hukum I dan II Faraday

Hukum I Faraday (1831 1832): massa zat yang dibebaskan pada elektrolisis (G) berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan (Q).

G=Q

Jumlah muatan listrik (Q) sama dengan hasil kali dari kuat arus (i) dengan waktu (t)

Q = i . t (coulomb)

Jadi persamaan di atas dapat dituliskan sebagai berikut:

G = it

Contoh

          arus 1 amper yang dialirkan selama 1 menit (60 detik) ke dalam larutan CuSO₄ mengendapkan 0,4 gram tembaga dikatode, maka:

a). Arus 2 amper dalam 1 menit (120 coulomb) akan mengendapkan 0,8 g Cu

b). Arus 1 amper dalam 2 menit (120 coulomb) akan mengendapkan 0,8 g Cu

c). Arus 2 amper dalam 2 menit (240 copulomb) akan mengendapkan 1,6 g Cu

Hukum II Faraday : “massa zat yang dibebaskan pada elektrolisis (G) berbanding lurus dengan massa ekivalen zat itu (ME)”.

G = ME

Massa ekivalen dari unsur-unsur logam sama dengan massa atom relatif (Ar) di bagi dengan perubahan bilangan oksidasinya (pbo)

ME= Ar/pbo

Contoh

             Contoh pada elektrolisis larutan CuSO₄ terjadi reduksi ion Cu²⁺ menjadi Cu

Cu²⁺(aq) + 2e –––→ Cu(s)

Oleh karena tembaga mengalami perubahan bilangan oksidasi sebesar 2, maka massa ekivalen

                        Cu = ArCu/2

                         = 63,5/2 = 31,75

Apabila listrik yang sama banyak dialirkan kedalam dua atau lebih sel elektrolisis yang berbeda, maka perbandingan massa zat-zat yang dibebaskan sama dengan perbandingan massa ekivalennya.

Contoh

              Misalkan arus i amper dialirkan selama t detik ke dalam larutan CuSO4 dan larutan AgNO3 yang di hubungkan seri.(pada hubungan seri jumlah listrik yang memasuki kedua sel adalah sama). Listrik akan mengendapkan Cu dan Ag pada katoda masing-masing sel. Sesuai dengan hukum faraday II, perbandingan massa Cu dengan Ag yang di endapkan sama dengan pebandingan massa ekivalennya.

GCu : Gag = ME Cu : MEAg

Misalkan massa Cu yang diendapkan 10 g maka massa perak dapat dihitung sebagai berikut:

GCu : Gag = ME Cu : MEAg

= 34,05 g

Penggabungan hukumfaraday I dan II menghasilkan persamaan sebagai berikut:

G = k . i . t . ME

Faraday menemukan harga faktor pembanding k = jadi, persamaan diatas dapat dinyatakan sebagai berikut:

Dengan

               G = massa zat yang dibebaskan (dalam gram)

                i = kuat arus (dalam amper)

               t = waktu (dalam detik)

               ME = massa ekivalen

Contoh soal

           Hitunglah massa tembaga yang dapat dibebaskan oleh arus 10 amper yang dialirkan selama 965 detik ke dalam larutan CuSO₄ (Cu = 63,5)

Jawab:

Cu di endapkan di katoda menurut persamaan berikut ini:

Cu²⁺(aq) + 2e –––→ Cu (s)