Percobaan ke-6
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I
ELEKTROLISIS UNTUK MENENTUKAN BILANGAN AVOGADRO Dosen Pengampu Bapak Sumari dan Ibu Fauziatul Fajaroh
Oleh :
Kelompok 10 Offering B
1. Linda Listya N (150331600457)**
2. Miftakhul Lindha Y (150331607201)
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG
April 2017
A. Judul Percobaan : Elektrolisis Untuk Menentukan Bilangan Avogadro
B. Tujuan : Setelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa dapat menentukan bilangan Avogadro (No) dan mengaplikasiskan konsep bilangan Avogadro (No).
C. Dasar Teori
Bilangan Avogadro (lambang: L atau N0) dinamakan sebagai tetapan Avogadro atau konstanta Avogadro. Bilangan Avogadro adalah banyaknya
"entitas" (biasanya atom ataumolekul) dalam satu mol, yang merupakan jumlah atom karbon-12 dalam 12 gram (0,012 kilogram) karbon-12 dalam keadaan dasarnya. Perkiraan terbaik terakhir untuk angka ini adalah:
Metode untuk menentukan bilangan Avogadro (No) ada macam- macam. Metode yang paling tepat adalah kristalografi sinar-X. Analisis kristalografi sinar-X hanya dilakukan para spesialis yakni kristalografer.
Pengukuran dan pemrosesan data yang diperlukan membutuhkan pengetahuan dan pengalaman yang banyak. Sehingga kristalografi sulit dilakukan jika untuk percobaan mahasiswa. Dalam percobaan ini, kita akan menentukan bilangan Avogadro secara elektrolisis. Elektrolisis garam dapur dengan elektroda yang terbuat tembaga menghasilkan ion tembaga (I) pada anoda.Ion tembaga itu, membentu tembaga (I) oksida yang mengendap.
Jumlah listrik yang diperlukan untuk mengoksidasi satu mol atom tembaga menjadi satu ion tembaga (I) dapat diukur. Dari jumlah muatan pada satu ion tembaga (I) kita dapat menghitung bilangan Avogadro. Jumlah muatan pada satu ion Cu+= 1,6.10-19 Coulomb.
Alat elektrolisa terdiri atas sel elektrolitik yang berisi elektrolit (larutan atau leburan), dan dua elektroda, anoda dan katoda. Pada anoda terjadi reaksi oksida sedangkan pada elektroda katoda terjadi reaksi reduksi. Pada suatu percobaan elektrolisa reaksi yang terjadi pada katoda bergantung pada kecenderungan terjadinya reaksi reduksi.
Elektrolisa adalah peristiwa berlangsungnya reaksi kimia oleh arus listrik. Aliran listrik melalui suatu konduktor (penghantar) melibatkan
N0 = 6,02214179 x 1023
perpindahan elektron dari potensial negatif tinggi ke potensial lainnya yang lebih rendah. Mekanisme dari transfer ini tidak sama untuk berbagai konduktor. Dalam penghantar elektronik, seperti padatan dan lelehan logam, penghantaran berlangsung melalui perpindahan elektron langsung melalui penghantar dari potensial yang diterapkan. Dalam hal ini, atom-atom penyusun penghantar listrik tidak terlibat dalam proses tersebut. Akan tetapi penghantar elektrolistik yang mencangkup larutan elektrolit dan lelehan garam-garam.
Penghantaran berlangsung melalui perpindahan ion-ion baik positif maupun negatif menuju elektroda-elektroda. Migrasi ini tidak hanya melibatkan perpindahan listrik dari suatu elektroda ke elektroda lainnya tetapi juga melibatkan adanya transport materi dari suatu bagian konduktor ke bagian lainnya.
D. PERALATAN YANG DIGUNAKAN
Dua buah lempeng tembaga (5cm x 3cm) sebagai elektroda
Ampermeter (skala 0-5A)
Kabel
Sumber DC yang dapat diubah-ubah tegangannya (Fisher variable power supply model 100 A 0-9 volt, 4-5 amper)
Gelas piala
Pembakar gas, kasa, dan kaki tiga
Stopwatch
Termometer 0-100oC
E. BAHAN YANG DIGUNAKAN
Aquades
Amplas besi
80 mL larutan A (larutan A terdiri dari 100 gram NaCl dan 1 gram NaOH dalam 2 liter air suling)
F. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Membersihkan elektroda tembaga dengan amplas.
2. Salah satu elektroda dipakai sebagai anoda. Menimbang elektroda tersebut pada neraca analitik.
3. Kedua elektroda tembaga dimasukkan ke dalam 80 mL larutan A dan menyusun rangkaian listrik seperti gambar berikut:
4. Memanaskan gelas piala sampai suhu 80oC dan menjaga suhu supaya tetap.
Ketika suhu tetap 80oC, menghubungkan aliran listrik dan mengalirkan melalui larutan A. Pada waktu yang sama memulai mencatat waktu dengan stopwatch.
5. Menjaga arus listrik agar selalu tetap selama percobaan, yaitu 1,5 amper (dapat dibaca pada ampermeter). Aliran ini sering berubah-ubah selama percobaan.
6. Mematikan arus listrik sesudah 10 menit. Membersihkan anoda dengan air kemudian dikeringkan.
7. Menimbang anoda tersebut sekali lagi.
G. DATA HASIL PENGAMATAN
Waktu Percobaan 600 s
Berat anoda awal 6.0639 g
Berat anoda akhir 5.5277 g
Perubahan berat anoda 0.5362 g
H. ANALISA PROSEDUR
Prosedur Kerja yang Disorot Analisa Membersihkan elektroda tembaga
dengan amplas
Untuk memperoleh elektroda tembaga yang bersih (tidak terkontaminasi senyawa lainnya)
Menimbang elektroda tembaga yang Untuk memperoleh berat awal anoda
dijadikan sebagai anoda pada neraca analitik
yang akan digunakan untuk mencari perubahan berat anoda
Memanaskan gelas piala sampai suhu 80oC
Untuk mempercepat proses reaksi
Menjaga suhu agar tetap pada 80oC Untuk menghindari larutan mendidih dan menghindari terbentuknya Cu2O
Menjaga arus listrik agar tetap konstan 1,5 amper
Untuk memperoleh hasil elektrolisis yang lebih akurat
Menimbang anoda setelah dilakukan elektrolisis
Untuk memperoleh berat akhir anoda yang akan digunakan untuk mencari perubahan
I. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Dalam percobaan ini dilakukan proses elektrolisis yang bertujuan untuk menentukan besarnya bilangan Avogadro. Hukum Avogadro (1811) berbunyi:"Jika dua macam gas (atau lebih) sama volumenya, maka gas-gas tersebut sama banyak pula jumlah molekul-molekulnya masing-masing, asal temperatur dan tekanannya sama pula". Dari pernyataan tersebut maka dalam melakukan praktikum ini diharapkan suhu dan tekanan sama agar jumlah molekul yang diperoleh, hasilnya sama dengan bilangan Avogadro.
Langkah pertama yang dilakukan yaitu membersihkan elektroda tembaga dengan amplas. Hal tersebut bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang terdapat dalam tembaga, sehingga diperoleh elektroda tembaga yang bersih. Kemudian ditimbang salah satu tembaga yang akan dijadikan sebagai anoda. Hasil penimbangan menunjukkan bahwa massa anoda awal adalah 6.0639 g.
Selanjutnya memasukkan kedua elektroda tembaga ke dalam 80 mL larutan A dan merangkai alat seperti pada prosedur percobaan di atas. Gelas piala yang berisi larutan A dipanaskan sampai suhu 80oC, hal tersebut bertujuan untuk mempercepat reaksi. Ketika suhu konstan 80oC, dihubungkan aliran listrik dan dialirkan melalui larutan A. Pada waktu yang sama dinyalakan stopwatch untuk mencatat waktu yang digunakan ketika elektrolisis. Arus listrik harus dijaga konstan selama percobaan, yaitu 1,5 A.
Ketika larutan mulai dialiri listrik, larutan A yang awalnya tidak berwarna,
menjadi berwarna jingga tua (seperti warna jus wortel). Endapan jingga tersebut merupakan endapan Cu2O yang diperoleh dari hasil elektrolisis elektroda tembaga.
Setelah 10 menit, aliran listrik dimatikan dan anoda dikeringkan dengan cara mengangin-anginkannya beberapa menit. Setelah kering, anoda ditimbang lagi dengan menggunakan neraca analitik dan hasil penimbangan menunjukkan bahwa massa anoda setelah elektrolisis adalah 5.5277 g
Selanjutnya dapat dihitung massa anoda yang berkurang.
Perhitungannya sebagai berikut:
Massa anoda yang berkurang = massa anoda awal – massa anoda akhir = ( 6.0639 – 5.5277 ) g
= 0.5362 g
Selama proses elektrolisis, pada anoda terjadi peristiwa oksidasi, elektron akan mengalir dari anoda menuju sumber arus kemudian diteruskan Sebelum dialiri listrik Setelah dialiri listrik
massa anoda awal
awal Massa anoda akhir
ke katoda, massa anoda setelah reaksi elektrolisis akan semakin berkurang dan warnanya juga semakin terang (kuning kecokelatan menjadi kuning) karena mengalami oksidasi. Sedangkan pada katoda terjadi peristiwa reduksi, ion positif pada katoda akan mengikat elektron dari sumber arus sedangkan yang dari larutan elektrolit akan bergerak menuju batang katoda, setelah reaksi elektrolisis akan terbentuk zat berwarna hitam yang menempel pada batang katoda. Adapun reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda adalah sebagai berikut:
Anoda : Cu (s) Cu+ (aq) + e- Katoda : Cu+ (aq) + e- Cu (s)
Berdasarkan reaksi tersebut, di ruang anoda terjadi oksidasi dari Cu menjadi ion Cu+ selanjutnya membentuk Cu2O (tembaga(I) oksida).
Terbentuknya Cu2O ini dibuktikan dengan adanya endapan jingga kemerahan pada larutan, yang terlihat dari peristiwa ini adalah berkurangnya berat logam Cu pada akhir percobaan. Endapan Cu2O yang terbentuk tidak melekat pada katoda yang merupakan endapan Cu karena pada katoda dihasilkan gas H2
yang menghalangi endapan Cu2O melekat pada katoda.
Arus listrik yang digunakan adalah 1,5 Ampere , muatan yang digunakan untuk mengoksidasi 0,5537 gram tembaga adalah :
Q = I x t
= 1,5 A
600 s = 900 Coulomb Muatan yang diperlukan untuk mengiksidasi 1 mol Cu dengan Mr Cu = 63,54 g/mol adalah :
Q Mr tembaga 900 Coulomb Perubahan berat anoda
= 106.650,5035 Coloumb
Jumlah mol ion Cu yang terbentuk dalam 1 mol Cu adalah :
Q 63, 54 g/mol 900 Coulomb 0, 5362 g
Jumlah ion Cu+ dalam 1 mol Cu = Muatan1ionCu+¿
M uatanuntuk mengoksidasi1mol Cu
¿ = 106.650,5035C
1,6x10−19C
=
6,666 x 10 23Maka nilai dari bilangan Avogadro (No) berdasarkan hasil percobaan adalah 6,666 x 10 23
Selanjutnya, dapat dihitung persen kesalahan dalam percobaan ini. Berikut perhitungannya.%Kesalahan=No hasil percobaan−No secara teoritis
No secara teoritis x 100 %
¿6, 666x1023−6,023x1023
6,023x1023
x
100 %¿10,6 7 %
Berdasarkan perubahan berat anoda sebesar 0,5362 gram serta data pendukung yang lain didapatkan bilangan Avogadro sebesar 6,666 x 10 23 dengan persentase kesalahan sebesar 10,67%. Presentase kesalahan yang didapatkan cukup besar, hal tersebut dapat dikarenakan :
1. Penjagaan kestabilan arus listrik kurang stabil sehingga bergerak naik turun dan hal tersebut akan mempengaruhi jumlah endapan yang dihasilkan.
2. Suhu larutan A tidak konstan pada 80oC.
3. Kurang bersihnya praktikan dalam mengamplas tembaga sebelum digunakan pada proses elektrolisis
J. KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan yang telah dipaparkan, diperoleh kesimpulan bahwa bilangan Avogadro yang diperoleh adalah 6,666 x 10 23 dengan persen kesalahan sebesar 10,67%.
K. TUGAS DAN PERTANYAAN
1. Hitung berapa coloum diperlukan untuk mengoksidasi x gram tembaga!
Diketahui : I = 1,5 Amper t = 600 sekon Ditanya : Q = ...?
Jawab : = Q = i
t= 1,5 A
600 s = 900 Coulomb2. Hitung berapa coloumb diperlukan untuk mengoksidasi satu mol tembaga.
Diketahui : Mr tembaga = 63,54 gram/mol
Perubahan berat anoda = 0,5537 gram
Q untuk mengoksidasi x gram tembaga = 900 Coloumb Ditanya : Q = ...?
Jawab : Q= Mr tembaga
Perubahan berat anoda x900Coloumb
¿63,54gram/mol
0,5537gram x900Coloumb
= 103.279,754 Coloumb
3. Muatan satu ion tembaga(I) (Cu+) adalah 1,6 x 10-19 coloumb. Hitung jumlah ion Cu+ yang terbentuk dalam percobaan (jumlah atom tembaga dalam satu mol tembaga sama dengan No)
Diketahui : Muatan untuk mengoksidasi 1 mol Cu = 103.279,754 C Muatan 1 ion Cu+ = 1,6 x 10-19 C
Ditanya : No = ...?
Jawab :
Jumlah ion Cu+ dalam 1 mol Cu (No) = Muatan1ionCu+¿
M uatanuntuk mengoksidasi1mol Cu
¿
= 103.279,754C
1,6x10−19C
=
6,455 x 10 234. Apakah endapan merah/jingga yang terbentuk dalam proses elektrolisis?
Endapan yang terbentuk adalah endapan tembaga (I) oksida atau Cu2O yang merupakan hasil dari elektrolisis larutan A dan elektroda Cu.
L. DAFTAR PUSTAKA
Soebagio, dkk.2005.Kimia Analitik II.Malang:UM Press.
Tim Kimia Fisika.2017.Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Malang: Kimia UM Mulyati, Sri dan Hendrawan.2003. Kimia Fisika II.IMSTEP JICA
LAMPIRAN
Anoda ditimbang kembali Pada tembaga yang berperan
Pada tembaga yang berperan
Setelah elektrolisis selesai, elektroda diangkat dari
larutan A Setelah dialiri listrik,
terbentuk endapan berwarna jingga kecoklatan.
Anoda ditimbang terlebih dahulu sebelum digunakan
untuk elektrolisis.
Diatur arus agar konstan 1,5 A
Tembaga diamplas terlebih dahulu sebelum digunakan
elktrolisis.
Rangkaian alat untuk proses elektrolisis