Laporan Pendauluan Praktikum Voltameter Tembaga

Diposkan oleh Elektro_BoY

Voltameter Tembaga merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar

tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Alat ini terdiri dari tiga buah lempengan

tembaga yang terpasang pada sebuah bakelite yang dirangkai dalam sebuah tabung kaca

atau plastik. Lempengan luar berperan sebagai anoda sedangkan yang di tengah sebagai

katoda. Umumnya tabung tersebut berukuran 15 x 10cm (tinggi x diameter). Tembaga

memiliki berat  jenis 8,93 gram/cm3, titik cairnya : 1083 0C, mampu tariknya : 200 – 360

N/mm2, perpanjangan/regangan/ : 35 – 50 %, penyusutan dingin : 2%. Metal/logam dapat

bertindak sebagai konduktor listrik, akibat adanya pergerakan bebas dari elektron-

elektron pada strukturnya. Secara sederhana konduksinya disebut konduksi metalik.

Pada larutan elektrolit yang ada kecenderungan sebagai konduksi listrik,

dalamperistiwa ini dapat digambarkan sebagai berikut : 

Gambar 2.1 Larutan elektrolit sebagai konduktor

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 untukmenghitung 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 :

G = a . i . t

Dimana : G = 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 :

G = a . i . t 96500

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

kimia yang terjadi bila terdapat arus listrik adalah :

CuSO4  --- > 2 Cu2+ + 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 = G / (i . t) ; dimana i . t adalah 1 Faraday

maka:

a = G / 1 Faraday = G / (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 gr = 0,3294 mg / C

2 . 96500 C

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

i = G / (a . t)= G / (0,3294 . t), dengan : G = 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. 

Sifat Tembaga

Tembaga yang dikatakan murni sifatnya, yaitu lunak, liat, dan dapat diregangkan

atau mulur. Selain itu juga kemampuannya sebagai penghantar panas dan penghantar

listriknya tinggi, juga tahan korosi. Pada udara terbuka, tembaga membentuk lapisan

pelindung berwarna hijau dari Cu karbonat yang dikenal dengan nama Platina. Tembaga

bila berhubungan langsung dengan asam cuka, akan menjadi terusi yang beracun.

Kemampuan untuk dikerjakan

Tembaga murni jelek untuk dicor, dimana dalam proses pengecoran, hasilnya

Porus. Akan tetapi apabila diberikan suatu tambahan yaitu dengan jumlah kurang dari 1%

bersama-sama akan memperbaiki sifat untuk mampu dicor. Tambahan-tambahan tersebut

antara lain: seng, mangan, timah putih, timah hitam, magnesium, nikel, phospor, dan

silisium.

Sebagai bahan setengah jadi, bahwa tembaga dapat dicor dalam suhu antara 800 -

900 0 C  untuk dibuat blok, plat yang nantinya dilanjutkan proses rol atau ditekan untuk

dibuat batangan, profil atau pipa, dan lain sebagainya. Dan untuk pengerjaan selanjutnya

seperti proses dingin untuk dibuat atau dijadikan lembaran-lembaran tipis (foil) sampai

ketebalan 0,01 mm dan dibuat kawat sampai diameter 0,02 mm, akan tetapi dengan cara

tersebut, tembaga akan menjadi keras dan rapuh. Karena sifat mampu bentuknya baik

sekali, tembaga dibuat bermacam-macam kebutuhan barang-barang tempa maupun tekan

(forming). Melalui proses pelunakan ulang (soft anealing) pada temperatur antara 300 -

700 °C akan didapatkan sifat seperti semula dan harga/nilai keregangannya kembali

meningkat. Dan proses terakhir pada quenching tidak akan kembali keras, melainkan

menjadi bahan mampu tempa.

Untuk pengerjaan yang berhubungan dengan panas yang berulang-ulang atau

untuk bagian yang dilas atau disolder, dapat menggunakan bermacam-macam bahan

tembaga, misalnya dari tembaga jenis bebas O2 yaitu SB-Cu atau SD-Cu, bahanbahan

tersebut baik dan lunak. Dan untuk penyolderan keras maupun pengelasan tanpa gas

lindung pun akan baik kemampuan lasnya. Pada pengerjaan permesinan, misalnya :

pembubutan, frais, bor atau shaping, dan sebagainya, bahwa tembaga murni mempunyai

tatal atau cip yang terlalu liat dan padat, dan dapat merusak alat potongnya (cutter).

Untuk itu pada alat potong untuk pengerjaan tembaga, diberikan sudut pemotongan

khusus dan menggunakan minyak tanah atau oli bor emultion (dromus B) sebagai pelicin

membantu pemotongan.

Penggunaannya

Tembaga pada umumnya digunakan sebagai bahan kebutuhan perlistrikan, kawat tambahan solder, pipa-pipa pemanas atau pendingin, penutup atap, dan khususnya digunakan sebagai bahan paduan maupun logam paduan.