Soal #1 Hitunglah massa tembaga yang diendapkan di katode pada elektrolisis larutan CuSO4 menggunakan muatan listrik sebesar 0,5 F! Ingat 1 F = 96.500 C/mol, Ar Cu = 64. Pembahasan Soal #1: Larutan CuSO4 terurai menurut persamaan berikut: CuSO4 → Cu2+ + SO42– Katoda (reduksi kation): Cu2+ + 2e– → Cu Diketahui dari soal bahwa F = 0,5 Faraday Massa ekuivalen (e) Cu = Ar Cu : muatan Cu = 64 : 2 = 32 g Jadi massa Cu → w = e.F = 32 × 0,5 = 16 g Soal #2 Berapakah banyaknya gas hidrogen yang terbentuk dari elektrolisis larutan asam selama 5 menit dengan menggunakan arus listrik sebesar 965 mA? (1 F = 96.500 C/mol) Pembahasan Soal #2: Larutan asam mengandung kation H+ Katoda (reduksi kation): 2H+ + 2e– → H2 1 F = 96500 C/mol → 1 mol elektron = 96500 C t = 5 menit × 60 detik/menit = 300 detik i = 965 mA = 965 mA × 1 A/1000 mA = 0,965 A q = i × t = 0,965 A × 300 detik = 289,5 CJumlah mol e– = 289,5 C : 96500 C/mol = 3×10–3 mol Perbandingan jumlah zat = perbandingan koefisien zat→ jumlah mol H2 : jumlah mol e– = koefisien H2 : koefisien e– → jumlah mol H2 : 3×10–3 mol = 1 : 2 → jumlah mol H2 = ½ × 3×10–3 mol → jumlah mol H2 = 1,5 ×10–3 mol Soal #3 Bila ke dalam larutan NiSO4 dialirkan listrik sebesar 0,1 F dan Ar Ni = 59, maka di katode akan diperoleh logam Ni berapa gram? Pembahasan Soal #3: Larutan NiSO4 terurai menurut persamaan berikut: NiSO4 → Ni2+ + SO42– Katoda (reduksi kation): Ni2+ + 2e– → Ni Diketahui dari soal bahwa muatan listrik (F) = 0,1 Faraday Massa ekuivalen (e) Ni = Ar Ni : muatan Ni = 59 : 2 = 29,5 g Jadi massa Ni → w = e.F = 29,5 × 0,1 = 2,95 g
Soal #4 Pembahasan Soal #4: Elektolisis larutan Cu(NO3)2 : Katoda : 2Cu2+ + 4e ⟶ 2Cu Anoda : 2H2O ⟶ 4H+ + O2 + 4e 2Cu2+ + 2H2O ⟶ 2Cu + 4H+ + O2 Jumlah Cu yang diendapkan dengan massa 1,27 gram = 1,27 g : 63,5 g/mol = 0,02 mol Cu Perbandingan koefisien = perbandingan jumlah mol Koefisien Cu : Koefisien O2 = jumlah Cu : jumlah O2 2 : 1 = 0,02 mol : jumlah O2 Jumlah O2 = ½ × 0,02 mol = 0,01 mol Karena volume gas diukur pada keadaan STP maka volume O2 = 0,01 mol × 22,4 L/mol = 0,224 L Soal #5 Dalam elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektroda inert, dihasilkan 224 mL gas (STP) di anode, massa endapan yang didapat di katoda adalah ..... (Ar Cu 63,5) Pembahasan Soal #5: Elektolisis larutan CuSO4: Katoda : 2Cu2+ + 4e ⟶ 2Cu Anoda : 2H2O ⟶ 4H+ + O2 + 4e 2Cu2+ + 2H2O ⟶ 2Cu + 4H+ + O2 Karena gas O2 yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka jumlah mol O2 = 0,224 L : 22,4 L/mol = 0,01 mol Berdasarkan perbandingan koefisien = perbandingan mol maka jumlah mol Cu = 2 × jumlah mol O2 jumlah mol Cu = 2 × 0,01 mol jumlah mol Cu = 0,02 mol Jadi massa Cu yang mengendap = 0,02 mol x 63,5 g/mol = 1,27 g Soal #6 Dalam elektrolisis larutan LSO4 dengan elektrode inert, dihasilkan 448 mL gas di anode (STP), dan 2,56 gram endapan logam L di katoda Ar L adalah ..... Pembahasan Soal #6: Elektolisis larutan LSO4 : Katoda : 2L2+ + 4e ⟶ 2L Anoda : 2H2O ⟶ 4H+ + O2 + 4e 2L2+ + 2H2O ⟶ 2L + 4H+ + O2 Karena gas O2 yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka jumlah mol gas O2 yang dihasilkan = 0,448 L : 22,4 L/mol = 0,02 mol Berdasarkan perbandingan koefisien = perbandingan mol maka jumlah mol L = 2 × jumlah mol O2 jumlah mol L = 2 × 0,02 mol jumlah mol L = 0,04 mol Massa molar L = massa endapan L : mol L = 2,56 g : 0,04 mol = 64 g/mol Jadi Ar L = 64. Soal #7 Fluorin dapat diperoleh dari elektrolisis leburan KHF2, sesuai dengan reaksi, HF2– ⟶ HF + ½ F2 + e. Waktu yang diperlukan untuk memperoleh 23,2 liter F2 (pada 0oC, 1 atm) dengan arus 10 ampere adalah .... (Ar F = 19) Pembahasan Soal #7: Karena gas F2 yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka Jumlah mol F2 = 23,2 L : 22,4 L/mol = 1,036 mol Jumlah mol elektron = 2 × mol F2 Jumlah mol elektron = 2 × 1,036 mol = 2,072 mol Jumlah mol elektron = (i × t) : 96500 2,072 mol = (10 ampere × t) : 96500 t = (2,072 × 96.500) : 10 t = 19994,8 detik = 333,25 menit ≈ 333 menit Soal #8 Fluorin dapat diperoleh dari elektrolisis leburan KHF2, sesuai persamaan reaksi, HF2– ⟶ HF + ½ F2 + e. Jika arus listrik yang digunakan 20 A selama 30 menit, volume gas fluorin yang dihasilkan adalah .... (diukur pada 0oC, 1 atm) Ar F = 19. Pembahasan Soal #8: Jumlah mol elektron = (20 × 30 × 60) : 96500 Jumlah mol elektron = 0,373 mol Karena gas F2 yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka Jumlah mol F2 = ½ × jumlah mol elektron Jumlah mol F2 = ½ × 0,373 mol = 0,1865 mol Volume F2 = 0,1865 mol × 22,4 L/mol = 4,18 L Soal #9 Fluorin dapat diperoleh dari elektrolisis leburan KHF2, sesuai persamaan reaksi, HF2– ⟶ HF + ½ F2 + e. Untuk menghasilkan gas fluorin sebanyak 2,24 liter (STP), muatan listrik yang diperlukan adalah .... (1F = 96500C) Pembahasan Soal #9: Karena gas F2 yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka jumlah mol F2 = 2,24 L : 22,4 L = 0,1 mol Jumlah mol elektron = 2 × mol F2 Jumlah mol elektron = 2 × 0,1 mol = 0,2 mol Muatan listrik = 0,2 mol × 96500 C/mol = 19.300 C Soal #10 Dalam elektrolisis, sejumlah 3,28 gram Cu (Ar Cu = 63,5) diendapkan di katoda yang tersusun atas larutan Cu2+ (aq) dengan elektroda inert. Jika jumlah listrik yang digunakan sama, volume gas H2 yang dihasilkan dari elektrolisis larutan H2SO4 encer pada 27 oC, 760 mmHg adalah .... (R = 0,08) Pembahasan Soal #10: Elektrolisis larutan Cu2+ Katoda : Cu2+ + 2e ⟶ Cu Elektrolisis larutan H2SO4 Katoda : 2H+ + 2e ⟶ H2 Jumlah mol Cu yang diendapkan = 3,28 g : 63,5 g/mol = 0,05165 mol Karena jumlah listrik yang digunakan sama dan elektron yang ditangkap juga sebanding maka jumlah mol gas H2 sama dengan jumlah mol Cu yaitu sebesar 0,05165 mol. V = (nRT):PV = (0,05165 × 0,08 × 300) : 1 V = 1,24 L Dalam: kimia Anda Juga Bisa Baca
Berikut ini pembahasan soal tentang elektrolisis dan Hukum Faraday dengan menggunakan variabel muatan, kuat arus, waktu elektrolisis, massa zat yang mengendap, volume gas yang dihasilkan untuk keadaan STP dan RTP. Bila krang jelas bisa menyimak penjelasan memalui video yang tersedia pada setiap nomor.
Soal #1 Hitunglah massa tembaga yang diendapkan di katode pada elektrolisis larutan CuSO4 menggunakan muatan listrik sebesar 0,5 F! Ingat 1 F = 96.500 C/mol, Ar Cu = 64. Pembahasan Soal #1: Larutan CuSO4 terurai menurut persamaan berikut: CuSO4 → Cu2+ + SO42– Katode (reduksi kation): Cu2+ + 2e– → Cu Diketahui dari soal bahwa F = 0,5 Faraday Massa ekuivalen (e) Cu = Ar Cu : muatan Cu = 64 : 2 = 32 g Jadi massa Cu → w = e.F = 32 × 0,5 = 16 g
Soal #2 Berapakah banyaknya gas hidrogen yang terbentuk dari elektrolisis larutan asam selama 5 menit dengan menggunakan arus listrik sebesar 965 mA? (1 F = 96.500 C/mol) Pembahasan Soal #2: Larutan asam mengandung kation H+ Katode (reduksi kation): 2H+ + 2e– → H2 1 F = 96500 C/mol → 1 mol elektron = 96500 C t = 5 menit × 60 detik/menit = 300 detik i = 965 mA = 965 mA × 1 A/1000 mA = 0,965 A q = i × t = 0,965 A × 300 detik = 289,5 CJumlah mol e– = 289,5 C : 96500 C/mol = 3×10–3 mol Perbandingan jumlah zat = perbandingan koefisien zat→ jumlah mol H2 : jumlah mol e– = koefisien H2 : koefisien e– → jumlah mol H2 : 3×10–3 mol = 1 : 2 → jumlah mol H2 = ½ × 3×10–3 mol → jumlah mol H2 = 1,5 ×10–3 mol
Soal #3 Bila ke dalam larutan NiSO4 dialirkan listrik sebesar 0,1 F dan Ar Ni = 59, maka di katode akan diperoleh logam Ni berapa gram? Pembahasan Soal #3: Larutan NiSO4 terurai menurut persamaan berikut: NiSO4 → Ni2+ + SO42– Katode (reduksi kation): Ni2+ + 2e– → Ni Diketahui dari soal bahwa muatan listrik (F) = 0,1 Faraday Massa ekuivalen (e) Ni = Ar Ni : muatan Ni = 59 : 2 = 29,5 g Jadi massa Ni → w = e.F = 29,5 × 0,1 = 2,95 g
Soal #4 Pembahasan Soal #4: Elektolisis larutan Cu(NO3)2 : Katode : 2Cu2+ + 4e ⟶ 2Cu Anode : 2H2O ⟶ 4H+ + O2 + 4e 2Cu2+ + 2H2O ⟶ 2Cu + 4H+ + O2 Jumlah Cu yang diendapkan dengan massa 1,27 gram = 1,27 g : 63,5 g/mol = 0,02 mol Cu Perbandingan koefisien = perbandingan jumlah mol Koefisien Cu : Koefisien O2 = jumlah Cu : jumlah O2 2 : 1 = 0,02 mol : jumlah O2 Jumlah O2 = ½ × 0,02 mol = 0,01 mol Karena volume gas diukur pada keadaan STP maka volume O2 = 0,01 mol × 22,4 L/mol = 0,224 L
Soal #5 Dalam elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektroda inert, dihasilkan 224 mL gas (STP) di anode, massa endapan yang didapat di katoda adalah ..... (Ar Cu 63,5) Pembahasan Soal #5: Elektolisis larutan CuSO4: Katode : 2Cu2+ + 4e ⟶ 2Cu Anode : 2H2O ⟶ 4H+ + O2 + 4e 2Cu2+ + 2H2O ⟶ 2Cu + 4H+ + O2 Karena gas O2 yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka jumlah mol O2 = 0,224 L : 22,4 L/mol = 0,01 mol Berdasarkan perbandingan koefisien = perbandingan mol maka jumlah mol Cu = 2 × jumlah mol O2 jumlah mol Cu = 2 × 0,01 mol jumlah mol Cu = 0,02 mol Jadi massa Cu yang mengendap = 0,02 mol x 63,5 g/mol = 1,27 g
Soal #6 Dalam elektrolisis larutan LSO4 dengan elektrode inert, dihasilkan 448 mL gas di anode (STP), dan 2,56 gram endapan logam L di katoda Ar L adalah ..... Pembahasan Soal #6: Elektrolisis larutan LSO4 : Katode : 2L2+ + 4e ⟶ 2L Anode : 2H2O ⟶ 4H+ + O2 + 4e 2L2+ + 2H2O ⟶ 2L + 4H+ + O2 Karena gas O2 yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka jumlah mol gas O2 yang dihasilkan = 0,448 L : 22,4 L/mol = 0,02 mol Berdasarkan perbandingan koefisien = perbandingan mol maka jumlah mol L = 2 × jumlah mol O2 jumlah mol L = 2 × 0,02 mol jumlah mol L = 0,04 mol Massa molar L = massa endapan L : mol L = 2,56 g : 0,04 mol = 64 g/mol Jadi Ar L = 64.
Soal #7 Fluorin dapat diperoleh dari elektrolisis leburan KHF2, sesuai dengan reaksi, HF2– ⟶ HF + ½ F2 + e. Waktu yang diperlukan untuk memperoleh 26,88 liter F2 (pada 0oC, 1 atm) dengan arus 10 ampere adalah .... (Ar F = 19) Pembahasan Soal #7: Karena gas F2 yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka Jumlah mol F2 = 26,88 L : 22,4 L/mol = 1,2 mol Jumlah mol elektron = 2 × mol F2 Jumlah mol elektron = 2 × 1,2 mol = 2,4 mol Jumlah mol elektron = (i × t) : 96500 2,4 mol = (10 ampere × t) : 96500 t = (2,4 × 96.500) : 10 t = 23.160 detik = 386 menit
Soal #8 Fluorin dapat diperoleh dari elektrolisis leburan KHF2, sesuai persamaan reaksi, HF2– ⟶ HF + ½ F2 + e. Jika arus listrik yang digunakan 20 A selama 29 menit, volume gas fluorin yang dihasilkan adalah .... (diukur pada 0oC, 1 atm) Ar F = 19. Pembahasan Soal #8: Jumlah mol elektron = (20 × 29 × 60) : 96500 Jumlah mol elektron = 0,36 mol Karena gas F2 yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka Jumlah mol F2 = ½ × jumlah mol elektron Jumlah mol F2 = ½ × 0,36 mol = 0,18 mol Volume F2 = 0,18 mol × 22,4 L/mol = 4,02 L
Soal #9 Fluorin dapat diperoleh dari elektrolisis leburan KHF2, sesuai persamaan reaksi, HF2– ⟶ HF + ½ F2 + e. Untuk menghasilkan gas fluorin sebanyak 2,24 liter (STP), muatan listrik yang diperlukan adalah .... (1F = 96500C) Pembahasan Soal #9: Karena gas F2 yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka jumlah mol F2 = 2,24 L : 22,4 L = 0,1 mol Jumlah mol elektron = 2 × mol F2 Jumlah mol elektron = 2 × 0,1 mol = 0,2 mol Muatan listrik = 0,2 mol × 96500 C/mol = 19.300 C
Soal #10 Dalam elektrolisis, sejumlah 3,18 gram Cu (Ar Cu = 63,5) diendapkan di katoda yang tersusun atas larutan Cu2+(aq) dengan elektroda inert. Jika jumlah listrik yang digunakan sama, volume gas H2 yang dihasilkan dari elektrolisis larutan H2SO4 encer pada 27 oC, 760 mmHg adalah .... (R = 0,08) Pembahasan Soal #10: Elektrolisis larutan Cu2+ Katode : Cu2+ + 2e ⟶ Cu Elektrolisis larutan H2SO4 Katode : 2H+ + 2e ⟶ H2 Jumlah mol Cu yang diendapkan = 3,18 g : 63,5 g/mol = 0,050 mol Karena jumlah listrik yang digunakan sama dan elektron yang ditangkap juga sebanding maka jumlah mol gas H2 sama dengan jumlah mol Cu yaitu sebesar 0,05165 mol. V = (nRT):PV = (0,050 × 0,08 × 300) : 1 V = 1,20 L CMIIW |