Berapa Faraday yang Diperlukan untuk Mereduksi 60 Gram Ion Kalsium Menjadi Logam Kalsium?

Metode elektrolisis sering digunakan dalam pembuatan logam, salah satunya kalsium, dari hasil reduksi ion-ionnya. Salah satu konsep yang fundamental dalam proses ini adalah hukum Faraday. Pertanyaan yang cukup menarik adalah berapa Faraday yang diperlukan untuk mereduksi sejumlah 60 gram ion kalsium menjadi logam kalsium? Langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai berikut.

Menurut Hukum Faraday Pertama, banyaknya substansi yang diperoleh dari proses elektrolisis adalah sebanding dengan jumlah listrik yang melewatinya. Sehingga kita dapat menuliskannya dalam persamaan:

n = Q/F

Di mana:

• n adalah jumlah mol yang direduksi,
• Q adalah jumlah listrik yang melewatinya (dalam coloumb), dan
• F adalah konstanta Faraday (yakni sekitar 96485 Coloumb/mol).

Untuk mengetahui berapa Faraday yang diperlukan, kita perlu menentukan terlebih dahulu jumlah n atau mol ion kalsium yang akan direduksi. Diketahui bahwa bobot molekul kalsium adalah sekitar 40 gram/mol. Bila diberikan sejumlah 60 gram ion kalsium, maka:

n = massa/massa molarn = 60 gram / 40 gram/moln = 1.5 mol

Kemudian, kita dapat menggantikan nilai n ke dalam persamaan hukum Faraday di atas untuk mendapatkan Q:

Q = nFQ = 1.5 mol * 96485 Coloumb/molQ = 144727.5 Coloumb

Lalu, definisi 1 Faraday adalah banyaknya muatan listrik dari 1 mol elektron, yang setara dengan nilai konstanta Faraday. Jadi, untuk mendapatkan berapa Faraday yang diperlukan, kita tinggal membagi Q dengan konstanta Faraday:

Faraday yang diperlukan = Q/FFaraday yang diperlukan = 144727.5 Coloumb / 96485 Coloumb/molFaraday yang diperlukan = 1.5 Faraday

Dengan demikian, untuk mereduksi 60 gram ion kalsium menjadi logam kalsium diperlukan sebanyak 1.5 Faraday.