The Faraday’s Law

Hukum Faraday

•Hukum Faraday I Massa zat yang dibebaskan pada elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan. (Michael Faraday)

F=96500 coulomb

coulomb = ampere detik i . t

F= Faraday

= massa zat yang dibebaskan/ dihasilkan (gram)

= arus (ampere)

= waktu (detik)

= massa ekivalen (gram)

= Arn

𝑏

nb = perubahan biloks untuk 1 mol (mol-1)

•Contoh 1 Berapa gram logam perak yang diendapkan jika arus listrik 10 ampere dialirkan ke dalam larutan AgNO3 selama 1 jam ?

F = 96500 coulomb

Ar Ag = 108

AgNO3(aq) Ag+(aq) + NO3-(aq)

Reaksi di Katoda : Ag+(aq) + ē Ag(s) nb = 1 mol-1

G = i . t . ME

F

= i . t

F Ar

nb

= 10 ampere . 3600 s

96500 coulombx

108 g mol−1

1 mol−1

= 40,29 g

Logam perak yg diendapkan = 40,29 g

•Contoh 2 Arus listrik 200 coulomb dialirkan ke dalam larutan CuSO4. tentukan massa tembaga yang diendapkan !

F = 96500 coulomb

Ar Cu = 63,5

CuSO4(aq) Cu+2(aq) + SO4-2(aq)

Reaksi di Katoda : Cu+2(aq) + 2ē Cu(s) nb = 2 mol-1

Arus listrik 200 coulomb = i . t

G = i . t

F Ar

n𝑏

= 200 coulomb

96500 coulombx

63,5 g mol−1

2 mol−1

= 0,07 g

Logam tembaga yg diendapkan = 0,07 g

•Contoh 3 Ke dalam larutan NiSO4 dialirkan arus listrik 0,2 Faraday. Tentukanlah volume gas oksigen yang dihasilkan di anoda (STP) !

NiSO4(aq) Ni+2(aq) + SO4-2(aq)

Reaksi di anoda : 2H2O(l) 4ē + 4H+(aq) + O2(g)

1 mol O2 4 mol ē nb = 4

G

G

Mr

= i . t

F Mr

n𝑏

= Faraday Mr

n𝑏

= 0,2 1

4 mol−1

n= 0,05 mol

VSTP = 0,05 mol . 22,4 L mol-1 = 1,12 L

•Contoh 4 Ke dalam 500 mL AgNO3 0,1 M dialirkan arus listrik 10 ampere selama 965 detik. Tentukanlah pH larutan setelah proses elektrolisis tersebut !

Katoda (C)

AgNO3(aq) Ag+(aq) + NO3-(aq) x 4

: Ag+(aq) + ē Ag(s) x 4

Anoda (C) : 2H2O(l) 4ē + 4H+(aq) + O2(g) nb H+=1

G

=

i . t

F Ar

n𝑏

G

Ar

= i . t

F 1

nb

= 10 ampere . 965 detik

96500 coulomb

1

1 mol−1

n =0,1 mol

[H+] = 0,1 mol

0,5 L = 0,2 M = 2.10-1 M

pH = - log (2.10-1)

= 1 – log 2

pH larutan setelah elektrolisis terjadi adalah 1 – log 2

•Hukum Faraday II Jika listrik yang sama dialirkan ke dalam dua atau lebih sel elektrolisis yang berbeda, maka perbandingan massa zat-zat yang dibebaskan sama dengan perbandingan massa ekivalennya.

G1

G2

=ME1

ME2

G1.nb1

Ar1

= G2.nb2

Ar2

•Contoh 1 Ke dalam larutan NiSO4 dan larutan AgNO3 yang disusun seri, dialirkan arus listrik dan ternyata pada larutan NiSO4 dihasilkan 11,8 g endapan. Jika Ar Ni = 59 dan Ar Ag = 108, tentukanlah massa logam Ag yang diendapkan pada larutan AgNO3 !

Pada larutan NiSO4 : NiSO4(aq) Ni+2(aq) + SO4-2(aq)

nb = 2 mol-1

Ar = 59 g mol-1

G = 11,8 g

Pada larutan AgNO3 : AgNO3(aq) Ag+(aq) + NO3-(aq)

nb = 1 mol-1

Ar = 108 g mol-1

G = ?

GNi.nbNi

Ar Ni

= GAg.nbAg

Ar Ag

GAg= GNi.nbNi.ArAg

Ar Ni . nbAg

= 11 g.2 mol−1.108 gmol−1

59 gmol−1 . 1 mol−1

= 43,2 g

•Contoh 2 Ke dalam larutan AgNO3 dan larutan NaCl yang disusun seri, dialirkan arus listrik sampai pH larutan NaCl adalah = 13. jika Ar Ag=108 dan volum masing-masing larutan 1 liter, maka tentukanlah massa perak yang diendapkan !

pH = 13, pOH = 1, [OH-] = 10-1 V = 1 L

Katoda (C)

NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)

: 2H2O(aq) + 2ē 2OH-(aq) + H2(g)

0,1 mol

nb = 1 mol-1

Katoda (C)

AgNO3(aq) Ag+(aq) + NO3-(aq)

: Ag+(aq) + ē Ag(s)

nb= 1 mol-1

GOH−.nbOH−

Mr

= GAg.nbAg

Ar Ag

0,1 mol . 1 mol−1= GAg.1 mol−1

108 gmol−1

GAg= 10,8 g