Pembahasan soal UN materi sel elektrokimia (hk. Faraday)

KD.  3.6-4.6

MATERI : PEMBAHASAN SOAL-SOAL UN  HUKUM FARADAY 1 DAN 2

KELAS   :  12 IPA 1,2,3

PERTEMUAN : 4

Hukum Faraday Pada Reaksi Sel Elektrokimia

Pengertian  Hukum Faraday. 

Michael Faraday adalah seorang pakar Kimia-Fisika Inggris. Faraday menyatakan bahwa sel elektrolisis dapat digunakan untuk menentukan banyaknya zat yang bereaksi berdasarkan jumlah muatan listrik yang digunakan dalam rentang waktu tertentu.

Dalam sel volta maupun sel elektrolisis terdapat hubungan kuantitatif antara jumlah zat yang bereaksi dan muatan listrik yang terlibat dalam reaksi redoks

Hukum Faraday menyatakan bahwa massa yang dihasilkan dalam suatu sistem sel elektrolisis berbanding lurus dengan muatan listrik yang mengalir dalam sel tersebut. Besarnya muatan listrik yang terjadi dalam sel merupakan hasil kali antara kuat arus yang dialirkan dengan lamanya waktu elektrolisisnya. Pernyataan ini merupakan prinsip dasar Hukum Faraday yang dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Dalam sel elektrokimia, massa zat yang diendapkan pada suatu elektrode sebanding dengan besarnya muatan listrik (aliran elektron) yang terlibat di dalam sel.

2. Massa ekuivalen zat yang diendapkan pada elektrode akan setara dengan muatan listrik yang dialirkan ke dalam sel.

Secara aljabar hukum Faraday I dapat diformulasikan sebagai berikut:

w = (e i t)/F

w = massa zat, gram

e = massa ekuivalen atau (M/valensi)

i = kuat arus, ampere

F = tetapan Faraday = 96.500 coulumb

1 F = satu mol elektron

Contoh Perhitungan Hukum Faraday Pada Sel Elektrolisis

Berapakah massa tembaga yang diendapkan di katode pada elektrolisis larutan CuSO4 dengan menggunakan kuat arus 2 A selama 20 menit. (diketahui bahwa massa atom relatif  tembaga adalah A_rCu = 63,5 g/mol)

Jawab

Di katode akan terjadi reaksi reduksi ion Cu²⁺ menjadi logam Cu seperti reaksi berikut:

Cu²⁺(aq) + 2 e^–  –>Cu(s)

Pada Reaksi ini, ion-ion Cu²⁺ yang terdapat dalam larutan akan tereduksi kemudian terendapkan dan membentuk tembaga logam pada katoda. Jumlah tembaga logam yang terendapkan akan tergantung pada lamanya dan arus yang digunakan.

e = (63,5 g/mol)/2

t = 20 menit = 1.200 s

w =( e i t)/ F

w = { [(63,5 g/mol)/2] × 2 A ×1.200 s}/96.500 coulumb

= 0,79 g

Dengan demikian, massa tembaga yang diendapkan pada katode adalah 0,79 gram