TEORI ATOM NEILS BOHR

Teori Atom Niels Bohr.

Teori Atom Niels Bohr

Bohr adalah orang pertama di dunia yang menerapkan teori kuantum untuk mengatasi problem struktur atom. Ia menggunakan teori berkas cahaya Planck dan model atom Rutherfrod untuk menjelaskan cahaya yang muncul pada atom hydrogen.

Menurut Bohr, electron menggelilingi inti pada orbit tertentu. Di dalam atom terdapat orbit luar dan orbit dalam. Orbit dalam adalah orbit electron didekat inti Orbit luar dapat menampung lebih banyak electron. Elektron pada orbit luar menentukan sifat-sifat kimia atom.Kadang-kadang electron pada orbit luar melompat ke orbit dalam. Pada waktu melompat electron itu mengeluarkan cahaya.

Niels Bohr mengusulkan, pada 1913, apa yang sekarang disebut model atom Bohr. Gagasan itu adalah

1. Dalam elektron terdapat lintasan-lintasan tertentu tempat elektron dapat mengorbit inti tanpa disertai pemancaran atau menyerap energi. lintasan itu, yang juga disebut kulit atom, adalah orbit berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu. Setiap lintasan ditandai dengan satu bilangan bulat yang disebut bilangan kuantum utama (n), mulai dari 1, 2, 3, 4, dan seterusnya, yang dinyatakan dengan lambang K, L, M, N, dan seterusnya. Lintasan pertama, dengan n = 1, dinamai kulit K, dan seterusnya.

Bilangan kuantum (n)	1	2	3	4	Dan seterusnya
Lambing kulit	K	L	M	N	Dan seterusnya

Semakin besar harga n (makin jauh dari inti), makin besar energi elektron yang mengorbit pada kulit itu. Jadi tingkat energi kulit L lebih besar daripada kulit K,tingkat energi kulit M lebih besar daripada kulit L dan seterusnya. Kulit yang ditempati electron apakah kulit K,L,M atau yang lainnya bergantung pada energi electron itu.

2. Elektron hanya boleh berada pada lintasan-lintasan yang diperbolehkan (lintasan yang ada), dan tidak boleh berada di antara dua lintasan. lintasan yang akan ditempati oleh elektron bergantung pada energinya. pada keadaan normal (tanpa pengaruh luar), elektron menempati tingkat energi terendah. keadaan seperti itu disebut tingkat dasar (ground state). Apabila suatu atom mendapatkan energi dari luar (misalnya dipanaskan atau disinari), maka electron akan menyerap energi yang sesuai sehingga berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Keadaan demikian disebut keadaan tereksitasi (excited state).

Keadaan tereksitasi merupakan keadaan yang tidak stabil dan hanya berlangsung dalam waktu yang singkat. Elektron akan segera kembali ke tingkat energi yang lebih rendah disertai pelepasan energi berupa gelembong electromagnet.Oleh karena perpindahan electron ini berlangsung antara kulit yang sudah tertentu tingkat energinya, maka ataom hanya akan memancarkan radiasi dengan tingkat energi tertentu pula. Dengan demikian dapat dijelaskan mengapa unsure berupa spectrum garis.

3. Elektron dapat berpindah dari satu kulit ke kulit lain disertai pemancaran atau penyerapan sejumlah tertentu energi. perpindahan elektron ke kulit lebih dalam akan disertai penyerapan energi. sebaliknya, perpindahan elektron ke kulit lebih dalam akan disertai pelepasan energi.
Gambar 1. Model Atom Niels Bohr

Dalam penjelasannya bohr, menggunakan ataom hidogen sebagai model. Bohr berhasil merumuskan jari-jari lintasan dan energi electron pada tom hydrogen sebagai berikut

• Lintasan yang diizinkan untuk elektron dinomori n = 1, n = 2, n =3 dst. Bilangan ini dinamakan bilangan kuantum, huruf K, L, M, N juga digunakan untuk menamakan lintasan

• Jari-jari orbit diungkapkan dengan 12, 22, 32, 42, …n2. Untuk orbit tertentu dengan jari-jari minimum a0 = 0,53 Å

• Jika elektron tertarik ke inti dan dimiliki oleh orbit n, energi dipancarkan dan energi elektron menjadi lebih rendah sebesar

Gambar 2. Model atom Hidrogen menurut Niels Bohr

Model atom hidrogen Bohr dapat menjelaskan spektrum gas hidrogen yang ditemukan dari percobaan. Misalnya pemancaran sinar merah oleh gas hidrogen terjadi ketika elektron berpindah dari kulit ketiga (n=3) ke kulit kedua (n=2).

Meskipun model atom Bohr dapat menjelaskan spektrum hidrogen dan spektrum dari spesi lain berelektron tunggal tetapi model tersebut tidak dapat menjelaskan spektrum dari atom yang lebih kompleks. Oleh karena itu para ahli tetap berupaya mencari penjelasan yang lebih sempurna. Ide penting yang sangat berharga dari teori Bohr adalah gagasab tentang tingkat energi dalam atom yaitu gagasab tentang kulit-kulit atom.

http://kimiadahsyat.blogspot.com/2009/06/teori-atom-niels-bohr.html

ELEKTROLISIS KI DAN CuSO₄

A.    TUJUAN PERCOBAAN

1.      Untuk mengetahui terjadinya reaksi kimia oleh arus listrik

2.      Mengetahui keadaan di anode dan katode dalam suatu larutan elektrolisis

3.      Setelah mengikuti percobaan ini diharapkan dapat mempelajari peristiwa terjadinya reaksi kimia oleh arus listrik.

B.    KAJIAN TEORI

Elektrokimia adalah kajian reaksi redoks yang dilaksanakan sedemikian sehingga di dalam system itu dapat ditentukan  potensial listrik yang dapat diukur. Di dalamsebuah sel volta sebuah reaksi redoks spontan membangkitkan arus listrik yang mengalir lewat rangkaian luar. Semua sel elektrokimia harus mempunyai rangkaian dalam, ion dapat mengalir dalam bentuk ionnya berdifusi. Beberapa tipe sel tertentu menggunakan jembatan garam unuk maksud tertentu. Dalam masing-masing sel oksidasi berlangsung pada anode dan reduksi berlangsung pada katode (Keenan,1992).

Elektrolisis adalah suatu proses dimana reaksi kimia terjadi pada elektroda yang tercelup dalam elektrolit. Ketika tegangan diberikan terhadap elektroda itu. Elektroda yang bermuatan positif disebut anode dan elektroda yang bermuatan negatif disebut katode. Elektroda seperti platina yang hanya mentransfer electron dari larutan disebut electron inert. Elektroda reaktif adalah elektroda yang secara kimia memasuki reaksi elektroda selama elektrolisis, terjadilah reduksi pada katode dan oksidsi padaanode. Gambaran umum tipe reaksi elektroda dapat diringkas sebagai berikut:

a.       Arus listrik yang membawa ion akan diubah pada elektroda

b.      Ion negatif yang sulit dibebaskan pada katode menyebabkan pengurangan H₂O dan pembentukan H₂ dan OH^- dan absorpsi electron.

c.       Ion negatif yang sulit dibebaskan pada anode menyebabkanpengurangan H₂O dan electron

(Dogra, 1998).

Sel galvani menghasilkan arus listrik bila reaksi berlangsung spontan. Sel elektrolit menggunakan elektrolit untuk menghasilkan perubahan kimia. Proses elektrolisis meliputi pendorongan arus listrik melalui sel untuk menghasilkan perubahan kimia dimana potensi potensial sel adalah negatif (Strjer, 1994).

Elektrolisis adalah peristiwa penguraian suatu elektrolit oleh suatu arus listrik. Jika dalam sel volta energi kimia diubah menjadi energi listrik, maka dalam sel elektrolisis yang terjadi adalah sebaliknya, yaitu energi listrik diubah menjadi energi kimia. Dengan mengalirkan arus listrik ke dalam suatu larutan atau leburan elektrolit, akan diperoleh reaksi redoks yang terjadi dalam sel elektrolisis. Faktor yang menentukan reaksi kimia elektrolisis antara lain konsentrasi (keaktifan) elektrolit yang berbeda ada yang bersifat inert (tak aktif) dan elektoda tak inert. Hasil elektrolisis dapat disimpulkan ; reaksi pada katode (katode tidak berperan) ada K⁺, Ca²⁺, Na⁺, H⁺. Dari asam dan logam lain (Cu²⁺), reaksi pada anode, untuk anode inert ada OH^-, Cl^-, Br^-, dan I^- dan sisa asam lainnya serta anode tidak inert (bukan Pt dan C) (Anshory, 1984).

Dalam elektrolisis, sumber aliran listrik digunakan untuk mendesak electron agar mengalir dalam arah yang berlawanan denga aliran spontan. Hubungan antara jumlah energi listrik yang dikonsumsi dan perubahan kimia yang dihasilkan dalam elektrolisis merupakan salah satu persoalan penting yang dicarikan jawabannya oleh Michael Faraday (1791-1867). Hukum faraday pertama tentang tentang elektrolisis menyatakan bahwa “jumlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan besarnya muatan listrik yang melewati suatu elektrolisis”. Hukum kedua tentang elektrolisis menyatakan bahwa : “Sejumlah tertentu arus listrik menghasilkan jumlah ekivalen yang sama dari benda apa saja dalam suatu elektrolisis” (Petrucci, 1985).

Untuk menginduksi arus agar mengalir melewati sel elektrokimia, dan menghasilkan reaksi sel non-spontan, selisih potensial yang diberikan harus melebihi potensial arus-nol sekurang-kurangnya sebesar potensial lebih sel, yaitu jumlah potensial ubin pada kedua elektroda dan penurunan ohm(I x R) yang disebabkan oleh arus yang melewati elektrolit. Potensial tambahan yang diperlukan untuk mencapai laju reaksi yang dapat terdeteksi, mungkin harus besar, jika rapatan arus pertukaran pada elektrodanya kecil. Dengan alas an yang sama, sel galvanu menghasilkan potensial lebih kecil ketimbang pada kondisi arus nol (Atkins, 1990).

C.    Rumusan Masalah

1.      Bagaimana keadaan katode dan anode dalam suatu larutan elektrolisis KI dan CuSO₄?

2.      Reaksi apa yang terjadi pada katode dan anode?

D.    Hipotesa

1.      Pada larutan CuSO₄

·        di anode terjadi penguraian carbon yang menghasilkan H₂O (air)

·        di katode terdapat endapan Cu

2.      pada larutan KI

·        di anode terjadi penguraian I menjadi I₂

·        di katode terjadi reduksi H₂O menghasilkan gas H₂

E.    Alat dan Bahan

·         Alat

-          Statif dan Klem

-          Corong saring

-          Pipa U

-          Kertas lakmus biru dan merah

-          Power supply

-          Elektroda karbon

·         Bahan

-          larutan KI

-          Phenolptalin

-          Larutan CuSO₄

-          amilum

F.      Cara Kerja larutan KI

·         Siapkan Alat dan Bahan

·         Masukkan larutan KI ke dalam pipa U

·         Masukan elektroda karbon yang sudah terpasang dengan power suply, ke dalam larutan

·          Pastikan power supply diberikan arus listrik

·         Diamkan kurang lebih 10 menit

·         Lihat fenomena yang terjadi pada katode dan anode

·         Ambil larutan di katode dan anode dengan pipet bersih

·         Masukan ke tabung reaksi yang sebelumnya telah dimasukan 1 tetes  Phenolptalin

·         Lihat apa yang terjadi dan catat

·         Tambahkan 3 tetes larutan amilum pada anode lalu perubahan warna dicatat

G.   Cara Kerja Larutan CuSO₄

·         Siapkan Alat dan bahan

·         Masukan larutan CuSO₄  ke dalam pipa U

·         Masukan elektroda karbon yang sudah terpasang dengan power suply, ke dalam larutan

·          Pastikan power supply diberikan arus listrik

·         Diamkan selama 10 menit.

·         Lihat fenomena yang terjadi lalu dicatat

·         Masukkan kertas lakmus merah dan biru selama bergantian pada katode dan anode

·         Lihat fenomena yang terjadi lalu  catat

H.   Hasil Pengamatan

F.1 Larutan KI

No	Katode	Anode
1	Terbentuk gelembung gas H2,	Tidak ada gelembung gas, Trjadi penguraian I- menjadi I2
2	OH-yang terbentuk diidentifikasi dengan indikator phenolptalin (PP) menjadi berwarna merah muda.	Saat I2 dicampur amilum warna berubah menjadi hijau kehitaman

F.2 Larutan CuSO₄  

No	Katode	Anode
1	Terjadi pengendapan logam Cu (kuningan kecoklatan)	Terjadi gelembung O2
2	Saat dimasuki lakmus merah maka berubah warna menjadi biru, sedangkan saat dimasuki lakmus biru tetap biru	Saat dimasuki lakmus biru maka berubah merah, sedangkan saat dimasuki lakmus merah tetap merah

I.      Pembahasan

I.1 Pada larutan KI

            Pada Pada praktikum kali ini, yakni elektrolisis KI yang bertujuan untuk mengetahui peristiwa terjadinya reaksi kimia oleh arus listrik. Elektrolisis adalah peristiwa penguraian suatu elektrolit oleh suatu arus listrik. Jika dalam sel volta energi kimia diubah menjadi energi listrik, maka dalam sel elektrolisis yang terjadi adalah sebaliknya, yaitu energi listrik diubah menjadi energi kimia.

 Dengan menghubungkan electrode dengan sumber dari energi luar, dalam praktikum ini yang digunakan adalah power supply, electron dapat dibuat mengalir dalam arah yang berlawanan. Reaksi kimia dalam hal ini adalah reaksi sebaliknya. Dalam reaksi elektrolisis, energi listrik digunakan untuk menghasilkan suatu perubahan kimia yang tidak akan terjadi secara spontan. Jumlah perubahan kimia yang dihasilkan dalam suatu sel elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang melalui sel, seperti yang dinyatakan dalam hukum Faraday dari elektrolisis.

Larutan KI merupakan larutan yang encer, sehingga akan terbentuk di katode reduksi H₂O menjadi OH^- dan gas H₂ dan pada anode akan terbentuk I^- yang teroksidasi menjadi I_2, bisa terlihat dalam reaksi berikut:

            KI_(aq)            K⁺  + I^-

Katode : 2H₂O_(aq)                H_2(g)+ 2OH^-_(aq) + 2e

  Anode  : 2I^- _(aq)                         I₂+ 2e

2H₂O_(aq) + 2I^- _(aq)                    H_2(g) +  I_2(g) + 2OH^-_(aq)

Untuk lebih meyakinkan dalam percobaan ini, pada saat elektrolisis sedang berlangsung, sebelum kedua zat yang tereduksi/teroksidasi bercampur dalam larutan KI dilakukan pemisahan. Pada katode diambil beberapa mL larutan/senyawa hasil elektrolisis untuk selanjutnya dianalisis, begitu pula perlakukan pada anode.           

Di dalam reaksi di katode terjadi gelembung gas . Itu adalah gelembung gas H_2, dari H₂O yang tereduksi.

Selain itu, di katode juga terbentuk OH^-, itu berarti dibutuhkan penambahan Phenoptailin untuk mengetahui reaksi apa itu, dan terbentuklah warna merah muda yang cukup pekat saat penambahan phenoptailin,  ini menandakan bahwa pada larutan ini terjadi reaksi basa.  Pada anode terbentuk I2 dan saat direaksikan dengan amilum warna berubah menjadi hijau kehitaman itu menunjukan bahwa reaksi tersebut merupakan asam.

I.2  Pada Larutan CuSO₄

Pada larutan CuSO₄  yang memakai elektroda carbon, logam Cu mengendap, itu karena dalam katode terjadi reaksi reduksi Cu itu sendiri menjadi Cu yang solid. Dan pada anode terdapat gelembung itu karena pada anode terjadi reaksi oksidasi, dan untuk SO₄^2-  yang merupakan sisa asam oksidasi, yang teroksidasi adalah H₂O.

                                           CuSO4                 Cu ²⁺ _(aq)+ SO₄ ^2-  _(aq) 

                   Reaksi Katode                       : Cu²⁺ _(aq)+2e                      Cu _(s)                                     x2

                   Reaksi Anode                        : 2H2O                               4H⁺ + O_2(g) + 4e          x1

    2Cu²⁺ _(aq) +  2H2O                  2Cu _(s) +4H⁺ + O_2(g)

Dan saat dites dengan kertas lakmus. Lakmus biru saat dimasukkan ke anode warnanya berrubah mejadi merah itu menunjukan bahwa di dalam anode terjadi reaksi asam. Dan sebaliknya saat lakmus merah dimasukkan ke larutan katode maka berubah menjadi biru itu menandakan pada katode terjadi reaksi basa.

J.     Pertanyaan

1.      Zat apa yang terjadi di ruang anode dalam  elektrolisis ?

2.      Ion-ion apa yang berada di ruang katode ?

3.      Tulis Persamaan setengah reaksinya ?

K.  Jawaban

1.      Pada larutan CuSO₄

Anode : 2H2O_(aq)               4H⁺ + O_2(g) + 4e

Larutan air yang teroksidasi menghasilkan 4 asam dan gas Oksigen

Pada larutan KI

                 Anode  : 2I^- _(aq)                    I₂+ 2e

                 Larutan 2I^- beroksidasi menghasilkan leburan I_2(s)

Larutan Air menghasilkan gas hydrogen dan larutan basa

2.      Pada larutan KI

Ion-ion yang terbentuk yaitu Ion 2OH^- (pada katode)

Pada larutan CuSO₄     

Dan endapan 2Cu (katode)

3.      CuSO4

CuSO4                                    Cu ²⁺ _(aq)+ SO₄ ^2-  _(aq) 

  Reaksi Katode                       : Cu²⁺ _(aq)+2e                      Cu _(s)                                     x2

  Reaksi Anode                        : 2H2O_(aq)                           4H⁺ + O_2(g) + 4e          x1

  

                                           2Cu²⁺ _(aq) +  2H2O               2Cu _(s) +4H⁺ + O_2(g)

KI

       KI_(aq)                                         K⁺  + I^-

Katode : 2H₂O_(aq)                H_2(g)+ 2OH^-_(aq) + 2e

  Anode  : 2I^- _(aq)                         I_2(s)+ 2e

2H₂O_(aq) + 2I^- _(aq)                    H_2(g) +  I₂ + 2OH^-_(aq)

L.   Kesimpulan

Dari hasil pengamatan pada praktikum kali ini dapat disimpulkan bahwa dalam peristiwa reaksi kimia oleh arus listrik  atau yang disebut dengan elektrolisis reaksi terjadi pada dua tempat yakni pada katode dan anode. Pada katode terjadi reaksi reduksi pada percobaan larutan KI  yang tereduksi adalah H₂O menjadi gas H_{2 ­} dan OH^- sedangkan pada larutan CuSO₄ yang tereduksi adalah Cu²⁺ menjadi endapan Cu. OH^- dan pada anode terjadi reaksi oksidasi pada percobaan larutan KI yang teroksidasi adalah I^- menjadi I₂ sedangkan pada larutan CuSO₄ yang teroksidasi yaitu H₂O menjadi O₂ dan 4H⁺. Dalam sel elektrolisis yang terjadi adalah energi listrik diubah menjadi energi kimia. Dengan mengalirkan arus listrik ke dalam suatu larutan atau leburan elektrolit, akan diperoleh reaksi redoks yang terjadi dalam sel elektrolisis. Faktor yang menentukan reaksi kimia elektrolisis antara lain konsentrasi (keaktifan) elektrolit yang berbeda ada yang bersifat inert (tak aktif) dan elektoda tak inert. Pada katode jika bersifat inert maka terbentuk gas H_2, jika bersifat non inert maka larutan itu akan mengendap.