Download Laporan Praktikum Fisika Dasar L3 and more Lecture notes Physics in PDF only on Docsity!
Laporan Praktikum “Fisika Dasar”
Modul L3 – Daya Hantar Larutan Elektrolit
Ahmmad Azamuddiin/ 21513075
Asisten: Ari Adrianto
Tanggal praktikum: 19 oktober 2021
Teknik Lingkungan–Teknik Sipil Dan Perencanaan
Universitas Islam Indonesia
Abstrak — Daya hantar atau biasa diseebut sebagai
konduktivitas merupakan kebalikan dari hambatan. Daya
hantar berhubungan dengan kemampuan suatu zat untuk
dapat menghantarkan listrik. Hambatan bergantung nilai
hambatan, panjang larutan, luas penampang. Dalam
penentuan nilai daya hantar suatu larutan, dapat dilakukan
dengan berbagai cara salah satunya dengan galvanometer dan
jembatan wheatstone. Jembatan wheatstone terdiri dari tiga
buah tahnan standar dan satu tahanan yang belum diketahui
nilainya merupakan CuSO₄, rangkaian jembatan ini berfungsi
mengukur hambatan larutan CuSO₄ untuk beberapa Panjang
larutan dan untuk konsentrasi larutan yang berbeda-beda.
Dari percoaan ini dapat disimpulkan bahwa larutan
mempengaruhi besar daya hantar jenis larutan, yaitu semakin
tinggi konsentrasi larutan maka semakin besar pula nilai daya
hantar serta daya hantar jenis larutannya.
Kata kumci— Larutan elektrolit; Jembatan Wheatsone;
Galvanometer; Daya Hantar; Hambatan
I. PENDAHULUAN
Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan dapat
bersifat elektrolit atau nonelektrolit. Larutan yang dapat
menghantarkan arus listrik disebut larutan yang bersifat
elektrolit. Larutan yang tidak dapat menghantarkan arus
listrik disebut larutan yang bersifat nonelektrolit. Pada
larutan elektrolit, yang menghantarkan arus listrik adalah
ion-ion yang terdapat di dalam larutan tersebut. Pada
elektroda negatif (katoda) ion positip menangkap elektron
(terjadi reaksi reduksi), sedangkan pada elektroda positip
(anoda) ion negatif melepaskan electron (terjadi reaksi
oksidasi). Jika di dalam larutan tidak terdapat ion, maka
larutan tersebut tidak dapat menghantarkan arus listrik.[1]
Daya hantar listrik adalah ukuran seberapa kuat suatu
larutan dapat menghantarkan listrik. Daya hantar listrik
merupakan kebalikan dari hambatan listrik (R), dimana: R =
ρ L/A Suatu hambatan dinyatakan dalam ohm disingkat Ω.
Daya hantar listrik disebut konduktivitas. Satuannya ohm- 1
disingkat Ω-1.[2]
Praktikum ini menggunakan rangkaian alat yang
bernama jembatan wheatstone,jembatan wehatstone adalah
susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu hambatan
yang belum atau tidak diketahui besarnya. Alat yang dapat
menjadi indicator nol jembatan wheatstone adalah
galvanometer. Galvanometer ini berfungsi sebagai
pendeteksi adanya arus. Pengukuran menggunakan
galvanometer yaitu dilakukan dengan mengubah skala
hambatan hingga jarum galvanometer menunjukkan angka
nol. Apabila galvanometer telah menunjukkan angka nol, hal
itu menandakan bahwa tidak ada arus yang melewati
rangkaian. Tanpa adanya arus, maka hambatan yang terukur
tepat, karena nilai hambatannya tidak berubah
Kegunaan jembatan wheatstone yaitu untuk
mengukur nilai suatu hambatan dengan cara arus yang
mengalir pada galvanometer sama dengan nol sebab
potensial ujung ujungnya sama besar sehingga bisa
dirumuskan dengan perkalian silang. Jembatan wheatstone
berfungsi sebagai pembagi tegangan,sumber arusnya adalah
arus bolak balik, saat jarum detector diangka 0,maka tidak
ada arus yang mengalir dinyatakan dengan:
1
× 𝑅
3
2
× 𝑅
1
Kemudian praktikan dapat menghitung persamaan
daya hantar dengan rumus:
Y =
𝐼
𝑅
𝐿
𝑅
2
𝑅
1
× 𝑅
3
Selanjutnya rumus persamaan menghitung daya hantar jenis
suatu larutan yaitu:
𝐿
𝐴
𝑒
× Y
Dalam kehidupan sehari-hari kita dalam dapat
melihat contoh penerapan percobaan ini. Ada beberapa
larutan yang dapat kita temukan di sekitar kita, seperti air,
air laut, dan air cuka (asam asetat) yang memiliki daya
hantaran listrik sehingga dapat mengalirkan arus listrik. Saat
ini,beberapa penduduk yang berada di dekat laut
memanfaatkan air laut untukdijadikan sebagai sumber
pembangkit listrik meskipun dalam skala rumah. [3]
Percobaan ini cukup penting untuk dijadikan jurnal,
alasannya untuk mengetahui perbedaan dan persamaan
dalam larutan tersebut dan juga untuk menguji apakah
larutan tersebut mengandung daya hantar listrik atau tidak
perlu kita mengetahui teknik dasar dari percobaan daya
hantar listrik pada suatu larutan. Teknik dasar adalah hal
terpenting yang harus dipelajari terlebih dahulu sebelum
melakukan percobaan atau praktikum. Dan tujuan dibuatnya
jurnal ini adalah untuk mengetahui azas jembatan
Wheatstone dan menentukan daya hantar listrik dengan
berbagai jejenis senyawa dan larutan dengan berbagai
konsentrasi.
II. METODE PRAKTIKUM
Alat dan bahan :
Gambar 1. Tabung U (tokopedia.com)
Gambar 2. Corong (Rebanas.com)
Gambar 3. Jangka sorong (dentmasoci.com)
Gambar 4. Gelas Beker (Tokopedia.com)
Gambar 5. Kabel Jumper (Bukalapak.com)
Gambar 6. Gelas Ukur (Tokopedia.com)
Gambar 7. Pengaduk (Tokopedia.com)
Gambar 8. Pipet (ebay.com)
Gambar 9. Larutan CaSO4 (findartamerica.com)
Gambar 10. Air (healthyfully.com)
IV. ANALISIS DATA
- Mengkonversikan data diameter tabung dan
diameter elektroda ke dalam satuan m
a. Diameter tabung
diameter (D t
) = 2,22 cm = 2,22 x 10
m
jari-jari (r t
1
2
x D t
1
2
x 2,22 x 10
m =
1,11 x 10
m
b. Diameter elektroda
diameter = 1,74 cm = 1,74 x 10
m
jari-jari = (rt)=
1
2
x De =
1
2
x 1,74 x 10
m =
8,7 x 10
m
- Mengkonversikan data volume cairan kedalam
satuan m
3
volume cairan = 170 ml = 1,7 x 10
m
3
- Menentukan luas tabung u
A
t
= 𝜋r t
2
= 3,14 x (1,11 x 10
m)
2
= 3,868 x 10
m
2
- Menentukan panjang tabung
I=
𝑣
𝐴 𝑡
I=
1 , 7 𝑥 10
− 4
𝑚
3
3 , 868 x 10 − 4 m 2
= 0,44 m
- Menentukan luas elektroda
A
e
= 𝜋r e
2
= 3,14 x (8,7 x 10
m)
2
= 2,38 x 10
m
2
- Menentukan nilai rerata 𝑅 2
dan ketidakpastiannya
a. konsentrasi larutan CuSO 4
R
2
𝛿R 2 (R 2 - 𝑅 2
̅̅̅̅
)
|𝛿R 2 (R 2 − 𝑅 2
̅̅̅̅ )|
2
2
2
2
2
∑𝑅 2
̅̅̅̅
𝑛
2290
3
|∑(𝑅 2 −𝑅 2
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
66 , 65 Ω
2
3 − 1
b. Konsentrasi larutan CuSO 4
R
2
𝛿R 2 (R 2 - 𝑅 2
̅̅̅̅
)
|𝛿R 2 (R 2 − 𝑅 2
̅̅̅̅ )|
2
2
2
2
2
∑𝑅 2
̅̅̅̅
𝑛
2170
3
|∑(𝑅 2 −𝑅 2
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
66 , 65 Ω
2
3 − 1
c. Konsentrasi larutan CuSO 4
R
2
𝛿R 2
(R 2
̅̅̅̅ )
|𝛿R 2 (R 2 − 𝑅 2
̅̅̅̅
)|
2
2
2
2
2
∑𝑅 2
̅̅̅̅
𝑛
2050
3
|∑(𝑅 2 −𝑅 2
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
66 , 65 Ω
2
3 − 1
d. Konsentrasi larutan CuSO 4
R
2
𝛿R 2
(R 2
̅̅̅̅
)
| 𝛿R 2 (R 2 − 𝑅 2
̅̅̅̅
)
|
2
2
2
2
2
∑𝑅 2
̅̅̅̅
𝑛
1570
3
| ∑(𝑅 2 −𝑅 2
̅̅̅̅ )
|
2
𝑛− 1
266 , 65 Ω
2
3 − 1
e. Konsentrasi larutan CuSO 4
R
2
𝛿R 2
(R 2
̅̅̅̅
)
| 𝛿R 2 (R 2 − 𝑅 2
̅̅̅̅
)
|
2
2
2
2
2
∑𝑅 2
̅̅̅̅
𝑛
1370
3
| ∑(𝑅 2 −𝑅 2
̅̅̅̅ )
|
2
𝑛− 1
466 , 67 Ω
2
3 − 1
f. Konsentrasi larutan CuSO 4
R
2
𝛿R 2
(R 2
̅̅̅̅
)
| 𝛿R 2 (R 2 − 𝑅 2
̅̅̅̅
)
|
2
2
2
2
2
∑𝑅 2
̅̅̅̅
𝑛
300
3
| ∑(𝑅 2 −𝑅 2
̅̅̅̅ )
|
2
𝑛− 1
0 Ω
2
3 − 1
- Menentukan nilai rerata 𝑅 3
dan ketidakpastiannya
a. konsentrasi larutan CuSO 4
R
3
𝛿R 3 (R 3 - 𝑅 3
̅̅̅̅
)
|𝛿R 3 (R3 − 𝑅 3
̅̅̅̅ )|
2
2
2
2
2
∑𝑅 3
̅̅̅̅
𝑛
770
3
|∑(𝑅 3 −𝑅 3
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
466 , 66 Ω
2
3 − 1
b. konsentrasi larutan CuSO 4
R
3
𝛿R 3 (R 3 - 𝑅 3
̅̅̅̅
)
|𝛿R 3 (R3 − 𝑅 3
̅̅̅̅ )|
2
2
2
2
2
∑𝑅 3
̅̅̅̅
𝑛
890
3
|∑(𝑅 3 −𝑅 3
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
466 , 66 Ω
2
3 − 1
c. konsentrasi larutan CuSO 4
R
3
𝛿R 3
(R 3
̅̅̅̅ )
|𝛿R 3 (R3 − 𝑅 3
̅̅̅̅
)|
2
2
2
2
2
∑𝑅 3
̅̅̅̅
𝑛
1030
3
|∑(𝑅 3 −𝑅 3
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
66 , 67 Ω
2
3 − 1
d. konsentrasi larutan CuSO 4
R
3
𝛿R 3
(R 3
̅̅̅̅ )
|𝛿R 3 (R3 − 𝑅 3
̅̅̅̅
)|
2
2
2
2
2
∑𝑅 3
̅̅̅̅
𝑛
1420
3
|∑(𝑅 3 −𝑅 3
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
66 , 67 Ω
2
3 − 1
e. konsentrasi larutan CuSO 4
R
3
𝛿R 3
(R 3
̅̅̅̅
)
| 𝛿R 3 (R3 − 𝑅 3
̅̅̅̅
)
|
2
2
2
2
2
∑𝑅 3
̅̅̅̅
𝑛
1740
3
|∑(𝑅 3 −𝑅 3
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
200 Ω
2
3 − 1
f. konsentrasi larutan CuSO 4
R
3
𝛿R 3 (R 3 - 𝑅 3
̅̅̅̅
)
|𝛿R 3 (R3 − 𝑅 3
̅̅̅̅ )|
2
2
2
2
2
∑𝑅 3
̅̅̅̅
𝑛
2670
3
|∑(𝑅 3 −𝑅 3
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
200 Ω
2
3 − 1
- Menentukan nilai hantar Y ± Y
a. konsentrasi larutan CuSO 4
(1) Y=
𝑅 2
̅̅̅̅
𝑅 1 𝑅 3
̅̅̅̅
763 , 34
2000 𝑥 256 , 67
= 1,49 x 10
(2) Y=
1
𝑅 1 𝑥𝑅 3
̅̅̅̅
2
2
𝑅 2
̅̅̅̅
𝑅 1 𝑥𝑅 3
̅̅̅̅
2
2
2
Y=
√ |
1
513340
|
2
𝑥 | 5 , 78 |
2
763 , 34
2000 𝑥 256 , 67
2
|
2
𝑥 | 15 , 28 |
2
= 8,91 x 10
(3) Y ± Y= (149 ± 8,91) x 10
b. konsentrasi larutan CuSO 4
(1) Y=
𝑅 2
̅̅̅̅
𝑅 1 𝑅 3
̅̅̅̅
723 , 34
2000 𝑥 296 , 67
= 1,21 x 10
(2) Y=
1
𝑅 1 𝑥𝑅 3
̅̅̅̅
2
2
𝑅 2
̅̅̅̅
𝑅 1 𝑥𝑅 3
̅̅̅̅
2
2
2
Y=
1
593340
2
2
723 , 34
2000 𝑥 296 , 67
2
2
2
= 6,36 x 10
(3) Y ± Y= (121 ± 6,36) x 10
c. konsentrasi larutan CuSO 4
(1) Y=
𝑅 2
̅̅̅̅
𝑅 1 𝑅 3
̅̅̅̅
683 , 34
2000 𝑥 343 , 33
= 0,99 x 10
(2) Y=
1
𝑅 1 𝑥𝑅 3
̅̅̅̅
2
2
𝑅 2
̅̅̅̅
𝑅 1 𝑥𝑅 3
̅̅̅̅
2
2
2
Y=
1
68660
2
2
683 , 34
2000 𝑥 343 , 33
2
2
2
= 9,59 x 10
(3) Y ± Y= (99 ± 9,59) x 10
d. konsentrasi larutan CuSO 4
(1) Y=
𝑅 2
̅̅̅̅
𝑅 1 𝑅 3
̅̅̅̅
523 , 34
2000 𝑥 473 , 33
= 0,55 x 10
(2) Y=
1
𝑅 1 𝑥𝑅 3
̅̅̅̅
2
2
𝑅 2
̅̅̅̅
𝑅 1 𝑥𝑅 3
̅̅̅̅
2
2
2
Y=
√ |
1
2000 𝑥 473 , 33
|
2
𝑥
| 11 , 54
|
2
523 , 34
2000 𝑥 473 , 33
2
|
2
𝑥
| 5 , 78
|
2
= 1,29 x 10
(3) Y ± Y= (55 ± 1,29) x 10
Artinya 85 mL larutan CuSO 4
ditambahkan
pengencer sebanyak 8 5 mL air agar volumenya
menjadi 1 7 0 mL.
e. Konsentrasi 0 % dari larutan 20 % CuSO 4
V1.M1=V2.M
V1.20%=1 7 0.0%
V1=0 mL
Artinya 0 mL larutan CuSO 4
ditambahkan
pengencer sebanyak 1 7 0 mL air agar volumenya
menjadi 1 7 0 mL
- Membuat grafik hubungan antara konsentrasi larutan
dengan daya hantar larutan (Y) dan daya hantar jenis
larutan (𝜎)
V. PEMBAHASAN
Daya hantar adalah kemampuan setiap At untuk
menghantarkan arus listrik. Sedangkan daya hantar jenis
larutan adalah kemampuan setiap satuan panjang untuk
menghantarkan arus listrik. hanya larutan elektrolit saja yang
dapat menghantarkan arus listrik.
Dalam praktikum ini, kita menggunakan larutan
CuSO4 sebagai sampelnya. Karena larutan CuSO
merupakan salah satu larutan elektrolit yang mana akan
terjadi ionisasi ketika dilarutkan dalam air. Sehingga,
molekul-molekul terpecah menjadi ion (+) dan ion negative
(-). Dan larutan CuSO4 merupakan larutan elektrolit kuat
sehingga ia mampu mengionisasi secara sempurna.
Biasanya, untuk menentukan daya hantar jenis
larutan menggunakan rangkaian jembatan wheatstone.
Kegunaa dari jembatan wheatstone adalah untuk mengukur
nlai suatu hambatan dengan cara arus yang mengalir pada
galvanometer sama dengan nol (karena potensial ujung-
ujung nya sama besar). Syarat mutlak dari jembatan
wheatstone adalah jarum di galvanometer harus menunjukan
angka nol. Ini artinya arusnya harus sma dengan nol
(keadaan setimbang).
Factor – factor yang dapat mempengaruhi besar daya
hantar dan daya hantar jenis suatu larutan adalah banyak
faktornya. Salah satunya adalah konsentrasi/ kepekaan suatu
larutan. Karena semakin pekat suatu larutan, maka ion
ionnya mampu mengionisasi semakin besar. Sehingga daya
hantar jenis larutan tersebut semakin besar. Begitu
sebaliknya. Semakin encer suatu larutan, maka ion ion nya
semakin sedikit dan daya hantar jenis suatu larutan akan
semakin kecil.
Dalam praktikum ini, kita menggunakan cairan
sebanyak 170 ml didalam tabung U. lalu, didalam
galvanometer sudah diketahui hambatan (R1) yaitu 2000
ohm. Diameter tabung nya 2,2 2 cm. dan diameter elektroda
nya 1,7 4 cm.
Dalam praktikum kali ini, kita memiliki tujuan yaitu
untuk memahami asas jembatan wheatstone dan menentukan
daya hantar jenis suatu larutan. Jembatan wheatstone harus
pada kondisi seimbang (arus=0) atau tegangan kiri dan
kanan sama. Pada praktikum ini, kita memperoleh daya
hantar jenis suatu larutan dalam berbagai konsentrasi.
Untuk menghitung daya hantar jenis larutan, kita
menggunakan rumus:
𝑒
Dimana, l adalah volume tabung dibagi luas tabung,
karena volume tabung dan luas tabung nilainya sama tiap
konsentrasi, sehingga besar l tiap konsentrasi sama, yaitu
39,22 ml/cm2. Lalu, A e
adalah luas elektroda, yaitu sebesar
2,46 cm2. Nilai A e
tiap konsentrasi memiliki nilai nilai yang
sama karena tiap konsentrasi kita menggunakan elektroda
yang sama. Lalu, Y adalah daya hantar larutan. Setiap
konsentrasi memiliki daya hantar larutan (Y) yang berbeda
beda. Hal ini karena daya hantar dipengearuhi oleh hambatan
(R2 dan R3). Semakin pekat larutan, maka nilai hambatan
0
0,
1
1,
2
2,
3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Hubungan konsetrasi larutan vs daya
hantar jenis larutan (𝜎)
0
0,
0,
0,
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Hubungan konsetrasi larutan vs daya hantar
larutan (Y)
nya semakin besar. Segitu sebaliknya. Semakin encer
larutan, maka nilai hambatan nya semakin kecil.
Pada larutan CuSO4 100% memiliki daya hantar jenis
larutan sebesar 2,75 Ω
m
- 1 . Sedangkan konsentrasi 80 %
memiliki daya hantar jenis sebesar 2,23 Ω
m
larutan CuSO4 60 % memiliki daya hantar jenis sebesar 1,
m
- 1 . Lalu untuk konsentrasi 40 % memiliki daya hantar
sebesar 1,01 Ω
m
- 1 . Untuk konsentrasi 20 % memiliki daya
hantar sebesar 0,72 Ω
m
- 1 . Untuk konsentrasi 0 % memiliki
daya hantar 0,10 Ω
m
- 1 . Hal ini membuktikan bahwa
semakin pekat suatu larutan, maka daya hantar jenis
larutannya semakin besar. Karena ion ion nya semakin
banyak. Begitu sebaliknya. Semakin encer suatu larutan,
maka daya hantar jenis ya semakin kecil karena ion ion nya
semakin sedikit. Hal ini telah sesuai dengan teori yang ada.
VI. KESIMPULAN
Jembatan wheatstone adalah sebuah rangkaian yang
digunakan untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan
cara arus yang mengalir pada galvanometer sama dengan nol
(hambatan kanan dan kiri sama). Daya hantar jenis larutan
adalah kemampuan setiap satuan panjang untuk
menghantarkan arus listrik. Pada larutan pekat, ion ion nya
semakin banyak sehingga daya hantar nya semakin besar.
Begitu sebaliknya. Pada larutan CuSO4 100% memiliki daya
hantar jenis larutan sebesar 2,75 Ω
m
konsentrasi 80 % memiliki daya hantar jenis sebesar 2,23 Ω
1
m
, pada larutan CuSO4 60 % memiliki daya hantar jenis
sebesar 1,83 Ω
m
- 1 . Lalu untuk konsentrasi 40 % memiliki
daya hantar sebesar 1,01 Ω
m
- 1 . Untuk konsentrasi 20 %
memiliki daya hantar sebesar 0,72 Ω
m
konsentrasi 0 % memiliki daya hantar 0,10 Ω
m
Menurut hasil percobaan yang kemudian diinterpretasikan
dengan grafik disimpulkan bahwa semakin tinggi
konsentrasi suatu larutan makan daya hantar (Y) dan daya
hantar jenis larutannya (𝜎) semakin tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Justiana,Sandri.,Muchtaridi.2006.Kimia 1. Jakarta :
Yudistira
[2] Ahmad, Hiskia, 2007.Pengaruh Konsentrasi
Terhadap Daya Hantar Listrik. Bandung : PT Citra
Aditya Bakti
[ 3 ] Tim Laboratorium Fisika. 202 1. Modul Praktikum
Fisika Dasar I. UII. Yogyakarta
[4] Vera Nurchabibah, “Daya Hantar Larutan
Elektrolit” www.scribd.com , 2018.
