Penetapan Kadar CuSO4.5 H2O
Di susun oleh : Wina Angelita
I. Metode
Potensiometri
II. Prinsip
Potensiometri adalah cabang ilmu elektrokimia yang mempelajari pengukuran potensial dari suatu larutan dengan elektroda. Potensial dari suatu larutan tergantung dari aktivitas ion-ion yang berada di dalam larutan.
III. Tujuan
1. Mampu menyusun dan mengukur GGL sel elektrokimia
2. Menetapkan kadar larutan CuSO4 . 5 H2O
IV. Landasan Teori
Reaksi-reaksi kimia yang melibatkan oksidasi-reduksi lebih sering dipergunakan dalam analisa titrimetik daripada reaksi-reaksi asam basa , pembentukan kompleks , ataupun pengendapan. Ion-ion dari berbagai unsur hadir dalam wujud oksidasi yang berbeda-beda , mengakibatkan timbulnya begitu banyak kemungkinan reaksi-reaksi oksidasi-reduksi (redoks). Kebanyakan dari reaksi-reaksi ini layak digunakan dalam analisa titrimetik , dan aplikasinya sangat beranekaragam .
Oksidasi adalah kehilangan satu atau lebih elektron yang dialami oleh suatu atom, molekul, atau ion, sementara reduksi adalah perolehan elektron. Tidak ada elektron bebas dalam sistem kimiawi yang biasa, dan kehilangan elektron yang dialami oleh suatu spesies kimiawi selalu disertai oleh perolehan elektron pada bagian yang lainnya. Istilah reaksi transfer elektron terkadang dipergunakan untuk reaksi-reaksi redoks.
Kesetimbangan redoks dapat dipahami dengan mudah dengan cara meninjau gaya elektromotif sel-sel galvanik. Suatu sel galvanik adalah sel dimana reaksi kimia muncul secara spontan, melepaskan energi listrik yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Gaya gerak listrik (GGL) diukur dalam satuan volt dan disebut sebagai voltase atau potensial dari sel tersebut. Satu volt adalah ggl yang diperlukan untuk memberikan satu joule (J) energi pada sebuah muatan listrik sebesar satu coulomb (C) :
1 V = 1 J/C
Harus diingat bahwa muatan sebuah elektron adalah 1,6 x 10-19 C dan 1 C/s adalah satu ampere (A), satuan untuk arus. Selain itu, muatan dari 1 mol elektron disebut faraday adalah 96.500 C.
Untuk mendapatkan sebuah sistem yang dapat kita gunakan untuk melakukan pengukuran-pengukuran penting, kita harus menggabungkan dua elektroda-elektroda tunggal untuk membentuk sebuah sel. Sebuah contoh diperlihatkan pada gambar, dimana kedua setengah sel telah dipasangkan. Kabel-kabel dari lempengan metal berujung pada ammeter (atau voltmeter). Rangkaian tersebut lengkap dengan menghubungkan kedua larutan dengan sesuatu yang dinamakan jembatan garam. Jembatan garam ini dapat berupa sebuah tabung U terbalik yang mengandung larutan dari suatu garam, seperti kalium klorida, dengan sebuah sumbat agar pada setiap ujungnya.
Sekarang ada lebih dari satu tendensi hipotesis agar transfer elektron bisa terjadi. Elektron-elektron berlebih yang masih ada pada elektroda seng ketika Zn2+ masuk ke dalam larutan menemukan tempat tujuannya.elektron-elektron ini dapat bergerak melalui rangkaian luar menuju elektroda tembaga dimana mereka dapat dipergunakan dalam reduksi Cu2+ . Aliran elektron melalui kabel tersebut, tentu saja merupakan arus listrik yang dapat diukur dengan ammeter. Kedua larutan harus tetap netral secara listrik dan sekarang jembatan garam mulai berperan, ke dalam melengkapi rangkaian listrik di dalam sel. Ion-ion klorida (Cl-) berdifusi ke dalam elektroda di sisi kiri (Zn) dan K+ ke dalam elektroda di sisi kanan (Cu). Arus mengalir melalui keseluruhan sistem, dibawa oleh elektron-elektron dalam konduktor-konduktor metal dan oleh migrasi ionik melalui larutan tersebut.
Sistem dua elektroda ini adalah sebuah sel elektrokimia dan merupakan contoh dari sebuah sel galvanik. Seperti yang telah dikatakan sebelumnya, sel galvanik adalah sel dimana pada sel ini sebagian dari energi yang telah dilepaskan secara spontan dalam suatu reaksi kimia dikonversi menjadi energi listrik sehingga dapat untuk melaksanakan kerja. Sebaliknya, sebuah sel elektrokimia dimana reaksi kimia dipaksa untuk berlangsung ke arah nonspontan akan disebut sebagai sel elektrolisis.
V. Reaksi Kimia
Anoda : Zn → Zn2+ + 2e- = 0,76 V
Katoda : Cu2+ + 2e- → Cu = 0,34 V
E sel : Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu = 1,1 V
VI. Alat dan Bahan
Alat : 
Multimeter Pipa U Kabel penjepit Beaker glass Kertas amplas Lempeng Zn Lempeng Cu Termometer Stopwatch Bahan : Larutan sampel CuSO4 . 5 H2O Larutan ZnSO4 . 7 H2O VII. RANGKAIAN ALAT ATAU GAMBAR ALAT
VIII. Prosedur Kerja
1. Disiapkan potongan lembaran seng dan tembaga. Permukaan lembaran logam tersebut dibersihkan dengan menggunakan kertas amplas.
2. Disiapkan jembatan garam.
3. Disiapkan 2 beaker glass 250 ml, yang satu diisi dengan larutan ZnSO4 . 7 H2O dan yang satu lagi diisi dengan larutan sampel CuSO4 . 5 H2O. Elektroda-elektroda logam dicelupkan dan dihubungkan dengan kabel.
4. Jembatan garam ditempatkan sedemikian rupa sehingga kedua ujungnya tercelup ke dalam larutan yang berada pada kedua beaker glass. Nilai GGL diamati dengan multimeter yang disetel pada posisi V. Polaritas kedua elektroda dan suhu larutan pada pengukuran tersebut dicatat.
5. Kedua elektroda dicuci dan dibersihkan kembali dengan kertas amplas.
IX. Data Percobaan
Potensial = 1,072 V
No. | Waktu (Menit) | Suhu (0C) | Arus |
1 | 0 menit | 290C | 6,73 |
2 | 5 menit | 290C | 6,28 |
3 | 10 menit | 290C | 6,15 |
4 | 15 menit | 290C | 6,19 |
5 | 20 menit | 290C | 6,18 |
6 | 25 menit | 290C | 6,17 |
7 | 30 menit | 290C | 6,15 |
X. Perhitungan
E sel = Eosel – RT ln [Zn2+] [Cu]
nF [ Cu2+] [Zn]
1,072 = 1,10 – 8,314 x 103 x (29 + 273)K ln [0,0502] [1]
2 x 96.500 [Cu2+] [1]
1,072 = 1,10 – 2510828 ln [0,0502]
193000 [Cu2+]
1,072 – 1,10 = - 13,0094715 ln [0,0502]
[Cu2+]
-0,028 = - 13,0094715 ln [0,0502]
[Cu2+]
-0,028 = ln [0,0502]
-13,0094715 [Cu2+]
-0,002152278 = ln [0,0502]
[Cu2+]
e-0,002152278 = [0,0502]
[Cu2+]
0,997850036 = [0,0502]
[Cu2+]
[ Cu2+] = 0,0502
0,997850036
[Cu2+] = 0,05031 M
= 0,0503 M
Jadi, kadar CuSO4.5H2O no. Sampel 4 adalah 0.0503 M (etiket = 0,0498 M)
XI. Pembahasan
Pada rangkaian yang telah dibuat, logam zink dicelupkan ke dalam larutan yang mengandung ion Zn2+ (larutan garam zink) sementara sepotong logam tembaga dicelupkan dalam larutan ion Cu2+ (larutan garam tembaga (II)). Logam zink akan larut sambil melepas dua elektron.
Zn(s) → Zn2+ (aq) + 2e-
Elektron tersebut selanjutnya akan mengalir ke logam tembaga melalui kawat penghantar. Ion Cu2+ akan mengambil elektron dari logam tembaga kemudian mengendap.
Cu2+ (aq) + 2e- → Cu(s)
Dengan demikian rangkaian tersebut dapat menghasilkan aliran elektron (listrik). Akan tetapi bersamaan dengan melarutnya logam zink, larutan ZnSO4 menjadi bermuatan positif. Hal itu akan menghambat pelarutan logam zink selanjutnya. Sementara itu, larutan CuSO4 akan bermuatan negatif seiring dengan mengendapnya ion Cu2+. Hal ini akan menahan pengendapan ion Cu2+. Untuk menetralkan muatan listriknya, kedua larutan dihubungkan dengan jembatan garam. Ion-ion negatif dari jembatan garam akan bergerak ke dalam larutan ZnSO4 untuk menetralkan kelebihan ion SO42- . Sehingga jembatan garam berfungsi untuk mengalirkan arus dan menjaga kestabilan arus listrik dari larutan. Dengan adanya jembatan garam dapat menyebabkan elektron mengalir secara terus-menerus melalui kawat.
XII. Kesimpulan
Dalam sel volta, reaksi redoks akan menimbulkan arus listrik. Dalamsel volta, reaksi redoks berlangsung pada bagian-bagian yang disebut elektroda. Elektroda tempat terjadinya oksidasi disebut anoda dan elektroda tempat terjadinya reduksi disebut katoda. Logam Zn yang tercelup dalam larutan ZnSO4.7H2O merupakan anoda (tempat berlangsungnya oksidasi), sedangkan logam Cu yang tercelup dalam larutan CuSO4.5H2O merupakan katoda (tempat berlangsungnya reduksi). Kedua larutan dihubungkan oleh suatu jembatan garam.
Jembatan garam merupakan tabung berbentuk huruf U yang diisi oleh KCl berbentuk gelatin dan berfungsi menjaga kenetralan listrik dari kedua larutan. Adanya jembatan garam juga menyebabkan elektron mengalir secara terus-menerus melalui kawat.
XIII. Daftar Pusaka
· R. A. Day J. R. Dan A. L. Underwood . Analisis Kimia Kuantitatif .
· Pamularsih, Bening . 2008 . Master Kimia 2a . Klaten : Aviva .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar