LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II sel el

LAPORAN PRAKTIKUM
KIMIA FISIKA II
Sel Elektrolisis: Pengaruh Suhu Terhadap ∆𝐻, ∆𝐺, dan ∆𝑆
Selasa, 12 Mei 2014

Disusun Oleh:
Yeni Setiartini
1112016200050

Kelompok: 4
Widya Fitriani
Widya Mulyana Putri

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2014

ABSTRAK

Elektrokimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara reaksi
kimia dan aliran listrik salah satunya sel ektrolisis dimana Sel elektrolisis adalah energi listrik
yang digunakan untuk berlangsungnya suatu reaksi kimia. Untuk mengetahui pengaruh suhu
terhadap ∆𝐻, ∆𝐺, dan ∆𝑆 reaksi digunakan larutan CuSO4 0.1 M dengan elektroda Cu sebagai
katode dan C atau karbon sebagai anoda Pada suhu yang berbeda dihasilkan ∆S standar dari
percobaan sebesar 4.439 x 10-5 kJ/der, hasil ΔG danΔH pada suhu 30, 50, 70oC secara

berturut turut adalah - 737.26 kJ dan- 737.24 kJ, - 455,48 kJ dan - 455,46 kJ, serta - 683,220 kJ
dan - 683.204 KJ yang berlangsung secara spontan. Percobaan dilakukan dalam waktu 2 menit
dan pada tegangan sebesar 3 volt.

PENDAHULUAN
Elektrokimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara reaksi
kimia dan aliran listrik. Aliran listrik merupakan aliran sesuatu yang bermuatan seperti electron.
Reaksi kimia manakah yang berhubungan dengan adanya aliran electron? Reaksi yang
berhubungan dengan adanya aliran electron adalah reaksi yang melibatkan pelepasan dan
penerimaan electron atau yang kita kenal dengan reaksi oksidasi dan reduksi atau reaksi redoks
(Mulyani. Hal: 113).
Sel elektrolisis adalah dimana energi listrik yang digunakan untuk berlangsungnya suatu
reaksi kimia. Sel ini merupakan kebalikan dari sel galvani. E.m.f yang diperlukan untuk

berlangsungnya proses ini akan sedikit lebih tinggi daripada e.m.f yang dihasilkan oleh reaksi
kimia, dan ini didapat dari lingkungannya. Reaksi kimia spontan menghendaki ΔG menjadi negatif.
Apabila e.m.f sel adalah positif, maka ini adalah sel galvanik. Kesetimbangan akan terjadi apabila
ΔG dan E sama dengan nol. Reaksi dengan nilai E yang lebih positif akan terjadi lebih dahulu
daripada reaksi-reaksi dengan e.m.f yang kepositifannya lebih rendah (Dogra, 2009. Hal: 511).
Faktor yang Berpengaruh pada Elektrolisis adalah konsentrasi elektrolit, sirkulasi elektrolit,
rapat arus, tegangan, jarak anoda-katoda, rasio dan bentuk anoda-katoda, temperatur, daya tembus
(throwing power), aditif, kontaminasi (Ahmad Farid dan Nur Wahid)
Pada sel elektrolisis zat-zat dapat terurai sehingga terjadi perubahan massa. Peruraian
tersebut disebabkan oleh energy 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 electrode negatif (katode) dan potensial standar electrode
positif (anode). Perbedaan potensial standar ini biasanya disebabkan perbedaan bahan yang
dipakai antara anode dan katode, namun bisa juga bahan yang dipakai sama, tetapi konsentrasi
larutan elektrofitnya berbeda. Jenis yang terakhir ini disebut sel konsentrasi (Daryoko.dkk. 2009).
Koefisien suhu dari potensial sel yakni dapat digunakan untuk menentukan besaranbesaran termodinamika lain seperti Δ S dan Δ H. Dari persamaan fundamental: dG = -SdT +
VdP, maka:
𝜕𝐺

𝜕𝐺

( ) p = -S atau S = - (𝜕𝑇 ) p
𝜕𝑇

𝜕𝐺

𝜕𝐺

( ) T = V atau V = (𝜕𝑃) T
𝜕𝑃

Dengan demikian perubahan entropi:
ΔS=-(

ΔS=-(

𝜕∆𝐺
𝜕𝑇

)P

−𝜕(nFE)
𝜕𝑇

𝜕𝐸

Δ S = nF ( )P
𝜕𝑇

)P

Dan perubahan entalpi:
Δ H = Δ G + TΔ S
𝜕𝐸

Δ H = -nFE + nFT ( )P
Δ H = -nF (𝐸 − 𝑇
𝜕𝐸

𝜕𝑇

𝜕𝐸
𝜕𝑇

)P

Harga ( )P (koefisien suhu) diperoleh melalui pengukuran E pada berbagai suhu dengan P tetap
𝜕𝑇
(Mulyani. Hal : 136)

MATERIAL DAN METODE
Alat dan bahan:
Power supply, Gelas kimia, termometer, statif dan klem, kaki tiga dan kasa, pembakar spirtus,
multimeter, kabel penghubung, stopwatch, Neraca O’hauss, korek api,
amplas, elektroda C, elektroda Cu, pinset, larutan CuSO4 0,1M, Akuades

Metode:

1. Bersihkan masing-masing elektroda dengan mengemplas dan mencelupkannya atau

membilasnya dengan akuades, kemudian keringkan dan ditimbang
2. Masukkan larutan CuSO4 0,1M sebanyak 50ml ke dalam gelas kimia
3. Rangkai alat percobaan seperti pada gambar dan atur power supply pada tegangan 3 Volt
4. Pasang elektroda Cu pada katoda dan C pada anoda dan memasukkan ke dalam larutan
CuSO4 0,1M
5. Panaskan larutan CuSO4 0,1M sampai suhu 30°C serta melakukan elektrolisis selama 2
menit dan menjaga suhu tetap konstan pada 30°C selama elektrolisis berlangsung serta
mengamati perubahannya.
6. Catat arus dan tegangan listrik pada elektrolisis suhu 30°C
7. Matikan power supply, cuci elektroda Cu dengan air lalu keringkan dan timbang dengan
neraca
8. Lakukan langkah di atas dengan suhu larutan CuSO4 50°C dan 70°C

HASIL DAN PEMBAHASAN
Suhu

Kuat arus

Tegangan

Waktu

(T)

(I)

(V)

(t)

Massa Cu di katoda
Sebelum

Setelah

elektrolisis

elektrolisis

30

0,1 A

1.91 V

2 menit

2.80 gram

2.54 gram

50

0,1 A

1.18 V

2 menit

2.80 gram

2.78 gram

70

0,1 A

1.77 V

2 menit

2.80 gram

2.86 gram

Keadaan standar
E°sel = Ered - Eoks E°sel
= 0,337 v – (-1,23 v) = 1,567 v
Δ G° = - nFE°
= - (4) (96500 C) (1,567 V)

= - 604862 J
= - 604,862 kJ
𝜕𝐸

( )P =
𝜕𝑇

(

1.91 1.18 1.77
)(
)(
)
303 323 343

3

= (0.0063) (0.0036) (0.0051) /3
= 1.15 10-7 V/der
∆S

𝜕𝐸

= nF( )P
𝜕𝑇

= (4) (96500 C) (1.15 10-7 V/der)
= 0.04439 J/der
= 4.439 x 10-5 kJ/der

Pada suhu 30°C
ΔG

= - nFE
= - (4) (96500 C) (1,91 V)
= - 737260 J
= - 737.26 kJ

ΔH

= Δ G + TΔ S
= - 737.26 kJ + (303 K) (4.439 x 10-5 kJ/der)
= - 737.24 kJ

c. Pada suhu 50°C
ΔG

= - nFE
= - (4) (96500 C) (1.18 V)
= - 455480 J
= - 455,48 kJ

ΔH

= Δ G + TΔ S
= - 455,48 kJ + (323 K) (4.439 x 10-5 kJ/der)
= - 455,46 kJ

d. Pada suhu 70°C
ΔG

= - nFE
= - (4) (96500 C) (1,77 V)
= - 683220 J
= - 683,220 kJ

ΔH

= Δ G + TΔ S
= - 683,220 kJ + (343 K) (4.439 x 10-5 kJ/der)
= - 683.204 J

Persamaan Reaksi
CuSO4 (aq) → Cu2+ (aq) + SO4 2- (aq)
Katoda (-): 2Cu 2+ (aq) + 4e- → 2Cu(s)
Anoda (+): 2H2O (l) → 4H+ (aq) + 4e- + O 2 (g)
2Cu2+ (aq) + 2H2O (l) → 2Cu(s) + 4H+(aq) + O2 (g)
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap ΔH, ΔG dan ΔS
dalam sel elektrolisis dimana digunakan larutan CuSO4 0.1M dan elektroda Cu sebagai katoda dan
C (karbon) sebagai anoda pada berbagai suhu yakni 30, 50 dan 70o C dengan tegangan sebesar 3
volt dalam 2 menit. Pada prosesnya elektroda-electrode sebelumnya telah ditimbang terlebih
dahulu khususnya katoda Cu sehingga nanti dapat diketahui berapa bobot yang bertambah menurut
Mulyono (2009) Pada sel elektrolisis zat-zat dapat terurai sehingga terjadi perubahan massa.
Sesuai dengan persamaan reaksi perubahan massa terjadi pada katode dimana logam Cu2+ menjadi
padatan Cu sementara pada anoda yakni berupa C terjadi reaksi 2H2O (l) → 4H+ (aq) + 4e- + O 2
(g) dimana dilepaskan gas O2. Pada praktikum dihasilkan gelembung-gelembung gas yang diduga
merupakan gas oksigen.
Dalam tegangan 3 volt yang diberikan dan 2 menit lama pengelektrolisisan diketahui
bahwa semakin besar suhu maka semakin besar jumlah endapan yang terbentuk, terlihat pada suhu
30o yakni sebesar 2.54 gram, pada suhu 50o terjadi endapan sebesar 2.78 gram, dan pada suhu 70oC
terjadi sebesar 2.86 gram sementara arus yang mengalir konstan tidak mengalami kenaikan
maupun penurunan yakni 0.1 A dan tegangan tidak menentu sebab pada suhu 50o terjadi penurunan
sebesar 1.18 V, sementara pada suhu 70o C mengalami kenaikan 1.77 V. ketidak teraturan ini
mungkin disebabkan oleh beberapa factor seperti yang dikemukakan oleh Ahmad Farid dan Nur
Wahid dalam jurnalnya dimana Faktor yang Berpengaruh pada Elektrolisis adalah konsentrasi
elektrolit, sirkulasi elektrolit, rapat arus, tegangan, jarak anoda-katoda, rasio dan bentuk anodakatoda, temperatur, daya tembus (throwing power), aditif, kontaminasi. Dari sebagian factor
tersebut ada beberapa faktor yang tidak dapat dibahas secara langsung karena keterbatasan data
yang dimiliki
Dari data perhitungan dapat diketahui bahwa ∆S standar dari percobaan sebesar 4.439 x

10-5 kJ/der, sehingga dengan persamaan Δ G = - nFE didapat hasil ΔG danΔH pada suhu 30, 50,

70oC secara berturut turut adalah - 737.26 kJ dan- 737.24 kJ, - 455,48 kJ dan - 455,46 kJ, serta 683,220 kJ dan - 683.204 KJ yang berlangsung secara spontan.

KESIMPULAN


Sel elektrolisis adalah dimana energi listrik yang digunakan untuk berlangsungnya suatu
reaksi kimia



Semakin besar suhu maka semakin besar jumlah endapan yang terbentuk



Pada suhu yang berbeda didapat ∆S standar dari percobaan sebesar 4.439 x 10-5 kJ/der,

hasil ΔG danΔH pada suhu 30, 50, 70oC secara berturut turut adalah - 737.26 kJ dan737.24 kJ, - 455,48 kJ dan - 455,46 kJ, serta - 683,220 kJ dan - 683.204 KJ yang
berlangsung secara spontan

REFERENSI
Dogra, S.K & S. Dogra. 2009. KIMIA FISIK DAN SOAL-SOAL. Jakarta: UI-Press.
Mulyani,Sri & Hendrawan. KIMIA FISIKA II. Bandung: UPI.
Farid, Ahmad dan Wahid, Nur. Proses Elektrolisis Untuk Pengambilan Seng Dari Limbah Padat
Industri Galvanis. Diakses dari
http://eprints.undip.ac.id/3368/1/MAKALAH_PENELITIAN_PROSES_ELEKTROLISI
S_UNTUK_PENGAMBILAN_SENG.pdf pada tanggal 16 Mei 2014.
Mulyono. 2009. Optomasi Proses Reaksi Pembangkitan Ag 2+ pada Sel Elektrolisis
Berkapasitas satu liter. Diakses dari http://jurnal.sttn-batan.ac.id/wpcontent/uploads/2010/03/D-12%20_MULYONO_.pdf pada tanggal 16 Mei 2014.