ACARA II PEMBUKTIAMN PERSAMAAN NERNST
A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Tujuan Praktikum
: Membuktikan persamaan Nernst pada System Cu – Cu – Zn Zn dan menentukan Tetapan persamaan Nernst.
Hari, Tanggal Praktikum : Selasa ,5 April 20011
Tempat Praktikum
: Laboratorium Kimia Dasar, Lantai III, Fakultas MIPA,Universitas Mataram.
B. LANDASAN TEORI Elektro kimia dalah cabang ilmu yang mempelajari hubungan antara energi listrik dan reaksi kimia. Listrik timbul akibat dari aliaran (gerakan) partikel bermuatan dalam mediumnya yang di sebut konduktor. Aliran itu terjadi karena terdapat beda potensial diantara dua titik dalam konduktor tersebut. Alat yang khusus yang dapat membuat intraksi energi kimia (reaksi kimia) dengan energi listrik disebut sel elektro kimia (Syukri,S. 1999: 513).
Suatu electrode dapat madah dibuat dari salah satu logam biasa. Yang diperlukan adalah sepotong tipis logam dari suatu larutan dari ion-ionnya. Tetapi membentuk suatu electrode yang melibatkan unsur berbentuk gas dan ion-ionnya yang lebih sulit. Potensial suatu sel volta adalah pengukuran gaya dorong dan reaksi redoks dalam pengkuran yang paling cermat. Aliran electron akan melibatkan terjadinya reaksi pada electrode dan akan sedikit mengubah kosentrasi larutan-larutan standar (Keenan, 1999 : 33-34). 0
Esel = E SEL – SEL – (RT/nf (RT/nf ) ln (produk/rektan) Dari persamaan diatas kita dapat menenetukan suatu tetapan RT/nF Yang dapat ditentukan dengan membuat kurva hubunan E sel terhadap angka banding konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi tersebut (Atkins,1999 : 281). Perubahan energy bebas reksi sel aA + bB → cC + dD
dinyatakan sebagai 0
∆G=∆G + nRT ln Perubahan energi bebas reaksi sel aA + bB
cC + dD dinyatakan sebagai
C. o
o
sesudah penggantian ∆G = -nFE dan ∆G = nFE pada persamaan di atas, didapat
D. Persamaan tersebut dapat juga ditulis sebagai
E. Pada 298 K kedua persamaan di atas sering disebut sebagai persamaan nernst (Dogra, 2008).
C. ALAT DAN BAHAN
Alat Praktikum
1. Gelas kimia 100 ml 2. Lembaran tembaga dan seng 3. Arus/kabel 4. Voltmeter 5. Pipet tetes
Bahan Prktikum
1. Larutan ZnSO 4 2. Larutan CuSO 4 3. Larutan KNO3 4. Kertas saring 5. Tisu
D. SKEMA KERJA
Susunlah alat seperti gambar diatas ZnSO4 1 M
CuSO4 1 M
Dimasukan dalam gelas kimia 100 ml -
Dimasukan dalam gelas kimia 100 ml
Buat gulungan kertas saring dan celupkan dalam KNO3 jenah
-
Hubungkan
kedua
gelas.
Kimia
dengan gulungan tersebut (sebagai jembatan garam Siapkan electrode Cu dan Zn -
Amplas agar bersih
-
Hubungkan kedua elektroda dengan voltmeter
-
Hasil
Celupkan ke dalam larutan yang sesuai dan catat nilai voltase /Esel
-
Bersihkan electrode
-
Ulangi dengan kosentrasi Cu
2+
Bervariaasi : 0,1, 0,001, dan 0,01
Catat nilai Esel
E. HASIL PENGAMATAN Tabel hasil pengamatan :
Kosentrasi
Zn2+
Kosentrasi Cu
1M
1M
1,35
0,1 M
1,40
0,01 M
1,39
0,001 M
1,31
F. ANALISIS DATA 1) Persamaan reaksi
2) Perhitungan
Esel
1M
1M 1M
2+
( ) ( ) = log 1 = 0
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
Membuat grafik hubungn esel dengan
[] []
Esel 1,33
0
1,40
1
1,39
2
1,31
3
Membuat grafik hubungn esel dengan
[]
1.47
GRAFIK 1.43
1.39
1.35
1.31
1.27
1.23 0
1
2
Dari grafik diatas dapat ditentukan nilai slope dan intersep :
Slope berdasarkan teori
3
Intersep berdasarklan teori = + 1,10
Slope berdasakan percobaan Dik: y1 = 1,31 y2 = 1,40 x1 = 1 x2 =3
Itersep berdasarkan percobaan = 1,44
Persamaan Nernst Persamaan nernst berdasarkan teori
Persamaan nernst berdasarkan percobaan
Penentuan % Error
| | ( ) | | ( () . % Error Esel
| | ( )
| | ( )
| | ( )
| | ( )
G.PEMBAHASAN. Sel elektrokimia adalah sel yang terdiri dari dua elektroda, yang berupa konduktor logam, yang dicelupkan ke dalam elektrolit konduktor ion ( yang dapat berupa larutan, cairan, atau padatan ). Pada percobaan ini GGL sel daniel ditentukan dengan menyusun serangkaianalat yang menggambarkan sel daniel. Pada rangkaian ini, logam dicelupkan dalam larutan CUSO 4, dan logam seng dicelupkan pada larutan ZnSO 4, dimana kedua elektroda dihubungkan dengan voltmeter, yang berfungsi untuk mengukur perbedaan potensial pada kedua sistem. Sedangkan kedua larutan dihubungkan dengan jembatan garam yang terbuat dari kertas saring yang telah dicelupkan dalam larutan KNO 3, yang berfungsi sebagai penyetara kation dan anion dalam larutan. Logam Zn akan melepaskan elektron dan teroksidasi menjadi Zn
2+
dan begabung dalam
larutan ZnSO 4, electron yang dilepaskan kemudian mengalir ( beralin ) dari elektroda Zn ke 2+
elektroda CU, sedangkan ion CU nya sendiri dari larutan CUSO 4 menerima elektron, yang kemudian ion ini berubah ( tereduksi ) menjadi endapan logam CU. Aliran yang terbentuk antara logam Zn ( elektrode Zn ) dengan elektrode CU inilah yang pada akhirnya menyebabkan terjadinya beda potensial antara kedua eletroda, dan menimbulkan aliran listrik, dan aliran listrik arah arusnya adalah kebalikan dari arah aliran elektron. Perbedaan potensial ini terukur pada alat pengukur beda potensial yang telah terpasang diantara kedua eletroda ( voltmeter ) sebagai beda potensial yang dilambangkan E. Dan beda potensial yang dihasilkan akan mencapai titik maksimum ketika tidak ada arus yang mengalir, dan inilah yang kemudian yang dinamakan GGL atau E sel. Namun lebih sederhana gaya gerak llistrik ( GGL ) sel sering diartikan sebagai nilai limit atau pebedaan potensial pada pengukuran dua elektroda dengan menggunakan potensialmeter ketika arus listriknya yang dihasilkan mengalir adalah nol. Perbedaan potensial Yang diamati berfariasi denngan jenis bahan elektroda dan konsentrasi serta temperatur larutan elektrolit. Di pasangkan jembatan jembatan garam yang berfungsi sebagai penyetara anion dan kation dalam sistem ini dikarenakan suatu alasan yaitu pada saat elektron teralir, maka secara 2+
otomatis kation Zn makin bertambah, di dalam larutan ZnSO 4, sedangkan disebelah terjadi 2+
penurunan jumlah ion ( kation ) Cu , karena terus menerus tereduksi menjadi logam CU, padahal secara normalnya, seharusnya jumlah antara ionnya ( kation ) Zn
2+
dan CU
2+
adalah
sama, sehingga itulah yang menyebabkan dipasangnya jembatan garam,untuk mengimbangi jumlah kation Zn
2+
dan CU
2+
2-
2-
dengan SO4 . Pada larutan ZnSO 4 ,akan terdiri oleh anion NO 3
oleh jembatan garam,sesuai dengan jumlah Zn
2+
2+
yang makin bertambah,sedangkan pada
CuSO4 yangt semakin kekuragan kation Cu ,SO4 jembatan
garam
untuk
menggantikan
posisi
2-
yang tersisa akan masuk kedalam
NO 3
2-
yang
terlepas
dari
jembatan
garamnya.Untuk zat terlarut pada kertas saring yang merupakan jembatan garam,dapat pula kita gunakan NaCl,karena memiliki fungsi yang sama yaitu sebagai garam. Nilai E sel merupakan suatu nlai yang sangat ditentukan oleh jenis bahan dan konsentrasi bahan serta gtemperatur larutan elektrolit,sehingga itulah sebabnya dalam percobaan ini dilakukan pengamatan E sel terhadap perubahan konsentrasi.Dari percobaan ini kita peroleh penjelasan bahwa makin besar konsentrasi laritan elektrolit yang digunakan,maka makin besar beda potensial sel yang dihaislkan.Hal ini dikarenakan makin besar konsentrasi dalam suatu larutan,maka makin banyak spesi spesi yang dapat mentransfer electron,sehingga beda potensialnya otomatis makin besar.Adapun perubahan konsentrasi CuSO
4
yang digunakan
yaitu 1 M;0,1 M;0,01 M dan 0,001 M.Dan setiap kali larutan CuSO 4 ini diganti,maka jembatan garamnya-pun ikut diganti,hal ini dikarenakan jembatan garam yang tlah dipakai,artinya telah bereaksi dengan larutn CuSO 4,konsentrasi sebelum-nya,begitu pula pada elektrodanya harus diamplas saat setelah dilakukan pergantian larutan, untuk membersihkan endapan-endapan yang dihasilkan karena proses ini sangat sensitif sedikit saja pengotor dapat menimbulkan kesalahan yang besar. Berdasarkan percobaan, di peroleh nilai potensial E sel yang mennurun ; dimana nilai potensial sel pada konsentrasi Cu
2+
= 1 M adalah 1,35, pada
konsentrasi 0,1 M = 1,29 V ; pada konsentrasi 0,01 M adalah 1,18 V, dan pada 0,001 M adalah 0,99 V, sehingga dari grafik yang terbentuk diperoleh intersep dalam percobaan ini adalah 1,44, sedangkan secara teorik nilai intersep adalah + 1,10, perbedaan ini dapat terjadi di karenakan beberapa faktor yang entah di senngaja atau tidak, diantaranya dikarenakan kurang apik ( pandai ) – praktikan dalam membersihkan pengotor-pengotor pada elektrode,dan mungkin banyak lagi factor yang tidak terduga lainnya.
H. KESIMPULAN.
1. Sel elektrokimia adalah sel yang terdiri dari dua elektroda, yang berupa konduktor logam. 2. Voltmeter dalam sistem elektrokkimia berfungsi untuk mengukur beda potensial pada kedua sistem pada aktoda dan onoda. 3. Larutan KNO3 pada jembatan garam mempunyai fungsi menyetarakan anion dan kation dalam sistem elektrokimia sel cealuani. 4. Elektrode tembaga mengalami reduksi, sedangkan electrode seng mengalami oksidasi. Aliran elektron akan menyebabkan terjadinya energy listrikyang arah arusnya kebalikan dari arah arus electron. Besarnya potensial sel yang diamati berubah-ubah sesuai dengan berubahnya konsentrasi, suhu ( temperatur ) serta jenis bahan elektroda. 2+
5. Makin besar konsentrasi Cu maka akan makin besar pula potensial sel yang dihasilkan. 6. Slope yang diperoleh adalah 1,44 V. 7. Persen eror yang diperoleh adalah 3,2 %
DAFTAR PUSTAKA Atkins . 1994 .
kimia Fisika Jilid I
. Jakarta : Erlangga .
Dogra dan Dogra . 1990 . Kimia Fisika dan Soal-Soal : Jakarta . UI Press . Keenam . dkk . 1984 . Syukri . 1999 .
Kimia untuk Universitas . Jilid III .
Kimia Dasar Jilid III .
Bandung . ITB .
Jakarta . Erlangga .
