KATA
PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena
berkat limpahan rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Kimia
ini yang berjudul “ EKSTRAKSI
HIDROGEN MENGGUNAKAN PRINSIP SEL ELEKTROLISIS dan KECEPATAN REAKSI BERDASARKAN
PERUBAHAN KONSENTRASI (LAJU REAKSI) “. Salawat dan salam penulis kirimkan
untuk baginda Rasulullah SAW yang telah memberi penerangan ilmu di bumi ini.
Ucapan
terima kasih penulis hadiahkan kepada orang tua dan keluarga penulis,
pembimbing dan guru-guru serta teman-teman yang telah mendukung baik moril
maupun materil sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan praktikum ini.
Praktikum ini dilaksanakan atas instruksi dari ibu Hasnida selaku guru mata
pelajaran Kimia.
Laporan praktikum ini berisikan
percobaan penulis tentang mempelajari beberapa reaksi redoks , mengetahui
reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda dalam reaksi elektrolisis CI(Ion
Klorin) dan membuktikan
adanya gas H2 pada batu baterai serta menyelidiki pengaruh perubahan konsentrasi terhadap laju
reaksi.
Harapan
penulis, semoga dengan laporan penelitian ini dapat memberikan manfaat yang
berarti dalam bidang Kimia kedepannya. “Tak
ada gading yang tak retak” penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh
dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari
pembaca demi perbaikan isi laporan ini. Akhir kata, semoga karya tulis ini
bermanfaat bagi penulis khususnya serta para pembaca umumnya.
Duri, 20 Februari 2014
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR............................................................................................ i
DAFTAR ISI............................................................................................................ ii
BAB I :
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang..................................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah................................................................................................ 2
1.3 Tujuan Penulisan.................................................................................................. 2
1.4 Manfaat penulisan................................................................................................ 2
BAB II : LANDASAN TEORI.................................................................... 3
BAB III : METODOLOGI............................................................................ 5
BAB IV :
PEMBAHASAN
4.1 Hasil.................................................................................................................... 8
4.2 Pembahasan......................................................................................................... 8
BAB
V : PENUTUP
5.1
Kesimpulan.......................................................................................................... 12
5.2 Saran.................................................................................................................... 12
DAFTAR PUSTAKA
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Elektrolisis
Elektrolisis
yaitu peristiwa penguraian atas suatu larutan elektrolit yang telah dilaliri
oleh arus 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.
Dalam
sel elektrolisis terjadinya reaksi kimia karena adanya energi dari luar
dalam bentuk potensial atau arus listrik. Reaksi yang berlangsung pada sel elektrolisis
adalah reaksi yang tergolong dalam reaksi redoks.
Dalam sel elektrolisis katoda merupakan kutub negatif dan
anoda merupakan kutub positif. Arus listrik dalam larutan dihantarkan oleh
ion-ion, ion positif (kation) bergerak ke katoda (negatif) dimana terjadi
reaksi reduksi. Ion negatif (anion) bergerak ke anoda (positif) dimana terjadi
reaksi oksidasi.
Pada
elektrolisis larutan elektrolit dalam air, ion-on hidrogen dan ion-on
logam yang bermuatan positif selalu bergerak ke katoda dan ion-ion OH- dan
ion-ion sisa asam yng bermuatan negatif menuju ke anoda.
Laju
reaksi menyatakan laju berkurangnya jumlah reaktan atau laju bertambahnya
jumlah produk dalam satuan waktu. Satuan jumlah zat bermacam- macam,
misalnya gram, mol, atau konsentrasi. Sedangkan satuan waktu
digunakan detik, menit, jam, hari, ataupun tahun. Dalam reaksi kimia
banyak digunakan zat kimia yang berupa larutan atau berupa gas dalam
keadaan tertutup, sehingga dalam laju reaksi digunakan satuan konsentrasi
(molaritas). Dan untuk mengetahui lebih jelasnya
tentang faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi maka kita lakukan
sebuah praktikum tentang laju reaksi.
1.2 Rumusan Masalah :
1.
Apa itu Elektrolisis?
2.
Bagaimana reaksi yang terjadi dalam
reaksi elektrolisis ?
3.
Apa itu laju reaksi ?
4.
Faktor apa yang
mempengaruhi laju reaksi ?
1.3 Tujuan
a. Mempelajari
beberapa reaksi redoks
b. Mengetahui
reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda dalam reaksi elektrolisis CI(Ion Klorin)
c. Membuktikan
adanya gas H2 pada batu baterai
d. Menyelidiki pengaruh perubahan konsentrasi terhadap laju
reaksi
1.4 Manfaat
a. Kita dapat
menggunakannya dalam pembuatan gas seperti H2 menggunakan prinsip
sel elektrolisis
b. Dapat
mengetahui faktor apa saja yang mempengaruhi laju reaksi
BAB II
LANDASAN TEORI
Elektrolisis
yaitu peristiwa penguraian atas suatu larutan elektrolit yang telah dilaliri
oleh arus listrik searah.
Sel
elektrolisis adalah sel elektrokimia yang menimbulkan terjadinya reaksi redoks
yang tidak spontan dengan adanya energi listrik dari luar. Sel elektrolisis
memanfaatkan energi listrik untuk menjalankan reaksi non spontan (ΔG > 0)
lingkungan melakukan kerja terhadap sistem. Contohnya adalah elektrolisis
lelehan NaCl dengan electrode platina. Contoh lainnya adalah pada sel Daniell
jika diterapkan beda potensial listrik dari luar yang besarnya melebihi
potensial sel Daniell.
Ion
positif adalah sebuah atom atau suatu gugusan atom-atomyang kekurangan satu
atau beberapa electron. Ion negative adalah sebuah atom atau suatu gugusan
atom-atom yang kelebihan satu atau beberapa elektron.
Ekstraksi adalah
proses pemisahan suatu zat berdasarkan perbedaan kelarutannya terhadap dua
cairan tidak saling larut yang berbeda, biasanya air
dan yang lainnya pelarut organik.
Proses ekstraksi dapat berlangsung pada:
2) Ekstraksi
cair-cair atau dikenal juga dengan nama ekstraksi solven. Ekstraksi
jenis ini merupakan proses yang umum digunakan dalam skala
laboratorium maupun skala industri.
3) Leaching,
adalah proses pemisahan kimia yang bertujuan untuk memisahkan suatu senyawa
kimia dari matriks padatan ke dalam cairan.
Hidrogen (bahasa
Latin: hydrogenium, dari bahasa
Yunani: hydro: air, genes: membentuk)
adalah unsur kimia pada tabel
periodik yang memiliki simbol H dan nomor
atom 1.
Hidrogen juga adalah unsur paling melimpah dengan
persentase kira-kira 75% dari total massa unsur alam semesta
Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi
kimia yang berlangsung per satuan waktu. Laju reaksi
menyatakan molaritas zat terlarut dalam reaksi yang
dihasilkan tiapdetik reaksi. Perkaratan besi merupakan contoh reaksi kimia yang
berlangsung lambat, sedangkan peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat. Laju
reaksi dipelajari oleh cabang ilmu kimia yang disebut kinetika
kimia.
Luas
adalah besaran yang menyatakan ukuran dua dimensi (dwigatra)
suatu bagian permukaan yang
dibatasi dengan jelas, biasanya suatu daerah yang dibatasi oleh kurvatertutup. Luas
permukaan menyatakan luasan permukaan suatu benda padat tiga dimensi.
Suhu adalah ukuran panas atau dinginnya suatu benda . Suhu adalah
besaran yang menyatakan derajat panas dinginsuatu benda dengan alat yang
digunakan untuk mengukur suhu.
Katalis adalah suatu zat
yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami
perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam
reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk
Molaritas adalah banyaknya
mol zat terlarut tiap satuan volum zat pelarut. Hubungannya dengan laju reaksi
adalah bahwa semakin besar molaritas suatu zat, maka semakin cepat suatu reaksi
berlangsung. Dengan demikian pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan
berjalan lebih lambat daripada molaritas yang tinggi.
Konsentrasi = Karena persamaan laju reaksi didefinisikan
dalam bentuk konsentrsi reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula
kecepatan reaksinya. Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak
molekul reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan
semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat. Jadi semakin tinggi
konsentrasi, semakin cepat pula laju reaksinya
BAB III
METODOLOGI
1.
EKSTRAKSI
HIDROGEN
A.
ALAT DAN BAHAN :
a.
Gelas Bekker b. Baterai
c. Korek Api d. Garam
e.
Tutup Spidol
f. Air murni
g. Pengaduk
B.
CARA KERJA :
a. Memasukkan baterai kedalam air didalam gelas, amati bahwasannya tidak
terjadi perubahan kemudian keluarkan kembali baterai tersebut
b. Larutkan garam didalam air kemudian masukkan baterai kedalam larutan garam
c. Amatilah anode, terlihat gas yang keluar
d. Tutup anode baterai dengan tutup pasta gigi, tunggu beberapa saat
e. Buka tutup pada anode dan nyalakan api pada tutup pasta gigi dan terjadilah
letupan api
2.
LAJU
REAKSI
A.
Alat
dan Bahan :
a. Gelas ukur
10ml
b. Stopwatch
c. CaCO3 serbuk d. HCL 0,1 M
d. Balon
e. Tabung Elenmeyer
B.
Cara Kerja :
a. Masukkan 2
gram serbuk CaCO3 dalam balon
b. Masukkan 10
ml larutan HCl dalam Elenmeyer
c. Lekatkan
balon pada mulut Elenmeyer
d. Jatuhkan
CaCO3 dalam HCl yang ada dalam Elenmeyer
e. Hitung
waktunya sampai balon berdiri tegak
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. HASIL
Pada
percobaan pertama terdapat gelembung gas pada anode batu baterai didalam larutan garam dan adanya letupan
api saat tutup spidol diberi api.
Pada percobaan kedua semakin
lama balon naik lebih besar dan lebih cepat.
B. PEMBAHASAN
1.
EKSTRAKSI HIDROGEN MENGGUNAKAN PRINSIP SEL
ELEKTROLISIS
Sel
elektrolisis merupakan terjadinya reaksii kimia karena
adanya energy drai luar dalam bentuk potensial atau arus listrik.
Reaksi yang berlangsung pada sel elektrolisis adalah reaksi yang tergolong
dalam reaksi redoks. Dalam sel elektrolisis katoda merupakan kutub negative dan
anoda merupakan kutub positif. Arus listrik dalam larutan larutan dihantarkan
oleh ion-ion, ion-ion positif (kation) bergerak ke katoda (negatif) dimana
terjadi reaksi reduksi. Ion negative (anion) bergerak ke anoda (positif) dimana
terjadi reaksi oksidasi.
Ion positif adalah sebuah atom atau suatu gugusan atom-atomyang kekurangan
satu atau beberapa electron. Ion negative adalah sebuah atom atau suatu
gugusan atom-atom yang kelebihan satu atau beberapa elektron. Pada elektrolisis
larutan elektrolit dalam air, ion-ion hydrogen dan ion-ion logam yang bermuatan
positif selalu bergerak ke katoda dan ion-ion OH- dan ion-ion sisa asam yang
bermuatan negatif menuju ke anoda
Dengan menggunakan daftar potensial elektroda standar dapat diketahui
apakah suatu reaksi redoks dapat berlangsung atau tidak, yaitu bila potensial
reaksi redoksnya positif, maka reaksi redoks tersebut dapat berlangsung.
Sebaliknya jika potensial reaksi redoksnya negative, maka reaksi redoks tidak
dapat berlangsung.
Ketika baterai dimasukkan kedalam air murni, tidak terjadi perubahan. Hal
itu dikarenakan air murni bermuatan netral. Namun, ketika baterai dimasukkan ke
dalam air yang dilarutkan garam akan menghasilkan sesuatu yang berbeda. Ion
Natrium (Na) menuju kutub negatif dan ion Klorin (Cl) menuju kutub positif.
Pada kutub negatif baterai ion Natrim mengalami
reduksi air
K(R) : 2H2O
+ 2e 2OH̅̅̅̅̅̅̅- + H2
Pada kutub Positif baterai, ion Klorin mengalami
penetralan (terjadi oksidasi)
A(O) : 2Cl- Cl2 + 2e
Dikutub negatif, elektron-elektron
akan kelar tetapi elektron tersebut lebih mudah diterima molekul air daripada
ion natrium.
Hasilnya, elektron melompat ke
molekul air yang kemudian menjadi tidak stabil. Masing-masing molekl air
bergerak ke satu ion H ( dinetralkan dengan elektron) dan satu OH-
Kemudian, 2 atom
Hidrogen bersama membentuk gas H2 . OH- berikatan
dengan Natrium di air dan lempengan besi (Fe) di baterai sehingga menghasilkan
keruhan air dari karatan besi tersebut.
Dan
adanya gas H2 dapat dibuktikan dengan adanya letupan api pada tutup
spidol yang digunakan untk menahan gas tersebut yang keluar dari anode baterai.
2.
KECEPATAN REAKSI BERDASARKAN PERUBAHAN KONSENTRASI (LAJU REAKSI)
Persamaan
reaksi batu pualam (CaCO3) dengan asam klorida adalah
sebagai berikut: CaCO3(s) + 2HCl(aq) à CaCl2(aq) + H2O(l) +
CO2(g)
faktor
– faktor yang mempengaruhi laju reaksi :
i.
Luas permukaan sentuh
Luas permukaan sentuh memiliki peranan yang sangat penting dalam banyak,
sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila semakin
kecil luas permukaan bidang sentuh, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi
antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. Karakteristik
kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan
itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi; sedangkan semakin
kasar kepingan itu, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.
ii.
Suhu
Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi
laju reaksi. Apabila suhu pada suatu reaksi yang berlangusng dinaikkan, maka
menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukanyang terjadi semakin
sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu
diturunkan, maka partikel semakin tak aktif, sehingga laju reaksi semakin
kecil. Suhu merupakan properti fisik dari materi yang kuantitatif mengungkapkan
gagasan umum dari panas dan dingin.
iii.
Katalis
Katalis adalah
suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa
mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis
berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis
memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu
lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis
menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang
lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk
berlangsungnya reaksi.
Katalis dapat dibedakan ke dalam dua
golongan utama: katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam
fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis
homogen berada dalam fase yang sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis
heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana
pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk sementara terjerat. Ikatan dalam
substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk
baru. Ikatan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas.
Katalis homogen umumnya bereaksi dengan
satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantarakimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk
akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya. Berikut ini merupakan
skema umum reaksi katalitik, di mana C melambangkan katalisnya:
... (1)
... (2)
Meskipun katalis (C) termakan oleh reaksi 1, namun
selanjutnya dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi
keseluruhannya menjadi :
Beberapa katalis yang pernah
dikembangkan antara lain berupa katalis
Ziegler-Natta yang digunakan
untuk produksi masal polietilen dan polipropilen.
Reaksi katalitis yang paling dikenal adalahproses
Haber,
yaitu sintesis amonia menggunakan besi biasa sebagai katalis.
Konverter katalitik yang dapat menghancurkan produk emisi kendaraan yang paling sulit diatasi, terbuat
dari platinadan rodium.
iv.
Molaritas
Molaritas adalah banyaknya
mol zat terlarut tiap satuan volum zat pelarut. Hubungannya dengan laju reaksi
adalah bahwa semakin besar molaritas suatu zat, maka semakin cepat suatu reaksi
berlangsung. Dengan demikian pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan
berjalan lebih lambat daripada molaritas yang tinggi.
v.
Konsentrasi
Karena
persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrsi reaktan maka dengan
naiknya konsentrasi maka naik pula
kecepatan reaksinya. Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak
molekul reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan
semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat. Jadi semakin tinggi
konsentrasi, semakin cepat pula laju reaksinya.
BAB V
KESIMPULAN DAN
SARAN
a)
Kesimpulan
Pada percobaan
pertama ,Ketika baterai dimasukkan kedalam air murni, tidak terjadi perubahan.
Hal ini dikarenakan air murni bermuatan netral. Namun, ketika baterai
dimasukkan kedalam air yang telah dilarutkan garam akan menghasilkan sesuatu
yang berbeda.
Ion Natrium (Na) menuju kutub negatif
dan ion Klorin (Cl) menuju kutub positif. Pada kutub negatif baterai,
ion Natrium mengalami reduksi air:
K (R) :
2H2O+2e 2OH-+H
Pada kutub negatif
elektron-elektron akan keluar, tetapi elektron tersebut lebih mudah diterima
molekul air dari pada ion Natrium. Hasilnya, elektron melompat ke molekul air
yang kemudian menjadi tidak stabil. Masing-masing molekul air bergerak ke satu
ion H (dinetralkan dengan elektron) dan satu OH- kemudian, 2 atom hidrogen bersama
membentuk gas H2. OH- berikatan
dengan Natrium di air dan lempengan besi (Fe) di baterai sehingga menghasilkan
keruhan air dari karatan besi tersebut. Dan adanya gas H2 pada baterai dapat dibuktikan dengan
adanya letupan air pada tutup spidol yang digunakan untuk menahan gas tersebut
yang keluar dari anode baterai.
Pada percobaan kedua
dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi zat maka semakin cepat zat
yang dilarutkan akan terlarut.
b)
Saran
1. Berdasarkan
praktikum yang telah dilakukan oleh penulis, penulis dapat menyarankan agar
praktikum dilakukan dengan ketelitian dalam mengamati adanya gelembung gas yang
ada di katoda dan anoda
2. Didalam melakukan praktikum sebaiknya siwa –
siswi menggunakan pakaian praktikum dan sebaiknya sekolah menyediakan alat –
alat praktikum yang lebih lengkap agar praktikum dapat dilakukan dengan lebih
baik.
DAFTAR
PUSTAKA
