Part 1 - Transfer Number

Laporan Praktikum Kimia Fisik II

“Penentuan Transfer Number”

Dosen : Drs. Dadang

Disusun Oleh : Ellein Kurniasih Herlambang

( 0621 100 72 )

KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA dan ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PAKUAN-BOGOR 2011

Bab I Pendahuluan

I.I Tujuan Percobaan 

Membuktikan adanya migrasi ion positif dan ion negative.



Membuktikan adanya migrasi ion positif dari anoda ke katoda serta adanya migrasi ion negative dari katoda ke anoda.

I.II Dasar Teori Konsep Terkait Elektrolisis , Hukum Faraday Elektrolisis , Biaya Transportasi , Ionik Mobilitas, Bilangan Hittrof.

Prinsip Anion dan kation saling berkontribusi untuk menyumbangkan aktifitasnya menjadi sejumlah arus elektrolitik sesuai dengan mobilitasnya dalam medan listrik. Nilai transportasi Hittorf adalah fraksi muatan yang diangkut oleh ion tertentu selama elektrolisis. Nilai transportasi harus diukur secara eksperimen yaitu ditentukan dari perubahan konsentrasi yang karakteristik terjadi di katda dan anoda selama elektrolisis.

Teori Dalam larutan elektrolit , kation dan anion baik berkontribusi untuk menyumbangkan transpotasi arus dalam medan listrik. Dalam proses +

-

elektrolisis, yang mana jumlah transportasi t dan t serta t adalah tanda bagian kation dan anion masing-masing dalam membawa arus (I +, I-I) dan mengangkut muatan (q+, | q- | )

t+ = I +  = I +  + I - 

Q +  = Q +  + Q - 

t- = I -  = I +  + I - 

Q -  = Q +  + Q - 

(1.1)

ʌ+ 

ʌ+ + ʌ- 

(1.2)

ʌ- 

ʌ+ + ʌ- 

Dari persamaan 1.1 dan 1.2 , jumlah dari angka-angka transportasi kation dan anion ditemukan :

t+ + t- = 1 Menurut definisi persamaan (1.1) dan (1,2) Nilai transportasi yang terkait dengan mobilitas ionic (u+ , u ) - dan ion konduktivitas (+,-) dan dengan demikian fungsi dari migrasi kecepatan caounter –ion masingmasing. Jika mobilitas kation dan anion berbeda (u + u-  , t+ t-   0,5),  jumlah dari dua jenis ion yang sebanding dengan nilai-nilai ini diangkut dalam satuan waktu tertentu. Sebagai dugaan yang sama diangkut dalam setiap kasus,karakteristik perubahan konsentrasi terjadi pada katoda dan anoda,dan angka transportasi hittorf dapat ditentukan berdasarkan ekperimental.

Proses transportasi dan elektroda yang terjadi selama elektrolisis asam nitrat. Karena ionic yang lebih tinggi mobilitas kation (u + = 5 u ), - ion hidronium lima diangkut dari daerah anoda ke wilayah pusat ,dan daru anoda ke daerah katoda,dalam periode waktu yang sama hanya sebagai satu ion nitrat diangkut dalam arah sebaliknya. Untuk memastikan electroneutrality di semua kompartemen,lima ion hidronium harus secara simultan direduksi menjadi hydrogen pada katoda. Karena potensi deposisi yang lebih tinggi pada anoda,tidak ada debit ion nitrat terjadi ,tapi ini ada kesetaraan pembentukan ion hidronium dari air. Karena migrasi n-mol ion nitrat dengan muatan | q- | = n-F (F = 96480 sebagai mol-1,konstanta faraday) terhadap dan jauh dari elektroda,jumlah

anion( ∆n-

k/A

 ), kation ( ∆n+

k/A

 ), dan elektrolit (∆n

k/A

), di daerah-daerah

katoda dan anoda berubah selama elektrolisis menurut : k

k

k

∆n- = ∆n+ = ∆n = A

∆n- = ∆n+

A

= ∆n

A



=

  

(3.1) (3.2)

Muatan q- yang diangkut oleh anion dapat ditentukan. Akan tetapi untuk menguji apakah ada kesalahan yang terjadi untuk menentukan perubahan dalam jumlah bahan kedua elektroda dan untuk menghitung qmelalui persamaan yang diperoleh dari persamaan (3.1) dan (3.2) A

k

q- = F ( ∆n - ∆n )

(4)

2 Jumlah keseluruhan muatan yang digunakan adalah q- + q+ dapat ditentukan

dari perubahan masa pada elektroda tembaga di dalam coloumeter berdasarkan

Hukum Faraday : k

A

q- = Z R F (∆m - ∆m  ) 2 Dimana :

∆mk , ∆mA

: perubahan masa dari tembaga pada anoda dan katoda

M

: Berat atom tembaga

Z R

: jumlah muatan electron pada ion Cu

Dengan mensubtitusikan persamaan (4) dan (5) dalam persamaan (1.2) untuk nilai transport dari anion diberikan sebagai pendekatan untuk  _

persamaan dari t

A

k

t- = M . (∆n - ∆n  ) k

(6)

A

Z R F (∆m - ∆m  ) A k Perubahan dalam jumlah elektrolit ∆n dan ∆n yang mana untuk

melakukan perhitungan dapat dihitung dengan menggunakan stokiometri.

k/A

∆n

= C1 . V

K/A

(V1

k/A

0

– V  ) 1

V2 Dimana : k/A

V

k/A

V1

: Volume larutan di daerah katoda dan anoda , V

0 1

: Konsumsi NaOH dalam titrasi sebelum dan sesudah elektrolisis

Bab II Alat dan Bahan

Alat yang digunakan : Power supply Amperemeter Kapas / penyumbat pipa U Sambungan kabel I = 750 mm, merah Sambungan kabel I = 750 mm, biru Ganda tabung U dengan frit dan kran Penghubung soket untuk elektroda bar Timbangan presisi, 620 g Thermometer digital, 1/100 s Beaker, 100 ml, tinggi Beaker , 250 ml , pendek Beaker , 5000 ml , pendek Termos volumetric , 1000 ml Pasteur pipet Karet bulb Corong gelas Karbon elektroda Plat elektroda Pemegang 2 elektroda Penjepit putar Penjepit universal Buret Statif  Pipet volumetric

Erlenmeyer Batang pengaduk Stopwatch Washbottle

Bahan yang di gunakan : Asam sulat , 0,05 M Tembaga (II) sulfat, 250 g Aseton,250 ml Asam nitrat, 1,0 M Natrium hidroksida , 0,1 M Metil Merah Aquadest

Bab III Metode Kerja

Susunlah percobaan seperti yang ditunjukan pada modul penuntun praktikum di hal.5 : 

0,1 molar larutan asam nitrat : pipet 100 ml 1,0 molar asam nitrat lalu tuangkan ke dalam labu ukur 1000 ml kemudian tambahkan air suling hingga ke tanda batas kalibrasi.



0,05 molar asam sulfat / larutan CuSO4 : timbang 124,08 g CuSO4 . 5 H2O dan masukkan ke dalam labu volumetric 1000 ml,tambahkan sekitar 100 ml asam sulfat 0,05 molar dan biarkan menjadi larut. Lalu tambahkan asam sulfat 0,05 molar hingga ke tanda kalibrasi.

Isilah tabung transportasi hitorf dengan 0,1 molar larutan asam nitrar sampai batas ketinggian yang tertera pada tabung. Celupkan elektroda karbon pada tabung. Selanjutnya rendam tabung hitorf  sampai tanda batas perendaman dalam beaker glass untuk memastikan suhu control cukup.

Timbanglah elektroda katoda dan anoda dari coloumeter yang terdiri dari dua potong lembaran tembaga,dan catatlah bobot masingmasing elektroda. Pasang kembali potongan-potongan tembaga dengan menggunakan pemegang elektroda dan membenamkan mereka ke dalam sebuah gelas kimia yang diisi dengan larutan asam sulfat / CuSO4 250 ml.

Hubungkan coloumeter ini dengan elektroda karbon pada tabung hitorf dan amper meter multi range secara seri terhadap catu daya.

Lakukan elektrolisis , titrasi 5 ml sampel asam nitrat yang diambil dari volumetric terhadap 0,1 molar NaOH dan pergunakanlah metil merah sebagai indikator (berubah warna : merah – kuning)

Tepat mencapai waktu 60 atau 90 menit secara bersamaan dikatoda maupun anoda pipet larutannya sebanyak 5 ml. kemudian keduanya titrasi dengan 0,1 molar NaOH

Cuci elektroda tembaga dari coloumeter hati-hati dengan air dan aseton, keringkan di udara, dan timbanglah masing-masing elektroda untuk menentukan perubahan beratnya

Tentukan volume larutan pada tabung hitorf dengan cara mengisi kembali tabung hitorf yang sudah dikosongkan dengan air dari buret.

Bab IV Data Pengamatan

Gambar susunan alat :





Elektroda A

Elektroda B

(sebelum)

: 2,8390 gr

(sesudah)

: 2,8346 gr

(sebelum)

: 4,7550 gr

(sesudah)

: 4,7536 gr

Waktu penelitian : 35 menit Menit ke-

Arus

1-6

45

7-8

47,5

9

48

10-13

49

14-33

49,5

34-35

50

Setelah dititrasi : 

Katoda

: V NaOH: 1,07 V1 . N1 = V2 . N2 5 . x = 1,07 . 1 X = 1,07 / 5 = 0, 214



Anoda

: V NaOH : 1,25 V1 . N1 = V2. N2 5 . x = 1,25 X = 1,25 / 5 = 0,25



N rata-rata

: 0,214 + 0,25 2

= 0,232 N

Bab V Pembahasan

Pada percobaan praktikum “transfer number” kali ini, antara penyusunan alat yang terdapat di buku modul penuntun praktikum dengan kegiatan langsung agak sedikit berbeda karna adanya keterbatasan perangkat alat di laboraturium. Walaupun dalam keterbatasan alat namun konsep yang di pakai sesuai dengan konsep teori dan prinsip dari transfer number.

Bab VI Kesimpulan

Transfer number adalah proses transfer aktifitas menjadi sejumlah arus pada elektrik sesuai dengan mobilitasnya dalam medan listrik Tujuan dari praktikum ini adalah : o

Membuktikan adanya migrasi ion positif dan ion negative.

o

Membuktikan adanya migrasi ion positif dari anoda ke katoda serta adanya migrasi ion negative dari katoda ke anoda.

Nilai transportasi Hittorf adalah fraksi muatan yang diangkut oleh ion tertentu selama elektrolisis. Nilai transportasi harus diukur secara eksperimen yaitu ditentukan dari perubahan konsentrasi yang karakteristik terjadi di katda dan anoda selama elektrolisis. Waktu pengamatan percobaan selama : ± 35 menit Elektroda A mengalami pengurangan berat sebesar : 0,0044 gr antara sebelum dilakukan percobaan dengan sesudah dilakukannya percobaan Elektroda B mengalami pengurangan berat sebesar : 0,0014 gr antara sebelum dilakukan percobaan dengan setelah dilakukannya percobaan Arus terendah / arus mula-mula (menit ke -1) di lakukannya penelitan sebesar : 45 V Arus tertinggi / arus akhir di menit ke-35 dilakukannya penelitian sebesar : 50 V

Setelah dititrasi V NaOH di katoda adalah 0,214 N Setelah dititrasi V NaOH di anoda adalah 0,25 N Dengan V NaOH rata-rata adalah 0,232 N

Daftar Pustaka :

Fisbane, P.M,et al.1993. Pysics for Scientist and Engineers Extended   ,New jersey: Pretice Hall,Inc. version  Benzon,H. 1991. University Physics . New York : John Wiley & sons,Inc. Yong,L.W and Loo Kwok Wai. 2000. Physics Insight . Singapore : Pearson Education Asia.

Website : http://google.com http://wikipediaindonesia.org