Laporan Satuan Proses Pembuatan Hidrogen

LAPORAN SATUAN PROSES I
MODUL PRAKTIKUM : Pembuatan Gas Hidrogen (H2) dengan Bahan Dasar Air
Secara Elektrolisis
NAMA PEMBIMBING : Ir. Emmanuela W, MT
TANGGAL PRAKTIKUM : 17 Maret 2016
TANGGAL PENYERAHAN : 24 Maret 2016

Tujuan Percobaan
Setelah mempelajari dan melakukan percobaan diharapkan mahasiswa mampu:
Membuat gas hydrogen dari bahan dasar air secara elektrolisis dengan menggunakan elektroda stainless steel
Menentukan laju alir gas hydrogen yang terbentuk dengan variasi waktu dan konsentrasi elektrolit

Landasan Teori
Air
Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hydrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan temperature 273,15 K (0˚C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organic. Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hydrogen sulfide. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsure-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, fluor, fosfor, sulfur, dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hydrogen akan menghasilkan gas pada temperature dan tekanan normal. Alasan mengapa hydrogen berikatan dengan oksigen membentuk fasa berkeadaan cair adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif daripada elemen-elemen lain tersebut (kecuali fluor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hydrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hydrogen, dan jumlah muatan negative pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipole ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik menarik ini disebut sebagai ikatan hydrogen.

Hidrogen
Hidrogen adalah unsure kimia pada tabel periodik yang memiliki symbol H dan nomor atom 1. Pada suhu dan tekanan standar, hydrogen tidak berwarna, tidak berbau, bersifat non logam, bervalensi tunggal, dan merupakan gas diatomic yang sangat mudah terbakar. Dengan massa atom 1,00794 amu, hidrogen adalah unsure teringan di dunia. Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar pada konsentrasi serendah 4% H2 di udara bebas. Entalpi pembakaran hidrogen adalah – 286 kJ/mol. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:
2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l) + 572 kJ (286 kJ/mol)
Ketika dicampur dengan oksigen dalam berbagai perbandingan, hidrogen meledak seketika disulut dengan api dan akan meledak sendiri pada temperature 560˚C. Lidah api hasil pembakaran hidrogen-oksigen murni memancarkan gelombang ultraviolet dan hampir tidak terlihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu, sangatlah sulit mendeteksi terjadinya kebocoran hidrogen secara visual. Karakteristik lainnya dari api hidrogen adalah nyala api cenderung menghilang dengan cepat di udara, sehingga kerusakan akibat ledakan hidrogen lebih ringan dari ledakan hidrokarbon.
H2 bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksifator lainnya. Ia bereaksi dengan spontan dan hebat pada suhu kamar dan klorin dan fluorin, menghasilkan hidrogen halide berupa hidrogen klorida dan hidrogen fluoride.

Elektrolisis Air
Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidroksida (OH-). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan elektron menuju katoda. Ion H+ dan ion OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keselurahan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.

Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada elektroda dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen. Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energy kimia. Komponen terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda dan larutan elektrolit. Pada proses elektrolisis diperlukan dua buah kutub yaitu katoda sebagai kutub negative dan anoda sebagai kutub positif.

Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut:

Anoda : 2H2O 4H+ + 4e- + O2
Katoda : 2H2O + 2e- 2OH- + H2
_______________________________
Total : 2H2O 2H2 + O2

Air yang dielektrolisis ditambahkan elektrolit. Elektrolit akan terurai menjadi ion-ion yang berfungsi sebagai penghantar arus pada proses elektrolisis. Elektrolit yang dapat digunakan diantaranya adalah NaOH, KOH, NaHCO3. Soda kue (NaHCO3) lebih mudah didapat, ramah lingkungan, dan lebih murah.

Percobaan

3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan
Gelas kimia 250 ml (2 buah)
Corong
Batang pengaduk
Labu takar 250ml (1 buah)
Gelas ukur 100 ml (1 buah)
Bola isap
Rectifier
Elektrolyzer
Elektroda stainless steel
Kabel + mulut buaya (2 buah)
Larutan H2SO4 5% dan 3%
Larutan NaHCO3 10% dan 5%
Aquades
Tissue

3.2 Prosedur Kerja
Membuat larutan H2SO4 dengan konsentrasi 3% dan 5% dan NaHCO3 dengan konsentrasi 5% dan 10%
Membuat larutan H2SO4 dengan konsentrasi 3% dan 5% dan NaHCO3 dengan konsentrasi 5% dan 10%

Parameteryang diukur adalah laju pembentukan gas hidrogen pada variasi waktu (5 menit, 10 menit dan 15 menit)
Parameteryang diukur adalah laju pembentukan gas hidrogen pada variasi waktu (5 menit, 10 menit dan 15 menit)

Hubungkan rectifierdengan kutub anoda (+) dan kutubkatoda (-)
Hubungkan rectifierdengan kutub anoda (+) dan kutubkatoda (-)

Atur tegangan pada angka 5 volt
Atur tegangan pada angka 5 volt

Ukur laju alir gas hidrogen per-5 menit, 10 menit dan 15 menit
Ukur laju alir gas hidrogen per-5 menit, 10 menit dan 15 menit

Ulangi langkah tersebut dengan laruan yang berbeda
Ulangi langkah tersebut dengan laruan yang berbeda

3.3 Mekanisme Reaksi
Reaksi elektrolisis H2SO4 dalam air
Katoda : 2H+ + 2e H2
Anoda : 2H2O 4H+ + 4e + O2
Reaksi total : 4 H+ + 2H2O 2H2 + 4H+ + O2

Reaksi elektrolisis NaHCO3 dalam air
Katoda : 2H+ + 2e H2
Anoda : 2H2O 4H+ + 4e + O2
Reaksi total : 4H+ + 2H2O 2H2 + 4H+ + O2

Keselamatan Kerja
Gunakan alat pelindung diri seperti jas lab, masker dan sepatu tertutup
Hati-hati menggunakan alat yang digunakan terutama hotplate dan alat yang dipanaskan
Saat menggunakan larutan aseton cepat ditutup kembali larutan yang ada di dalam wadah karena mudah menguap
Bersihkan kembali alat yang telah digunakan
4.1 MSDS (MATERIAL SAFETY DATA SHEET)
Senyawa Asam Sulfat (H2SO4)
Produk Nomor: C2782
Nama Produk: Asam Sulfat Reagen ACS
Rumus: H2SO4
RTECS: WS5600000
CAS: CAS # 7664-93-9
Kesehatan: 3
Mudah terbakar: 0
Reaktivitas: 2
Komponen: Asam belerang
CAS: CAS # 7664-93-9
%: 100%
Redup: W / W
Batas: OSHA TWA 1 mg / mƒ, ACGIH STEL 3 ppm
Identifikasi Bahaya
Menyebabkan iritasi parah dan luka bakar. Mungkin berbahaya jika tertelan. Hindari menghirup uap atau debu. Gunakan dengan ventilasi yang memadai. Hindari kontak dengan mata, kulit, dan pakaian. Cuci sampai bersih setelah menangani. Simpan wadah tertutup.
Tindakan Pertolongan Pertama
Menyebabkan iritasi parah dan luka bakar. Mungkin berbahaya jika tertelan. Hindari menghirup uap atau debu. Gunakan dengan ventilasi yang memadai. Hindari kontak dengan mata, kulit, dan pakaian. Cuci sampai bersih setelah menangani. Simpan wadah tertutup.

PERTOLONGAN PERTAMA:
KULIT: Cuci daerah yang terkena dengan sabun dan air. Jika terjadi iritasi, dapatkan bantuan medis.
MATA: Cuci mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit, angkat tutup sesekali. Mencari Bantuan Medis.
TERHISAP: Hapus untuk udara segar. Jika tidak bernapas, berikan pernapasan buatan. Jika sulit bernapas, berikan oksigen
Tertelan: Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara spontan, tapi TIDAK MENYEBABKAN! Jangan pernah memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar.
Tindakan Terkena Api
Pemadam Api Jenis: Dry Chemical Api / Ledakan: Bereaksi pada suhu ekstrim dengan dekomposisi kekerasan. Api Melawan Prosedur: Pakailah diri dengan peralatan pernapasan dan pakaian pelindung untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
Tindakan terhadap tumpahan dan kebocoran
Menyerap tumpahan dengan bahan inert, maka tempatkan dalam wadah limbah kimia. Menetralisir dengan abu soda basa lemah.
Penanganan dan Penyimpanan
Pakailah sesuai NIOSH / MSHA-Disetujui respirator, Kimia-tahan sarung tangan, kacamata keselamatan. Jangan uap napas.
Sifat Fisik dan Kimia
Berat jenis: 1.84 Titik Didih: 534-590 ° C Volatile oleh Volume Persen: <5 Tekanan Uap: Tidak tersedia informasi Tingkat Penguapan: Tidak Berlaku Kepadatan uap: Tidak tersedia informasi Penguapan Standar: Tidak Berlaku Kelarutan dalam Air: Larut Auto pengapian Suhu: Tidak Berlaku Penampilan dan Bau: Tidak berwarna keruh menjadi cair sedikit kuning Turunkan Flamm. Batasi di Udara: Tidak Berlaku Titik Nyala: Tidak mudah terbakar Atas Flamm.
Stabilitas dan Reaktivitas Informasi
Stabilitas: Stabil Kondisi yang harus dihindari: Temperatur yang tinggi Bahan yang harus dihindari:
Air, logam, senyawa organik, basa.
Berbahaya Dekomposisi Produk:
Beracun oksida sulfur Berbahaya Polimerisasi: Tidak akan Terjadi Kondisi untuk Hindari: Tidak diketahui
Informasi Tambahan
Kondisi diperparah organ / target: Orang yang sudah ada sebelumnya, pernafasan kulit dan gangguan mata lebih rentan. Korosif! Akut: iritasi berat dan luka bakar pada kulit, mata, paru-paru dan saluran pencernaan.

Senyawa Natrium Bikarbonat (NaHCO3)
Produk Nomor: C2782
Nama Produk: Sodium Bikarbonat
Rumus: NaHCO3
RTECS: VZ0950000
CAS: CAS # 7664-93-9
Kesehatan: 1
Mudah terbakar: 0
Reaktivitas: 0
CAS: 144-55-8
%: 100%

Identifikasi Bahaya
Menyebabkan iritasi parah dan.. Gunakan dengan ventilasi yang memadai. Hindari kontak dengan mata, kulit, dan pakaian. Hindari terhirup dan tertelan. Cuci sampai bersih setelah menangani. Simpan wadah tertutup.
PERTOLONGAN PERTAMA:
KULIT: Cuci daerah yang terkena dengan sabun dan air. Jika terjadi iritasi, dapatkan bantuan medis.
MATA: Cuci mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit, angkat tutup sesekali. Mencari Bantuan Medis.
TERHISAP: Pindahkan ke udara segar. Jika tidak bernapas, berikan pernapasan buatan. Jika sulit bernapas, berikan oksigen
Tertelan: Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara spontan, tapi TIDAK MENYEBABKAN! Jangan pernah memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar.
Sifat Fisik dan Kimia
Appearance: White, crystalline powder Odor: Odorless Physical State: Solid pH: 8.3 (0.1 molar aq. soln @ 25 deg C); 8-9 (saturated soln) Vapor Pressure: Not applicable Vapor Density: Not applicable Boiling Point: Decomposes Freezing/Melting Point: 50 deg C (122 deg F) [decomposes] Solubility (H2O): 9.6 g/100g H2O at 20 deg C Specific Gravity: 2.16 @ 20 deg C Other Solubilities: Insoluble in alcohol Particle Size: Not available Bulk Density: 56-62.5 lb/ft3 Molecular Weight: 84.01 Chemical Formula: NaHCO3

Tabel Pengamatan
No
Larutan H2SO4
Volume Gas O2 dan H2 yang Terbentuk (ml)

5 menit
10 menit
15 menit
1
5%
A: 1,5
K: 3,4
A: 1,1
K: 2,2
A: 1,4
K: 2,8
2
3%
A: 0,7
K: 1,5
A: 1,1
K: 2
A: 0,9
K: 2

No.
Larutan NaHCO3
Volume Gas O2 dan H2 yang Terbentuk (ml)

5 menit
10 menit
15 menit
3
5%
A: 0,2
K: 0,3
A: 0,2
K: 0,3
A: 0,2
K: 0,3
4
10%
A: 0,3
K: 0,5
A: 0,4
K: 0,6
A: 0,4
K: 0,5

Keterangan: A = Anoda K = Katoda

Perhitungan
Diketahui:
P = 1 atm
T = 25oC = 298K
R = 0,0821 L atm/mol

H2SO4 5%
t = 5 menit
v = 3,4 ml = 3,4x10-3 L
n= PVRT
n=1 atm 0,0034 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 1,389 x 10-4 mol
m = n x Mr
m H2 = 1,389 x 10-4 mol x 2 gr/mol
m H2 = 2,778 x 10-4 gram

Laju alir gas H2
Volume gas H2 (di katoda) = 3,4 ml = 11,33 x 10-3 ml/s
Waktu(sekon) 300 s

t = 10 menit
v = 2,2 ml = 2,2x10-3 L
n= PVRT
n=1 atm 0,0022 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 8,99x10-5 mol
m = n x Mr
m H2 = 8,99 x 10-5 mol x 2 gr/mol
m H2 = 17,98x10-5 gram

Laju alir gas H2
Waktu(sekon) 600 s

t = 15 menit
v = 2,8 ml = 2,8x10-3 L
n= PVRT
n=1 atm 0,0028 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 1,144x10-4 mol
m = n x Mr
m H2 = 1,144 x 10-4 mol x 2 gr/mol
m H2 = 2,288x10-4 gram

Laju alir gas H2
Waktu(sekon) 900 s

H2SO4 3 %
t = 5 menit
v = 1,5 ml = 1,5x10-3 L
n= PVRT
n=1 atm 0,0015 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 6,13 x 10-5 mol
m = n x Mr
m H2 = 6,13 x 10-5 mol x 2 gr/mol
m H2 = 12,26 x 10-5 gram

Laju alir gas H2
Volume gas H2 (di katoda) = 1,5 ml = 5 x 10-3 ml/s
Waktu(sekon) 300 s

t = 10 menit
v = 2 ml = 2x10-3 L
n= PVRT
n=1 atm 0,002 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 8,17 x 10-5 mol
m = n x Mr
m H2 = 8.17 x 10-5 mol x 2 gr/mol
m H2 = 16,34 x 10-5 gram

Laju alir gas H2
Volume gas H2 (di katoda) = 2 ml = 3,33 x 10-3 ml/s
Waktu(sekon) 600 s

t = 15 menit
v = 2 ml = 2x10-3 L
n= PVRT
n=1 atm 0,002 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 8,17 x 10-5 mol
m = n x Mr
m H2 = 8.17 x 10-5 mol x 2 gr/mol
m H2 = 16,34 x 10-5 gram

Laju alir gas H2
Volume gas H2 (di katoda) = 2 ml = 2,22 x 10-3 ml/s
Waktu(sekon) 900 s

NaHCO3 5%
t = 5 menit
v = 0,3 ml = 3x10-4 L
n= PVRT
n=1 atm 0,0003 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 1,226 x 10-5 mol
m = n x Mr
m H2 = 1,226 x 10-5 mol x 2 gr/mol
m H2 = 2,452 x 10-5 gram

Laju alir gas H2
Waktu(sekon) 300 s

t = 10 menit
v = 0,3 ml = 3x10-4 L
n= PVRT
n=1 atm 0,0003 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 1,226 x 10-5 mol
m = n x Mr
m H2 = 1,226 x 10-5 mol x 2 gr/mol
m H2 = 2,452 x 10-5 gram

Laju alir gas H2
Waktu(sekon) 600 s

t = 15 menit
v = 0,3 ml = 3x10-4 L
n= PVRT
n=1 atm 0,0003 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 1,226 x 10-5 mol
m = n x Mr
m H2 = 1,226 x 10-5 mol x 2 gr/mol
m H2 = 2,452 x 10-5 gram
Laju alir gas H2
Waktu(sekon) 900 s

NaHCO3 10%
t = 5 menit
v = 0,5 ml = 5x10-4 L
n= PVRT
n=1 atm 0,0005 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 2,043 x 10-5 mol
m = n x Mr
m H2 = 2,043 x 10-5 mol x 2 gr/mol
m H2 = 4,086 x 10-5 gram

Laju alir gas H2
Waktu(sekon) 300 s

t = 10 menit
v = 0,6 ml = 6x10-4 L
n= PVRT
n=1 atm 0,0006 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 2,452 x 10-5 mol
m = n x Mr
m H2 = 2,452 x 10-5 mol x 2 gr/mol
m H2 = 4,904 x 10-5 gram

Laju alir gas H2
Waktu(sekon) 600 s

t = 15 menit
v = 0,5 ml = 5x10-4 L
n= PVRT
n=1 atm 0,0005 L0,0821 Latmmol K 298K
n = 2,043 x 10-5 mol
m = n x Mr
m H2 = 2,043 x 10-5 mol x 2 gr/mol
m H2 = 4,086 x 10-5 gram

Laju alir gas H2
Waktu(sekon) 900 s
Pembahasan
Fuja Adwina Sahyugi (151411009) (Pengaruh Konsentrasi)

Percobaan pembuatan gas hidrogen dilakukan dengan cara elektrolisis air. Proses elektrolisa air dikenal juga sebagai elektrolisa alkalis, karena untuk berjalannya proses elektrolisa ini diperlukan larutan katalis berupa larutan elektrolis. Pada percobaan yang kami lakukan, kami menggunakan larutan H2SO4 5% dan H2SO4 3% juga NaHCO3 5% dan NaHCO3 10% sebagai katalis untuk mempercepat reaksi yang berlangsung.
Elektrolisis air adalah peristiwa penguraian senyawa air (H2O) menjadi oksigen (O2) dan hidrogen gas (H2) dengan menggunakan arus listrik yang melalui air tersebut. Jadi hasil dari elektrolisis air ini adalah hidrogen murni dan oksigen murni. Proses elektrolisis dinyatakan bahwa atom oksigen membentuk sebuah ion bermuatan negative (OH-) dan atom hidrogen membentuk sebuah ion bermuatan positif (H+). Pada kutub positif menyebabkan ion H+ menyatu pada katoda. Atom-atom hidrogen akan membentuk gas hidrogen dalam bentuk gelembung gas pada katoda yang melayang ke atas. Hal serupa terjadi pada ion OH- yang menyatu pada anoda kemudian membentuk gas oksigen dalam bentuk gelembung gas.

Berdasarkan data pengamatan, proses elektrolisis air pada pembuatan gas hidrogen dipengaruhi oleh konsentrasi. Semakin besar konsentrasi maka volume pembentukan gas H2 juga semakin besar dan laju alir gasnya semakin besar. Dapat di lihat ketika H2SO4 5% laju volume gas H2 yang terbentuk saat 5 menit sebesar 3,4ml dengan laju alir 11,33 x 10-3 ml/s sedangkan H2SO4 3% hanya 1,5ml dengan laju alir 5 x 10-3 ml/s. Pada menit ke-10 dan 15 juga laju alir dan volume gas H2 yang terbentuk di H2SO4 5% lebih besar dibandingkan H2SO4 3%. Begitu pula dengan larutan NaHCO3. Hal ini terjadi karena semakin tinggi konsentrasi H2SO4 dan NaHCO3, maka semakin banyak jumlah ion H+ yang dimilikinya sehingga menghasilkan gas H2 yang lebih banyak pula.

Hagai Elisafan (151411010) (Perbandingan H2 dengan O2)
Pada proses elektrolisis didasarkan atas penguraian zat elektrolit oleh arus listrik searah yang akan mengalami perubahan-perubahan kimia. Proses elektrolisis ini dilakukan dengan menggunakan reaktor elektrolisis, elektroda (katoda dan anoda), dan larutan elektrolit. Reaktor merupakan tempat larutan elektrolit, sekaligus tempat berlangsungnya proses elektrolisis untuk menghasilkan gas hidrogen (H2). Larutan elektrolit yang kami gunakan saat percobaan adalah H2SO4 5% dan H2SO4 3%.
Sintesis hydrogen pada larutan elektrolit H2SO4 dengan metoda elektrolisis akan menghasilkan oksigen (O2) pada reaksi anoda dan hydrogen (H2) pada reaksi katoda. Reaksi :
H2SO4 2H+ + SO42-
Katoda : 2H+ + 2e- H2
Anoda : 2H2O O2 + 4H+ + 4e-
Pada percobaan yang kami lakukan perbandingan laju pembentukan oksigen dan hydrogen mendekati 2:1 dan data tersebut mendekati data literature. Sedangkan jika dihitung massa antara hodrogen dan hidrogen perbandingan massa hydrogen dengan oksigen akan didapatkan hasil yang sangat jauh, perbandingannya 1:10 atau bahkan lebih. Massa oksigen yang terbentuk akan lebih banyak dari hydrogen karena massa molekul relative (Mr) oksigen jaul lebih besar dari pada massa molekul hydrogen (Mr)

Herdinand Dimas (151411011)
Pada praktikum ini, kelompok 3 membuat gas hidrogen (H2) dengan metode elektrolisis air. Meskipun nama metodenya elektrolisis air, namun bahan yang digunakan bukanlah air saja tetapi harus ada larutan elektrolit juga. Larutan elektrolit mengandung ion bebas. Ion-ion ini dapat memberikan atau menerima elektron sehingga elektron dapat mengalir melalui larutan. Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah 50 ml H2SO4 3% dan 50 ml H2SO4 5%. Alat yang digunakan merupakan rangkaian alat untuk elektrolisis air, meliputi elektrolyzer, rectifier, kabel + mulut buaya, dan elektroda stainless steel. Elektroda yang disambungkan dengan arus listrik positif (+) dianggap sebagai anoda dan elektroda yang disambungkan dengan sumber arus listrik negatif (-) dari power supply dianggap sebagai katoda. Saat reaksi berlangsung pada katoda akan terjadi reduksi hidrogen karena kationnya berupa H+. Sedangkan pada anoda terjadi oksidasi air karena elektroda yang digunakan merupakan elektroda inert dan anionnya berupa sisa asam oksi. Adapun reaksi lengkapnya, yaitu:

Katoda (-) : 2H+(aq) + 2e- H2(g)
Anoda (+) : 2H2O(l) 4H+(g) + O2(g) + 4e-
Total : 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)

Dari reaksi total tesebut dapat terlihat bahwa gas hidrogen (H2) terbentuk pada katoda dan gas oksigen (O2) terbentuk pada anoda. Gas-gas ini membentuk gelembung pada saat reaksi berlangsung di kedua bagian tabung. Dari reaksi total tersebut juga dapat diketahui bahwa pembentukan gas H2 lebih cepat jika dibandingkan dengan pembentukan gas O2, hal ini terbukti saat reaksi berlangsung pada katoda ukuran gelembung yang tebentuk lebih besar daripada gelembung yang terbentuk pada anoda. Hal ini dapat diamati juga ketika volume H2SO4 di katoda lebih cepat berkurang daripada H2SO4 yang berada di anoda. Selanjutnya dari data percobaan yang telah didapat, dicari perolehan massa H2 yang terbentuk pada saat percobaan dan dibandingkan dengan massa H2 yang terbentuk secara teoretis. Namun, pembandingan ini (untuk mencari efisiensi) tidak dapat dilakukan karena pada saat praktikum arus listrik yang terjadi terlalu kecil sehingga tidak terbaca oleh avometer (Hukum Faraday tidak digunakan). Meskipun tidak dapat mencari efisiensi pembentukan H2, masih dapat diketahui gas H2 dalam H2SO4 3% yang tebentuk pada saat praktikum, yaitu sebesar 16,34 x 10-5 gram dengan laju alir pembentukan selama 15 menit sebesar 2,22 x 10-3 ml/s dan gas H2 dalam H2SO4 5% yang terbentuk, yaitu sebesar 22,88 x 10-5 gram dengan laju alir pembentukan selama 15 menit sebesar 3,11 x 10-3 ml/s.
Melalui praktikum ini juga dapat diketahui bahwa konsentrasi elektrolit berpengaruh terhadap laju pembentukan gas H2. Semakin tinggi konsentrasi suatu elektrolit semakin tinggi atau besar juga laju pembentukan gas H2. Hal ini dapat diamati dari data 1 dan data 2. Pada waktu pengamatan 15 menit laju pembentukan gas H2 untuk elektrolit H2SO4 3% adalah 2,22 x 10-3 ml/s dan laju pembentukan untuk elektrolit H2SO4 5% adalah 3,11 x 10-3 ml/s.

Inda Robayani (151411012) (Pengaruh elektrolit)
Pada praktikum gas hidrogen ini larutan yang digunakan adalah larutan elektrolit kuat yang berupa asam kuat yaitu H2SO4 dan garam yaitu NaHCO3. Larutan elektrolit kuat, seluruh molekulnya terurai menjadi ion-ion (terionisasi sempurna). Karena banyak ion yang dapat menghantarkan arus listrik, maka daya hantarnya kuat. Pada persamaan reaksi ionisasi, elektrolit kuat ditandai dengan anak panah satu arah ke kanan. Dengan reaksinya:
H2SO4 ==> 2H+ + SO42-
NaHCO3 ==> Na+ + HCO3-
Larutan H2SO4 mengurai menjadi kation (H+) dan anion (SO4-). Terjadinya hantaran listrik pada larutan H2SO4 disebabkan ion H+ menangkap elektron pada katoda dengan membebaskan gas Hidrogen (H2). Sedangkan ion-ion SO4- melepaskan elektron pada anoda dan menghasilkan gas oksigen (O2).
Larutan ini digunakan untuk melihat laju alir gas hidrogen yang terdapat di katoda dengan terjadinya perubahan volume larutan. Jumlah ion yang terurai di dalam masing-masing larutan bisa mengalirkan arus listrik yang disambungkan pada rectifier dengan diberikan tegangan sebesar 5 volt. Hal ini ditandai dengan adanya gelembung-gelembung yang melayang di dalam larutannya saat setelah dihubungkan dengan rectifier. Larutan H2SO4 memiliki laju alir gas hidrogen yang lebih cepat dibandingkan dengan NaHCO3 karena jumlah ion yang terionisasi yang terdapat di dalam larutannya berbeda. Semakin banyak jumlah ion yang terurai di dalam suatu larutan semakin baik daya hantar listriknya dan semakin sedikit jumlah ion yang terurai dalam suatu larutan maka daya hantar listriknya semakin menurun.
Kesimpulan
Konsentrasi berpengaruh terhadap proses pembuatan gas H2 dengan elektrolisis air. Semakin tinggi konsentrasi makan semakin banyak gas H2 yang dihasilkan.
Perbandingan antara laju volume gas H2 yang terbentuk di katoda dengan laju volume gas O2 yang terbentuk di anoda meliputi 2:1
Jenis larutan yang digunakan sangat berpengaruh pada praktikum ini yait larutan elektrolit karena semakin banyak jumlah ion yang terurai di dalam suatu larutan semakin baik daya hantar listriknya dan semakin sedikit jumlah ion yang terurai dalam suatu larutan maka daya hantar listriknya semakin menurun.
Massa H2 H2SO4 5%, 5 Menit: 2,778 x 10-4 gram, 10 Menit: 17,98x10-5 gram, 15 menit: 2,288x10-4 gram. Massa H2 H2SO4 3%, 5 Menit: 12,26 x 10-5 gram, 10 Menit: 16,34 x 10-5 gram, 15 menit: 16,34 x 10-5 gram
Massa H2 NaHCO3 5%, 5 Menit: 2,452 x 10-5 gram, 10 Menit: 2,452 x 10-5 gram, 15 menit: 2,452 x 10-5 gram. Massa H2 NaHCO3 10%, 5 Menit 4,086 x 10-5 gram,
10 Menit: 4,904 x 10-5 gram, 15 menit: 4,086 x 10-5 gram
Laju alir gas H2 H2SO4 5%, 5 Menit: 11,33x10-3 ml/s, 10 Menit: 3,66x10-3 ml/s, 15 menit: 3,11x10-3 ml/s. Laju alir H2 H2SO4 3%, 5 Menit: 5 x 10-3 ml/s, 10 Menit: 3,33 x 10-3 ml/s, 15 menit: 2,22 x 10-3 ml/s
Laju alir gas H2 NaHCO3 5%, 5 Menit: 10-3 ml/s, 10 Menit: 5x10-4 ml/s, 15 menit: 3,33x10-4 ml/s. Laju alir H2 NaHCO3 10%, 5 Menit: 1,66 x 10-3 ml/s, 10 Menit: 10-3 ml/s, 15 menit: 5,55 x 10-4 ml/s

Daftar Pustaka
Polban.2012.Buku I Bahan Ajar Praktikum Satua Proses I.Bandung
Prasetijo,Budi.2013.Elektrolisis Air. http://smart-pustaka.blogspot.co.id/2013/02/elektrolisis-air.html [diunduh pada 22 Maret 2016]
Yasmita, Ayu.tt.Produksi Gas H2. http://smart-pustaka.blogspot.co.id/2013/02/elektrolisis-air.html [diunduh pada 22 Maret 2016]
Anonim.2013.http://www.mbingboo29.com/2013/01/msds-asam-sulfat-h2so4.html [diunduh 13 Maret 2016]

LAPORAN PRAKTIKUM SATUAN PROSES
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2016

MODUL : PEMBUATAN GAS HIDROGEN (H2) DENGAN BAHAN DASAR AIR SECARA ELEKTROLISIS
PEMBIMBING : Ir. Emmanuela Maria W, MT
PEMBUATAN : 17 MARET 2016PENYERAHAN : 24 MARET 2016
PEMBUATAN : 17 MARET 2016
PENYERAHAN : 24 MARET 2016

OLEH
KELOMPOK : 3

NAMA : 1. FUJA ADWINA SAHYUGI (151411009)
2. HAGAI ELISAFAN (151411010)
3. HERDINAND DIMAS (151411011)
4. INDA ROBAYANI W. (151411012)
KELAS : 1A-TK

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2016

Laporan Satuan Proses Pembuatan Hidrogen

Recommend Documents