LAPRES POTENSIAL SEL

of 35/35
LABORATORIUM KIMIA FISIKA Percobaan : POTENSIAL SEL Kelompok : VII A Nama : 1. May Saktianie Novitasari NRP. 2313 030 029 2. Evi Maya Odelia NRP. 2313 030 039 3. Dicky Dwi Randika NRP. 2313 030 045 4. Bun Yan Marshush Al Wathon NRP. 2313 030 077 5. Brima Dewantoro NRP. 2313 030 085 Tanggal Percobaan : 30 Nopember 2013 Tanggal Penyerahan : 7 Desember 2013 Dosen Pembimbing : Nurlaili Humaidah S.T., M.T. Asisten Laboratorium : Dhaniar Rulandri W. PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2013
  • date post

    31-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    66
  • download

    5

Embed Size (px)

description

Sel Galvani atau disebut juga dengan sel volta adalah sel elektrokimia yang dapat menyebabkan terjadinya energi listrik dari suatu reaksi redoks yang spontan. Dalam sel volta, energi listrik dihasilkan dengan jalan pelepasan elektron pada suatu elektroda (oksidasi) dan penerimaan elektron pada elektroda lainnya (reduksi). Elektroda yang melepaskan elektron akan membentuk kutub negatif (-) dinamakan anoda, sedangkan elektroda yang menerima elektron akan membentuk kutub positif (+) dinamakan katoda.

Transcript of LAPRES POTENSIAL SEL

  • LABORATORIUM

    KIMIA FISIKA

    Percobaan : POTENSIAL SEL Kelompok : VII A

    Nama : 1. May Saktianie Novitasari NRP. 2313 030 029 2. Evi Maya Odelia NRP. 2313 030 039 3. Dicky Dwi Randika NRP. 2313 030 045 4. Bun Yan Marshush Al Wathon NRP. 2313 030 077 5. Brima Dewantoro NRP. 2313 030 085

    Tanggal Percobaan : 30 Nopember 2013

    Tanggal Penyerahan : 7 Desember 2013

    Dosen Pembimbing : Nurlaili Humaidah S.T., M.T.

    Asisten Laboratorium : Dhaniar Rulandri W.

    PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

    FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

    INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

    SURABAYA

    2013

  • i

    ABSTRAK

    Tujuan praktikum potensial sel ini adalah untuk mengetahui dan mengukur besar potensial sel pada sel elektrokimia.

    Metode percobaan potensial sel yang pertama adalah mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan, dilanjutkan dengan membuat larutan ZnSO4 dan larutan CuSO4 dengan konsentrasi 0,69 N; 0,61 N; 0,51 N; 0,48 N; 0,42 N; 0,38 N; 0,32 N; 0,26 N; 0,22 N; 0,15 N; dan 0,11 N. Setelah itu menuangkan larutan yang telah dibuat ke dalam beaker glass, lalu lempeng Cu (Tembaga) dan Zn (Seng) yang telah disiapkan sebelumnya diikat dengan benang. Kemudian lempeng-lempeng tersebut diletakkan pada beaker glass yang sudah berisi larutan ZnSO4 dan larutan CuSO4 sebesar 250 ml. Menyiapkan jembatan garam dan meletakkan pada kedua larutan. Membasahi semua permukaan jembatan garam dengan larutan tersebut. Lalu kabel dari voltmeter ditempelkan pada lempeng Cu dan Zn tersebut. Setelah kabel voltmeter tersebut ditempelkan, maka akan muncul angka/skala voltage dari lempeng tersebut pada keadaan konstan. Setelah angkanya muncul lalu dicatat dan dimasukkan ke dalam tabel percobaan. Lalu ulangi percobaan pada masing-masing larutan sebanyak dua kali. Setelah itu hitung rata-ratanya dan masukkan ke dalam tabel perhitungan.

    Dari percobaan potensial ini didapatkan hasil harga potensial sel dari masing-masing konsentrasi larutan. Pada konsentrasi 0,69 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 1,105 V. Pada konsentrasi 0,61 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 1,09 V. Pada konsentrasi 0,51 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 1,065 V. Pada konsentrasi 0,48 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 1,045 V. Pada konsentrasi 0,42 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 1,025 V. Pada konsentrasi 0,38 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 1,065 V. Pada konsentrasi 0,32 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 1,045 V. Pada konsentrasi 0,26 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 1,03 V. Pada konsentrasi 0,22 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 0,96 V. Pada konsentrasi 0,15 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 0,35 V.Sedangkan untuk konsentrasi 0,11 N; rata-rata harga potensial sel sebesar 0,145 V. Dari hasil percobaan di atas, dapat disimpulkan bahwa konsentrasi mempengaruhi besarnya harga potensial sel. Besarnya konsentrasi

    sebanding dengan harga potensial sel, artinya semakin besar konsentrasi harga potensial juga semakin besar. Karena konsentrasi mempengaruhi nilai potensial sel. Potensial sel hasil perhitungan dan percobaan disetiap konsentrasi diperoleh hasil yang berbeda. Persen kesalahan terbesar ada pada percobaan ke-11 dengan konsentrasi sebesar 0,11 N dengan persen kesalahan sebesar 86 %. Kata Kunci : potensial sel, sel elektrokimia, jembatan garam, voltmeter,

    beda potensial

  • ii

    DAFTAR ISI ABSTRAK .......................................................................................... i

    DAFTAR ISI ........................................................................................ ii DAFTAR GAMBAR ............................................................................. iii DAFTAR GRAFIK ............................................................................... iv

    DAFTAR TABEL .................................................................................. v BAB I PENDAHULUAN

    I.1 Latar Belakang ....................................................................... I-1

    I.2 Rumusan Masalah ................................................................. I-1 I.3 Tujuan Percobaan .................................................................. I-1

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Dasar Teori ........................................................................... II-1

    II.1.1 Pengertian Sel Volta ....................................................... II-1

    II.1.2 Potensial Sel ................................................................... II-2 II.1.3 Macam-macam Elektroda ............................................... II-2

    II.1.4 Reaksi dan Persamaan Elektrokimia dan Elektrolisis ...... II-4 II.1.5 Hukum-Hukum yang Mendasari .................................... II-6

    BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

    III.1 Variabel Percobaan .............................................................. III-1 III.2 Alat yang digunakan ............................................................ III-1 III.3 Bahan yang digunakan ........................................................ III-2

    III.4 Prosedur Percobaan ............................................................. III-2 III.5 Diagram Alir Percobaan ....................................................... III-3

    III.6 Gambar Alat Percobaan ....................................................... III-4 BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    IV.1 Tabel Hasil Percobaan .......................................................... IV-1

    IV.2 Grafik dan Pembahasan ....................................................... IV-1 BAB V KESIMPULAN .......................................................................... V-1 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. vi

    DAFTAR NOTASI ................................................................................ vii APPENDIKS ........................................................................................ viii

    LAMPIRAN : 1. LAPORAN SEMENTARA 2. FOTOKOPI LITERATUR

    3. LEMBAR REVISI

  • iii

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar II.1 Susunan Sel Volta ........................................................ II-1

    Gambar III.6 Alat Percobaan ............................................................. III-4

  • v

    DAFTAR TABEL

    Tabel II.1 Harga Potensial Sel .......................................................... II-1

    Tabel IV.1 Hasil Percobaan ............................................................... IV-1

  • iv

    DAFTAR GRAFIK

    Grafik IV.1 Hubungan Konsentrasi dengan Beda Potensial ................ IV-2

    Grafik IV.2 Deviasi Nilai Potensial Sel ............................................... IV-6

  • I-1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    I.1. Latar belakang

    Pada pembelajaran mata kuliah kimia fisika diberikan dalam dua cara yaitu secara

    teoritis dan praktek. Pada pembelajaran teoritis, diberikan dasar-dasar umum teori.

    Sedangkan dalam praktikum, dilakukan beberapa prosedur untuk membuktikan kebenaran

    dari teori-teori yang sudah ada, sehingga diperoleh kesimpulan dari pembelajaran yang

    sesuai dengan teori dan fakta. Salah satunya yaitu praktikum kimia fisika. Praktikum kimia

    fisika sangat diperlukan, agar teori yang sudah ada dapat dikembangkan lebih jauh dengan

    praktikum.

    Praktikum potensial sel ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana proses yang

    terjadi pada sel volta baik proses dalam anoda maupun katoda. Selain untuk mengetahui

    harga sel volta, praktikum ini juga dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.

    Diantaranya Sel Bahan Bakar (Fuel Cell), aki mobil, baterai alkalin, dan proteksi besi oleh

    seng (Zn) terhadap korosi.

    Sel volta atau sel galvani adalah suatu elektrokimia yang melibatkan reaksi redoks

    dan menghasilkan arus listrik. Sel volta terdiri atas elektroda, tempat berlangsungnya

    reaksi oksidasi disebut anoda (elektroda negatif), dan tempat berlangsungnya reaksi

    reduksi disebut katoda (elektroda positif). Rangkaian sel volta terdiri atas elektroda Fe

    (Logam Fe) yang dicelupkan ke dalam larutan Fe2(SO4)3 dan elektroda Cu (Logam Cu)

    yang dicelupkan ke dalam larutan CuSO4. Kedua larutan tersebut dihubungkan dengan

    jembatan garam yang berbentuk huruf U.

    I.2 Rumusan Masalah

    Rumusan masalah dari percobaan ini adalah:

    1. Bagaimana cara mengukur potensial sel pada sel elektrokimia ?

    I.3 Tujuan Percobaan

    Tujuan dari percobaan ini adalah:

    1. Untuk mengukur potensial sel pada sel elektrokimia.

  • II-1

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    II.1 Dasar Teori

    II.1.1 Pengertian Sel Volta

    Sel Galvani atau disebut juga dengan sel volta adalah sel elektrokimia yang

    dapat menyebabkan terjadinya energi listrik dari suatu reaksi redoks yang spontan.

    Dalam sel volta, energi listrik dihasilkan dengan jalan pelepasan elektron pada suatu

    elektroda (oksidasi) dan penerimaan elektron pada elektroda lainnya (reduksi).

    Elektroda yang melepaskan elektron akan membentuk kutub negatif (-) dinamakan

    anoda, sedangkan elektroda yang menerima elektron akan membentuk kutub positif

    (+) dinamakan katoda. Jadi, sebuah sel volta terdiri dari dua bagian atau dua

    elektroda dimana setengah reaksi oksidasi berlangsung pada anoda dan setengah

    reaksi berlangsung pada katoda. Reaksi redoks spontan yang dapat mengakibatkan

    terjadinya energi listrik ini ditemukan oleh Luigi Galvani dan Alessandro Guiseppe

    Volta.

    (http://renideswantikimia.wordpress.com/kimia-kelas-xii-3/semester-i/2-reaksi-redoks-dan-

    elektrokimia/3-potensial-sel/)

    Gambar II.1 Susunan Sel Volta

    Notasi sel : Zn/ Zn2+

    // Cu2+

    / Cu

    Logam Cu mempunyai potensial reduksi yang lebih positif dibanding logam Zn ,

    sehingga logam Zn bertindak sebagai anoda dan logam Cu bertindak sebagai

    katoda.

    (www.imamahmadi.wordpress.com/sel-volta/)

    Persamaan reaksi ionnya:

    Zn(s) + Cu2+

    (aq) Zn2+

    (aq) + Cu(s)

  • II-2

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    Persamaan reaksi setengah selnya:

    Penulisan reaksi redoks tersebut dapat juga dinyatakan dengan diagram sel berikut:

    Zn(s) | Zn2+

    (aq) || Cu2+

    (aq) | Cu(s)

    Pada proses pembentukan energi listrik dari reaksi redoks dalam sel volta. Logam

    Zn akan teroksidasi membentuk ion Zn2+

    dan melepaskan 2 elektron. Kedua

    elektron ini akan mengalir melewati voltmeter menuju elektroda Cu. Kelebihan

    elektron pada elektroda Cu akan diterima oleh ion Cu2+

    yang disediakan oleh larutan

    Cu(NO3)2 sehingga terjadi reduksi ion Cu2+

    menjadi Cu(s). Ketika reaksi

    berlangsung, dalam larutan Zn(NO3)2 akan kelebihan ion Zn2+

    (hasil oksidasi).

    Demikian juga dalam larutan CuSO4 akan kelebihan ion NO3 sebab ion

    pasangannya (Cu2+

    ) berubah menjadi logam Cu yang terendapkan pada elektroda

    Cu. Kelebihan ion Zn2+

    akan dinetralkan oleh ion NO3 dari jembatan garam,

    demikian juga kelebihan ion NO3 akan dinetralkan oleh ion Na

    + dari jembatan

    garam. Jadi, jembatan garam berfungsi menetralkan kelebihan ion-ion hasil reaksi

    redoks.

    Dengan demikian, tanpa jembatan garam reaksi berlangsung hanya sesaat

    sebab kelebihan ion-ion hasil reaksi redoks tidak ada yang menetralkan dan

    akhirnya reaksi berhenti seketika. Dalam sel elektrokimia, tempat terjadinya reaksi

    oksidasi (elektroda Zn) dinamakan anoda, sedangkan tempat terjadinya reaksi

    reduksi (elektroda Cu) dinamakan katoda. Alessandro Volta melakukan eksperimen

    dan berhasil menyusun deret keaktifan logam atau deret potensial logam yang

    dikenal dengan deret Volta.

    (http://budisma.web.id/materi/sma/kimia-kelas-xii/sel-elektrokimia/)

    Semakin ke kiri suatu unsur dalam deret Volta, sifat reduktornya semakin

    kuat. Karena suatu unsur akan mampu mereduksi ion-ion unsur di sebelah

    kanannya, tetapi tidak mampu mereduksi ion-ion dari unsur di sebelah kirinya.

    LiKBaCaNaMgAlNuZnCrFeCdCoNiSnHCuAgHgPtAu

    Pada elektroda Zn : Zn(s) Zn2+(aq) + 2e

    Pada elektroda Cu : Cu2+(aq) + 2e Cu(s)

    Reaksi redoks : Cu2+ (aq) + Zn (s) Cu (s) + Zn2+

    (aq)

  • II-3

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    Logam Na, Mg, dan Al terletak di sebelah kiri H sehingga logam tersebut dapat

    mereduksi ion H+ untuk menghasilkan gas H2, sedangkan logam Cu dan Ag terletak

    di sebelah kanan H sehingga tidak dapat mereduksi ion H+

    (tidak bereaksi dengan

    asam). Deret Volta juga dapat menjelaskan reaksi logam dengan logam lain.

    Misalnya, logam Zn dimasukkan ke dalam larutan CuSO4. Reaksi yang terjadi

    adalah Zn mereduksi Cu2+

    (berasal dari CuSO4) dan menghasilkan endapan logam

    Cu karena Zn terletak di sebelah kiri Cu.

    II.1.2 Potensial Sel

    Potensial sel adalah Gaya yang dibutuhkan untuk mendorong elektron

    melalui sirkuit eksternal. Potensial sel dihasilkan dari sel Galvani atau sel volta.

    Besarnya potensial sel dari suatu reaksi redoks dalam sel volta merupakan total dari

    potensial elektroda unsur-unsur sesuai dengan reaksinya. Hasil perhitungan

    potensial sel dapat bernilai positif atau negatif. Jika potensial sel bertanda positif

    berarti reaksi dapat berlangsung, sedangkan jika potensial sel bertanda negatif

    berarti reaksi tidak dapat berlangsung.

    Potensial sel tergantung pada suhu, konsentrasi ion dan tekanan parsial gas

    dalam sel. Potensial sel standar E0 sel : potensial pada 25

    0C, konsentrasi ion 1 M

    dan tekanan parsial 1 atm. Potensial sel standar dihitung dengan menggunakan

    potensial-potensial standar zat-zat yang mengalami redoks.

    E0oks = potensial standar zat yang mengalami oksidasi

    E0red = potensial standar zat yang mengalami reduksi

    (http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/potensial-sel-reaksi-sel-dan-

    penentuan-potensial-reduksi/)

    Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s) atau

    Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)

    E0 sel = E0 red E0 oks

  • II-4

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    Tabel II.1 Harga Potensial Sel

    II.1.3 Macam-macam Elektroda

    Dalam sel elektrokimia suatu elektroda dapat disebut sebagai anoda atau

    katoda. Anoda ini didefinisikan sebagai elektroda di mana elektron datang dari sel

    elektrokimia dan oksidasi terjadi, dan katoda didefinisikan sebagai elektroda dimana

    elektron memasuki sel elektrokimia dan reduksi terjadi. Setiap elektroda dapat

    menjadi sebuah anoda atau katoda tergantung dari tegangan listrik yang diberikan

    ke sel elektrokimia tersebut. Elektroda bipolar adalah elektroda yang berfungsi

    sebagai anoda dari sebuah sel elektrokimia dan katoda bagi sel elektrokimia lainnya.

    (http://id.wikipedia.org/wiki/Elektroda)

    Elektroda dibagi menjadi:

    a. Logam-ion logam

    Elektroda ini terdiri atas logam yang setimbang dengan ion logamnya, seperti

    Zn, Cu, Cd, Na dan sebagainya.

  • II-5

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    b. Amalgama

    Hampir sama dengan elektroda logam-ion logam tetapi dipakai amalgama.

    Sifatnya lebih aktif dan aktivitas logamnya lebih rendah sebab diencerkan Hg.

    Contohnya elektroda Pb(Hg) dalam larutan Pb2+

    c. Non metal-non gas

    Elektroda ini disusun dengan menempatkan zat yang bersangkutan dalam

    tabung, kemudian di atasnya diberi larutan ion yang bersangkutan. Hubungan

    dengan air dapat dilakukan dengan logam inert seperti Pt.

    d. Gas

    Elektroda gas terdiri atas gas yang dimasukkan bergelembung ke dalam larutan

    yang berisi ion dan setimbang dengannya. Sebagai hubungan luar biasanya

    dipakai Pt dilapisi Pt hitam.

    e. Logam-garam tidak larut, dalam hal ini termasuk:

    1. Elektroda kalomel

    2. Elektroda perak-perak klorida

    3. Elektroda timbal-timbal sulfat

    4. Elektroda perak-perak bromida

    Elektroda ini setimbang dengan ion-ion sisa asam dari garam yang

    bersangkutan.

    f. Logam-oksida tidak larut

    Elektroda ini setimbang dengan ion OH- dalam larutan.

    g. Oksidasi-oksidasi

    Elektroda ini terdiri atas logam Pt yang dimasukkan dalam larutan yang

    terbentuk oksidasi dan reduksinya.

    (Sukardjo,2002)

    II.1.4 Reaksi dan Persamaan Elektrokimia dan Elektrolisis

    Elektrokimia adalah salah satu dari cabang ilmu kimia yang mengkaji

    tentang perubahan bentuk energi listrik menjadi energi kimia dan sebaliknya. Proses

    elektrokimia melibatkan reaksi redoks. Proses transfer elektron akan menghasilkan

    sejumlah energi listrik. Aplikasi elektrokimia dapat diterapkan dalam dua jenis sel,

    yaitu sel volta dan sel elektrolisis. Ada dua metode untuk menyetarakan persamaan

    redoks. Salah satu metode disebut metode perubahan bilangan oksidasi (PBO), yang

    berdasarkan pada perubahan bilangan oksidasi yang terjadi selama reaksi. Metode

  • II-6

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    lain, disebut metode setengah reaksi (metode ion-elektron). Metode ini melibatkan

    dua buah reaksi paruh, yang kemudian digabungkan menjadi reaksi redoks

    keseluruhan.

    (http://belajar-sob.blogspot.com)

    Reaksi oksidasi dan reduksi sering diistilahkan dengan reaksi redoks, hal

    ini dikarenakan kedua peristiwa tersebut berlangsung secara simultan. Oksidasi

    merupakan perubahan dari sebuah atom atau kelompok atom (gugus) melepaskan

    elektron, bersamaan itu pula atom atau kelompok atom akan mengalami kenaikan

    bilangan oksidasi. Demikian pula sebaliknya reduksi adalah perubahan dari sebuah

    atom atau kelompok atom menerima atau menangkap elektron. Sel elektrokimia

    dibagi menjadi dua yaitu:

    1. Sel kimia

    a. Tidak dengan pemindahan

    b. Dengan pemindahan

    2. Sel konsentrasi

    a. Tidak dengan pemindahan

    b. Dengan pemindahan

    (Maron Lando, 1974).

    Elektrolisis adalah suatu proses dimana reaksi kimia terjadi pada elektroda

    yang tercelup dalam elektrolit. Ketika tegangan diberikan terhadap elektroda itu.

    Elektroda yang bermuatan positif disebut anoda dan elektroda yang bermuatan

    negatif disebut katoda. Elektroda seperti platina yang hanya mentransfer elektron

    dari larutan disebut elektron inert. Elektroda reaktif adalah elektroda yang secara

    kimia memasuki reaksi elektroda selama elektrolisis, terjadilah reduksi pada katoda

    dan oksidsi pada anoda. Gambaran umum tipe reaksi elektroda dapat diringkas

    sebagai berikut:

    a. Arus listrik yang membawa ion akan diubah pada elektroda

    b. Ion negatif yang sulit dibebaskan pada katoda menyebabkan pengurangan H2O

    dan pembentukan H2 dan OH- dan absorpsi elektron.

    c. Ion negatif yang sulit dibebaskan pada anoda menyebabkan pengurangan H2O dan

    elektron.

    (Dogra, 1998)

  • II-7

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    Sel galvani menghasilkan arus listrik bila reaksi berlangsung spontan. Sel

    elektrolit menggunakan elektrolit untuk menghasilkan perubahan kimia. Proses

    elektrolisis meliputi pendorongan arus listrik melalui sel untuk menghasilkan

    perubahan kimia dimana potensi potensial sel adalah negatif .

    (Strjer, 1994).

    Elektrolisis adalah peristiwa penguraian suatu elektrolit oleh suatu arus

    listrik. Jika dalam sel volta energi kimia diubah menjadi energi listrik, maka dalam

    sel elektrolisis yang terjadi adalah sebaliknya, yaitu energi listrik diubah menjadi

    energi kimia. Dengan mengalirkan arus listrik ke dalam suatu larutan atau leburan

    elektrolit, akan diperoleh reaksi redoks yang terjadi dalam sel elektrolisis. Faktor

    yang menentukan reaksi kimia elektrolisis antara lain konsentrasi (keaktifan)

    elektrolit yang berbeda ada yang bersifat inert dan elektoda tidak inert. Hasil

    elektrolisis dapat disimpulkan; reaksi pada katoda (katoda tidak berperan) ada K+,

    Ca2+

    , Na+, H

    +. Dari asam dan logam lain (Cu

    2+), reaksi pada anoda, untuk anoda

    inert ada OH-, Cl

    -, Br

    -, dan I

    - dan sisa asam lainnya serta anoda tidak inert (bukan Pt

    dan C) (Anshory, 1984).

    Dalam elektrolisis, sumber aliran listrik digunakan untuk mendesak elektron

    agar mengalir dalam arah yang berlawanan dengan aliran spontan. Hubungan antara

    jumlah energi listrik yang dikonsumsi dan perubahan kimia yang dihasilkan dalam

    elektrolisis merupakan salah satu persoalan penting yang dicarikan jawabannya oleh

    Michael Faraday (1791-1867). Hukum faraday pertama tentang tentang elektrolisis

    menyatakan bahwa jumlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan

    besarnya muatan listrik yang melewati suatu elektrolisis. Hukum kedua tentang

    elektrolisis menyatakan bahwa : Sejumlah tertentu arus listrik menghasilkan

    jumlah ekivalen yang sama dari benda apa saja dalam suatu elektrolisis.

    (Petrucci, 1985)

    Untuk menginduksi arus agar mengalir melewati sel elektrokimia, dan

    menghasilkan reaksi sel non-spontan, selisih potensial yang diberikan harus

    melebihi potensial arus-nol sekurang-kurangnya sebesar potensial lebih sel, yaitu

    jumlah potensial ubin pada kedua elektroda dan penurunan ohm (I x R) yang

    disebabkan oleh arus yang melewati elektrolit. Potensial tambahan yang diperlukan

    untuk mencapai laju reaksi yang dapat terdeteksi, mungkin harus besar, jika rapatan

  • II-8

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    arus pertukaran pada elektrodanya kecil. Dengan alasan yang sama, sel galvani

    menghasilkan potensial lebih kecil ketimbang pada kondisi arus nol.

    (Atkins, 1990)

    Sel Elektrolisis adalah sel yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan

    reaksi redoks yang diinginkan dan digunakan secara luas di dalam masyarakat kita.

    Baterai aki yang dapat diisi ulang merupakan salah satu contoh aplikasi sel

    elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari. Baterai aki yang sedang diisi kembali

    (recharge) mengubah energi listrik yang diberikan menjadi produk berupa bahan

    kimia yang diinginkan. Air (H2O), dapat diuraikan dengan menggunakan listrik

    dalam sel elektrolisis. Proses ini akan mengurai air menjadi unsur-unsur

    pembentuknya. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

    2 H2O(l) > 2 H2(g) + O2(g)

    Rangkaian sel elektrolisis hampir menyerupai sel volta. Yang

    membedakan sel elektrolisis dari sel volta adalah, pada sel elektrolisis

    komponen voltmeter diganti dengan sumber arus (umumnya baterai). Larutan atau

    lelehan yang ingin dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah. Selanjutnya,

    elektroda dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin

    dielektrolisis. Elektroda yang digunakan umumnya merupakan elektroda inert,

    seperti Grafit (C), Platina (Pt), dan Emas (Au). Ada dua tipe elektrolisis,

    yaitu elektrolisis lelehan (leburan) dan elektrolisis larutan. Pada proses elektrolisis

    lelehan, kation pasti tereduksi di katoda dan anion pasti teroksidasi di anoda.

    (http://esdikimia.wordpress.com/2011/09/28/sel-elektrolisis/).

    Berikut ini adalah contoh reaksi elektrolisis lelehan garam NaCl. Dikenal

    dengan istilah sel Downs :

    Katoda (-) : 2 Na+

    (l) + 2 e-

    > 2 Na(s)

    Anoda (+) : 2 Cl-(l) > Cl2(g) + 2 e

    -

    Reaksi sel : 2 Na+

    (l) + 2 Cl-(l) > 2 Na(s) + Cl2(g)

    Reaksi elektrolisis lelehan garam NaCl menghasilkan endapan logam

    natrium di katoda dan gelembung gas Cl2 di anoda.

    (http://andykimia03.wordpress.com/2009/09/10/elektrokimia-ii-sel-elektrolisis/)

    II.1.5 Hukum-Hukum yang Mendasari

    Kebergantungan potensial elektroda pada konsentrasi telah dibahas. Untuk

    persamaan sel umum,

  • II-9

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    aA +bB xX + yY

    potensial sel diberikan oleh persamaan Nernst.

    E = E (RT/nF) ln([X]x[Y]y)/([A]a[B]b)

    E adalah potensial elektroda normal (potensial elektroda semua zat dalam

    reaksi sel dalam keadaan standar), n adalah jumlah elektron yang terlibat dalam

    reaksi, F adalah tetapan Faraday.

    (http://k15tiumb.blogspot.com/2009/10/potensial-sel.html)

    Potensial sel non standar dapat dihitung dengan persamaan Nernst sebagai

    berikut :

    )(

    )(log

    0592,00

    reduksimassa

    oksidasimassa

    nEselE sel

    Eo adalah potensial elektroda normal (potensial elektroda semua zat dalam

    reaksi sel dalam keadaan standar), n jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi,

    sedangkan oksidasi dan reduksi masing-masing menyatakan konsentrasi partikel

    hasil oksidasi dan konsentrasi partikel hasil reduksi.

    (http://chemsin.blogspot.com/2009/06/persamaan-nernst-dan-sel-konsentrasi_16.html)

  • III-1

    BAB III

    METODOLOGI PERCOBAAN

    III.1 Variabel Percobaan

    1.Variabel Bebas

    - Konsentrasi CuSO dan ZnSO4 : 0,69 N; 0,61 N; 0,51 N; 0,48 N; 0,42N; 0,38

    N; 0,32 N; 0,26 N; 0,22 N; 0,15 N; dan 0,11 N

    2. Variabel Terikat

    - Besarnya voltase

    3. Variabel Kontrol

    - Volume masing-masing larutan 250 ml

    III.2 Alat Percobaan

    1. Erlenmeyer

    2. Pipet tetes

    3. Labu ukur

    4. Gelas ukur

    5. Timbangan elektrik

    6. Kaca Arloji

    7. Beaker glass

    8. Voltmeter

    9. Benang

    10. Spatula

    11. Selang

    III.3 BahanPercobaan

    1. Aquades

    2. Larutan CuSO4

    3. Lempeng logam Cu

    4. Larutan ZnSO4

    5. Lempeng logam Zn

    III.4 Prosedur Percobaan

    1. Menghitung berat CuSO4 dan ZnSO4 sesuai variabel yang telah ditentukan.

    2. Menimbang padatan CuSO4 dan ZnSO4

  • III-2

    BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi DIII Teknik Kimia

    FTI-ITS

    3. Melarutkan padatan CuSO4 dan ZnSO4 dengan aquades kedalam labu ukur 500

    ml.

    4. Mengencerkan larutan CuSO4 dan ZnSO4 sesuai dengan variabel konsentrasi

    yang telah ditentukanya itu, : 0,69 N; 0,61 N; 0,51 N; 0,48 N; 0,42N; 0,38 N;

    0,32 N; 0,26 N; 0,22 N; 0,15 N; dan 0,11 N

    5. Mengisi beaker glass yang berisi lempengan logam tembaga dengan larutan

    CuSO4 dengan konsentrasi pertama 0,69 N .

    6. Mengisi beaker glass lain yang berisi lempengan logam sampel dengan larutan

    garam sejenis ZnSO4 dengan konsentrasi pertama 0,69 N.

    7. Menghubungkan kedua beaker glass dengan jembatan garam.

    8. Menghubungkan kutub negatif voltmeter pada elektroda tembaga dan kutub

    positif pada elektroda sampel.

    9. Mengamati voltase yang terjadi hingga keadaan konstan dan mencatatnya.

    10. Mengulangi percobaan sebanyak 2x dengan konsentrasi larutan yang berikutnya

    hingga selesai.

  • III-3

    BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi DIII Teknik Kimia

    FTI-ITS

    III.5 Diagram Alir Percobaan

    Menghitung berat CuSO4 dan ZnSO4 sesuai variabel yang

    telah ditentukan.

    Melarutkan padatan CuSO4 dan ZnSO4 dengan aquades

    kedalam labu ukur 500 ml.

    Mengisi beaker glass yang berisi lempengan logam

    tembaga dengan larutan CuSO4 dengan konsentrasi

    pertama 0,69 N .

    Mulai

    Menimbang padatan CuSO4 dan ZnSO4

    Mengencerkan larutan CuSO4 dan ZnSO4 sesuai dengan

    variabel konsentrasi yang telah ditentukan yaitu; 0,69 N;

    0,61 N; 0,51 N; 0,48 N; 0,42N; 0,38 N; 0,32 N; 0,26 N; 0,22

    N; 0,15 N; dan 0,11 N

    Mengisi beaker glass lain yang berisi lempengan logam

    sampel dengan larutan garam sejenis ZnSO4 dengan

    konsentrasi pertama 0,69 N.

    A

    A

  • III-4

    BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi DIII Teknik Kimia

    FTI-ITS

    III.6 Gambar Alat Percobaan

    Menghubungkan kutub negatif voltmeter pada elektroda

    tembaga dan kutub positif pada elektroda sampel.

    Menghubungkan kedua beaker glass dengan jembatan

    garam

    Selesai

    Mengamati voltase yang terjadi hingga keadaan konstan

    dan mencatatnya.

    Mengulangi percobaan sebanyak 2x dengan konsentrasi

    larutan yang berikutnya hingga selesai.

  • III-5

    BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi DIII Teknik Kimia

    FTI-ITS

    Beaker Glass Erlenmeyer

    Labu Ukur Gelas Ukur

    Spatula Kaca Arloji

    Pipet Tetes Selang

  • III-6

    BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi DIII Teknik Kimia

    FTI-ITS

    Voltmeter

    Benang

    Piringan (plate) Tombol Pengatur

    Timbangan Elektrik

    Batas ukur

    Test pin positif

    dan negatif

    Selektor Batas ukur

  • IV-1

    BAB IV

    HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    IV.1 Tabel Hasil Percobaan

    Berdasarkan prosedur percobaan yang telah dilakukan, maka didapatkan hasil

    sebagai berikut:

    Tabel IV.1 Hasil Percobaan Potensial Sel

    KONSENTRASI

    CuSO4 dan

    ZnSO4

    TEGANGAN

    I II Rata-rata

    0,4 N 0,98 V 0,98 V 0,98 V

    0,5 N 0,90 V 0,92 V 0,91 V

    0,6 N 0,49 V 0,48 V 0,485 V

    0,7 N 0,45 V 0,47 V 0,46 V

    0,8 N 0,40 V 0,41 V 0,405 V

    IV.2 Grafik dan Pembahasan

    Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengukur potensial sel pada sel

    elektrokimia pada larutan CuSO4 dan ZnSO4 dengan kosentrasi larutan yang berbeda-

    beda.

    Potensial sel adalah gaya yang dibutuhkan untuk mendorong elektron melalui

    sirkuit eksternal. Potensial sel dihasilkan dari sel Galvani. Potensial sel tergantung

    pada suhu, konsentrasi ion dan tekanan parsial gas dalam sel. Potensial sel standar

    dihitung dengan menggunakan potensial-potensial standar zat-zat yang mengalami

    redoks. Besarnya potensial sel dari suatu reaksi redoks dalam sel volta merupakan

    total dari potensial elektroda unsur-unsur sesuai dengan reaksinya. Selainitu,

    percobaan ini didasari pada hukum Nernst, yaitu sebuah hukum yang menyatakan

    hubungan antara potensial sel dari sebuah elektron ion-ion metal dan konsentrasi dari

    ion dalam sebuah larutan.

  • IV-2

    BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    0,11 0,15 0,22 0,26 0,32 0,38 0,42 0,48 0,51 0,61 0,69

    Beda P

    ote

    nsia

    l ( V

    )

    Konsentrasi ( N )

    Beda

    Grafik IV.1 Hubungan antara Konsentrasi dengan Beda Potensial

    Dari hasil pengamatan CuSO4 dan larutan ZnSO4 ini dihubungkan dengan

    menggunakan jembatan garam. Logam yang dimasukkan pada kedua larutan itu

    disebut elektrode. Elektrode pada sel ini terbuat dari tembaga (Cu) dan Seng (Zn).

    Tembaga berfungsi sebagai katoda, sedangkan Seng berfungsi sebagai anoda.

    Reaksi oksidasi dan reduksi sering diistilahkan dengan reaksi redoks, hal

    ini dikarenakan kedua peristiwa tersebut berlangsung secara simultan. Pada katoda

    terjadi reaksi reduksi :

    Cu2+

    + 2e-Cu

    sedangkan pada anoda terjadi reaksi oksidasi,

    ZnZn2++ 2e-

    Dari grafik IV.1 dapat diketahui bahwa konsentrasi sebanding dengan harga

    beda potensial. Artinya, semakin besar konsentrasi harga beda potensial juga semakin

    besar. Dikarenakan, reaksi yang mempunyai beda potensial positif adalah yang

    mengalami reaksi redoks secara spontan. Reaksi redoks spontan terjadi apabila sel

    anoda lebih mudah teroksidasi dan sel katoda lebih mudah tereduksi. Unsur yang

    lebih mudah teroksidasi terletak di sebelah kanan unsur yang tereduksi pada deret

    volta. Sehingga, reaksi yang mempunyai beda potensial positif adalah reaksi yang sel

    anodanya terletak di sebelah kanan unsur katoda pada deret volta.

    Rumus untuk mencari potensial sel dengan nilai kemolaran kurang dari 1 :

  • IV-3

    BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    Reaksi redoks yang terjadi pada CuSO4 dan ZnSO4 adalah sebagai berikut :

    (katode) : Cu2+

    + 2e- Cu E0 = + 0,34 V

    (anode) : Zn Zn2+ + 2e- E0 = - 0,76 V

    Reaksi sel : Cu2+

    + Zn Zn2+ + Cu Esel= +1,10 V

    Dan dapat dirumuskan :

    1.

    25

    %100105,1

    0974,1105,1%

    Kesalahan

    %68,0% Kesalahan

    2.

    E0sel = E0katoda E0anoda

    atau

    E0sel = E0 red E0oks

  • IV-4

    BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    68,9

    5,631525,0

    91,9

    651525,0

    3.

    4.

  • IV-5

    BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    5.

    6.

  • IV-6

    BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    7.

    8.

    9.

  • IV-7

    BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    10.

    11.

  • IV-8

    BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia

    FTI-ITS

    0

    0.5

    1

    1.5

    2

    2.5

    3

    3.5

    0.11 0.15 0.22 0.26 0.32 0.38 0.42 0.48 0.51 0.61 0.69

    Beda P

    ote

    nsia

    l (V

    )

    Konsentrasi (N)

    Potensial sel dengan reaksi

    Potensial sel dengan percobaan

    Grafik IV.2 Deviasi Nilai Potensial Sel

    Dari grafik IV.2 dapat diketahui gambaran mengenai perbandingan

    potensial sel hasil perhitungan dengan potensial sel hasil percobaan. Potensial sel

    hasil perhitungan disetiap konsentrasi hasilnya selalu berbeda. Sama halnya dengan

    potensial sel hasil percobaan yang besarnya berbeda-beda setiap konsentrasinya.

    Persen kesalahan terbesar ada pada percobaan ke-11 dengan konsentrasi

    sebesar 0,11 N dengan persen kesalahan sebesar 86 %. Dikarenakan faktor ketilitian

    dan faktor skala yang digunakan pada voltmeter.

  • V-1

    BAB V

    KESIMPULAN

    Dari penelitian yang telah kami lakukan, kami dapat menyimpulkan

    bahwa:

    1. Semakin besar konsentrasi, semakin besar juga harga potensial sel. Yang

    artinya, nilai konsentrasi sebanding dengan nilai harga beda potensial.

    2. Konsentrasi mempengaruhi nilai potensial sel. Potensial sel hasil

    perhitungan disetiap konsentrasi hasilnya sama. Sedangkan potensial sel

    hasil percobaan besarnya berbeda-beda setiap konsentrasinya.

    3. Persen kesalahan terbesar ada pada percobaan ke-11 dengan konsentrasi

    sebesar 0,11 N dengan persen kesalahan sebesar 86 %.

  • vi

    DAFTAR PUSTAKA

    H.Maron, Samuel. dkk. 1974. Fundamentals of Physical Chemistry. London

    : Collier Macmillan Publishers

    Sukardjo.1997.Kimia Fisika.Jakarta:Rineka Cipta

    Reni Kimia.2011.Potensial Sel. http://renideswantikimia.wordpress.com

    /kimia-kelas-xii-3/semester-i/2-reaksi-redoks-dan-elektrokimia/3-

    potensial-sel/, 6 Desember 2012

    Anonim.2012.Sel Galvani.http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_galvani, 4

    Desember 2012

    Budisma.2012.Pengertian Sel Elektrokimia.http:// budisma.web.id/ materi

    /sma/kimia-kelas-xii/sel-elektrokimia/, 6 Desember 2012

    Muhammad arief.2011.Kimiaku.

    http://elechtrochem.blogspot.com/p/notasi-sel-dan-potensial-sel.html, 7

    Desember 2012

    ImaFauziah.2009.PotensialSel.

    http://k15tiumb.blogspot.com/2009/10/potensial-sel.html, 6 Desember

    2012

    Maria Sundus.2011. Perhitungan Potensial Sel. http://kimia-

    asyik.blogspot.com/2011/08/perhitungan-potensial-sel.html, 6

    Desember 2012

    Anonim.2011. Elektrokomia.http://elechtrochem.blogspot.com/, 6

    Desember 2012

    Anonim.2011.Reaksi Redoks.

    http://elechtrochem.blogspot.com/p/reaksi-redoks.html, 6

    Desember 2012

  • vii

    DAFTAR NOTASI

    Notasi Satuan Keterangan

    Mr gram/mol Massa molekulrelatif

    m gram massa

    M mol/liter larutan Molaritas

    n mol mol

    N gram ekuivalen/liter larutan Normalitas

    v ml Volume

    Eo V Volt

  • viii

    APPENDIKS

    Membuat larutan ZnSO4 0,8 N dengan 500 ml aquades.

    Diketahui : Larutan ZnSO4 dengan Mr : 161 dan e : 2

    Setelah didapatkan larutan ZnSO4 0,8 N 500 ml, kemudian diambil 250 ml untuk

    percobaan. Selanjutnya larutan ZnSO4 0,7 N diencerkan untuk variabel konsentrasi

    berikutnya menggunakan rumus pengenceran :

    V1 x N1 = V2 x N2

    V1 x 0,8 = 250 x 0,7

    V1 = 219 ml ZnSO4 + 31 ml H2O

    Untuk percobaan selanjutnya, pembuatan larutan ZnSO4 0,6 N; 0,5 N; dan 0,4 N,

    tetap menggunakan rumus pengenceran seperti diatas.

    Cara membuat larutan:

    1. Menimbang ZnSO4 sebanyak 32,2 gram

    2. Mengisi labu ukur dengan air sebanyak sepertiga bagian

    3. Memasukkan ZnSO4 sebanyak 32,2 gram ke dalam labu ukur

    4. Mengocok campuran yang ada di labu ukur

    5. Menambah air sedikit demi sedikit hingga mencapai 250 ml

    6. Mengocok campuran hingga larut

    Membuat larutan CuSO4 0,8 N dengan 500 ml aquades.

    Diketahui : Larutan CuSO4 dengan Mr :159 dan e : 2

    219

    8,0

    7,0250

    1

    1

    V

    V

  • ix

    Setelah didapatkan larutan CuSO4 0,8 N 500 ml, kemudian diambil 250 ml untuk

    percobaan. Selanjutnya larutan CuSO4 0,8 N diencerkan untuk variabel konsentrasi

    berikutnya menggunakan rumus pengenceran :

    V1 x N1 = V2 x N2

    V1 x 0,8 = 250 x 0,7

    V1 = 219 ml ZnSO4 + 31 ml H2O

    Untuk percobaan selanjutnya, pembuatan larutan ZnSO4 0,6N; 0,5 N dan 0,4 N, tetap

    menggunakan rumus pengenceran seperti diatas.

    Cara membuat larutan:

    1. Menimbang CuSO4 sebanyak 31,8 gram

    2. Mengisi labu ukur dengan air sebanyak sepertiga bagian

    3. Memasukkan CuSO4 sebanyak 31,8 gram ke dalam labu ukur

    4. Mengocok campuran yang ada di labu ukur

    5. Menambah air sedikit demi sedikit hingga mencapai 250 ml

    6. Mengocok campuran hingga larut

    219

    8,0

    7,0250

    1

    1

    V

    V