bab vii elektrogravimetri
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
1/60
PEMISAHAN KIMIA
Elektrogravimetri1
Pada bab ini anda akan mempelajari tentangelektrogravimetri,
komponen alat dan fungsi elektrogravimetri, teori kromatogra
cair kinerja tinggi, prinsip kerja elektrogravimetri, danaplikasi
elektrogravimetri dalam berbagai bidang.
Sumber gambar:
http://trdocs.org/pars_docs/refs/!"/!#!$/!#!
$_html_m!#cca%!&.gif
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
2/60
ELEKTROGRAVIMETRI
PEMISAHAN KIMIA
Tujuan Pembelajaran
1. Menjelaskan metode elektrogravimetri, beberapa hukum yang
mendasari analisis elektrogravimetri dan halhal yang terkait
elektrogravimetri.
!. Menjelaskan metode elektrogravimetri.". Menjelaskan jenisjenis elektrogravimetri.
#. Menjelaskan bagianbagian dan alat serta prinsip kerja
emisahan kimia mempunyai beberapa tujuan khusus. Selain untuk
memurnikan senya$a, pemisahan sering diperlukan untuk langkah
a$al dalam suatu analisis senya$a. Pemisahan bisa berlangsung
secara kualitatif maupun kuantitaf. Pemisahan kuantitatifumumnya digunakan untuk mengetahui dengan pasti berat komponen yang
terceraiberai untuk dilakukan perhitungan selanjutnya. %emi tujuan ini maka
endapan yang dipisahkan harus kuat menempel padat dan halus, sehingga
bila dilakukan pencucian, pengeringan serta penimbangan tidak akan
mengalami kehilangan berat.
P&lektrogravimetri adalah metode yang menggunakan pemisahan dan
pengukuran ion dari sampel, biasanya dari logam. %alam proses ini sampel
larutan dikerjakan melalui proses elektrolisis. 'eduksi elektrokimia
menyebabkan analit mengendap pada katoda. (asil pada katoda ditimbang
sebelum dan setelah percobaan, dan perbedan dapat digunakan dengan
menghitung persentase dari sampel dalam larutan.
Elektrogravimetri!
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
3/60
PEMISAHAN KIMIA
)eberapa istilah yang dipakai dalam analisis elektrogravimetri yaitu :
sel volta *galvani+ dan elektolisis. suatu sel terdiri dari dua elektroda dan satu
atau lebih larutan dalam tempat yang sesuai. ika suatu sel dapat
mengalirkan energi listrik kepada suatu sistem luar *eksternal+, maka disebut
sel volta *galvani+. &nergi kimia diubah menjadi energi listrik, tetapi sebagian
dari energi tersebut terbuang sebagai kalor *panas+. ika energi listrik
diberikan dari suatu sumber luar, sel yang mengalir disebut elektrolisis.
&lektrogravimetri digunakan pada analisa kuantitatif, pemisahan,
prekonsentrasi, elektrosintesis, dan pemurnian logam.
7.1 Pengertian Elektrogravimetri&lektrogravimetri adalah metode penentuan kadar ion-unsur
berdasarkan hasil penimbangan berat at yang mengendap pada salah satu
elektroda pada reaksi elektrolisis terhadap larutan cuplikan- metode yang
menggunakan pemisahan dan pengukuran ion dari sampel, biasanya dari
logam. %alam proses ini sampel larutan dikerjakan melalui proses elektrolisis.
'eduksi elektrokimia menyebabkan endapan pada katoda. (asil pada katoda
ditimbang sebelum dan setelah percobaan, dan perbedan dapat digunakan
dengan menghitung persentase dari sampel dalam larutan. Pada reaksi
elektrolisis ini, energi listrik akan diubah menjadi reaksi kimia. 'eaksi yang
terjadi pada elektrolisis bergantung pada:
a. Sumber arus searah(ukum /araday pertama tentang elektrolisis menyatakan bah$a :
0umlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan besarnya
muatan listrik yang mele$ati suatu elektrolisis. (ukum kedua tentang
elektrolisis menyatakan bah$a : 0Sejumlah tertentu arus listrik
menghasilkan jumlah ekivalen yang sama dari benda apa saja dalam
suatu elektrolisis.b. enis elektroda
Elektrogravimetri"
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
4/60
PEMISAHAN KIMIA
enis elektroda yang digunakan dalam proses elektrolisis sangat
berpengaruh pada hasil elektrolisis. &lektroda dapat dibedakan menjadi
dua berdasarkan kereaktifannya, yaitu:
&lektroda tidak aktif atau tidak ikut bereaksi atau inert, seperti 2, Pt, 3u.
Proses elektrolisis dengan elektrode inert hanya berlangsung reaksi
elektrolitnya saja. &lektoda inert adalah elektroda yang tidak terlibat
dalam reaksi.&lektroda aktif atau ikut bereaksi selain 2, Pt, 3u pada proses elektrolisis.
Pada proses elektrolisis dengan elektroda aktif berlangsung reaksi
elektroda dan reaksi elektrolit. Potensial tambahan yang digunakan,
sehingga suatu reaksi elektrolisis dapat terjadi *over potensial+.c. 4arutan elektrolit
4arutan elektrolit merupakan larutan yang dibentuk dari at elektrolit.
Sedangkan at elektrolit itu sendiri merupakan atat yang di dalam air
terurai membentuk ionionnya. 5at elektrolit yang terurai sempurna di
dalam air disebut elektrolit kuat dan larutan yang dibentuknya disebut
larutan elektrolit kuat. 5at elektrolit yang hanya terurai sebagian
membentuk ionionnya di dalam air disebut elektrolit lemah dan larutan
yang dibentuknya disebut larutan elektrolit lemah.Makin elektrolit suatu
larutan *elektrolit kuat+ maka semakin baik dalam reaksi elektrolisisnya.
%alam bentuk yang biasa, elektrogravimetri melibatkan penyalutan
suatu logam pada katoda platinum yang telah ditimbang dan kemudian
penimbangan kembali untuk menetapkan kuantitas logam itu. Penetapan
tembaga merupakan contoh, sampel itu, barangkali suatu aliense tembaga,
dilarutkan dalam asam nitrat, katoda kasa platinum, yang telah dibersihkan
dalam asam nitrat, dibilas, dikeringkan dalam oven, dan ditimbang,kemudian dicelupkan kedalam larutan dan dibuat hubungan listrik dengan
menggunakan sejenis jepitan. 6oltase luar dinaikkan sampai ammeter itu
menunjukkan suatu arus dan katoda tampak kemerahan *dari tembaga+.
3kan tampak gelembung yang timbul dari anoda. )eberapa seharusnya
menambahkan suatu voltase ekstra untuk memastikan bah$a elektrolisis itu
Elektrogravimetri#
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
5/60
PEMISAHAN KIMIA
berjalan. Pada akhir elektrolisis, katoda diambil dari larutan, sementara
votase luar masih dikenakan *untuk mencegah melarutnya kembali lapisan
tembaga itu oleh kerja galvani+. 7atoda itu dibilas dengan air suling,
kemudian dicelupkan kedalam etanol atau aseton untuk memudahkan
pengeringan, dikeringkan dengan cepat dalam oven untuk menghindari
oksidasi pada permukaan tembaga dan akhirnya didinginkan dan ditimbang.
%engan menurunnya konsentrasi 2u!8oleh elektrolisis katoda menjadi
negatif sampai mulai reduksi nitrat.
9"8 1; (88
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
6/60
PEMISAHAN KIMIA
t @ $aktu *detik+
/ @ tetapan /araday BC# @ arus *3mper+
& @ tegangan *6olt+' @ tahanan *hm+adi,
1. &lektrolisis tergantung pada i *arus+!. &lektrolisis tergantung pada & *potensial+
7.1.& 'al #ang terkait $engan Elektrogravimetri
a. (atuan Keli%trikan
ElektrogravimetriC
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
7/60
PEMISAHAN KIMIA
Satuan arus listrik secara internasional adalah ampere, yang
didenisikan sebagai arus yang akan menghasilkan daya sebesar !.1;D
ne$ton per meter. Satuan potensial listrik adalah volt,yang didenisikan
sebagai beda potensial antar dua titik pada suatu ka$at penghantar yang
memba$a arus konstan sebesar satu ampere,bila daya yang terdissipasi di
antara dua titik tersebut adalah satu $att atau satu joule per detik. Satuan
tahanan *resisten+ adalah ohm,yang didenisikan sebagai resistensi diantara
dua titik suatu penghantar bila diaplikasikan beda potensial tetap sebesar
satu volt untuk menghasilkan arus sebesar satu ampere.
)esaran listrik satuan coulomb dan didenisikan sebagai besaran
kelistrikan yang mengalir satu ampere per detik. Satu coulomb listrik akan
mampu mengendapkan 3g sebanyak 1,11< miligram. umlah *berat+ unsur
yang dihasilkan dengan pengaliran satu coulomb kelistrikan disebut ekivalen
elektrokimia unsur tersebut. &kivalen 3g adalah 1;D,
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
8/60
PEMISAHAN KIMIA
dinaikkan arus akan bertambah hingga mencapai suatu harga.
3plikasi tegangan yang lebih besar pada saat kondisi tersebut
tercapai akan menaikkan arus secara cepat seiring kenaikan daya
dorong listrik yang diberikan. Secara umum pada saat arus listrik
naik secara tajam akan teramati adanya gelembung gas yang
keluar dari elektroda. 3pabila arus yang mengalir dialirkan terhadap
tegangan aplikasi akan dihasilkan kurva dengan pola seperti pada
gambar !.1. pada kurva tersebut terdeteksi adanya titik belok yang
mengindikasikan gejala letak potensial dekomposisi sistem.
Gambar 7.1(ubungan arus terhadap tegangan aplikasi dalam penentuan
potensial dekomposisi analit *%idik Setyo Fidodo, dkk, !;;B+.
Potensial ini merupakan potensial minimum yang harus diberikan
ke dalam sel untuk menjamin keberlangsungan proses elektrolisis.
b. Pengaru" Aru% !a$a Poten%ial (el3pabila pada suatu sel elektrokimia arus listrik mengalir,potensial
sel tidak lagi merupakan selisih potensial elektrodaelektrodanya. %ua
fenomena kelistrikan lagi, hmic drop *>' drop+ dan polarisasi, harus
diperhatikan dalam konteks sel. /enomena ini menyebabkan harga
Elektrogravimetri
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
9/60
PEMISAHAN KIMIA
potensial aplikasi lebih tinggi dari pada potensial termodinamik untuk
berlangsungnya elektrolisis.hmic Potensial, Sel elektrokimia memiliki karakter menahan
arus yang mele$atinya, seperti halnya suatu penghantar logam.
Gambaran dari resistensi ini diekspresikan dalam hukum
hm,sebagaimana dibicarakan diatas. >' pada persamaan hukum hm
tersebut merupakan hmic Potensial suatu sel.?ntuk membangkitkan aruis sebesar > ampere dalam sel
elektrolisis diperlukan suatu potensial eksternal sebesar >' volt lebih
tinggi dari pada potensial termodinamik &sel, sehingga
Eek%ternal) Eek%) E%el* IR%engan &eks merupakan tegangan aplikasi yang harus diberikan dari
luar *eksternal+,&sel adalah potensial termodinamik sel *selisih potensial elektroda
elektrodanya+. &eks dan > berharga positif untuk proses elektrolisis.
Gambar D.! diatas memberikan pemandangan pada pengaruh arus
terhadap potensial sel terukur dari suatu sel elektrokimia. Sel tersusun atas
sistem elektroda 3g-3g8 dan 2u-2u!8 yang dihubungkan dengan suatu
ElektrogravimetriB
cba
Gambar 7.& Pengaruh >' pada potensial sel : a+ arus >' nol b+ sel
galvani dengan 'sel@ #;H dan c+ sel elektrolisis dengan
'sel@ #;H
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
10/60
PEMISAHAN KIMIA
jembatan garam. Pada gambar !.! a tak ada arus yang terdeteksi pada
ammeter, karena sirkuit dalam keadaan terbuka. Pada voltmeter terukur
resisensi sel yang tinggi karena tak ada arus dari sel. Pada kondisi ini
potensial terukur merupakan potensial termodinamik, sebesar ;,#1! 6.
Gambar D.! b pada saat sirkuit ditutup arus mengalir pada tahan
variabel '4dan ammeter. )esarnya arus akan berubah dengan posisi kontak
pada '4. )ila posisi kontak adalah sedemikian hingga arus terukur di
ammeter sebesar !,;; m3, maka >' drop pada sel adalah !,;; m3 I #; J @
;,;< 6. Sehingga potensial yang mele$ati sel sebesar ;,#1! 6 K ;,;;< 6 @
;,""!6.
Pada gambar D.! c suatu sumber eksternal diaplikasikan ke dalam sel
dalam arah berla$anan dengan &sel. %engan mengatur '4 *load resistor+ arus
dapat dibalik sehingga proses galvani akan terbalik membentuk sistem
elektrolisis . )ila '4 diatur hingga arus terbaca !,;; m3 maka tegangan
aplikasi eksternal &ekslebih besar dari pada &sel,;,;< 6 atau &eks@ &sel 8 >' @
;,#1! v 8 ;,;< v @;,#B! v
Pengaruh polarisasi ,di depan telah dikenalkan bah$a
Eek%ternal) Eek% ) E%el * IR
atau
1=1
REeks
1
R+1
R+E sel
Pada kondisi arus yang sangat kecil dan periode yang singkat & selrelatifkonstan selama elektrolisis. )erdasarkan persamaan di atas apabila arus
dialurkan sebagai fungsi potensial eksternal akan diperoleh suatu garis lurus
dengan kemiringan adalah kebalikan resistensi sel dan intersep K& sel-'. )ila
tegangan aplikasi dinaikkan elektrolisis akan berlangsung dan arus akan
mengalami deviasi yang signikan dari garis linear. )ila &eks diturunkan
Elektrogravimetri1;
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
11/60
PEMISAHAN KIMIA
hingga seharga dengan &selmaka l@;. )ila tegangan ini diturunkan terus ke
harga negatif, proses yang terjadi adalah sel galvani. 7etika &eks cukup
negatif, kurva juga akan mengalami deviasi dari liniearitas. 7ondisi pada saat
sel menunjukkan gejala hubungan arustegangan nonliniear dikatakan bah$a
sel mengalami polarisasi. Lingkat polarisasi sel dideskripsikan pada istilah
overvoltage atau overpotential, yang dinamakan votensial lebih . %engan
melibatkan voltase berlebih ini timbul pada anoda *&o.a+ maupun katoda *&o.c+.
Maka, potensial penguraian &% *dari & decomposition @ & penguraian + adalah
:
E+) Ekato$a * Eo., - Eano$a * Eo.a/
Polarisasi merupakan fenomena elektroda yang bisa mempengaruhi
elektroda dalam sel. Lingkat polarisasi suatu elektroda bervariasi dari nol
hingga suatu harga yang menyebabkan arus dalam sel tidak lagi bergantung
pada potensial. /enomena polarisasi di kategorikan dalam dua kelompok,
polarisasi konsentrasi dan polarisasi kinetik.
1+ Polarisasi konsentrasi
Lransfer elektron antara spesiesspesies reaktif di dalam larutan dan
elektroda dapat berlangsung hanya dari lapis tipis larutan di sekitar elektroda
ke permukaan elektroda. 4apisan ini memiliki ketebalan pada tingkat
nanometer dan mengandung sejumlah tertentu ion atau molekul reaktif. 3gar
sel menunjukkan arus yang tetap dan stabil lapis tipis ini harus selalu
terbaharui setiap saat dengan reaktan dari tubuh larutan. %engan kata lain,
bah$a saat reaktan dikonsumsi dalam reaksi elektrokimia maka reaktanreaktan harus ditransportasikan ke permukaan lapis tipis tersebut dengan
laju yang memadai untuk menjaga agar arus tetap stabil *konstan+. 7ondisi
terpolarisasi akan terjadi bila reaktan tidak mampu sampai di permukaan
elektroda dan spesies produk tidak meninggalkan elektroda dengan laju yang
memadai untuk menjaga kekonstanan arus. 3pabila polarisasi ini terjadi
Elektrogravimetri11
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
12/60
PEMISAHAN KIMIA
maka arus tidak akan mencapai harga sebagaimana diilustrasikan dengan
persamaan di atas.
Polarisasi konsentrasi diupayakan keberadaannya bila faktorfaktor
difusi, migrasi dan konveksi tidak cukup kuat untuk menghantarkan
terjadinya transportasi massa menuju atau dari permukaan elektroda dengan
laju yang memadai untuk membangkitkan arus tertentu. Polarisasi
konsentrasi diperlukan untuk menjaga arus tetap dengan aplikasi potensial
yang lebih besar. Pada beberapa metode elektrolisis, polarisasi konsentrasi
ini memegang peran penting, pada metode tertentu justru harus dihilangkan.
'eaktan ditransportasikan ke permukaan elektroda melalui tiga macam
mekanismeE a+ difusi b+ migrasi dan c+ konveksi. Produk reaksi meninggalkan
elektroda juga melalui mekanisme yang mirip. ?ntuk menggambarkan
transport massa berikut akan ditinjau proses tersebut pada katoda *proses
serupa juga terjadi pada anoda+.
a+ %ifusi
)ila di dalam larutan terjadi beda konsentrasi pada suatu daerah
tertentu terhadap daerah lain, ion atau molekul akan bergerak dari daerah
dengan konsentrasi pekat ke konsentrasi yang lebih encer. 4aju difusi iniproporsional terhadap konsentrasi.
Gambar 7.0Perubahan konsentrasi pada permukaan elektroda *8+ :ion 2u!8 : 2u yang terdeposisi
Elektrogravimetri1!
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
13/60
PEMISAHAN KIMIA
Gambar D." mengilustrasikan ion 2u!8 yang terdeposisi pada permukaan
katoda. 7onsentrasi ion 2u!8pada permukaan elektroda 2u!8N;sangat kecil.
)eda antara konsentrasi tersebut dengan konsentrasi pada tubuh larutan
menciptakan gradien konsentrasi sehingga ion 2u!8 berdifusi dari tubuh
larutan ke permukaan lapis tipis. (arga 2u!8N pada setiap saat ditentukan
oleh potensial elektroda sebagaimana dituangkan dalam persamaan 9ernst.
o
Cu
2+
Cu 0,0591
2 log
1
Fkatode
=E
%engan &katoda merupakan potensial aplikasi pada katoda. 7etika potensial
aplikasi menjadi dan semakin negatif, maka O2u!8; akan semakin kecil
sehingga laju difusi dan arus menjadi semakin besar.
b+ Migrasi
Proses perpindahan ionion atau molekul karena pengaruh medan
listrik disebut migrasi. Migrasi terutama disebabkan oleh adanya transfer
massa dalam tubuh larutan. 4aju migrasi ion menuju atau menjauhi
permukaan elektroda semakin besar seiring semakin bertambahnya potensial
elektroda. Perpindahan muatan ini juga menyebabkan adanya arus
perpindahan yang semakin besar terhadap potensial.
Elektrogravimetri1"
E
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
14/60
PEMISAHAN KIMIA
Gambar 7.>lustrasi perpindahan ion di dalam larutan sebagai akibat gaya tarikelektrostatik antara ionion elektroda
c+ 7onveksi
'eaktan juga dapat ditransfer menuju atau dari elektroda dengan
bantuan mekanik. 7onveksi buatan cenderung menurunkan ketebalan lapis
tipis difusi sehingga menurunkan polarisasi konsentrasi. 7onveksi serupa juga
mungkin terjadi karena faktor alami yaitu berasal dari pengaruh temperatur
atau beda densitas larutan.
!+ Polarisasi kinetika
Pada polarisasi kinetika, besarnya arus batas oleh laju reaksi elektroda.
?ntuk mengimbangi polarisasi ini diperlukan potensial yang lebih besar
sehingga reaksi paroh pada elektroda tetap berlangsung. Polarisasi kinetika
kebanyakan disebabkan oleh proses pembentukkan gasgas dan sering di
abaikan pada reaksireaksi deposisi. &fek kinetika biasanya menurun dengan
naiknya temperatur dan menurunnya densitas arus. &fek ini bergantung pula
pada komposisi elektroda dan pada elektrodaelektroda logam yang lebih
lunakE Pb, n dan (g. &fek tegangan lebih ini menyebabkan potensialsel
galvani lebih rendah dari pada perkiraan teoritis dan memerlukan potensial
yang lebih besar untuk menghantarkan sel elektrolisis bekerja pada arus
tertentu.
Potensial lebih terkait dengan pembentukkan hidrogen dan oksigen
berada pada kisaran 1 6 atau lebih dan menjadi suatu tinjauan pertimbangan
Elektrogravimetri1#
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
15/60
PEMISAHAN KIMIA
penting dalam proses elektrolisis. 4ogamlogam seperti 2u, Pb, 5n dan (g
dan beberapa logam lain dapat dideposisi tanpa terinterferensi
pembentukkan hidrogen. Secara teoritis, tidak mungkin mendeposisi 5n dari
larutan netral karena pembentukkan hidrogen pada potensial diba$ah
potensial deposisi 5n. /akta 5n dapat dideposisi pada permukaan 2u tanpa
adanya pembentukan hidrogen yang signikan, karena laju hidrogen
terbentuk pada 5n dan 2u dapat diabaikan.
,. Reak%i2Reak%i Elektro$a
%i dalam analisis elektrogravimetri, paling sering berhubungan dengan
elektrolisis larutanlarutan garam. ?ntuk menggambarkan reaksi yang terjadi
pada elektroda, akan dibahas suatu contoh elektrolisis larutan seng klorida
dengan elektroda pt. pemberian tegangan ke dalam sel akan menyebabkan
terjadinya deposis 5n pada katoda dan bromine pada anoda. 'eaksi tersebut
adalah
5n!88 !e 5n
Qang merupakan reaksi reduksi, dan reaksi di anoda
! )r )r!8 !e
Qang merupakan reaksi oksidasi. adi reaksi reduksi berlangsung di katoda
dan oksidasi di anoda.
Secara eksperimental, terbukti potensial dekomposisi suatu elektrolit
bervariasi terhadap variasi sifat elektroda yang digunakan dan selalu lebih
besar dari pada potensial yang dihitung dari selisih potensialpotensial
elektrodanya. Sehingga potensial dekomposisi
&%@ & katoda8 &potensial lebih katodaK *&anoda8 &potensial lebih anoda+
Sebagai resum berikut disarikan bah$a potensial lebih merupakan fungsi dari
variablevariabel :
Elektrogravimetri1A
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
16/60
PEMISAHAN KIMIA
1+ Sifat dan keadaan sik elektroda. 'eaksireaksi yang melibatkan
pembentukan gas biasanya memerlukan potensial lebih yang lebih kecil
bila dilakukan pada elektroda yang dilapis Pt dari pada Pt yang kilap. (al
ini karena luasan permukaan elektroda menjadi lebih besar dari pada
arus tertentu memiliki densitas arus yang lebih kecil.!+ 7eadaan sik deposit. 3danya gas yang terbentuk menyumbangkan
harga potensial lebih yang lebih tinggi."+ %ensitas arus. Pada harga densitas arus yang kurang dari ;,;1 cm!.
Potensial lebih naik secara tajam dan diatas harga itu kenaikan kurang
tajam.#+ Perubahan konsentrasi, gradient konsentrasi. Perubahan harga ini
semakin besar, potensial lebih juga semakin tinggi. Gradient konsentrasi
bergantung pada densitas arus, temperature dan laju pengadukan.A+ Lemperatur yang semakin besar, potensial lebih semakin turun.
Potensial lebih karena pembentukan hydrogen merupakan fenomena penting
dalam elektrolitik dan pemisahanpemisahan. Potensial lebih hydrogen
teramati sangat tinggi pada elektroda logamlogam lunak *seperti )i, 2d, Sn,
Pb, 5n, dan (g+. 3danya potensial lebih hidrogen ini memungkinkan
dilakukannya penentuan elektrogravimetrik logamlogam 2d dan 5n yang takbisa diendapkan sebelum terbentuknya hidrogen.
7esempurnaan deposisi. ?ntuk terjadinya elektrolisis tegangan aplikasi
harus bisa mengatasi potensial dekomposisi dan ohmic drop' I(yaitu sama
atau lebih besar E)* I(. Potensial lebih pada katoda menjadikan potensial
katoda efektif lebih negatif dari harga keseimbangan dan pada anoda lebih
positif. 6ariasi gaya gerak listirk pada katoda selama deposisi suatu logam
pada proses elektrolisis tergambarkan pada persamaan berikut. )ila
konsentrasi ion pada a$al proses adalah , maka untuk logam bivalen
potensial katoda pada !A;2 adalah
&;M!8 80,0591
2 log c1 @ &;M!8 8 ;,;!BC log c16olt
Elektrogravimetri1C
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
17/60
PEMISAHAN KIMIA
)ila konsentrasi ion diturunkan, dengan danya pengendapan, menjadi 1-1;;;
kalinya maka potensial katoda menjadi
&;M!8 8 ;,;!BC log *c1I 1;#+@ &;M!8 8 ;,;!BC log c1 K # I ;,;!BC@ Potensial a$al deposisi K ;,11< volt
Penurunan potensial ini tak bergantung pada konsentrasi a$al c1dan pada
saat konsentrasi ionion ditrunkan menjadi 1-1;;; kali konsentrasi a$al,
potensial tersebut bervariasi sebesar faktor # I ;,;AB1-! @ ;,11< volt *untuk
ion bivalen+. ?ntuk ion univalent : # I ;,;AB1-1 @ ;,!"C volt dan trivalent : #
I ;,;AB1-" @ ;,;DB volt. Satu hal penting adalah kondisi deposisi logam,
bah$a beda potensial antara elektrolit dan katoda, & larutan logam harus lebih kecil
dari potensial deposisi hydrogen ditambah potensial lebih hidrogen, secara
singkat
&larutan logam R *&(8 (! +"
R * 1 K &(!(88 (!+"
R *;,;AB1 p( 8 (!+ *pada !A;2+
Pada umumnya terdapat tiga macam kondisi yang dapat diterapkan pada sel
elektrolisis, yaitu:
a+ &lektrolisis dilakukan pada suatu harga potensial sel luar yang digunakan
*&app+ pada harga yang tetap.b+ &lektrolisis dilakukan pada suatu harga arus yang tetap.c+ &lektrolisis dilakukan pada harga potensial katoda *&k+ yang tetap.
3pabila arus listrik mengalir ke dalam suatu sel elektrokimia,
keseluruhan potensialnya dapat dipengaruhi oleh " fenomena lain yang
timbul, yaitu dengan adanya potensial ohmik, polarisasi konsentrasi dan
polarisasi kinetik. Potensial ohmik ini disebut juga sebagai potensial jatuh
dimana harga dari potensial ohmik ini sebesar >'. Potensial ohmik ini dapat
Elektrogravimetri1D
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
18/60
PEMISAHAN KIMIA
terjadi baik pada sel galvani maupun pada sel elektrolisis. Pengaruh dari
potensial ohmik ini adalah dapat memperbesar potensial yang diperlukan
untuk menggerakkan suatu sel elektrolisis dan sebaliknya dapat memperkecil
potensial yang terukur pada suatu sel galvani. )agaimana pun potensial
ohmik ini selalu dikurangkan terhadap potensial teoritis dari suatu sel:
&sel @ &katode K &anode K >'
?ntuk harga arus yang miskin, secara eksperimen ditemukan
hubungan yang linier antara potensial dengan arus, akan tetapi jika harga
arus cukup kaya maka akan terjadi penyimpangan. 7onsekuensi yang terjadi
adalah suatu sel elektrolisis yang terpolarisasi memerlukan &appyang lebih
besar daripada potensial teoritis, sebaliknya sel galvani yang terpolarisasi
memberikan potensial yang lebih rendah dibanding potensial yang
diramalkan.
Polarisasi sel dapat menjadi sangat ekstrim sehingga arus tidak
tergantung lagi pada potensial, dimana keadaan seperti ini disebut sebagai
keadaan terpolarisasi sempurna.
Polarisasi merupakan suatu fenomena pada suatu elektroda sehinggakedua jenis elektroda pada suatu sel elektrokimia dapat dipengaruhi.
)eberapa faktor yang dapat menyebabkan terjadinya polarisasi, yaitu:
ukuran, bentuk dan komposisi elektroda, temperatur, laju pengadukan,
besarnya arus, dan keadaan sik dari spesispesi yang terlibat di dalam
reaksi sel. /enomena dari polarisasi ini dapat digolongkan menjadi polarisasi
konsentrasi dan polarisasi kinetika. Polarisasi konsentrasi timbul apabila gaya
difusi, gaya tarikmenarik elektrostatik dan pengadukan mekanik tidak cukup
untuk mengangkut reaktan dari atau menuju ke elektroda pada suatu laju
yang diperlukan oleh arus secara teoritis. Polarisasi ini dapat menyebabkan
potensial dari suatu sel galvani menjadi lebih rendah dari harga potensial
teoritis dan akibat adanya penurunan sebesar >' dan sebaliknya, polarisasi
konsentrasi pada sel elktrolisis akan meningkatkan potensial terpasangnya.
Elektrogravimetri1
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
19/60
PEMISAHAN KIMIA
Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub negatif atau bisa diibaratkan
seperti kutub utara antartika dan anoda merupakan kutub positif atau bias
juga diibaratkan sebagai kutub selatan benua antartika Pada k.atoda akan
terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi reaksi oksidasi.
7.1.0 erbagai !engertian tegangan !oten%ial/ #ang terkait
$engan elektroli%i%Legangan *potensial+ peruraian: tegangan luar minimum yang harus
diberikan untuk terjadinya elektrolisis secara kontinuEd+ Ekatoda, Ea-oda
1. Potensial hmik: yaitu jumlah potensial yang dibutuhkan untuk
mengalahkan tahanan yang dialami oleh ionion yang bergerak menujuanoda atau katoda *)esarnya+ @ >'.Sehingga potensial sel:
&sel @ &katodaK &anodaK >'!. Legangan *potensial+ polarisasi adalah tegangan yang terjadi sesudah
elektrolisis dihentikan. Legangan polarisasi ada dua jenis yaitu tegangan
polarisasi konsentrasi dan polarisasi kinetik. Legangan polarisasi yang
terjadi akibat perbedaan konsentrasi ion yang ditentukan pada elektroda.Legangan polarisasi kinetik terjadi bila laju reaksi elektrokimia pada salah
satu atau kedua elektroda berlangsung lambat. Maka diperlukan potensial
tambahan *overpotensial+ untuk mengatasi energi penghalang bagi reaksi
setengah selnya.Edepositio-+ Ekatoda Eover voltage katoda0 Ea-oda Eover voltage katoda0
Maka,
Esel+ Ekatoda Eover voltage katoda0 Ea-oda Eover voltage a-oda0 I(
7.1.ebera!a i%tila" #ang $i!akai $alam anali%i% elektrogravimetri31. Sel volta *galvani+ dan sel elektrolisis adalah suatu sel terdiri dari dua
elektroda dan satu atau lebih larutan dalam $adah yang sesuai. ika sel
inti dapat memberi energi listrik kepada suatu sistemluar *eksternal+,
ia disebut sel volta atau galvani.!. Sel elektrolisis adalah energi kimia diubah sedikit banyak dengan
lengkap menjadi energi listrik, tetapi sebagian dari energi itu terbuang
Elektrogravimetri1B
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
20/60
PEMISAHAN KIMIA
menjadi kalor *panas+. ika energi listrik itu diberikan dari suatu sumber
dari luar, sel yang mengalir dinamakan sel elektrolisis. %an hukum
hukum faraday menjelaskan perubahan utama pada elektroda
elektroda. Suatu sel tertentu dapat berfungsi sesaat sebagai sel galvani
dan pada saat lain sebagai elektrolisis.2ontoh : akumulator, timbel atau aki.
Selama suatu elektrogravimetri, sebuah sel galvani Selagi produk
produknya terbentuk diatas elektrodaelektroda. ika arus dimatikan, produk
ini cenderung menghasilkan suatu arus dengan arah yang berla$anan
dimana arus elektrolisis dilakukan.
7atoda adalah elektroda pada mana reduksi terjadi. %alam sebuah sel
elektrolisis, elektroda yang melekat pada terminal negatif dari sumber,
karena elektronelektron meninggalkan sumber dan masuk kedalam sel
elektrolisis pada terminal tersebut. 7atoda adalah terminal positif dari sebuah
sel galvani, karena sel demikian menerima elektronelektron pada terminal
ini. 3noda adalah elektroda dimana oksidasi terjadi. >ni adalah terminal positif
dari suatu sel elektrolisis atau terminal negatif dari suatu sel volta.
Penetapan elektrogravimetri sederhana, digunakan secara meluas
untuk logam. Leknik itu sangat berhasil bila logam yang cukup mulia seperti
tembaga atau perak harus ditetapkan dalam sampel yang konstitusi
konstitusi lainnya tak semudah (8untuk direduksi.
Suatu elektroda dikatakan didepolarisasi oleh suatu at, jika at ini
menurunkan banyaknya polarisasi. 'eaksi pada elektroda elektrolisis
misalnya: elektrolisis larutan 5n bromida dengan elektroda platina dengan
penggunaan voltase 888 *yang berlebih+.
Elektrogravimetri!;
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
21/60
PEMISAHAN KIMIA
7.& Meto$e Elektrogravimetri
Metode ini digunakan untuk analisis kuantitatif. 7omponen yang
dianalisis diendapkan pada suatu elektroda yang telah diketahui beratnya
dan kemudian setelah pengendapkan sempurna kembali dilakukan
penimbangan elektroda beserta endapannya. ?ntuk tujuan ini maka endapan
harus kuat menempel padat dan halus, sehigga bila dilakukan pencucian,
pengeringan serta penimbangan tidak mengalami kehilangan berat. Selain
itu sistem ini harus menggunakan elektroda yang inert. ?mumnya dipakai
elektroda plantina.
3gar terjadi reaksi elektrolisis maka &app harus lebih besar dari
1,1#
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
22/60
PEMISAHAN KIMIA
sepuh, ion logam tersebut lebih mudah di reduksi seiring seringnya
penyepuhan kuantitatif tanpa adanya penyepuhan logam lain. Prosedur ini
umumnya menghasillkan lapisan halus yang bagus, tapi membutuhkan
instrumentasi yang lebih canggih dan mahal dan $aktu analisis yang lama.
& Pengen$alian aru% elektrogravimetri.
Padape-ge-dalia- ar1s elektrogravimetri'tegangan cukup besar yang
diterapkan dalam pengerjaan elektroda untuk mempercepat arus yang relatif
besar dan konstan mengalir melalui sel. 3rus tersebut seringkali dituliskan
dalam milliamps *m3+ ketimbang microamps *T3+, seperti yang seringkali
terjadi pada pengendalian potensial elektrogravimetri. ika konsentrasi ionlogam dalam larutan elektrolisis adalah cukup untuk digunakan pada sem1a
arus, reaksi lain seperti reduksi ion hidrogen harus berlangsung dalam
penggunaan semua arus tersebut yang mempercepat proses untuk mele$ati
sel. elas, jika ada campuran, maka harus dilakukan penyepuhanE namun
metode ini secara signikan lebih cepat daripada menggunakan
pengendalian potensial dan instrumentasi yang diperlukan adalah sederhana
dan lebih murah. %alam kedua variasi elektrolisis, larutan diaduk dalam
beberapa cara untuk mempercepat analisis.
7.0 4eni%2jeni% $ari elektrogravimetri7.0.1Elektroli%i% !a$a Poten%ial Ter!a%ang Ea!! / #ang Teta!
Potensial terendah yang harus diberikan agar terjadi elektrolisis dikenal
sebagai potensial peruraian *&d+. 3gar elektrolisis berjalan secara kontinyu
dan terus menerus *karena i makin kecil+, maka diperlukan potensial luar
terpasang *&app+ yang besarnya lebih besar dari &d. )esarnya &appadalah:
Eapp + Ekatoda Eover voltage katoda0 Ea-oda Eover voltage a-oda0 I(
7.0.&Elektroli%i% !a$a aru% teta!
Elektrogravimetri!!
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
23/60
PEMISAHAN KIMIA
Sesuai hubungan I=E
R maka untuk menjaga agar arus tetap pada
suatu nilai yang tertentu maka secara periodik diperlukan adanya kenaikan
dari &appnya. Penurunan arus ini disebabkan oleh adanya polarisasi
konsentrasi. (al ini dapat diatasi dengan menaikkan &appkarena peningkatan
gaya elektrostatik dapat menyebabkan perpindahan ionion tembaga lebih
cepat lagi yang artinya arus elektrolisis dijaga tetap pada suatu nilai yang
tertentu.4arutan menjadi berkurang jumlahnya tembaganya, dimana gaya
difusi dan tarikmenarik tidak mampu menjaga terpenuhinya keperluan
permukaan elektrode terhadap ion tembaga yang artinya keperluannya
terhadap arus yang tetap. )ila hal ini terjadi, peningkatan yang lebih lanjut
dari &appdapat menimbulkan perubahan yang cepat bagi U1 serta potensial
katode. Selama elektrolisis berlangsung pada &appyang tetap, arus akan
mengalami penurunan sebagai fungsi dari $aktu yang disebabkan adanya
penurunan dari konsentrasi ion 2u!8dan kenaikan derajat polarisasi
konsentrasi. 3rus menurun terhadap $aktu elektrolisis dengan mengikuti
persamaan:
It= Ioe kt
dimana : >t@ arus pada $aktu t
>;@ arus pada sat sebelum terjadi polarisasi
7.0.0Elektroli%i% $engan !oten%ial kato$e teta!
Sebagaimana 'umusan 9ernst
Ekatoda + Eokatoda log 234
Sebagai contoh untuk elektrolisis larutan 2u!81;!M
&k @ ;,"# 6olt K log *1;!+
Elektrogravimetri!"
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
24/60
PEMISAHAN KIMIA
@ ;,!
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
25/60
PEMISAHAN KIMIA
Gambar 7.63lat elektrogravimetri dengan potensial tetap
Kontrol kerja elektro$a !oten%ial Elektrogravimetri
a. Potensi kerja elektroda dikendalikan.b. 3paratus terdiri dari dua lingkaran listrik yang membagi sebuah elektroda
umum*elektroda kerja+ di mana analit diendapkan.
Gambar 7.3pparatus for controlled potential electrogravimetry
Rangkaian elektroli%i% ter$iri $ari3
Elektrogravimetri!A
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
26/60
PEMISAHAN KIMIA
a. Sebuah sumber %2.b. Sebuah penyalur variasi potensial secara terusmenerus pada potensi
dikendalikan oleh Forking &lectrode.
c. Sebuah elektroda counter.d. Sebuah current meter.
Rangkaian kontrol ter$iri $ari3
a. Sebuah elektroda referensi *sering sebuah elektrode kalomel jenuh+.b. 6oltmeter tegangan tinggi digital.c. Sebuah elektroda kerja.
7ontrol sirkuitmonitor secara terus menerus potensial nya antara F&
dan '& misalnya Pertimbangkan tembaga*>>+ sistem yang dijelaskan di atas
perilaku $aktu Potensi dari katoda 2u.
a. Qang lebih besar arus konstan, semakin pendek akan menjadi semakin
lama $aktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan deposisi tembaga.b. ika arus yang sangat tinggi digunakan adalah mustahil untuk ion
tembaga saja untuk mempertahankan tingkat yang diinginkan dalam
transfer elektron.c. Qang lebih besar arus konstan, maka semakin pendek $aktu yang
dibutuhkan untuk menyelesaikan deposisi tembaga.d. ika arus yang sangat tinggi digunakan, adalah mustahi luntuk ion
tembaga saja untuk mempertahankan tingkat yang diinginkan transfer
elektron. Segera setelah elektrolisis dimulai, fraksi yang signikan dari
arus total saat ini akan terjadi karena evolusi (! gas.e. Pembentukan gas (! dapat dihilangkan melalui penggunaan depolarier
katodik
2ontoh untuk katodik depolarierasam nitrat
a. Segera setelah elektrolisis dimulai, fraksi yang signikan dari total saat
ini akan terjadi karena evolusi gas (!.b. Pembentukan gas (! dapat dihilangkan melalui penggunaan depolarier
katodik.c. 2ontoh untuk asam depolariernitrat katodik *ion nitrat mengalam
ipengurangan delapan elektron untuk ion amonium pada potensial lebih
positif dari pada pengurangan ion hidrogen+.
Elektrogravimetri!C
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
27/60
PEMISAHAN KIMIA
9" 8 1;(8 8
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
28/60
PEMISAHAN KIMIA
Gambar 7.= *b+. uter elektroda kasa Pt. *c+ pened inner
a+ 3nalisis &lektrogravimetri. 3nalit diendapkan pada elektroda kasa Ptyang besar. ika analit yang dioksidasi lebih baik dari pada yang
direduksi, polaritas listrik dibalik sehingga pengendapan masih terjadi
pada elektroda besar. 3paratus untuk elektrode posis ilogam tanpa
kontrol katoda potensial. 2atatan bah$a ini adalah dua sel elektroda.b+ ut erelektroda kasa Pt.
c+ pened inner, elektroda kasa Pt dirancang untuk berputar dengan
mortor di tempat pengadukan secara magnetik.
7.6 Prin%i! Kerja Elektrogravimetri7.6.1Anali%i% Kuantitati5 %e,ara Elektrogravimetri
a. 7omponen yang dianalisis diendapkan pada suatu elektroda yang telah
diketahui beratnya dan kemudian setelah pengendapan sempurna
kembali dilakukan penimbangan elektroda beserta endapannya.b. &ndapan harus kuat menempel padat dan halus, sehingga bila dilakukan
pencucian, pengeringan serta penimbangan tidak mengalami kehilangan
berat.c. Selain itu sistem ini harus menggunakan elektroda yang >nert. ?mumnya
dipakai elektroda platina.d. >on logam dengan elektrolisa akan mengendap pada katoda.e. &siensi elektrolisa tidak perlu 1;; , tetapi esiensi pengendapan
harus 1;;.
Elektrogravimetri!
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
29/60
PEMISAHAN KIMIA
7.6.& Prin%i! kerja alat elektrogravimetri
a. 6oltase dari sumber arus baterai yang diperlukan untuk elektroda diukur
dengan voltmeter.b. 7atoda berupa gulungan ka$at platina, sedangkan anoda berupa ka$at
platina berbentuk spiral.
c. 3noda diletakkan tepat di tengantengah gulungan platina katoda untuk
memperoleh medan medan listrik yang merata dan menghasilkan
endapan logam yang seragam.
7.A!lika%i Elektrogravimetri +alam (uatu Penelitian
%alam penelitian juga seringkali digunakan analisis &elektrogravimetri,
beberapa contoh yaitu dalam jurnal :
1. Proses &lektrolisis ?ntuk Pengambilan Seng %ari 4imbah Padat >ndustri
Galvanis *3hmad /arid dan 9ur Fahid+!. 0&valuation of purity $ith its uncertainty value inhigh purity lead stick by
conventional andelectrogravimetric methods *0&valuasi 7emurniaan
%engan 9ilai 7etidakpastian %alam 7emurniaan Linggi 4ogam LimbalSecara Gravimetri 7onvensional %an &lektrogravimetri+ *9ahar Singh,
dkk. !;1"+". >n depth analysis of compleI interfacial processes: i- sit1electrochemical
characteriation of deposition of atomic layers of 2u, Pb and Le on Pd
electrodes * analisis secara mendalam pada proses komplek interfacial :
karakterisasi elektrokimia in situ pada deposisi lapisan atom 2u, Pb dan
Le elektroda+*Minghua (uang, dkk. !;1!+
#. &lectrogravimetric determination of copper in alloys *Penentuanalaktrogravimetri tembaga dalam paduan+. *3nonim+
A. %etermination of avogadroVs number sing &lectrogravimetry *Penentuan
)ilangan 3vogadro menggunakan &lektrogravimetry+. *Siti Mariam dan
3bdul 7adir,!;1"+
Elektrogravimetri!B
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
30/60
PEMISAHAN KIMIA
C. &lectrogravimetric Study of the Stress %eveloped %uring 4ithium
Lransport through the '/ Sputtered 4i1WX2o!/ilm &lectrode *Su>l
Pyun,ooQoung Go dan (eon2heol Shin. !;;!+
D. &nhanced electrogravimetric detection of %93 hybridiation on an
electrochemical Yuart crystal microbalance. *Ziong, dkk. !;;!+
7..1 Pro%e% Elektroli%i% >ntuk Pengambilan (eng +ari Limba" Pa$at
In$u%tri
Galvani%
1. Tujuan 3
Mengurangi kadar Seng dari limbah padat industri galvanis denganproses elektrolisis dan mengetahui variabel yang paling berpengaruh dari
proses elektrolisis.
&. Meto$e 3Metode faktorial desain untuk ! level dan " variabel berubah.
0. Alat +an a"an3lat :
1. bak elektrolisis!. pompa sirkulasi". rectier#. heaterA. thermostat
Gambar 7.1? 'angkaian 3lat ?tama
7eterangan :
Elektrogravimetri";
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
31/60
PEMISAHAN KIMIA
1. 'ectier
!. )ak elektrolisis
". Pompa sirkulasi elektrolit
#. 7atoda
A. 3noda
)ahan :1. larutan (2l 1; !. limbah padat industri galvanis
. 'a%il +an Pemba"a%an
Pada percobaan a$al ini dilakukan sebanyak < kali percobaan. 7adar
a$al 5n dalam limbah padat *dross+ adalah "! , dan kadar 5n dalam logam
yang menempel di katoda #C . 7adar 5n yang terambil tidak murni
dikarenakan dalam larutan elektrolit, selain mengandung elektrolit 5n, ada
juga elektrolit lain yang cukup besar kandungannya, yaitu /e yang juga
terdapat dalam limbah padat. (al ini menyebabkan /e ikut terelektrolisis
pada kondisi operasi yang sama, karena pada voltase tersebut *D,A dan B
volt+ sudah mencukupi bagi /e untuk elektrolisis.
Percobaan ini menggunakan variabel temperatur, voltase dan jarak
anoda K katoda. %ari hasil analisa terhadap variabel yang berpengaruh dapat
diketahui bah$a variabel yang paling berpengaruh terhadap proses ini
berturut K turut adalah temperatur, voltase dan jarak anoda katoda.
Lemperatur memberikan efek paling besar dalam percobaan ini, hal ini
karena semakin tinggi temperatur menyebabkan konduktivitas larutan
semakin besar sehingga dapat mempercepat hantaran arus listrik dari anoda
menuju katoda. Pada temperatur yang tinggi dapat diperoleh rapat arus yang
besar dan juga mempertinggi tegangan batas polarisasi. 6oltase memberikan
efek yang tidak terlalu besar dalam percobaan ini. Lapi tetap memberikan
efek yang positif, semakin besar tegangan maka akan semakin besar logam
yang terambil dalam proses. (al ini karena semakin tinggi tegangan maka
rapat arus akan menjadi semakin besar. 3kan tetapi hal ini dapat
Elektrogravimetri"1
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
32/60
PEMISAHAN KIMIA
menyebabkan terjadinya polarisasi dan tercapainya tegangan batas.
Legangan batas ditandai tidak terjadinya aliran arus melalui larutan elektrolit
sehingga tidak ada logam yang akan menempel di katoda. arak anoda
katoda memberikan efek negatif, hal ini karena semakin besar jarak
elektroda maka ion 5n menempel akan semakin sedikit. (al ini terjadi karena
hambatan arus akan menjadi lebih besar jika jarak anoda K katoda semakin
jauh, dan konduktivitas menjadi semakin kecil.
Gambar 7.11 Grak ptimasi &lektrolisis
%ari grak dapat dilihat bah$a pada temperatur D;o2 K ni
menunjukkan bah$a pada temperatur tersebut proses elektrolisis sudah
mencapai temperatur yang optimum.
Gambar 7.1& Grak Lemperatur 6s Qield 5n
Elektrogravimetri"!
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
33/60
PEMISAHAN KIMIA
%ari grak di atas dapat dilihat ba$a pada temperatur D;o2ni menunjukkan bah$a pada temperatur tersebut proses
elektrolisis sudah mencapai temperatur yang optimum.
7..& Evaluation o5 !urit# :it" it% un,ertaint# value in"ig" !urit#
lea$ %ti,k b# ,onventional an$ele,tro2gravimetri, met"o$%
Evalua%i Kemurniaan +engan @ilai Keti$ak!a%tian Pa$a Logam
Timbal Kemurniaan Tinggi (e,ara Gravimetri Konven%ional +an
Elektrogravimetri/
1. Tujuan 3Membandingkan kedua metode gravimetri *konvensional dan elektro
gravimetri+ dalam hal &valuasi 7emurniaan %engan 9ilai 7etidakpastian
%alam 7emurniaan Linggi 4ogam Limbal.
&. Prin%i! A!lika%i 3
3nalisis gravimetri hanya menyediakan analisis elemen tunggal, atau
kelompok elemen terbatas, pada suatu $aktu. Pada 3nalisis gravimetri,
substansi yang akan dianalisis dipisahkan dari konstituen lain dalam bentuk
endapan larut. &ndapan harus stabil,nonhigroskopis dan harus tidak
terpengaruh oleh atmosfer. Selain itu endapan harus berasal dari 7omposisi
kimia yang dikenal, cukup larut,mudah untuk menyaring dan jumlah yang
hilang di cucian yang tidak signikan. Persentase pemurnian dari Pb
dikalkulasi berdasarkan dari PbS#dan Pb!.
3nalisis gravimetri merupakan salah satu teknik analisis tertua dan
metode analisis yang akurat ketika sampel besar tersedia. Leknik modern
membutuhkan sampel lebih sedikit tetapi mungkin tidak akurat. %i ba$ah
kondisi yang tepat, timbal dapat dipisahkan secara kuantitatif dari suatu
larutan yaitu larutan sulfat. Selain itu, PbS#agak larut dalam asam nitrat
Elektrogravimetri""
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
34/60
PEMISAHAN KIMIA
sehingga tidak boleh ada asam nitrat dalam larutan. adi penguapan harus
tinggi untuk memastikan penguapan asam nitrat sempurna dari larutan.
Penambahan air terionisasi berguna untuk membantu pengendapan timbal
sulfat dan timbal *>>+ oksida. 7elarutan sulfat meningkat dengan suhu dan
tergantung pada persen berat asam sulfat dalam larutan. Pada
elektrogravimetri, potensi elektroda digunakan dalam $aktu yang cukup
lama untuk mengendapkan analit sebanyak 1;;. %alam elektrogravimetri
tegangan diletakkan pada elektroda yang bekerja. 3rus diukur dalam
milliamper *m3+. ika konsentrasi ion logam dalam larutan elektrolisis tidak
cukup untuk, reaksi lain seperti reduksi ion hidrogen terjadi. %an jika ada
spesies yang mengganggu, maka akan keluar dari plat.
Alat 3
1+ 3nalyer elektrolit Model &";
!+ Limbangan analitik model 3[ !;#
"+ Sartorius Model 22";;!
#+ Gelas kimia dan gelas dalam laboratorium
A'A@ 3
1+ 3sam nitrat CB!+ 3sam klorida "A
"+ 3sam sulfat B
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
35/60
PEMISAHAN KIMIA
!+ Memanaskan larutan selama 1 jam
"+ Mendinginkan dalam desikator setelah ditambah 1;; m4 air terdeionisasi
yang akan mengendapkan PbS#
#+ Menyaring endapan dan dicuci "# kali dengan (!S#!
A+ Mengeringkan endapan dalam oven dengan suhu 11;] 2 selama ! jam.
C+ Mendinginkan sampai suhu kamar dalam desikator
D+ Menimbang endapan bersama $adah dan beratnya dikurangi dengan
$adah kosong
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
36/60
PEMISAHAN KIMIA
%alam gravimetri konvensional ketidak pastian utama disebabkan oleh
pengulangan tetapi pada elektrogravimetri terdapat pada beberapa faktor
lain yang juga mempengaruhi hasil akhir. Setelah dilakukan analisis data,
nilai konsentrasi dan kemurnian beserta ketidakpastian dari logam timbal
tersebut dicari berdasarkan persamaan yang ada dimana kemurnian menjadi
BB,BD ^ ;,!D dan BB,B< ^ ;,!# g-1;;g, sedangkan konsentrasi timbal larutan
induk yang ditemukan 1;;;,
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
37/60
PEMISAHAN KIMIA
nilai ketidakpastian terkait diperoleh untuk metode elektrogravimetri lebih
besar dibandingkan dengan metode gravimetri konvensional, ketidakpastian
dikarenakan massa atom dan sumber lainyang tersimpan dan mengendap.
7..0 In $e!t" anal#%i% o5 ,om!leB inter5a,ial !ro,e%%e%3 in situ
ele,tro,"emi,al ,"ara,teriCation o5 $e!o%ition o5 atomi, la#er%
o5 9uD Pb an$ Te on P$ ele,tro$e% Anali%i% %e,ara men$alam
!a$a !ermukaan kom!lek% 3 karakteri%a%i elektrokimia !a$a
%aat itu in %itu/ !a$a $e!o%i%i la!i%an atom 9uD Pb $an Te $an
elektro$a Te !a$a Pb.
1. Tujuan 3
Mengkarakterisasi, in situ, pengendapan underpotential *?P%+ dari
atomlapisan 2u, Pb dan Le pada permukaan elektroda Pd. Pendekatan ini
menyediakan coadsorpsi dan adsorpsi kompetitif anion yang akan diukur
dan dihitung selama proses ?P%, menyoroti proses kompetitif kompleks yang
dapat misalnya menghambat desain katalis baru
&. Meto$e 3
7ombinasi voltametri siklik, electrogravimetry, dan impedansi
elektrokimia spektroskopi
0. 'a%il $an !emba"a%an 3
Gambar D.1". %i ba$ah skematis merangkum lapisan permukaan yang
dihasilkan untuk ?P% 2u, Pb, dan Le pada Pd, serta meringkas &&2 yang
menggambarkan proses sikakimia yang terjadi selama pembentukan
overlayers ini. ?P% 2u hasil Pd dalam lapisan 2u kompak tanpa coadsorpsi
anion atau efek permukaan paduan signikan. &&2 untuk proses ini adalah
model adsorpsi klasik, yang menggambarkan bah$a proses 2u ?P%, secara
umum, elektrokimia reversibelE meskipun tahap akhir tampaknya kinetik
lambat. Lhe Farburg unsur tidak ditemukan memberikan kontribusi yang
signikan dalam rentang frekuensi yang dipilih.
Elektrogravimetri"D
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
38/60
PEMISAHAN KIMIA
%alam kasus Pb ?P% pada Pd, proses ini terjadi secara bersamaan
dengan beberapa penyerapan (?P% dan (. 7arena perbedaan dalam radius
atom Pb dan Pd tidak mungkin untuk membentuk lapisan kompak dalam
situasi ini, yang meninggalkan aspek mana (?P% dapat terus berlangsung.
3dsorpsi ireversibel Pb dimodelkan dalam &&2 dengan resistensi transfer
muatan dan Farburg impedansi, sedangkan bersamaan proses (?P%
digambarkan oleh cabang paralel, yang terdiri dari resistensi transfer muatan
dan adsorpsi kapasitansi. )erbeda dengan dua yang disebutkan di atas
proses ?P%, ?P% dari Le hasil Pd dalam pembentukan bilayer kompak pada
permukaan elektroda, yang terbentuk di tidak adanya perklorat yang
mengandung anion coadsorpsi atau paduan permukaan. Pembentukan
bilayer elektrokimia ireversibel ini lambat dijelaskan dalam &&2 hanya
dengan resistensi transfer muatan.
Gambar 7.10 'epresentasi skematik %ari 2u, Pb, %an Le ?P% di polikristalin Pd %an Sesuai
'angkaian 4istrik Setara mereka, masingmasing.
Liga sistem per$akilan, ?P% 2u, Pb dan Le di Pd elektroda, yang ditandai
di situ dengan secara gabungan komplementer electrogravimetry dan
Elektrogravimetri"
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
39/60
PEMISAHAN KIMIA
impedansi spektroskopi techni Yues dalam satu potensi pemindaian siklik.
3nalisis melengkapi data voltametri dan electrogravimetric diperbolehkan
$a$asan sifat overlayer terbentuk dalam proses ?P%. %engan asumsi
permukaan Pd polikristalin terutama terdiri dari 111 aspekE 2u ?P%
membentuk monolayer dengan jelas Surate commen 1: 1 cakupan 2u untuk
setiap atom Pd pada elektroda Pd. 9amun, tahap akhir dari proses 2u ?P%
yang ditemukan menjadi kinetik lambat, membutuhkan tingkat potensi
lambat scan untuk membentuk monolayer kompak. Pb ditemukan untuk
membentuk lapisan atom uncommensurate pada elektroda Pd, dengan 1 Pb
atom yang sesuai dengan ! mendasari atom Pd. Sebuah cakupan yang lebih
kompleks ditemukan untuk sistem Le ?P% pada elektroda Pd, dengan
pembentukan bilayer Le dengan proporsional 1:1 korespondensi dengan
lapisan Pd. 7ompleksitas ini muncul dalam berbagai potensi di mana
permukaan Pd yang teroksidasi mengalami penurunanE penyelesaian
pengurangan oksida tampaknya memicu pembentukan lapisan ganda,
meskipun studi lebih lanjut diperlukan untuk memahami seluruh proses Le
?P%.
7ombinasi studi voltametri dan studi &>S&Z2M memungkinkanpenjelasan esien dari model sik dari antarmuka elektroda - elektrolit
selama pembentukan overlayer dalam hal sirkuit setara. %itemukan bah$a
sirkuit setara, dan karenanya proses ?P%, untuk setiap sistem bervariasi. 2u
proses ?P% bisa dimodelkan dengan model klasik adsorpsi reversibel dalam
kisaran potensi belajar. Proses Pb ?P% dimodelkan dengan model khas dari
adsorpsi ireversibel lambat, meskipun istilah tambahan ditemukan diperlukan
untuk menggambarkan penyerapan (?P% dan ( pada Pd substrat yangmendasari. Le proses ?P% bisa dimodelkan hanya dengan hanya perla$anan
transfer muatan. Studi tentang proses Le ?P% terutama menunjukkan
pentingnya menggabungkan metode elektrokimia situ untuk lebih
memahami sistem yang kompleks dan dinamis.
Elektrogravimetri"B
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
40/60
PEMISAHAN KIMIA
(asil menunjukkan bah$a data multidimensi yang diperoleh voltametri
siklikE &Z2M dan &>S saling melengkapi dalam menjelaskan berbagai aspek
dinamika antar muka. Seperti dalam karakterisasi multiparametric situ
elektroda antarmuka - elektrolit mungkin memberikan cara yang menarik
untuk memperdalam pemahaman tentang proses ?P%, dan dengan
demikian, untuk memandu desain sistem baru untuk aplikasi katalitik. 3nion
mungkin coadsorpsi, adsorpsi kompetitif, atau efek permukaan paduan
spontan diselidiki untuk mengevaluasi status antarmuka elektroda - elektrolit
dalam proses ?P% ini. Seperti membentuk 2u, Pb dan Le lapisan pada
elektroda Pd menunjukkan tidak ada bukti 2l#!spesik anion coadsorpsi
dan permukaan paduan efek, menunjukkan bah$a tiga sistem belajar di
media perklorat dapat digunakan sebagai blok bangunan yang menjanjikan
untuk aplikasi katalitik, baik sebagai overlayers , atau melalui pembentukan
selanjutnya dari paduan dekatpermukaan dan paduan permukaan.
Lerutama, masalah harus diprovokasi di ?P% 2u pada sistem Pd dengan
kegiatan elektrokatalitik untuk pengurangan ! karena lapisan 2u ?P%
sangat bersih dijamin, yang merupakan prasyarat untuk pembentukan 2u - Pt
*111+ di dekat permukaan paduan catalyst.1C Perlu dicatat, bagaimanapun,bah$a selama pembentukan Pb overlayers beberapa bukti dari latar
belakang (?P% dan ( penyerapan ke Pd substrat yang mendasari diamati.
>ni akan mempengaruhi penerapan lm tersebut dibentuk untuk sistem
katalitikE 9amun, reaksi katalitik berikutnya harus istime$a dilakukan pada
p( yang lebih tinggi untuk meniadakan efek dari (?P% dan penyerapan.
7.. Ele,trogravimetri, $etermination o5 ,o!!er in allo#%
Penentuan
elektrogravimetri tembaga $alam !a$uan /
Elektrogravimetri#;
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
41/60
PEMISAHAN KIMIA
Gambar 0.6 Peralatan untuk elektrodeposisi logam tanpa kontrol katoda potensial. 2atatan
bah$a ini adalah sel dua elektroda *Gbr. !!C dari 1N+.
3nalisis &lectrogravimetric memberikan hasil yang tepat dan
berulang. Penentuan mudah dan peralatan yang digunakan sangat
sederhana.
&lektrolisis secara luas digunakan untuk menerapkan pelapisan logam untuk
barangbarang seperti truk fender *kromium plating+, alat makan *plating
perak+ dan perhiasan, yang dapat elektrokimia dilapisi dengan berbagai
logam mulia. scar patung adalah contoh dari item berlapis nikel. Patung ini
terbuat dari timah, tembaga dan antimony alloy, elektrokimia berlapis
dengan tembaga, maka dengan nikel *untuk mengisi poripori logam+ dan
kemudian ditempatkan dalam sebuah bak perak. Setelah itu, patung tersebut
elektrokimia dilapisi dengan emas !# karat. umlah emas dapat ditentukan
dengan menimbang patung sebelum dan sesudah tahap akhir dari
elektrolisis.
1. Tujuan
?ntuk 7uantikasi isi tembaga di kuningan. 7uningan adalah paduan
tembaga dan seng dan logam lainnya, memiliki sifat mekanik yang sangat
baik. (al ini digunakan antara lain untuk pembuatan bagian mesin termasuk
Elektrogravimetri#1
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
42/60
PEMISAHAN KIMIA
teknik, teknik otomotif dan listrik, untuk produksi barangbarang seharihari
seperti alat kelengkapan, gagang pintu, tting dan banyak lagi. 7arena
resistensi yang tinggi terhadap korosi, dapat digunakan untuk pembuatan
objek, yang harus memiliki resistensi yang tinggi terhadap faktor korosif
*seperti balingbaling+.
3nalisis kuningan selamanya iin produksi penyesuaian dalam
konsentrasi logam untuk mencapai kekuatan dan ketahanan korosi yang
diinginkan.
a"an3
a. 4ogam paduan sampel, seperti kuningan
b. 9itri asam c *6+, terkonsentrasi
c. 1 M( !S #
d. !M (9"
e. 3seton atau etanol
f. ?rea
Sistem pengukuran terdiri dari:
a. (idangan pengukuran dengan elektroda *katoda kotak yang terbuat dari
platinum dan plat Pt anoda+b. Sebuah miIer magnetikc. Sebuah catu daya stabil
&. Pro%e$ur
Elektrogravimetri#!
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
43/60
PEMISAHAN KIMIA
a. Pembubaran !a$uan
Menimbang tepatnya;.1A;.!A g paduan, dimasukkan ke dalam
gelas!A; cm!, tambahkan 1A cm!air danA D cm!asam pekat nitrat *6+
*kerja di ba$ah tenda a+.4arutkan paduan, pemanasan solusi sampai asap
kecoklatan oksida nitrat tidak lagi muncul.ika solusinya adalah sepenuhnya
jelas, tidak ada timah di paduan yang dianalisis, dan mungkin untuk
mengikuti ke langkah berikutnya, yaitu, penentuan electrogravimetric
tembagadan jika mungkin memimpin.%eposit putih ataukekeruhan
*_kabut_+ menunjukkan adanya timah di paduan yang dianalisis.ika sedimen
putih muncul, solusi dengan sedimen yang akan dipanaskan selama sekitar
setengah jam *di ba$ah penutup, mencegah mendidih+ untuk memastikan
isolasi kuantitatif asam Stannic dan f iltrate d melalui lter keras.
b. Penentuan Ele,trogravimetri, tembaga
&ncerkan larutan dengan air dengan volume sekitar < ; cm "dan
menambahkan 2a. !; cm"!M (!S#.
Per"atian3
Setiap manipulasi dengan grid Pt katoda harus performe d sangat hati
hati itu adalah deli c makan dan mahal. (indari hubungan arus pendek
antara anoda dan katoda. Generator dapat dihancurkan saat ini dapat
diaktifkan hanya di ba$ah penga$asan guru. Sebelum dimulainya analisis,
perlu untuk mencuci elektroda Pt !M asam nitrat *6+, kemudian siram
elektroda secara menyeluruh dengan air suling, cuci dengan aseton anhidrat
atau etanol dan kering di pengering selama A menit pada suhu 1;A 11; o2.
7atoda harus didinginkan ke suhu kamar *sekitar 1 menit+ dan ditimbang
secara tepat menggunakan skala analitis. &lektroda yang ditempatkan dalam
larutan sehingga mereka benarbenar tenggelam dan ada ruang untuk
pengaduk magnetik di ba$ah anoda. (idupkan miIer dan melakukan
elektrolisis pada tegangan " . " A 6. Setelah !A "; es minut, menambahkan
Elektrogravimetri#"
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
44/60
PEMISAHAN KIMIA
sejumlah kecil urea, tambahkan sekitar !; cm "air dan terus
elektrolisis. Setelah selanjutnya A 1; menit memeriksa apakah tembaga
telah diisolasi completel y: misalnya menambahkan amonia dan natrium diet
h ylditio karbamat penurunan dari solusi di 2ina, kaca atau kertas lter .
)ro$n c o lor berarti kehadiran tembaga *>>+ ion Setelah akhir elektrolisis,
katoda harus dinaikkan di atas permukaan solusi segera setelah mematikan
arus dan memerah dengan air suling. ika dimatikan terlalu dini, beberapa
tembaga dapat larut dalam elektrolit asam. Matikan electrolyer, katoda
dengan sedimen tembaga dan menyiram bersih dengan air setelah
memutuskan hubungan dari electrolyer tersebut. 7atoda tembaga terisolasi
harus dicuci dengan aseton atau etanol dan dikeringkan selama "# es minut
pada suhu 1;A 11; o2. Setelah pendinginan di essicator, itu harus
ditimbang menggunakan timbangan analitis.
Sedimen tembaga pada katoda harus salmon pink. Gelap sedimen
menunjukkan bah$a logam lainnya dari potensi isolasi yang relatif rendah
telah menetap bersama dengan tembaga, atau mungkin hasil dari oksidasi
parsial tembaga.
Perhitungan dan laporan
1. (itung kandungan persentase tembaga atas dasar peningkatan massa
katoda:
2u@ . 1;;
di mana: a massa tembaga yang diendapkan, gE b berat kuningan, g.
4aporan tersebut harus berisi deskripsi yang sangat singkat darimetode penentuan, jenis sampel dianalisis, deskripsi persiapan sampel untuk
pengukuran, persamaan reaksi yang terjadi pada elektroda dan hasil
perhitungan dalam dari isi tembaga dan timah dalam paduan dianalisis.
Elektrogravimetri##
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
45/60
PEMISAHAN KIMIA
7..6+etermination o5 avoga$ro% number %ing Ele,trogravimetr#
Penentuan ilangan Avoga$ro menggunakan
Elektrogravimetr#/
1 Tujuan3
?ntuk membuat pengukuran eksperimental bilangan 3vogadro
menggunakan teknik elektrokimia *electrogravimetry+.
& A!lika%i Prin%i! 3
3da beberapa cara untuk menentukan bilangan 3vogadro dalam
percobaan ini, teknik diterapkan elektrogravimetri. Pengatur eksperimental
untuk proses ini disebut sel elektrolit. Sebuah sel elektrolit terdiri dari
komponenkomponen berikut:a. Sumber arus searah *misalnya. )aterai atau po$er supply+.b. 7abel terselubung untuk menghubungkan sirkuit.c. %ua elektrodad. &lektrolit *asam sulfat+
Proses elektrolisis digunakan untuk menentukan jumlah elektron yang
dibutuhkan untuk mengkonversi satu mol atom tembaga untuk satu mol
tembaga ion 2u!8.
9ilai ini dibagi dan merupakan jumlah atom dikonversi dari logam
tembaga untuk ion tembaga:
2u= 2u!8!e
'eaksi di atas adalah setengah persamaan yang me$akili oksidasi.umlah
atom tembaga per mol tembaga adalah bilangan 3vogadro, nilai yang ditentukan.
?ntuk mengetahui jumlah konsumsi electron dalam proses ini ditentukan dengan
menggunakan muatan elektron dan mengukur muatan total. %engan menggunakan
percobaan tetesanminyak Millikan, muatan elektron diperoleh 1,C;!1DD"" I 1;
1Bcoulombs per elektron.
%engan menerapkan hubungan : 1 ampere @ 1 coulomb - second,
umlah coulomb digunakan dalam penelitian ini dapatdihitung. Sebuah
Elektrogravimetri#A
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
46/60
PEMISAHAN KIMIA
ammeter digunakan dalam percobaan untuk mengukur ampere dan
stop$atch digunakan untuk mengukur $aktu berlalu. Massa tembaga yang
bereaksi dapat diperoleh dengan mengukur massa anoda dan katoda
sebelum dan sesudah electrolysis. Sel elektrolit mengandung kedua
elektroda tembaga dan elektrolit 1M 2uS#8 ;.AM (!S#.
&lektroda tembaga *anoda+ dihubungkan ke pin positif massa atom
tembaga yang hilang di ubah menjadi ion tembaga seperti yang ditunjukkan
dalam persamaan sebelumnya. (ilangnya massa terlihat setelah sementara
berada di permukaan elektroda logam. Selain itu, ion tembaga, 2u!8, yang
langsung masuk kelarutan air dan deposit pada katoda sebagai reaksi yang
ditunjukkan di ba$ah:
2u!8! e=2u *solid+
ALAT 3
!;6 po$er supply, tabung?, copper electrodes, elektroda tembaga, kabel
listrik dengan klip buaya, retort berdiri dengan klem, kertas ampelas dan
timbangan analitik # desimal.
A'A@ 3
1M 2uS#and ;.AM (!S#
PRO(E+>R 3
1. %ua elektroda tembaga yang diperoleh, dipoles dan dibersihkan sebelum
pengukuran diambil. &lektroda dicelupkan ke dalam gelas yang berisi air
keran yang bersih dan kemudian dicelupkan kedalam gelas alkohol. Stiker
dimasukkan ke elektroda setelah elektroda dikeringkan. &lektroda yang
berat dan akan berkurang dicap sebagai anoda. 4arutan elektrolit yangdigunakan adalah 1M 2uS# dalam gelas !A;ml.
!. )erdasarkan Gambar 1, ditampilkan, sirkuit didirikan dengan menetapkan
po$er supply pada !;. 7utub positif dari satu daya terhubung ke anoda
dari sel pertama. 7atoda terhubung ke pin positif ampere meter tersebut.
Elektrogravimetri#C
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
47/60
PEMISAHAN KIMIA
3mpere tercatat pada interval "; detik selama 1; menit. 'atarata arus
listrik diambil untuk digunakan dalam perhitungan.". 7etika elektrolisis telah berhenti, anoda dan katoda yang diambil, dibilas
dengan lembut dan dikeringkan dengan air suling. 7emudian,
mengeringkan dengan kertas tisu dan menenggelamkan dalam alkohol.
angan menghapus elektroda karena akan menghapus tembaga dari
permukaan. Menimbang 3noda dan katoda.#. &lektroda yang sama digunakan, kembali dipoles dengan kertas ampelas
dan kembali ditimbang. &lektrolisis diulangi menggunakan larutan ;,A M
(!S#. Mengamati dan mencatat elektroda dan elektrolit.
Gambar ".C Lhe 2ircuit set up * 6ernier Soft$are ` Lechnologi, ";1"+
'a%il $an Pemba"a%an 3
Penentuan bilangan 3vogadro dilakukan melalui teknik
elektrogravimetri. 9amun, kesalahan persentase untuk setiap elektrolit ditemukantinggi dan mendekati 1;;. 9ilainilai yang BB,ni dapat
dibenarkan dengan setengah reaksi yang berlangsung di (!S# ditunjukkan di ba$ah
ini :
>n (!S#: 3node : S!"!*aY+ 8 !e!S#!*aY+
! 8 #(88 #e!(!
7atode : ! (! 8 !e(!*g+ 8 !(
Elektrogravimetri#D
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
48/60
PEMISAHAN KIMIA
2u!8*aY+ 8 !e2u *s+
Pada anoda karena fakta bah$a posisi (dalam pengurangan standar
potensial *S'P+ daftar lebih rendah dari S#!, oleh karena itu, (jauh lebih
mudah untuk berkurang dibandingkan dengan S#!. Sedangkanpada 2u!8
habis karena kemampuannya yang lebih tinggi untuk berkurang
dibandingkan dengan (8 .>ni jelas menunjukkan bah$a ion 2u!8 yang
diperlukan untuk bersaing hanya dengan ion (8, namun ion 2u!8 akan pasti
habis dengan mudah. 7emungkinan lebih tinggi dari ion 2u!8 menjadi
berkurang disebabkan pengendapan 2u menjadi tinggi, katakanlah, lebihesien. %i sisi lain, ada sedikit perbedaan yang terjadi di 2uS# yang dapat
dijelaskan melalui persamaan sebagai berikut :
>n 2uS# : 3node : 2u *s+ 2u !8*aY+ 8!e
! 8 #(88 #e!(!
7atode : ! (! 8 !e(!*g+ 8 !(
2u!8*aY+ 8 !e2u *s+
7etika arus eksternal yang sangat kecil diterapkan ke elektroda
tembaga, maka kesetimbangan antara 2u!8 dalam larutan dan 2u dari
elektroda terganggu. Lembaga masuk ke dalam larutan pada anoda dan
jumlah yang setara dengan ion tembaga disimpan pada katoda. Secara teori
tidak, karena itu tidak ada perubahan jumlah total terlarut tembaga sulfat.
)agaimanapun, penelitian menunjukkan sebaliknya untuk elektroda tidak
terhitung. 3noda kehilangan massa lebih rendah dibandingkan dengan massa
yang diperoleh dengan katoda. 7emungkinan kesalahan adalah dari the
$eighing dari elektroda. &lektroda harus benarbenar kering sebelum
Elektrogravimetri#
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
49/60
PEMISAHAN KIMIA
ditimbang. Sumbangan dari elektrolit mungkin menyebabkan katoda untuk
mendapatkan massa.
%engan mengacu pada pembenaran tersebut di (!S#, satusatunya
perbedaan di 2uS# adalah reaksi berlangsung dalam elektrolit yang memiliki
ion sama dengan elektroda yang digunakan. %engan situasi ini, ion 2u!8 dari
elektroda yang diperlukan untuk bersaing dengan 2u!8 dari elektrolit. %engan
demikian, keuntungan bersih dan rugi dalam elektrolit tertentu ini lebih
rendah dibandingkan dengan di (!S#. &siensi efek muatan ditemukan
A
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
50/60
PEMISAHAN KIMIA
e%ar E%ien%i #ang terja$iD Fa F,B 1??H ) 68D06H
)eberapa kesalahan mungkin terjadi dalam mendirikan sirkuit dan
eksperimental, yang resistant mungkin telah mengurangi esiensi.
7..6Ele,trogravimetri, (tu$# o5 t"e (tre%% +evelo!e$ +uring
Lit"ium Tran%!ort t"roug" t"e R (!uttere$ Li1J9oO&ilm
Ele,tro$e. (tu$i Perkembangan Elektrogravimetri3Tran%!orta%i
Lit"ium Melalui Per,ikan R Li129oO&ilm Elektro$a/
1 Tujuan3
Mengetahui tekanan &lectrogravimetri dengan transportasi 4ithium
melalui percikan '/ 4i1X2o!/ilm &lektroda
&. Meto$e3
Penelitian ini tentang Studi perkembangan tekanan &lectrogravimetric :
Lransportasi 4ithium melalui percikan '/ 4i1X2o!/ilm &lektroda melibatkan
perubahan tekanan dalam oksida selama interkalasi lithium ke dalam dan
deinterkelasi dari endapan percikan 4i1X2o!lm dalam 1 M larutan 4i2l#
dari propilen karbonat diukur dengan menggunakan elektrokimia dengan
menggunakan teknik kristal kuarsa *&Z2M+.
0 'a%il $an Pemba"a%an3
Pada penelitian ini, tekanan diinduksi dalam 4i1fi lm X2o ! selama
interkalasi lithium dan deinterkelasi telah diteliti dengan menggunakan
teknik elektrokimia kristal kuarsa hitung *&Z2M+. (asilnya adalah sebagai
berikut: eksperimental mengukur perubahan frekuensi selama interkalasi
ElektrogravimetriA;
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
51/60
PEMISAHAN KIMIA
lithium dan deinterkelasi secara signikan menyimpang dari perubahan
frekuensi teoritis dihitung dengan asumsi bah$a interkalasi lithium ion murni
dan deinterkelasi terjadi dan perubahan frekuensi resonansi disebabkan
hanya dengan massa sebenarnya dari ion lithium diselingi. Mengingat
perubahan volume sel satuan 4i1X2o!dengan isi lithium dan deviasi dari
perubahan frekuensi ukur dari perubahan frekuensi hitung, disarankan
bah$a tarik dan tekan tekanan di 4i1X2o!lm yang dikembangkan selama
interkalasi lithium dan deinterkelasi, masingmasing, dalam arah lateral.
Perubahan tekanan selama interkalasi lithium dan deinterkelasi
kuantitatif diperkirakan dari perbedaan antara mengukur dan menghitung
perubahan frekuensi. Perubahan tekanan tetap hampir konstan dengan
adanya fase tunggal.Sebaliknya, mereka bergerak nyata dalam koeksistensi
dua fase heksagonal 4ipoor dan 4irich fase . (asil ini menunjukkan
bah$a transformasi fasa menginduksi sejumlah besar tekanan lateral dalam
endapan lm.
7..7En"an,e$ ele,trogravimetri, $ete,tion o5 +@A "#bri$iCation on
an ele,tro,"emi,al uartC ,r#%tal mi,robalan,e Peningkatan
$etek%i elektrogravimetri $ari "ibri$i%a%i +@A melalui
elektrokimia kri%tal kuar%a mi,robalan,e/
1. Tujuan3
3mplikasi elektrogravimetri dengan intercalator (ocehst ""A!< pada
&lectrochemical Zuart 2rystal Microbalance*&Z2M+ untuk mendeteksi %93
&. Meto$e3
%alam percobaan ini, elektroaktif intercalator (oechst ""!A< bereaksi
dengan ds%93 pada Z2' dan diperkuat dengan sinyal elektrogravimetri.
ElektrogravimetriA1
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
52/60
PEMISAHAN KIMIA
0. Pro%e$ur Kerja 3
Prosedur modikasi Z2' dan penentuan ditampilkan dalam Skema 1.
. 'a%il $an Pemba"a%an
Perakitan diri monolayer membrane :
)anyak senya$a belerang, seperti sulda, merkaptan, dan disulfida dapat
merakit diri sebagai monolayer halus dan berurutan pada substrat
logam.enis perakitan diri monolayer memiliki baik mekanisme yang bagus
serta stabilitas kimia, asam thioctic dapat merakit diri pada permukaan
emas oleh bligasi SS dan pada proses ini lm emas Z2' diamati dalampercobaan. /rekuensi menurun dengan cepat di a$al, dan kemudian menjadi
stabil setelah1,A jam hal tersebut menunjukkan bah$a asam thioctic
melakukan perakitan diri pada permukaan elektroda, dan adsorpsi mencapai
maksimum setelah ! jam.
ElektrogravimetriA!
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
53/60
PEMISAHAN KIMIA
Rangkuman
1. &lektrogravimetri adalah metode penentuan kadar ion-unsur berdasarkan
hasil penimbangan berat at yang mengendap pada salah satu elektroda
pada reaksi elektrolisis terhadap larutan cuplikan- metode yang
menggunakan pemisahan dan pengukuran ion dari sampel, biasanya dari
logam.!. (ukum yang mendasari analisis sistem elektrogravimetri ada dua, yaitu
hukum /araday dan hukum hm". (alhal yang terkait dengan &lektrogravimetri terdiri dari
a+ Satuan 7elistrikanb+ Pengaruh 3rus pada Potensial sel#. Metode &lektrogravimetri digunakan untuk analisis kuantitatif. 7omponen
yang dianalisis diendapkan pada suatu elektroda yang telah diketahui
beratnya dan kemudian setelah pengendapkan sempurna kembali
dilakukan penimbangan elektroda beserta endapannya.A. enisjenis dari elektrogravimetri terdiri dari :
a &lektrolisis pada potensial terpasang *&app+ yang tetapb &lektrolisis pada arus tetapc &lektrolisis dengan potensial katode tetap
C. )agianbagian dari alat elektrogravimetri yaitu :Potensi diterapkan di seluruh sel dipertahankan pada tingkat yang
konstan sepanjang elektrolisis.a )utuh peralatan sederhana dan murahb Memerlukan sedikit perhatian operatorc 3parattus terdiri dari:
1. sel yang cocok!. po5er s1ppl6arus searah
7ontrol kerja elektroda potensial &lektrogravimetria Potensi kerja elektroda dikendalikanb 3paratus terdiri dari dua lingkaran listrik yang membagi sebuah
elektroda umum *elektroda kerja+ di mana analit diendapkan.
'angkaian elektrolisis terdiri dari:
a Sebuah sumber %2
ElektrogravimetriA"
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
54/60
PEMISAHAN KIMIA
b Sebuah penyalur variasi potensial secara terusmenerus pada
potensi dikendalikan oleh 7orki-g Electrode.c Sebuahelektroda counter
d Sebuah current meter'angkaian kontrol terdiri dari:
a Sebuah elektroda referensi*sering sebuah elektrode kalomel jenuhb 6oltmeter tegangan tinggi digitalc Sebuah elektroda kerja
C. Prinsip kerja elektrogravimetri, yaitu :
a 6oltase dari sumber arus baterai yang diperlukan untuk elektroda diukur
dengan voltmeter.b 7atoda berupa gulungan ka$at platina, sedangkan anoda berupa ka$at
platina berbentuk spiral.c 3noda diletakkan tepat di tengantengah gulungan platina katoda untuk
memperoleh medan medan listrik yang merata dan menghasilkan
endapan logam yang seragam.
D. 3plikasi &lektrogravimetri %alam Suatu Penelitian
%alam penelitian juga seringkali digunakan analisis &elektrogravimetri,beberapa contoh yaitu dalam jurnal :
a+ Proses &lektrolisis ?ntuk Pengambilan Seng %ari 4imbah Padat >ndustri
Galvanis *3hmad /arid dan 9ur Fahid+.b+ 0&valuation of purity $ith its uncertainty value inhigh purity lead stick by
conventional andelectrogravimetric methods *0&valuasi 7emurniaan
%engan 9ilai 7etidakpastian %alam 7emurniaan Linggi 4ogam Limbal
Secara Gravimetri 7onvensional %an &lektrogravimetri+ *9ahar Singh,
dkk. !;1"+.c+ >n depth analysis of compleI interfacial processes: i- sit1
electrochemical characteriation of deposition of atomic layers of 2u, Pb
and Le on Pd electrodes * analisis secara mendalam pada proses
komplek interfacial : karakterisasi elektrokimia in situ pada deposisi
lapisan atom 2u, Pb dan Le elektroda+*Minghua (uang, dkk. !;1!+.
ElektrogravimetriA#
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
55/60
PEMISAHAN KIMIA
d+ &lectrogravimetric determination of copper in alloys *Penentuan
alaktrogravimetri tembaga dalam paduan+. *3nonim+e+ %etermination of avogadroVs number sing &lectrogravimetry *Penentuan
)ilangan 3vogadro menggunakan &lektrogravimetry+. *Siti Mariam dan
3bdul 7adir,!;1"+.f+ &lectrogravimetric Study of the Stress %eveloped %uring 4ithium
Lransport through the '/ Sputtered 4i1WX2o!/ilm &lectrode *Su>l
Pyun,ooQoung Go dan (eon2heol Shin. !;;!+.g+ &nhanced electrogravimetric detection of %93 hybridiation on an
electrochemical Yuart crystal microbalance. *Ziong, dkk. !;;!+
ElektrogravimetriAA
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
56/60
PEMISAHAN KIMIA
EVAL>A(I A VII
1 )erdasarkan hukum yang mendasari analisis sistem elektrogravimetriyaitu hukum /araday dan hokum hm maka reaksi elektrolisis bergantung
pada . . . .
a. $aktu dan arus
b. tegangan, $aktu, dan arus
c. arus dan tegangan
d. arus, tegangan, dan $aktu
!. 'eaksi elektrolisis merupakan energy listrik menjadi reaksi kimia, reaksi
elektrolisis tersebut bergantung pada beberapa faktor, yaitu . . . .
a. Sumber arus searah, jenis elektroda, dan larutan elektrolit
b. Sumber arus berla$anan arah, jenis elektroda yang sama, dan larutan
non elektrolit
c. 4arutan elektrolit dan larutan non elektrolit
d. Sumber arus searah, jenis elektroda, dan endapan yang menempel
" )eberapa kondisi:a &lektrolisis dilakukan pada suatu harga potensial selluar yang
digunakan *&app+ pada harga yang tetap.b &lektrolisis dilakukan pada temperatur yang semakin besar, potensial
lebih semakin besar pula.c &lektrolisis dilakukan pada suatu harga arus yang tetapd Pada kondisi arus yang sangat kecil dan periode yang singkat &sel tidak
konstan selama elektrolisis.e &lektrolisis dilakukan pada harga potensial katoda *&k+ yang tetap
%iantara beberapa macam kondisi diatas, terdapat tiga macam
kondisi yang dapat diterapkan pada sel elektrolisis, yaitu ditunjukkan
oleh . . . .a a, b, dan cb d. a, b, dan ec a, c, dan d
ElektrogravimetriAC
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
57/60
PEMISAHAN KIMIA
d a, c, dan e
# &lektroda counter merupakan salah satu bagian dari rangkaian alat padaelektrogravimetri yaitu . . . .
a aparatusb rangkaian elektrolisisc rangkaian kontrold sebuah penyalur variasi potensial
A )erikut merupakan prinsip kerja alat elektrogravimetri, kecuali . . . .a 6oltase dari sumber arus baterai yang diperlukan untuk elektroda diukur
dengan voltmeter
b 7atoda berupa gulungan ka$at platina, sedangkan anoda berupa ka$at
platina berbentuk spiralc Selain itu sistem ini harus menggunakan elektroda yang inert, umumnya
dipakai elektroda platinad 3noda diletakkan ditengahtengah gulungan platina katoda untuk
memperoleh medan listrik yang merata dan menghasilkan endapan
logam yang seragam
C Pada sistem elektrolisis bagian alat yang lebih berpengaruh pada hasil
percobaan adalah . . . .
a. Sumber arus
b. &lektroda
c. Sampel yang digunakan
d. 6oltase listrik
e. Po$er supply
D. &lektroda yang digunakan pada elektrolisis adalah elektroda yang inert
umumnya dipakai elektroda . . . .
a. tembaga
b. perak
ElektrogravimetriAD
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
58/60
PEMISAHAN KIMIA
c. emas
d. platina
B Lembaga *2u+ dengan konsentrasi ;,;1 M dianalisis secara
elektrogravimetri. )erapa harga potensial yang diperlukan jika diharapkan
BB,BB 2u dapat diendapkan di katoda. *3nggap tidak ada tegangan
yang lain dalam sistem+ dan &]@,;,""D 6 . . . .
a. ;,!D#ACBB 6olt
b. ;,!DD
-
7/26/2019 Bab Vii Elektrogravimetri
59/60
PEMISAHAN KIMIA
a Peningkatan deteksi elektrogravimetri dari hibridisasi %93 melalui
elektrokimia kristal kuarsa microbalanceb Penentuan )ilangan 3vogadro menggunakan elektrogravimetric analisis secara mendalam pada proses komplek interfacial :
karakterisasi elektrokimia in situ pada deposisi lapisan atom 2u, Pb dan
Le elektrodad &valuasi 7emurniaan %engan 9ilai 7etidakpastian %alam 7emurniaan
Linggi 4ogam Limbal Secara Gravimetri 7onvensional %an
&lektrogravimetrie Studi Perkembangan &lektrogravimetri:Lransportasi 4ithium Melalui
Percikan '/ 4i1X2o!/ilm &lektroda
11 Lujuan dari Studi Perkembangan &lektrogravimetri : Lransportasi
4ithium Melalui Percikan '/ 4i1X2o!/ilm &lektroda adalah . . . .a Mengetahui tekanan &lectrogravimetri dengan transportasi 4ithium
melalui percikan '/ 4i1X2o!/ilm &lektrodab Membandingkan kedua metode gravimetri *konvensional dan elektro
gravimetri+ dalam mengevaluasi ketepatan dan akurasi kemurniaan
suatu logam timbal yang murni dengan nilai ketidakpastianc Mengkarakterisasi, in situ, pengendapan di ba$ah potensial *?P%+ dari
lapisan atom 2u, Pb dan Le pada permukaan elektroda Pd.d ?ntuk membuat pengukuran eksperimental bilangan 3vogadro
menggunakan teknik elektrokimia *electrogravimetry+.
e 3mplikasi elektrogravimetri dengan intercalator (ocehst ""A!P3 ?niversitas %iponogoro, Semarang.
http://zd2.chem.uni.wroc.pl/plik17ENG.dochttp://www.chem.uky.edu/courses/chess6/labs/080-Electrograv_Cu.pdfhttp://www.chem.uky.edu/courses/chess6/labs/080-Electrograv_Cu.pdfhttp://www.vamier.com/experiments/chem-a/31/determining_avogadros_number/http://www.vamier.com/experiments/chem-a/31/determining_avogadros_number/http://zd2.chem.uni.wroc.pl/plik17ENG.dochttp://www.chem.uky.edu/courses/chess6/labs/080-Electrograv_Cu.pdfhttp://www.chem.uky.edu/courses/chess6/labs/080-Electrograv_Cu.pdfhttp://www.vamier.com/experiments/chem-a/31/determining_avogadros_number/http://www.vamier.com/experiments/chem-a/31/determining_avogadros_number/