Sebagaimana jumlah pada muatan listrik (Q) itu sama dengan hasil kali dari kuat arus listrik (i) dan juga selang waktu (t),
Q = i × t
Pada massa zat yang dihasilkan selama elektrolisis (G) juga berbanding lurus dari kuat arus listrik (i) dan juga selang waktu (t).
Muatan listrik (Q) yang dipakai pada elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah mol elektron yang terlibat dengan reaksi redoks (ne). Secara eksperimen diperoleh bahwa 1 mol elektron mempunyai sebuah muatan listrik sebesar 96.500 coulomb. Nilai muatan listrik elektron ini dinyatakan sebagai konstanta Faraday (F). Jadi, hubungan tersebut bisa dirumuskan sebagai berikut.
Q = ne × F
Bunyi Hukum Faraday II
“Massa zat yang dihasilkan oleh suatu elektrode selama elektrolisis (G) akan berbanding lurus dengan massa ekivalen zat yang digunakan (Mek).”
Secara matematis, hukum Faraday II ditulis dengan persamaan dibawah ini.
Massa ekivalen zat merupakan massa zat yang jumlah mol setara secara stoikiometri pada 1 mol elektron. Massa ekivalen dalam suatu unsur sama dengan massa atom relatif (Ar) dari unsur tersebut dibagi menggunakan perubahan bilangan oksidasi (biloks) yang dialami pada reaksi elektrolisis.
Berdasarkan dengan konsep stoikiometri dasar terkait hubungan massa (m), jumlah mol (n) dan massa molar (}) sebagai berikut:
akan mendapat persamaan di atas yang merupakan sebuah gabungan oleh kedua hukum Faraday, di mana:
Oleh sebab itu, jika diberikan dengan jumlah muatan listrik yang sama, maka perbandingan massa zat-zat yang dihasilkan juga sama dengan perbandingan massa ekivalennya pada masing-masing zat.
Rumus Faraday (Rumus Hukum Faraday)
Kemudian untuk Rumus Faraday adalah m = (Q/F) (M/z) dan penjelasan lengkapnya ada dibawah ini bahwa
m adalah Massa dari Zat yang dibebaskan atau dihasilkan
Q adalah Total dari Muatan Listrik yang dilewatkan oleh Zat
F adalah tetapan ataupun Konstanta Faraday
M adalah Massa Molar dari Zat
z adalah bilangan dari valensi ion Zat (Elektron yg ditransfer per ion).
Perlu kalian ketahui bahwa didalam Hukum Faraday Pertama dinyatakan bahwa M, F dan z merupakan Konstan sehingga semakin besar nilai Q maka m juga semakin besar. Sedangkan didalam Hukum Faraday Kedua menyatakan bahwa Q, F dan z merupakan Konstan sehingga semakin besar M/z (Massa Ekivalen) maka m juga akan semakin besar.
Contoh Soal Hukum Faraday dan Jawabannya
1. Sebuah benda logam yang dilapisi oleh Tembaga ditempatkan didlm sebuah larutan CuSO4. Pertanyaannya adalah berapakah Massa Tembaga yg dihasilkan jika arus 0,22 A tersebut mengalir melalui Sel selama hampir 1.5 Jam (90 Menit) ????
Jawabannya
Muatan Listirk yang dilewati oleh Sel adalah
(0,22 A) x (5400 detik) = 1200 C
atau bisa ditulis dengan
(1200 C) + (96599 cF´¹) = o,012 F
Karena Reduksi 1 Mol Ion CU² memerlukan penambahan 2 Mol Elektron, maka Massa Cu yang dihasilkan adalah sebagai berikut
(63,54 g mol¹) (0,5 mol Cu/F) (0,012 F) = 0,39 g tembaga.
Sehingga jawaban dari pertanyaan Berapa Massa Tembaga dari Contoh Soal Rumus Faraday diatas adalah sebesar 0,39 g tembaga.
2. Sejumlah arus bisa mengendapkan 1,56 gram perak dari suatu larutan AgNO3. Jika arus yang sama dialirkan selama waktu yang sama juga pada lelehan AlCl3, berapa gram aluminium yang bisa diendapkan? jawab (Ar Ag = 108; Al = 27)
Jawab:
Massa Al bisa dihitung menggunakan rumus:
Diketahui GAg = 1,56 g
Setengah dari reaksi reduksi Al dan Ag yaitu:
Al3+ + 3e− → Al, sehingga .
Ag+ + e− → Ag, sehingga .
Jadi, .