Jumat, 27 November 2020
Kamis, 11 April 2019
Sistem Koloid
Sistem Koloid
Tahukah Anda mengapa pada siang hari ruangan yang tidak terkena cahaya matahari secara langsung tampak terang? Mengapa biskuit didalam kaleng tetap kering walaupun telah lama disimpan? Zat apakah yang ditambahkan ke dalam kaleng itu? Lain pula halnya pada minyak dan zaitun jika dicampurkan menghasilkan campuran berupa susu. Campuran ini dapat menghamburkan cahaya, sedangkan air dan minyak zaitun, masing-masing dapat tembus cahaya. Perubahan apakah yang
terjadi dalam sistem tersebut? Peristiwa-peristiwa di atas terjadi karena adanya sistem koloid. Apakah sistem koloid itu? Koloid adalah salah satu jenis campuran homogen yang memiliki sifat sifat berbeda dengan larutan yang selama ini Anda ketahui. Perbedaan sifat ini disebabkan oleh ukuran partikel zat terlarut yang lebih besar dibandingkan dengan larutan. Koloid memiliki aplikasi luas mencakup banyak material yang ada di alam maupun yang dikembangkan di industri, seperti kosmetik, obat-obatan, pengolahan air minum, sampai material bangunan. Apa sajakah sifat-sifat koloid itu? dan bagaimanakah pemanfaatannya? Anda akan mengetahuinya setelah mempelajari bab ini.
A. Penggolongan dan Sifat-Sifat Koloid
Selama ini Anda memahami bahwa campuran ada dua macam, yaitu campuran homogen (larutan sejati) dan campuran heterogen (suspensi). Di antara dua keadaan ini, ada satu jenis campuran yang menyerupai larutan sejati, tetapi sifat-sifat yang dimilikinya berbeda sehingga tidak dapat digolongkan sebagai larutan sejati maupun suspensi. Larutan seperti ini disebut koloid. Perhatikan Gambar
1. Makna Koloid
Pernahkah Anda membuat kanji dari tepung tapioka? Jika tepung tapioka dicampurkan dengan air dingin tidak terbentuk larutan melainkan suspensi sebab kanji tidak larut dalam air dingin. Akan tetapi, jika dipanaskan maka campuran tersebut akan membentuk larutan yang sangat kental. Apakah kanji yang terbentuk layak disebut larutan? Ada beberapa persamaan dan perbedaan antara kanji dan larutan sejati. Persamaan antara kanji dan larutan sejati adalah membentuk satu fasa dan tidak dapat dipisahkan. Perbedaannya, kanji tidak transparan terhadap cahaya dan ukuran partikel zat terlarut relatif lebih besar, dan banyak lagi sifat lainnya.
Oleh karena banyak perbedaan antara larutan sejati dan kanji maka diperlukan definisi baru untuk larutan sejenis kanji. Pakar kimia menggolongkan kanji ke dalam golongan khusus yang disebut sistem koloid. Berdasarkan ukuran partikel, sistem koloid berada di antara suspensi kasar dan larutan sejati. Ukuran partikel koloid lebih kecil dari suspensi kasar sehingga tidak membentuk fasa terpisah, tetapi tidak cukup kecil jika dibandingkan larutan sejati.
Dalam larutan sejati, molekul, atom, atau ion terlarut secara homogen di dalam pelarut. Dalam sistem koloid, partikel-partikel koloid terdispersi secara homogen dalam mediumnya. Oleh karena itu, partikel koloid disebut sebagai fasa terdispersi dan mediumnya disebut sebagai medium pendispersi. Perhatikan persamaan dan perbedaan sifat dari larutan sejati, dan suspensi pada tabel berikut.
2. Penggolongan Koloid
Sama seperti larutan sejati, dalam sistem koloid zat terdispersi maupun pendispersi dapat berupa gas, cairan, maupun padatan. Oleh sebab itu, ada delapan macam sistem koloid seperti disajikan pada tabel berikut.
Jika ditinjau dari tabel tersebut maka sistem koloid mencakup hampir semua materi baik yang dihasilkan dari proses alam maupun yang dikembangkan oleh manusia.
3. Sifat-Sifat Koloid
a. Gerak Brown
b. Efek Tyndall
c. Adsorpsi
d. Elektroforesis
e. Dialisis
video pembelajaran koloid
Power point pembelajaran koloid
Rabu, 10 April 2019
KOROSI DAN PENGENDALIANNYA
KOROSI DAN PENGENDALIANNYA
1. Definisi Korosi
Korosi pada logam terjadi akibat interaksi antara logam dan lingkungan yang bersifat korosif, yaitu lingkungan yang lembap (mengandung uap air) dan diinduksi oleh adanya gas O2, CO2, atau H2S. Korosi dapat juga terjadi akibat suhu tinggi. Korosi pada logam dapat juga dipandang sebagai proses pengembalian logam ke keadaan asalnya, yaitu bijih logam. Misalnya, korosi pada besi menjadi besi oksida atau besi karbonat.
Oleh karena korosi dapat mengubah struktrur dan sifat-sifat logam maka korosi cenderung merugikan. Diperkirakan sekitar 20% logam rusak akibat terkorosi pada setiap tahunnya. Logam yang terkorosi disebabkan karena logam tersebut mudah teroksidasi. Menurut tabel potensial reduksi standar, selain logam emas umumnya logam-logam memiliki potensial reduksi standar lebih rendah
dari oksigen. Jika setengah reaksi reduksi logam dibalikkan (reaksi oksidasi logam)
digabungkan dengan setengah reaksi reduksi gas O2 maka akan dihasilkan nilai potensial sel, Esel positif. Jadi, hampir semua logam dapat bereaksi dengan gas O2 secara spontan. Beberapa contoh logam yang dapat dioksidasi oleh oksigen ditunjukkan pada persamaan reaksi berikut.
2. Mekanisme Korosi pada Besi
Oleh karena besi merupakan bahan utama untuk berbagai konstruksi maka pengendalian korosi menjadi sangat penting. Untuk dapat mengendalikan korosi tentu harus memahami bagaimana mekanisme korosi pada besi. Korosi tergolong proses elektrokimia, seperti yang
ditunjukkan pada berikut :
Besi memiliki permukaan tidak halus akibat komposisi yang tidak sempurna, juga akibat perbedaan tegangan permukaan yang menimbulkan potensial pada daerah tertentu lebih tinggi dari daerah lainnya. Pada daerah anodik (daerah permukaan yang bersentuhan dengan air) terjadi pelarutan atom-atom besi disertai pelepasan elektron membentuk ion Fe2+ yang larut dalam air.
Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–
Elektron yang dilepaskan mengalir melalui besi, sebagaimana elektron mengalir melalui rangkaian luar pada sel volta menuju daerah katodik hingga terjadi reduksi gas oksigen dari udara:
O2(g) + 2H2O(g) + 2e– ⎯→ 4OH–(aq)
Ion Fe2+ yang larut dalam tetesan air bergerak menuju daerah katodik, sebagaimana ion-ion melewati jembatan garam dalam sel volta dan bereaksi dengan ion-ion OH– membentuk Fe(OH)2. Fe(OH)2 yang terbentuk dioksidasi oleh oksigen membentuk karat.
Fe2+(aq) + 4OH–(aq) ⎯⎯→ Fe(OH)2(s)
2Fe(OH)2(s) + O2(g) ⎯⎯→ Fe2O3.nH2O(s)
Reaksi keseluruhan pada korosi besi adalah sebagai berikut
4Fe(s) + 3O2(g) + n H2O() ⎯⎯→ 2Fe2O3.nH2O(s)
Karat Akibat adanya migrasi ion dan elektron, karat sering terbentuk pada daerah yang agak jauh dari permukaan besi yang terkorosi (lubang). Warna pada karat beragam mulai dari warna kuning hingga cokelat merah bahkan sampai berwarna hitam. Warna ini bergantung pada jumlah molekul H2O yang terikat pada karat.
3. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Korosi
Berdasarkan pengetahuan tentang mekanisme korosi, Anda tentu dapat menyimpulkan faktor-faktor apa yang menyebabkan terbentuknya korosi pada logam sehingga korosi dapat dihindari. Setelah dibiarkan beberapa hari, logam besi (paku) akan terkorosi yang dibuktikan oleh terbentuknya karat (karat adalah produk dari peristiwa korosi). Korosi dapat terjadi jika ada udara (khususnya gas O2)
dan air. Jika hanya ada air atau gas O2 saja, korosi tidak terjadi.
Adanya garam terlarut dalam air akan mempercepat proses korosi. Hal ini disebabkan dalam larutan garam terdapat ion-ion yang membantu mempercepat hantaran ion-ion Fe2+ hasil oksidasi.
Kekerasan karat meningkat dengan cepat oleh adanya garam sebab kelarutan garam meningkatkan daya hantar ion-ion oleh larutan sehingga mempercepat proses korosi. Ion-ion klorida juga membentuk senyawa kompleks yang stabil dengan ion Fe3+. Faktor ini cenderung meningkatkan
kelarutan besi sehingga dapat mempercepat korosi.
4. Pengendalian Korosi
Korosi logam tidak dapat dicegah, tetapi dapat dikendalikan seminimal mungkin. Ada tiga metode umum untuk mengendalikan korosi, yaitu pelapisan (coating), proteksi katodik, dan penambahan zat inhibitor korosi.
a. Metode Pelapisan (Coating)
Metode pelapisan adalah suatu upaya mengendalikan korosi dengan menerapkan suatu lapisan pada permukaan logam besi. Misalnya, dengan pengecatan atau penyepuhan logam. Penyepuhan besi biasanya menggunakan logam krom atau timah. Kedua logam ini dapat membentuk lapisan oksida yang tahan terhadap karat (pasivasi) sehingga besi terlindung dari korosi. Pasivasi adalah pembentukan lapisan film permukaan dari oksida logam hasil oksidasi yang tahan terhadap korosi sehingga dapat mencegah korosi lebih lanjut. Logam seng juga digunakan untuk melapisi besi (galvanisir), tetapi seng tidak membentuk lapisan oksida seperti pada krom atau timah, melainkan berkorban demi besi. Seng adalah logam yang lebih reaktif dari besi, seperti dapat dilihat dari potensial setengah reaksi oksidasinya:
Oleh karena itu, seng akan terkorosi terlebih dahulu daripada besi. Jika pelapis seng habis maka besi akan terkorosi bahkan lebih cepat dari keadaan normal (tanpa seng). Paduan logam juga merupakan metode untuk mengendalikan korosi. Baja stainless steel terdiri atas baja karbon yang mengandung sejumlah kecil krom dan nikel. Kedua logam tersebut membentuk lapisan oksida yang mengubah potensial reduksi baja menyerupai sifat logam mulia sehingga tidak terkorosi.
b. Proteksi Katodik
Proteksi katodik adalah metode yang sering diterapkan untukmengendalikan korosi besi yang dipendam dalam tanah, seperti pipaledeng, pipa pertamina, dan tanki penyimpan BBM. Logam reaktif seperti magnesium dihubungkan dengan pipa besi. Oleh karena logam Mg merupakan reduktor yang lebih reaktif dari besi, Mg akan teroksidasi terlebih dahulu. Jika semua logam Mg sudah menjadi oksida maka besi akan terkorosi. Proteksi katodik ditunjukkan pada Gambar berikut :
Oleh sebab itu, logam magnesium harus selalu diganti dengan yang baru dan selalu diperiksa agar jangan sampai habis karena berubah menjadi hidroksidanya.
HUKUM FARADAY
Modul Kimia
HUKUM FARADAY
HUKUM FARADAY
Tujuan Pembelajaran:
Setelah melakukan percobaan dan mengamati hasil percobaan diharapkan siswa mampu:
1. memahami gejala terjadinya korosi dan faktor-faktor yang mempengaruhi
2. menjelaskan proses reaksi pada sel elektrolisis.
3. menerapkan konsep hukum Faraday pada sel elektrolisis.
Materi Pembelajaran.
Pada tahun 1834 Michael Faraday menemukan fakta bahwa banyaknya perubahan
kimia yang dihasilkan oleh arus listrik berbanding lurus dengan jumlah listrik yang dilewatkan.
Fakta ini ditemukan sebelum sifatdasar elektron diketahui. Fakta tersebut kemudian
oleh Faraday disimpulkan sebagai HukumFaraday.
“Massa zat yang terjadi atau melarut selama proses elektrolisis berbanding lurus
dengan jumlah muatan listrik yang melalui sel”
w = e F
w = massa zat hasil elektrolisis (gram)
e = massa ekuivalen zat hasil elektrolisis,e = Ar/valensi
F = jumlah arus listrik (Faraday)
= 108 x 10 x 3600/96500 = 40,3 gram
Karena 1 Faraday setara dengan 96.500 coulomb, sedangkan 1 coulomb = 1 ampere detik, maka Hukum Faraday dapat dijabarkan menjadi
i = kuat arus listrik (ampere)
t = lama elektrolisis atau waktu (detik)
Contoh Soal 1
Larutan AgNO3 (Ar Ag = 108) dialiri listrik 10 ampere selama 1 jam.
Berapa gram logam perak yang dapat diendapkan?
Jawab :
e Ag = 108 /1 =108
Bila berbagai larutan elektrolisis bersama-sama dengan arus listrik yang sama, berlaku Hukum Faraday II “Jumlah zat-zat yang dihasilkan oleh arus yang sama dalam beberapa sel yang berbeda sebanding dengan massa ekuivalen zat-zat tersebut.”
w1 : w2: ..... = e1 : e2 : ......
Contoh Soal 2.
Sejumlah arus listrik dialirkan melalui larutan AgNO3 dan larutan CuSO4. Bila logam perak yang diendapkan sebanyak 21,6 gram,berapa gram logam tembaga yang diendapkan? (Ar Ag = 108, Cu =63,5)
Diket: W Ag = 21,6 gram
e Ag = 108/1 =108
e Cu = 63,5/2 = 31,75
WAg : WCu = e Ag : e Cu
21,6 : WCu = 108 : 31,75
WCu = 21,6 x 31,75/108 = 6,35 gram
Soal latihan
1.Waktu yang diperlukan untuk melapisi suatu permukaan besi dengan 3,05 gram seng dalam larutan ion seng yang dialirkan arus listrik sebesar 5 ampere adalah …. (F = 96500, Ar Zn = 65,4)
1.Waktu yang diperlukan untuk melapisi suatu permukaan besi dengan 3,05 gram seng dalam larutan ion seng yang dialirkan arus listrik sebesar 5 ampere adalah …. (F = 96500, Ar Zn = 65,4)
A. 4 menit 2 detik D. 375 menit 2 detik
B. 15 menit 15 detik E. 30 menit 0 detik
C. 60 menit 0 detik
2.Berapakah massa logam perak yang diendapkan jika arus listrik sebesar 5 Ampere dialirkan ke dalam larutan AgNO3 selama 2 jam …. (Ar : Ag = 108)
A. 24,90 gram D. 42,09 gram
B. 29,40 gram E. 49,20 gram
C. 40,29 gram
3.Arus listrik 10 ampere dialirkan ke dalam larutan AgNO3 selama 965 detik. Massa perak yang dihasilkan pada katoda adalah …. (Ar : Ag =108,1 F = 96500 C/mol)
3.Arus listrik 10 ampere dialirkan ke dalam larutan AgNO3 selama 965 detik. Massa perak yang dihasilkan pada katoda adalah …. (Ar : Ag =108,1 F = 96500 C/mol)
A. 2,7 gram D. 27 gram
B. 5,4 gram E. 54 gram
C. 10,8 gram
4.Perhatikan bagan elektrolisis berikut ini :
4.Perhatikan bagan elektrolisis berikut ini :
Elektrode yang menghasilkan gas adalah ….
A.I dan II D. III dan V
B.III dan IV E. II dan IV
C. V dan VI
5. Arus listrik 10 ampere dialirkan ke dalam larutan AgNO3 selama 965 detik. Massa perak yang dihasilkan pada katoda adalah …. (Ar : Ag =108,1 F = 96500 C/mol)
A. 2,7 gram D. 27 gram
B. 5,4 gram E. 54 gram
C. 10,8 gram
6. Pada elektrolisis larutan ZnCl2 (Ar : Zn = 65) dengan, elektroda C menggunakan arus sebesar 4 selama 30 menit, menghasilkan endapan Zn di katoda sebanyak ….
A. 1,2 gram D. 24,2 gram
B. 2,4 gram E. 32,5 gram
C. 4,8 gram
7. Pada leburan bauksit (Al2O3) dalam kreolit cair dialiri arus besar 9,65 ampere selama 6 jam jika diketahui Ar : Al = 27, massa logam Al yang terbentuk di katoda sebanyak ….
A.0,324 gram D. 19,44 gram
B.1,944 gram E. 58,32 gram
C.16,20 gram
8. Arus listrik 10 ampere dialirkan ke dalam larutan AgNO3 selama 965 detik. Massa perak yang dihasilkan pada katoda adalah …. (Ar : Ag = 108)
A. 2,7 gram D. 27 gram
B. 5,4 gram E. 54 gram
C. 10,8 gram
9. Pada reaksi elektrolisa larutan NiSO4 dengan elektroda Ag. Reaksi yang terjadi pada anoda adalah ….
A. Ni2+ (aq) + 2e --> Ni (s)
B. Ag (aq) --> Ag+ (aq) + e
C. Ni (s) --> Ni2+ (aq) + 2e
D. 2 H2O (l) + 2e -->H2 (g) + 2 OH- (aq)
E. 2 H2O (l) --> 4 H+ (aq) + O2 (g) + 4e
10.50 ml larutan Ba(OH)2 0,1 M diperlukan untuk menetralisir hasil elektrolisis LSO4dengan elektroda Pt. Jika di katode terbentuk 0,325 gram logam L, maka massa atom relatif logam tersebut adalah …
A. 24 B. 40 C. 56 D. 59 E. 65
11.Diketahui massa atom relatif (Ar) Ag = 108; Cu = 64; Fe = 56; Ti = 48, dan Zn = 65.
Apabila larutan yang mengandung ion Ag+; Cu2+; Fe3+; Ti4+, dan Zn2+ dialiri listrik
dengan kuat arus yang sama sehingga semuanya menghasilkan 1 g endapan logam,
Apabila larutan yang mengandung ion Ag+; Cu2+; Fe3+; Ti4+, dan Zn2+ dialiri listrik
dengan kuat arus yang sama sehingga semuanya menghasilkan 1 g endapan logam,
maka yang memerlukan waktu paling lama adalah . . . .
A. Ag+ D. Ti4+
B. Cu2+ E. Zn2+
C. Fe3+
12.Logam yang dapat mencegah korosi pada pipa besi yang ditanam dalam tanah adalah
A. Ni D. Pb
B. Cu E. Sn
C. Mg
13.Pada elektrolisis leburan MgCl2 dengan elektrode Pt, ternyata menggunakan muatan listrik sebanyak 0,02F. Volume gas klorin yang dihasilkan di anode jika diukur pada
keadaan di mana 1 liter gas nitrogen (Mr =28) massanya 1,4 gram adalah ....
A. 100 ml D. 400 ml
B. 200 ml E. 448 ml
C. 224 ml
