PERCOBAAN V VOLTMETER TEMBAGA
Hari / tanggal Percobaan
: SENIN, 30 APRIL 2013
Tempat Percobaan
: LAB. Fisika kampus III UMSU Jl. Kapt. Muchtar Basri No. 3 Medan
I. MAKSUD Menara sebuah amperemeter dengan voltmeter tembaga
II. ALAT-ALAT 1.Voltmeter yang terdiri dari :
katoda,
anoda ,
kepingan pertolongan.
2. Larutan tembaga sulfat 3. Sumber tegangan 4. Amperemeter 5. Neraca teknis 6. Alat pembakar (spritus) 7. Stopwatch 8. Alkohol 9. Kabel kabel penghubung
III. TEORI Zat cair dipandang dari sudut hantaran listrik dapat dibagi dalam ti ga golongan.
Zat cair isolator, seperti air murni, minyak dan sebagainya.
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 84
Larutan mengandung ion-ion,seperti larutan asam basa dan garam-garam di dalam air. Larutan-larutan ini dapat dilalui arus listrik dengan dengan ion-ion sebagai penghantarnya dan disertai perubahan-perubahan kimia.
Air raksa, logam-logam cair dapat dilalui arus listrik tanpa perubahan perubahan kimia didalamnya.
Pada percobaan disini dipakai larutan garam CuSO 4 di dalam bejana seperti pada gambar 1.
A
k
Cu so4
Cu so4 Gambar 1
Bila pada rangkaian di atas dialiri arus maka akan terjadi endapan Cu pada katoda. Jumlah Cu yang mengendap sebanding dengan arus yang lewat, sehingga voltmeter dapat dipakai sebagai amperemeter. TEORI TAMBAHAN Dalam sel elektrokimia berlangsung suatu proses elektrokimia yaitu suatu proses reaksi kimia menghasilkan arus listrik atau sebaliknya, arus listrik menghasilkan proses kimia. Sel elektrokimia digunakan secara luas dalam kehidupan sehari-hari , misalnya dalam proses ekstrasi dan memurnikan
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 85
logam, emas, perak, dan aluminium, al uminium, pemepuhan logam yang sangat penting adalah pemanfaatan sel elektrokimia elektronik. Contoh sel elektrokimia yang banyak digunakan pada peralatan elektronik yaitu batrai dan accumulator (aki) kedua jenis sel elektrokimia ini banyak digunakan sebagai sumber listrik, antara lain pada radio, lampu senter, kalkulator, mesin mobil/mesin motor, mainan anak-anak sampai pada peralatan ruang angkasa seperti satelit yang menggunakan baterainikel cadmium dan sell selinza. Energi listrik dalam peralatan elektronik tersebut diperoleh hasil reaksi kimia berupa reaksi redoks yang spontan. Dalam reaksi redoks terjadi transfer arus perpindahan elektron dari suatu unsur ke unsur lain. Aliran elektron ini menunjukan adanya aliran arus listrik. Pada baterai atau aki, yang sedang digunakan, berlangsung suatu reaksi kimia yang menghasilkan arus listrik. Bahkan proses tersebut menggunakan reaksi listrik untuk reaksi kimia. Misalnya pada proses pemepuhan logam dan pemetruman aki.jadi berdasarkan reaksi kimia. Atau sell elektrokimia dibagi menjadi 2, yaitu sel volita dan sell elektrolisis. 1. Sel Volta Dimana sel volta ini adalah terjadinya perubahan kimia mnjadi energy listrik, dan reaksi kimia yang berlangsung spontan dan menghasilkan arus listrik dimana katoda merupakan positif dan anoda kutub negatif. Dalam sel ini volta terjadi reaksi redoks yang anoda tempat terjadinya reaksi oksidasi dan katoda tempat terjadinya reaksi reduksi.
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL 86
2. Sel Elektrolit Sel elektrolit adalah sel yang mengubah energi menjadi reaksi kimia dan reaksi ini terjadi di elektroda sel elektrolisis. Arus listrik menyebabkan terjadinya reaksi kimia dimana katoda merupakan kutub positif dan anoda kutub negatif.
Sesuai hukum Faraday II, jika jumlah listrik yang sama dialirkan melalui 2 atau sel elektrolis maka perbandingan massa equivalensin ya yaitu : M=
atau e =
Dimana : e = adalah massa equivalensinya zat
Pada saat ini membahas mengenal sel elektrolisis sekaligus menerapkan proses pemurnian logam. Elemen inggris Michael faraday mengalirkan mengalirkan arus listrik ke dalam larutan elektrolit ini terjadi reaksi kimia yang digunakan untuk menunjukkan reaksi kimia akibat di alirkan arus listrik disebut sebagai sel elekrolisis.
Hantaran listrik melalui larutan elektrolit dapat di anggap sebagai aliran elektron . jadi apabila elektron telah dapat dapat mengalir dalam larutan elektrolit. berarti listrik dapat mengalir dalam larutan tersebut .elektron berasal dari kutub katoda atau kutub negatif . sedangkan sedangkan anoda melepaskan ion positif, dan menambahkan endapan pada logam katoda.
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 87
Di dalam larutan proses Cu SO4
Cu2+ + SO 42-
Ion Cu2- ini akan berpindah menuju keping katoda, katoda, sedangkan ion SO
4
2-
akan menuju keping anoda, lama-lama keeping katoda ini akan timbul endapan dan terjadi perubahan massa. Massa ini dapat di hitung dengan cara : G=a.I.t
Dimana : G = jumlah endapan tembaga C u (gram) a = tara kimia kimia listrik (ar/ ampere lam) I = kuat kuat arus listrik ( ampere) t = lamanya pengaliran arus (sam)
Untuk tembaga nilai a = 1, 186 / ampere. Lam , karena G tela h di ketahui maka I harus dapat di peroleh dengan : I = G / At
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 88
IV. GAMBAR ALAT
Neraca berfungsi untuk menghitung berat jenis benda
Lampu spritus berfungsi sebagai pemanas dan pengering lempengan anoda dan katoda
Bejana berfungsi sebagai tampat larutan atau wadah Larutan tembaga
Alkohol berfungsi sebagai pembersih lempengan katoda dan anoda
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 89
Sumber tegangan DC berfungsi untuk mengubah arus AC menjadi arus DC
Amperemeter berfungsi untuk menghitung arus
Kabel penghubung berfungsi sebagai penghubung arus listrik
Anoda berfungsi sebagai kutub positif
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 90
Katoda berfungsi sebagai kutub negatif
Stopwatch berfungsi untuk menghitung waktu
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 91
V. PERCOBAAN YANG HARUS DILAKUKAN
1. Menggosokkan katoda dengan kertas amplas hingga cukup bersih. 2. Mencuci katoda dengan air, mengolesi dengan alkohol, kemudian memanaskan / mengeringkannya di atas api alkohol / spritus (tak di bakar) 3. Menimbang katoda itu dengan teliti dengan menggunakan neraca teknis. 4. Membungkus katoda dengan kertas yang bersih agar tidak kotor lagi. 5. Membuat rangkaian seperti pada gambar 2 dengan polaritas yang benar. Perlu diingat pergunakanlah lebih dahulu dahulu katoda pertolotongan.
ST A
SO4 Cu
Cu
Cu SO4
Gambar 2 6. Menuangkan larutan sulfat tembaga ke dalam bejana. 7. Menjalankan arus dan mengatur besarnya sehingga ampere meter menunjukkan kuat arus sebesar 1 ampere (di tentukan oleh sisten). 8. Memeriksa sekali lagi apakah arah arus sudah benar dan jangan mengubah rangkaiannya lagi. 9. Memutuskan hubungan dengan sumber-sumber arus dan jangan mengubah rangkaian lagi. 10. Mengganti katoda pertolongan dengan katoda yang sebenarnya ( yang telah di cuci).
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 92
11. Mengusahakan supaya luas permukaan katoda yang tercelup ke dalam larutan sama dengan luas permukaan katoda pertolongan yang tercelup larutan. 12. Rangkaian jangan di ubah-ubah lagi. 13. Menjalankan arus selama n menit (ditentukan sisten). Mengusahakan agar kuat arus tetap 1 ampere dengan mengatur sumber arusnya. 14. Setelah n menit, lalu memutuskan arus, mengambil arus, mengambil katoda mencuci dengan air, mengolesi alkohol dan memanaskannya sampai kering. 15. Menimbang lagi katoda dengan teliti. 16. Mengulangui percobaan no. 1 s/d 5 untuk beberapa kuat arus yang berlainan pula (ditentukan asisten). 17. Setelah selesai, lalu mengembalikan larutan ke dalam botolnya, mengembalikan pula alat-alat yang lain.
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 93
DATA HASIL PERCOBAAN NAMA PERCOBAAN PERCOBAAN : VOLTMETER TEMBAGA HARI / TANGGAL
: SELASA , 30 APRIL 2013
KELOMPOK
: C1
1. RIZKI ANANDA 2. DEBBY SAHERTIAN 3. TRIADINANTA ASRIN SIREGAR 4. UUN SAHPUTRA 5. AMANDA YANTI 6. RASTO ANANDA SIAHAAN 7. YAHYA 8. ASRUL EFENDI LUBIS
No.
M0
M1
ΔM
(gr)
I
T (s)
Q=I.t
(ampere)
1
138
138,5
0,5
2 ampere
90 s
180
2
138
139
1
3 ampere
120 s
360
3
138
139,2
1,2
4,5 ampere
150 s
675
Di setujui Oleh Asiten
RUDI SEPTIANTO
VII. ANALISA DATA Percobaan I 1) Massa tembaga MCu:
=
= 7,87 × 10 -3 gr 2) Jumlah mol tembaga ( ɳ Cu) Cu) ɳ Cu Cu
= MCu × R = 4,87 × 10 -3 × 6,02 × 1023 = 47,4 × 10 20 mol
3) Eelektron tembaga (eCu) eCu
=2 ×
Cu ɳ Cu
= 2 × 47,4 × 1020 = 94,8 × 1020 mol
4) Muatan tembaga (QCu) QCu
= eCu × Qe = 94,8 × 1020 × 1,602 ×10-14 = 151,87 × 10 -1 = 1581,7 Coulomb
5) Q = I × t = 2 ampere × 90 detik = 180 coulomb
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 95
Percobaan II
1) Massa tembaga MCu:
=
= 0,015 kg
2) Jumlah mol tembaga ( ɳ Cu) Cu) ɳ Cu Cu
= MCu × R = 0,015 × 6,02 × 10 23 = 0,0947 × 10
23
mol
3) Eelektron tembaga (eCu) eCu
=2 ×
Cu ɳ Cu
= 2 × 0,0947 × 10 23 = 0,1894 × 10 23 4) Muatan tembaga (QCu) QCu
= eCu × Qe = 0,1894 × 10 23 × 1,6 ×10-20 3
= 3,0326 × 10 coulomb
5) Q = I × t = 3 ampere × 120 detik = 360 coulomb
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 96
GRAFIK I TERHADAP t
150
120
80
2
KELOMPOK : C1
3
5
VOLTMETER TEMBAGA
HAL: 97
VIII. Tugas akhir dan pertanyaan 1. Hitunglah jumlah tembaga yang mengendap untuk tiap percobaan. 2. Berdasarkan jumlah endapan tembaga yang didapat. Hitunglah muatan yang telah di pergunakan untuk menguraikan (untuk tiap -tiap percobaan). 3. Buatlah grafik hasil peneraan. Yaitu antara kuat arus hasil perhitungan No. 2 dengan kuat kuat arus yang terbaca amperemeter. 4. Berilah perhitungan pada tiap pengukuran pengukuran pada tiap percobaan beserta kesalahanya. 5. Berilah komentar pada hasil-hasil diatas. 6. Berdasarkan 3 dan 4 diatas, perlukah amperemeter yang diselidiki itu di koreksi ? jelaskan ! 7. Jika dipergunakan amperemeter yang telah ditera dengan suatu metode lain. Maka voltmeter tembaga t embaga ini dapat digunakan untuk menghitung berat atom suatu zat kimia. Terangkan. 8. Hitunglah berat atom tembaga dari percobaan ini dengan memisahkan kuat arus yang dipakai benar. 9. Bandingkan hasil perhitungan dengan literatur. 10. Kenapa katoda harus di cuci dulu sebelum dibakar. 11. Kenapa pula harus dipakai sebelum di pergunakan (sebelum di timbang).
*Jawaban*
1. Sudah terlampir di dalam table percobaan. 2. Sudah terlampir pada analisa data. 3. Sudah terlampir pada data laporan. 4. Sudah terlampir pada table percobaan. 5. Yaitu setiap adanya penambahan arus dn waktu pada percobaan tersebut, maka endapan tembaga yang ada akan lebih banyak.
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL:98
6. Perlu, pada ampere meter yang dihitung pada selisih waktu bahwa kepingan tembaga mengalami perubahan massa. 7. Ketika tembaga di masukkan ke dalam asam sufat dan kemudian di beri arus maka jumlah massa Cu yang mengendap sebanding dengan arus yang lewat, sehingga voltmeter ini dapat di pergunakan untuk menghitung atomsuatu zat dengan rumus : M Cu =
dan
Ar Cu =
8. Sudah terlampir di analisa data 9.
Perhitungan tidak jauh beda dengan literature
10. Agar tidak ada kotoran yang mengendap sebelum di bakar karena mempengaruhi jumlah
massa endapan jika tidak di cuci dahulu.
11. Agar ketika terjadi proses pembakaran tidak ada kotoran yang terbakar.
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL:99
IX. KESIMPULAN a. Kesimpulan
1. Bila sebatang logam dimasukkan ke dalam larutan elektrolit / asam sulfat mol batang logam akan bermuatan negative dan bermuatan positif. 2. Elemen volta hanya bekerja dalam waktu pendek. 3. Batang tembaga yang dimasukkan dalam H 2SO4 akan mengeluarkan gelombang gelombang yang disebut polarisasi.
b. Saran
1. Waktu penulisan laporan agar lebih di perpanjang. 2. Perlengkapan bahan dan alat, agar perhitungan soal atau data yang dilakukan dapat lebih akurat. 3. Dalam praktikum dasar tentang voltmeter tembaga, diharapkan praktikan berhati-hati ketika mengambil atau menyalakan api pada katoda dan anoda agar tidak terkena panas.
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL:100
X. DAFTAR PUSTAKA
1. Setiabudi data, deli 2003, praktikum fisika dasar universitas sriwijaya, Palembang, Palembang, unsri. 2. Tim pengusaha kimia, 2002. lembar kerja siswa kimia smf 2.A SMA klaten luran pariwara. 3. Tim penyusun fisika, 2002. Pe fisika 3A SMA klaten luran pariwarA.
KELOMPOK : C1
VOLTMETER TEMBAGA
HAL:101
