7. Diketahui data potensial potensial reduksi standar standar : Sn2+ + 2e → Sn Eo = -0,14 V Cu2+ + 2e → Cu Eo = +0,34 V Pb2+ + 2e → Pb Eo = -0,13 V Ag+ + e → Ag Eo = +0,80 V Notasi sel yang dapat da pat berlangsung spontan adalah..... A. Cu ｜Cu2+ ｜｜Sn2+ ｜Sn B. Pb ｜Pb2+ ｜｜Sn2+ ｜Sn C. Cu ｜Cu2+ ｜｜Pb2+ ｜Pb D. Ag ｜ Ag+ ｜｜Cu2+ ｜Cu E. Cu ｜Cu2+ ｜｜ Ag+ ｜ Ag Reaksi sel dapat berlangsung b erlangsung spontan apabila Eo potensial standar elektroda yang dihasilkan bernilai postif, maka maka jawaban yang paling paling tepat ialah yang E. Mari kita buktikan : Cu ｜Cu2+ ｜｜ Ag+ ｜ Ag Esel = Ereduksi - Eoksidasi Esel = EAg - ECu Esel = 0,80 - 0,34 = 0,46 V Karena nilai Esel yang dihasilkan bernilai positif, maka reaksi tersebut dapat berlangsung spontan ( lalu dibuatkan dalam bentuk notasi sel ) . 1. a. b. c. d. e.
Pada elektrolisis Al2O3 (pengolahan Aluminium) sebanyak 102 kg dihasilkan Al …. (Al = 27, O =16) 102 kg 80 kg 54 kg 30 kg 12 kg Jawaban : C Penyelesaian : Al2O3 102 kg = 102000 gram 1 mol Al2O3 dihasilkan 2 mol Al3+ 1000 mol Al2O3 dihasilkan 2000 mol Al3+ 3e + Al3+ Al 1 mol Al3+ ~ 1 mol Al 2000 molAl3+ ~ 2000 mol Al Jadi yang terjadi = 2000 mol = 2000 x 27 gram = 54.000 gram = 54 kg
2. Logam Mg dapat digunakan sebagai pelindung katodik terhadap logam Fe. sebab Logam Mg letaknya disebelah kanan Fe dalam deret volta. Jawaban : C
Penyelesaian : Logam yang dapat dipakai sebagai pelindung katodik, adalah logam yang bersifat reaktif dari pada yang dilindungi. Logam Mg lebih reaktif dari logam Fe, sebab Mg terletak di sebelah kiri logam Fe dalam deret volta. Deret Volta : K Ba Ca Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu H Ag Pt Au
3. a. b. c. d. e.
Pada elektrolisis seperti gambar di bawah ini persamaan yang menunjukkan reaksi pada elektroda X adalah …. H2O(l) 2H+(ag) + ½O2 + 2eCu2+(ag) + 2e- Cu(s) Cu(s) Cu2+(ag) + 2e2H2O(l) + 2e- H2(g) + 2OH-(ag) 2H2O(l) + O2(l) + 4e- 4OH-(ag) Jawaban : C
Penyelesaian : Reaksi anoda = Cu Cu2+ + 2e Reaksi katoda = 2e + Cu2+ Cu reaksi pada x adalah oksidasi pada anion.
4.
Data tabel E sel dalam volt. Pada tabel berikut harga E sel : Mg/Mg+2//Pb+2/Pb adalah …. a. -2, 21 volt b. -2, 47 volt c. 2, 47 volt d. 2, 21 volt e. 2, 68 volt Jawaban : C Penyelesaian :
5.
Untuk mencegah terjadinya korosi pipa besi yang ditanam dalam tanah, pipa besi dihubungkan dengan logam …. a. Mg b. Li c. Ag d. Pb e. Sn Jawaban : A Penyelesaian : Untuk melindungi besi dari korosi, maka di sekitar besi ditempatkan logam-logam yang memiliki Eo lebih kecil yaitu terletak sebelah kiri dari besi dari deret volta. Deret volta: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg , Al, Mn, Zn, Cr, Fe , Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au.
6.
Diketahui potensial elektroda : Ag- (aq) + e Ag (s) E0 = + 0,80 volt Ln3- (aq) + 3e Ln (s) E0 = -0,34 volt Mn2-(aq)+2e Mg(s) E0 =-2,34 volt Mn2- (aq) + 2e Mn (s) E0 = -1,20 volt Dua setengah sel di bawah ini yang potensialnya paling besar adalah …. A. Mg/Mg2+//Ag+/Ag B. Ag/Ag+//Mg2+Mg C. Mn/Mn2+//Ln3+/Ln D. Mn/Mn2+//Mg2+/ Mn/Mn2+//Mg2+//Mg /Mg
E. Ag/Ag+//Ln2+/Ln Jawaban : A Penyelesaian : Mg Mg2+ + 2e = 2,34 Ag+ + e Ag = 0,80 + 3,14 (paling besar)
7.
8.
Diketahui potensial elektroda : Cr3+(aq) + 3e Cr(s) E° = -0,71 volt Ag+(s) + e Ag(s) E° = +0,80 volt Al3+(aq) + 3e Al(s) E° = -1,66 volt Zn3+(aq) + 2e Zn(s) E° = -0,74 volt Pt2+(aq) + 2e Pt(s) E° = +1,50 volt Reaksi-reaksi yang berlangsung adalah …. A. Zn3+(aq) + Pt(s) Pt2+(aq) + Zn(s) B. Ag(s) + Cr3+(aq) Ag+(s) + Cr(s) C. Al3+(aq) + Cr(s) Al(s) + Cr3+(aq) D. Pt(s) + Ag+(aq) Ag(s) + Pt2+(aq) E. Cr3+(aq) + Al(s) Al3+(aq) + Cr(s) Jawaban : E Penyelesaian : Waktu yang diperlukan untuk melapisi suatu permukaan besi dengan 3,05 gram air seng dalam larutan ion seng yang dialirkan arus listrik sebesar 5 am pere adalah …. (F = 96500, Ar Zn = 65,4) A. 4 menit 2 detik B. 15 menit 15 detik C. 60 menit 0 detik D. 375 menit 2 detik
E. 30 menit 0 detik Jawaban : E Penyelesaian : I = 5 ; V = Valensi seng = 2 Berat = 3,05 3,05
9.
Reaksi yang terjadi pada katode dari elektrolisis larutan Na2SO4 adalah …. A. 2H2O (aq) + 2e 2OH- (aq) + H2 (g) B. 2H+ (aq) + 2e H2 (g) C. Na+ (aq) + e Na (s) D. SO42- (aq) + 2e SO4 (aq) E. 4OH- (aq) 2H2O (aq) + O2 (g) + 4e Jawaban : A Penyelesaian : Na2SO4 2Na+ + SO42Pada katoda : 2H2O + 2e 2OH- + H2 anoda : 2H2O 4H+ + O2 + 4e
10. Pada elektrolisis larutan garam logam alkali atau alkali tanah tidak dihasilkan logamnya karena …. A. sifat oksidatornya lemah B. sifat reduktornya lemah C. garam halidanya mempunyai titik leleh tinggi D. energi ionisasi tinggi dari logam lain
E. ion logamnya tidak mengalami reduksi Jawaban : E Penyelesaian : Pada elektrolisis larutan garam logam Alkali atau Alkali tanah tidak menghasilkan logam sebab : harga E° lebih kecil dari E° air, ion logamnya tidak mengalami reduksi 11. Bila diketahui potensial elektroda standar : Al3+ (aq) + 3e Al (s) E° = -1,76 volt Zn2+ (aq) + 2e Zn (s) E° = -0,76 volt Fe2+ (aq) + 2e Fe (s) E° = -0.44 volt Cu2+ (aq) + 2e Cu (s) E° = +0,34 volt Bagan sel volta yang E° selnya paling besar adalah …. A. Al/Al3+//Zn2+/Zn B. Fe/Fe2+//Al3+/Al C. Zn/Zn2+//Cu2+ /Cu D. Al/Al3+//Cu2+/Cu
E. Al3+/Al//Cu2+/Cu Jawaban : D Penyelesaian :
12. Bila diketahui potensial elektroda standar : Pb2+ (aq) + 2e Pb (s) E° = -0,13 volt Fe2+ (aq) + 2e Fe (s) E° = -0, 44 volt Mg2+ (aq) + 2e Mg (s) E° = -2,34 volt Bagan sel volta yang E° selnya paling besar adalah …. A. Cu(s) + Mg2+(aq) Cu2+(aq) + Mg(s) B. Mg(s) + Cu2+(aq) Mg2+(aq) + Cu(s) C. Pb(s) + Cu2+(aq) Mg2+(aq) + Cu(s) D. Fe(s) + Mg2+(aq) Fe2+(aq) + Mg(s) E. Mg(s) + Pb2+(aq) Mg2+ + Pb(s) Jawaban : B Penyelesaian : 13. Bahan yang digunakan sebagai elektrode pada sel aki (accu) adalah …. A. Pt dan C B. Zn dan C C. Pb dan PbO2 D. Zn dan Cu
E. Pb dan PbO2 Jawaban : E Penyelesaian : Reaksi aksi Pb + PbO2 + H2SO4 Pemakaian PbSO4 + H2O Pengisian
14. Diketahui data potensial standar berikut : Zn2+ (aq) + 2a Zn (s) Eo = 0,76 volt Cu2+ (aq) + 2e Cu (s) Eo = + 0,34 volt Mg2+ (aq) + 2e Mg (s) Eo = – 2,34 volt Cr3+(aq) + 3e Cr (s) Eo = – 0,74 volt
Harga potensial sel (E° sel) yang paling kecil terdapat pada …. A. Zn / Zn2+ (aq) // Cu2+(aq) / Cu B. Zn / Zn2+ (aq) // Cr3+(aq) / Cr C. Mg / Mg2+ (aq) // Cr3+ (aq) / Cr D. Cr / Cr3+ (aq) // Cu2+ (aq) / Cu E. Mg / Mg2+(aq) // Cu2+(aq) / Cu Jawaban : B Penyelesaian : Zn / Zn2+ (aq) // Cr3+(aq) / Cr 15. Berapakah massa logam perak yang diendapkan jika arus listrik sebesar 5 Ampere dialirkan ke dalam larutan AgNO3 selama 2 jam …. (Ar : Ag = 108) A. 24,90 gram B. 29,40 gram C. 40,29 gram D. 42,09 gram
E. 49,20 gram Jawaban : C
6. Larutan CuSO4 dielektrolisis dengan menggunakan arus sebesar 5 A selama 1 jam. Hitunglah massa tembaga yang dihasilkan di katode ? ( Mr = 63,5 ) → Untuk menghitung massa logam yang dihasilkan di katode kita gunakan rumus
berikut :
Ket : e = Massa ekuivalen ( Mr/biloks ) i = Kuat Arus ( A ) t = Waktu ( s ) → Maka massa tembaga yang dihasilkan di katode ialah sebesar :
7. Larutan CrCl3 dielektrolisis dengan menggunakan arus sebesar 100 A selama 5 menit. Hitunglah massa logam yang dihasilkan pada katode ! → Sama seperti soal sebelumnya, untuk mencari massa logam di katode kita
gunakan rumus :
Jadi massa logam yang dihasilkan di katode ialah sebesar 5,38 gram. 8. Hitunglah volume gas O2 dan H2 yang dihasilkan pada elektrolisis larutan asam sulfat bila diketahui arus yang digunakan sebesar 5 A dan dielektrolisis selama 1 jam ! → Untuk mencari volume dari gas yang dihasilkan pada elektrolisis maka rumus
yang kita gunakan ialah sebagai berikut : Pertama kita cari mol elektronya terlebih dahulu
Setelah itu kita cari mol gas dari gas O2 dan H2 dengan cara membandingkan koofesien gas tersebut dengan mol yang dilepaskan pada reaksi reduksi dan oksidasinya.
Maka volume dari gas H2 = Mol x 22,4 = 0,09 x 22,4 = 2,016 L
Maka volume dari gas O2 = Mol x 22,4 = 0,045 x 22,4 = 1,008 L 9. Bila larutan ZnCl2 dielektrolisis dengan menggunakan arus sebesar 10 A selama 1 jam maka : A. Hitunglah massa Zn yang dihasilkan di katode B. Volume gas yang dihasilkan di anode → Untuk mencari massa logam yang mengendap di katode maka kita gunakan
rumus :
→ Sedangkan volume gas yang dihasilkan di anoda ialah sebanyak :
Maka volume yang dihasilkan di anode ialah sebesar = Mol x 22,4 = 0,09 x 22,4 = 2,08 L 10. Larutan ZnCl2 dielektrolisis dengan arus 10 A dan beberapa saat kemudian dihasilkan logam Zn sebanyak 24,24 gr, maka berapa lamakah proses elektrolisis berlangsung ? → Untuk mencari lama waktu elektrolisis kita bisa gunakan rumus sebelumnya yaitu
:
Jadi proses elektrolisis telah berlangsung selama 2 jam.
Soal 1 Tuliskan Reaksi Elektrolisis NaCl larutan elektroda C Soal 2 Tuliskan Reaksi Elektrolisis larutan H 2SO4 elektroda C
Soal 3 Tuliskan Reaksi Elektrolisis larutan Na 2SO4 elektroda C
Soal 4 Tuliskan Reaksi Elektrolisis lelehan KI elektroda C
Soal 5 Tuliskan Reaksi Elektrolisis Lelehan MgCl 2 elektroda C
Adapun Pembahasan Soal Yang Lain Sbb: Soal a Tuliskan Reaksi Elektrolisis Larutan CuSO4 dengan Katoda Fe dan anoda Cu
Soal b Tuliskan Reaksi Elektrolisis Larutan AgNO 3 dengan katoda Fe dan anoda Ag
Soal c Tuliskan Reaksi Elektrolisis Larutan KI dengan elektroda Pt Soal d Tuliskan Reaksi Elektrolisis Larutan Na 2SO4 dengan elektroda Alumunium Soal e Tuliskan Reaksi Elektrolisis Larutan HCl dengan elektroda C
Soal f Tuliskan Reaksi Elektrolisis Larutan NaOH dengan elektroda Pt Soal g Tuliskan Reaksi Elektrolisis Larutan KNO3 dengan elektroda Pt Soal h Tuliskan Reaksi Elektrolisis leburan NaCl dengan elektroda Pt
Contoh Soal 3 Hitunglah massa perak yang dapat dibebaskan oleh arus 10 A yang dialirkan selama 5 menit ke dalam larutan AgNO3 (Ar Ag = 108)
Contoh Soal 4 Alumunium diperoleh dari elektrolisis larutan Al 2O3 . berapakah Alumunium yang dapat diperoleh setiap jam jika digunakan 100 A.
Contoh Soal 5 Sejumlah arus dapat mengendapkan 108 gram perak dari larutan AgNO 3. Jika arus yang sama dialirkan ke dalam NiSO 4. Berapa gram nikel yang dapat diendapkan? ( Ar Ni = 59 Ag = 108 )
Contoh Soal 6 Pada elektrolisis CuSO 4 dihasilkan 25,4 gram endapan Cu pada katoda. Berapa volume gas H 2 pada 00 C tekanan 1 atm, yang dibebaskan pada elektrolisis larutan H 2SO4 encer dengan jumlah arus yang sama ( Ar S = 32 Cu 63,5 O = 16)
Pembahasan Reaksi elektrolisis larutan H 2SO4 Elektrolisis larutan CuSO 4 dengan elektroda C H2SO4(aq) Cu2+(aq) + SO42-(aq) →
Contoh Soal 7 Arus listrik 10 A dialirkan ke dalam larutan CuSO 4 selama 965 detik. Volume gas yang dihasilkan dianoda ( pada 00 C 1 atm) adalah.....
Contoh Soal 8 Pada elektrolisis larutan PbSO 4 dihasilkan gas oksigen di anoda. Jika gas oksigen yang dihasilkan 11,2 l ( dalam STP) maka jumlah arus yang dialirkan adalah....
Soal Sel Elektrolisis dan Hukum Faraday UN 2015 Perhatikan sel elektrolisis berikut ini!
Reaksi yang terjadi di katoda adalah .... A. B. C. D. E.
C( s) + O2( g ) → CO2( g ) K +(aq) + e → K( s) 2H2O(l ) + 2e → H2( g ) + 2OH−(aq) 2I−(aq) → I2( s) + 2e 4OH−(aq) → 2H2O(l ) + O2( g ) + 4e
Pembahasan
Reaksi yang terjadi di katoda hanya bergantung pada jenis logam yang terkandung dalam larutan yang digunakan. Sel elektrolisis di atas menggunakan larutan KI, berarti menggunakan logam K (kalium). Logam K termasuk golongan utama, tepatnya golongan IA. Bila logam yang digunakan adalah logam golongan utama maka pada katoda terjadi reduksi air (H 2O). 2H2O + 2e → H2 + 2OH− Jadi, reaksi yang terjadi di katoda adalah opsi (C) .
Soal Sel Elektrolisis dan Hukum Faraday UN 2013 Proses elektrolisis lelehan NaCl dengan elektroda karbon digunakan arus sebesar 10 ampere selama 30 menit. Massa logam natrium yang diperoleh adalah .... ( Ar Na = 23, Cl = 35,5)
Pembahasan
Meskipun kation yang digunakan (Na +) berasal dari logam golongan utama, tetapi tidak akan terjadi reduksi air karena yang digunakan adalah lelehan (bukan larutan). Logam Na akan dihasilkan di katoda menurut reaksi: Na+ + e → Na Massa endapan logam natrium dapat ditentukan dengan menggunakan hukum I Faraday.
dengan Ar : massa atom relatif Na = 23 i : arus listrik yang digunakan = 10 ampere t : waktu yang dibutuhkan dalam detik = 30 × 60 detik n : koefisien elektron = 1 Dengan memasukkan data-data di atas pada rumus hukum I Faraday diperoleh
Jadi, massa logam natrium yang dihasilkan dari elektrolisis lelehan NaCl tersebut adalah opsi (A).
Soal Sel Elektrolisis dan Hukum Faraday UN 2012 Pada penyepuhan logam besi dengan perak dilakukan elektrolisis selama 2 jam dengan arus 10 A. Jika larutan yang digunakan AgNO3 ( Ar Ag = 108) maka massa perak yang mengendap adalah ….
Pembahasan
Perak akan diendapkan di katoda menurut reaksi: Ag+ + e → Ag Massa perak yang dihasilkan dapat dicari dengan menggunakan hukum I Faraday.
dengan Ar : massa atom relatif Ag =108 i : arus listrik yang digunakan = 10 ampere t : waktu yang dibutuhkan dalam detik = 2 × 60 × 60 detik n : koefisien elektron = 1 Nah, sekarang tinggal memasukkan data-data tersebut pada rumus hukum I Faraday. Diperoleh:
Jadi, massa perak yang mengendap adalah opsi (D).
Soal Sel Elektrolisis dan Hukum Faraday UN 2014 Dalam elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektroda inert dihasilkan 224 ml gas (STP) di anoda. Massa endapan yang didapat di katoda adalah ... ( Ar Cu = 63,5). A. B. C. D. E.
6,35 gram 1,27 gram 0,64 gram 0,32 gram 0,127 gram
Pembahasan
Kita tentukan dulu reaksi yang terjadi di katoda dan anoda. Kation pada larutan CuSO4 adalah Cu2+(bukan logam dari golongan utama) sehingga di katoda terjadi reduksi kation. Sedangkan anionnya, SO 42− (mengandung O) sehingga di anoda terjadi oksidasi air. (1) katoda : Cu2+ + 2e → Cu (2) anoda : 2H2O → 4K + + 4e + O 2 Disebutkan pada soal bahwa di anoda dihasilkan gas 224 ml, berarti yang dimaksud adalah gas oksigen (O2). Sedangkan yang ditanyakan adalah massa endapan di katoda, berarti endapan Cu. Karena diketahui data pada anoda dan ditanyakan data pada katoda maka harus menggunakan hukum II Faraday. mol1 n1 = mol2 n2 (indeks 1 mewakili katoda dan indeks 2 mewakili anoda, n adalah jumlah elektron)
gr Cu = 2 × 10 −2 × 63,5 = 1,27 Jadi, massa endapan Cu yang diperoleh di katoda adalah 1,27 gram (B).
Soal Sel Elektrolisis dan Hukum Faraday UN 2015 Ke dalam 2 sel larutan ZnSO4 dan larutan CuSO4 yang dihubungkan secara seri dialirkan arus listrik ternyata diendapkan 16,25 gram seng. Jika Ar Zn = 65 dan Ar Cu = 63,5 maka banyaknya tembaga yang mengendap adalah .... A. 7,94 gram B. 15,88 gram C. 23,82 gram
D. 31,75 gram E. 39,69 gram
Pembahasan
Adanya kalimat 'dihubungkan secara seri' memberitahukan kepada kita bahwa soal di atas harus diselesaikan dengan hukum II Faraday. Anggap saja indeks (1) mewakili Cu (tembaga) dan indeks (2) mewakili seng (Zn), diperoleh: mol1 n1 = mol2 n2 Sementara itu, valensi Cu sama dengan valensi Zn (sama-sama 2, Cu 2+ dan Zn 2+) sehingga n1 = n2. Diperoleh: mol1 = mol2
gr Cu = ¼ × 63,5 = 15,875 Jadi, banyaknya tembaga (Cu) yang mengendap adalah 15,88 gram ( B).
