Jumlah massa zat yang dihasilkan pada katoda atau anoda berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan selama elektrolisis.
Apabila arus listrik sebesar 1 Faraday ( 1 F ) dialirkan ke dalam sel maka akan dihasilkan :
• 1 ekivalen zat yang disebut massa ekivalen (e)
• 1 mol elektron ( e- )
"sebelum melanjutkan materi.... yang perlu diperhatikan adalah lambang massa ekivelen mirip dengan lambang elektron, pada penulisan lambang elektron ada yang menuliskan e dan ada juga yang menyertakan muatannya e-. Untuk membedakan dengan lambang massa ekivalen maka muatan pada elektron saya cantumkan."
Cara menghitung massa ekivalen (e) :
e = Ar Unsur / jumlah muatan ionnya
E = Ar/ n
sebagai contoh jika 1 F dialirkan ke reaksi elektrolisis :
Cu2+ + 2e- → Cu
maka massa ekivalen ( e ) logam Cu (Ar Cu = 63,5) = e Cu = 63,5/2 = 31,75
jika arus listrik diperbesar menjadi 2 kalinya massa Cu yang diendapkan juga dikali 2.
Dalam penulisan perbandingan mol suatu reaksi yang dijadikan patokan adalah mol dari elekrton.....
1 F = 1 mol e
(penting banget.... :) )
jika mol elektron = 1 mol maka :
Cu2+ + 2e- → Cu
1/2 mol 1 mol 1/2 mol
Hubungan Muatan Listrik dengan Arus Listri
C = I. t
Keterangan :
C = muatan listrik ( Coloumb )
I = arus listrik ( Ampere )
t = waktu ( sekon )
sedangkan hubungan antara Faraday dan muatan listrik ( C ) :
1 FARADAY = 96500 C
maka rumus Faraday :
F = I.t/ 96500
dan massa logam yang diendapkan :
m = e.F ---- M = e.I.t/ 96500
Contoh soal:
Dalam elektrolisis FeSO4 digunakan listrik sebesar 0,4 F. Hitung massa Fe (Ar Fe = 56 ) yang dihasilkan di katoda!
reaksi penguraiannya :
FeSO4 → Fe2+ + SO42-
(ingat... muatan SO4 itu hafalan.....)
Lanjut...
reaksi pada katoda :
Fe2+ + 2e- → Fe
Jadi muatan Fe ( n Fe ) = 2
massa ekivalen Fe ( e Fe ) = 56/2 = 28
m Fe = e.F
= 28.0,4 = 11,2 gram
cara lain.... bisa juga dihitung dengan prinsip Faraday = mol elektron, maka perbandingan mol dari persamaan reaksi di atas :
Fe2+ + 2e- → Fe
0,2 mol 0,4 mol 0,2 mol
m Fe = mol Fe . Ar Fe = 0,2 mol . 56 = 11,2 gram
antara 2 cara di atas ada kelebihannya masing-masing..... untuk cara pertama sebenarnya jika tahu muatan Fe = +2 maka sebenarnya massa Fe dapat dicari langsung dengan rumus tanpa menuliskan persamaan reaksinya....
sedangkan
Cara yang terakhir itu lebih umum... dapat menyelesaikan berbagai soal dalam bab ini.....
misalnya ada pertanyaan lanjutan :
Berapa volume gas oksigen yang dihasilkan pada anoda dalam keadaan STP!
SO4 adalah sisa asam yang mengandung oksigen berarti yang bereaksi pada anoda adalah air :
2H2O(aq) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e-
0,1 mol 0,4 mol
ingat perbandingan mol = koefisien reaksi jika 4e- = 0,4 mol maka satu O2 = 0,1 mol
setelah mol oksigennya tahu.... tinggal dicari volumenya dengan rumus stokiometri :
Volume O2 = mol O2 . 22,4 liter = 0,1 . 22,4 liter = 2,24 liter
Hukum Faraday II
Apabila 2 sel atau lebih dialiri arus listrik dalam jumlah yang sama (disusun seri) maka perbandingan massa zat-zat yang dihasilkan sebanding dengan massa ekivalen (e) zat-zat tersebut.
m 1 : m2 = Ar1/ n1 = Ar 2/ n 2
Keterangan :
m = massa zat dalam gram
e = massa ekivalen zat
Ar = massa molekul relatif
n = muatan ion positif zat/kation
Contoh :
Jika arus listrik dialirkan melalui larutan AgNO3 dan Ni (NO3)2 yang disusun seri maka akan terjadi endapan perak sebanyak 27 gram. Hitung massa endapan nikel yang terjadi! (Ar Ag = 108 dan Ar Ni = 59)
n Ag = 1 dan n Ni = 2
m Ag : m Ni = Ar Ag/n Ag : Ar Ni/n Ni
27 : m Ni = 108/1 : 59/2
m Ni = 7,375 gram
