Hukum Faraday 1 dan 2 merupakan dasar penting dalam elektrokimia yang menjelaskan hubungan antara arus listrik dan massa zat yang terlibat dalam reaksi kimia.
Kedua hukum ini ditemukan oleh Michael Faraday pada abad ke-19 dan masih digunakan hingga saat ini dalam berbagai aplikasi teknologi.
Hari ini MinList akan jelasin tentang hukum Faraday, Memahami prinsip Hukum Faraday sangat penting untuk memahami proses seperti elektrolisis, pelapisan logam, hingga produksi bahan kimia industri.
Gimana sih rumusnya? mari kita pelajari bersama-sama di artikel hari ini ya!
Pengertian Hukum Faraday
Hukum Faraday adalah prinsip dalam elektrokimia yang menjelaskan hubungan antara jumlah listrik (muatan) yang mengalir dalam suatu larutan elektrolit dengan jumlah zat yang diendapkan atau dilepaskan pada elektroda selama proses elektrolisis.
Michael Faraday merumuskan dua hukum dasar:
- Hukum Faraday I: Massa zat yang dihasilkan di elektroda sebanding dengan jumlah muatan listrik yang mengalir.
- Hukum Faraday II: Massa zat yang dihasilkan oleh jumlah muatan listrik yang sama akan sebanding dengan massa ekuivalen zat tersebut.
Hukum ini sangat penting dalam memahami proses elektrolisis dan digunakan dalam berbagai aplikasi seperti penyepuhan logam, pemurnian logam, dan produksi bahan kimia.
Awal mula hukum Faraday
Bagaimana sih awalnya hingga ditemukan hukum Faraday dan ilmunya memiliki peranan penting di waktu sekarang? simak sejarahnya!
1791–1867
Awal mula Hukum Faraday bermula dari ketertarikan ilmuwan asal Inggris, Michael Faraday (1791–1867), terhadap fenomena listrik dan kimia.
Pada awal abad ke-19, saat ilmu listrik masih berkembang pesat, Faraday mulai meneliti bagaimana arus listrik dapat mempengaruhi zat kimia.
Khususnya dalam proses yang sekarang kita kenal sebagai elektrolisis yakni pemisahan senyawa menjadi unsur-unsurnya dengan menggunakan arus listrik.
1833–1834
Pada tahun 1833–1834, Faraday melakukan serangkaian eksperimen sistematis menggunakan berbagai larutan elektrolit dan logam elektroda.
Ia mencatat dengan cermat bagaimana massa zat yang terbentuk atau larut pada elektroda berkaitan dengan jumlah arus listrik yang dialirkan.
Dari hasil eksperimen itu, Faraday menyimpulkan bahwa terdapat hubungan matematis yang konsisten antara jumlah muatan listrik dan massa zat yang diendapkan atau diuraikan selama proses elektrolisis.
Hasil pengamatan tersebut kemudian dirumuskan menjadi dua hukum yang dikenal sebagai Hukum Faraday I dan II:
- Hukum Faraday I: Massa zat yang terbentuk di elektroda sebanding langsung dengan jumlah muatan listrik yang mengalir.
- Hukum Faraday II: Massa zat yang dihasilkan oleh jumlah muatan listrik yang sama berbeda-beda, tergantung pada massa ekuivalen (massa atom relatif dibagi valensi) zat tersebut.
Penemuan ini bukan hanya memberikan dasar ilmiah untuk memahami elektrolisis, tetapi juga membuka jalan bagi perkembangan teknologi elektrokimia modern, seperti baterai, penyepuhan logam (electroplating), pemurnian logam, dan produksi senyawa kimia secara industri.
Kejeniusan Faraday dalam menghubungkan listrik dan kimia menjadikan hukum ini sebagai salah satu tonggak penting dalam sejarah sains dan teknologi.
Rumus Hukum Faraday
Dari penjelasan teori hukum Faraday di atas, kita bisa mengetahui rumusny. Berikut 2 rumus hukum Faradaya untuk kamu ya!
Hukum Faraday I
“Massa zat (m) yang diendapkan di elektroda selama elektrolisis sebanding dengan jumlah muatan listrik (Q) yang dialirkan.”
Rumus:
Keterangan:
- mm = massa zat (gram)
- QQ = muatan listrik (Coulomb), dengan Q=I⋅tQ = I \cdot t
- II = kuat arus listrik (Ampere)
- tt = waktu (detik)
- MM = massa molar zat (gram/mol)
- nn = jumlah elektron yang terlibat (valensi)
- FF = konstanta Faraday (≈ 96.500 C/mol)
Hukum Faraday II
“Jika jumlah muatan listrik yang sama dialirkan melalui beberapa elektrolit, maka massa zat yang diendapkan sebanding dengan massa ekuivalennya.”
Rumus perbandingan:
Keterangan:
- mm = massa zat yang diendapkan
- EE = massa ekuivalen zat (massa atom relatif ÷ valensi)
Penerapan Hukum Faraday
Berikut adalah beberapa penerapan Hukum Faraday dalam kehidupan nyata dan industri, cek selengkapnya :
- Elektroplating (Pelapisan Logam)
Hukum Faraday digunakan untuk menghitung lamanya arus listrik yang harus dialirkan agar logam seperti emas, nikel, atau krom dapat melapisi permukaan logam lain dengan ketebalan yang sesuai. - Pembuatan dan Pengisian Baterai
Dalam proses pengisian baterai, hukum ini membantu menentukan jumlah muatan listrik yang dibutuhkan untuk menyimpan energi kimia dalam baterai, seperti pada baterai lithium-ion dan timbal-asam. - Pemurnian Logam (Electrorefining)
Digunakan untuk memurnikan logam seperti tembaga, perak, dan aluminium. Massa logam murni yang terbentuk di elektroda dapat dihitung dengan akurat menggunakan rumus Faraday. - Produksi Gas melalui Elektrolisis Air
Dalam elektrolisis air, hukum Faraday digunakan untuk menghitung volume gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan berdasarkan jumlah muatan listrik yang dialirkan. - Industri Kimia
Hukum ini digunakan dalam produksi bahan kimia seperti natrium hidroksida (NaOH), klorin (Cl₂), dan hidrogen (H₂) dari elektrolisis larutan garam, sehingga proses lebih efisien dan terkendali.
Contoh soal hukum Faraday dan penyelesaiannya
Kamu bisa melihat contoh soal dan penyelesaiannya sebagai berikut:
Contoh 1
Selama proses elektrolisis larutan tembaga(II) sulfat (CuSO₄), dialirkan arus listrik sebesar 2 ampere selama 30 menit. Berapa massa tembaga (Cu) yang mengendap di katoda?
(Diketahui: Ar = Cu = 63,5; valensi Cu²⁺ = 2; konstanta Faraday F = 96.500 C/mol)
Penyelesaian:
Jawaban:
Massa tembaga yang mengendap adalah sekitar 1,184 gram.
Contoh 2
Sebuah larutan perak nitrat (AgNO₃) dielektrolisis menggunakan arus sebesar 0,5 ampere selama 1 jam. Hitung massa perak (Ag) yang mengendap di katoda.
(Diketahui: Ar Ag = 108, valensi Ag⁺ = 1, konstanta Faraday = 96.500 C/mol)
Jawaban:
Massa perak yang mengendap adalah sekitar 2,014 gram.
Kuasai berbagai rumus eksakta di SAT dengan bimbingan dari tutor terbaik Lister!
Kuasai berbagai rumus eksakta di SAT dengan bimbingan dari tutor terbaik Lister!
Lister menghadirkan program persiapan SAT yang dirancang khusus untuk membantumu memahami konsep matematika eksakta secara mendalam dan aplikatif.
Setiap materi disusun oleh tutor profesional yang berpengalaman dalam mengajar standar internasional. Kamu akan belajar secara terstruktur dan interaktif, dilengkapi dengan latihan soal yang relevan dan pembahasan yang mudah dipahami.
Kelas berlangsung secara online dengan jadwal fleksibel yang bisa kamu sesuaikan sendiri. Selain itu, tersedia juga latihan ujian SAT untuk mengukur kemampuanmu secara berkala.
Yuk, daftar sekarang di Whatsapp dan wujudkan skor impianmu bersama Lister!
Sumber gambar sampul: Sekar Kinanti di Lister
