larutan CuSO 0,1
₄
M sebanyak 50 mL
ke gelas kimia
kedua elektrode
diampelas dan
ditimbang
digunakan 2 variasi
elektrode
1. katode-anode
(C-C)
2. katode-anode
(C-Cu)
dicelupkan dua
elktrode pada larutan
rangkaian
elektrolisis disiapkan
dilakukan
elektrolisis dengan
berbagai varian beda
potensial
waktu yang
digunakan dengan
berbagai varian
PERCOBAAN IX ELEKTROGRAVIMETRI A. TUJUANPemisahan tembaga dari suatu senyawa dengan menggunakan teknik elektrogravimetri.
B. DASAR TEORI
Sebagian besar metode elektroanalisis didasrkan pada sifat-sifat elektrokimia dari suatu larutan. Hal ini mengingat bahwa suatu larutan elektrolit yang terdapat dalam suatu bejana yang dihubungkan dengan dua buah electrode akan memberikan arus listrik yang disebabkan oleh adanya perbedaan beda potensial. Peristiwa yang terjadi dalam sel elektrolisis adalah reaksi oksidasi reduksi berlangsung 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 negative potensial sel akan diinduksi. Dengan kata lain, reaksi yang tidak berlangsung spontan diinduksi dengan energi listrik. Proses ini disebut elektrolisis. Salah satu aplikasi dari proses pengendapan pada suatu katode. Proses ini disebut dengan elektrogravimetri, sebagai contoh adalah proses pelapisan suatu logam. Dalam proses ini, logam akan dipisahkan melalui reduksi pada katode sebagai unsure.
C. ALAT DAN BAHAN
Alat : 1. Ampelas 2. Gelas kimia 3. Electrode karbon 4. Electrode tembaga 5. Sumber tegangan 6. Ampereme ter 7. Stopwatch 8. Voltmeter 9. Gelas ukur 10. Neraca digital Bahan : 1. Larutan CuSO₄ 0,1 M 2. Larutan CuSO₄ 0.05 M D. PROSEDUR
E. DATA PENGAMATAN
Kelompok 1
Katode : karbon (C)
Sumber tegangan : 3 V
CuSO₄ 0,1 M CuSO₄ 0,05 M CuSO₄ 0,1 M
Volume larutan 50 mL 50 mL 50 mL
Massa katode awal 4,793 gram 4,772 gram 4,767 gram
Masaa anode awal 13,560 gram 13,535 gram 13,524 gram
Warna larutan awal Biru Biru muda Biru
Warna larutan setelah pengadukan
Biru Biru muda Biru
Waktu 15 menit 15 menit 25 menit
Massa katode akhir 4,800 gram 4,774 gram 4,779 gram
Massa anode akhir 13,558 gram 13,533 gram 13,520 gram
Selisih massa endapan
0,002 gram 0,002 gram 0,004 gram
Kelompok 2
Katode : karbon (C)
Anode : karbon (C)
Sumber tegangan : 3 V
CuSO₄ 0,1 M CuSO₄ 0,1 M CuSO₄ 0,05 M
Volume larutan 75 mL 75 mL 75 mL
Massa katode awal 6,414 gram 6,415 gram 6,410 gram
Masaa anode awal 6,060 gram 6,036 gram 6,030 gram
Waktu 15 menit 25 menit 15 menit
Kuat arus 0,2 A 0,2 A 0,2 A
Massa katode akhir 6,424 gram 6,439 gram 6,453 gram
Massa anode akhir 6,039 gram 6,033 gram 6,029 gram
Kelompok 3
Katode : tembaga
Anode : karbon
Sumber tegangan : 1,5 V
CuSO₄ 0,1 M CuSO₄ 0,1 M CuSO₄ 0,05 M
Volume larutan 50 mL 50 mL 50 mL
Sumber tegangan : 6 V
CuSO₄ 0,1 M CuSO₄ 0,05 M CuSO₄ 0,1 M
Volume larutan 50 mL 50 mL 50 mL
Massa katode awal 5,487 gram 5,093 gram 5,091 gram
Masaa anode awal 5,104 gram 5,463 gram 5,483 gram
Waktu 20 menit 20 menit 10 menit
Kuat arus 0,2 A 0,2 A 0,2 A
Massa katode akhir 5,593 gram 5,104 gram 5,113 gram
Massa anode akhir 5,105 gram 5,456 gram 5,465 gram
Kelompok 5 Katode : tembaga Anode : karbon Sumber tegangan : 6 V CuSO₄ 0,1 M CuSO₄ 0,05 M CuSO₄ 0,1 M CuSO₄ 0,05 M Volume larutan 50 mL 50 mL 50 mL 50 mL
Massa katode awal 13,880 gram 13,888 gram 13,878 gram 13,883 gram
Masaa anode awal 5,960 gram 5,963 gram 6,369 gram 6,357 gram
Waktu 10 menit 10 menit 20 menit 20 menit
Massa katode akhir 13,895 gram 13,906 gram 13,923 gram 13,931 gram
Massa anode akhir 5,958 gram 5,963 gram 6,365 gram 6,355 gram
Kelompok 6
Katode : karbon
Anode : karbon
Sumber tegangan : 1,5 V
CuSO₄ 0,1 M CuSO₄ 0,05 M CuSO₄ 0,1 M
Volume larutan 50 mL 50 mL 50 mL
Masaa anode awal 4,846 gram 4,839 gram 4,840 gram
Waktu 15 menit 15 menit 25 menit
Kuat arus 0,2 A 0,2 A 0,2 A
Massa katode akhir 5,272 gram 5,260 gram 5,263 gram
Massa anode akhir 4,842 gram 4,840 gram 4,834 gram
F. ANALISIS DATA dan Pembahasan
Kelompok 1 Katode : Cu (aq) → Cu2+ (aq) + 2e- x 2 E = -0,34V⁰ Anode : 4H+ (aq) + O 2 (g) + 4e- → 2H2O (l) x 1 E = +1,23V⁰ Sel : 2Cu (aq) + 4H+ (aq) + O 2 (g)→ 2Cu2+ (aq) + 2H2O (l) E =+0,89V⁰
Reaksi berlangsung spontan
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 3 V
t = 15 menit
I = 0,2 A
Mr Cu = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 13,560 g – 13,558 g = 0,002 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A900s 96500C m=0,0296
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100 = 0,02960,002ggx100
Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 3 V
t = 15 menit = 900 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 13,535 g – 13,533 g = 0,002 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A900s 96500C m=0,0296g
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100
= 0,02960,002ggx100 = 6,76 %
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 3 V
t = 25 menit = 1500 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 13,524 g – 13,520 g = 0,004 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A1500s 96500C m=0,0494g
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100 = 0,04940,004ggx100
= 8,10 % Kelompok 2 Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾ → Cu (s) x 2 E = +0,34V Anode : 2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e- x 1 E = -1,23V⁰ Sel : 2H₂O (l) → H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O 2 (g) E = -0,89V⁰
Reaksi tidak berlangsung spontan
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 3 V
t = 15 menit = 900 s
I = 0,2 A
Mr Cu = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 6,060 g – 6,039 g = 0,021 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A900s 96500C
m=0,0296 Rendemen Cu = berat endapan berat sampel x100
= 0,02960,021ggx100 = 70,94 %
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 3 V
T = 25 menit = 1500 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 6,036 g – 6,033 g = 0,003 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A1500s 96500C m=0,0494g
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100 = 0,04940,003gg x100 = 6,073 %
Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 3 V
t = 15 menit = 900 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 6,030 g – 6,029 g = 0,001 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A9 00s 96500C
m=0,0296
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100
= 0,02960,001gg x100 = 3,38 % Kelompok 3 Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾ → Cu (s) x 2 E = +0,34V Anode : 2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e- x 1 E = -1,23V⁰ Sel : 2H₂O (l) → H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O 2 (g) E = -0,89V⁰
Reaksi tidak berlangsung spontan
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 1,5 V
t = 15 menit = 900 s
I = 0,2 A
Mr Cu = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 5,399 g – 5,394 g = 0,005 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A900s 96500C
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 1,5 V
T = 25 menit = 1500 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 5,366 g – 5,377 g = - 0,011 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A1500s 96500C m=0,0494g
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100 = −0,04940,011ggx100 = -22,27 %
Keterangan : bernilai negative karena praktikan pada proses pengeringan menggunakan oven tidak dilakukan sampai kering.
Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 1,5 V
t = 15 menit = 900 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 6,030 g – 6,029 g = -0,001 g
Menurut Hukum Faraday
m=0,0296
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100
= −0,02960,001ggx100 = -3,38 %
Keterangan : bernilai negative karena praktikan pada proses pengeringan menggunakan oven tidak dilakukan sampai kering.
Kelompok 4
Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾ → Cu (s) x 2 E = +0,34V
Anode : 2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e- x 1 E = -1,23V⁰
Sel : 2H₂O (l) → H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O
2 (g) E = -0,89V⁰
Reaksi tidak berlangsung spontan
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 6 V
t = 20 menit = 1200 s
I = 0,2 A
Mr Cu = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 5,104 g – 5,105 g = -0,001 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A12 00s 96500C
m=0,0 395 Rendemen Cu = berat endapan berat sampel x100
= −0,03950,001ggx100 = -2,53 %
Keterangan : bernilai negative karena praktikan pada proses pengeringan menggunakan oven tidak dilakukan sampai kering.
Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 6 V
T = 20 menit = 1200 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 5,463 g – 5,456 g = 0,007 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A12 00s 96500C m=0,0 395
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100 = 0,03950,007ggx100 = 17,72 %
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 6 V
t = 10 menit = 600 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 5,483 g – 5,465 g = 0,018 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A6 00s 96500C
m=0,0 196
Rendemen Cu = berat e ndapanberat sampel x100
= 0,01960,018gg x100 = 91,84 % Kelompok 5 Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾ → Cu (s) x 2 E = +0,34V Anode : 2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e- x 1 E = -1,23V⁰ Sel : 2H₂O (l) → H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O 2 (g) E = -0,89V⁰
Reaksi tidak berlangsung spontan
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 6 V
t = 10 menit = 600 s
I = 0,2 A
Mr Cu = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 5,960 g – 5,958 g = 0,002 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A6 00s 96500C
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 6 V
T = 20 menit = 1200 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 6,369 g – 6,365 g = 0,004 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A12 00s 96500C m=0,0 395
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100
= 0,03950,00 4ggx100 = 10,13 %
Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 6 V
t = 10 menit = 600 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 5,963 g – 5,963 g = 0 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A6 00s 96500C
m=0,0 19 Rendemen Cu = berat endapan berat sampel x100
= 0,01960g g x100 = 0 %
Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 6 V
T = 20 menit = 1200 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 6,357 g – 6,355 g = 0,002 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A12 00s 96500C m=0,0 395
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100 = 0,03950,002ggx100 = 5,06 % Kelompok 6 Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾ → Cu (s) x 2 E = +0,34V Anode : 2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e- x 1 E = -1,23V⁰ Sel : 2H₂O (l) → H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O 2 (g) E = -0,89V⁰
= 4,846 g – 4,842 g = 0,004 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A900s 96500C
m=0,0296 Rendemen Cu = berat endapan berat sampel x100
= 0,02960,004ggx100 = 13,51 %
Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 1,5 V
T = 15 menit = 900 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 4,839 g – 4,840 g = 0,009 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A9 00s 96500C m=0,0494g
Rendemen Cu = berat endapanberat sampel x100 = 0,04940,009ggx100 = 18,22 %
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 1,5 V
t = 25 menit = 1500 s
I = 0,2 A
Mr = 63,5
Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir
= 4,840 g – 4,834 g = 0,006 g
Menurut Hukum Faraday
m= e it 96500 m= 63,5 4 g0,2A15 00s 96500C
m=0,0296g Rendemen Cu = berat endapan berat sampel x100
= 0,02960,006ggx100 = 20,27 %
Elektrogravimetri adalah suatu metode analisa dimana prinsip elektrogravimetri hampir sama dengan metode gravimetri.
Elektrogravimetri didefinisikan sebagai metode analisis untuk
mengendapkan ion logam menjadi logam dengan menggunakan arus listrik. Percobaan ini dilakukan dengan tujuan untuk memisahkan tembaga dari suatu senyawa dengan menggunakan teknik
elektrogravimetri.
Larutan yang digunakan untuk proses elektrolisis yaitu larutan CuSO4 0,1M dan larutan CuSO4 0,05M dengan 2 perlakuan yaitu menggunakan karbon sebagai elektroda (katoda dan anoda)
sedangkan perlakuan kedua karbon dan tembaga sebagai anode dan
katode begitu juga sebaliknya. Proses elektrolisis dilakukan dengan
variasi tegangan atau beda potensial yaitu 1,5V; 3V ; 6V. Begitu pula waktu yang digunakan juga bervariasi yaitu 15 dan 25 menit untuk beda potensial sebesar 1,5V dan 3V, sedangkan untuk beda potensial 6V
digunakan waktu 10 dan 20 menit.
Walaupun percobaan ini dilakukan dengan berbagai perlakuan, tetapi prinsip dasarnya tetap sama yaitu elektrolisis pada anode terjadi peristiwa oksidasi, electron akan mengalir dari anode menuju sumber arus kemudian diteruskan ke katode, massa anode setelah reaksi elektrolisis akan semakin berkurang dan warna larutan akan
semakinpudar karena mengalami oksidasi. Sedangkan elektrolisis pada katode terjadi peristiwa reduksi , ioj positif pada katode akan mengikat electron dari sumber arus sedangkan yang dari larutan elektrolit akan bergerak menuju katoode, setelah reaksi elektrolisis akan terbentuk zat berwarna hitam yang menempel pada batang karbon.
Pertama, 50 ml larutan CuSO4 (0,1M dan 0,05M) dimasukkan ke dalam gelas kimia, kemudian kedua elektroda dicelupkan. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi perpindahan elektron dari anoda menuju katoda. Berikut persamaan sel
1. Katode : Cu (aq) → Cu2+ (aq) + 2e- x 2 E = -0,34V⁰
Anode : 4H+ (aq) + O
2 (g) + 4e- → 2H2O (l) x 1 E = +1,23V⁰
Sel : 2Cu (aq) + 4H+ (aq) + O
2 (g)→ 2Cu2+ (aq) + 2H2O (l) E =+0,89V⁰
Reaksi berlangsung spontan
2. Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾ → Cu (s) x 2 E = +0,34V
Anode : 2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e- x 1 E = -1,23V⁰
Sel : 2H₂O (l) → H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O
2 (g) E = -0,89V⁰
Reaksi tidak berlangsung spontan
Sehingga reaksi tersebut diinduksi dengan energi listrik.
Berdasarkan perlakuan pada percobaan didapat rendemen Cu seperti berikut CuSO₄ 0,1 M 15 menit CuSO₄ 0,05 M 15 menit CuSO₄ 0,1 M 25 menit 3 V 6,76 % 6,76 % 8,10% 70,94% 3,38 % 6,073% CuSO₄ 0,1 M 15 menit CuSO₄ 0,1 M 25 menit CuSO₄ 0,05 M 15 menit 1,5 V 16,89 % -22,27% -3,38 % 13,51% 18,22 % 20,27% CuSO₄ 0,1 M 20 menit CuSO₄ 0,1 M 10 menit CuSO₄ 0,05 M 20 menit CuSO₄ 0,05 M 10 menit 6 V -2,53% 91,84% 17,72 %
1. Konsentrasi semakin pekat rendemen yang dihasilkan akan semakin banyak karena persaingan antara Cu2+ dan O
2 untuk membentuk reaksi sel, semakin positif E⁰ sel
reaksi sel akan berlangsung spontan.
2. Sumber tegangan semakin besar maka perpindahan elektron dari anode
menuju katode akan semakin cepat sehingga endapan yang didapat dalam katode semakin banyak mengakibatkan hasil rendemen logam tembaga semakin besar.
3. Waktu semakin lama endapan yang terbentuk pada katode akan semaikn banyak sehingga hasil rendemen yang diperoleh semakin besar dan juga mengakibatkan warna larutan semakin pudar.
G. KESIMPULAN
1. Konsentrasi semakin pekat rendemen yang dihasilkan akan semakin banyak.
2. Sumber tegangan semakin besar hasil rendemen logam tembaga
semakin besar.
3. Waktu semakin lama hasil rendemen yang diperoleh semakin besar.
H. DAFTAR PUSTAKA
Liliasari. 1996. KIMIA 3. Jakarta: Balai Pustaka.
Sumari. 2003. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Malang: Jurusan Kimia Universitas Negeri Malang.
Zakia,Neena. 2013. Petunjuk Praktikum Pemisahan Kimia. Malang: Jurusan Kimia Universitas Negeri Malang.