Laporan Praktikum Angka Angkut [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PERCOBAAN 4 ANGKA ANGKUT



Yang dibina oleh: 1. Dr. Sumari, M.Si 2. Dr. Yahmin, S.Pd., M.Si



Oleh: Kelompok 8 1. Novita Putri Islamiyah 2. Nurakhma Yuniawati 3. Qurrota A’yun



(140332600407) (140332600586) (140332600933)**



UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN KIMIA PROGRAM STUDI S1-KIMIA September 2016



Laporan Resmi Percobaan 4 A. JUDUL PERCOBAAN “Angka Angkut”. B. TUJUAN PERCOBAAN Menentukan angka angkut kation dan anion dengan cara hittorf. C. DASAR TEORI Penghantaran arus listrik dalam larutan elektrolit dilakukan oleh ionion, baik ion positif maupun ion negatif. Bagian arus total yang dibawa oleh kation disebut bilangan angkut kation (t+), sedangkan yang dibawa oleh anion disebut bilangan angkut anion (t-). Antara keduanya berlaku hubungan : t+ + t- = 1……………………………………………………………….… (1) Bagian arus yang dibawa oleh kation dan anion bergantung pada kecepatan gerak ion itu dalam larutan. Pada suhu tertentu hubungan antara bilangan angkut dan kecepatan gerak ion telah dirumuskan oleh Hittorf sebagai berikut. +¿+V −¿ V¿ V +¿ …………………………………………………………......… (2) ¿ +¿=¿ t¿ +¿+V −¿ V¿ V −¿ ……………………………………………………………….. (3) ¿ −¿=¿ t¿ Persamaan (2) dan (3) dikenal dengan aturan Hittorf Jika penentuan bilangan angkut dengan cara Hittorf dengan didasarkan pada penambahan kosentrasi larutan disekitar elektrodenya, maka cara gerak batas (moving boundary method) didasarkan pada pergerakan ion-ion ketika beda potensial diterapkan. Pergerakkan ion ini pada perbatasan dua larutan elektrolit dapat langsung diamati Bilangan tanspor dari setiap ion didefinisikan sebagai bagian dari arus total yang dibawa oleh ion utama. Bilangan ini disebut juga “Bilangan Penghantaran”. Bilangan penghantaran dihitung dengan a) Metode Hittorf



b) Metode pembatasan yang bergerak. Dalam metode pembatas yang



bergerak, bilangan transport dihitung oleh



ti =



F 1000 Ci dv I dt



Dimana Ci adalah konsentasi ion I dalam equivalen dm-3, I adalah arus listrik dalam amper, V adalah volume melalui mana pembatas yang bergerak lewat, dinyatakan dalam m3 dan t adalah waktu dalam detik. Pada sel elektrolisis zat-zat dapat terurai sehingga terjadi perubahan massa. Peruraian tersebut disebabkan oleh energi listrik yang diangkut oleh ion-ion yang bergerak di dalam larutan elektrolit, atau karena adanya daya gerak listrik di dalam sel tersebut. Daya gerak listrik ini merupakan perbedaan potensial standar elektrode negatif (katode) dan potensial standar elektrode positif (anode). Perbedaan potensial standar ini biasanya disebabkan perbedaan bahan yang dipakai antara anode dan katode, namun dapat juga bahan yang dipakai sama, tetapi konsentrasi larutan elektrofitnya berbeda. Jenis yang terakhir ini disebut sel konsentrasi. D. ALAT DAN BAHAN Alat :  Sumber arus DC  Stop watch  Buret  Corong  Pipet takar 5 mL  Erlenmeyer 100 mL  Wadah elektrolisis Bahan :  Elektroda Cu  Larutan CuSO4 0,1 M  Larutan Na2S2O3 0,1 M  Larutan KI 0.1 M (baru)  Indikator amilum (baru) E. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Dibersihkan sepasang elektroda Cu dengan kertas gosok, dicuci dengan air kemudian dengan alkohol. Ditimbang elektroda yang akan dipakai sebagai anoda dengan ketelitian 0,001 gram.



2. Isikan larutan CuSO4 0,1 M (tentukan konsentrasi sesungguhnya dengan cara titrasi) ke dalam wadah untuk elektrolisis.



3. Ditentukan volume larutan dalam ruang anoda, dengan mengukur tinggi, panjang dan lebar larutan dalam ruang anoda. 4. Dialirkan listrik selama 30 menit, dicatat kuat arus tiap 1 menit. Kuat arus dalam perhitungan adalah harga rata-rata kuat arus ini.



5. Diambilah 5 mL larutan disekitar anoda dengan pipet takar sebanyak tiga kali dan tempatkan masing-masing dalam erlenmeyer.



6. Ditambahkan ke dalam masing-masing erlenmeyer, 15 mL larutan KI 0,1 M



7. Dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 M sampai warna coklat hampir hilang. 8. Ditambahkan indikator amilum, dan titrasi lagi sampai warna biru hilang. 9. Ditentukan juga konsentrasi larutan CuSO4 yang belum dielektrolisis dengan cara titrasi seperti diatas. 10. Dibersihkan anode dengan air (jangan digosok) kemudian dengan alkohol. Ditimbanglah anode tersebut bila sudah kering benar.



F. DATA PENGAMATAN Data Pengamatan Berat Anoda Awal Berat Anoda Akhir Tinggi larutan ruang anoda Panjang larutan ruang anoda Lebar larutan ruang anoda Lama elektrolisis Kuat arus rata-rata Volume CuSO4 sebelum elektrolisis Volume Na2S2O3 0,1 M sebelum elektrolisis



Hasil Pengamatan 11,2816 g 11,2716 g 5 cm 5 cm 3 cm 30 menit 22,23 A 1) 5 mL 2) 5 mL Titrasi 1 = 5 mL Titrasi 2 = 5 mL



Rata – rata Volume Na2S2O3 sebelum elektrolisis Volume CuSO4 setelah elektrolisis Volume Na2S2O3 0,1 M



5 mL 1) 5 mL 2) 5 mL 3) 5 mL 1) 5,1 mL 2) 5,1 mL 3) 5,0 mL



G. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Pada percobaan ini bertujuan untuk menentukan angka angkut kation dan anion dengan cara Hittorf. Pada percobaan ini dilakukan penentuan angka angkut cara Hittorf. Pada cara Hittorf digunakan sel elektrolisis yang dibagi menjadi tiga bagian dengan menggunakan penyekat berpori. Tiga bagian tersebut adalah ruang anode, ruang katode, dan ruang penghubung. Pada proses elektrolisis jumlah ekivalen kation yang terbentuk di anode sama dengan jumlah ekivalen atom yang terbentuk di katode, tetapi konsentrasi kation di sekitar elektrode tidaklah tepat sama. Dalam percobaan ini, larutan yang dielektrolisis adalah larutan CuSO 4 yang berwarna biru. Larutan ini ditentukan konsentrasinya dengan cara titrasi iodometri, yaitu dengan larutan Na 2S2O3 0,1 M menggunakan indikator amilum untuk menitrasi larutan CuSO4, yang sebelumnya ditambahkan



dengan larutan KI 0,1 M, sehingga warna larutan menjadi coklat. Setelah dititrasi warnanya berubah menjadi putih. Begitu pula keadaan larutan ini saat dititrasi setelah dielektrolisis. Hanya saja warna kecoklatannya lebih gelap. Sementara itu larutan KI tidak berwarna, Na2S2O3 juga tidak berwarna, dan indikator amilum berwarna biru. Besarnya angka angkut kation ditentukan dengan cara menghitung jumlah ekuivalen atau mol dari ion Cu2+ yang diangkut dari ruang anoda ke katoda, sedangkan angka angkut anion dihitung dengan cara mengurangkan angka angkut kation trhadap angka satu (1-nc ). Berdasarkan data hasil percobaan yang diperoleh maka dapat dilakukan analisis sebagai berikut. 1) Pengurangan berat Anoda Selisih Berat Anoda awal dengan Berat Anoda akhir = berat elektrode awal – berat elektrode akhir = 11,2816 g – 11,2716 g = 0,01 g 2) Perhitungan konsentrasi CuSO4 sebelum elektrolisis : Persamaan Reaksi : 2CuSO4(aq)+ 2KI(aq) → 2Cu2+(aq) + I2(g) + 2K+(aq) + 2SO42-(aq) Reduksi : 2e + Cu2+ → Cu Oksidasi : 2I- → I2 + 2e I2 (aq)+ 2Na2S2O3(aq) → 2I-(aq)+ S4O62-(aq) + 4Na+ (aq) Reduksi : 2e + I2 → 2IOksidasi : 2S2O32- → S4O62- + 2e Diketahui=



Volume Na2S2O3 0,1 M = 5 mL V CuSO4 = 5 mL V KI = 15 mL M KI = 0,1 M mol KI =



Ditanya=



15 mL ×0,1



mmol =1,5 mmol mL



Konsentrasi CuSO4 sebelum elektrolisis



Normalitas KI = 1,5 mmol ×



1 ekv 1 mmol



×



1 mmol 15 mL



= 0,1 N



Normalitas I2 = 2 ekv x 0,1 N = 0.2 N ekv I2 = ekv Na2S2O3  ekv I2 = 0,2 N x 5 mL = 1 m ekv ekv CuSO4 = ekv Na2S2O3  5 mL x N = 1 mekv 1 mekv N = 5 mL = 0,2 N 0,2ekv 1L



M CuSO4 =



x



1 mol 2ekv



= 0,1 M 3) Perhitungan konsentrasi CuSO4 setelah elektrolisis : Persamaan Reaksi : 2CuSO4(aq)+ 2KI(aq) → 2Cu2+(aq) + I2(g) + 2K+(aq) + SO42-(aq) Reduksi : 2e + Cu2+ → Cu Oksidasi : 2I- → I2 + 2e I2 (aq)+ 2Na2S2O3(aq) → 2I-(aq)+ S4O62-(aq) + 4Na+ (aq) Reduksi : 2e + I2 → 2IOksidasi : 2S2O32- → S4O62- + 2e Diketahui= V1 Na2S2O3 0,1 M= 5,1 mL V2 Na2S2O3 0,1 M = 5,1 mL V3 Na2S2O3 0,1 M = 5 mL 5,1+5,1+5 =¿ Vrata-rata Na2S2O3 0,1 M = Vrata-rata = 5,06 mL 3 V CuSO4 = 5 mL V KI = 15,00 mL M KI = 0,1 M mol KI = Ditanya= N KI = 1,5 mmol ×



15 mL ×0,1



mmol =1,5 mmol mL



Konsentrasi CuSO4 setelah elektrolisis 1 ekv 1 mmol



×



N I2 = 2 ekv x 0,1 N = 0.2 N ekv I2 = ekv Na2S2O3  ekv I2 = 0,2 N x 5,06 mL = 1,012 m ekv ekv CuSO4 = ekv Na2S2O3 



1 mmol 15 mL



= 0,1 N



5 mL x N = 1,012 m ekv N=



1,012 mekv 5 mL



= 0,2024 N M CuSO4 =



0,2024 ekv 1L



x



1 mol 2ekv



= 0,1012 M 4) Selisih konsentrasi CuSO4 setelah elektrolisis dengan konsentrasi CuSO4 sebelum elektrolisis dikalikan volume ruang anoda (z) Perubahan jumlah ekivalen ion Cu2+ disekitar anode dapat diperoleh dari pengurangan konsentrasi akhir dengan konsentrasi awal dikalikan volume ruang anode. Berikut hasil perhitungan yang diperoleh; 3 = (0,2024 N - 0,2 N) × 75 c m



z



0,002 4 ekv 3 × 0,075 dm = 1L



¿



0,00 24 ekv × 0,075 L 1L



= 0,00018 ekivalen 5) Jumlah ekivalen ion Cu2+ di ruang anode (x) 0,2024 ekv ×75 cm3 1L



x =



0,2024 ekv × 0,075 dm3 1L



=



¿



0,2024 ekv × 0,075 L 1L



= 0,01518 ekivalen 6) Perhitungan angka angkut kation dan angka angkut anion



Angka angkut kation (nc) =



0,01518 ekv−0,00018 ekv 0,01518 ekv



= 0,988



Angka angkut anion (na) = 1 −¿ nc = 1 −¿



0,988



= 0,012 Pada ruang katode sebagai kutub negatif (-) terjadi reaksi reduksi, Cu2+ (aq) + 2e → Cu(s). Oleh karena itu, pada ruang katoda terjadi penambahan berat pada elektrode Cu akibat penambahan Cu dari larutan. Namun penambahan ini tidak diperhitungkan karena data yang didapatkan kurang valid akibat ada endapan-endapan Cu yang menempel pada elektrode jatuh ke dasar ruang katode. Pada perhitungan data yang diperoleh pada percobaan, angka angkut anion sebesar 0,012 sedangkan angka angkut kation sebesar 0,988. Berdasarkan data yang diperoleh dapat diketahui bahwa kation mengangkut jumlah listrik yang lebih banyak atau arus yang lebih banyak melalui larutan CuSO 4 dalam waktu 30 menit karena angka angkut yang diperoleh kation lebih besar daripada anion. H. KESIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan diperoleh angka angkut pada elektrolisis CuSO4 dengan elektrode Cu dengan cara Hittorf, angka angkut kation sebesar 0,988 dan angka angkut anion sebesar 0,012. I. DAFTAR PUSTAKA Atkins, Peter dan Julio de Paula. 2010. Physical Chemistry 9th Edision. New York: W. H. Freeman and Company



Sumari, Nazriati, dan Muhadi. 2016. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika ll. Malang: Universitas Negeri Malang Yuriska



sekar.



2013.



Elektrolisis.



(online).



(http://www.scribd.com/doc/132380029/elektolisis). Diakses pada tanggal 26 September 2016



I. PERTANYAAN 1. Tuliskan reaksi elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektrode Cu. Anode : Cu(s) Cu2+(aq) + 2e Katode : Cu2+(aq) + 2eCu(s) 2. Tuliskan reaksi yang terjadi pada titrasi larutan CuSO4 pada percobaan ini. 2CuSO4(aq) + 4KI(aq) 2CuI(s) + I2(aq) + 2K2SO4(aq) 2I2(aq) + 2S2O3 (aq) 2I-(aq) + S4O62-(aq)