Jumat, 14 September 2012

BAB 18



ELEKTROLIT SEBAGAI KONDUKTOR LISTRIK


Listrik sangat penting bagi alam. Listrik digunakan dalam bentuk arus listrik. Elektrolit adalah bahan kimia yang menghantarkan arus listrik dalam larutan air. Akan tetapi, tidak semua larutan menghantarkan listrik.
            Pada percobaan ini kita akan mempelajari elektrolit yang biasa kita temui dan membandingkan kekuatannya. Kita akan meneliti elektrolisis air dan air garam. Kita juga akan melihat sejarah sel elektrolit dan membuat sel elektrolit sederhana.

A.  Tujuan      : Untuk menyimpulkan apakah garam meja merupakan elektrolit

B.  Bahan       : isolasi, 3 baterai jenis “D”, 3 sendok teh (10 ml) garam dapur (natrium klorida), ½ cangkir (125 ml) air suling, mangkuk, sendok, penggaris, gunting, aluminium , oil, bola lampu senter

C.  Langkah-langkah Kerja
Perhatian : Jangan gunakan baterai selain jenis “D” dan jangan gunakan lebih dari tiga baterai. Listrik bisa berbahaya.
1.  Ikat dengan isolasi ketiga baterai dengan ujung positif menempel ujung negatif lainnya.
2.  Larutkan garam dapur dalam air di dalam mangkuk.
3.  Potong aluminium foil dengan ukuran 10 cm x 30 cm.
4.  Lipat strip aluminium foil tersebut dengan arah memanjang sebanyak empat kali hingga lebarnya 2,5 cm, dan panjangnya 30 cm.
5.  Dirikan baterai dengan ujung negatif di dalam mangkuk.
6.  Bungkus bagian logam bola lampu dengan salah satu ujung strip foil.
7.  Pegang strip foil kuat-kuat, dan tekan pada ujung positif baterai.
8.  Letakkan ujung strip foil yang lepas dalam air dekat baterai, tetapi tidak menempel. (lihat Gambar 18.1)

Gambar 18.1

D.  Hasil          : Bola lampu menyala

E. Penjelasan
Arus listrik dihailkan oleh aliran muatan listrik. Pada logam, arusnya disebabkan oleh aliran elektron, dan disebut konduksi logam. Pada larutan, arus disebabkan oleh garakan ion-ion (partikel-partikel positif dan negatif) dan disebut konduksi ionik. Pada percobaan ini, arus listrik dibawa oleh elektron-elektron dalam aluminium foil dan dalam logam dalam baterai dan juga oleh ion-ion dalam larutan garam. Lampu menyala karena saat arus listrik melewati filamen lampu, filamennya memanas dan memancarkan sinar.
            Elektron-elektron tidak mengalir secara spontan. Mereka  harus dipicu mengalir dengan kekuatan listrik dari baterai. Ujung negatif baterai mendorong elektron, dan ujung positif baterai menarik elektron. Elektron tidak mengalir keluar dari katoda (terminal negatif) baterai dan berenang melalui larutan ke aluminium foil yang menempel anoda (terminal positif). Akan tetapi, di terminal negatif, kation (partikel positif) dalam larutan menerima elektron, di terminal positif anion (partikel negatif) mengeluarkan elektron. Jarak antara strip foil dan baterai “dijembatani” saat ion-ion dalam larutan mengambil elektron dari satu sisi dan menambahkan elektron ke sisi satunya.

F.  Tugas Percobaan Dengan Pendekatan Baru
1.  Natrium klorida (garam meja) adalah sebuah elektrolit (senyawa yang menghantar arus listrik dalam larutan air atau dalam keadaan cair). Uji bahan lain untuk menyimpulkan apakah bahan tersebut elektrolit atau nonelektrolit. Ulangi percobaan tadi dengan mengganti garam dengan bahan lain seperti gula meja (sukrosa) dan garam inggris (magnesium sulfat).
2.  Jumlah ion dalam sebuah larutan berbanding langsung dengan kemampuan larutan menghantar listrik (konduktivitas). Jadi, semakin banyak jumlah ion, semakin terang nyala lampu. Ulangi percobaan awal dengan mengganti garam dengan bahan yang padat (gula dan garam inggris), kemudian menggunakan larutan seperti cuka, soda, jus buah, susu, dan makanan cair lain. Angkat baterai dan aluminium foil dari mangkuk dan cuci dengan air suling setiap pengujian. Bandingkan kekuatan elektrolitik setiap larutan dengan membandingkan intensitas cahaya lampu.
3.  Apakah jumlah baterai mengubah intensitas cahaya ? Energi untuk mendorong arus listrik melalui filamen dalam bola lampu datang dari reaksi kimia dalam baterai. Baca buku kimia untuk mempelajari bagaimana baterai (sel elektro kimia) melepaskan energi listrik. Uji pengaruh baterai yang digabungkan dengan mengulang eksperimen dua kali, pertama dengan dua baterai, dan kedua dengan satu baterai. (Ingat, jangan gunakan lebih dari tiga baterai).

G.  Merancang Percobaan Mandiri
1.  a.    Elektrolisis adalah proses yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan perubahan kimia. Air suling tidak menghantar arus listrik karena tidak mengandung ion. Keberadaan sejumlah kecil elektrolit, seperti natrium klorida, membuat larutan bisa menghantar dan membuat terjadinya elektrolisis air. Produk dari elektrolisis air adalah hidrogen dan oksigen.
     Demonstrasikan elektrolisis air dengan mengisi gelas minum dengan air suling sampai ketinggian 2,5 cm dari atas. Tambahkan ¼ sendok teh (1,25 ml) garam meja dan aduk. Potong selembar kertas yang kaku untuk menutup gelas. Siapkan dua klip kertas yang salah satu ujungnya telah diluruskan. Tusukkan kedua klip kertas tersebut melalui kertas dengan jarak 2,5 cm. Letakkan kertas di atas gelas yang berisi air garam tadi. Siapkan dua strip aluminium foil seperti percobaan awal tadi. Bungkus kedua klip strip foil dan tekan masing-masing pada ujung baterai. Amati ujung klip kertas yang tercelup ke dalam air (lihat gambar 18.2). Baca tentang elektrolisis air dalam buku kimia untuk mengetahui reaksi kimia yang timbul pada setiap ujung klip kertas. Gunakan gambar dengan persamaan yang menunjukkan perubahan pada katoda dan anoda.
Gambar 18.2

     b.    Klorin, hidrogen, dan natrium hidroksida adalah bahan kimia industri yang penting yang dihasilkan dengan cara elektrolisis brine (larutan natrium klorida berkonsentrasi tinggi). Pelajari lebih lanjut proses ini dan pamerkan diagram atau gambar yang menunjukkan elektrolit dalam larutan serta reaksi pada anoda dan katoda. Tunjukkan cara memisahkan ketiga bahan kimia tersebut.
      2.  Sebuah baterai sederhana yang menghasilkan arus listrik dalam jumlah yang aman dapat dibuat dari sebuah jeruk lemon, klip kertas yang terbuat dari baja, dan paku pines kuningan. Belah jeruk lemon. Tancapkan paku pines dan klip kertas ke dalam jeruk lemon yang telah dipotong tadi. Pines dan klip harus ditancapkan sedekat mungkin, tetapi tidak sampai bersentuhan. Hati-hati jangan sampai ada cairan jeruk yang ada di atas paku pines maupun klip. Basahi lidahmu dengan air liur dan tempelkan sedikit ujung lidah di atas paku pines dan klip (lihat gambar 18.3). Sensasi rasa yang timbul diakibatkan oleh sejumlah kecil arus listrik sebagai hasil dari elektrolit dalam air liur di lidah.
Gambar 18.3

H.  Tugas Mandiri
1.  Luigi Galvani, seorang profesor kedokteran, dan Alessandro Volta, seorang ahli fisika, adalah orang pertama yang melakukan percobaan dengan membuat energi listrik dari bahan kimia. Pelajari lebih lanjut tentang eksperimen yang dilakukan oleh Galvani yang membuat dia yakin bahwa ada “listrik binatang” dalam binatang. Percobaan apa yang membuat Volta sangat menentang teori Galvani tentang listrik binatang ?
2.  Deposisi atau melapisi sebuah benda dengan lapisan tipis logam dalam sel elektrolitik disebut elektroplating (penyepuhan). Pelajari lebih lanjut tentang proses ini. Apa itu electroforming, electrowinning, electrorefining, elektropolishing, dan electromachining ?
3.  Hingga akhir abad ke-19, hanya orang sangat kaya yang mampu membeli peralatan dari aluminium yang mahal karena belum ditemukannya cara yang praktis untuk memisahkan logam murni dari campuran aluminium. Aluminium murah yang digunakan saat ini dibuat dengan menggunakan proses listrik yang ditemukan hampir bersamaan oleh Paul Heroult, ahli logam bangsa Perancis, dan Charles Hall, ahli kimia bangsa Amerika. Pelajari lebih lanjut tentang proses ini yang memberikan kita aluminium mudah dan jumlah banyak. Bahan-bahan apa yang dibutuhkan ? Apa yang menyebabkan proses ini murah ?

Tidak ada komentar:

Posting Komentar