Quipperian, apakah saat ini kamu sedang belajar tentang sel elektrolisis? Kalau begitu, kamu tentu sudah tidak asing lagi, ya dengan hukum Faraday karena hukum ini berkaitan erat dengan sel elektrolisis.
Hukum Faraday adalah sebuah hukum yang ditemukan oleh Michael Faraday, seorang ahli kimia dan fisika asal Inggris. Hukum ini tidak hanya digunakan dalam ilmu Kimia saja, tapi juga ilmu Fisika.
Lalu, seperti apa bunyi hukum Faraday ini? Bagaimana rumusnya? Yuk, simak pembahasan lengkapnya berikut ini.
Pengertian Hukum Faraday
Hukum Faraday adalah hukum yang menjelaskan tentang hubungan antara jumlah listrik yang digunakan dengan massa zat yang dihasilkan, baik di katode maupun anode pada proses elektrolisis. Hukum ini ditemukan oleh Michael Faraday, seorang ahli kimia dan fisika asal Inggris pada tahun 1834. Itulah mengapa, hukum ini dinamakan hukum Faraday, sesuai dengan nama penemunya.
Hukum Faraday ini menjadi salah satu hukum yang memiliki sumbangsih yang besar terhadap kemajuan listrik. Hukum ini juga tidak hanya digunakan dalam ilmu Kimia saja, tapi juga ilmu Fisika. Oleh karena itu, ketika kamu mempelajari mata pelajaran Fisika, kamu mungkin akan menemukan hukum ini.
Bunyi Hukum Faraday
Hukum Faraday dibagi menjadi dua, yaitu hukum Faraday 1 dan hukum Faraday 2. Berikut bunyi hukum Faraday 1:
“Massa zat yang dilepaskan selama elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan”
Sementara itu, hukum Faraday 2 berbunyi:
“Massa zat yang dilepaskan pada elektrolisis berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat itu”
Sejarah Hukum Faraday
Penemuan hukum Faraday bermula pada saat Michael Faraday berhasil menemukan pengaruh elektromagnetik di tahun 1831. Penemuannya ini dianggap sebagai penemuan monumental karena memiliki artian penting dalam pengertian teoritis tentang elektromagnetik yang dapat digunakan untuk sebagai penggerak arus listrik secara terus-menerus seperti yang diperagakan oleh Michael Faraday sendiri.
Setelah menemukan elektromagnetik, ilmuwan asal Inggris ini melakukan percobaan di bidang Kimia. Faraday akhirnya menemukan adanya hubungan antara jumlah listrik yang digunakan dengan massa zat yang dihasilkan, baik di katode maupun anode pada proses elektrolisis pada tahun 1834. Fakta hubungan tersebut kemudian oleh Faraday disimpulkan sebagai hukum Faraday.
Tak hanya itu saja, Michael Faraday juga menemukan dua hukum elektrolisis yang menjadi dasar elektrokimia, yaitu hukum Faraday 1 dan hukum Faraday 2. Faraday juga banyak mempopulerkan istilah-istilah kimia, seperti elektroda, elektrolit, anoda, katoda, dan sebagainya. Kini, hukum Faraday banyak digunakan secara luas pada berbagai bidang industri.
Rumus Hukum Faraday
Selain memiliki bunyi yang berbeda, hukum Faraday 1 dan 2 juga memiliki rumus yang berbeda. Adapun rumus hukum Faraday 1 dan 2 adalah sebagai berikut.
Rumus Hukum Faraday 1
Ingat, bunyi hukum Faraday 1:
“Massa zat yang dilepaskan selama elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan”
Berdasarkan bunyinya, rumus hukum Faraday 1 dapat dituliskan sebagai berikut.
G ≈ Q atau G ≈ it
Keterangan:
G = massa yang dihasilkan pada elektrolisis (gram)
i = arus listrik (ampere)
t = waktu (detik)
Q = muatan listrik dalam sel (Coulomb)
Rumus Hukum Faraday 2
“Massa zat yang dilepaskan pada elektrolisis berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat itu”
Berdasarkan bunyi hukum Faraday 2 tersebut, maka rumusnya adalah:
Keterangan:
ME = massa ekivalen
x = jumlah elektron yang diterima atau dilepaskan
Jika rumus hukum Faraday 1 dan 2 ini digabungkan, maka akan diperoleh rumus baru, yaitu:
G = k . i . t . ME
Keterangan:
k = tetapan/faktor pembanding
Faraday menemukan bahwa harga faktor pembanding ini adalah 1/96.500, sehingga rumus di atas dapat dituliskan sebagai berikut.
di mana :
G = massa yang dihasilkan pada elektrolisis (gram)
i = arus listrik (ampere)
t = waktu (detik)
ME = massa ekivalen
Ar = massa atom relatif
x = jumlah elektron yang diterima atau dilepaskan
Penerapan Hukum Faraday
Hukum Faraday banyak digunakan dalam berbagai bidang industri. Berikut adalah beberapa contoh penerapan hukum yang ditemukan oleh Michael Faraday ini dalam kehidupan sehari-hari.
Produksi Zat atau Bahan-bahan Kimia
Zat atau bahan-bahan kimia yang sering digunakan dalam industri, laboratorium, maupun dalam kehidupan sehari-hari ternyata banyak dihasilkan melalui proses elektrolisis. Contohnya, pembuatan gas oksigen, hidrogen, atau gas klorin di laboratorium.
Pemurnian Logam Kotor
Penerapan hukum Faraday berikutnya adalah pada proses pemurnian logam kotor. Pemurnian logam ini dilakukan dengan cara elektrolisis.
Caranya adalah dengan menyusun logam kotor sebagai anode dan logam murni sebagai katode dalam larutan CuSO4 sebagai larutan elektrolitnya. Dari proses pemurnian logam kotor ini akan menghasilkan logam tunggal murni.
Penyepuhan Logam
Penyepuhan adalah pelapisan logam dengan logam lainnya melalui proses elektrolisis. Tujuannya adalah untuk melindungi logam tersebut dari korosi sekaligus memperindah penampilan logam. Contohnya, penyepuhan alat-alat makan dengan perak atau emas.
Contoh Soal Hukum Faraday dan Pembahasannya
Kalau tadi penerapan hukum Faraday dalam kehidupan sehari-hari, bagaimana penerapan hukum tersebut dalam soal? Berikut adalah beberapa contoh soal dan pembahasannya untuk membantu kamu memahami hukum Faraday ini.
Contoh 1
Hitunglah massa tembaga yang dihasilkan jika arus listrik sebesar 10 ampere dialirkan selama 9.500 detik ke dalam larutan CuSO4 (Ar Cu= 63,5)!
Pembahasan
Reaksi pengendapan Cu:
Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
Maka, massa Cu yang dihasilkan adalah:
Jadi, massa tembaga yang dihasilkan adalah sebesar 31,75 gram.
Contoh 2
Berapa emas dan klor yang terbentuk, jika arus listrik 10 A melewati larutan emas(III) klorida selama 6 menit? (Ar Au = 196,73; Ar Cl = 35,45). Diketahui reaksi pada elektrode:
Katode: Au3+(aq) + 3e– → Au(s)
Anode: 2Cl– (aq) → Cl2(g) + 2e–
Pembahasan
Massa ekuivalen Au adalah 196,73 / 3 = 65,66 gram
Massa ekuivalen Cl2 adalah 35,45 / 1 = 35,45 gram
Au yang terbentuk
Cl2 yang terbentuk
Jadi, emas yang terbentuk adalah 2,45 gram, sedangkan klor yang terbentuk adalah 1,32 gram.
Contoh 3
Berapa waktu yang diperlukan untuk mengendapkan 5,60 gram besi dalam larutan besi (III) klorida dengan arus 5 A? (Ar Fe = 55,85). Diketahui reaksi pada katode:
Fe3+(aq) + 3e– → Fe(s)
Massa ekuivalen Fe adalah 55,85 / 3 = 18,62 gram
Jadi, waktu yang diperlukan untuk mengendapkan 5,60 gram besi dalam larutan besi (III) klorida dengan arus 5 A adalah 5.804 detik.
Itu dia pembahasan mengenai hukum Faraday dalam mata pelajaran Kimia. Agar kamu semakin paham dengan hukum ini, cobalah untuk sering mengerjakan soal latihannya, ya. Sampai jumpa di pembahasan Quipper Blog berikutnya
Sumber :
Partana, Crys Fajar, dan Antuni Wiyarsi. 2009. Mari Belajar Kimia 3 : Untuk SMA-MA Kelas XII IPA. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional
Pangajuanto, Teguh dan Tri Rahmidi. 2009. Kimia 3: Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional
Salirawati, Das, dkk. 2007. Belajar Kimia Secara Menarik untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Grasindo
Sarwosri, Tri. 2017. Tokoh Dunia Sains. Sukoharjo: Penerbit Panembahan Senopati