Elektrolisis untuk Menentukan Bilangan Avogadro.pdf

PERCOBAAN 8

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I

ELEKTROLISIS UNTUK MENENTUKAN BILANGAN AVOGADRO

OLEH KELOMPOK 2 150332600347

FARIDA AISYAH **

150332600746

MOHAMMAD IQBAL ISNAINI

150332607744

RIRIN CAHYANTI

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

PERCOBAAN 8 ELEKTROLISIS UNTUK MENENTUKAN BILANGAN AVOGADRO

A. Tujuan Percobaan Menentukan bilangan Avogadro (No) dan mengaplikasikan konsep bilangan Avogadro (No). B. Dasar Teori Suatu tetapan yang sangat penting dalam bidang kimia adalah bilangan Avogadro (No). Ada macam-macam metode untuk menentukan bilangan itu. Metode yang paling tepat adalah kristalografi sinar-X. Pada percobaan ini dilakukan metode elektrolisis untuk menentukan bilangan Avogadro. Elektrolisis larutan garam dapur dengan elektroda yang terbuat dari tembaga yang akan menghasilkan ion tembaga (I) (Cu+) pada anoda. Ion tembaga tersebut membentuk 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) (Cu+) dapat dihitung bilangan Avogadro. Jumlah muatan pada satu ion Cu+ = 1.6 x 10-19 Coulomb. Jumlah muatan (Coulomb) yang diperlukan untuk mengoksidasi x gram tembaga dapat dihitung dengan rumus : Q = I .t dengan, I = kuat arus yang digunakan dan t = waktu yang diperlukan untuk percobaan. Selanjutnya Q dapat digunakan untuk menghitung jumlah muatan yang diperlukan untuk mengoksidasi per satu mol tembaga, dengan rumus berikut : muatan untuk mengoksidasi 1 mol Cu =

berat molekul Cu xQ perubahan berat anoda

(dengan berat molekul tembaga = 63.54 g/mol). Bilangan Avogadro dapat dihitung dengan rumus : jumlah muatan Cu+ =

muatan untuk mengoksidasi 1 mol Cu muatan ion Cu+

jumlah ion tembaga(I) dalam 1 mol tembaga sama dengan bilangan Avogadro.

C. Alat dan Bahan 1. Alat yang digunakan  Dua buah lempeng tembaga (5 cm x 3 cm) sebagai elektroda  Amperemeter (skala 0-5 A)  Kabel  Sumber DC yang dapat diubah-ubah tegangannya (Fisher variable power supply model 100 A 0-9 volt, 4-5 ampere)  Gelas piala  Pembakar gas, kassa, dan kaki tiga  Stopwatch  Termometer 0-100 °C 2. Bahan yang digunakan  Akuades  Amplas besi  80 mL larutan A (larutan A terdiri dari 100 gram NaCl dan gram NaOH dalam 2 liter air suling)

D. Prosedur Percobaan Dibersihkan elektroda tembaga dengan amplas

Ditimbang salah satu elektroda yang digunakan sebagai anoda

Dimasukkan kedua elektroda tembaga dalam 80 mL larutan A

Disusun rangkaian listrik seperti gambar di bawah ini

5

Keterangan : 1. Sumber arus DC variabel 2. Amperemeter

4

3

1

P

3. Elektroda tembaga 4. Gelas Piala

a n a s

2

5. Termometer 6. Saklar

6

Dipanaskan gelas piala sampai pada suhu 80 °C (dijaga tetap)

Dialairi arus listrik melalui larutan A pada suhu 80°C

Dicatat waktu dengan stopwatch

Dijaga arus listrik pada 1,5 A

Dimatikan arus listrik sesudah 10 menit

Dibersihkan anoda dengan air

Dikeringkan dengan kertas tissue

Ditimbang anoda sekali lagi

E. Data Pengamatan Waktu percobaan

= 10 menit = 600 s

Berat anoda awal

= 8.966 g

Kuat arus listrik

= 1.5 A

Temperatur

= 80 °C

Berat anoda akhir

= 8.489 g

Perubahan berat anoda

= 0.477 g

F. Analisis Data dan Pembahasan Pada percobaan ini dilakukan penetuan bilangan Avogadro melalui elektrolisis 80 mL larutan A (yang terdiri dari 100 g NaCl dan 1 g NaOH dalam 2 L air suling) dengan menggunakan elektroda tembaga. Larutan A dipanaskan terlebih dahulu hingga mencapai temperatur ±80 °C. Tembaga yang akan ditempatkan pada anoda ditimbang dahulu dengan neraca analitik dan didapatkan massa sebesar 8.966 g. Kemudian dua lempeng tembaga disusun dan ditempatkan pada anoda (+) dan katoda (-) dan dirangkai sedemikian rupa dengan menyambungkan kedua elektroda pada kabel yang terhubung dengan sumber arus DC. Arus listrik dijaga selalu 1.5 Ampere selama 10 menit. Pada ruang anoda terjadi oksidasi tembaga menjadi ion tembaga (I), reaksi yang terjadi sebagai berikut. Anoda : Cu (s) → Cu+(aq) + ê Katoda : Cu+(aq) + ê → Cu (s) Selanjutnya di anoda tembaga yang teroksidasi menjadi Cu+ akan membentuk tembaga(I) oksida (Cu2O) yang ditandai dengan adanya endapan jingga kemerahan pada larutan. Endapan Cu2O yang terbentuk tidak melekat di katoda karena pada katoda proses reduksinya menghasilkan gas H2. Gas H2 tersebut menghalangi endapan Cu2O melekat pada katoda sehingga endapan berada pada larutan elektrolitnya. Setelah 10 menit percobaan, arus listrik dimatikan. Kemudian tembaga pada anoda diambil, dicuci dengan air, dan dikeringkan dengan tisu. Setelah kering anoda ditimbang lagi dengan neraca analitik dan diperoleh berat anoda 8.489 g. Massa lempeng tembaga di anoda berkurang sebesar 0.477 g karena proses oksidasi yang membuat tembaga menjadi ion tembaga (I). Setelah didapatkan data dari percobaan tersebut dapat dihitung berapa bilangan Avogadro dengan terlebih dahulu menghitung jumlah muatan yang diperlukan untuk mengoksidasi 8.966 g tembaga. Q=I.t Q = 1.5 A . 600 s Q = 900 Coulomb

Kemudian menghitung jumlah muatan yang diperlukan untuk mengoksidasi satu mol tembaga. muatan untuk mengoksidasi 1 mol Cu =

berat molekul Cu xQ perubahan berat anoda

63.54 g mol−1 muatan untuk mengoksidasi 1 mol Cu = x 900 C 0.477 g muatan untuk mengoksidasi 1 mol Cu = 119811.32 C mol−1 Sehingga jumlah ion Cu+ dalam 1 mol yang terbentuk dalam percobaan ini adalah jumlah muatan Cu+ =

muatan untuk mengoksidasi 1 mol Cu muatan ion Cu+

jumlah muatan Cu+ =

119811.32 C mol−1 16 x 10−19 C

jumlah muatan Cu+ = 7.488 x 1023 mol−1 karena jumlah muatan ion Cu+ dalam 1 mol sama dengan bilangan Avogadro, maka bilangan Avogadro pada percobaan ini didapatkan sebesar 7.488 x 1023 mol-1. Persentase kesalahan pada percobaan ini sebesar, % kesalahan =

7.488 x 1023 − 6.023 x 1023 x 100% = 24.3% 6.023 x 1023

Persentase kesalahan yang besar ini dapat terjadi karena penjagaan kestabilan arus listrik yang kurang tepat sehingga bergerak naik turun yang menyebabkan endapan yang dihasilkan dan berkurannya massa anoda kurang optimal.

G. Kesimpulan Berdasarkan percobaan dapat dikemukakan simpulan sebagai berikut. 1. Bilangan Avogadro yang diperoleh pada percobaan ini adalah 7.488 x 1023 mol-1 dengan persentase kesalahan sebesar 24.3%. 2. Pada percobaan ini bilangan Avogadro dapat ditentukan dari jumlah ion Cu+ yang terbentuk dalam 1 mol Cu.

H. Pertanyaan Apakah nama endapan merah/jingga yang terbentuk dalam proses elektrolisis ini? Jawaban :

Endapan merah/jingga yang terbentuk adalah tembaga(I)

oksida (Cu2O) yang merupakan hasil dari elektrolisis larutan yang terdiri dari 100 gram NaCl dan 1 gram NaOH dalam 2 liter air suling dengan elektroda Cu.

DAFTAR RUJUKAN Atkins, Peter. Paula, Julio. 2010. Physical Chemistry 9th. Inggris: Oxford University. Mulyani, Sri dan Hendrawan. 2004. Common Textbook (edisi revisi) Kimia Fisika II. Jakarta: Jica. Sumari. 2017. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I. Malang: Universitas Negeri Malang. Yahmin. 2014. Seri Kimia Fisika Elektrokimia dan Kinetika. Malang: Universitas Negeri Malang.

Lampiran Foto Percobaan

Penimbangan lempeng tembaga untuk anoda sebelum percobaan.

Proses elektrolisis larutan A dengan elektroda tembaga.

Pemanasan larutan A hingga temperatur mencapai 80 °C.

Penimbangan lempeng tembaga yang digunakan sebagai anoda sesudah percobaan.