BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Prinsip
induksi
elektromagnetik ini dipelajari oleh Michael Faraday dalam
menghasilkan arus listrik dari medan magnetik. Setelah Oersted berhasil
menemukan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet, maka Michael
Faraday (1791-1867) seorang ilmuwan dari Jerman bertanya-tanya dapatkah medan magnet
menghasilkan arus listrik. Setelah kurang lebih 9 tahun, barulah ia mendapatkan
jawabannya yaitu pada tahun 1831 ia berhasil membangkitkan arus listrik dengan menggunakan
medan magnet.Elektrolisis adalah suatu proses penguraian
molekul air (H2O) menjadi H2 dan O2 dengan
energi pemicu reaksi berupa energi listrik. Dalam
sel, reaksi oksidasi reduksi berlangsung dengan spontan, dan energi kimia yang
menyertai reaksi kimia diubah menjadi energi listrik. Bila potensial diberikan
pada sel dalam arah kebalikan dengan arah potensial sel, reaksi sel yang
berkaitan dengan negatif potensial sel akan diinduksi. Dengan kata lain, reaksi
yang tidak berlangsung spontan kini diinduksi dengan energi listrik. Proses ini
disebut elektrolisis.
Pada saat yang sama ketika Arrhenius mengembangkan teorinya tentang disosiasi elektrolit dalam larutan, Van Hoff melakukan percobaan tekanan osmotik yang memberikan bukti kuat yang mendukung hipotesis disosiasi. Dia menemukan bahwa pelarutan garam seperti NaCl pada fraksi mol kecil dalam air menghasilkan tekanan osmotik dua kali lebih besar dari fraksi mol yang sama dari zat yang tidak berhubungan seperti sukrosa. Dia tahu bahwa tekanan osmotik tergantung pada jumlah partikel terlarut, dan menyimpulkan bahwa pembubaran satu mol NaCl menghasilkan dua mol partikel dalam larutan, yang ia identifikasi sebagai Na dan Cl ion.Tujuan kami di bagian ini adalah untuk melihat bagaimana hasil ini mempengaruhi ekspresi untuk potensi kimiawi pelarut (air) dan zat terlarut (NaCl).Elektrolisis mempunyai banyak kegunaan di antaranya yaitu dapat memperoleh unsur-unsur logam, halogen, gas hidrogen dan gas oksigen, kemudian dapat menghitung konsentrasi ion logam dalam suatu larutan.
1.2 Tujuan Percobaan
1.
Untuk mengetahui efisiensi Faraday dan energi efisiensi dari Electrolyzer.
2.
Untuk mengetahui prinsip kerja dari Electrolyzer.
3.
Untuk mengetahui aplikasi percobaan.
BAB II
DASAR TEORI
Pemula
yang terlambat dalam sains dapat mengambil perhatian dari contoh Michael
Faraday, pada usia 21 Faraday adalah seorang penjilid buku, tanpa masa depan
selain menjadi penjilid buku. Ayahnya adalah pandai besi yang kesehatannya
buruk mencegahnya menyediakan lebih dari sekadar buku biasa yang paling
sederhana di mana ia mencatat hal-hal penting untuk keluarganya. Faraday
kemudian menelepon bahwa sosok ibunya dulu sangat penting bagi
perkembangannya.Yang pertama adalah The
Improvement of the Mind, yang ditulis oleh pendeta abad kedelapan belas,
Isaac Watts.Faraday mengikuti saran Watts untuk memperbaiki diri, termasuk
memberinya roti yang diberikan untuk memberinya makan selama waktu seminggu.
Dia juga mengenang bahwa pendidikan saya adalah deskripsi
yang paling biasa, terdiri dari sedikit lebih banyak dari ketelanjangan
membaca, menulis, dan berhitung di sekolah sehari-hari. Jam saya di luar
sekolah dilewati di rumah dan di jalanan. Ide dan pengamatan, menghadiri
pelajaran dan membuat catatan, berhubungan dengan orang lain, dan mendirikan
kelompok diskusi untuk pertukaran ide.Watts juga meresepkan pengamatan yang
akurat tentang fakta dan presisi dalam bahasa untuk mencegah seseorang dari
generalisasi prematur.
Inilah sifat-sifat yang kemudian dibawa Faraday kedalam
ilmu pengetahuannya.Buku kedua yang penting dalam perkembangan Faraday adalah Encyclopedia Britannica, di mana ia
membaca artikel tentang listrik dan ketika memberontak volume.Artikel ini
membangkitkan minatnya pada topik yang menjadi kontributor eksperimental
terbesar sepanjang masa.Pada usia tiga belas ia mengirim koran untuk penjual
buku dan penjilid buku, dan karena tingkah lakunya yang patut dicontoh, ia
diterima sebagai pekerja magang tanpa biaya.
Magang selama tujuh tahun yang diikuti memiliki dua
manfaat besar bagi Faraday,iakemudianmengembangkan ketangkasan manual yang luar
biasa yang kemudian membedakan eksperimennya, dan ia terhubung dengan
buku-buku, yang ia baca dengan mudah setelah jam kerja. Dua buku kehidupan
Faraday ditransformasikan melalui kontaknya dengan Humphrey Davy.Davy adalah
seorang profesor di Royal Institution.Salah satu penjilid buku
bisa menjadi sangat kaya akan pelanggan yang ditawari Faraday.Penemuannya pada
tahun 1831 tentang
serangkaian kuliah Davy.Faraday pergi menginduksi
tromagnetik, setelah semua, dan mencatat dengan cermat.Dia mengikat dasar ini dari
hampir setiap listrik praktis dan mengirimnya ke Davy, yang merupakan mesin yang
tersanjung.
Tapi dia merasa, bahwa
ketika dia kemudian mengatakan bahwa dia tidak bisa menawarkan apa pun dengan cara itu.
Namun, tahun berikutnya ketika asisten jo ditemukan berkelahi, dia selalu mengejar impian dalam
hidupnya, dan
dia memilih bekerja sama dengan John Tyndall, bahwa dia harus
memutuskan apakah akan membuat kekayaan atau ilmu pengetahuan. Faraday
juga menolak posisi ilmiah ilmiah dan administrasi yang datang kepadanya.Sebagai
contoh, baik Royal Society maupun Royal Institution menawarkan kepadanya
kepresidenan mereka, dipecat dan Faraday mendapatkan tempatnya.
Beberapa bulan kemudian Davy
memutuskan
untuk mengadakan tur panjang lebar ke laboratorium Prancis
dan Iralia, dan bertanya Faraday dan menemaninya.Ini delapan belas bulan tetapi dia menolak
keduanya.Dalam menolak perjalanan tawaran adalah pengantar
Faraday untuk
meneliti hari itu.Sekembalinya, ia terjun ke bidang kimia,
bekerja pertama sebagai asisten Davy dan kemudian dengan meningkatnya
independensi. Kontribusi pertamanya adalah dalam kimia analitik misalnya, penemuan
benzena dan
klorida karbon, seperti CCI yang menolak kekayaan, kenyamanan, dan
kimia industri
dan biasa (paduan baru baja).
Pada usia tiga belas ia mengirim koran untuk penjual buku
dan penjilid buku, dan karena tingkah lakunya yang patut dicontoh, ia diterima
sebagai pekerja magang tanpa biaya. Magang selama tujuh tahun yang diikuti
memiliki dua manfaat besar bagi Faraday,iakemudianmengembangkan ketangkasan
manual yang luar biasa yang kemudian membedakan eksperimennya, dan ia terhubung
dengan buku-buku, yang ia baca dengan mudah setelah jam kerja.Kemudian
ia beralih ke listrik dan ke elektrokimia, dan menunjukkan bagaimana penganut elektronik
fundamentalis dapat dikonversi menjadi energi mekanik, dan bagaimana energi
mekanik dapat
dikonversi menjadi listrik.Jenis konversi kedua ini
disebut induksi elektromagnetik, dan pada dasarnya adalah fondasi industri kita
yang bingung tentang ikatan Faraday dengan agama yang satu masyarakat.
Pada tahun 1823, pekerjaan
Faraday telah mengembalikan nilai yang cukup untuknya sehingga banyak dari hari
kerja Faraday yang
dipindah ke Royal Society.Davy sangat mendukung
pemilihan Royal Society, dia memberi tahu temannya Tyndall, bahwa dia
harus tetap polos, Michael Faraday sampai akhir.Suatu sumber
keamanan batin yang memungkinkan manusia buatan luar biasa ini untuk mencari
hukum alam,
sementara imbalan kesuksesan.Tentunya satu sumber adalah agama.Faraday
mengenal panutan kehidupan yang dikenal sebagai Sandemanian.Faraday
juga menolak posisi ilmiah ilmiah dan administrasi yang datang kepadanya.Sebagai
contoh, baik Royal Society maupun Royal Institution menawarkan kepadanya
kepresidenan mereka, dipecat dan Faraday mendapatkan tempatnya.
Beberapa bulan kemudian Davy
memutuskan
untuk mengadakan tur panjang lebar ke laboratorium Prancis
dan Iralia, dan bertanya Faraday dan menemaninya.Ini delapan belas bulan tetapi dia menolak
keduanya.Beberapa pentingnya keanggotaan Faraday dalam
kelompok ini diungkapkan oleh rekannya di Royal Institution, John Tyndall,
seorang agnostik yang ada di dalam jurnalnya, Tyndall menulis, bahwa saya
pikir kekuatan dan ketekunan mungkin terkait dengan latihan mingguannya.Dia pertanyaan tentang prioritas, tetapi Faraday
menolak
minuman dari sumber pada hari yang mengizinkan ini untuk mengganggu
persahabatan mereka menyegarkan jiwanya selama seminggu.
Kemudian ketenaran tes meningkat dari diskusinya
dan dari ceramahnya yang inspiratif di komentator telah mencatat bahwa Faraday
mungkin telah memperoleh lebih dari sekadar ketekunan dari agamanya.Ini
memberinya keyakinan yang tak perlu dipertanyakan dalam kesatuan institusi
kerajaanjagat raya layanan Faraday dan dalam interkoneksi permintaan.Pada
tahun 1830, ia menerima lebih dari seribu pound untuk pekerjaan semacam itu mungkin lebih
dari $10.000 dalam pertikaian saat ini. (David,
1979)
Garam,
basa dan asam, digabungkan atau dalam larutan yang dapat didekomposisi oleh
arus listrik disebut elektrolit.Tindakan kimia yang terkait dengan aliran
listrik melalui elektrolit disebut elektrolisis.Ketika beberapa zat masuk ke
solusi mereka pecah menjadi ion penyusunnya, sebuah proses yang disebut
disosiasi. Tidak diperlukan arus listrik untuk menghasilkan ionisasi jenis
ini.Ion adalah partikel bermuatan listrik dari atom atau besaran molekul.Dalam
elektrolisis, gerak pembawa yang bermuatan berlawanan ini mempengaruhi konduksi
elektrolit.
Menurut teori modern, ketika molekul-molekul tertentu
terbentuk ada perpindahan elektron dari satu atom ke atom yang lain sehingga
bagian-bagian penyusun molekul tersebut bersifat ion.Faktanya,
kalibrasi ammeters pada dasarnya didasarkan pada eksperimen semacam itu.Coulometer
yang digunakan
untuk tujuan ini pada dasarnya terdiri dari sepasang lempeng,
dihubungkan bersama untuk membentuk anoda, dan satu lempeng penguatan, katoda,
diletakkan di tengah-tengah antara lempengan positif.Sebagai contoh, NaCl terdiri dari ion Na +
dan Cl- dalam bentuk kristal biasa dari material. Ketika padatan dilelehkan
atau dimasukkan ke dalam larutan dalam air, gaya kristal dipecah dan ion bebas
dibebaska.
Setiap ion menghasilkan muatan yang sama dengan muatan
elektronik dikalikan dengan valensi ion. Disosiasi berikut dalam air adalah
contoh yang umum.Panah ganda secara konvensional menunjukkan bahwa prosesnya
dapat dibalik dalam kesetimbangan, yaitu rekombinasi terjadi pada kecepatan
yang sama dengan disosiasi. Tidak ada kecenderungan untuk ion, dengan tidak
adanya perbedaan potensial yang diterapkan, untuk bergerak ke arah tertentu dalam
preferensi ke arah lain.Singkatnya, gerakan mereka adalah pengembaraan acak
melalui solusi.Situasi ini sangat berubah ketika perbedaan potensial
dipertahankan di seluruh elektrolit.Baterai ditunjukkan terhubung ke dua
langkah elektroda dalam solusi.
Ion positif tertarik oleh elektroda negatif dan ion
negatif oleh elektroda positif.Sebagai contoh, jika elektrolit adalah solusi
dari AgNO3, ion negatif NO3- tertarik ke terminal positif
dan ion perak yang terisi secara positif tertarik ke terminal negatif.Arus yang
ada sel adalah hasil dari gerakan bersih ion yang disebabkan oleh atraktif
ini.Konduksi ini berbeda dari yang ada dalam padatan di mana ion negatif dan
positifbergerak melalui larutan.Michael Faraday pada tahun
1833 didirikan dengan pengukuran kuantitatif mengikuti dua hukum, yang dikenal
sebagai hukum
elektrolisis Farnday. Hukum pertama Faraday
adalah massa suatu zat yang dipisahkan dalam elektrolisis
sebanding dengan kuantitas Q dari listrik yang diloloskan.
Setiap ion menghasilkan muatan yang sama dengan muatan
elektronik dikalikan dengan valensi ion. Disosiasi berikut dalam air adalah
contoh yang umum.Panah ganda secara konvensional menunjukkan bahwa prosesnya
dapat dibalik dalam kesetimbangan, yaitu rekombinasi terjadi pada kecepatan
yang sama dengan disosiasi.Elektroda dimana arus konvensional memasuki
sel disebut dengan
anoda elektroda yang digunakannya disebut katoda.
Jika anoda sel elektrolitik yang ditunjukkan terbuat
dari perak, maka akan digunakan secara bertahap saat proses elektrolisis berlangsung.
Solusinya akan
tetap tidak berubah.
Katoda akan memiliki logam
perak yang disimpan di atasnya dan akan meningkat secara massal. Michael
Faraday pada tahun 1833 didirikan dengan pengukuran kuantitatif mengikuti dua
hukum, yang dikenal sebagai hukum elektrolisis Farnday.Hukum pertama Faraday adalah massa suatu
zat yang dipisahkan dalam elektrolisis sebanding dengan kuantitas Q dari
listrik yang diloloskan. Setiap ion menghasilkan muatan yang sama dengan muatan
elektronik dikalikan dengan valensi ion. Disosiasi berikut dalam air adalah
contoh yang umum.Panah ganda secara konvensional menunjukkan bahwa prosesnya
dapat dibalik dalam kesetimbangan, yaitu rekombinasi terjadi pada kecepatan
yang sama dengan disosiasi.
Tidak ada kecenderungan untuk ion, dengan tidak adanya
perbedaan potensial yang diterapkan, untuk bergerak ke arah tertentu dalam
preferensi ke arah lain.Hukum kedua Faraday adalah untuk muatan
yang diberikan, massa zat yang diendapkan sebanding dengan kesetaraan kimia
ion, yaitu massa atom dari ion yang dibagi dengan valensinya.Hukum
Faraday dapat dinyatakan dengan pernyataan simbolis berikut dimana k
adalah konstanta proporsionalitas yang nilainya hanya bergantung pada unit yang
terlibat, m adalah massa yang disimpan, dan z adalah konstanta untuk suatu zat
tertentu tetapi berbeda untuk berbagai zat yang merupakan dikenal
sebagai setara elektrokimia dari bahan yang dipertimbangkan.
Setara elektrokimia suatu zat
adalah massa yang disetor per unit muatan dalam satuan yang biasa itu adalah
jumlah gram yang disimpan dalam satu detik oleh arus yang tidak berubah dari satu ampere. Ampere didefinisikan secara
hukum dalam hal ekivalen elektrokimia dari perak yaitu, arus yang tidak berubah
yang akan mendepositkan dalam satu detik 0,00111800 gram perak dari larutan perak nitrat
berair. Jika arus yang tidak diketahui dipertahankan dalam larutan yang ekivalen
elektrokimianya diketahui, kami dapat menentukan nilai
arus dari massa yang diukur dari material yang disimpan dan waktu.
Faktanya, kalibrasi ammeters
pada dasarnya didasarkan pada eksperimen semacam itu.Coulometer yang digunakan untuk tujuan ini pada
dasarnya terdiri dari sepasang lempeng dan dihubungkan bersama untuk membentuk
anoda, dan satu lempeng penguatan, katoda, diletakkan di tengah-tengah antara lempengan
positif.Dalam praktiknya, metode pengukur kalibrasi ini
jarang digunakan, karena lambat dan teknik eksperimental agak sulit ketika data yang tepat akan
diperoleh. Jika sel-sel elektrolit dihubungkan secara seri waktu
dan waktum dan
karenanya kuantitas
listrik harus sama untuk setiap sel. Oleh karena itu massa material
yang disimpan pada katoda sebanding dengan kesetaraan kimia dari masing-masing ion.
Fakta-fakta ini, serta hukum elektrolisis
pertama, dapat diuji seperti pada percobaan berikut.Objek eksperimen yaitu untuk
mempelajari penerapan hukum Faraday pada elektrolisis perak dan
tembaga.Metodenya yaitu arus disimpan dalam dua coulometer yang
mengandung larutan tembaga sulfat dan perak nitrat.Massa kopolimer dan perak yang
diendapkan secara elektrolitik diperoleh dengan menimbang pelat gain atau elektroda
negatif sebelum dan sesudah arus terbentuk. Massa yang
disimpan dibandingkan dengan nilai yang diberikan oleh hukum Faraday.Kuantitas
listrik terukur yang berbeda kemudian digunakan, dan rasio massa yang diamati
yang disimpan dibandingkan dengan yang diperoleh dari hukum Faraday.
Suatu larutan tembaga sulfat
untuk elektrolisis dapat dibuat dengan melarutkan sekitar 25 gram tembaga
sulfat murni
dalam 100 em air suling.Sekitar 1 cm asam sulfat pekat harus ditambahkan.Untuk
coulometer perak, larutan perak
nitrat netral dibuat dengan melarutkan sekitar 18 gram kristal perak nitrat dalam 100 cm air
suling. Solusinya harus disimpan dalam botol gelap.Prosedurnya adalah karena
ekonomi waktu adalah penting dalam percobaan ini, satu siswa harus segera mulai menimbang
dengan pelat gain.Pelat-pelat ini seharusnya ditinggalkan oleh
kelompok sebelumnya, tetapi, jika tidak bersih, ikuti instruksi yang diberikan
di bawah ini.
Setara elektrokimia suatu zat
adalah massa yang disetor per unit muatan dalam satuan yang biasa itu adalah
jumlah gram yang disimpan dalam satu detik oleh arus yang tidak berubah dari satu ampere. Ampere didefinisikan secara
hukum dalam hal ekivalen elektrokimia dari perak yaitu, arus yang tidak berubah
yang akan mendepositkan dalam satu detik 0,00111800 gram perak dari larutan perak nitrat
berair. Jika arus yang tidak diketahui dipertahankan dalam larutan yang ekivalen
elektrokimianya diketahui, kami dapat menentukan nilai
arus dari massa yang diukur dari material yang disimpan dan waktu.
Pengamat kedua harus
menghubungkan peralatan dan melakukan uji coba pendahuluan.Timbang pelat tembaga
dan perak pada
keseimbangan balok tiga.Gantungkan pelat-pelat dari kait di lengan keseimbangan
dengan
menggunakan kabel tembaga.Pastikan kita tahu bahwa menggunakan
sistem 3.Hubungkan seri baterai, sakelar, koulometer tembaga, koulometer silver, ammeter kisaran 0,5 amp,
dan pemanas ulang.
Meletakkan pelat tembaga dalam larutan nitrat silver.Pastikan
untuk membuat anoda sepasang lempeng terminal positif
coulometer dan katoda pelat tunggal terminal negatif.Bersihkan sisi bawah coulometer dengan
amplas dan air sampai bebas dari endapan logam, elektrolit
harus disimpan pada tingkat yang tepat di setiap coulometer, jauh di bawah piring tetapi menutupi sebagian besar
piring. Kepadatan arus yang terlalu besar (area per unit
per unit) menghasilkan pengelupasan deposit perak.Untuk tembaga sekitar 20 ma/cm2 dan untuk perak sekitar 3
ms/cm adalah nilai optimum dari kerapatan saat ini.
Sesuaikan rheostat sampai arus sekitar 0,5 amp diperoleh. Lihat bahwa pemanas ulang
diatur sedemikian rupa sehingga akan memungkinkan nanti untuk menambah atau mengurangi
arus. Minta instruktur untuk memeriksa sirkuit.Setelah
pengamatan awal, lepaskan pelat gain dan lepaskan mereka.Kikis
sedikit butiran
logam yang menempel dengan amplas.Bilas dengan air bersih, celupkan ke dalam
toples alkohol dengan label yang sesuai, dan
keringkan dengan
memutar-mutar di udara.Timbang dengan hati-hati.Pelat harus
ditempatkan di kometerometer tidak lebih dari beberapa menit sebelum arus dimulai.
Tembaga, khususnya, sedikit larut dalam elektrolit.
Pasang kembali pelat gain yang ditimbang dan, pada waktu yang dicatat
secara akurat,
mulailah arus.Seorang pengamat harus terus-menerus mengawasi
ammeter dan menyesuaikan resistensi agar arus tetap konstan.Pertahankan
waktu berjalan selama sekitar 20 menit, perhatikan waktu saat sakelar dibuka.
Jika tersedia cukup piring,
sebaiknya bersihkan dan timbang katoda tambahan saat bagian percobaan ini dilakukan.Lepaskan
eathodes, bilas dengan air bersih,
lalu di alkohol, dan keringkan dengan memegangnya di radiator atau sumber panas
lainnya. Peringatan yang sangat ketat harus dilakukan agar
tidak menaburkan
butiran logam yang longgar.Timbang piring dengan hati-hati dan catat massa
ini.Lepaskan coulometer perak dan
gunakan coulometer tembaga hanya dalam tes yang tersisa.Ganti pengukur 5 amp
untuk yang sensitif.
Ambil satu set pengamatan kedua di mana produk arus dan waktu cukup diubah
untuk menguji variasi massa yang disimpan sebagai campuran jumlah listrik. Gunakan
arus 1.5 atau 2 amp.
Sebelum meninggalkan
laboratorium, hati-hati kena tembaga dan piring perak untuk penggunaan kelompok
berikutnya.Biarkan piring-piring ini di selembar kertas bersih. Komputasi dan
analisis dari data dan hitung kenaikan massa pelat.
Lakukan pemeriksaan hukum elektrolisis pertama Faraday dengan
membandingkan rasio massa tembaga yang diendapkan dengan rasio muatannya. Tentukan
perbedaanaan
antara persentase dan juga antara rasio.
Uji hukum kedua Faraday dengan
menghitung nilai rasio massa perak yang dapat diendapkan oleh muatan yang
diberikan terhadap suatu massa tembaga yang diendapkan oleh muatan yang sama
dan kemudian membandingkan rasio ini dengan rasio setara kimia yang diketahui. Perhatikan
perbedaan
persentase antar rasio. Menggunakan arus, waktu, dan pertambahan massa yang sedang diamati,
kemduian di kalkulasikan ekivalen elektrokimia dari tembaga. Untuk setiap pengamatan,
ulangi untuk perak.Komputasi dan analisis dari data danmkemudia hitung kenaikan massa pelat.Hitung
persentase kesalahan yang muncul antara rata-rata setiap pasangan nilai dan
setiap pasangan nilai standar. (Marsh, 1932)
Pada talun 1890, suatu proses baru untuk produksi basa
dan klorin dikembangkan dan digunakannya dikembangkan dengan cepat, yaitu
pembuatan natrium hidroksida dan klorin dari garam udara sebagai
elektrolisis. Teknik utama untuk elektrolisis
di Amerika Serikat adalah sel diafragma.Jika suatu arus listrik dilewatkan
melalui suatu zat natrium klorida yang cukup pekat.Gas hidrogen dan klorin
merupakan suatu gelembung, dikumpulkan dan dikeringkan sedangkan ion hidroksida
membentuk bagian dari larutan campuran natrium hidroksida dan natrium
klorida.Natrium klorida yang tidak larut mengendap jika diuapkan dan dapat
digunakan dengan penyaringan, tersisa yang mengandung 50% natrium hidroksida
dalam udara berdasarkan massa.Larutan ini dapat digunakan langsung atau
diuapkan lebih lanjut untuk membuat padatan natrium hidroksida.Sel diafragma
yang lama menggunakan anoda grafit, tetapi anoda ini harus sering diperbarui
dan sekarang telah diungguli oleh anoda yang dibuat dari titanium yang
dipindahkan dengan platinum, nutenium, atau iridium.Katoda berbentuk kotak baja
dengan sisi yang berpori.
Diafragma mencegah pencampuran gas H dan Cl, tetapi
melewatkan ion-ion, permah menjadi bahan yang banyak digunakan untuk diafragma,
tetapi diafragma yang baru dikembangkan dengan bahan dasar polimer berfluorin.Natrium
klorida yang tidak larut mengendap jika diuapkan dan dapat digunakan dengan
penyaringan, tersisa yang mengandung 50% natrium hidroksida dalam udara
berdasarkan massa. Larutan ini dapat
digunakan langsung atau diuapkan lebih lanjut untuk membuat padatan natrium
hidroksida. Suatu langkah lain diafragma dengan membran oleh ion natrium yang
bergerak menuju katoda. Dengan menghindari lewat ion klorida, metode ini
menghasilkan natrium hidroksida berair yang murni di katoda.Sel diafragma yang
lama menggunakan anoda grafit, tetapi anoda ini harus sering diperbarui dan
sekarang telah diungguli oleh anoda yang dibuat dari titanium yang dipindahkan
dengan platinum, nutenium, atau iridium.
Katoda berbentuk kotak baja dengan sisi yang berpori.Produksi
natrium hidroksida dan klorin elektrolitik dikomentari pada abad ke-19, tetapi
sumber listrik yang ada pada saat itu tersedia baterai.Hal ini membuat pertukaran
ion, yang hanya dapat dilewati proses ini sangat mahal schingga tetap tinggal
sebagai keingintahuan. (Oxtoby, 2003)
Elektrokimia
adalah bidang yang luas, dalam aspek bidang terluasnya mencakup sel bahan
pengubahan energi surya menjadi energi listrik,
korosi logam, baterai, proses
komersial tanpa bahan kimia seperti aluminium, klor, dan natrium hidroksida,
dan sintetik organik. Beberapa teknik
elektrokimia yang diterapkan meluas dalam analisis, muncul suatu spesialisasi
yang diakui, yang disebut kimia elektroanalisis. Bidang ini dibahas dengan
mendalam dalam sebuah buku ajar pengantar.Sebagai gantinya, memilih dalam
jumlah terbatas teknik elektroanalisis yang seharusnya klasik yang dapat oleh
mahasiswa dengan latar belakang mereka yang ada. Fundasi untuk bab sekarang ini
dipaparkan dalam bahasa mahasiswa yang dapat mendukung untuk disetujui ulang
potensial elektroda dan persamaan Nernest. (Viktor, 1986)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan dan Fungsi
1.
Modul surya
Fungsi : sebagai sumber energi yang akan
diubah menjadi energi listrik
2.
Elektrolyzer
Fungsi: untuk mengubah energi kimia
menjadi energi listrik
3. Ammeter
Fungsi : untuk mengukur arus
4. Voltmeter
Fungsi : untuk mengukur tegangan
5. Lampu (120 watt) sebanyak 2 buah
Fungsi : sebagai sumber cahaya
6. Tabung
Fungsi : sebagai wadah (tempat) bahan
yaitu air distilasi atau aquades
7. Klip
tabung
Fungsi : untuk menutup silinder
penyimpanan hidrogen
8. Stopwatch
Fungsi : untuk menghitung waktu
9. Penggaris
Fungsi : untuk mengukur jarak antara modul
surya dengan lampu
10. Cok
sambung
Fungsi : untuk menyambungkan peralatan
dengan sumber arus listrik (PLN)
11. Kabel
penghubung(sebanyak 3 kabel hitam, 2 kabel merah)
Fungsi : sebagai penghubung antara
peralatan
12. Kaca mata hitam
Fungsi : untuk melindungi mata dari cahaya lampu.
13. Adaptor
Fungsi: mengubah
tegangan AC menjadi DC.
14. Corong Air
Fungsi: Untuk memasukkan Aquades
kedalam tabung
15. Sumber Arus PLN
Fungsi: sebagai
sumber arus.
3.2 Bahan Dan Fungsi
1. Air
distilasi (Aquades)
Fungsi : Digunakan
sebagai sampel yang akan di elektrolisis sehingga menghasilkan
Hidrogen.
3.3 Prosedur
Percobaan
1.
Disiapkan peralatan dan bahan.
2.
Dirangkai alat:
· Dengan
menghubungkan kutub positif solar modul ke positif electrolyzer dengan kabel penghubung berwarna merah.
· Dihubungkan kutub
positif elecrolyzer ke kutub positif
voltmeter dengan kabel penghubung berwarna merah.
· Dihubungkan kutub
negatif solar modul ke kutub negatif ammeter dengan kabel penghubung berwarna
hitam.
· Dihubungkan kutub
negatif elecrolyzer ke kutub positif
ammeter dengan kabel penghubung berwarna hitam.
· Dihubungkan kutub
negatif electrolyzer ke kutub negatif
voltmeter dengan kabel penghubung berwarna hitam.
3.
Diisi air distilasi pada tabung silinder gas penyimpanan electrolyzer dan dipastikan sampai ke
tanda 0 ml.
4.
Ditutup silinder penyimpanan hidrogen dengan klip tabung.
5.
Diatur jarak antar lampu dengan modul surya sejauh 60 cm.
6.
Dihidupkan lampu bersamaan dengan
stopwatch.
7.
Setelah 2 menit
dilihat penunjukkan ammeter, voltmeter dan volume pada tabung kemudian dicatat
hasil pengukurannya.
8. Dilakukan percobaan yang sama untuk waktu 3 menit, 5 menit, 7 menit dan 9 menit.
3.4 Skema
Rangkaian
BAB IV
HASIL DAN ANALISA
4.1 Data
Percobaan
r = 40 cm
|
Waktu (menit) |
Tegangan (V) |
Arus (A) |
Volume (ml) |
|
3 |
1.96 |
0.38 |
5 |
|
5 |
1.96 |
0.37 |
10 |
|
7 |
1.96 |
0.4 |
15 |
|
9 |
1.96 |
0.39 |
22 |
4.2 Analisa
Data
1.
Menentukan efisiensi Faraday
electrolyzer
Dimana Volume H2 teoritik =
23,88ml
· Untuk t = 180 sekon
· Untuk t = 300 sekon
· Untuk t = 420 sekon
· Untuk t = 540 sekon
2.
Menentukan efisiensi energi electrolyzer.
Dimana
H0 = 11,920
· Untuk t = 180 sekon
· Untuk t = 300 sekon
· Untuk t = 420 sekon
· Untuk t = 540 sekon
4.3 Visio Percobaan
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1.
Dari percobaan, nilai efisiensi Faraday adalah :
·
Untuk t = 180 sekon
·
Untuk t = 300 sekon
·
Untuk t = 420 sekon
·
Untuk t = 540 sekon
Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar waktu yang
terpakai maka volume hidrogen yang terpakai akan semakin banyak, oleh karena
hal itu besar efisiensi faraday akan
semakin tinggi.
Dan dari percobaan, nilai efisiensi energi electrolyzer adalah :
· Untuk t = 180 sekon
ηE
· Untuk t = 300 sekon
ηE
· Untuk t = 420 sekon
ηE
· Untuk t = 540 sekon
ηE
2.
Prinsip kerja dari electrolyzeradalah
dengan memanfaatkan energi cahaya yang dipaparkan ke panel surya, kemudian
panel surya mengubah energi cahaya menjadi energi listrik yang dipakai untuk
memecah molekul-molekul air (H2O) pada tabung yang terisi air
terdistilasi. Molekul-molekul air tersebut terpecah menjadi H2 dan O2
yang kemudian akan dialirkan ke electrolyzer
dan akan dikonversikan menjadi energi listrik yang akan terbaca pada voltmeter
dan ammeter.
3.
Aplikasi dari percobaan :
a.
Pendeteksi kemurnian Air
Salah satu pengaplikasian
dari electrolyzer adalah digunakan
untuk mendeteksi kemurnian air, dimana alat ini dapat mengetahui seberapa
bersih air yang ingin dideteksi dari hasil endapan air tersebut didasar tabung electrolyzer sehingga kita dapat
mengatahui apakah air itu layak dikonsumsi atau tidak.
b.
Pemurnian logam
Pemurnian adalah suatu
proses untuk merubah logam kotor menjadi logam dengan kemurnian tinggi.Pemurnian dengan elektrolisis, Sel
elektrolitik yang dipakai harus terbuat dari anoda logam kotor (logam yang akan
dimurnikan), sedangkan katode terbuat
dari logam murni yang dilapisi lapisan tipis grafit agar logam murni yang
dihasilkan mudah dilepas, sedangkan elektrolit yang digunakan adalah larutan
garam dari logam yang akan dimurnikan. Selama elektrolisis berlangsung logam
kotor sebagai anodaakan larut, sedangkan logam murni akan diendapkan pada
katoda. Pemurnian dengan cara ini hanyalah dapat dilakukan untuk logam-logam
yang keelektropositifannya rendah seperti Cu, Sn, Pb, Au, Zn, Cr, dan Ni.
b.
Penyepuhan Logam
Suatu produk dari logam
agar terlindungi dari korosi (perkaratan) dan terlihat lebih menarik seringkali
dilapisi dengan lapisan tipis logam lain yang lebih tahan korosi dan mengkilat.
Salah satu cara melapisi atau menyepuh adalah dengan elektrolisis. Benda yang
akan dilapisi dipasang sebagai katoda dan potongan logam penyepuh dipasang
sebagai anoda yang dibenamkan dalam larutan garam dari logam penyepuh dan
dihubungkan dengan sumber arus searah. Contoh: untuk melapisi sendok garpu yang
terbuat dari baja dengan perak, maka garpu dipasang sebagai katoda dan logam
perak dipasang sebagai anoda, dengan elektrolit larutan AgNO3.
c. Elektroplatting
Elektroplatting
adalah aplikasi elektrolisis pada pelapisan suatu logam atas logam yang lain.
Teknik ini bisa dipakai untuk memperbaiki penampakan dan daya tahan suatu
logam.Contohnya, suatu lapisan tipis logam chromium pada bemper baja mobil
untuk membuatnya menarik dan melindunginya dari karat.Pelapisan emas dan perak
dilakukan pada barang-barang perhiasan yang berasal dari bahan-bahan logam yang
murah. Berbagai lapisan-lapisan tipis logam tersebut ketebalannya berkisar
antara 0,03 s/d 0,05 mm.
d. Pembuatan Aluminium
Bauksit
adalah biji aluminium yang mengandung Al2O3-.Untuk
mendapatkan aluminium, bijih tersebut dimurnikan dan Al2O3
nya dilarutkan dan didisosiasikan dalam larutan elektrolit.Pada katoda, ion-ion
aluminium direduksi menghasilkan logam yang terbentuk sebagai lapisan tipis
dibagian bawah wadah elektrolit.Pada anoda yang terbuat dari karbon, ion oksida
teroksidasi menghasilkan O2 bebas.
Reaksinya adalah Al3+ + 3e- → Al(l)
(katoda)
2O2-
→ O2(g) + 4 e-(anoda)
4Al3+
+ 6O2- → 4Al(l) + 3O2(g)(Hasil)
DAFTAR PUSTAKA
Eisenberg, David. 1979. PHYSICAL CHEMISTRY WITH APLICATIONS TO THE
LIFE
SCIENCES.California:
The Bejamin or Cummings Publishing Company, Inc.
Pages: 348-350
Oxtoby, David. 2003. KIMIA MODERN.
Erlangga: Jakarta.
Halaman: 158-159
Siagian, Viktor. 1986. ANALISIS KIMIA
KUANTITATIF. Erlangga: Jakarta.
Halaman: 9-11
White, Marsh W. 1954. EXPERIMENTAL COLLEGE PHYSICS. New York:
Mc Graw Hill
Book Company, Inc.
Pages: 236-239
Tidak ada komentar:
Posting Komentar