Bunyi Hukum Faraday 1 dan 2 – Contoh Soal & Rumusnya

Sayanda.com – Bunyi Hukum Faraday 1 dan 2 – Contoh Soal & Rumusnya

Michael Faraday adalah seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris yang berkontribusi besar dalam perkembangan ilmu pengetahuan alam, terutama dalam bahasan induksi elektromagnetik, diamagnetik, dan elektrolisis.

Mendalami bidang ilmu fisika dan kimia, Faraday mengembangkan suatu penelitian untuk menghitung massa zat beraliran listrik yang dilibatkan pada peristiwa elektrolisis. Perhitungan tersebut berkembang menjadi Hukum Faraday I dan Hukum Faraday II.

Bunyi Hukum Faraday I

“Massa zat yang dihasilkan pada masing-masing elektrode selama elektrolisis (G) berlangsung akan berbanding lurus dengan kuat arus atau jumlah muatan listrik (Q) yang digunakan.”

Hukum Faraday I dapat ditunjukkan dalam persamaan matematis G ~ Q

 

Rumus Hukum Faraday I

Dalam Hukum Faraday I, jumlah muatan listrik (Q) merupakan hasil dari proses perkalian antara kuat arus listrik (i) dengan selang waktu (t).

Teori tersebut dapat dituliskan dengan rumus persamaan berikut:

Q = i x t

Jika massa zat yang dihasilkan elektrode selama elektrolisis (G) berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik, maka berlaku pula persamaan di bawah ini.

G ~ i x t

 

Contoh Soal Hukum Faraday I

  1. Dalam suatu proses elektrolisis, larutan tembaga (CuSo4) dialiri listrik sebesar 10 ampere selama 965 detik. Jika berat ekuivalen logam tembaga adalah 63,5 dan berat ekuivalen gas oksigen adalah 16, hitung besaran massa tembaga yang diendapkan pada katoda!

Pembahasan

Untuk menghitung besaran massa logam yang dialiri listrik saat elektrolisis, persamaan Hukum Faraday I yang dirumuskan dengan Q = i x t dapat diuraikan menjadi m = e x i x t/96.500, dengan melibatkan massa zat (m) yang dihasilkan dalam satuan gram serta berat ekuivalen zat yang bersangkutan (e).

Berdasarkan catatan di atas, maka diketahui bahwa e (Ar/Valensi) tembaga = 63,5; i = 10 ampere; dan t = 965 detik.

Penyelesaian:

mtembaga = e x i x t / 96.500

= 63,5 x 10 x 965 / 96.500

= 31,25 x 0,1

= 3,125 gram

Jadi, massa tembaga yang diendapkan dalam katoda saat proses elektrolisis berlangsung adalah 3,125 gram.

 

  1. Suatu peristiwa elektrolisis mengalirkan arus listrik sebesar 5 ampere ke dalam larutan H2SO4 selama 1950 detik. Tentukanlah jumlah mol elektron yang terlibat serta besaran mol gas oksigen yang terbentuk dalam peristiwa tersebut.

Pembahasan

Langkah pertama untuk menyelesaikan soal semacam itu adalah menguraikan reaksi yang terjadi di anoda. Reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut.

2H2O (l) <-> 4H+ (aq) + 02 (g) +4e

Selanjutnya gunakan rumus Hukum Faraday I untuk menentukan jumlah mol elektron yang terlibat. Jika persamaan umum Hukum Faraday I dinyatakan dengan Q = i x t, untuk mencari mol persamaannya dikembangkan menjadi persamaan berikut.

Contoh Soal Hukum Faraday I

Maka, diperoleh hasil jika mol elektron berjumlah 0,1 mol.

Untuk menghitung jumlah mol oksigen pada peristiwa yang sama, yang harus dilakukan adalah mencermati jumlah koefisien elektron dalam reaksi anoda. Koefisien elektron H+ adalah 4, sedangkan koefisien Oksigen (O2) adalah 1.

Berdasarkan data tersebut, perhitungannya menjadi:

Jawaban Hukum Faraday I

Jadi, jumlah mol Oksigen pada peristiwa elektrolisis tersebut adalah 0,025 mol.

 

Bunyi Hukum Faraday II

“Massa zat yang dihasilkan pada proses pengendapan masing-masing elektrode oleh sejumlah arus listrik selama elektrolisis (G) berlangsung akan berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat tersebut (Mek).”

Hukum Faraday II dapat ditulis dalam persamaan matematis G ~ Mek.

 

Rumus Hukum Faraday II

Berdasarkan pernyataan mengenai massa zat dalam elektrolisis yang dipengaruhi oleh arus listrik dan massa ekuivalen zat, Hukum Faraday II dirumuskan dalam persamaan berikut.

m1 : m2 = e1 : e2

Sesuai bunyi hukumnya, massa elektrode yang terlibat dalam proses elektrolisis (m1 dan m2) berbanding dengan massa ekuivalen masing-masing elektrode tersebut.

 

Contoh Soal Hukum Faraday II

  1. Sel ion Ag+ yang memiliki massa ekuivalen 108 dan massa sebesar 1,08 gram dialiri arus listrik dalam waktu tertentu. Jika arus listrik yang sama juga mengaliri larutan yang mengandung ion X2+ dengan massa ekuivalen 20, berapakah jumlah logam X yang mengendap di dalam katoda?

Pembahasan

Dari soal di atas dapat disimpulkan bahwa tidak ada bilangan pasti untuk besaran arus listrik dan durasi terjadinya elektrolisis karena kedua faktor tersebut dianggap memengaruhi proses dalam jumlah yang sama.

Oleh sebab itu, besaran i (arus listrik) dan t (waktu) yang terdapat dalam Hukum Faraday dapat dihilangkan dalam persamaan ini.

Persamaannya akan menjadi:

m1 : m2 = e1 : e2

Simbol m1 dan e1 mewakili logam X2+, sedangkan m2 dan e2 mewakili ion Ag+. Karena yang perlu dicari adalah jumlah logam X2+ (m1), maka persamaan tersebut akan diturunkan menjadi:

Contoh Soal Hukum Faraday II

Jadi, jumlah logam X2+ pada proses tersebut adalah 0,20 gram.

 

  1. Dalam suatu peristiwa elektrolisis NO2, tentukanlah perbandingan massa Nitrogen yang memiliki Ar 14 dan Oksigen dengan Ar 16 yang terlibat dalam peristiwa tersebut!

Pembahasan

Diketahui:

  • e1 (massa ekuivalen Nitrogen) = 14
  • e2 (massa ekuivalen Oksigen) = 16
  • m1 (massa elektrode Nitrogen) = 1
  • m2 (massa elektrode Oksigen) = 2

Massa elektrode dihasilkan dari bilangan oksidasi pada senyawa NO2.

Ditanyakan: Perbandingan massa Nitrogen dan Oksigen

Penyelesaian:

Jawaban Hukum Faraday II

Maka, perbandingan antara Nitrogen dan Oksigen dalam peristiwa elektrolisis tersebut adalah 7 : 16.

loading...

Leave a Reply