Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal Hukum Faraday

Hukum Faraday adalah salah satu prinsip dasar dalam elektromagnetisme yang ditemukan oleh ilmuwan Inggris bernama Michael Faraday. Hukum ini menyatakan bahwa perubahan medan magnet di sekitar suatu kumparan kawat akan menginduksi arus listrik dalam kawat tersebut.

Hukum Faraday dinyatakan dalam dua bentuk utama, yakni Hukum Faraday Induksi Elektromagnetik dan Hukum Faraday Induksi Elektromagnetik Lenz.

Hukum Faraday merupakan prinsip yang sangat penting dalam ilmu elektromagnetisme dan memainkan peran sentral dalam perkembangan teknologi modern dan pemahaman manusia tentang interaksi antara medan magnetik dan arus listrik.

Circuit breaker di SUTET Muara Tawar, Bekasi, Jawa Barat. (Kementerian BUMN)

Rumus Hukum Faraday

Hukum Faraday dibagi menjadi dua, yaitu hukum Faraday 1 dan hukum Faraday 2. Kedua hukum ini memiliki bunyi dan rumus yang berbeda, antara lain sebagai berikut.

1. Rumus Hukum Faraday 1

Bunyi hukum Faraday 1:

“Massa zat yang dilepaskan selama elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan”

Berdasarkan bunyinya, rumus hukum Faraday 1 dapat dituliskan sebagai berikut.

G ≈ Q atau G ≈ it

Keterangan:

G = massa yang dihasilkan pada elektrolisis (gram)

i = arus listrik (ampere)

t = waktu (detik)

Q = muatan listrik dalam sel (Coulomb)

2. Rumus Hukum Faraday 2

Bunyi hukum Faraday II:

“Massa zat yang dilepaskan pada elektrolisis berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat itu”

Berdasarkan bunyi hukum Faraday 2 tersebut, maka rumusnya adalah:

Keterangan:

ME = massa ekivalen

x = jumlah elektron yang diterima atau dilepaskan

Jika rumus hukum Faraday 1 dan 2 ini digabungkan, maka akan diperoleh rumus baru, yaitu:

G = k . i . t . ME

Keterangan:

k = tetapan/faktor pembanding

Faraday menemukan bahwa harga faktor pembanding ini adalah 1/96.500, sehingga rumus di atas dapat dituliskan sebagai berikut.

di mana :

G = massa yang dihasilkan pada elektrolisis (gram)

i = arus listrik (ampere)

t = waktu (detik)

ME = massa ekivalen

Ar = massa atom relatif

x = jumlah elektron yang diterima atau dilepaskan

Contoh Soal Hukum Faraday

Berikut ini sepuluh contoh soal hukum Faraday dari berbagai sumber yang bisa dipelajari agar paham cara menerapkan rumusnya dengan baik dan benar.

Contoh Soal 1

Hitunglah massa tembaga yang dihasilkan jika arus listrik sebesar 10 ampere dialirkan selama 9.500 detik ke dalam larutan C_uSO₄ (Ar Cu= 63,5)!

Pembahasan

Reaksi pengendapan Cu:

Cu²⁺_(aq) + 2e → Cu_(s)

Maka, massa Cu yang dihasilkan adalah:

Jadi, massa tembaga yang dihasilkan adalah sebesar 31,75 gram.

Contoh Soal 2

Apabila dalam rangkaian di atas membentuk endapan Cu sebesar 5 gram, maka berapa Ag yang mengendap pada elektrode? (Cu = 63,5, Ag= 108).

Jawab:

Untuk menghitung massa Ag, wag menggunakan rumus yang sudah disediakan pada gambar di atas di mana ME = Ar / biloks. Sementara diketahui bahwa Cu, wcu = 5 gram. Untuk menghitung MEcu dan MEag harus menuliskan dulu reaksi reduksi Cu dan Ag seperti gambar di bawah ini.