PARAMETER YANG DAPAT DIBAHAS PADA ELEKTROLISIS1. Volume gas yang dihasilkan (mL)a. Secara teoritis

b. Secara praktikContoh dari jurnal :

2. Massa gas yang dihasilkan (gr)a. Secara teoritisAhli kimia Inggris bernama Michael Faraday pada awal tahun 1830 an menemukan bahwa larutan tertentu dapat segera mengalirkan arus listrik. Ia menamakan larutan tersebut dengan elekrolit dan aliran listrik yang melalui larutan elektrolit disebut elektrolisis. Selanjutnya Michael Faraday melakukan percobaan untuk meneliti hubungan antara besarnya arus yang mengalir dalam suatu elektrolisis dengan jumlah zat yang bereaksi, untuk menggambarkannya diambil elektroliis larutan perak nitrat. Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi seperti berikut.Ag+(aq) + e- Ag (s)Dari reaksi diatas dapat dikatakan bahwa untuk menghasilkan 1 mol logam Ag, diperlukan 1 mol elektron.Jumlah listrik yang dialirkan ke dalam sel elektrolisis untuk mendapatkan 1 mol elektron dinamakan 1 Faraday. Berdasarkan percobaan diperoleh bahwa 1 mol elektron mengandung muatan listrik sebesar 96500 Coulomb.1 mol elektron = 1 Faraday = 96500 CoulombSebagai hasil dari percobaannya pada tahun 1832 Faraday mengemukakan dua hukum yang penting tentang hubungan antara arus listrik dengan jumlah zat yang terbentuk pada elektroda.Hukum Faraday 1Hukum Faraday 1 menyatakan bahwa massa zat yang dibebaskan pada suatu elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang mengalir.Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :G Q (1)KeteranganG = massa zat yang dibebaskan (gram)Q = jumlah listrik yang digunakan (Coulomb)Apabila jumlah muatan listrik merupakan hasil kali kuat arus (I) dengan waktu (t) maka persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut :G = i. t (2)Seperti kita ketahui bahwa dalam reaksi elektrolisis di katoda terjadi reaksi reduksi dengan persamaan :Ln+ (aq) + ne- L (s)Untuk mengendapkan 1 mol L diperlukan sejumlah n mol elektron. Oleh karena itu, untuk mengendapkan sejumlah logam maka jumlah listrik yang diperlukan adalah Q = n (e-) x F (3)KeteranganF = konstanta Faraday (96500 C/mol)n(e-) = mol elektronjika persamaan 2 dan persamaan 3 kita substitusikan pada persamaan 1 maka diperoleh persamaan seperti berikutI . t = n (e-) x 96500n (e-) = I. t / 96500banyaknya zat yang diendapkan selama elektrolisis dengan arus I ampere dan waktu t detik adalah seperti berikut Ln+ (aq) + ne- L (s)n mol e- ~ 1 mol Lmol e ~molJadi untuk menghitung massa logam yang terendapkan dapat dilakukan dengan persamaan berikut ini.G = mol x Ar =xArG =Ar/n disebut juga massa ekuivalen (Me). Oleh karena itu, persamaan di atas dapat juga ditulis seperti berikut.G = Me x.................. (4)

Keterangan :

G = massa zat terendapkan (gr)I = kuat arus (ampere)t = waktu (sekon)Me= massa ekuivalenn = muatan ion L (biloks)

Contoh Soal Hukum Faraday 1 (1) :

Elektrolisis larutanAgNO3menggunakan elektrodeplatina, dengan kuat arus 5 ampere selama 20 menit. Hitung massa perak yang mengendap pada katode!

Penyelesaian:

Diketahui :

I = 5 amperet = 20 menit = 1.200 detikMe untuk perak =Ar / n =107,9 / 1 =107,9Ditanya : G ...?

G =G =G = 6,71 gram

Jadi, perak yang mengendap pada katode adalah 6,71 gram.

Contoh Soal Hukum Faraday 1 (2) :

Diberikan reaksi sebagai berikut.

Zn2+(aq) + 2 e Zn(s)

Jika arus sebesar 10 ampere mengalir ke katode selama 10 menit, berapa banyak Zn yang terbentuk? (Ar Zn = 65)

Penyelesaian :

Diketahui :

I = 10 At = 10 menit = 600 sekonAr Zn = 65Me =65/2 =32,5Ditanya :GZn... ?

Pembahasan :

G =G =G = 2,02 gramJadi, perak yang mengendap 2,02 gram.

Contoh Soal Hukum Faraday 1 (3) :Pada elektrolisis leburan garamCaCl2dengan elektrode karbon digunakan muatan listrik sebanyak 0,02 F. Hitung volume gas klorin yang dihasilkan di anode, jika diukur pada tekanan dan suhu di mana 1 liter gasN2(MrN2= 28) massanya 1,4 gram!

Penyelesaian:

Elektrolisis leburanCaCl2

Katode :Ca2+(aq) + 2 e Ca(s)Anode :2 Cl(aq) Cl2(g) + 2 e

Mol elektron = arus listrik = 0,02 molMolCl2= 0,01 mol (lihat koefisien)

Menghitung volume gasCl2, dengan membandingkan gasN2pada suhu dan tekanan tertentu.

=

=

x = 0,2 L = 200 mL

Contoh Soal Hukum Faraday 1 (4) :

Arus listrik sebanyak 9.650 A (selama beberapa waktu) dialirkan melalui 1 liter larutan perak nitrat 1 M dalam sebuah sel elektrolisis. Bila kedua elektrode dibuat dari platina, hitung pH larutan setelah elektrolisis!

Penyelesaian : Ionisasi AgNO3: AgNO3(l) Ag+(aq) + NO3(aq)

Reaksi elektrolisisAgNO3sebagai berikut:

Katode :Ag+(aq) + e Ag(s)Anode :2 H2O(l) 4 H+(aq) + O2(g) + 4 eMol e == 0,1 mol

molH+ mol e (lihat koefisien reaksi)(H+) =0,1 mol /1 liter = 0,1 MpH = - log (H+) = log (0,1) = 1 Hukum Faraday 2Hukum Faraday 2 menyatakan bahwa zat yang dibebaskan dalam elektrolisis berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat itu.

Secara matematis, pernyataan tersebut dapat dituliskan seperti berikut.

G Me

Jika arus listrik yang sama dialirkan dalam dua buah sel elektrolisis yang berbeda maka perbandingan massa zat yang dibebaskan akan sama dengan perbandingan massa ekuivalennya. Oleh karena itu, menurut hukum Faraday 2, massa zat terendapkan hasil dua buah elektrolisis dengan arus listrik yang sama secara matematis dapat dituliskan seperti berikut.

Keterangan :

G = massa hasil elektrolisis (gram)Me = massa ekuivalenContoh Soal Hukum Faraday 2 :

Pada dua elektrolisis, dengan sejumlah arus tertentu dalam waktu 2 jam dibebaskan 0,504 gram gas hidrogen (Ar H = 1). Hitung banyaknya gas oksigen (Ar = 16) yang dapat dibebaskan oleh arus yang sama dalam waktu yang sama!

Penyelesaian

Diketahui :

GH2= 0,504 gramMeH2= 1/1 = 1MeO2= 16/2 = 8

Ditanya :GO2 ...?Jawaban :

GO2= 4,032 gram

2.Laju produksi gas (mL/s)Laju produksi gas (mL/s) = Volume gas yg terbentuk (mL) / waktu elektrolisis (s)3. Efisiensi elektrolisis (%)Keefektifan reaksi elektrolisis yang terjadi di katoda dan anoda dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Efisiensi arus ini didefenisikan sebagai perbandingan antara massa yang terjadi dari percobaan dibandingkan dengan massa secara teoritis (perhitungan).4. Potensi energi gas H2 (MJ)Dari web http://fatepa.unram.ac.id/2013/11/29/perancangan-dan-karakterisasi-alat-elektrolisis-air-pada-pembuatan-gas-hho-hidrogen-hidrogen-oksigen-sebagai-potensi-bahan-bakar/Jurnalnya belum ketemu5. Muatan elektron (C)Dari Jurnal Penentuan Muatan Listrik elektron berdasarkan pengukuran volume oksigen dengan metode elektrolisis airUniversitas andalas Widia Ningsih6. Tekanan (Pa)1. penggunaan manometer2. Persamaan gas ideal : PV = nRT7. Konsentrasi% konsentrasi larutan = massa (g) x 100 / volume (mL) airM = n/VTambahan skema reaktor elektrolisis