Bilangan Angkut (Metode pergerakan Batas)
10 Juni 2014
Penetapan Bilangan Angkut dalam Larutan Elektrolit Tujuan : menentukan bilangan angkut ion hidrogen dengan metode moving-boundary Kelompok 3: Dita Khoerunnisa, Eka Yulli Kartika, Nida Nurmiladia Rahma, Fikri Sholiha Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Ilmu Tarbiyah Dan Keguruan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
ABSTRAK Penghantaran arus listrik dalam larutan elektrolit dilakukan oleh ion-ion, baik ion positip maupun ion negatip. Bagian arus total yang dibawa oleh kation disebut bilangan angkut kation, t+ sedangkan yang dibawa oleh anion disebut bilangan angkut anion, t-. Pada percobaan kali melakukan penentuan bilangan angkut ion Hidrogen dengan metode pergerakan batas. Berdasarkan perhitungan didapatkan bilangan angkut ion Hidrogen sebesar 3,9. Hal ini tidak sesuai dengan teori, karena t+ + t- =1. Dalam hal ini t+ sudah melebihi 1
Kata kunci: bilangan angkut, metode pergerakan batas Widya Kusumaningrum (1112016200005)
1
Bilangan Angkut (Metode pergerakan Batas)
I.
10 Juni 2014
PENDAHULUAN Penghantaran arus listrik dalam larutan elektrolit dilakukan oleh ion-ion, baik ion
positip maupun ion negatip. Bagian arus total yang dibawa oleh kation disebut bilangan angkut kation, t+ sedangkan yang dibawa oleh anion disebut bilangan angkut anion, t-. Antara keduanya berlaku hubungan : t+ + t- = 1 ….. (1) Bagian arus yang dibawa oleh kation dan anion bergantung pada kecepatan gerak ion itu dalam larutan. Pada suhu tertentu hubungan antara bilangan angkut dan kecepatan gerak ion telah dirumuskan oleh Hittorf sebagai berikut: t+ =𝑉+𝑉++𝑉− ….. (2) t_ =𝑉_𝑉++𝑉−…… (3) Persamaan (2) dan (3) dikenal dengan aturan Hittorf (Suharto, dkk, 2002) Jika penentuan bilangan angkut dengan cara hittorf dengan didasarkan pada penambahan kosentrasi larutan disekitar elektrodanya, maka cara gerak batas (moving boundary method) didasarkan pada pergerakan ion ion ketika beda potensial diterapkan. Pergerakkan ion ini pada perbatasan dua larutan elektrolit dapat langsung diamati (Mulyani dan Hendrawan, 2010: 83) . Bilangan tanspor dari setiap ion didefinisikan sebagai bagian dari arus total yang dibawa oleh ion utama. bilangan ini disebut juga “Bilangan penghantaran”. Bilangan penghantaran dihitung dengan a). metode Hittorf ataupun dengan b) metode pembatasan yang bergerak. Dalam metode pembatas yang bergerak, bilang transport dihitung oleh :ti =
Dimana Ci adalah konsentasi ion I dalam equivalen dm-3, I adalah arus listrik dalam amper, V adalah volume melalui mana pembatas yang bergerak lewat, dinyatakan dalam m3 dan t adalah waktu dalam detik (Dogra.2009: 495-499). Widya Kusumaningrum (1112016200005)
2
Bilangan Angkut (Metode pergerakan Batas)
10 Juni 2014
Pada sel elektrolisis zat-zat dapat terurai sehingga terjadi perubahan massa. Peruraian tersebut disebabkan oleh energy listrik yang diangkut oleh ion-ion yang bergerak di dalam larutan elektrolit, atau karena adanya daya gerak listrik di dalam sel tersebut. Daya gerak listrik ini merupakan perbedaan potensial standar electrode negatif (katode) dan potensial standar electrode positif (anode). Perbedaan potensial standar ini biasanya disebabkan perbedaan bahan yang dipakai antara anode dan katode, namun bisa juga bahan yang dipakai sama, tetapi konsentrasi larutan elektrofitnya berbeda. Jenis yang terakhir ini disebut sel konsentrasi (Daryoko.dkk. 2009) Hukum elektrolisis Faraday 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 adalahkonstan tidak bergantung jenis zat. Misalnya, kuantitas listrik yang diperlukan untukmengendapkan 1 mol logam monovalen adalah 96 485 C(Coulomb) tidak bergantung pada jenislogamnya.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, 9,65x104C, yang didefinisikan sebgai kuantitas listrik yang dibawa oleh 1 mol elektron. Dimungkinkanuntuk menghitung kuantitas mol perubahan kimia yang disebabkan oleh aliran arus listrik yangtetap mengalir untuk rentang waktu tertentu (Rani, 2013).
Widya Kusumaningrum (1112016200005)
3
Bilangan Angkut (Metode pergerakan Batas)
II.
10 Juni 2014
ALAT, BAHAN, DAN PROSEDUR KERJA Alat dan Bahan Alat dan bahan
Jumlah
Tabung elektrolitik
1 buah
Elektroda Cu dan C
1 buah
Larutan HCl 1M
50 ml
Stopwatch
1 buah
Power supply
1 buah
Multimeter
1 buah
Kabel
6 buah
Klem 2 jari
1 buah
Statif 1 buah
Indikator metil violet
Langkah Kerja:
1. Bersihkan tabung dan keua elektroda yang akan digunakan
2. Set semua alat dan powar supplay dalam keaadan off 3. Isilah tabung dengan HCl 1M sampai merendap elektroda Cu setinggi 1 cm dan ukur suhunya 4. Periksa ulang bahwa elektode cu (katoda telah tepat dihubungkan dengan kutub negatuf dari power supply termasuk keseluruhan persiapan alat) 5. Nyalakan powar supply atur kuat arus yang diterapkan dengan besar sekitar 75mA. Caranya : sambungkan stopkontak, bacalah petunjuk ammeter, dan bila angka itu belum dicapai, tukarlah potensial pada PS yang tersedia (mulai dari 3V, 6V, dst) atau dengan memperpendek jarak A-K sampai diperoleh mili-ammeter menunjuk angka sekitar 75mA. Widya Kusumaningrum (1112016200005)
4
Bilangan Angkut (Metode pergerakan Batas)
10 Juni 2014
6. Setelah semua langkah telah dipenuhi, teruskan elektrolisis berlangsung kation yang lebih ringan dalam hal ini ion H+ akan menuju katoda Ag dan berubah menjadi gas H2 sementara didaerah katoda larutan akan menjadi berwarna dan bergerak naik perlahan. Tepat permukaan arutan berwarna ini tercapai tanda batas bawah (b-b’), jalankan stopwatch dan baca lagi kuat arus (lih langkah 6). Ketika permukaan larutan berwarna mendekati titik tengah dari dua batas b-b’-a-a’ baca ulang kuat arus. Tepat permuakaan larutan berwarna mencapai batas asat a-a’ hentikan stopwatch (catat waktunya) dan lakukan lagi pengukuran kuat arus listrik III.
HASIL DAN PEMBAHASAN a. Data hasil percobaan Kuat arus
Waktu
Jarak
0,52 A
1.5,10 menit
2cm
0,56
1.27,81 menit
2 cm
161 detik
2 cm
Rata-rata: 0,54 A
b. Perhitungan t+ = Mencari Q+= n.z.F Volume
= L.alas x tinggi larutan = 1,766 cm2 x 2 cm = 3,532 cm3 =3,532 x 10-3 dm3
Mol HCl
=vxM = 3,532 x 10-3 dm3
n H+ yang pindah Q+
x 1M
= 3,532 x 10-3 mol
= n.z.F Widya Kusumaningrum (1112016200005)
5
Bilangan Angkut (Metode pergerakan Batas)
10 Juni 2014
= (3,532 x 10-3) (1) (96.500) = 340,838 C Q
=Ixt = 0,54 Ax 161 s = 86,94 C
t+ = t+ = t+ = 3,9 Pada percobaan kali melakukan penentuan bilangan angkut ion Hidrogen dengan metode pergerakan batas. Penentuan ini didasarkan pada penambahan konsentrasi larutan di sekitar elektrodanya. Larutan elektrolit HCl dimasukkan ke dalam tabung elektrofiflik sebagai lapisan atas, kemudian diberikan indikator metil violet yang berfungsi untuk melihat pergerakan nya dalam larutan saat beda potensial dinyalakan. Saat power supply dinyalakan maka terjadilah perubahan dari energi listrik menjadi energi kimia. Disinilah terjadi proses pengangkutan ion-ion positif dan negatif. Banyaknya bagian arus yang diangkut oleh anion dan kation tidak sama. Ion yang bergerak lebih cepat akan mengangkut jumlah listrik yang lebih banyak melalui larutan dalam satuan waktu tertentu atau ion tersebut mengangkut bagian arus yang lebih banyak.
Berdasarkan perhitungan didapatkan bilangan angkut ion Hidrogen sebesar 3,9. Hal ini tidak sesuai dengan teori, karena t+ + t- =1. Dalam hal ini t+ sudah melebihi 1. Hal tersebut dapat terjadi karena pengukuran volume , pengukuran waktu dan kuat arus yang tidak teliti dikarenakan saat percobaan alatnya kurang berfungsi.
Widya Kusumaningrum (1112016200005)
6
Bilangan Angkut (Metode pergerakan Batas)
IV.
10 Juni 2014
KESIMPULAN Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: 1. Bilangan angkut ion hidrogen ialah 3,9. 2. Penentuan bilangan angkut dapat dilakukan dengan metode pergerakan batas.
V.
DAFTAR PUSTAKA Dogra, SK dan Dogra, S.1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: UI press. Mulyani, S, dan Hendrawan.2010. Common Text Book (edisi revisi) KIMIA FISIK II.
Bandung. UPI-Press. Suharto,
dkk.2002.
Petunjuk
Prakatikum
Kimia
Fisika
II.
Diakses
dari
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0C DMQFjAB&url=http%3A%2F%2Fstaff.uny.ac.id%2Fsystem%2Ffiles%2Fpendidikan%2FIsana%25 20Supiah%2520YL.%2C%2520Dra.%2C%2520M.Si.%2FPKF2.pdf&ei=dJmBU9HmHtCElAWvpw E&usg=AFQjCNER_AujMIxxSfFAqMW8Uiq43jlmEg&bvm=bv.67720277,d.dGI . Pada tanggal 29 Juni 2014. Rani,
Yuriska
Sekar.
2013.
Elektrolisis.
Diakses
dari
http://www.scribd.com/doc/132380029/elektrolisis . Pada tanggal 29 Juni 2014. Mulyono. 2009. Optomasi Proses Reaksi Pembangkitan Ag2+ pada Sel Elektrolisis Berkapasitas satu
liter.
Diakses
dari
http://jurnal.sttn-batan.ac.id/wp-content/uploads/2010/03/D-
12%20_MULYONO_.pdf . Pada tanggal 29 Juni 2014.
Widya Kusumaningrum (1112016200005)
7
