Elek Trog Ravi Metri

  • Upload
    mujie

  • View
    23

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

m

Citation preview

A. Judul: Elektrogravimetri B. Hari/tanggal: Senin, 17 Maret 2014C. Tujuan: Elektrogravimetri : Memisahkan dan menentukan kadar ion Cu2+ dan Zn2+ dalam suatu cuplikan secara elektrogravimetriD. Dasar Teori:Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektrode dan larutan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat digolongkan menjadi dua, yaitu: Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit (C), Platina (Pt), dan emas (Au). Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag).Elektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam, dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara larutan elektrolit dan elektrode menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:1. Elektrolisis larutan dengan elektrode inert2. Elektrolisis larutan dengan elektrode aktif3. Elektrolisis leburan dengan elektrode inertPada elektrolisis, katode merupakan kutub negatif dan anode merupakan kutub positif. Pada katode akan terjadi reaksi reduksi dan pada anode terjadi reaksi oksidasi.

Elektrogravimetri adalah metode penentuan kadar ion/unsur berdasarkan hasil penimbangan berat zat yang mengendap pada salah satu elektroda pada reaksi elektrolisis terhadap larutan cuplikan/ metode yang menggunakan pemisahan dan pengukuran ion dari sampel, biasanya dari logam.Syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk analisa secara elektrogravimetri adalah:1. ion logam dengan elektrolisa akan mengendap pada katoda.2. efisiensi elektrolisa tidak perlu 100 %, tetapi efisiensi pengendapan harus 100%.3. Bila sampel terdiri dari campuran logam-logam, maka untuk mengambil salah satu logamnya cukup dengan mengatur potensial elektrolisa yang sesuai untuk logam yang diinginkan.Elektrolisis air adalah peristiwa penguraian senyawa air (H2O) menjadi oksigen (O2) dan hidrogen gas (H2) dengan menggunakan arus listrik yang melalui air tersebut. Pada katode, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidrokida (OH-). Sementara itu pada anode, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan elektron ke katode. Ion H+ dan OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada elektrode dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen.Hukum elektrolisis FaradayDi awal abad ke-19, Faraday menyelidiki hubungan antara jumlah listrik yang mengalir dalam sel dan kuantitas kimia yang berubah di elektroda saat elektrolisis. Ia merangkumkan hasil pengamatannya dalam dua hukum di tahun 1833.Hukum elektrolisis Faraday1. Jumlah zat yang dihasilkan di elektroda sebanding dengan jumlah arus listrik yang melalui sel.2. Bila sejumlah tertentu arus listrik melalui sel, jumlah mol zat yang berubah di elektroda adalah konstan tidak bergantung jenis zat. Misalnya, kuantitas listrik yang diperlukan untuk mengendapkan 1 mol logam monovalen adalah 96 485 C(Coulomb) tidak bergantung pada jenis logamnya.C (Coulomb) adalah satuan muatan listrik, dan 1 C adalah muatan yang dihasilkan bila arus 1 A (Ampere) mengalir selama 1 s. Tetapan fundamental listrik adalah konstanta Faraday F, 9,65 x104 C, yang didefinisikan sebgai kuantitas listrik yang dibawa oleh 1 mol elektron. Dimungkinkan untuk menghitung kuantitas mol perubahan kimia yang disebabkan oleh aliran arus listrik yang tetap mengalir untuk rentang waktu tertentu.

E. Alat dan Bahan: Alat Gelas kimia 100 mL Elektroda Penjepit kayu Oven Neraca analitik Stopwatch Pengaduk

Bahan Aseton Aquades ZnSO4

F. Alur Percobaan:Elektrogravimetri

2 elektroda Cu

-dibersihkan dengan aquades, lalu aseton dan dikeringkan di oven-ditimbang beratnya

Wo

Wo

-dilakukan elektrolisis pada larutan ZnSO4 0,1M (50 mL) selama (2,4,6,8,10 menit)-dicuci dengan aquades-dicuci dengan aseton, dioven 1 menit-ditimbang

Wn

Elektrogravimetri dan Analisis ElektrokimiaPage 17

G. Hasil Pengamatan:No. PercbProsedur PercobaanHasil PengamatanDugaan/ReaksiKesimpulan

1.2 elektroda CuElektrogravimetri

-dibersihkan dengan aquades, lalu aseton dan dikeringkan di oven-ditimbang beratnya

Wo

Wo

-dilakukan elektrolisis pada larutan ZnSO4 0,1M (50 mL) selama (2,4,6,8,10 menit)-dicuci dengan aquades-dicuci dengan aseton, dioven 1 menit dan ditimbang

Wn

2 elektroda CuWo spiral = 2,9904 grWn lurus = 3,0324 gr*aquades = larutan tidak berwarna*aseton = larutan tidak berwarnaBerat (spiral) CuNoWaktu(menit)Wo(gr)Wn(gr)

1.22,99040,0203

2.42,98210,0406

3.62,97850,0609

4.82,97390,815

5.102,97050,1016

Sebelum:ZnSO4=larutan tidak berwarnaCu=larutan berwarna biruAseton= larutan tidak berwarna

Sesudah:Ketika Cu dimasukkan kedalam larutan ZnSO4, Cu sebagai katoda (spiral) terdapat endapan abu-abu yang menempel pada Cu

ZnSO4 Zn2+ + SO42-Zn2+ + 2e ZnCu Cu2+ + 2e4H+ + O2 + 4e 2H2O

Berat Zn teoritis :W1 = 0,0203 gramW2 = 0,0406 gramW3 = 0,0609 gramW4 = 0,0813 gramW5 = 0,1016 gram

Berat kumparan semakin bertambah setelah dielektrolisis.Massa Zn dalam percobaan berbeda dengan massa Zn secara teoritis. Massa Zn yang dihasilkan adalah W Zn(2) = 0,0051 g, W Zn(4) =0,0064 g, W Zn(6) =0,0082 g, W Zn(8) = 0,0092 g, W Zn(10) = 0,0115 g.

H. I. Analisis/Pembahasan:Percobaan ini bertujuan untuk menentukan massa endapan Zn yang diperoleh melalui proses elektrolisis dan menentukan jumlah elektron yang terlibat dalam proses tersebut. Langkah pertama yaitu mengamplas logam tembaga yang akan digunakan, tujuan dari pengamplasan ini untuk membersihkan logam tembaga dari pengotornya (pelapis). Dua batang tembaga yang satu dibuat kumparan dan yang satu dibiarkan lurus. Kemudian tembaga yang dibuat kumparan dicelupkan pada aseton untuk membersihkan kotoran setelah diamplas, kemudian tembaga tersebut di oven supaya massa yang didapat nantinya adalah massa tembaga sebenarnya tidak ada campuran dengan aseton. Kemudian tembaga di timbang sehingga menghasilkan massa tembaga awal Wo = 2,9904 g. Tembaga yang lurus digunakan sebagai elektroda.Kemudian proses elektrolisis di lakukan, kawat tembaga lurus disambungkan dengan kutub positif sedangkan Kumparan dihubungkan dengan kutub negatif pada rangkaian alat elektrolisis. Kedua kawat tembaga dimasukkan ke dalam larutan ZnSO4 dan dilakukan elektroanalisa dengan waktu elektrolisis pertama selama 2 menit, elektrolisis kedua selama 4 menit, dan elektrolisis ketiga selama 6 menit, waktu elektolisis ke empat 8 menit dan waktu ke enam adalah 10 menit. Arus yang digunakan sebesar 0,5 A. Reaksi yang terjadi pada katoda dan anoda adalah :Katoda: Zn2+ + 2e Zn (s) (terjadi reduksi Zn)Anoda: 2H2O (l) 4H+ (aq) + O2 (g) + 4 e (oksidasi)Karena pada katoda Zn2+ mengalami reduksi menzadi endapan Zn, endapan Zn tersebut akan mengendap pada kumparan tembaga yang terhubung pada kutub negative. Timbulnya gelembung-gelembung gas yang terdapat pada kawat tembaga lurus menunjukkan terjadinya proses oksidasi (pada anoda) gelembung gas tersebut adalah oksigen. Ini sesuai dengan prinsip elektrolisis yaitu pada katoda terjadi reduksi dan terhubung dengan kutub negative dan pada anoda terjadi oksidasi dan terhubung dengan kutub positive.Setelah dilakukan elektrolisis hasil yang didapat adalah sebagai berikut:NoWaktu (menit)Wo (gr)Wn (gr)W perc.W teori

1.22,99042,99550,00510,0203

2.42,98212,98850,00640,0406

3.62,97852,98670,00820,0609

4.82,97392,98310,00920,0813

5.102,97052,98200,01150,1016

Untuk W teori diperoleh dengan menggunakan rumus perhitungan w = Dari data tersebut, seharusnya massa endapan Zn melalui praktikum sama dengan massa endapan Zn melalui perhitungan. Namun hasil yang didapatkan, massa endapan Zn pada praktikum jauh lebih kecil daripada massa endapan Zn teoritis. Hal ini disebabkan karena proses reduksi dan oksidasi yang tidak berjalan sempurna. Pada kawat Cu lurus terjadi proses oksidasi tetapi juga proses reduksi. Karena terjadi proses reduksi pada kawat lurus Cu ini, massa yang seharusnya terendapkan pada kumparan Cu tidak terendapkan. Hal ini menyebabkan massa yang terendapkan hanya sedikit. Hal ini dapat terjadi karena arah aliran arus yang tidak stabil pada kutub negative atau positif sehingga proses oksidasi maupun reduksi tidak berjalan dengan sempurna.Dari data diatas diperoleh grafik perhitungan massa Zn secara teori dan berdasarkan percobaan:

Berdasarkan grafik dan data percobaan dengan teori terdapat perbedaan atau selisih tan yaitu:

Terdapat perbedaan tan teori dengan tan percobaan yaitu sebesar 1x10-5selisih yang terjadi dikarenakan beberapa faktor diantaranya kekurang tepatan dalam pewaktuan hal ini terjadi karena perhitungan waktu tidak dapat tepat pada waktu yang ditentukan pasti ada selisih sekian detik, selain itu di indikasikan pada saat sebelum penimbangan berat Zn yang terendapkan, endapan Zn terlebih dahulu di cuci dengan air dan aseton di indikasikan padasaat pencucian ada endapan yang lepas sehingga mempengaruhi berat hasil elektrolisis.Larutan ZnSO4 yang sebelumnya tidak berwarna lama kelamaan menjadi berwarna biru hal ini dikarenakan terjadi pertukaran ion dari larutan ZnSO4 dengan anoda. Pada saat ion Zn2+ dari larutan mendapat elektron maka pada katoda terbentuk endapan Zn sedangkan logam Cu pada anoda akan melepaskan elektron membentuk ion Cu2+ yang masuk kelarutan dan berikatan dengan ion SO42-sehingga larutan berubah menjadi biru.

J. Kesimpulan:Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: Berat kumparan semakin bertambah setelah dielektrolisis. Massa Zn dalam percobaan berbeda dengan massa Zn secara teoritis. Massa Zn yang dihasilkan adalah W Zn(2) = 0,0051 g, W Zn(4) = 0,0064 g, W Zn(6) = 0,0082 g, W Zn(8) = 0,0092 g, W Zn(10) = 0,0115 g.

Daftar PustakaAnonim. 2012. Elektrolisis. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/oksidasi_dan_reduksi1/elektrolisis/). Diakses tanggal 20 Maret 2014.Anonim. 2014. Elektrolisis. http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis). Diakses tanggal 20 Maret 2014.Anonim. 2014. Elektrolisis Air. http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis_air) ). Diakses tanggal 20 Maret 2014.Setiarso, Pirim, dkk. 2014. Panduan Praktikum Kimia Analitik II : Dasar-dasar Pemisahan Kimia. Surabaya : Universitas Negeri Surabaya.Underwood, A. L. dkk. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif. Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga.

Lampiran Elektrogravimetri

Sebelum Wo (spiral) = 2,9904 grSebelum Wo (lurus) = 3,0324 gr

Wn (3) = 2,9867 grWn (2) = 2,9885 grWn (1) = 2,9955 grWo (5) = 2,9705 grWo (4) = 2,9739 grBerat (spiral) Cu

Wo (1) = 2,9904 grWo (2) = 2,9821 grWo (3) = 2,9785 gr

ZnSO4Dilakukan elektrolisisTerdapat endpan abu-abu yang menempel pada CuWn (5) = 2,9820 grWn (4) = 2,9831 gr

Lampiran perhitungan:Waktu (s)WZn percobaan (gram)WZn teori (gram)

120 s0,00510,020

240 s0,00640,040

360 s0,00820,060

480 s0,00920,081

600 s0,01150,101

Perhitungan Zn teoriDiketahui:I = 0,5MrZn = 65,39n = 2 Pada t = 120 s

Pada t = 240 s

Pada t = 360 s

Pada t = 480 s

Pada t = 600 s

Berdasarkan grafik dan data percobaan dengan teori terdapat perbedaan atau selisih tan yaitu: