PERCOBAAN IX ELEKTROGRAVIMETRI
A. TUJUAN Pemisahan tembaga dari suatu senyawa dengan menggunakan teknik elektrogravimetri. B. DASAR TEORI Sebagian besar metode elektroanalisis didasrkan pada sifat-sifat elektrokimia dari suatu larutan. Hal ini mengingat bahwa suatu larutan elektrolit yang terdapat dalam suatu bejana yang dihubungkan dengan dua buah electrode akan memberikan arus listrik yang disebabkan oleh adanya perbedaan beda potensial. Peristiwa yang terjadi dalam sel elektrolisis adalah reaksi oksidasi reduksi berlangsung spontan dan energi kimia yang menyertai reaksi kimia diubah menjadi energi listrik. Bila potensial diberikan pada sel dalam arah kebalikan dengan arah potensial sel, reaksi sel yang berkaitan dengan negative potensial sel akan
₄ 0,1reaksi yang tidak berlangsung kedua elektrode diinduksi.larutan DenganCuSO kata lain, spontan diinduksi dengan energi M sebanyak 50 mL ke gelas kimia
diampelas dan ditimbang
digunakan 2 variasi
listrik. Proses ini disebut elektrolisis. Salah satu aplikasi dari proses pengendapan padaelektrode suatu katode. Proses ini disebut dengan elektrogravimetri, sebagai contoh adalah proses pelapisan suatu logam. Dalam proses ini, logam akan dipisahkan melalui reduksi pada katode sebagai unsure. C. ALAT DAN BAHAN Alatdicelupkan : dua 1. Ampelas elktrode pada larutan 2. Gelas kimia 3. Electrode karbon 4. Electrode tembaga
rangkaian elektrolisis disiapkan D. PROSEDUR
elektrode dikeringkan dengan open selama 5 menit dan ditimbang
5. katode-anode Sumber 2. (CCu) tegangan 6. Ampereme ter 7. Stopwatch 8. Voltmeter 9. Gelas ukur 10. Neraca
dilakukan
digital dengan elektrolisis
berbagai varian beda potensial
1 persamaan reaksi
ditulis dari proses elektrolisis tersebut
Bahan 1. :katode-anode (C-
C)
1. Larutan
CuSO₄ 0,1 M 2. Larutan CuSO₄ 0.05 M yang waktu
digunakan dengan berbagai varian
percobaan diulangi dengan larutan CuSO₄ 0,05 M
E. DATA PENGAMATAN Kelompok 1 Katode : karbon (C) Anode : tembaga (Cu) 2
Sumber tegangan
:3V
Volume larutan Massa katode awal Masaa anode awal Warna larutan awal Warna larutan
CuSO₄ 0,1 M 50 mL 4,793 gram 13,560 gram Biru Biru
CuSO₄ 0,05 M 50 mL 4,772 gram 13,535 gram Biru muda Biru muda
CuSO₄ 0,1 M 50 mL 4,767 gram 13,524 gram Biru Biru
setelah pengadukan Waktu Massa katode akhir Massa anode akhir Selisih massa
15 menit 4,800 gram 13,558 gram 0,002 gram
15 menit 4,774 gram 13,533 gram 0,002 gram
25 menit 4,779 gram 13,520 gram 0,004 gram
CuSO₄ 0,1 M 75 mL 6,415 gram 6,036 gram 25 menit 0,2 A 6,439 gram 6,033 gram
CuSO₄ 0,05 M 75 mL 6,410 gram 6,030 gram 15 menit 0,2 A 6,453 gram 6,029 gram
CuSO₄ 0,1 M 50 mL 13,486 gram 5,366 gram 25 menit 13,456 gram 5,377 gram
CuSO₄ 0,05 M 50 mL 13,451 gram 5,349 gram 15 menit 13,427 gram 5,350 gram
endapan Kelompok 2 Katode Anode Sumber tegangan
: karbon (C) : karbon (C) :3V
Volume larutan Massa katode awal Masaa anode awal Waktu Kuat arus Massa katode akhir Massa anode akhir
CuSO₄ 0,1 M 75 mL 6,414 gram 6,060 gram 15 menit 0,2 A 6,424 gram 6,039 gram
Kelompok 3 Katode Anode Sumber tegangan
: tembaga : karbon : 1,5 V
Volume larutan Massa katode awal Masaa anode awal Waktu Massa katode akhir Massa anode akhir
CuSO₄ 0,1 M 50 mL 13,511 gram 5,399 gram 15 menit 13,496 gram 5,394 gram
Kelompok 4 Katode Anode
: karbon : karbon 3
Sumber tegangan
:6V
Volume larutan Massa katode awal Masaa anode awal Waktu Kuat arus Massa katode akhir Massa anode akhir
CuSO₄ 0,1 M 50 mL 5,487 gram 5,104 gram 20 menit 0,2 A 5,593 gram 5,105 gram
CuSO₄ 0,05 M 50 mL 5,093 gram 5,463 gram 20 menit 0,2 A 5,104 gram 5,456 gram
CuSO₄ 0,1 M 50 mL 5,091 gram 5,483 gram 10 menit 0,2 A 5,113 gram 5,465 gram
Kelompok 5 Katode Anode Sumber tegangan
: tembaga : karbon :6V CuSO₄ 0,1 M
CuSO₄ 0,05
CuSO₄ 0,1
CuSO₄ 0,05
Volume larutan Massa katode awal Masaa anode awal Waktu Massa katode akhir Massa anode akhir
50 mL 13,880 gram 5,960 gram 10 menit 13,895 gram 5,958 gram
M 50 mL 13,888 gram 5,963 gram 10 menit 13,906 gram 5,963 gram
M 50 mL 13,878 gram 6,369 gram 20 menit 13,923 gram 6,365 gram
M 50 mL 13,883 gram 6,357 gram 20 menit 13,931 gram 6,355 gram
Kelompok 6 Katode Anode Sumber tegangan
: karbon : karbon : 1,5 V
Volume larutan Massa katode awal
CuSO₄ 0,1 M 50 mL 5,266 gram
CuSO₄ 0,05 M 50 mL 5,258 gram 4
CuSO₄ 0,1 M 50 mL 5,252 gram
Masaa anode awal Waktu Kuat arus Massa katode akhir Massa anode akhir
4,846 gram 15 menit 0,2 A 5,272 gram 4,842 gram
4,839 gram 15 menit 0,2 A 5,260 gram 4,840 gram
F. ANALISIS DATA dan Pembahasan Kelompok 1 Katode : Cu (aq) Anode : 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e-
4,840 gram 25 menit 0,2 A 5,263 gram 4,834 gram
x2 x1
E⁰ = -0,34V E⁰ = +1,23V
Sel : 2Cu (aq) + 4H+ (aq) + O2 (g)→ 2Cu2+ (aq) + 2H2O (l) Reaksi berlangsung spontan
E⁰ =+0,89V
→ Cu2+ (aq) + 2e→ 2H2O (l)
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 3 V t = 15 menit I = 0,2 A Mr Cu = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 13,560 g – 13,558 g = 0,002 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 900 s 4 m= 96500 C
m=0,0296
Rendemen Cu
= =
berat endapan x 100 berat sampel 0,002 g x 100 0,0296 g
= 6,76 %
5
Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 3 V t = 15 menit = 900 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 13,535 g – 13,533 g = 0,002 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 900 s 4 m= 96500 C m=0,0296 g
Rendemen Cu
= =
berat endapan x 100 berat sampel 0,002 g x 100 0,0296 g
= 6,76 % Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 3 V t = 25 menit = 1500 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 13,524 g – 13,520 g = 0,004 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 1500 s 4 m= 96500 C m=0,0494 g
Rendemen Cu
= =
berat endapan x 100 berat sampel 0,004 g x 100 0,0494 g 6
= 8,10 % Kelompok 2 Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾
→ Cu (s)
x2
E = +0,34V
Anode : 2H2O (l)
→ 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e-
x1
E⁰ = -1,23V
Sel
→ H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O2 (g)
: 2H₂O (l)
E⁰ = -0,89V
Reaksi tidak berlangsung spontan
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 3 V t = 15 menit = 900 s I = 0,2 A Mr Cu = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 6,060 g – 6,039 g = 0,021 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 900 s 4 m= 96500 C
m=0,0296 Rendemen Cu =
=
0,021 g x 100 0,0296 g
= 70,94 %
7
berat endapan x 100 berat sampel
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 3 V T = 25 menit = 1500 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 6,036 g – 6,033 g = 0,003 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 1500 s 4 m= 96500 C m=0,0494 g
Rendemen Cu = =
berat endapan x 100 berat sampel 0,003 g x 100 0,0494 g
= 6,073 % Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 3 V t = 15 menit = 900 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 6,030 g – 6,029 g = 0,001 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 9 00 s 4 m= 96500 C
8
m=0,0296
Rendemen Cu = =
berat endapan x 100 berat sampel 0,001 g x 100 0,0296 g
= 3,38 % Kelompok 3 Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾
→ Cu (s)
x2
E = +0,34V
Anode : 2H2O (l)
→ 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e-
x1
E⁰ = -1,23V
Sel
→ H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O2 (g)
: 2H₂O (l)
E⁰ = -0,89V
Reaksi tidak berlangsung spontan
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 1,5 V t = 15 menit = 900 s I = 0,2 A Mr Cu = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 5,399 g – 5,394 g = 0,005 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 900 s 4 m= 96500 C
m=0,0296 Rendemen Cu = =
0,005 g x 100 0,0296 g
9
bera t endapan x 100 berat sampel
= 16,89 %
10
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 1,5 V T = 25 menit = 1500 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 5,366 g – 5,377 g = - 0,011 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 1500 s 4 m= 96500 C m=0,0494 g
Rendemen Cu = =
berat endapan x 100 berat sampel −0,011 g x 100 0,0494 g
= -22,27 % Keterangan : bernilai negative karena praktikan pada proses pengeringan menggunakan oven tidak dilakukan sampai kering. Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 1,5 V t = 15 menit = 900 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 6,030 g – 6,029 g = -0,001 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 900 s 4 m= 96500 C
11
m=0,0296
Rendemen Cu = =
berat endapan x 100 berat sampel −0,001 g x 100 0,0296 g
= -3,38 % Keterangan : bernilai negative karena praktikan pada proses pengeringan menggunakan oven tidak dilakukan sampai kering. Kelompok 4 Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾
→ Cu (s)
x2
E = +0,34V
Anode : 2H2O (l)
→ 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e-
x1
E⁰ = -1,23V
Sel
→ H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O2 (g)
: 2H₂O (l)
E⁰ = -0,89V
Reaksi tidak berlangsung spontan Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 6 V t = 20 menit = 1200 s I = 0,2 A Mr Cu = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 5,104 g – 5,105 g = -0,001 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 12 00 s 4 m= 96500 C
m=0,0 395 Rendemen Cu = =
−0,001 g x 100 0,0395 g
= -2,53 %
12
berat endapan x 100 berat sampel
Keterangan : bernilai negative karena praktikan pada proses pengeringan menggunakan oven tidak dilakukan sampai kering.
13
Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 6 V T = 20 menit = 1200 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 5,463 g – 5,456 g = 0,007 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 12 00 s 4 m= 96500 C m=0,0 395
Rendemen Cu = =
berat endapan x 100 berat sampel 0,007 g x 100 0,0395 g
= 17,72 % Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 6 V t = 10 menit = 600 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 5,483 g – 5,465 g = 0,018 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 6 00 s 4 m= 96500 C
14
m=0,0 196
Rendemen Cu = =
berat e ndapan x 100 berat sampel 0,018 g x 100 0,0196 g
= 91,84 % Kelompok 5 Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾
→ Cu (s)
x2
E = +0,34V
Anode : 2H2O (l)
→ 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e-
x1
E⁰ = -1,23V
Sel
→ H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O2 (g)
: 2H₂O (l)
E⁰ = -0,89V
Reaksi tidak berlangsung spontan
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 6 V t = 10 menit = 600 s I = 0,2 A Mr Cu = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 5,960 g – 5,958 g = 0,002 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 6 00 s 4 m= 96500 C
m=0,0 196 Rendemen Cu = =
0,0 02 g x 100 0,0196 g
= 10,20 % 15
berat endapan x 100 berat sampel
Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 6 V T = 20 menit = 1200 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 6,369 g – 6,365 g = 0,004 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 12 00 s 4 m= 96500 C m=0,0 395
Rendemen Cu = =
berat endapan x 100 berat sampel 0,00 4 g x 100 0,0395 g
= 10,13 % Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 6 V t = 10 menit = 600 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 5,963 g – 5,963 g =0g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 6 00 s 4 m= 96500 C
16
m=0,0 19 Rendemen Cu =
=
berat endapan x 100 berat sampel
0g x 100 0,0196 g
=0% Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 6 V T = 20 menit = 1200 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 6,357 g – 6,355 g = 0,002 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 12 00 s 4 m= 96500 C m=0,0 395
Rendemen Cu = =
berat endapan x 100 berat sampel 0,002 g x 100 0,0395 g
= 5,06 % Kelompok 6 Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾
→ Cu (s)
x2
E = +0,34V
Anode : 2H2O (l)
→ 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e-
x1
E⁰ = -1,23V
Sel
→ H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O2 (g)
: 2H₂O (l)
E⁰ = -0,89V
Reaksi tidak berlangsung spontan Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 1,5 V t = 15 menit = 900 s I = 0,2 A Mr Cu = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir 17
= 4,846 g – 4,842 g = 0,004 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 900 s 4 m= 96500 C
m=0,0296 Rendemen Cu =
=
0,004 g x 100 0,0296 g
= 13,51 %
18
berat endapan x 100 berat sampel
Larutan CuSO4 0,05 M dengan sumber tegangan 1,5 V T = 15 menit = 900 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 4,839 g – 4,840 g = 0,009 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 9 00 s 4 m= 96500 C m=0,0494 g
Rendemen Cu = =
berat endapan x 100 berat sampel 0,009 g x 100 0,0494 g
= 18,22 % Larutan CuSO4 0,1 M dengan sumber tegangan 1,5 V t = 25 menit = 1500 s I = 0,2 A Mr = 63,5 Selisih massa endapan , Wendapan = mendapan awal – mendapan akhir = 4,840 g – 4,834 g = 0,006 g Menurut Hukum Faraday e it m= 96500 63,5 g 0,2 A 15 00 s 4 m= 96500 C
19
m=0,0296 g Rendemen Cu
=
=
berat endapan x 100 berat sampel
0,006 g x 100 0,0296 g
= 20,27 %
Elektrogravimetri adalah suatu metode analisa dimana prinsip elektrogravimetri hampir sama dengan metode gravimetri. Elektrogravimetri didefinisikan sebagai metode analisis untuk mengendapkan ion logam menjadi logam dengan menggunakan arus listrik. Percobaan ini dilakukan dengan tujuan untuk memisahkan tembaga dari suatu senyawa dengan menggunakan teknik elektrogravimetri. Larutan yang digunakan untuk proses elektrolisis yaitu larutan CuSO4 0,1M dan larutan CuSO4 0,05M dengan 2 perlakuan yaitu menggunakan karbon sebagai elektroda (katoda dan anoda) sedangkan perlakuan kedua karbon dan tembaga sebagai anode dan katode begitu juga sebaliknya. Proses elektrolisis dilakukan dengan variasi tegangan atau beda potensial yaitu 1,5V; 3V ; 6V. Begitu pula waktu yang digunakan juga bervariasi yaitu 15 dan 25 menit untuk beda potensial sebesar 1,5V dan 3V, sedangkan untuk beda potensial 6V digunakan waktu 10 dan 20 menit. Walaupun percobaan ini dilakukan dengan berbagai perlakuan, tetapi prinsip dasarnya tetap sama yaitu elektrolisis pada anode terjadi peristiwa oksidasi, electron akan mengalir dari anode menuju sumber arus kemudian diteruskan ke katode, massa anode setelah reaksi elektrolisis akan semakin berkurang dan warna larutan akan semakinpudar karena mengalami oksidasi. Sedangkan elektrolisis pada katode terjadi peristiwa reduksi , ioj positif pada katode akan mengikat electron dari sumber arus sedangkan yang dari larutan elektrolit akan bergerak menuju katoode, setelah reaksi elektrolisis akan terbentuk zat berwarna hitam yang menempel pada batang karbon.
Pertama, 50 ml larutan CuSO4 (0,1M dan 0,05M) dimasukkan ke dalam gelas kimia, kemudian kedua elektroda dicelupkan. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi perpindahan elektron dari anoda menuju katoda. Berikut persamaan sel → Cu2+ (aq) + 2e-
x2
E⁰ = -0,34V
→ 2H2O (l)
x1
E⁰ = +1,23V
: 2Cu (aq) + 4H+ (aq) + O2 (g)→ 2Cu2+ (aq) + 2H2O (l)
E⁰ =+0,89V
1. Katode : Cu (aq) Anode : 4H+ (aq) + O2 (g) + 4eSel
Reaksi berlangsung spontan 2. Katode : Cu2+ (aq) + 2e‾ Anode : 2H2O (l)
→ Cu (s) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e-
x2 x1
E = +0,34V E⁰ = -1,23V E⁰ = -0,89V
Sel : 2H₂O (l) → H₂ (aq) + 2H+ (aq) + O2 (g) Reaksi tidak berlangsung spontan Sehingga reaksi tersebut diinduksi dengan energi listrik.
Berdasarkan perlakuan pada percobaan didapat rendemen Cu seperti berikut
3V
1,5 V
6V
CuSO₄ 0,1 M 15 menit
CuSO₄ 0,05 M 15 menit
CuSO₄ 0,1 M 25 menit
6,76 % 70,94%
6,76 % 3,38 %
8,10% 6,073%
CuSO₄ 0,1 M 15 menit
CuSO₄ 0,1 M 25 menit
CuSO₄ 0,05 M 15 menit
16,89 % 13,51%
-22,27% 18,22 %
-3,38 % 20,27%
CuSO₄ 0,1 M 20 menit
CuSO₄ 0,1 M 10 menit
CuSO₄ 0,05 M 20 menit
CuSO₄ 0,05 M 10 menit
-2,53% 10,13%
91,84% 10,20 %
17,72 % 5,06%
0%
Hasil rendemen logam tembaga berbeda-beda dipengaruhi oleh beberapa factor
1. Konsentrasi semakin pekat rendemen yang dihasilkan akan semakin banyak karena persaingan antara Cu2+ dan O2 untuk membentuk reaksi sel, semakin positif E⁰ sel reaksi sel akan berlangsung spontan. 2. Sumber tegangan semakin besar maka perpindahan elektron dari anode menuju katode akan semakin cepat sehingga endapan yang didapat dalam katode semakin banyak mengakibatkan hasil rendemen logam tembaga semakin besar. 3. Waktu semakin lama endapan yang terbentuk pada katode akan semaikn banyak sehingga hasil rendemen yang diperoleh semakin besar dan juga mengakibatkan warna larutan semakin pudar.
G. KESIMPULAN 1. Konsentrasi semakin pekat rendemen yang dihasilkan akan semakin banyak. 2. Sumber tegangan semakin besar hasil rendemen logam tembaga semakin besar. 3. Waktu semakin lama hasil rendemen yang diperoleh semakin besar. H. DAFTAR PUSTAKA Liliasari. 1996. KIMIA 3. Jakarta: Balai Pustaka. Sumari. 2003. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Malang: Jurusan Kimia Universitas Negeri Malang. Zakia,Neena. 2013. Petunjuk Praktikum Pemisahan Kimia. Malang: Jurusan Kimia Universitas Negeri Malang. Data kelompok 2,4, dan 6
