Hukum Faraday merupakan hukum elektromagnetik yang mendeteksi medan magnet untuk menghasilkan Gaya Gerak Listrik dan dapat disebut dengan Induksi Elektromagnetik. Pada ilmu kimia Hukum Faraday dibagi menjadi 2, yaitu Hukum Faraday 1 dan Faraday 2. Berikut penjelasan lebih lanjut:
Contents
Pengertian Hukum Faraday
Hukum Faraday sangat berkaitan dengan Hukum Lenz. Kedua hukum ini membahas tentang elektromagnetik induktif yang berputar pada kumparan, dan nantinya akan menghasilkan energi listrik dari pergerakan magnet.
Hukum Faraday adalah hukum yang membahas tentang elektromagnetik dan menjelaskan tentang arus listrik yang akan menghasilkan medan magnet begitu juga sebaliknya. Oleh sebab itu, kita harus mengetahui tentang pengertian arus listrik untuk melengkapi pengetahuan dan wawasan.
Bunyi Hukum Faraday
Hukum Induksi Faraday dibedakan menjadi 2, yaitu Hukum Faraday 1 dan Hukum Faraday 2. Berikut ulasan lengkapnya:
Hukum Faraday 1
“Massa zat electrode selama elektrolisis (G) berbanding lurus dengan muatan listrik (Q).”
Persamaan Hukum Faraday 1:
G ~ Q
Q dinyatakan sebagai jumlah muatan, sedangkan G dinyatakan sebagai massa zat yang dihasilkan elektrolisis.
G ~ I x t
Q = I x t
Muatan listrik Q berbanding lurus dengan jumlah elektron mol dalam reaksi redoks (ne). 1 mol setara dengan 96.500 coulomb. Nilai muatan ditetapkan oleh konstanta Faraday (F). Hubungan tersebut dirumuskan sebagai berikut:
Q = ne x F
Hukum Faraday 2
“Massa zat elektroda selama elektrolisis (G) yang berbanding lurus dengan ekivalen zat (Mek).”
Persamaan Hukum Faraday 2 dinyatakan sebagai berikut:
G ~ MeK
Massa ekivalen tersebut merupakan massa zat dimana mol setara dengan stoikiometri dengan 1 mol electron. Massa ekivalen sebanding atau sama dengan massa atom (Ar) yang nantinya dibagi dengan perubahan oksidasi (biloks). Dinyatakan dalam rumus:
MeK = Ar/Perubahan Biloks
Hubungan massa (m), massa molar (}), dan jumlah mol (n) dirumuskan sebagai berikut:
M = n x }
G = ne x meK
G = Q/F x MeK
G = I x t/F X MeK
Jika digabungkan dari kedua Hukum Faraday tersebut, maka akan didapatkan persamaan sebagai berikut:
G ~ I X t X MeK
Keterangan:
MeK = massa ekivalen zat (gram/mol)
I = kuat arus listrik (A)
T = waktu (detik)
G = massa zat (gram)
F = konstanta Faraday (96.500 coulomb)
Maka dari itu, terdapat perbandingan dari zat-zat yang dihasilkan sebagai berikut:
GA : GB = MeKA : MEkB
Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Besar Kecilnya (GGL)
Besar kecilnya suatu Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya adalah sebagai berikut ini:
• Jumlah Lilitan
Jumlah lilitan pada suatu kumparan sangat mempengaruhi besar kecilnya GGL. Semakin banyak lilitan pada kumparan, maka semakin besar pula Gaya Gerak Listrik yang dihasilkan.
• Kecepatan Magnet
Kecepatan magnet juga mempengaruhi gaya gerak listrik induksi. Karena semakin cepat magnet bergerak, maka besar gaya yang dihasilkan akan semakin kuat atau besar.
• Lilitan dari Bahan Feromagnetik
Bahan feromagnetik dapat menghasilkan energi listrik yang besar, sehingga bahan ini sangat berpengaruh untuk gaya gerak listrik.
• Kuat Medan Magnet
Semakin kuat medan magnet, maka semakin besar gaya gerak listriknya.
Rumus Hukum Faraday 1 dan 2
Seperti yang sudah dijelaskan di atas Hukum Faraday 1 dan 2 memiliki rumus:
Rumus Faraday 1:
Q = I x t
Rumus tersebut merupakan rumus Faraday 1.
GA : GB = MeKA : MEkB
Jika G dijabarkan menjadi
G = ne x meK
G = Q/F x MeK
G = I x t/F X MeK
Maka akan didapatkan perbandingan tersebut. Rumus ini merupakan rumus dari Hukum Faraday 2.
Contoh Soal Hukum Faraday
1. Diketahui suatu arus CaCl2 sebesar 5 A meleleh selama satu jam (Ar Ca = 40). Berapa gram dibutuhkan kalsium untuk melelehkan CaCl2?
Penyelesaian:
Gca = I x t / F X MeK Ca
Diketahui:
I = 5 A.
T = 1 jam = 3600 detik
Reaksi reduksi kalsium : Ca2+ + 2e- => Ca. Maka:
MeK = ArCa/perubahan biloks Ca = 40 gmol-1/2
Mek Ca = 20gmol-1
Diperoleh:
G Ca = (5A) (3600S)/96500Cmol-1 X 20gmol-1
G Ca = 3,8 gram.
2. Arus mengendapkan 2 gram dari larutan AgNO3. Mengalirkan arus yang sama ke dalam lelehan AlCl3. Berapa gramkah aluminium yang diendapkan?
Penyelesaian:
G Al : G Ag = Mek Al : Mek Ag
Reaksi reduksi Ag da Al:
Al3+ + 3e- => Al, maka Mek Al = Ar Al/ perubahanbiloksAl
Mek Al => 27mol-1/3 = 9gmol-1
Ag+ + e- => Ag, maka Mek Ag = Ar Ag/perubahanbiloksAg
Mek Ag => 108mol-1/1 = 108gmol-1
G Al : 2gram = 9gmol-1 : 108 g mol-1
Maka, G Al = 9/108 X 2 gram = 0,16 gram
Jadi, massa zat yang dibutuhkan untuk mengendapkan aluminium sebesar 0,16 gram.
Hukum Faraday merupakan satu kedudukan yang sama dengan Hukum Lenz, karena konsep dasarnya yang saling berhubungan dengan elektromagnetik. Nah, dari penjelasan di atas, pengetahuan kita tentang hukum elektromagnetik pasti bertambah, kan?