disebabkan karena katoda yang digunakan mempunyai sifat yang berbeda. Cu adalah logam yang aktif yang memiliki potensial sel = + 0,34, C atau grafit merupakan logam inert yang memiliki potensial sel = + 0,13. Katodapada sel elektrolisis mengalami reaksi reduksi. Jadi berdasarkan teori potensial selnya . katoda yang paling baik digunakan adalah Cu meskipun potensial sel C = + 0,13, artinya cenderung bersifat oksidator (mengalami reaksi reduksi). Karena C adalah logam inert, sehingga sukar untuk bereaksi dan tidak mengalami reduksi. Pada percobaan kami hasil fraksi massa dari masing-masing jenis katoda adalah sebagai berikut:

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

17

ELEKTROKIMIA Tabel 4.6 XM pada Katoda C dan Katoda Cu XM

t (x)

C

Cu

0

0

0

7

0,0017

0,0075

14

0,00516

0,0131

21

0,00688

0,0168

Dari data tabel di atas, jika ditinjau dari fraksi massanya jenis katoda yang paling baik adalah Cu. (www.courses.washington.edu)

IV.2.5 Perbandingan Berat Praktis dan Teoritis Pada Variabel 5 (K : Cu A : Cu

Berat (gr)

80 mA 250 rpm) y = 0.0048x + 0.004

0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0

Berat Teoritis Variabel 5 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm)

y = 0.0016x + 1E-06

0

10

Berat Praktis Variabel 5 (K:Cu ; A:Cu ; 80 mA ; 250 rpm)

20

Waktu (Menit)

Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Berat Praktis dan Teoritis Pada Variabel 5 (K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm) Pada grafik menunjukkan bahwa berat praktis lebih besar dari berat teoritis. Hal ini disebabkan karena katoda dan anodanya adalah Cu (Tembaga) dimana Cu merupakan logam aktif atau ikut bereaksi. Cu pada anoda akan mengalami

oksidasi

menjadi

Cu2+

ke

dalam

larutan

elektrolit

CuSO4.5H2Osehingga ion Cu2+ dalam larutan akan bertambah banyak, Cu2+ akan mengalami reduksi menjadi Cu dan Cu akan menempel pada katoda sehingga berat / massa Cu yang menempel pada katoda akan bertambah banyak.

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

18

ELEKTROKIMIA Selain itu adanya pengaruh pengadukan. Pengaruh pengadukan yaitu mengarahkan kation ke katoda, sehingga kation akan mengalami reduksi Cu dan menempel pada katoda, dan itu menyebabkan Cu yang menempel pada katoda akan semakin banyak. Sedangkan pada berat teoritis yang berpengaruh adalah ekivalen, arus yang mengalir, dan waktu. Sesuai dengan rumus: m= dimana : m = massa Cu yang menempel e = ekivalen I = arus listrik yang mengalir t = waktu (Wikipedia, Elektrolisis)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

19

ELEKTROKIMIA BAB V PENUTUP

V.1 Kesimpulan 1. Variabel arus, semakin tinggi arus maka semakin tinggi fraksi massanya dan semakin tinggi arus maka semakin besar fraksi volume karena semakin banyak Cu yang menempel pada katoda dan semakin sedikit Cu2+ pada larutan sehingga titran semakin kecil. 2. Variabel pengadukan, pengadukan menyebabkan semakin besar fraksi massa dan semakin besar fraksi volume karena pengadukan mengarahkan kation ke katoda dan Cu2+ dalam larutan semakin kecil sehingga titran semakin kecil. 3. Variabel waktu, semakin lama waktu, semakin besar fraksi massa dan semakin besar fraksi volumenya karena semakin banyak Cu yang menempel pada katoda dan semakin sedikit Cu2+ pada larutan, titran semakin sedikit. 4. Variabel elektroda, yang paling tepat digunakan adalah Cu karena merupakan elektroda aktif. 5. Berat praktis lebih besar dari teoritis karena anodanya menggunakan Cu, sehingga akan mengalami Cu2+ ke dalam larutan, Cu2+ akan tereduksi menjadi Cu sehingga semakin banyak Cu menempel pada katoda selain itu adanya pengadukan, sedangkan secara teoritis hanya mneggunakan Hukum Faraday Q =

.

V.2 Saran 1. Cuci alat sebelum dan sesudah dipakai. 2. Amilum dan Na2S2O3 harus disimpan di tempat gelap agar tidak rusak. 3. Lakukan percobaan dengan hati-hati dan sesuai prosedur. 4. Teliti saat melakukan titrasi. 5. Pembagian kerja antaranggota kelompok.

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

20

ELEKTROKIMIA DAFTAR PUSTAKA

Badger, W. Z and Bachero, J. F. Intoduction to Chemical Engineering. International Student edition. Mc Graw HillBook Co. Kogakusha. Tokyo Daniels, F. 1961. Experimental Physical Chemistry, 6th edition. Mc Graw HillBook. Kogakusha. Tokyo Jurnal Ilmiah Sains Vol 11 no.1, April 2011 Aiszzzhiu. 2012. Proses Pelapisan Logam. http://aiszzzhiu.blogspot.com/2012/11/ proses-pelapisan-logam.html. Diakses 7 Mei 2013 Anonim. 2012. Sample Final Eqs. http://courses.washington.edu/bhrchem/c152/ sample_final_eqs.pdf. Diakses 7 Mei 2013 Anonim. 2012. Elektrolisis. http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis. Diakses 7 Mei 2013 Anonim. Ciri-ciri Reaksi Kimia. http://ilmupengetahuaanalam.com/ciri-ciri-reaksikimia.html. Diakses 10 Mei 2013

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

21

ELEKTROKIMIA LEMBAR PERHITUNGAN 1.

Variabel 1 ( K : C A : Cu 40 mA 250 rpm ) M0 katoda = 0,64 gr N Na2S2O3 = 0,15 N V CuSO4.5H2O = 5 mL V Na2S2O3 = 13,5 mL ( V N ) Na2S2O3 = ( V N ) CuSO4.5H2O 13,5 × 0,15 = 5 × N N = 0,405 N m CuSO4.5H2O = m Cu =

=

= 25,26 gr

× 25,26 gr = 6,43 gr

a. t = 0 menit XM = XV =

= =

=0 =0

b. t = 7 menit XM = XV =

= =

= 1,56 × 10-3 = 0,03

c. t = 14 menit XM = XV =

= =

= 4,67 × 10-3 = 0,05

d. t = 21 menit XM = XV =

= =

= 6,22 × 10-3 = 0,096

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-1

ELEKTROKIMIA 2.

Variabel 2 ( K : C A : Cu 80 mA 250 rpm ) M0 katoda = 0,65 gr N Na2S2O3 = 0,15 N V CuSO4.5H2O = 5 mL V Na2S2O3 = 12,2 mL ( V N ) Na2S2O3 = ( V N ) CuSO4.5H2O 12,2 × 0,15 = 5 × N N = 0,366 N m CuSO4.5H2O = m Cu =

=

= 22,83 gr

× 22,83 gr = 5,81 gr

a. t = 0 menit XM = XV =

= =

=0 =0

b. t = 7 menit XM = XV =

= =

= 1,72 × 10-3 = 0,09

c. t = 14 menit XM = XV =

= =

= 5,16 × 10-3 = 0,05

d. t = 21 menit XM = XV =

= =

= 6,885 × 10-3 = 0,131

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-2

ELEKTROKIMIA 3. Variabel 3 ( K : Cu A : Cu 80 mA 0 rpm ) M0 katoda = 4,74 gr N Na2S2O3 = 0,15 N V CuSO4.5H2O = 5 mL V Na2S2O3 = 10,6 mL ( V N ) Na2S2O3 = ( V N ) CuSO4.5H2O 10,6 × 0,15 = 5 × N N = 0,318 N m CuSO4.5H2O = m Cu =

=

= 19,84 gr

× 19,84 gr = 5,05 gr

a. t = 0 menit XM = XV =

= =

=0 =0

b. t = 7 menit XM = XV =

= =

= 1,98 × 10-3 = -0,274

c. t = 14 menit XM = XV =

= =

= 3,96 × 10-3 = -0,104

d. t = 21 menit XM = XV =

= =

= 5,94 × 10-3 = -0,057

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-3

ELEKTROKIMIA 4.

Variabel 4 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) M0 katoda = 4,72 gr N Na2S2O3 = 0,15 N V CuSO4.5H2O = 5 mL V Na2S2O3 = 11,2 mL ( V N ) Na2S2O3 = ( V N ) CuSO4.5H2O 11,2 × 0,15 = 5 × N N = 0,336 N m CuSO4.5H2O = m Cu =

=

= 20,958 gr

× 20,958 gr = 5,334 gr

a. t = 0 menit XM = XV =

= =

=0 =0

b. t = 7 menit XM = XV =

= =

= 7,49 × 10-3 = 0,071

c. t = 14 menit XM = XV =

= =

= 0,013 = -0,125

d. t = 21 menit XM = XV =

= =

= 0,017 = 0,143

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-4

ELEKTROKIMIA 5.

Variabel 5 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) M0 katoda = 4,72 gr N Na2S2O3 = 0,15 N V CuSO4.5H2O = 5 mL V Na2S2O3 = 11,2 mL ( V N ) Na2S2O3 = ( V N ) CuSO4.5H2O 11,2 × 0,15 = 5 × N N = 0,336 N m CuSO4.5H2O = m Cu =

=

= 20,958 gr

× 20,958 gr = 5,334 gr

a. t = 0 menit XM = XV =

= =

=0 =0

b. t = 5 menit XM = XV =

= =

= 5,62 × 10-3 = 0,018

c. t = 10 menit XM = XV =

= =

= 0,0112 = 0,107

d. t = 15 menit XM = XV =

= =

= 0,015 = 0,0625

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-5

ELEKTROKIMIA 6.

Berat teoritis variabel 5 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) a. t = 0 menit W=

=

= 0 gr

b. t = 5 menit W=

=

= 7,896 × 10-3 gr = 0,007896 gr

=

= 15,792 × 10-3 gr = 0,015792 gr

=

= 23,68 × 10-3 gr = 0,02368 gr

c. t = 10 menit W= d. t = 15 menit W=

7.

Berat praktis variabel 5 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) a. t = 0 menit W = W2 – W1 = 4,72 - 4,72 = 0 gr b. t = 5 menit W = W2 – W1= 4,75 - 4,72 = 0,03 gr c. t = 10 menit W = W2 – W1= 4,78 - 4,72 = 0,06 gr d. t = 15 menit W = W2 – W1= 4,79 - 4,72 = 0,07 gr

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-6

ELEKTROKIMIA LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK

A. Fraksi Massa 1. Variabel 1 ( K : C A : Cu 40 mA 250 rpm ) t (x)

XM (y)

x2

x.y

0

0

0

0

7

0,0015

49

0,0105

14

0,0046

196

0,0644

21

0,0062

441

0,1302

42

0,0123

686

0,2051

m=

= 0,00031

c=

= 0,00081

y = 0,00031x + 0,00081

2. Variabel 2 ( K : C A : Cu 80 mA 250 rpm ) t (x)

XM (y)

x2

x.y

0

0

0

0

7

0,0017

49

0,0119

14

0,00516

196

0,07224

21

0,00588

441

0,02478

42

0,01377

686

0,10892

m=

c=

= 0,00034

= -0,00017

y = 0,00034x - 0,00017

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-7

ELEKTROKIMIA 3. Variabel 3 ( K : Cu A : Cu 80 mA 0 rpm ) t (x)

XM (y)

x2

x.y

0

0

0

0

7

0,00198

49

0,01386

14

0,00396

196

0,05544

21

0,00594

441

0,16632

42

0,01189

686

0,23562

m=

= 0,00028

c=

=0

y = 0,00028x

4. Variabel 4 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) t (x)

XM (y)

x2

x.y

0

0

0

0

7

0,0075

49

0,0525

14

0,0131

196

0,1834

21

0,0168

441

0,3528

42

0,0374

686

0,5887

m=

c=

= 0,0008

= 0,001

y = 0,0008x + 0,001

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-8

ELEKTROKIMIA 5. Variabel 5 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) t (x)

XM (y)

x2

x.y

0

0

0

0

5

0,0056

25

0,028

10

0,00750

100

0,112

15

0,01125

225

0,1407

30

0,02439

350

0,2807

m=

= 0,00071

c=

= 0,00075

y = 0,00071x + 0,00075

B. Fraksi Volume 1. Variabel 1 ( K : C A : Cu 40 mA 250 rpm ) t (x)

XM (y)

x2

x.y

0

0

0

0

7

0,029

49

0,203

14

0,051

196

0,714

21

0,096

441

2,016

42

0,176

686

2,933

m=

= 0,005

c=

= 0,015

y = 0,005x + 0,015

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-9

ELEKTROKIMIA 2. Variabel 2 ( K : C A : Cu 80 mA 250 rpm ) t (x)

XM (y)

x2

x.y

0

0

0

0

7

0,0901

49

0,6307

14

0,0553

196

0,8022

21

0,1311

441

2,7531

42

0,2785

686

4,186

m=

= 0,004

c=

= -0,002

y = 0,004x - 0,002

3. Variabel 3 ( K : Cu A : Cu 80 mA 0 rpm ) t (x)

XM (y)

x2

x.y

0

0

0

0

7

-0,273

49

1,911

14

-0,1037

196

1,4518

21

-0,0056

441

0,1176

42

-0,3823

686

3,4804

m=

c=

=0

= -0,108

y = -0,108

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-10

ELEKTROKIMIA 4. Variabel 4 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) t (x)

XM (y)

x2

x.y

0

0

0

0

7

0,0071

49

0,0497

14

-0,125

196

-1,75

21

0,1428

441

2,9988

42

-0,3823

686

1,2985

m=

= 0,00080

c=

= 0,00093

y = 0,00080x + 0,00093

5. Variabel 5 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) t (x)

XM (y)

x2

x.y

0

0

0

0

5

0,017

25

0,085

10

0,107

100

1,07

15

0,0625

225

0,999

30

0,1906

350

2,154

m=

c=

= 0,00553

= 0,00535

y = 0,00553x + 0,00535

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-11

ELEKTROKIMIA LEMBAR PERHITUNGAN REAGEN 1.

CuSO4.5H2O 0,35 N ; 500 mL N=

×

×2

0,35 =

×

×2

m= 2.

= 21,83125 gr

Na2S2O3 0,15 N ; 250 mL N=

×

0,15 =

×2 ×

×2

m= 3.

= 4,65 gr

KI 10 %W ; 50 mL ρ KI = 3,13 gr/mL ρ H2O = 1 gr/mL Vlarutan = Vsolute + Vsolvent 50 =

W+

W

50 = 0,032 W + 0,9 W W = 53,65 gr W KI = 10 %W 10 % × 53,65 gr = 5,365 gr VKI =

=

= 1,72 mL

m air = 90 %W 90 % × 53,65 gr = 48,28 gr Vair =

=

= 48,28 mL

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

A-12

ELEKTROKIMIA

DATA HASIL PERCOBAAN LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

MATERI

I.

: ELEKTROKIMIA

VARIABEL K:C

A : Cu

40 mA

250 rpm

K:C

A : Cu

80 mA

250 rpm

K : Cu

A : Cu

80 mA

0 rpm

K : Cu

A : Cu

80 mA

250 rpm

t = 0, 7, 14, 21 menit

t = 0, 7, 14, 21 menit t = 0, 5, 10, 15 menit

II. BAHAN DAN ALAT II.1 Bahan yang Digunakan :

II. 2 Alat yang Digunakan:

1. CuSO4.5H2O 0,35 N ; 500 mL

1. Tangki Elektrokimia

2. KI 10 %W ; 50 mL

2. Batang Tembaga

3. Na2S2O3 0,15 N ; 250 mL

3. Grafit

4. Amilum

4. Voltmeter / Amperemeter

5. Aquades secukupnya

5. Adaptor 6. Magnetic Stirrer

III. CARA KERJA 1. Isi tangki elektrolisis dengan 500 ml larutan CuSO4.5H2O 2. Letakkan katoda dan anoda pada tangki dengan posisi yang permanen. Hubungkan anoda dengan kutub positif dan katoda dengan kutub negatif penyearah arus. 3. Alirkan arus bertegangan rendah (40 dan 80 mA) dan jalankan pengadukan dengan perlahan lahan. 4. Ketika mencapaui waktu yang telah ditentukan (0, 5, 7, 10, 14, 15, dan 21 menit) hentikan pengadukan dan arus listrik ambil katoda. Selanjutnya cuci katoda, keringkan dan timbang. Analisa cairan bekas elektrolisa dengan

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

B-1

ELEKTROKIMIA metode titrasi iodometri untuk mengetahui kandungan Cu2+ yang masih tersisa. Keterangan Variabel berubah : arus listrik, waktu elektrolisis,pengadukan dan tanpa pengadukan.

ANALISA HASIL Ambil 5 ml cairan sisa hasil elektrolisis, masukkan dalam erlenmeyer dan selanjutnya tam,bahkan 3 ml larutan KI 10% berat. Tutup mulut labu erlen dengan gelas arloji kecil dan biarkan selama 5 menit di tempat yang gelap agar reaksi berlangsung dengan sempurna. Selanjutnya cuci tutup gelas arloji dengan aquadest dan masukkan air cucian dalam erlenmeyer, kemudian titrasi larutan tersebut dengan larutan

Na2S2O3 sampai warna larutan berubah menjadi kuning. Selanjutnya

tambahkan 3 tetes indikator amilum ke dalam campuran dan dititrasi lagi dengan Na 2 S2O3 sampai warna biru tepat hilang.

CARA PERHITUNGAN 1. X1

M Mo . MCu

Keterangan : X1 = konversi massa M = berat katoda setelah proses elektrolisa Mo = berat katoda sebelum proses elektrolisa MCu= berat tembaga dalam cairan mula mula 2.

X2

Vo.N V .N . Vo.N

Vo. V . Vo

Keterangan : Vo = volume larutan Na2S2O3 sebelum dielektrolisis V = volume larutan Na2S2O3 setelah dielektrolisis N = Normalitas larutan Na2S2O3

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

B-2

ELEKTROKIMIA IV. HASIL PERCOBAAN

1. Variabel 1 ( K : C A : Cu 40 mA 250 rpm ) t

W1

W2

V1

V2

V0

V

(menit)

(gr)

(gr)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

0

0,64

0,64

9,7

3,8

13,5

7

0,64

0,65

9,5

3,6

14

0,64

0,67

9,3

21

0,64

0,68

9,2

XM

XV

13,5

0

0

13,5

13,1

0,0015

0,029

3,5

13,5

12,8

0,0046

0,051

3

13,5

12,2

0,0062

0,096

2. Variabel 2 ( K : C A : Cu 80 mA 250 rpm ) t

W1

W2

V1

V2

V0

V

(menit)

(gr)

(gr)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

0

0,65

0,65

9,2

3

12,2

7

0,65

0,66

8,3

2,8

14

0,65

0,68

8,2

21

0,65

0,69

8

XM

XV

12,2

0

0

12,2

11,1

0,0017

0,0909

3,3

12,2

11,5

0,00516 0,0553

8

12,2

10,6

0,00688 0,1322

3. Variabel 3 ( K : Cu A : Cu 80 mA 0 rpm ) t

W1

W2

V1

V2

V0

V

(menit)

(gr)

(gr)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

0

4,74

4,74

8

2,6

10,6

7

4,74

4,75

9

4,5

14

4,74

4,76

8

21

4,74

4,78

7,9

XM

XV

12,2

0

0

10,6

11,1

0,00198

-0,273

3,7

10,6

11,5

0,00396

-0,1037

3,3

10,6

10,6

0,00594

-0,0056

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

B-3

ELEKTROKIMIA 4. Variabel 4 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) t

W1

W2

V1

V2

V0

V

(menit)

(gr)

(gr)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

0

4,72

4,72

7,9

3,3

11,2

11,2

7

4,72

4,76

7

3,4

11,2

10,4

0,0075 0,0071

14

4,72

4,79

7.4

5,2

11,2

12,6

0,0131

21

4,72

4,81

5

4,6

11,2

9,6

0,0168 0,1428

XM

XV

0

0

-0,125

5. Variabel 5 ( K : Cu A : Cu 80 mA 250 rpm ) t

W1

W2

V1

V2

V0

V

(menit)

(gr)

(gr)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

0

4,72

4,72

7,9

3,3

11,2

5

4,72

4,76

7

3,4

10

4,72

4,79

7,4

15

4,72

4,81

5,5

XM

XV

11,2

0

0

11,2

11

0,0056

0,017

5,2

11,2

10

0,0050

0,107

5

11,2

10,5

0,01125 0,0625

MENGETAHUI PRAKTIKAN

KELOMPOK 4 SELASA SIANG 1. Eko Noviariyono

ASISTEN

YOSIA NICO WIJAYA 21030111140170

2. Hansen Hartanto 3. Lasmaria P M Sinaga

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

B-4

ELEKTROKIMIA

LEMBAR KUANTITAS REAGEN LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO PRAKTIKUM KE MATERI HARI/TANGGAL KELOMPOK NAMA

:4 : ELEKTROKIMIA : 9 April 2013 : 4 SELASA SIANG : 1. LASMARIA PESTA MELISA SINAGA 2. HANSEN HARTANTO 3. EKO NOVIARIYONO

ASISTEN

:

YOSIA NICO WIJAYA

KUANTITAS REAGEN NO 1. 2. 3. 4. 5.

JENIS REAGEN CuSO4.5H2O (Teknis) KI Na2S2O3 Amilum Aquadest

KUANTITAS 0,35 N 500 Ml 10 %W 50 Ml 0,15 N 250 Ml Secukupnya Secukupnya

TUGAS TAMBAHAN: - Cari jurnal ttg elektrokimia (dibuat resume, dikumpulkan waktu ACC data) - Sifat fisika dan kimia yang digunakan (tulis di bab II)

CATATAN:

SEMARANG, 9 April 2012

K:C A:Cu 40 mA 250 rpm K:C A:Cu 80 mA 250 rpm

t = 0, 7, 14, 21

ASISTEN

K:Cu A:Cu 80 mA 0 rpm K:Cu A:Cu 80 mA 250 rpm

t = 0, 7, 14, 21 t = 0, 5, 10, 15

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

NIM.21030111140170

C-1

REFERENSI Reaksi pada proses Elektrolisis Reaksi reaksi pada proses elektrolisis merupakan reaksi reversibel dan merupakan reaksi redoks. Pada katoda berlangsung reaksi reduksi dan pada anoda berlangsung reaksi oksidasi. Pada percobaan ini, sebagai katoda digunakan batang tembaga dan sebagai anoda digunakan grafit. Elektrolitnya adalah larutan CuSO4.5H2O. Reaksi yang terjadi: CuSO4 ↔ Cu2+ + SO422H2O ↔ 2H+ + 2OHAnoda 2OH-↔H2O + ½ O2 +2eKatoda Cu2+ + 2e- ↔ Cu CuSO4 + H2O ↔Cu + 2H+ + SO42- + ½ O2 berdasarkan persamaan reaksi diatas, pada larutan akan tinggal asam sulfat, pada anoda akan terbentuk gas O2 dan logam Cu akan menempel pada katoda,. Unutk analisa larutan sisa elektrokimia diigunakan metode titrasi iodometri. Metode ini dilakukan untuk mengetahui kadar Cu2+ yang masih tersisa dalam larutan. Reaksi : 2 Cu2+ + 4I- 2 CuI +I2 I2 + S2O32- 2 I- + S4O62I2 + I- I3Amilum (A) + I3- AI3- (Biru)

Faktor factor yang mempengaruhi proses elektrokimia Arus listrik Semakin besar arus listrik maka elektrokimia akan berlangsung lebih cepat karena proses penghantaran ion ion dalam larutan ke katoda lebih cepat. Konsentrasi larutan Konsentrasi larutan akan mempengaruhi jumlah ion ion yang terdapat dalam larutan, sehingga konsentrasi yang semakin tinggi akan mempercepat proses elektrokimia

Pengadukan Pengadukan akan membantu mengarahkan kation kation dalam melapisi katoda, sehingga pengadukan akan mempercepat proses elektrokimia Waktu Semakin lama waktu untuk melakukan proses elektrokimia maka semakin banyak pula kation yang akan tereduksi dan menempel pada katoda.

http://saaonline.blogspot.com/2010/06/v-behaviorurldefaultvml-o.html

Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektrodedan larutan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat digolongkan menjadi dua, yaitu: Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit (C), Platina (Pt), dan emas (Au). Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag). Elektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam, dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara larutan elektrolit dan elektrode menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu: 1. Elektrolisis larutan dengan elektrode inert 2. Elektrolisis larutan dengan elektrode aktif 3. Elektrolisis leburan dengan elektrode inert Pada elektrolisis, katode merupakan kutub negatif dan anode merupakan kutub positif. Pada katode akan terjadi reaksi reduksi dan pada anode terjadi reaksi oksidasi. http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis

Penjelasan untuk hal ini adalah semakin lama proses berlangsung, maka porsi akumulasi pergerakan elektron dan transfer material pada kedua elektroda juga akan semakin besar.

Sedangkan adanya pengaruh besaran “Kuat arus listrik” terhadap ketebalan lapisan yang terbentuk pada permukaan spesimen dapat dilihat pada Grafik-2. Dengan mengamati grafik tersebut, maka dapat terlihat bahwa pada kondisi dimana waktu proses konstan, ketebalan lapisan yang dihasilkan untuk ketiga variasi kuat arus listrik yang digunakan, menunjukkan pola : 4 Ampere < 6 Ampere < 8 Ampere. Penjelasan untuk kondisi ini adalah semakin besar nilai kuat arus listrik yang digunakan, maka akan menyebabkan elektron lebih reaktif (lebih mudah bergerak), Hal ini juga akan menyebabkan porsi akumulasi pergerakan electron dan transfer material pada kedua elektroda juga akan semakin besar.

Hukum I :

Massa zat yang terjadi akibat reaksi kimia pada elektroda berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang mengalir pada larutan elektrolit selama elektrolisis. m = I.t ………………………….… (3a) ………………………….. (3b)

m=

m = massa zat (gram); E = berat eqivalen (gram); F = Bilangan Faraday; I = kuat arus listrik (Ampere); t = Waktu (detik); BA = Berat atom unsure; n = Jumlah mol zat. Untuk perak telah diperoleh bahwa 1 Coulomb menghasilkan 1,118 mg perak. Untuk mengendapkan 1 grek perak atau 107,880 gr perak, diperlukan 107,880/0,001118 = 96.494 Coulomb. Listrik sebesar ini dikenal sebagai 1 Faraday.

Jurnal Ilmiah Sains Vol 11 no. 1, April 2011

3.

Pengaruh Pengadukan terhadap Kecepatan Reaksi

Apakah pengadukan juga mempengaruhi kecepatan reaksi? Jika jawabannya ya, mengapa pengadukan dapat mempercepat reaksi? Pengadukan mempercepat terjadinya

reaksi

karena

mempercepat

tumbukan

antarpartikel.

Tumbukan

antarpartikel zat tersebut menyebabkan adanya transfer energi. Transfer energi inilah yang menimbulkan terjadinya reaksi kimia.

http://ilmupengetahuanalam.com/ciri-ciri-reaksi-kimia.html

Itu semua terjadi karena Logam tembaga di anoda dioksidasi dan berubah menjadi ion Cu2+. Ion Cu2+ yang terjadi bergabung dengan ion Cu2+ dalam larutan. Kemudian ion Cu2+di katode direduksi membentuk endapan tembaga. Karena di aktode digunakan logam, maka endapan tembaga akan melapisi logam. Dalam elektrolisis yang mempengaruhi banyaknya jumlah zat yang melapisi logam adalah kuat arus dan waktu. Dengan kuat arus yang besar proses elektrolisis lebih cepat berlangsung dan logam lebih cepatterlapisi juga massa tembaga yang melapisi logam lebih banyak daripada yang kuat arusnya kecil, tetapi hasilnya lebih bagus yang kuat arusnya kecil. Selain kuat arus waktu juga mempengaruhi banyaknya jumlah zat yang melapisi logam. Semakin lama proses elektrolisis dilakukan, massa tembaga yang melapisi logam pun akan lebih banyak. Elaktrolisi dimanfaatkan untuk melindungi besi atau baja agar tidak mudah mengalami korosi.

http://aiszzzchiu.blogspot.com/2012/11/proses-pelapisa-logam.html

http://courses.washington.edu/bhrchem/c152/sample_final_eqs.pdf

LEMBAR ASISTENSI

DIPERIKSA

KETERANGAN

NO TANGGAL 1.

5 Juni 2013

- Cover - Format - Font, spasi - BAB I, II, III, IV, V - Penulisan Referensi

2.

8 Juni 2013

- Link Referensi Pembahasan - Daftar Isi - Grafik - Summary dan Intisari di Italic - Penomoran Halaman - Sesuaikan Daftar Isi

3.

9 Juni 2013

- ACC

TANDA TANGAN