Laporan Praktikum Elektrolisis Untuk Menentukan Bilangan Avogadro

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA 1

ELEKTROLISI UNTUK MENENTUKAN BILANGAN AVOGADRO

Oleh:
    1. Berlian Reza Fritantio    (140332601778)

LABOLATORIUM KIMIA FISIK
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
MEI 2017

 

A. Tujuan

1. Menentukan bilangan Avogadro
2.Mempraktekkan konsep bilangan Avogadro

B. Dasar Teori

Bilangan Avogadro (lambang: L atau N0) dinamakan sebagai tetapan Avogadro atau konstanta Avogadro. Bilangan Avogadro adalah banyaknya "entitas" (biasanya atom atau molekul) 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:

Nilai angka ini pertama kali diperkirakan oleh Johann Josef Loschmidt, yang pada 1865 menghitung jumlah partikel dalam satu sentimeter kubik gas dalam keadaan standar. Tetapan Loschmidt karena itu lebih tepat sebagai nama untuk nilai terakhir ini, yang dapat dikatakan berbanding lurus dengan bilangan Avogadro. Namun dalam kepustakaan berbahasa Jerman "tetapan Loschmidt" digunakan baik untuk nilai ini maupun jumlah entitas dalam satu mol (Dharmawati : 2011).

Suatu tetepan yang sangat penting dalam bidang kimia adalah bilangan Avogadro (N0). Ada macam – macam metode untuk menentukan bilangan itu. 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 (Sri Wahyuni : 2011).

Elektrolisis adalah peristiwa berlangsungnya reaksi kimia oleh arus listrik. Aliran listrik melalui suatu konduktor (penghantar) melibatkan 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 (Sri Mulyati : 2003).

Alat elektrolisis 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 (Nurwachid :2006)

Dasar dari penggunaan elektrolisis adalah pada saat 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(Sri Mulyati : 2003).
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 (Sri Mulyati : 2003)

Hukum elektrolisis Faraday berbunyi :
1. 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 (Ralph Petrucci : 2000).

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 (Sri Wahyuni : 2011).

C. Alat

1. Dua buah lempeng tembaga (5 cm x 3 cm) sebagai elektroda
2. Amperemeter skala 0 – 5 A
3. Kabel
4. Sumber DC yang dapat diubah – ubah tegangannya (Fischer variable power
1. supply model 100 A, 0-9 volt, 4-5 Ampere)
5. Gelas Piala
6. Pembakar spirtus
7. Kasa
8. Kaki tiga
9. Stopwatch
10. Termometer 0-100°C

D. Bahan

1. Aquades
2. Amplas
3. 80 mL larutan A (terdiri dari 100 gram NaCl dan 1 gram NaOH dalam 2 L aquades)

E. Prosedur Percobaan
1. Dibersihkan elektroda tembaga dengan amplas
2. Ditimbang salah satu elektroda yang digunakan sebagai anoda
3. Dimasukkan kedua elektroda tembaga dalam 80 mL larutan A
4. Disusun rangkaian listrik seperti gambar di bawah ini

5. Dipanaskan gelas piala sampai pada suhu 80 °C (dijaga tetap)
6. Dialairi arus listrik melalui larutan A pada suhu 80°C
7. Dicatat waktu dengan stopwatch
8. Dijaga arus listrik pada 1,5 A
9. Dimatikan arus listrik sesudah 10 menit
10. Dibersihkan anoda dengan air
11. Dikeringkan dengan kertas tissue
12. Ditimbang anoda sekali lagi

E. Data Pengamatan

Waktu percobaan : 10 menit
Berat anoda awal : 6,1967  gram
Berat anoda akhir : 5,6525 gram
Perubahan berat anoda : 0,5442 gram
Kuat arus listrik : 1,5 A
Suhu : 84 °C

F. Analisis Data dan Pembahasan

Arus listrik yang digunakan 1,5 Ampere , muatan yang digunakan untuk mengoksidasi 0,577 gram tembaga adalah :

Q = i.t
   = 1,5 A X 600 s
   = 900 Coulomb

Muatan yang diperlukan untuk mengiksidasi 1 mol Cu dengan Mr Cu = 63,54 g/mol adalah :

 

G. Pembahasan

Penentuan bilangan Avogadro dalam percobaan ini dilakukan melalui elektrolisis larutan NaCl dalam elektroda tembaga.Pada ruang anoda tembaga mengalami oksidasi membentuk ion Cu +yang mengakibatkan massa dari tembaga pada ruang anoda berkurang.Adapun reaksi yang terjadi diruang anoda dan ruang katoda adalah sebagai berikut:

Anoda : Cu (s) → Cu  (aq) + 1 e
Katoda : Cu (aq) + 1e → Cu (s)

Berdasarkan reaksi di atas di ruang anoda terjadi oksidasi dari Cu menjadi ion Cu +selanjutnya membentuk Cu 2 O (tembaga (I) oksida).Terbentuknya Cu 2 O ini dibuktikan dengan adanya endapan jingga kemerahan pada larutan, yang terlihat dari peristiwa ini adalah berkurangnya berat logam Cu pada akhir percobaan.Endapan Cu 2 O yang terbentuk tidak melekat pada katoda yang merupakan endapan Cu karena pada katoda dihasilkan gas H 2 yang menhalangi endapan Cu 2 O melekat pada katoda. Berdasarkan perubahan berat anoda sebesar 0,577 garam serta data pendukung yang lain didapatkan bilangan Avogadro sebesar 6,194.10 23 dengan persentase kesalahan sebesar 2, 84 %.Kesalahan ini dapat terjadi karena penjagaan kestabilan arus listrik sehingga bergerak naik turun yang menyebabkan jumalah endapan yang dihasilkan.

H. Kesimpulan

1. Dari hasil percobaan dihasilkan bilangan Avogadro sebesar 6,739181 dengan persen kesalahan sebesar 12,13 %.
2. Bilangan Avogadro dapat ditentukan sebagai jumlah ion Cu+ yang terbentuk dalam i mol Cu. 

I. Jawaban Pertanyaan

1. Endapan yang terbentuk adalah endapan dari tembaga (I) oksida yang merupakan hasil dari elektrolisis larutan yang terdiri dari 100 g NaCl dan 1 g NaOH dalam 2 L aquades dan elektroda Cu.

J. Daftar Pustaka

Mulyati, Sri dan Hendrawan.2003. Kimia Fisika II.IMSTEP JICA
Petrucci, Ralph H.2000. Kimia Dasar dan Prinsip Terapan Modern Jilid I.
Jakarta:Erlangga
Soebagio, dkk.2005.Kimia Analitik II.Malang:UM Press.
Sumari.2003.Petunjuk Praktikum Kimia Fisika.Malang:Kimia UM

 

Share this post