Hukum Faraday I
“Massa dari Zat yang diendapkan atau dibebaskan pada elektrode sebanding dengan muatan listrik yang melewati suatu zat elektrolit.” |
Secara matematis ditulis
m = e . q/ 96.500
m = massa zat yang diendapkan atau dihasilkan (Gram)
e = berat ekuivalen –> Ar /valensi atau Mr/valensi
q = muatan listrik (Coulomb)
m = e . q/ 96.500
m = massa zat yang diendapkan atau dihasilkan (Gram)
e = berat ekuivalen –> Ar /valensi atau Mr/valensi
q = muatan listrik (Coulomb)
Jika sobat ingat kembali rumus muatan listrik pada listrik statis
“muatan listrik 1 coulomb (C) = muatan listrik yang ada jika arus sebesar 1 ampere mengalir selama 1 detik”
q = i . t“muatan listrik 1 coulomb (C) = muatan listrik yang ada jika arus sebesar 1 ampere mengalir selama 1 detik”
i = arus listrik (ampere)
t = waktu (sekon)
Jadi dari kedua rumus di atas, di dapat rumus hukum faraday I
m = e . i . t /96.500Hukum Faraday II
“Jika sejumlah muatan listrik yang sama dilewatkan pada beberapa zat elektrolit yang berbeda, massa yang dibebaskan atau diendapkan sebanding dengan massa ekuivalentnya (e).” |
Massa
ekuivalen sendiri adalah perbandingan antara massa atom atau massa
molekul relatif suatu unsur atau senyawa dibagi dengan jumlah elektron
yang diterima atau dilepaskan oleh setiap mol unsur atau senyawa
tersebut.
massa ekuivalen = Ar X atau Mr X / ne- tiap mol X
Ilustrasi
Reduksi ion Cu2+ pada katode mengahasikan logam Cu
Cu2+ + 2e- → Cu
Menurut
hukum faraday I dan II maka untuk mengendapkan 1 mol Cu diperlukan 2
mol elektron. Jika mol Cu yang diendapkan 2 mol maka diperlukan 4 mol
elektron dan seterusnya. Dengan demikian banyaknya Cu yang bisa
diendapkan bergantung pada banyaknya listrik (elektron) yang bisa
dialirkan.
Asal Bilangan Faraday 96.500
1 mol elektron mengandung 6,02 x 1023 elektron
1 muatan elektron jika dikonversi ke coulomb = 1.6022 x 10-19 Coulomb
Jadi 1 mole elektron = 6,02 x 1023 x 1.6022 x 10-19 = 96.494 colulomb ∼ 96.500 coulomb
96.500 coulomb kemudian kita kenal dengan nama 1 F atau 1 Faraday1 muatan elektron jika dikonversi ke coulomb = 1.6022 x 10-19 Coulomb
Jadi 1 mole elektron = 6,02 x 1023 x 1.6022 x 10-19 = 96.494 colulomb ∼ 96.500 coulomb
Contoh Soal
Larutan tembaga (II) Sulfat, CuSO4,dielektrolisis
dengan elektrode inert. Jika arus sebedar 0,5 ampere dialirkan dalam
larutan tersebut selama 1,5 jam. Coba sobat tentukan
a. berapa gram logam tembaga yang dihasilkan?b. berapa liter gas oksigen yang dihasilkan diukur pada suhu 0 derajat celcius tekanan 1 atm.
Jawab
Jumlah total muatan yang dialirkan dalam larutan tersebut adalah
q = i. t = 5 x 1,5 x 60 x 60 =2,7 x 104 Coulomb
jika dijadikan dalam satuan faraday
=2,7 x 104 / 96.500 = 0,28 F
Jumlah total muatan yang dialirkan dalam larutan tersebut adalah
q = i. t = 5 x 1,5 x 60 x 60 =2,7 x 104 Coulomb
jika dijadikan dalam satuan faraday
=2,7 x 104 / 96.500 = 0,28 F
A. Reaksi di Katode
| Cu2+(aq) | + | 2e- | → | Cu |
| 1 mol | ∼ | 2 F | ∼ | 1 mol |
dari reaksi di atas,
2 mol elektron atau 2 Faraday dapat menghasilkan 1 mol Cu dengan demikian
0,28 mol elektron atau 0,28 Faraday dapat menghasilkan 0,14 mol Cu (setengahnya)
Jadi jumlah gram Cu yang dihasilkan = 0,14 x Ar Cu = 0,15 x 63,5 = 8,9 gram Cu
2 mol elektron atau 2 Faraday dapat menghasilkan 1 mol Cu dengan demikian
0,28 mol elektron atau 0,28 Faraday dapat menghasilkan 0,14 mol Cu (setengahnya)
Jadi jumlah gram Cu yang dihasilkan = 0,14 x Ar Cu = 0,15 x 63,5 = 8,9 gram Cu
B Reaksi di Anode
| 2H2O | → | O2(g) | + | 4H+ + 4 e- |
| 2 mol | ∼ | 1 mol | ∼ | 4 mol (4 F) |
1 mol O2 dihasilkan dari 4 F jadi jumlah mol oksigen yang dapat dihasilkan = 1/4 x 0,28 = 0,07 mol O2
Volume O2 = 0,07 x 22,4 L = 1,568 Liter gas O2
Sekian belajar kita tentang Hukum Faraday berikut contoh soalnya, semoga berguna