HUKUM FARADAY dan ELEKTROLISIS

 

Hukum Faraday

klik materi elektrolisis

Hukum faraday merupakan bagian dari Sel elektrokimia suatu reaksi kimia yang menghasilkan beda potensia seperti elektroda seng dan tembaga memiliki beda potensial keseluruhan yang positif (+1.10 volt),sehingga reaksi kimia tersebut berlansung spontan dan  menghasilkan arus listrik. Sel seperti itu disebut sel volta . Sebaliknya, reaksi kimia yang berlangsung  menggunakan arus agar reaksi tersebut berlangsung disebut Elelktolisis.

Dalam elektrosis banyak digunakan dalam hal  untuk menguraikan banyak senyawa menjadi elemen penyusunnya. suatu contoh lain adalah elektrolisis natrium klorida cair untuk menghasilkan logam natrium cair dan gas klor:

                    2NaCl_(l)  → 2 Na_(s) + Cl_2(g)

Atau dalam larutannya menghasilkan gas hydrogen, larutan natrium hidroksida dan gas Klorida.

Besaran besaran yang dihasilkan pada reaksi elektrolis dapat ditentukan dengan suatu Hukum kuantitatif elektrokimia yang ditemukan oleh Michael Faraday dari Inggris. Makalahnya pada tahun 1834 tentang elektrolisis memperkenalkan banyak seperti ion, kation, anion, elektroda, katoda, anoda, dan elektrolit . Dia menemukan bahwa massa zat yang dihasilkan oleh reaksi redoks pada elektroda sebanding dengan jumlah muatan listrik yang telah melewati sel elektrokimia. Untuk unsur-unsur dengan bilangan oksidasi (biloks) berbeda, jumlah listrik yang sama menghasilkan lebih sedikit mol unsur dengan bilangan oksidasi yang lebih tinggi.Satuan dasar muatan listrik yang digunakan oleh ahli kimia disebut faraday ,

Dalam mempelajari hukum  Faraday kalian harus memahami dan mengerti tentang materi elektrolisis yaitu bagaimana reaksi yang terjadi di anoda dan katoda, dengan fase zatnya

Hukum pertama Faraday

menyatakan bahwa massa zat yang dihasilkan sebanding dengan kuantitas listrik

ini juga dapat didefinisikan sebagai, "jumlah zat apa pun yang terlibat dalam reaksi pada elektroda berbanding lurus dengan jumlah listrik yang melewati larutan."

Secara matematis, jika Wg dari suatu bahan diendapkan atau dilarutkan ketika Q coulomb listrik dilewatkan, maka

Jadi, 1 Faraday = 1 F = Muatan listrik yang dibawa oleh satu mol elektron

.  1 F = Muatan pada elektron × bilangan Avogadro

atau,

1 F = e^– × NA = (1,602 × 10^–19C) × (6,02 × 10²³mol ^{– 1}), 1 F = 96488 C mol ^{– 1}

Secara matematis dirumuskan :

Mol electron = F

 Keterangan :

W = jumlah zat yang dihasilkan (g)

e = berat ekivalen

F = arus listrik untuk mendapatkan 1 mol electron F

i = arus listrik (A)

t = waktu reaksi (detik)

 

Dalam suatu sel elektrolisis larutan CuSO₄ dengan arus listrik sebesar 1,5 A selama 2 jam. Tentukan

a)       massa tembaga yang diendapkan

b)       volume gas yang di hasilkan di anoda di ukur pada STP

c)       hitunglah pH larutan setelah elektrolisi dgn volume larutan 500 mL

 

Penyaelesaian:

2 CuSO₄ (aq)        → 2 Cu²⁺ (aq) +   2 SO₄^2- (aq) 

Katode : 2Cu²⁺ (aq) + 4e^– → 2Cu (s)

Anoda :  2H₂O (aq)     → 4H⁺ (aq)   + O₂ (g) +  4e^-

2CuSO₄ (aq)     + 2H₂O (aq)        → 2Cu (s) + 4H⁺ (aq)   + O₂ (g) +   2SO₄^2- (aq) 

 

Dari setengah reaksi di atas diketahui:

2 mol Cu = 4 mol e^–

1 mol Cu = 2 F,  Karena 1 F  = 1 Mol e^– dan 1 F = 96500 C

Jadi, 1 mol Cu = 2 x 96500 C

a)    a)       Arus listrik sebesar 1,5 A dialirkan ke dalam sel elektrolisis selama 2 jam menghasilkan massa Cu sebanyak:

Jadi, massa Cu yang dihasilkan pada katode sebanyak 3,55 gram.

Atau

W = 3,55 gram

a)       Volume gas yang terjadi di anoda adalah gas oksigen , yaitu

 

Anoda :  2H₂O (aq)     → 4H⁺ (aq)   + O₂ (g) +  4e^-

 

Karena 1 mol electron = F

 

Hukum kedua Faraday

menyatakan bahwa sejumlah listrik menghasilkan lebih sedikit mol zat dengan bilangan oksidasi lebih tinggi

Jadi, ketika jumlah listrik yang sama dilewatkan melalui sejumlah larutan elektrolitik yang dihubungkan secara seri, maka massa bahan yang berbeda dibebaskan atau dilarutkan pada masing-masing elektroda berada dalam perbandingan massa ekivalennya ( biloks atau muatanya ion )

Besaran listrik ini disebut Faraday (F). Satu Faraday sama dengan 96487 coulomb per mol muatan elektronik. Demi kenyamanan, kami biasanya menggunakan nilai 96500 C mol – 1 untuk konstanta Faraday (F).

CONT0H

 Sejumlah arus listrik dialirkan melalui larutan AgNO₃ dan larutan CuSO₄. Bila logam perak yang diendapkan sebanyak 21,6 gram,berapa gram logam tembaga yang diendapkan? (Ar Ag = 108, Cu =63,5)

Diket: W Ag = 21,6 gram

            e Ag = 108/1 =108

           e Cu = 63,5/2 = 31,75

WCu = 21,6 x 31,75/108 = 6,35 gram

 

Hukum elektrolisis Faraday hanya berlaku,

(i) Ketika seluruh konduksi bersifat elektrolitik , yaitu arus dibawa hanya oleh ion-ion saja.

(ii) Tidak ada reaksi samping lain yang terjadi setelah reaksi elektroda terjadi.

 

https://www.cliffsnotes.com/study-guides/chemistry/chemistry/electrochemistry/faradays-laws