KELAS 12: ELEKTROKIMIA HUKUM FARADA - ASPEK KUANTITATIF ELEKTROLISIS TANPA RUMUS

HUKUM FARADAY

ASPEK KUANTITATIF ELEKTROLISIS

TANPA RUMUS

oleh:

Elizabeth T,S.Si, M.Pd

Bagaimana cara memahami hukum Faraday sebagai konsep aspek kuantitatif dari reaksi elektrolisis dalam suatu rangkaian sel? Berapa banyak elektrode terpakai pada anoda dan berapa banyak massa zat tereduksi pada katoda setelah dialiri sekian arus listrik selama sekian waktu?  Hindari menghafal rumus instan (rumus sakti) jika Anda ingin benar-benar memahami dan mampu mengerjakan berbagai variasi soal terkait hukum Faraday tanpa menggunakan rumus!  Perhatikan ulasan sbb:

Hukum Faraday:

1.  Massa zat ttt yg dihasilkan atau dipakai pada suatu elektrode berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yg melalui sel. Hukum 1

2.  Massa ekivalen yang berbeda dihasilkan atau dipakai pada elektrode dengan melewatkan sejumlah ttt muatan listrik melalui sel. Hukum 2

Jumlah muatan yg ditunjukkan oleh 1 mol elektron=

Q = 6,022137. 10  ²³ partikel/mol x (1,602177. 10  ^-19 C)

= 96.485, 31 C/mol.

= 96.500 C/mol à tetapan Faraday à 1 F= 96500 C mol ^-1

( mol apa?--> mol elektron).

Jadi elektron sbg partikel dg mol sekian yg terlibat dlm reaksi kimia akibat

adanya arus listrik !!!!    1 F = 96500 C = 1 mol elektron tdk sm dg 1 mol tdk sm dg 1 biji elektron

Massa ekivalen (e) suatu unsur dlm reaksi redoks !!!

= massa unsur yaitu Ar suatu unsur per jumlah mol elektron yg dipindahkan

per mol zat dalam setengah reaksi yang sesuai.

Arus listrik (I) =

jumlah muatan elektron yg mengalir melalui sebuah rangkaian per satuan waktu.

I = Q/t

Q = It Coulomb muatan yg melewati suatu rangkaian

maka

jumlah elektron (dalam mol) = It C / 96.485 C/mol = ....... mol elektron.

CONTOH 1.

Zn (s)              à Zn  ²⁺  +  2 el

½ mol                                   2 mol el  (unt 2 elektron)

=1/2 (65,38) g

= 32,69 g Zn larut dari anoda karena anoda oksidasi!

Ag ⁺  +  1 e à             Ag  (s)

            1 mol el            1/1(1 mol) (unt 1 elektron)

                        = 107,87 gram Ag mengendap pd katoda  !

CONTOH 2. 

Berapa gram Ni yang diendapkan pada elektrolisis larutan NiSO₄ dengan muatan listrik 19.300 C? (Ar Ni: 59 gr/mol) =........... g

JAWAB:

RMS SAKTI FARADAY 1:

W = e.i.t        = (59/2) (19.300) = 5,9 gram

        96.500              96.500

Cross check dg metode deskripsi Faraday 1:

CARA DESKRIPSI: 

Tahap 1:  Tulis reaksi Elektrolisis NiSO4

Katoda:  Ni ²⁺  + 2 el à Ni   (ini yg dituju)

Anoda:  2 H2O  à O2 +  4 H  ⁺  + 4 el +

2 Ni ²⁺  +  2 H2O à 2 Ni + 2 O2 + 4 H ⁺

Tahap 2:  Mulai deskripsikan hukum Faraday nya.

19300 C = x F

96500 C    1 F

X =  0,2 F à unt 2 mol el Ni yg terlibat dlm reaksi reduksi.

 Lihat reaksi pada katoda.

2 mol el (unt 2 elektron terlibat) = 0.5 mol Ni = 0,5 mol x 59 g/mol =29,5 g = (96500 C)

Tapi muatan listrik yg dihasilkan adalah 19.300 C jadi:

29,5 g = 96.500 C

X g         19.300 C

X=  5,9 gram Ni pd katoda.  (metode 1)

Metode 2:

1 F = 96.500 C = 1mol el

19.300 C             x mol el

X =0,2 F = 0,2 mol elektron = 0,2 mol elektron/ 2 elektron (59 g/mol)

X = 5,9 gram  (mainkan satuannya !!!)

CONTOH 3

Bila arus 20 A dialirkan suatu leburan kriolit (Na3AlF6) yang mengandung Al₂O₃ selama 50 menit, berapa gram Al yang terbentuk? (Ar Al: 27 gr/mol)

= ...... g

JAWAB:

Metode 2: (cara ini lebh simple)

I = Q/t

Q = 20 x 50 x 60 = 60.000 C

60.000 C =  x F

96.500 C     1 F

X = 0,62176 F = 3 mol el terlibat dlm katoda.

=0,62176 mol el/ 3 el (27 g/mol)

= 5,595854  g