59507355 laporan voltmeter tembaga

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

VOLTAMETER TEMBAGA

Disusun Oleh :

Esti Andarini

Risanto Retaadji

Yuniasari

0621.10.009

0621.10.027

0621.10.011

Asisten Praktikum:

1. Trirakhma S., M.Si

2. Verayanti

Tanggal Praktikum 18 Juni 2011

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PAKUAN

BOGOR

A

BAB I

PENDAHULUAN

A. Tujuan Umum

1. Memahami prinsip kerja sebuah voltameter

B. Tujuan Khusus

1. Menera sebuah Amperemeter dengan menggunakan Voltameter tembaga.

C. Dasar Teori

Zat cair dipandang dari sudut hambatan listrik, dapat dibagi dalam tiga

golongan:

1. Zat cair isolator: seperti air murni, minyak dan sebagainya.

2. Larutan yang mengandung ion-ion sebagai penghantarnya dan disertai

perubahan-perubahan kimia.

3. Air raksa, logam-logam cair dapat dilalui arus listrik tanpa perubahan-

perubahan kimia di dalamnya.

Pada percobaan di sini, dipakai larutan garam CuSO4, di dalam bejana

seperti pada gambar 1

220V

variac

Sumber Dc

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.

BAB II

ALAT DAN BAHAN

A. Alat

1. Power Supply

2. Ampereter

3. Voltameter Tembaga

4. Katoda

5. Kertas amplas

6. Neraca

B. Bahan

1. Alkohol

2. Larutan tembaga sulfat

BAB III

METODE PERCOBAAN

1. Digosokkan katoda dengan kertas ampelas hingga cukup bersih.

2. Dicuci katoda dengan air, siramlah dengan alkohol kemudian bakarlah.

3. Ditimbang katoda itu dengan teliti dengan menggunakan neraca teknis.

4. Dibungkus katoda dengan kertas yang bersih, sehingga tidak kotor lagi.

5. Dibuat rangkaian seperti gambar 2. (Ingat pergunakan dahulu katoda

pertolongan).

N 220V

- variac

Sumber DC

+

- +

Voltameter

6. Dituangkan larutan tembaga sulfat ke dalam bejana.

7. Dijalankan arus dan aturlah Rg, sehingga Amperemeter menunjukkan kuat

arus sebagai I dalam Ampere. (Ditentukan oleh Assisten).

8. Diperiksa sekali lagi apakah arus sudah benar (akan terjadi endapan temnaga

pada katoda).

9. Diputus hubungan dengan sumber-sumber arus dan jangan mengubah

rangkaiannya lagi.

10. Diganti katoda pertolongan dengan katoda yang sebenarnya (yang telah

dicuci).

11. Diusahakan supaya luas permukaan katoda yang tercelup ke dalam larutan

sama dengan permukaan katoda pertolongan yang tercelup larutan.

12. Rangkaian jangan diubah-ubah lagi.

13. Dijalankan arus selama n menit (ditentukan Assisten) Diusakahan kuat arus

agar tetap dengan mengatur Rg.

14. Setelah n menit, diputuskan arus, diambil katoda dan dicuci dengan air,

disiram dengan alkohol dan dibakar sampai kering.

15. Ditimbang lagi katoda dengan teliti.

16. Diulangi percobaan no.1 s.d. 15 untuk beberapa kuat arus yang berlainan pula

(ditentukan oleh Assisten).

17. Setelah selesai, dikembalikan larutan ke dalam botolnya semula,

dikembalikan pula alat-alat yang lain.

BAB IV

DATA PENGAMATAN

No.

I (Ampere)

Wawal

(gram)Wakhir

(gram)Wendapan

(gram)t

(detik)I

(Ampere)1 0.4 48.90 49.15 0.25 1200 0.632 0.6 58.20 58.50 0.30 1200 0.763 0.8 54.20 54.65 0.45 1200 1.14

Percobaan 1 :

W =BA Cun

.1

96500. I . t

0.25=63.52

.1

96500. I .1200

I=0.63 Ampere

Percobaan 2 :

W =BA Cun

.1

96500. I . t

0.30=63.52

.1

96500. I .1200

I=0.76 Ampere

Percobaan 3 :

W =BA Cun

.1

96500. I . t

0.45=63.52

.1

96500. I .1200

I=1.14 Ampere

Keadaan ruangan P (cm)Hg T (°C) C (%)Sebelum percobaan 74,7 29 84Sesudah percobaan 74,7 29 84

BAB V

PEMBAHASAN

Untuk mengukur besarnya kuat arus yang mengalir dalam suatu rangkaian,

kita dapat menggunakan suatu alat yang disebut amperemeter. Dengan melihat

penunjukan jarum amperemeter, kita bisa mengetahui besarnya kuat arus. Namun

nilai yang ditunjuk oleh jarum penunjuknya sebenarnya bukan nilai kuat arus yang

sebenarnya, karena amperemeter merupakan salah satu contoh dari secondary

instrument, yang artinya bahwa harga yang ditunjukkan tidak mutlak tepat sehingga

nilai tersebut masih perlu disesuaikan.

Untuk mengetahui keseksamaan dari jarum ampermeter, maka dilakukan

percobaan dengan menggunakan voltameter. Dengan voltameter kita dapat

mengetahui besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian melalui suatu perhitungan

dari pertambahan massa katodanya, sebagai akibat adanya endapan.

Kita sering melihat orang menyepuh logam dengan logam lain. Proses penyepuhan

logam yang terjadi dengan perantara suatu larutan (media) tersebut terjadi karena

adanya arus listrik (beda potensial listrik). Dari proses penyepuhan itu sendiri kita

dapat mengetahui berapa endapan logam dengan menggunakan sebuah alat yaitu

voltameter. Voltameter ini diberi nama sesuai dengan nama endapan yang terjadi

pada katodanya (sebagai indikator). Karena dalam percobaan terjadi endapan

tembaga (Cu), maka disebut voltameter tembaga.

Elektrokimia mempelajari tentang perubahan energi listrik menjadi energi

kimia didalam sel elektrolisis sebagaimana terjadinya perubahan energi kimia

menjadi energi listrik didalam sel galvani atau sel volta. Dalam percobaan ini akan

dipelajari tentang elektrolisis yang prosesnya terjadi karena adanya arus yang

mengalir dalam larutan, kemudian energi yang dihasilkan menyebabkan terjadinya

reaksi oksidasi-reduksi spontan.

Pada proses elektrolisis ini dipakai larutan elektrolit sebagai

konduktor/penghantar, misalnya asam-basa atau garam karena larutan-larutan

tersebut mengandung ion-ion positif dan negatif dalam larutannya.

Percobaan ini menggunakan CuSO4 yang bersifat garam sebagai larutan

(mediator), pada katoda dipakai lempeng Cu dan Pb pada anoda. Dengan

mengalirkan sejumlah arus dari sumber tegangan dan ditunggu selama waktu tertentu

maka akan terjadi endapan Cu di katoda yang besarnya dapat kita hitung. Karena

endapan yang terjadi pada katoda adalah Cu maka percobaan ini dinamakan

voltameter tembaga.

Dari data-data yang dihasilkan (seperti waktu, besar arus, dan selisih berat),

kemudian diolah, dapat digunakan untuk mengetahui banyaknya endapan pada

katoda dan menghitung perbandingan arus ampermeter dengan arus sesungguhnya.

Metal/logam dapat bertindak sebagai konduktor listrik, akibat adanya pergerakan

bebas dari elektron-elektron pada strukturnya. Secara sederhana konduksinya disebut

konduksi metalik.

Jika kedua elektrode dihubungkan dengan arus listrik searah (DC), maka ion-

ion pada larutan akan bergerak berlawanan arah. Artinya, ion-ion positif akan

bergerak ke elektrode negatif, sebaliknya ion-ion negatif akan bergerak kearah

elektrode positif. Pergerakan-pergerakan muatan ion dalam larutan akan membawa

energi listrik. Kondisi demikian ini disebut elektrolitik. Apabila ion-ion dalam

larutan terkontak dengan elektrode maka reaksi kimia akan terjadi. Pada katode akan

mengalami reduksi dan pada anoda akan mengalami oksidasi.

Sifat hantaran listrik zat cair dapat dibedakan

1. Isolator, misal : air murni, minyak, dll.

2. Larutan ion, misal :

a. mengalami perubahan kimia, misal : asam-basa, garam.

b. tidak mengalami perubahan kimia, misal : air raksa, logam cair.

Sesuai dengan tujuan percobaan ini, maka untuk menghitung arus, diperlukan

endapan logam di katoda. Maka, akan ditinjau aspek kuantitatif pada elektrolisis ini

dengan mengggunakan hukum Faraday, yaitu :

“ Dalam elektrolisis, lewatnya 1 Faraday pada rangkaian menyebabakan oksidasi

satu bobot ekivalen suatu zat pada satu elektrode dan reduksi satu bobot ekivalen

pada elektrode yang lain.”

Dan dinyatakan dalam rumus :

W = a . I . t

Dimana :

W = jumlah endapan logam (gr)

a = ekivalen elektrokimia (gr/coloumb)

I = arus (Ampere)

t = waktu (detik)

Dengan “I . t” adalah jumlah arus yang akan disuplai, secara kuantitatif

dinyatakan sebagai 1 Faraday, sehingga sesuai pula dengan kuantitas satuan standar

kelistrikan yang menyatakan banyaknya elektron yang melewati elektrolit adalah

coloumb maka :

1 Faraday = 1 mol elektron = 96500 Coloumb

Sehingga rumus diatas menjadi :

W = a . I . t96500

Karena larutan yang dipakai adalah dalam percobaan adalah CuSO4, maka reaksi

kimia yang terjadi bila terdapat arus listrik adalah :

CuSO4 → 2 Cu++ + SO42-

Pada anoda : SO42- → 2 e + SO4

Pada katoda: Cu2+ + 2e → Cu

Artinya Cu2+ dari larutan garam bergerak menuju katoda dan anoda kehilangan Cu2+

yang dipakai untuk menetralkan SO42- .

Sesuai dengan reaksi diatas, dan definisi ekivalensi elektrokimia, yaitu bobot

zat yang diperlukan untuk memperoleh atau melepaskan 1 mol elektron, maka harga

elektrovalensi kimia untuk Cu dapat ditentukan sebagai berikut:

Dari hukum Faraday, rumus untuk “a” adalah :

a = W / (I . t) ; dimana I . t adalah 1 Faraday

maka:

a = W / 1 Faraday = W / (96500 C)

Karena 1 mol Cu (63,5) gr menghasilkan 2 mol elektron, maka hanya diperlukan 0,5

mol Cu (63,5/2) gr untuk menghasilkan 1 mol elektron. Sehingga harga “a” untuk Cu

dapat dicari :

a =G gram2.96500

= 0,3294 mg / C

Setelah harga “a” diketahui maka harga I ditentukan berdasar persamaan :

I = W / (a . t)

I = W / (0,3294 . t), dengan : W = dalam miligram

a = dalam miligram/C

t = dalam detik

I = dalam ampere

Dengan persamaan tersebut, akan dapat dihitung besarnya “I” sesungguhnya

yang nantinya akan dibandingkan dengan angka “I” pada amperemeter. Dengan

demikian, besarnya keseksamaan dari penunjukkan jarum amperemeter dengan

voltameter tembaga dapat diperhitungkan dengan ralat perhitungan.

BAB VI

SIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan

yaitu :

1. Larutan elektrolit atau ion dapat menghantarkan listrik dengan disertai

perubahan kimia.

2. Besarnya arus yang terbaca oleh amperemeter selalu lebih kecil daripada

besar arus sesungguhnya.

Dari data yang diperoleh, dapat dihitung arus sebenarnya berdasarkan

endapan yang terbentuk sebagai berikut :

1. Arus yang dibaca = 0.40 Ampere

Arus sebenarnya = 0.63 Ampere





DAFTAR PUSTAKA

Anonimus. 2011. Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2. Bogor: Laboratorium

Fisika Universitas Pakuan.

http://dc122.4shared.com/img/w70dg60D/preview.html

http://komun1tas.wordpress.com/2009/05/07/lapres-voltameterl2/

http://komun1tas.wordpress.com/2009/05/07/lapres-voltameterl2/

http://dc122.4shared.com/img/w70dg60D/preview.html

Tugas Akhir

1. Hitunglah jumlah tembaga yang mengendap untuk tiap percobaan!

2. Berdasarkan jumlah endapan tembaga yang didapat, hitunglah jumlah muatan

yang telah dipergunakan untuk menguraikan larutan (untuk tiap-tiap

percobaan).

3. Buatlah grafik hasil peneraan, yaitu antara kuat arus hasil perhitungan no.2

dengan kuat arus yang terbaca pada Amperemeter.

4. Berikan perhitungan pada tiap pengukuran pada tiap percobaan beserta

kesalahannya.

Jawaban :

1. Jumlah tembaga yang mengendap :

Percobaan 1 = 49.15-48.90 = 0.25 gram

Percobaan 2 = 58,50-58.20 = 0.30 gram

Percobaan 3 = 54.65-54.20 = 0.45 gram

2. Jumlah muatan untuk menguraikan larutan :

Percobaan 1 :

W =BA Cun

.1

96500. I . t

0.25=63.52

.1

96500. I .1200

I=0.63 Ampere

Percobaan 2 :

W =BA Cun

.1

96500. I . t

0.30=63.52

.1

96500. I .1200

I=0.76 Ampere

Percobaan 3 :

W =BA Cun

.1

96500. I . t

0.45=63.52

.1

96500. I .1200

I=1.14 Ampere

3. Grafik hasil peneraan antara kuat arus hasil perhitungan no.2 dengan kuat

arus yang terbaca pada Amperemeter :

4. Perhitungan :

Percobaan 1 :

W =BA Cun

.1

96500. I . t

0.25=63.52

.1

96500. I .1200

I=0.63 Ampere

Kesalahan = (0.63−0.40)

0.63x100 % = 36.51%

Percobaan 2 :

0.63 0.76 1.140

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

0.4

0.6

0.8

Grafik Hasil Peneraan

Kuat arus hasil perhitungan (Ampere)

Kuat

aru

s ya

ng t

erba

ca

(Am

pere

)

Percobaan 1 2 3

Kuat arus hasil perhitungan (Ampere)

0,63 0,76 1,14

Kuat arus yang terbaca (Ampere)

0,4 0,6 0,8

W =BA Cun

.1

96500. I . t

0.30=63.52

.1

96500. I .1200

I=0.76 Ampere

Kesalahan = (0. 76−0.60)

0.76x100 % = 21.05%

Percobaan 3 :

W =BA Cun

.1

96500. I . t

0.45=63.52

.1

96500. I .1200

I=1.14 Ampere

Kesalahan = (1.14−0.80)

1.14x 100 % = 29.82%

59507355 laporan voltmeter tembaga

Documents