LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KIMIA BEDA POTENSIAL SEL VOLTA

Transkripsi

1 LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KIMIA BEDA POTENSIAL SEL VOLTA Disusun oleh : Faiz Afnan N 07 / XII IPA 4 SMA NEGERI 1 KLATEN TAHUN PELAJARAN 2013/2014

2 I. Praktikum ke : II ( Kedua ) II. Judul Praktikum : Beda Potensial pada Berbagai Sel Volta III. Hari / Tanggal : IV. Tujuan Penelitian : - Mengukur beda potensial sel volta. - Membandingkan beda potensial sel volta hasil percobaan dengan beda potensial hasil hitungan berdasarkan potensial elektroda standar. V. Landasan Teori : Sel Galvani atau disebut juga dengan sel volta adalah sel elektrokimia yang dapat menyebabkan terjadinya energi listrik dari suatu reaksi redoks yang spontan. reaksi redoks spontan yang dapat mengakibatkan terjadinya energi listrik ini ditemukan oleh Luigi Galvani dan Alessandro Guiseppe Volta. Sel Volta adalah rangkaian sel yang dapat menghasilkan arus listrik. Dalam sel tersebut terjadi perubahan dari reaksi redoks menghasilkan arus listrik. Sel volta terdiri atas elektroda tempat berlangsungnya reaksi oksidasi disebut anoda (Elektroda Negatif), dan tempat berlangsungnya reaksi reduksi disebut katoda (Elektroda Positif). Prinsip-prinsip Sel Volta (Sel Galvani) : Didalam sel volta reaksi kimianya mengandung arus listrik dan terjadi reaksi spontan. Terjadi perubahan dari energi kimia menjadi energi listrik. Pada anoda, terjadi reaksi oksidasi dan bermuatan negatif. Pada katoda, terjadi reaksi reduksi dan bermuatan positif. Elektron mengalir dari anoda menuju katoda. Rangkaian sel volta terdiri atas elektrode Zn (logam Zn) yang dicelupkan ke dalam larutan ZnSO 4 dan elektrode Cu (logam Cu) yang dicelupkan ke dalam larutan CuSO 4. Kedua larutan itu dihubungkan dengan jembatan garam yang terbuat dari kertas saring yang dibasahi dengan garam

3 (NaCl). Sedangkan, kedua elektrode dihubungkan dengan alat petunjuk arus, yaitu voltmeter melalui kawat. Bila elektrode Zn dan Cu dihubungkan dengan sebuah kawat maka akan terjadi energi listrik (menghasilkan energi listrik). Untuk menjaga kenetralan listrik dari kedua larutan di atas maka kedua larutan tersebut dihubungkan dengan jembatan garam. Jembatan garam menyebabkan elekton mengalir secara terus menerus melalui kawat. Sel volta merupakan suatu sel elektrokimia yang mengubah zat kimia menjadi energi listrik. Dalam sel volta reduktor dan oksidatornya dipisahkan sehingga pemindahan tidak terjadi secara langsung tetapi melalui kawat penghantar. Zink, tembaga, dan magnesium merupakan elektroda. Terdapat 2 jenis elektroda yaitu Katode (+) tempat terjadinya reduksi sedangkan pada Anode (-) tempat terjadinya oksidasi. Potensial sel (E sel) adalah potensial listrik yang dihasilkan oleh suatu sel volta. Besarnya potensial sel dari suatu reaksi redoks dalam sel volta dapat ditentukan melalui: Percobaan dengan menggunakan voltmeter atau potensiometer. Perhitungan berdasarkan data potensial elektroda unsur-unsur sesuai dengan reaksinya. E 0 Sel = E 0 Reduksi - E 0 Oksidasi E 0 Sel = E 0 Katode - E 0 Anode E 0 Sel = E 0 Besar - E 0 Kecil Potensial elektroda merupakan ukuran besarnya kecenderungan suatu unsur untuk melepas atau menyerap elektron. Untuk membandingkan kecenderungan oksidasi atau reduksi dari suatu elektroda pembanding yaitu elektroda hidrogen. Potensial yang dihasilkan oleh suatu elektroda yang dihubungkan dengan elektroda hidrogen disebut potensial elektroda.

4 Ada dua kemungkinan : Jika potensial elektroda bertanda (+) maka elektroda lebih mudah mengalami reduksi. Jika potensial elektroda bertanda (-) maka elektroda lebih mudah mengalami oksidasi. Harga potensial sel tergantung pada jenis elektroda, suhu, konsentrasi ion dalam larutan, dan jenis ion dalam larutan. Unsur / elektroda yang mempunyai E lebih kecil akan mengalami oksidasi dan berfungsi sebagai anoda, dengan E oksidasi = - E reduksi. Syarat reaksi redoks berlangsung spontan, yaitu logam untuk anoda terletak sebelah kiri logam untuk katoda dalam deret volta. Deret Volta merupakan urutan logam-logam (ditambah hidrogen) berdasarkan kenaikan potensial elektroda standarnya. Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Co Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au Semakin ke kiri letak suatu logam dalam deret volta, maka logam tersebut semakin mudah teroksidasi. Sebaliknya, semakin ke kanan suatu logam dalam deret volta, maka logam tersebut semakin mudah tereduksi. Oleh karena itu, untuk melindungi suatu logam dari reaksi oksidasi (perkaratan) maka logam tersebut perlu dihubungkan dengan logam yang letaknya lebih kiri dari logam tersebut dalam deret volta atau disebut sebagai perlindungan katodik. VI. Alat dan Bahan : Alat : Gelas Kimia 100 ml 2 buah Kabel dengan Penjepit Buaya 2 buah Voltmeter Kertas saring 6 lembar Amplas

5 Gunting Bahan : Logam Tembaga (Cu) Logam Zeng (Zn) Logam Besi (Fe) Logam Magnesium (Mg) Logam Timbal (Pb) Larutan ZnSO 4 1 M 25 ml Larutan MgSO 4 1 M 25 ml Larutan Pb(NO 3 ) 2 1 M 25 ml Larutan CuSO 4 1 M 25 ml Larutan FeSO 4 1 M 25 ml Larutan NaCl VII. Langkah Kerja : 1. Memasukkan larutan ZnSO 4 1 M 25 ml ke dalam gelas kimia pertama dan memasukkan larutan CuSO 4 1 M 25 ml ke dalam gelas kimia kedua. (Percobaan 1) 2. Mengamplas sampai mengkilat logam Zn dan Cu. 3. Menjepit logam Zn dan Cu dengan penjepit buaya. 4. Membasahi kertas saring dengan larutan NaCl sampai semua basah untuk dijadikan sebagai jembatan garam. 5. Menghubungkan gelas kimia pertama dan gelas kimia kedua dengan jembatan garam yang dibuat dari kertas saring yang telah dibasahi dengan larutan NaCl tadi. 6. Memasukkan logam Zn ke dalam larutan ZnSO 4 1 M dan logam Cu ke dalam larutan CuSO 4 1 M.

6 7. Menghubungkan kabel-kabel dari logam Zn dan Cu ke voltmeter dengan skala 1 volt, apabila arah jarum avometer ke kiri, balik posisi kabel yang masuk ke voltmeter. 8. Mencatat beda potensial yang dihasilkan. 9. Mengulangi langkah 1 sampai 8 untuk percobaan 2 hingga percobaan 6. Percobaan 2: Larutan MgSO 4 dan Larutan ZnSO 4, menggunakan logam Mg dan Zn. Percobaan 3: Larutan MgSO 4 dan Larutan Pb(NO 3 ) 2, menggunakan logam Mg dan Pb. Percobaan 4: Larutan Pb(NO 3 ) 2 dan Larutan CuSO 4, menggunakan logam Pb dan Cu. Percobaan 5: Larutan FeSO 4 dan Larutan CuSO 4, menggunakan logam Fe dan Cu. Percobaan 6: Larutan MgSO 4 dan Larutan FeSO 4, menggunakan logam Mg dan Fe Percobaan 7: Larutan ZnSO 4 dan Larutan FeSO 4, menggunakan logam Zn dan Fe.

7 VIII. Hasil Pengamatan : NAMA Larutan Anoda Larutan Katoda Beda Potensial (Volt) Percobaan 1 ZnSO 4 Zn CuSO 4 Cu = 0,8 Volt Percobaan MgSO 4 Mg ZnSO 4 Zn 2 Percobaan MgSO 4 Mg Pb(NO 3 ) 2 Pb 3 Percobaan 4 CuSo 4 Cu Pb(NO 3 ) 2 Pb Percobaan FeSO 4 Fe CuSO 4 Cu 5 Percobaan MgSO 4 1 Mg FeSO 4 1 Fe 6 M M Percobaan ZnSO 4 Zn FeSO 4 1 Fe 7 M

8 IX. Pembahasan : Notasi sel : Percobaan 1 : Zn Zn e Cu e Cu Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu E sel = Zn (s) / Zn 2+ Cu 2+ / Cu (s) E sel = Percobaan 2 : Mg Mg e Zn e Zn Mg + Zn 2+ Mg 2+ + Zn E sel = Mg (s) / Mg 2+ Zn 2+ / Zn (s) E sel = Percobaan 3 : Mg Mg e Pb e Pb Mg + Pb 2+ Mg 2+ + Pb E sel = Mg (s) / Mg 2+ Pb 2+ / Pb (s) E sel = Percobaan 4 : Cu Cu e Pb e Pb Cu + Pb 2+ Cu 2+ + Pb E sel = Cu (s) / Cu 2+ Pb 2+ / Pb (s) E sel = Percobaan 5 : Fe Fe e Cu e Cu Fe + Cu 2+ Fe 2+ + Cu E sel = Fe (s) / Fe 2+ Cu 2+ / Cu (s) E sel =

9 Percobaan 6 : Mg Mg e Fe e Fe Mg + Fe 2+ Mg 2+ + Fe E sel = Mg (s) / Mg 2+ Fe 2+ / Fe (s) E sel = Percobaan 7 : Zn Zn e Fe e Fe Mg + Fe 2+ Mg 2+ + Fe E sel = Zn (s) / Zn 2+ Fe 2+ / Fe (s) E sel = Potensial sel : Percobaan 1 : Zn Zn e E = + 0,76 V Cu e Cu E = + 0,34 V Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu E = + 1,10 V Zn (s) / Zn 2+ Cu 2+ / Cu (s) E sel = + 1,10 V Percobaan 2 : Mg Mg e E = + 2,38 V Zn e Zn E = - 0,76 V Mg + Zn 2+ Mg 2+ + Zn E = + 1,62 V Mg (s) / Mg 2+ Zn 2+ / Zn (s) E sel = + 1,62 V Percobaan 3 : Mg Mg e E = + 2,38 V Pb e Pb E = - 0,13 V Mg + Pb 2+ Mg 2+ + Pb E = + 2,25 V Mg (s) / Mg 2+ Pb 2+ / Pb (s) E sel = + 2,25 V

10 Percobaan 4 : Cu Cu e E = + 0,34 V Pb e Pb E = - 0,13 V Cu + Pb 2+ Cu 2+ + Pb E = + 0,21 V Cu (s) / Cu 2+ Pb 2+ / Pb (s) E sel = + 0,21 V Percobaan 5 : Fe Fe e E = + 0,41 V Cu e Cu E = + 0,34 V Fe + Cu 2+ Fe 2+ + Cu E = + 0,75 V Fe (s) / Fe 2+ Cu 2+ / Cu (s) E sel = + 0,75 V Percobaan 6 : Mg Mg e E = + 2,38 V Fe e Fe E = - 0,41 V Mg + Fe 2+ Mg 2+ + Fe E = V Mg (s) / Mg 2+ Fe 2+ / Fe (s) E sel = V Percobaan 7 : Zn Zn e E = V Fe e Fe E = V Mg + Fe 2+ Mg 2+ + Fe E = V Zn (s) / Zn 2+ Fe 2+ / Fe (s) E sel = V Dari data dan hasil perhitungan di atas diperoleh harga potensial sel hasil percobaan sangat berbeda dibandingkan dengan potensial sel hasil

11 perhitungan yang berdasarkan potensial elektroda standar, hal ini mungkin dikarenakan karena: 1. Saat melakukan percobaan, suhu dan tekanan berbeda dengan keadaan standar yang dibutuhkan untuk menentukan potensial elektroda, yaitu 25 C 1 atm. 2. Konsentrasi zat yang digunakan tidak akurat 1 M, karena praktikan tidak melakukan pengujian mol zat yang digunakan sebelum melakukan percobaan. 3. Elektroda logam yang digunakan memiliki tingkat pengotor yang tinggi sehingga mengganggu jalannya reaksi sel volta. 4. Larutan elektrolit yang digunakan sebagian sudah tidak murni karena tercampur zat lain ataupun mengalami koagulasi. 5. Jembatan garam yang digunakan hanyalah kertas saring yang dibasahi NaCl, sehingga tidak dapat menyeimbangkan muatan pada kedua larutan elektrolit sehingga mengganggu jalannya reaksi sel volta. Fungsi Jembatan Garam Fungsi jembatan garam adalah untuk menyetarakan kation dan anion dalam larutan. Misalnya dalam larutan ZnSO 4 terjadi kenaikan jumlah ion Zn 2+ dan dalam larutan CuSO 4 terjadi penurunan jumlah ion Cu 2+. Sedangkan banyaknya kation harus setara dengan anion. Untuk menyetarakannya, maka ke dalam larutan ZnSO 4 masuk anion Cl -- dari jembatan garam sesuai bertambahnya ion Zn 2+

12 Dari hasil percobaan yang dilakukan kelompok kami, yaitu reaksi antara : 1. ZnSO 4 dan CuSO 4, berdasarkan pengamatan, hasil yang ditunjukkan pada voltmeter pada reaksi ini yaitu 0.8 Volt. Hasil tersebut tidak sesuai dengan teori yang menghasilkan potensial sel yaitu 1.1 Volt. Jadi selisihnya adalah 0,3 Volt. Perbedaan tersebut dapat terjadi karena konsentrasi zatnya tidak akurat 1 M, ataupun elektroda yang tidak di haluskan setelah digunakan. 2. Logam lainnya juga tidak sesuai dengan hasil percobaan.ketidaksesuaian ini diakibatkan oleh beberapa faktor : kesalahan manusia, konsentrasi zatnya tidak akurat 1 M, ataupun elektroda yang tidak di haluskan setelah digunakan. Dalam percobaan di atas, Logam Cu mempunyai potensial reduksi yang lebih positif dibanding logam Zn, sehingga logam Zn bertindak sebagai anoda (elektroda negatif) dan logam Cu bertindak sebagai katoda (elektroda posotif). Maka,Cu akan mengalami reduksi dan Zn akan mengalami oksidasi Elektron berpindah dari elektroda Zn ke elektroda Cu menunjukkan bahwa Zn lebih mudah teroksidasi daripada Cu. Perbedaan kecenderungan teroksidasi menghasilkan perbedaan rapatan muatan berakibat timbul beda potensial (pendorong elektron) yang disebut potensial sel yang dapat diukur menggunakan voltmeter. Potensial sel yang dihasilkan suatu elektroda terhadap elektroda hidrogen disebut potensial elektroda. Larutan Zn semakin menipis dikarenakan teroksidasi, hal tersebut menyebabakan massa logam zn menipis. Hasil oksidasi Zn akan mengalir ke larutan CuSO 4 melalui kawat penghantar. Cu dalam larutan CuSO4 semakin terlihat menebal karena ada reaksi reduksi yang menyebabkan logam Cu mengendap sehingga Massa logan Cu bertambah. Pada percobaan sel volta jembatan garam berfungsi untuk menetralkan muatan positif dan negative dalam larutan.

13 Mengetahui, Klaten, 8 September 2013 Guru Pembimbing Praktikan, ( Tantri Ambarsari, S.Pd, M.Eng ) (Faiz Afnan Nurrahman)

14 LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KIMIA BEDA POTENSIAL SEL VOLTA Disusun oleh : Faiz Afnan Nurrahman 07/XII IPA 4 SMA NEGERI 1 KLATEN TAHUN PELAJARAN 2013/2014

15 1. Praktikum ke : II ( Kedua ) 2. Judul Praktikum : Beda Potensial pada Berbagai Sel Volta 3. Hari / Tanggal : 4. Tujuan Penelitian : - Mengukur beda potensial buah. - Mengetahui bahwa buah dapat dipakai sebagai beda potensial. 5. Landasan Teori : Berdasarkan prinsip-prinsip pada sel volta (sel Galvani). Peniliti ingin mengembangkan bahwa buah-buahan bisa juga untuk menjadi sel volta. Buah-buahan juga mengandung zat kimia selain mengadung bahanbahan makanan(mineral,gizi,protein dsb). Dari sanalah peneliti ingn mengetahui apakah buah-buahan bisa menjadi sel volta. Pada dasarnya zat kimia bisa tereduksi dan teroksidasi sehingga bisa menghasilkan dan membutuhkan electron. Electron-elektron inilah yang berfungsi sebagai penghantar listrik. Sehingga dalam buah-buah juga bisa digunakan sebagai Sel Volta.. 6. Alat dan Bahan : 1. Jeruk Baby 2 buah 2. Tomat 2 buah 3. Kentang 2 buah 4. Timun 2 buah 5. Lampu indicator 1 buah 6. Kabel 1 m 7. Klip kertas 10 buah 8. Pisau 1 buah 9. Avo meter 1 buah 10. Penjepit buaya 1 buah 11. Gunting 1 buah

16 7. Langkah Kerja : 1. Buah jeruk Baby dibelah melintang, kemudian diambil sekatsekatnya agar cairannya dapat menyatu. 2. Selanjutnya, jeruk Baby dicacah-cacah agar cairan yang ada dalam buah keluar, usahakan kulit buah tidak sampai hancur. 3. Cabang lampu indicator sisi kanan disambungkan pada kabel, sedangkan sisi kiri disambungkan pada klip kertas. 4. Cabang lampu indicator yang disambungkan kabel dimasukkan pada belahan jeruk Baby sebelah kanan, sedangkan cabang lampu indicator yang disambungkan klip kertas dimasukkan pada belahan jeruk Baby sebelah kiri. Seperti pada gambar. 5. Kemudian, lampu diamati apakah lampu indicator menyala atau tidak. 6. Selanjutnya, besar tegangan diukur dengan menggunakan avometer. Kabel yang sudah dijepitkan pada penjepit buaya, yang sudah terhubung dengan avometer, dimasukkan pada belahan jeruk Baby masing-masing kanan dan kiri. 7. Kemudian, besar tegangan dicatat. 8. Percobaan diulangi, dengan mengganti jeruk Baby dengan tomat, timun, dan kentang. 8. Hasil Pengamatan: 1. Besar tegangan pada masing-masing buah : a. Jeruk Baby : 11 mv b. Timun : 10 mv c. Tomat : 6 mv d. Kentang : 6 mv 2. Pengamatan pada lampu indikator yang telah dihubungkan pada buah : a. Jeruk Baby

17 Jeruk Baby yang digunakan sebagai sumber tegangan ternyata tidak dapat menyalakan lampu indikator. b. Timun Timun yang digunakan sebagai sumber tegangan ternyata tidak dapat menyalakan lampu indikator. c. Tomat Tomat yang digunakan sebagai sumber tegangan ternyata tidak dapat menyalakan lampu indikator. d. Kentang Kentang yang digunakan sebagai sumber tegangan ternyata tidak dapat menyalakan lampu indikator. 9. Pembahasan Sel volta merupakan jenis sel elektrokimia yang dapat menghasilkan energi listrik dari reaksi redoks yang berlangsung spontan. Cairan buahbuahan merupakan sel volta, karena kandungan kimia yang terdapat dalam buah dapat berubah menjadi energi listrik. Hal itu ditentukan oleh anoda dan katoda dalam buah tersebut. Anoda yang berupa kabel ditancapkan pada pangkal jeruk nipis. Sedangkan katoda yang berupa lempengan seng( klip kertas ) ditancapkan pada bagian bawah jeruk tersebut. Selain itu untuk menghubungkan anoda dan katoda dari buah yang satu dengan yang lain digunakan kabel yang telah dililitkan pada penjepit kertas. Kemudian anoda dan katoda tersebut disambungkan pada kakikaki LED, sehingga LED menyala. Hal ini terjadi karena adanya larutan elektrolit yang terkandung dalam air buah-buahan tersebut tersebut. Pada percobaan diatas tidak dapat menghidupkan lampu LED dikarenakan buah yang digunakan sangat sedikit sehingga daya yang dihasilkan cukup rendah. Daya yang sangat rendah ini tidak dapat digunakan untuk menghidup lampu LED. Sehingga dapat disimpulkan bahwa penelitian ini kurang berhasil yang dikarenakan oleh kurangnya

18 daya yang dihasilkan oleh buah-buahan karena sedikitnya jumlah dan kurangnya pengetahuan konsep pada peneliti. 10. Kesimpulan 1. Besar tegangan yang dimiliki oleh buah : a. Jeruk Baby : 11 mv b. Tomat : 10 mv c. Timun : 6 mv d. Kentang : 6 mv 2. Tegangan yang dihasilkan dari sumber yang digunakan (buahbuahan) terlalu kecil, sehingga tidak mampu untuk menyalakan lampu indicator. Mengetahui, Klaten, 4 September 2013 Guru Pembimbing Praktikan, ( Tantri Ambarsari, S.Pd, M.Eng ) (Faiz Afnan Nurrahman)