LAPORAN PRAKTIKUM
KIMIA FISIK 2
“ Sel Elektrolisis : Pengaruh Suhu Terhadap
△
H,
△
G, dan
△
S”
Tanggal Praktikum : 22 April 2014
DISUSUN OLEH :
RIZKY HARRY SETIAWAN
1112016200069
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
SEL ELEKTROLISIS
: PENGARUH SUHU TERHADAP
△
H,
△
G, DAN
△
S
Oleh : Rizky Harry Setiawan (1112016200069)
Program Studi Pendidikan Kimia, Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, Jl. Ir. H. Juanda no. 95 Ciputat 15412
Tujuan : Mengetahui pengaruh suhu larutan elektrolit terhadap △S ,△G, dan △H
ABSTRAK
Pada praktikum kali ini, praktikan menerapkan prinsip sel elektrolisis. Dimana prinsip sel elektrolisis ini adalah peristiwa penguraian elektrolit oleh arus listrik searah dengan menggunakan dua macam elektroda. Elektroda tersebut adalah katoda (elektroda yang dihubungkan dengan kutub negatif) dan anoda (elektroda yang dihubungkan dengan kutub positif). Pada anoda terjadi reaksi oksidasi, yaitu anion (ion negatif) ditarik oleh anoda dan jumlah elektronnya berkurang sehingga bilangan oksidasinya bertambah. Elektroda yang digunakan dalam praktikum ini adalah Tembaga ( Cu ),sedangkan yang bertindak sebagai elektroda anoda adalah Carbon ( C ). Pada praktikum ini menggunakan larutam CuSO4 dengan
elektroda C dan Cu dengan bermacam-macam suhu dimulai dari suhu 30o, 50o,70o C dan
berpengaruh pada nilai entalpi, energy gibbs, dan nilai entropi.
INTRODUCTION
Reaksi elektrokimia melibatkan perpindahan electron-elektron bebas dari suatu logam kepada komponen didalam larutan. Kesetimbanagn reaksi elektrokimia penting dalam sel galvani dan sel elektrolisis. Pengukuran daya gerak listrik suatu sel elektrokimia dalam jangkauan suhu tertentu dapat digunakan untuk menentukan nilai-nilai termodinamika reaksi yang berlangsung serta koefisien aktifitas dari elektrolit yang terlibat. ( Milama, burhanudin. 2014 : 36)
Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang menimbulkan terjadinya reaksi redoks tak spontan dengan adanya energy listrik dari luar. Reaksi sebaliknya dari sel Daniel yakni reaksi Zn2+ (aq) + Cu (s) → Zn (s) + Cu2+ (aq) adalah reaksi redoks yan tidak spontan. Reaksi tersebut
Elektrolisis adalah suatu proses dimana reaksi kimia terjadi pada elektroda yang tercelup dalam elektrolit,ketika tegangan diterapkan terhadap elektroda itu. Elektroda yang bermuatan positif disebut anoda. Elektroda,seperti platina yang hanya menstransfer electron ke dan dari disebut “electron inert”. Elektroda reaktif adalah elektroda yang secara kimia memasuki reaksi elektroda.Selama elektrolisis,terjadi reduksi pada katoda dan oksidasi pada anoda (SK.Dogra,S.Dogra,2009 : 492)
Berdasarkan perubahan kualitatif dalam sel elektrolisis maka akan berpengaruh terhadap perubahan kuantitatif zat yang ada dalam sel elektrolisis maupun perubahan kondisi sel elektrolisis itu. Bila sejumlah arus listrik dialirkan dalam suatu sel elektrolisis pada waktu tertentu mengakibatkan terjadinya perubahan temperatur sistem, menunjukkan bahwa telah terjadi suatu perubahan dalam sistem itu. Oleh karena itu dengan melacak perubahan temperatur dalam suatu selang waktu dan arus listrik tertentu serta membandingkan antara suatu sel yang satu dengan sel yang lain diharapkan dapat dilacak suatu hubungan variabel-variabel sistem (Isana S.Y.L, 2007 pdf 6).
Elektrolisis adalah peristiwa penguraian elektrolit oleh arus listrik searah dengan menggunakan dua macam elektroda. Elektroda tersebut adalah katoda (elektroda yang dihubungkan dengan kutub negatif) dan anoda (elektroda yang dihubungkan dengan kutub positif).Pada anoda terjadi reaksi oksidasi, yaitu anion (ion negatif) ditarik oleh anoda dan jumlah elektronnya berkurang sehingga bilangan oksidasinya bertambah ( Romdhoni,2000 pdf 1).
Koefisien suhu dari potensial sel yakni δE / δT dapat digunakan untuk menentukan besaran-besaran termodinamika lain seperti Δ S dan Δ H. Dari persamaan fundamental: dG = -SdT + VdP, maka:
Dengan demikian perubahan entropi :
Dari perubahan entalpi:
MATERIALS & METHODS
Materials
1) power supply 1) larutan CuSO4 0,1 M
2) Gelas Kimia 2) Elektroda Cu
3) Termometer 3) Elektroda C
4) Statif & Klem 5) kaki tiga & Kasa 6) Pembakar Spirtus 7) Multimeter 8) kabel 9) Stopwatch
10) Neraca O’Hauss 11) Amplas
Methods
1) Bersihkan masing-masng elektroda dengan amplas dan mencelipkannya atau membilasnya dengan akuades, kemudian kerinkan dan ditimbang
2) Masukkan larutan CuSO4 0,1M sebanyak 50 ml ke dalam gelas kimia 100 ml
3) Rangkai alat percobaan seperti pada gambar dan atur power suplay pada tegangan 3 volt
4) Pasang elektroda Cu pada katoda dan C pada anoda dan masukkan ke dalam larutan CuSO4 0,1 M
5) Panaskan larutan CuSO4 0,1 M sampai suhu 30◦C serta melakukan elektrolisis selama menit dan menjaga suhu tetap konstan pada 30◦C selama elektrolisis berlangsung serta mengamati perubahannya
6) Catat arus dan tegangan listrik pada elektrolisis suhu 30◦C
7) Matikan power suplay, cuci elektroda Cu dengan air lalu keringkan dan timbang dengan neraca digital
RESULT & DISCUSSION
Ø Tabel Hasil Pengamatan No Suhu
( T ) Arus (I )Kuat Tegangan( V ) Waktu( t ) Sebelum ektrolisis Sesudah elektrolisisMassa Cu di Katoda
v Pada Suhu 700C
= 2 X 96500 x (2,28 V /343K) = 1282,915 J/mol = 1,28 x 103 j/mol
△H = Δ G° + T △S
= -3,02 x 105 + (343 x 1,28 x 103)
= -3,02 x 105 + 4,39 x 105 = 1,37 x 105 J
PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan sel elektrolisis mengenai pengaruh suhu terhadap ΔH, ΔG dan ΔS. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu larutan elektrolit terhadap ΔH, ΔG dan ΔS. Pada rangkaian sel elektrolisis di percobaan ini, digunakan elektroda Cu pada katoda dan elektroda C pada anoda dengan tegangan 3 volt. Dan elektrolisis dilakukan pada beberapa suhu yaitu 30°C, 50°C, dan 70°C hal ini dilakukan untuk dapat menentukan koefisien suhu dari potensial sel, yaitu Data yang di dapatkan dari percobaan ini antara lain: suhu (T), kuat arus (A), tegangan (V), waktu (t), serta massa sebelum dan setelah elektrolisis.
Sel elektrolisis adalah dimana energi listrik yang digunakan untuk berlangsungnya suatu reaksi kimia. Kespontanan suatu reaksi kimia (redoks) dapat terjadi jika ada energi yang bekerja dalam sistem. Secara umum, penurunan energi Gibbs dirumuskan Δ G = -n F Esel. Suatu reaksi dikatakan spontan jika Δ G < 0, E > 0 dan tidak spontan jika Δ G > 0, E < 0. Menurut Willard Gibbs, perubahan entropi dan perubahan entalpi dapat dihitung menggunakan rumus
dan Δ H = Δ G + T.Δ S.
Pada praktikum ini logam Cu sebagai katoda mengalami pengendapan, ion-ion Cu2+ dari
larutan CuSO4 0.1M mengendap pada logan Cu menjadi endapan Cu(S) hal menunjukkan bahwa
katoda mengalami reduksi, sehingga massa elektroda Cu bertambah. Sedangkan pada batang C sebagai anoda terjadi proses oksidasi air (H2O) yang ditandai dengan adanya gelembung gas di sekitar elektroda C yang diduga merupakan gas O2. Pada suhu 30°C dengan tegangan pada
power supply sebesar 3,10 V selama 2 menit menghasilkan kuat arus sebesar 0,75 A, tegangan pada multimeter .Massa Cu sebelum elektrolis adalah sebesar 2,27 g dan setelah elektrolisis sebesar 2,4 g. Maka endapan Cu yang terbentuk dari reaksi sel elektrolisis ini adalah 0,13 gram. Sedangkan pada suhu 50°C dengan waktu yang sama menghasilkan kuat arus sebesar 1,20 A, tegangan 2,50 Volt serta massa Cu sebelum elektrolis sebesar 2,25g dan setelah elektrolisis sebesar 2,50 g. endapan yang terbentuk adalah 0,25 gram. Dan percobaan terakhir adalah pada suhu 70°C dengan waktu yang sama yaitu 2 menit menghasilkan kuat arus sebesar 1,16 A, tegangan 2,28 Volt serta massa elektroda Cu sebelum elektrolisis adalah 2,23 g dan setelah elektrolisis adalah 2,6 g, maka, massa endapan yang terbentuk adalah 0,37 g. Hasil ini menunjukkan bahwa semakin besarnya suhu menyebabkan kuat arus yang dihasilkan lebih kecil, tegangannya semakin besar, dan endapan yang terbentuk semakin banyak. Berdasarkan perhitungan dari data hasil praktikum pada suhu 30°C didapatkan ΔS sebesar -1,97 x 103 j/mol,
dan ΔH sebesar 2,95 x 105 J Pada suhu 50°C didapatkan ΔS sebesar 1,49 x 103 j/mol, dan ΔH
sebesar 1,79 x 105 J. Dan pada suhu 70°C didapatkan ΔS sebesar 1,28 x 103 j/mol, dan ΔH
sebesar 1,37 x 105 J .Berdasarkan hasil perhitungan tersebut maka dapat dikatakan reaksi
CONCLUTION
Berdasarkan data yang diperoleh dalam percobaan sel elektrolisis, dapat disimpulkan bahwa :
1. Elektrokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara Reaksi kimia dan aliran listrik.
2. Sel elekterolisis adalah sel yang menggunakan energi lisrik untuk berlangsungnya reaksi kimia.
3. Suatu reaksi dikatakan spontan jika Δ G < 0, E > 0 dan tidak spontan jika Δ G > 0, E < 0
4. Semakin besar suhu menyebabkan kuat arus yang dihasilkan lebih kecil, tegangannya semakin besar, dan endapan yang terbentuk semakin banyak, serta nilai ΔG dan ΔH semakin kecil.
5. Dalam hal ini, praktikum kali ini terjadi secara spontan karena ΔG yang di dapat yaitu -3,02 x 105 J/mol
REFERENSI
Dogra,SK & Dogra,S.2009. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta : UI press
Milama, Burhanudin.2014.Panduan Praktikum Kimia Fisika II. Jakarta: FITK Press.
Mulyani,Sri & Hendrawan.2014.Common Text Book Edisi Revisi KIMIA FISIKA I1. Bandung : UPI press
Supiah.Y.L, Isana. 2007.Variasi Suhu (Temperatur) dan Waktu Sel Elektrolisis Berbagai Merk Minuman Dengan Elektroda Karbon.
http://staff.uny.ac.id/system/files/penelitian/isana%20supiah%20yl.,%20dra.,%20m.si./ sel%20elektrolisis.pdf ( Diakses pada Tanggal 28 April 2014 Pukul 19: 23 WIB)
