Hukum Faraday

Akibat aliran arus listrik searah ke dalam larutan elektrolit akan terjadi perubahan kimia dalam larutan tersebut. Menurut Michael Faraday (1834) lewatnya arus 1 F mengakibatkan oksidasi 1 massa ekivalen suatu zat pada suatu elektroda (anoda) dan reduksi 1 massa ekivalen suatu zat pada elektroda yang lain (katoda).

Hukum Faraday I: Massa zat yang timbul pada elektroda karena elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang mengalir melalui larutan.

W ~	Q		W =	berat zat yang diendapkan (g).
W ~	I ∙ t		Q =	jumlah arus listrik = muatan listrik (C)
W =	e ∙ I ∙ t		e =	tetapan = (gek : F)
			I =	kuat arus listrik (A).
=	gek ∙ I ∙ t		t =	waktu (dt).
	F		gek =	massa ekivalen zat (gek).
			Ar =	massa atom relatif.
=	Ar∙L∙t		n =	valensi ion.
	n∙F		F =	bilangan faraday = 96 500 C.

Massa ekivalen = massa zat yang sebanding dengan 1 mol elektron = 6,02 x 10²³ e¯

1 gek ∼ 1 mol e¯

Jika arus listrik 1 F dialirkan ke dalam larutan AgNO₃ maka akan diendapkan 1 gram ekivalen Ag.

Ag⁺ _(aq) + e¯ ⎯→ Ag _(s)

1 mol e¯ ∼ 1 mol Ag ∼ 1 gram ekivalen Ag

Untuk mendapatkan 1 gram ekivalen Ag diperlukan 1 mol e¯

1 gram ekivalen Ag = 1 mol e¯ = 1 mol Ag = 108 gram Ag

Jika listrik 1 F dialirkan ke dalam larutan CuSO₄ maka akan diendapkan 1 gek Cu.

Cu²⁺ _(aq) + 2e¯ ⎯→ Cu _(s)

2 mol e¯ ∼ 1 mol Cu

1 mol e¯ ∼ ½ mol Cu

1 gek Cu = 1 mol e¯ = ½ mol Cu = (½ x 64) gram Cu = 32 gram Cu

Q = banyaknya arus listrik yang dialirkan (Coulomb) = I . t (Ampere.detik)

Muatan 1 e¯ = 1,6 x 10¯19 C Muatan 1 mol e¯ = (6,02 x 1023) x (1,6 x 10¯19) C ≈ 96 500 C = 1 F

Contoh soal:

1. Berapa gram Ni yang diendapkan pada elektrolisis larutan NiSO₄ dengan arus listrik 24 125 C ?

Jawab:

NiSO4 (aq) ⎯→ Ni2+ (aq) + SO42¯ (aq) w = (59 g/mol x 24125 C)/(2x96500 C/mol)= 7,375 g

2. Bila arus 20 A dialirkan melalui leburan kriolit yang mengandung Al₂O₃ selama 50 menit, berapa gram Al yang terbentuk dan berapa liter gas O₂ yang timbul jika diukur pada keadaan standar (STP) ?

Jawab:

massa Al =  (27 g/mol x 20 A x 50 menit x 60 dt/menit)/(3 x 96500 C/mol)                 = 5,60 g massa O= (16 g/mol x 20 A x 50 menit x 60 dt/menit)/(2 x 96500 C/mol)                  = 4,97 g Volume gas pada keadaan STP = 22,4 L/mol Volume O2 =4,97 g/(32 g/mol) x 22,4 L/mol = 3,48 L

Hukum Faraday II: Massa dari bermacam-macam zat yang timbul pada elektrolisis dengan jumlah listrik sama, berbanding lurus dengan massa ekivalennya.

W Cu : W Au : W Ag                                 =             ArCu  :     ArAu  :    ArAg  nCu          nAu         nAg =             64/1,5 : 197/1 : 108/0,3 =             96 : 197 : 324

Baca Juga : Elektrolisis

Related Posts