Bunyi Hukum Faraday 1 dan 2, Pengertian, Contoh Soal-Pembahasan

tirto.id - Hukum elektrolisis Faraday 1 dan 2 merupakan hukum yang menyatakan hubungan antara massa zat yang dihasilkan di elektroda dengan muatan listrik yang disuplai pada elektrolisis.

Aspek kuantitatif dari sel elektrolisis meliputi massa zat hasil, volume gas hasil, jumlah mol elektron, kuat arus, waktu elektrolisis. Dalam hal ini hukum Faraday dinyatakan dalam 2 hukum, yaitu hukum Faraday I dan hukum Faraday II.

Berikut pengertian lanjut dari rumus serta contoh dari Hukum Faraday 1 dan Hukum Faraday 2.

Hukum Faraday 1: Pengertian, Rumus, dan Contohnya

Dilansir dari Modul Pembelajaran Kimia Kelas XII, Hukum Faraday 1 menyatakan bahwa massa zat yang diendapkan atau dilarutkan sebanding dengan muatan yang dilewatkan dalam sel dan massa ekivalen zat tersebut.

Rumus dari Hukum Faraday I adalah sebagai berikut ini:

𝑊=𝑒×𝑖×𝑡 /𝐹

atau

W/e = i x t / F

Keterangan

W : Massa zat yang dihasilkan (gram)

e : Massa ekuivalen

i : Kuat arus (ampere)

t : Waktu (secon).

F : Tetapan Faraday = 96.500 Coulomb/mol

𝑄=𝑖×𝑡

Contoh soal penerapan Hukum Faraday 1 adalah sebagai berikut ini:

1.Tentukan Jumlah faraday untuk mereduksi ion Ca2+ dalam bentuk leburan (Ar Ca= 40) sebanyak 12 gram.

Penyelesaian :

Diketahui :

W = 12 gram

Ar Ca = 40

Ditanya : Jumlah Faraday =?

Jawab :

Jumlah Faraday = mol elektron.

Dari soal diketahui massa (W) dan Ar spesi yang terlibat dalam reaksi reduksi,

maka jumlah Faraday dihitung dari rumus :

Jumlah 𝐹𝑎𝑟𝑎𝑑𝑎𝑦 = 𝑊/𝑒

Dengan:

𝑒 = 𝐴𝑟/𝑛

𝑒 = 40/2

= 20 gram/mol

Sehingga didapat 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎h 𝐹𝑎𝑟𝑎𝑑𝑎𝑦 = 12/20 = 0,6

Jadi untuk mereduksi ion Ca2+ (Ar Ca= 40) sebanyak 12 gram adalah 0,6 Faraday.

Pengertian Hukum Faraday 2 dan Rumusnya

Hukum Faraday II menyatakan bahwa “Massa zat yang dihasilkan pada suatu elektroda selama elektrolisis (W) berbanding lurus dengan massa ekivalen (e) zat tersebut.”

Oleh karena itu, jika beberapa sel elektrolisis disusun secara seri atau arus listrik sama (jumlah muatan listrik yang sama juga), maka perbandingan massa zat-zat yang dihasilkan akan sama dengan perbandingan massa ekivalennya masing- masing.

𝑊1/W2= 𝑒1/e2

Contoh soal penerapan Hukum Faraday 2 adalah sebagai berikut ini:

Sejumlah arus listrik dialirkan melalui larutan AgNO3 dan larutan CuSO4 . Bila logam perak yang diendapkan sebanyak 21, 6 gram, berapa gram logam tembaga yang diendapkan?

Penyelesaian Diketahui

Ar Ag = 108

Ar Cu = 6 3,5

W Ag = 21,6 gram

Ditanya: W Cu = ?

Jawab :

Dari soal diketahui bahwa terdapat dua buah sel elektrolisis dengan masing- masing berisi larutan AgNO3 dan larutan CuSO4. Hubungan massa hasil reaksi kedua sel tersebut adalah

𝑊𝐶𝑢/𝑊𝐴𝑔 = 𝑒𝐶𝑢 /𝑒𝐴𝑔

Reaksi reduksi Ag+ dari larutan AgNO3 adalah sebagai berikut: Ag (aq) + e → Ag (s) dari ini didapat n= 1

𝑒𝐴𝑔 = 𝐴𝑟 𝐴𝑔/𝑛

𝑒𝐴𝑔 = 𝐴𝑟 108/ 1 = 108

Reaksi reduksi Cu2+ dari larutan CuSO4 adalah sebagai berikut: Cu2+ (aq) + 2e → Ag (s) dari ini di dapat n = 2.

𝑒𝐶𝑢 = 𝐴𝑟 𝐶𝑢/ 𝑛

𝑒𝐶𝑢 = 𝐴𝑟 63,5/ 2 = 31,75

Maka untuk menghitung massa Cu yang diendapkan adalah

𝑊𝐶𝑢/𝑊𝐴𝑔 = 𝑒𝐶𝑢/𝑒𝐴𝑔

𝑊𝐶𝑢/21,6 = 31,75/108

𝑊 𝐶𝑢 = 31,75 𝑥 21,6 108

W Cu = 6,35 gram

Jadi dari kasus tersebut dihasilkan Cu sebanyak 6,35 gram.