Hukum Faraday pada Elektrolisis

Materi: sel elektrokimia
Hukum Faraday pada Elektrolisis yaitu hukum I Faraday dan hukum II Faraday. Hukum I Faraday yang dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan :
$w = \,$ massa zat (g)
$e = \,$ massa ekuivalen atau valensi atau (Mr / valensi)
$i = \,$ kuat arus (A)
$t = \,$ waktu (s)
$F = \,$ tetapan Faraday = 96.500 coulomb
1 F = 1 mol electron

Contoh soal hukum I faraday :

1). Berapakah massa tembaga yang diendapkan di katode pada elektrolisis larutan CuSO$_4$ dengan menggunakan arus 2 A selama 20 menit. (Ar Cu = 63,5 g/mol)

Penyelesaian :
*). Dikatode terjadi reaksi reduksi Cu$^{2+}$ menjadi Cu:
$Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Cu(s)$
$t = \,$ 20 menit = 1.200 s .
*). Menentukan massa ($w$) :
$\begin{align} w & = \frac{eit}{F} \\ & = \frac{ \frac{63,5 \, \text{g/mol}}{2} \times 2A \times 1.200 s }{96.500 \text{ coulumb} } \\ & = 0,79 \, \text{ g} \end{align}$

Untuk 2 elektrolit atau lebih yang dielektrolisis dengan jumlah arus yang sama berlaku Hukum II Faraday, yang berbunyi:
Jika arus dialirkan ke dalam beberapa sel elektrolisis maka jumlah zat yang dihasilkan pada masing-masing elektrodenya sebanding dengan massa ekuivalen masing-masing zat tersebut.
Sehingga dapat dirumuskan:
$\begin{align} \frac{w_A}{w_B} = \frac{e_A}{e_B} \end{align}$
Keterangan:
$w_A = \,$ massa zat A
$w_B = \,$ massa zat B
$e_A = \,$ massa ekuivalen zat A
$e_B = \,$ massa ekuivalen zat B

Contoh soal hukum II Faraday :

2). Jika 2 buah sel elektrolisis yang masing-masing mengandung elektrolit AgNO$_3$ dan CuSO$_4$ disusun seri dengan menggunakan arus yang sama, dihasilkan 2,5 g Ag. Berapakah massa Cu yang diperoleh? (Ar Cu= 63,5 g/mol, Ar Ag = 108 g/mol)

Penyelesaian :
$\begin{align} \frac{w_{Cu}}{w_{Ag}} & = \frac{e_{Cu}}{e_{Ag}} \\ w_{Cu} & = \frac{w_{Ag} \times e_{Cu}}{e_{Ag}} \\ & = \frac{2,5 \times \frac{63,5}{2}}{108} \\ & = 0,73 \, 8 \end{align}$
Jadi, massa Cu yang diendapkan pada katode adalah 0,73 g.

Demikian pembahasan materi Hukum Faraday pada Elektrolisis dan contoh-contohnya.