MAKALAH KIMIA
Laporan Penelitian tentang Faktor – faktor yang Menyebabkan Korosi pada Besi, Pengaruh Zat Terlarut terhadap Penurunan Titik Beku, dan Elektrolisis CuSO4 dengan Elektrode Karbon
Oleh
Dola Desriyesi
Fiqi Diyona
Nadhilah Andriani
Rahima Syabrina Sarmi
XII IA 1
SMA Negeri 1 Sijunjung
2010
Kata Pengantar
Dengan mengucapkan puji syukur atas kehadirat Tuhan YME, atas segala kebesaran dan limpahan nikmat yang diberikan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah tentang Faktor – faktor yang Menyebabkan Korosi pada Besi, Pengaruh Zat Terlarut terhadap Penurunan Titik Beku, dan Elektrolisis CuSO4 dengan Elektrode Karbon
Adapun penulisan makalah ini bertujuan untuk mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan korosi, mengetahui pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan, mengetahui pengaruh larutan elektrolit dan non elektrolit terhadap penurunan titik beku larutan dan untuk mengetahui zat yang terbentuk dikatoda dan anoda pada elektrolisis larutan CuSO4
Dalam penulisan makalah ini, berbagai hambatan telah penulis alami. Oleh karena itu, terselesaikannya makalah ini tentu saja bukan kemampuan penulis semata. Namun karena adanya dukungan dari pihak-pihak terkait.
Sehubungan dengan hal tersebut, perlu kiranya penulis dengan ketulusan hati mengucapkan terima kasih kepada Bapak Pengajar Mata Pelajaran Kimia kelas XII IA 1 yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan makalah ini. Penulis juga berterima kasih kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah membantu menyelesaikan makalah ini.
Dalam penulisan makalah ini, penulis menyadari pengetahuan dan pengalaman penulis masih sangat terbatas. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak agar makalah ini lebih baik dan bermanfaat.
Serta akhir kata penulis ucapkan semoga Tuhan YME selalu membalas budi baik anda semua.
Muaro, 7 Desember 2010
Penulis
Daftar Isi
Kata Pengantar
Daftar Isi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang…………………………………………………………………….1
1.2 Rumusan Masalah………………………………………………………………….2
1.3 Tujuan Penelitian…………………………………………………………………...3
1.4 Prinsip Penelitian…………………………………………………………………...3
1.5 Manfaat Penelitian…………………………………………………………………3
BAB II TEORI DASAR
2.1 Korosi……………………………………………………………………………….4
2.2 Titik Beku dan Penurunan Titik Beku Larutan……………………………………..5
2.3 Elektrolisis…………………………………………………………………………..6
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis dan Teknik Penelitian…………………………………………………………8
3.2 Objek dan Fokus Penelitian…………………………………………………………8
3.3 Teknik Analisis Data………………………………………………………………..8
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Faktor-faktor penyebab korosi………………………………………………………9
4.2 Pengaruh zat terlarut pada titik beku………………………………………………...12
4.3 Elektrolisis CuSO4 dengan Elektroda Karbon………………………………………15
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan…………………………………………………………………………..19
5.2 Saran…………………………………………………………………………………19
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………………………20
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.1.1 Korosi
Korosi merupakan proses degradasi, deteorisasi, pengerusakan material yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan sekelilingnya. Adapun prosesnya yakni merupakan reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat disekelilingnya tersebut. Dalam bahasa sehari-hari korosi disebut dengan perkaratan. Kata korosi berasal dari bahasa latin “corrodere” yang artinya pengrusakan logam atau perkaratan. Jadi jelas korosi dikenal sangat merugikan.
Besi adalah salah satu dari banyak jenis logam yang penggunaannya sangat luas dalam kehidupan sehari-hari. Namun kekurangan dari besi ini adalah sifatnya yang sangat mudah mengalami korosi. Padahal besi yang telah mengalami korosi akan kehilangan nilai jual da fungsi komersialnya. Ini tentu saja akan merugikan sekaligus membahayakan. Berdasarkan hal tersebut, percobaan ini difokuskan dalam upaya pencegahan terjadinya peristiwa korosi ini khususnya pada besi. Selain itu pada percobaan ini akan diketahui logam-logam apa sajakah yang dapat menghambat terjadinya korosi sesuai dengan sifat-sifat kimianya.
1.1.2 Pengaruh Zat terlarut terhadap Penurunan Titik Beku
Kita tahu bahwa air murni membeku pada suhu 0oC, dengan adanya zat terlarut misalnya saja kita tambahkan gula ke dalam air tersebut maka titik beku larutan ini tidak akan sama dengan 0oC, melainkan akan turun dibawah 0oC, inilah yang dimaksud sebagai “penurunan titik beku”. Dengan melakukan percobaan ini kita akan mengetahui pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan.
1
1.2.3 Elektrolisis
Elektrolisis yaitu peristiwa penguraian atas suatu larutan elektrolit yang telah dilaliri oleh aurs listrik searah. Sedangkan sel di mana terjadinya reaksi tersebut disebut sel elektrolisis. Sel elektrolisis terdiri dari larutan yang dapat menghantarkan listrik yang disebut elektrolit, dan dua buah elektroda yang berfungsi sebagai katoda.
Reaksi-reaksi elektrolisis bergantung pada potensial electrode, konsentrasi, dan over potensial dari spesi yang terdapat dalam sel elektrolisis. Pada sel elektrolisis katode bermuatan negative, sedangkan anode bermuatan positif. Kemudian kation direduksi di katode, sedangkan anion diosidasi di anode.
Elektrolisis mempunyai banyak keguanaan, di antaranya yaitu dapat memperoleh unsure-unsur logam, halogen, gas hidrogen dan gas oksigen, keudian dapat menghitung konsentrasi ion logam dalam suatu larutan, digunakan dalam pemurnian suatu logam, serta salah satu proses elektrolisis yang popular adalah penyepuhan, yaitu melapisi permukaan suatu logam dengan logam lain.
Seperti yang telah diketahui di atas, elektrolisis mempunyai banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari, sehingga penting agar mahasiswa melakukan praktikum ini agar mahasiswa lebih mengetahui dan dapat mempelajari proses dari elktrolisis.
Elektrokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara perubahan zat dan arus listrik yang berlangsung dalam sel elektrokimia. Dalam kehidupan sehari-hari penerapan elektrolisis sangat banyak, misalnya dalam dunia industri seperti pemurnian logam.Oleh karena itu, pemahaman akan elektrolisis sangat penting, dan melalui percobaan ini diharapkan praktikan mendapatkan lebih banyak pengetahuan.
1.2 Rumusan Masalah
1.2.1 Faktor – faktor apa sajakah yang menyebabkan korosi pada besi?
1.2.2 Apa pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan?
1.2.3 Apa pengaruh larutan elektrolit dan non elektrolit terhadap penurunan titik beku larutan?
1.2.4 Zat apa sajakah yang terbentuk dikatoda dan anoda pada elektrolisis larutan CuSO4?
2
1.3 Tujuan Penelitian
· Untuk mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan korosi
· Untuk mengetahui pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan
· Untuk mengetahui pengaruh larutan elektrolit dan non elektrolit terhadap penurunan titik beku larutan
· Untuk mengetahui zat yang terbentuk dikatoda dan anoda pada elektrolisis larutan CuSO4
1.4 Prinsip Penelitian
· Mengamati proses terjadinya korosi pada besi
· Mengamati pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan
· Mengamati Elektrolisis CuSO4 dengan Elektrode Karbon
1.5 Manfaat Penelitian
· Dapat menentukan berbagai sifat korosi pada besi, sehingga dapat diketahui logam mana yang mampu melindungi besi dari perkaratan dan logam mana yang mempercepat korosi besi. Hal ini sangat berguna dalam bidang komersial untuk mempertinggi nilai jual dari besi. Selain itu, praktikan juga lebih mahir dalam menggunakan alat-alat laboratorium.
· Dapat mengetahui pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan dan dapat mengetahui pengaruh larutan elektrolit dan non elektrolit terhadap penurunan titik beku larutan
· Dapat mengetahui zat yang terbentuk dikatoda dan anoda pada elektrolisis larutan CuSO4
3
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Korosi
Sebagian orang mengartikan korosi sebagai karat, yakni sesuatu yang hampir dianggap sebagai musuh umum masyarakat. Karat (rust) adalah sebutan yang belakangan ini hanya dikhususkan bagi korosi pada besi, padahal korosi merupakan gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam.Walaupun besi bukan logam pertama yang dimanfaatkan oleh manusia, tidak perlu diingkari bahwa logam itu paling banyak digunakan, dan karena itu, paling awal menimbulkan masalah korosi serius. Karena itu tidak mengherankan bila istilah korosi dan karat hampir dianggap sinonim (Chamberlain, 1991).
Reaksi reduksi oksidasi merupakan reaksi yang disertai pertukaran elektron antara pereaksi, yang menyebabkan keadaan oksidasi berubah. Dari sejarahnya, istilah oksidasi diterapkan untuk proses-proses dimana oksigen diambil oleh suatu zat. Maka reduksi dianggap sebagai proses dimana oksigen diambil dari dalam suatu zat. Kemudian pengangkapan hidrogen juga disebut reduksi, sehingga kehilangan hidrogen harus disebut dengan oksidasi. Sekali lagi reaksi-reaksi lain dimana baiik oksigen maupun hidrogen yang tidak ambil bagian belum bisa dikelompokkan sebagai oksidasi atau reduksi sebelum definisi oksidasi dan reduksi yang paling umum, yang didasarkan pada pelepasan dan pengambilan elektron, disusun orang (Svehla, 1990).
Korosi dapat digambarkan sebagai sel galvanik yang mempunyai hubungan pendek dimana beberapa daerah permukaan logam bertindak sebagai katoda dan lainnya sebagai anoda, dan rangkaian listrik dilengkapi oleh aliran electron menuju besi itu sendiri. Sel elektrokimia terbentuk pada bagian logam dimana terdapat pengotor atau di daerah yang terkena tekanan (Oxtoby, dkk., 1999).
4
Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. Korosi juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi
secara kimia atau elektrokimiadengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa
korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam yang dari bijih mineralnya. Contohnya bijih besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida). Deret volta dan persamaan Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi (Anonim, 2008).
Hambatan terhadap korosi pada besi tuang kelabu yang terendam dalam air, relatif baik bila dibandingkan dengan hambatan pada baja lunak. Hambatan terhadap korosi dan kekuatan bahan ini ditingkatkan sedikit dengan menambahkan 3 persen nikel. Ketahanannya terhadap tumbukan juga dapat ditingkatkan dengan mengubah prosedur pengecoran sehingga menghasilkan steroid-steroid grafit alih-alih serpih-serpih yang normal, bila besi mengalami korosi, serpih-serpih grafit seringkali tetap mencuat di permukaan, dan secara berangsur membentuk lapisan yang lebih mulia dan kaya akan karbion pada logam tersebut (Chamberlain, 1991).
2.2 Titik Beku dan Penurunan Titik beku
Titik beku adalah suhu pada P tertentu di mana terjadi perubahan wujud zat cair ke padat. Pada tekanan 1 atm, air membeku pada suhu 0 °C karena pada suhu itu tekanan uap air sama dengan tekanan uap es. Selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku (Δ Tf = freezing point depression). Pada percobaan ini ditunjukkan bahwa penurunan titik beku tidak bergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya pada konsentrasi partikel dalam larutan. Oleh karena itu, penurunan titik beku tergolong sifat koligatif.
Penurunan titik beku larutan mendiskripsikan bahwa titik beku suatu pelarut murni akan
5
mengalami penurunan jika kita menambahkan zat terlarut didalamnya. Sebagai contoh air murni membeku pada suhu 0 C akan tetapi jika kita melarutkan contoh sirup atau gula didalamnya
maka titik bekunya akan menjadi dibawah 0 C. Sebagai contoh larutan garam 10% NaCl akan memiliki titik beku -6 C dan 20% NaCl akan memiliki titik beku -16 C.
2. 3 Elektrolisis
Reaksi kimia dapat ditimbulkan oleh arus listrik, sebaliknya reaksi kimia dapat dipakai untuk menghasilkan arus listrik. Elektrolisis merupakan proses dimana reaksi redoks tudak berlangsung secara spontan. Untuk lebih memahami apakah sebenarnya elektrolisis itu dapat dilihat pada proses pengisian aki. Dalam proses pengisian aki tersebut dapat disimpulkan bahwa apabila ke dalam suatu larutan elktrolit dialiri arus listrik searah maka akan terjadi reaksi kimia, yakni penguraian atas elektrolit tadi. Peristiwa penguraian (reaksi kimia) oleh arus searah itulah yang disebut elektrolisis. Sel elektrolisis terdiri dari larutan yang dapat mengahantarkan listrik yang disebut elektrolit, dan dua buah elektroda yang berfungsi sebagai katoda dan anoda
Sel elektrolisis tidak memerlukan jembatan garam. Komponen utamanya adalah sebuah wadah, electrode, elektrolit, dan sumber arus searah.
Electron (listrik) memasuki larutan melalui kutub negatif (katode). Spesi tertentu dalam larutan mneyerap electron dari katode dan mengalami reduksi. Sementara itu, spesi ion melepas electron di anode dan mengalam oksidasi. Jadi, sama seperti pada sel volta, reaksi di katode adalah reduksi, sedangkan reaksi di anode adalah oksidasi. Akan tetapi, muatan elektrodenya berbeda. Pada sel volta, katode bermuatan positif, sedangkan anode bermuatan negative. Pada sel elektrolisis katode bermuatan negative sedangkan anode bermuatan positif.
Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit.
Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:
· Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag).
6
Elektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam, dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara elektrolit dan elektroda menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:
1. Elektrolisis larutan dengan elektroda inert
2. Elektrolisis larutan dengan elektroda aktif
3. Elektrolisis leburan dengan elektroda inert
Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan kutub positif. Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi reaksi oksidasi.
7
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis dan Teknik Penelitian
Jenis penelitian ini adalah penelitian eksperimentif dengan melakukan percobaan di lapangan. Penulis menyediakan alat dan bahan percobaan.
3.2 Objek dan Fokus Penelitian
Dalam penelitian ini, penulis mengambil objek paku pada penelitian tentang faktor-faktor yang mnyebabkan korosi pada besi, larutan garam dapur dan larutan glukosa pada penelitian tentang pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan, dan larutan CuSO4 pada
penelitian tentang elektrolisis.
3.3 Teknik Analisis Data
Data diolah dengan pengamatan langsung. Setelah dilakukan penelitian, dilakukan pengamatan langsung pada hasil percobaan/penelitian.
8
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Faktor – faktor Penyebab Korosi pada Besi
4.1.1 Alat dan Bahan
a. Alat
· Tabung Reaksi
· Rak Tabung Reaksi
· Ampelas
b. Bahan
· Paku
· Air garam
· Air
· Minyak Tanah
4.1.2 Cara Kerja
1) Ambillah 4 tabung reaksi, kemudian :
2) Amplaslah 8 batang paku besi hingga bersih, kemudian masukkan masing-masing 2 ke dalam tabung reaksi pada cara kerja no. 1 di atas
3) Tabung tetap dibiarkan terbuka
4) Simpanlah tabung tersebut selama 3 hari kemudian amati apa yang terjadi.
4.1.3 Hasil Percobaan
1) Pada tabung reaksi yang hanya berisi paku terjadi karat pada paku
2) Pada tabung reaksi yang berisi paku dan ditambahkan air garam, karat banyak mengendap dan butiran karat halus
3) Pada tabung reaksi yang berisi paku dan ditambahkan air, terjadi sedikit pengkaratan dan butiran karat kasar
9
4) Pada tabung reaksi yang berisi paku dan ditambahkan minyak tanah tidak terjadi pengkaratan
4.1.4 Analisis Data
1) Apakah tabung dimana paku berkarat terdapat oksigen dan air? Ya
2) Apakah tabung dimana paku tidak berkarat tidak terdapat oksigen atau air? Tidak
4.1.5 Pembahasan
· Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi
1. Oksigen terlarut ( DO = Dissolved oxygen ) → DO berperan dalam sebagian proses korosi, bila konsentrasi DO naik, maka kecepatan korosi akan naik.
2. Zat padat terlarut jumlah ( TDS = total dissolved solid ) → konsentrasi TDS sangatlah penting, karena air yang mengandung TDS merupakan penghantar arus listrik yang baik dibandingkan dengan air tanpa TDS. Aliran listrik diperlukan untuk terjadinya korosi pada pipa logam, oleh karena itu jika TDS naik, maka kecepatan korosi akan naik.
3. pH dan Alkalinitas → mempengaruhi kecepatan reaksi, pada umumnya pH dan alkalinitas naik, kecepatan korosi akan naik.
4. Temperatur → makin tinggi temperatur, reaksi kimia lebih cepat terjadi dan naiknya temperatur air pada umumnya menambah kecepatan korosi.
5. Tipe logam yang digunakan untuk pipa dan perlengkapan pipa → logam yang mudah memberikan elektron atau yang mudah teroksidasi, akan mudah terkorosi.
6. Aliran listrik → Aliran listrik yang diakibatkan oleh korosi sangat lemah dan isolasi dapat menghalangi aliran listrik antara logam-logam yang berbeda, sehingga korosi galvanis dapat dihindari. Bilamana aliran listrik yang kuat melewati logam yang mudah terkorosi, maka akan menimbulkan aliran nyasar dari sistem pemasangan listrik di pelanggan yang tidak menggunakan aarde, hal ini menyebabkan korosi cepat terjadi.
7. B a k t e r i → tipe bakteri tertentu dapat mempercepat korosi, karena mereka akan menghasilkan karbon dioksida (CO2) dan hidrogen sulfida (H2S), selama masa putaran hidupnya. CO2 akan menurunkan pH secara berarti sehingga menaikkan kecepatan korosi. H2S dan besi sulfida, Fe2S2, hasil reduksi sulfat
10
(SO42–) oleh bakteri pereduksi sulfat pada kondisi anaerob, dapat mempercepat
korosi bila sulfat ada di dalam air. Zat-zat ini dapat menaikkan kecepatan korosi.
Jika terjadi korosi logam besi maka hal ini dapat mendorong bakteri besi (iron bacteria) untuk berkembang, karena mereka senang dengan air yang mengandung besi.
· Cara Pencegahan
a) Pengecetan. Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.
b) Pelumuran dengan Oli atau Gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.
c) Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.
d) Tin Plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah (Eº Fe = -0,44 volt; Eº Sn = -0,44 volt). Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.
e) Galvanisasi (pelapisan dengan zink). Pipa besi, tiang telpon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi. Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.
f) Chromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Chromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.
11
g) Sacrificial Protection (pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.
4.2 Pengaruh Zat Terlarut pada Titik Beku
4.2.1 Alat dan Bahan
a. Alat
· Termometer
· Tabung Reaksi
· Gelas Kimia
· Pengaduk kaca / Sendok Makan
b. Bahan
· Air
· Es Batu
· Garam Dapur
· Glukosa
4.2.2 Cara Kerja
1) Masukkan butiran kecil es ke dalam gelas kimia sampai kira-kira tiga perempat bagian. Tambahkan 8 sendok makan garam dapur, lalu aduk. Inilah campuran pendingin.
2) Isi tabung reaksi dengan air kira-kira setinggi 4cm. Masukkan tabung itu kedalam campuran pendingin. Masukkan pengaduk kaca kedalam tabung reaksi dan gerakkan turun naik dalam air hingga seluruhnya membeku.
3) Keluarkan tabung dari campuran pendingin dan biarkan es dalam tabung mencair sebagian. Ganti pengaduk dengan thermometer secara turun naik. Kemudian bacalah thermometer dan catat suhu campuran es dan air itu.
4) Ulangi langkah 2 dan 3 dengan menggunakan larutan glukosa sebagai pengganti air suling.
12
4.2.3 Hasil Percobaan
| No | Zat Terlarut | Titik beku |
| 1 | Air | 00 |
| 2 | Glukosa | -10 |
| 3 | NaCl | -20 |
4.2.4 Analisis dan Hasil Data
1. Bagaimana titik beku larutan dibandingkan dengan titik beku pelarut murni? Lebih rendah
2. Bagaimanakah pengaruh kemolalan larutan glukosa terhadap:
a. Titik beku larutan
Semakin tinggi kemolalan glukosa, semakin rendah titik bekunya
b. Penurunan titik beku larutan
Semakin tinggi kemolalan maka semakin besar perbedaan penurunan titik beku karena kemolalan sebanding dengan penurunan titik beku
3. Bagaimanakah pengaruh kemolalan larutan NaCl terhadap:
a. Titik beku larutan
Semakin tinggi kemolalan NaCl, semakin rendah titik bekunya karena larutan NaCl merupakan larutan elektrolit sehingga terurai atas ion - ion
b. Penurunan titik beku larutan
Semakin tinggi kemolalan NaCl, semakin besar penurunan titik beku karena selain dipengaruhi kemolalan, penurunan titik beku juga dipengaruhi oleh jenis larutannya yakni apakah elektrolit atau non elektrolit.
4. Pada kemolalan yang sama, bagaimanakah pengaruh NaCl (elektrolit) dibandingkan dengan pengaruh glukosa (nonelektrolit) terhadap
a. Titik beku larutan
Pada kemolalan yang sama, titik beku larutan elektrolit
13
(NaCl) lebih rendah daripada larutan non elektrolit (glukosa)
b. Penurunan titik beku larutan
Pada kemolalan yang sama, penurunan titik beku larutan elektrolit (NaCl) lebih besar daripada larutan non elektrolit (glukosa)
4.2.5 Pembahasan
Kita tahu bahwa air murni membeku pada suhu 0oC, dengan adanya zat terlarut misalnya saja kita tambahkan gula ke dalam air tersebut maka titik beku larutan ini tidak akan sama dengan 0oC, melainkan akan turun dibawah 0oC, inilah yang dimaksud sebagai “penurunan titik beku”.
Jadi larutan akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya. Sebagai contoh larutan garam dalam air akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu air, atau larutan fenol dalam alkohol akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu alkohol.
Contoh, air murni pada suhu 0oC. Pada suhu ini air berada pada kesetimbangan antara fasa cair dan fasa padat. Artinya kecepatan air berubah wujud dari cair ke padat atau sebaliknya adalah sama, sehingga bisa dikatakan fasa cair dan fasa padat pada kondisi ini memiliki potensial kimia yang sama, atau dengan kata lain tingkat energi kedua fasa adalah sama.
Jadi larutan akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya. Sebagai contoh larutan garam dalam air akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu air, atau larutan fenol dalam alkohol akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu alkohol.
Contoh, air murni pada suhu 0oC. Pada suhu ini air berada pada kesetimbangan antara fasa cair dan fasa padat. Artinya kecepatan air berubah wujud dari cair ke padat atau sebaliknya adalah sama, sehingga bisa dikatakan fasa cair dan fasa padat pada kondisi ini memiliki potensial kimia yang sama, atau dengan kata lain tingkat energi kedua fasa adalah sama.
Besarnya potensial kimia dipengaruhi oleh temperatur, jadi pada suhu tertentu potensial kimia fasa padat atau fasa cair akan lebih rendah daripada yag lain, fasa yang memiliki potensial kimia yang lebih rendah secara energi lebih disukai, misalnya pada suhu 2oC fasa cair memiliki potensial kimia yang lebih rendah dibanding fasa padat sehingga pada suhu ini maka air cenderung berada pada fasa cair, sebaliknya pada suhu -1oC fasa padat memiliki potensial kimia yang lebih rendah sehingga pada suhu ini air cenderung berada pada fasa padat.
Apabila ke dalam air murni kita larutkan garam dan kemudian suhunya kita turunkan sedikit demi sedikit, maka dengan berjalannya waktu pendinginan maka perlahan-lahan sebagian larutan akan berubah menjadi fasa padat hingga
Apabila ke dalam air murni kita larutkan garam dan kemudian suhunya kita turunkan sedikit demi sedikit, maka dengan berjalannya waktu pendinginan maka perlahan-lahan sebagian larutan akan berubah menjadi fasa padat hingga
14
pada suhu tertentu akan berubah menjadi fasa padat secara keseluruhan. Pada
umumnya zat terlarut lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan dengan fasa padat, akibatnya pada saat proses pendinginan berlangsung larutan akan mempertahankan fasanya dalam keadaan cair, sebab secara energi larutan lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan dengan fasa padat, hal ini menyebabkan potensial kimia pelarut dalam fasa cair akan lebih rendah (turun) sedangkan potesnsial kimia pelarut dalam fasa padat tidak terpengaruh.
4.3 Elektrolisis CuSO4 dengan Elektroda karbon
4.3.1 Alat dan Bahan
a. Alat
· Tabung U
· Elektrode karbon
· Pipet tetes
· Baterai
· Statif
· Tabung Reaksi
· Penjepit Buaya
b. Bahan
· Larutan CuSO4
· Fenolftalen
4.3.2 Cara Kerja
1. Pasanglah alat elektrolisis seperti terlihat pada gambar berikut
15
2. Jepit tabung U pada statif
3. Tambahkan 10 tetes indikator universal kedalam kira-kira 50 larutan CuSO4 0,5 M
4. Elektrolisislah larutan itu sampai terlihat suatu perubahan pada sekitar kedua electrode
4.3.3 Hasil Percobaan
a. Warna larutan sebelum dielektrolisis
⤷ biru
b. Setelah dielektrolisis:
⤷ ⋆ perubahan pada ruang katode : Cu2+ + 2e ⟶ Cu (warna larutan menjadi kehitaman)
⋆ perubahan pada ruang anode : 2H2O ⟶ 4H+ + O2 + 4e (terbentuk gelembung O2)
4.3.4 Analisis Data
a. Dari perubahan warna indikator, apakah yang terbentuk (H+ atau OH-) pada:
⋆) ruang anode : tidak ada H+ maupun OH-
⋆) ruang katode : OH-
b. Bila gas yang terjadi pada katode adalah hidrogen (H2) dan pada anode adalah oksigen (O2), persamaan setengah reaksinya adalah:
⋆) katode : Cu2+ + 2e ⟶ Cu (tidak terbentuk gas/gelembung)
⋆) anode : 2H2O ⟶ 4H+ + O2 + 4e
c. Pada elektrolisis CuSO4 dengan elektroda karbon :
⋆) Larutan CuSO4 akan terion menjadi : Cu2+ + SO42-
16
⋆) Yang mengalami reduksi di katode adalah logam Cu. Sebab potensial reduksi logam Cu lebih besar daripada potensial reduksi air.
⋆) Yang teroksidasi di anode adalah air. Ini dikarenakan ion SO4- adalah sisa asam oksi. Sesuai dengan kaidah elektrolisis, jika terdapat sisa asam oksi di anode, maka yang teroksidasi adalah air.
⋆) Elektrode karbon (C) tergolong elektrode inert, sehingga tidak ikut bereaksi (tidak mengalami oksidasi maupun reduksi).
17
4.3.4 Pembahasan
Elektrokimia adalah peristiwa terjadinya reaksi oksidasi-reduksi dalam bentuk setengah reaksi yang terpisah dalam oksidasi dan redukasi atau bisa disebt juga sebagai gabungan antara dua setengah sel yaitu antara katoda dan anode. Dalam sel elektrokimia terjadi reaksi redoks spontan, yaitu reaksi yang berlangsung serta merta. Sel elektrokimia mengubah energy dari suatu reaksi redoks spontan menjadi energi listrik berupa aliran electron yang bergerak dari anode menuju katode.
Elektrolisis adlaah suatu peristiwa penguraian (reaksi kimia) atas larutan elektrolit akibat dialiri arus listrik searah. Dalam reaksi elektrolisis, energy listrik digunakan untuk menghasilkan suatu perubahan imia yang tidak akan terjadi secara spontan. Dalam reaksi elektrolisis, pada anoda terjadi reaksi oksidasi yakni reaksi pelepasan elektron, sedangkan pada katoda terjadi reaksi reduksi yaitu reaksi penangkapan elektron.
Adapun perbedaan antara elektrokimia dan elektrolisis antara lain sebagai berikut
a. Elektrolisis merupakan proses di mana reaksi redoks tidak beralngsung secara spontan, sedangkan elektrokimia merupakan proses di mana reaksi edoks berlangsung secara spontan.
b.Anode pada sel elektrokimia bermuatan (-) dan katodanya bermuatan ( + ), sedangkan pada sel elektrolisis anoda bermuatan ( + ) dan katodanya bermuatan(-)
c. Dalam reaksi elektrokimia , spesi yang bereaksi yaitu kation dan anionnya sedangkan reaksi elektrosis dalam larutan elektrolit berlangsung lebih kompleks di mana spesi yang bereaksi belum tentu kation atau anionnya, tetapi mungkin saja air atau elektrodanya
18
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
5.1.1 Korosi
Besi yang cepat berkarat adalah besi yang di dalam air yang terbuka artinya pengaruh oksigen dan air sangat kuat. Jadi, dapat disimpulkan bahwa Faktor penyebab besi berkarat adalah O2 dan H2O.
5.1.2 Pengaruh Zat Terlarut pada Titik Beku
Titik beku larutan lebih rendah dibandingkan dengan titik beku pelarut murni. Pada kemolalan yang sama, titik beku larutan elektrolit (NaCl) lebih rendah daripada larutan non elektrolit (glukosa). Pada kemolalan yang sama, penurunan titik beku larutan elektrolit (NaCl) lebih besar daripada larutan non elektrolit (glukosa).
5.1.3 Elektrolisis CuSO4 dengan Elektroda karbon
Pada proses elektrolisis pada larutan CuSO4 dengan elektroda karbon, terjadi reduksi Cu2+ menjadi Cu pada katoda dan terjadi oksidasi air pada anoda
Perubahan yang terjadi pada katoda dan anoda ialah pada larutan CuSO4 dengan katoda C dan anoda C, tidak terjadi reaksi apa-apa pada katoda, dan terdapat gelembung gas O2.
5.2 Sarana. Sebaiknya hindari kontak langsung besi dengan air dan oksigen.
b. Untuk menghindari korosi besi, minyak tanah dapat digunakan sebagai media peyimpanan.
c. Untuk mendapatkan titik beku yang lebih rendah (lebih negatif), kita dapat memperbesar molalitas zat terlarut suatu larutan.
d. Untuk mendapatkan titik beku yang sama, molalitas larutan non elektrolit harus lebih besar daripada larutan elektrolit.
e. Jika ingin memperoleh gas hidrogen, dapat dilakukan elektrolisis dengan proses reduksi air di katoda sel. 19
DAFTAR PUSTAKA
20
0 komentar:
Posting Komentar