SOAL Latihan ELEKTROKIMIA dan ELEKTROLISA 1. Tulis persamaan molekul yang seimbang untuk reaksi antara KMnO 4 dan KI dalam larutan basa. Kerangka reaksi ionnya adalah MnO 4 (aq) + I 2 (aq) MnO 4 2 (aq) + IO 3 (aq) 2. Tulis persamaan molekul yang seimbang untuk reaksi antara kromium(iii)hidroksida dan natrium iodat dalam larutan basa. Kerangka reaksi ionnya adalah Cr(OH) 3 (s) + IO 3 (aq) CrO 4 2 (aq) + I 2 (aq) 3. Tuliskan setengah reaksi dari reaksi oksidasi dan reaksi reduksi untuk reaksi redoks di bawah ini yang belum seimbang. (a) Cd(s) + Cu 2+ (aq) Cd 2+ (aq) + Cu(s) (b) Mg(s) + Cr 3+ (aq) Mg 2+ (aq) + Cr(s) (c) Fe 3+ (aq) + Cu + (aq) Fe 2+ (aq) + Cu 2+ (aq) 4. Dalam satu setengah sel dari sel volta, batang grafit dicelupkan ke larutan asam dari K 2 Cr 2 O 7 dan Cr(NO 3 ) 3 ; di setengah-sel lainnya, timah dicelupkan kedalam larutan Sn(NO 3 ) 2. Sebuah jembatan garam KNO 3 menggabungkan kedua setengah-sel. Elektroda timah relatif negatif terhadap grafit. Tuliskan diagram sel, dan setengah-sel seimbang dan persamaan sel dan notasi sel. 5. Dalam satu setengah sel dari sel volta, batang grafit dicelupkan ke larutan asam dari KClO 3 dan KCl; di bagian-sel lainnya, nikel dicelupkan ke dalam larutan Ni(NO 3 ) 2. Sebuah jembatan garam KNO 3
menggabungkan kedua setengah-sel, dan grafit yang relatif positif terhadap nikel. Tuliskan diagram sel, dan seimbangkan setengah-sel dan persamaan sel dan notasi sel. 6. Dalam larutan basa, logam alumunium membentuk ion [Al(OH) 4 ] + dan sebagai logam akan mereduksi ion NO 3 menjadi NH 3. Tuliskan persamaan reaksi yang seimbang untuk reaksi ini, dan buat tahapannya. 7. Seimbangkan kerangka reaksi ionik berikut, dan hitung E o sel untuk menentukan apakah reaksinya spontan: Ag(s) + Cu 2+ (aq) Ag + (aq) + Cu(s) 21.3A 8. Seimbangkan kerangka reaksi ionik berikut, dan hitung E o sel untuk menentukan apakah reaksinya spontan: Cl 2 (g) + Fe 2+ (aq) Cl (aq) + Fe 3+ (aq)
9. Diketahui reaksi di bawah ini, dan dengan potensial standarnya Fe(s) + Cu 2+ (aq, 1 M) Fe 2+ (aq, 1 M) + Cu(s) hitung E sel untuk setengah reaksi sel Fe(s) Fe 2+ (aq) + 2e. E o sel = 0,78 V 10. Sebuah sel volta berdasarkan reaksi antara Br 2 berair dan ion vanadium(iii) memiliki E o sel = 0,73 V: Br 2(aq) + 2V 3+ (aq) + 2H 2O(l) 2VO 2+ (aq) + 4H + (aq) + 2Br (aq) Apakah E o vanadium, adalah potensial elektroda standar untuk reduksi VO 2+ menjadi V 3+? 11. Sebuah sel volta berdasarkan reaksi antara vanadium (III) dan ion nitrat memiliki E o sel = 0,62 V: 3V 3+ (aq) + NO 3 (aq) + H 2 O(l) 3VO 2+ (aq) + NO(g) + 2H + (aq) Gunakan tabel nilai untuk E o vanadium tentukan seperti dalam soal diatas (no 10) untuk menentukan E o nitrat, potensial elektroda standar untuk reduksi NO 3 menjadi NO. 12. (a) Gabungkan pasangan setengah-reaksi yang seimbang (1), (2), dan (3) menjadi tiga reaksi spontan A, B, dan C, dan hitung E o sel untuk masing-masing: (1) Ag 2O(s) + H 2O(l) + 2e 2Ag(s) + 2OH (aq) E o = 0,34 V (2) BrO 3 (aq) + 3H 2 O(l) + 6e Br (aq) + 6OH (aq) E o = 0,61 V (3) Zn(OH) 2 (s) + 2e Zn(s) + 2OH (aq) E o = 1,25 V (b) Buatlah peringkat kekuatan relatif dari oksidator dan pereduksinya.
13. Apakah reaksi berikut spontan seperti yang tertulis? 3Fe 2+ (aq) Fe(s) + 2Fe 3+ (aq) Jika tidak, tuliskan persamaan untuk reaksi spontannya. Hitung E o sel, dan urutkan ketiga spesi besi dalam rangka penurunan kekuatannya sebagai reduktor. 14. Untuk reaksi berikut, mempunyai E o sel = 0,25 V: 2MnO 4 (aq) + 4H 2 O(l) + 3Cu(s) 2MnO 2 (s) + 8OH (aq) + 3Cu 2+ (aq) Hitung K dan ΔG o untuk reaksi ini pada 298,15 K. 15. Ketika logam kadmium mereduksi Cu 2+ dalam larutannya, selain logam tembaga maka Cd 2+ akan terbentuk. Jika diketahui ΔG o reaksi = 143 kj/mol, hitung K pada 25 o C. Berapa E o sel dari sel volta yang menggunakan reaksi ini? 16. Jika diketahui Ksp pada 298 K untuk besi(ii)fluorida adalah 2,4 x 10-6. (a) Tuliskan persamaan setengah reaksi dimana ditambahkan 2 elektron untuk mereduksi FeF 2 (s) dalam air. (b) Jika diketahui potensial reduksi standar dari Fe 2+ = 0,440 V, hitung potensial reduksi standar untuk setengah reaksi di (a).
17. Menggunakan potensial reduksi standar (lihat tabel), tentukan apakah reaksi di bawah ini akan terjadi seperti yang dituliskan? Hg 2+ (aq) + 2I (aq) Hg(l) + I 2 (s). 18. Sebuah sel volta terdiri dari setengah-sel Cr/Cr 2+ dan setengah-sel Sn/Sn 2+, dengan [Sn 2+ ] = 0,20 M dan [Cr 2+ ] = 1,60 M. Gunakan tabel untuk menghitung E sel pada 298,15 K.
19. Perhatikan sel volta berdasarkan reaksi sel berikut: Fe(s) + Cu 2+ (aq) Fe 2+ (aq) + Cu(s) Jika [Cu 2+ ] = 0,30 M, berapakah [Fe 2+ ] untuk meningkatkan E sel sebesar 0,25 V di atas E o sel nya pada 25 o C? 20. Berapakah potensial sel dalam sistem elektrokimia Zn( s ) + Ni 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Ni(s) akan terjadi, jika [Zn 2+ ] = 3,0 M dan [Ni 2+ ] = 0,010 M? 21. Sebuah sel volta terdiri dari dua setengah-sel Ni/Ni 2+. Dalam setengah-sel A, elektrolitnya adalah Ni(NO 3 ) 2 0,015 M; sedangkan setengah-sel B, adalah Ni(NO 3 ) 2 0,40 M. Hitung E sel pada 298,15 K. 22. Sebuah sel volta dibangun menggunakan dua setengah-sel Au/Au 3+. Dalam setengah-sel A, elektrolitnya [Au 3+ ] = 7,0 x 10 4 M, dan setengah-sel B, [Au 3+ ] = 2,5 x 10 2 M. Berapakah E sel, dan yang manakah elektroda negatif?
23. Yang paling ionik dan kurang ionik dari halida alkali secara umum adalah, masing-masing CsF dan LiI. Campuran padat senyawa ini dilebur dan di elektrolisis. Tentukan logam dan bukan logam yang terbentuk pada elektroda, dan tuliskan reaksi sel secara keseluruhan. 24. Sampel AlBr 3 yang terkontaminasi dengan KF dilebur dan di elektrolisis. Tentukan produk yang terjadi pada elektroda, dan tuliskan reaksi sel secara keseluruhan. 25. Perkirakan hasil apa yang terjadi jika terhadap sistem berikut ini dialirkan arus listrik secara langsung ke dalam: (a) lelehan NaBr, (b) larutan NaBr dalam air, dan (c) larutan SnCl 2 dalam air.
26. Gunakan tabel setengah-reaksi untuk menentukan produk apa yang terbentuk pada setiap elektroda ketika larutan timbal(ii)nitrat di elektrolisis. 27. Gunakan tabel setengah-reaksi untuk menentukan produk apa yang akan terbentuk pada masingmasing elektroda jika larutan AuBr 3 berair dielektrolisa. 21.10B 28. Menggunakan arus sebesar 4,75 amper, berapa menit yang dibutuhkan untuk melapisi piring patung dengan 1,50 g Cu dari larutan CuSO 4? 29. Untuk melindunginya dari karat, bagian pipa besi di electrogalvanized dengan 1,25 g seng dari larutan Na 2 Zn(OH) 4 dalam suasana basa. Setengah-reaksinya adalah Zn(OH) 4 2 (aq) + 2e Zn(s) + 4OH (aq). Jika proses dilakukan selama 8,75 menit, berapa besar arus listrik (dalam amper) yang dibutuhkan? 30. Produksi secara komersial, logam natrium dilakukan dengan cara elektrolisa. Sel dioperasikan pada 7,0 V dan besarnya arus 25 x 10 3 A. Hitung massa natrium yang diperoleh dalam waktu 1 jam.
You're Reading a Free Preview
Pages 7 to 12 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 17 to 24 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 8 to 19 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 24 to 29 are not shown in this preview.
Soal No.1 Tulislah reaksi elektrolisis berikut (elektrode grafit) a. Larutan NaCl
b. Larutan H2SO4
c. Larutan Na2SO4 d. Larutan KI
e. Larutan MgCl2
f. Larutan Al2O3
PEMBAHASAN :
a. Elektolisis Larutan NaCl Elektrode C
Reaksi Ionisasi NaCl:
NaCl → Na+ + Cl–
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2H2O + 2e– → 2OH– + H2 (Karena larutan ada H2O)
Anoda : 2Cl– → Cl2 + 2e +
2H2O + 2Cl– → Cl2 + 2OH– + H2
b. Elektolisis Larutan H2SO4 Elektrode C
Reaksi Ionisasi H2SO4:
H2SO4 → 2H+ + SO42-
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2H+ + 2e– → H2 (x2)
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2 (x1) +
2H2O → O2 + 2H2
c. Elektolisis Larutan Na2SO4 Elektrode C
Reaksi Ionisasi Na2SO4:
NaSO4 → 2Na+ + SO42-
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2H2O + 2e– → 2OH– + H2 (Karena larutan ada H2O) (x2)
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2 (x1) +
6H2O → O2 + 2H2 + 4OH– + 4H+
d. Elektolisis Larutan KI Elektrode C
Reaksi Ionisasi KI:
KI → K+ + I–
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2H2O + 2e– → 2OH– + H2 (Karena larutan ada H2O)
Anoda : 2I– → I2 + 2e +
2H2O + 2I– → 2OH– + H2 + I2
e. Elektolisis Lelehan MgCl2 Elektrode C
Reaksi Ionisasi MgCl2:
MgCl2 → Mg2+ + 2Cl–
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: Mg2+ + 2e– → Mg
Anoda : 2Cl– → Cl2 + 2e +
Mg2+ + 2Cl– → Mg + Cl2
f. Elektolisis Lelehan Al2O3 Elektrode C
Reaksi Ionisasi Al2O3:
Al2O3 → 2Al3+ + 3O2-
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2Al3+ + 6e– → 2Al (x2)
Anoda : 6O2- → 3O2 + 12e +
4Al3+ + 6O2- → 4Al + 3O2
Soal No.2
Tulislah reaksi elektrolisis larutan CuSO4 dengan katode Fe dan anode Cu
PEMBAHASAN :
Elektolisis larutan CuSO4
Reaksi Ionisasi CuSO4:
CuSO4 → Cu2+ + SO42-
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: Cu2+ + 2e– → Cu ( Karena Cu lebih mudah mengalami reduksi dibanding Fe)
Anoda : Cu → Cu2+ + 2e + ( Karena Cu merupakan elektrode non inert) +
Cu → Cu
Soal No.3
Tulislah reaksi elektrolisis larutan AgNO3 dengan katode Fe dan anode Ag
PEMBAHASAN :
Elektolisis Lelehan AgNO3
Reaksi Ionisasi AgNO3:
AgNO3 → Ag+ + NO3–
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: Ag+ + e– → Ag ( Karena Ag lebih mudah mengalami reduksi dibanding Fe)
Anoda : Ag → Ag+ + e + ( Karena Ag merupakan elektrode non inert) +
Ag → Ag
LIHAT JUGA : Rangkuman Materi Elektrolisis & Faraday
Soal No.4
Tuliskan reaksi elektrolisis larutan berikut: a. Larutan KI dengan elektrode Pt
b. Larutan Na2SO4 dengan elektrode alumunium
c. Larutan HCl dengan elektrode Cd. Larutan NiSO4 dengan elektrode C
e. Larutan NaOH dengan elektrode Ptf. Larutan KNO3 dengan elektrode Pt
g. Larutan Zn(NO3)2 dengan elektrode Ag
h. Larutan CuSO4 dengan elektrode Cu i. Leburan NaCl dengan elektrode C
j. Leburan Al2O3 dengan elektrode Pt
PEMBAHASAN :
a. Elektolisis Larutan KI Elektrode Pt
Reaksi Ionisasi KI Elektrode Pt:
KI → K+ + I–
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2H2O + 2e– → 2OH– + H2 (Karena larutan ada H2O)
Anoda : 2I– → I2 + 2e +
2H2O + 2I– → 2OH– + H2 + I2
b. Elektolisis Larutan Na2SO4 Elektrode Al
Reaksi Ionisasi Na2SO4:
Na2SO4 → 2Na+ + SO42-
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2H2O + 2e– → 2OH– + H2 (Karena larutan ada H2O) (x3)
Anoda : Al → Al3+ + 3e (Karena Al Elektrode non inert) (x2) +
6H2O + 2Al → 3H2 + 6OH– + 2Al3+
c. Elektolisis Larutan HCl Elektrode C
Reaksi Ionisasi HCl:
HCl → H+ + Cl–
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2H+ + 2e– → H2
Anoda : 2Cl– → Cl2 + 2e +
2H+ + 2Cl– → Cl2 + H2
d. Elektolisis Larutan NiSO4 Elektrode C
Reaksi Ionisasi NiSO4:
NiSO4 → Ni2+ + SO42-
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: Ni2+ + 2e– → Ni (x2)
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2 (x1) +
2Ni2+ + 2H2O → 2Ni + 4H+ + O2
e. Elektolisis Larutan NaOH Elektrode Pt
Reaksi Ionisasi NaOH:
NaOH → Na+ + OH–
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2H2O + 2e– → 2OH– + H2 (Karena larutan ada H2O)
Anoda : 2Cl– → Cl2 + 2e +
Mg2+ + 2Cl– → Mg + Cl2
f. Elektolisis Larutan KNO3 Elektrode Pt
Reaksi Ionisasi KNO3:
KNO3 → K+ + NO3–
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2H2O + 2e– → 2OH– + H2 (Karena larutan ada H2O) (x2)
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2 (x1) +
6H2O → O2 + 2H2 + 2OH– + 2H+
g. Elektolisis Larutan Zn(NO3)2 Elektrode Ag
Reaksi Ionisasi Zn(NO3)2:
Zn(NO3)2 → Zn2+ + 2NO3–
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: Zn2+ + 2e– → Zn (x1)
Anoda : Ag → Ag+ + e (Karena Ag Elektrode non inert) (x2) +
Zn2+ + 2Ag → Zn + 2Ag+
h. Elektolisis larutan CuSO4 Elektrode Cu
Reaksi Ionisasi CuSO4:
CuSO4 → Cu2+ + SO42-
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: Cu2+ + 2e– → Cu
Anoda : Cu → Cu2+ + 2e + ( Karena Cu merupakan elektrode non inert) +
Cu → Cu
i. Elektolisis Leburan NaCl Elektrode C
Reaksi Ionisasi NaCl:
NaCl → Na+ + Cl–
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: Na+ + e– → Na (x2)
Anoda : 2Cl– → Cl2 + 2e (x1) +
2Na+ + 2Cl– → 2Na + Cl2
j. Elektolisis Leburan Al2O3 Elektrode Pt
Reaksi Ionisasi Al2O3:
Al2O3 → 2Al3+ + 3O2-
(Ke Katoda) (Ke Anoda)
Reaksi Elektrolisisnya:
Katoda: 2Al3+ + 6e– → 2Al (x2)
Anoda : 6O2- → 3O2 + 12e +
4Al3+ + 6O2- → 4Al + 3O2
LIHAT JUGA : Video Pembelajaran elektrolisis & Faraday
Soal No.5
Hitunglah massa perak yang dapat dibebaskan oleh arus 10 ampere yang dialirkan selama 5 menit ke dalam larutan AgNO3 (Ar Ag =108)
PEMBAHASAN : Soal ini diselesaikan dengan hukum Faraday I, dengan rumusan:
LIHAT JUGA : Contoh Soal Elektrolisis Bagian II
Soal No.6
Alumunium diperoleh dari elektrolisis lelehan Al2O3. Berapa alumunium dapat diperoleh setiap jam jika digunakan arus 100 ampere
PEMBAHASAN : Soal ini diselesaikan dengan hukum Faraday I, dengan rumusan:
Soal No.7
Sejumlah arus dapat mengendapkan 1,08 gram perak dari larutan perak nitrat (AgNO3). Jika arus yang sama dialirkan ke dalam nikel sulfat (NiSO4), berapa gram nikel dapat diendapkan? (Ar Ni = 59; Ag = 108)
PEMBAHASAN : Soal ini diselesaikan dengan hukum Faraday II karena dua sel elektrolisis menggunakan arus yang sama, dengan rumusan:
diketahui : wAg = 1,08 gram
Soal No.8
Pada elektrolisis larutan CuSO4 dihasilkan 25,4 gram endapan Cu pada katode. Hitunglah volume gas H2 (0 oC, 1 atm) yang dibebaskan pada elektrolisis larutan H2SO4 encer dengan jumlah arus yang sama (Ar Cu = 63,5; O = 16)
PEMBAHASAN :
menentukan jumlah mol elektron dari elektrolisis CuSO4
Reaksi Elektrolisis CuSO4:
CuSO4 → Cu2+ + SO42-
Katoda : Cu2+ + 2e → Cu (x2)
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2
Karena reaksi di katoda dikali 2, maka:
Katoda : 2Cu2+ + 4e → 2Cu
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2 menghitung mol Cu
Menentukan mol H2 dari elektrolisis H2SO4 dengan arus yang sama/mol e sama
Reaksi Elektrolisis H2SO4:
H2SO4 → 2H+ + SO42-
Katoda : 2H+ + 2e → H2 (x2)
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2 Karena reaksi di katoda dikali 2, maka:
Katoda : 4H+ + 4e → 2H2
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2
maka berdasarkan perbandingan koefisien dengan mol e, mol H2:
Volume H2 pada keadaan STP (0 oC, 1 atm):
Soal No.9
Arus sebesar i ampere dapat mengendapkan 2,16 gram perak dari larutan perak nitrat dalam 1 jam. Berapa liter gas oksigen dapat dihasilkan jika arus yang sama dialirkan ke dalam larutan asam sulfat selama 2 jam? (Ar Ag = 108)
PEMBAHASAN :
menentukan jumlah mol elektron dari elektrolisis AgNO3
Reaksi Elektrolisis AgNO3:
AgNO3 → Ag+ + NO3–
Katoda : Ag+ + e → Ag (x4)
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2
Karena reaksi di katoda dikali 4, maka:
Katoda : 4Ag+ + 4e → 4Ag
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2 menghitung mol Ag
Menentukan mol elektron dari elektrolisis H2SO4
Reaksi Elektrolisis H2SO4:
H2SO4 → 2H+ + SO42-
Katoda : 2H+ + 2e → H2 (x2)
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2 Karena reaksi di katoda dikali 2, maka:
Katoda : 4H+ + 4e → 2H2
Anoda : 2H2O → 4H+ + 4e + O2
maka berdasarkan perbandingan koefisien dengan mol e, mol O2:
Volume O2 jika dianggap pada keadaan STP (0 oC, 1 atm):
Soal No.10
Hitunglah massa klorin dan NaOH yang terbentuk dari elektrolisis larutan NaCl jika digunakan arus 10.000 ampere selama 12 jam. (Ar H = 1; O = 16; Na = 23; Cl = 35,5)
PEMBAHASAN : menentukan jumlah mol elektron (t = 12 jam = 43200 s)
Menentukan mol NaOH dan Cl2 dari elektrolisis larutan NaCl Reaksi Elektrolisis NaCl:
NaCl → Na+ + Cl–
Katoda : 2H2O + 2e → 2OH– + H2
Anoda : 2Cl– → Cl2 + 2e
menghitung mol NaOH dari OH– diperoleh dari perbandingan dengan mol e. Karena koefisien elektron dengan OH– sama, maka molnya pun sama. mol NaOH = 4476,68 mol
Menghitung mol Cl2 melalui perbandingan dengan koefisien elektron. Karena koefisien Cl2 1/2 dari koefisien elektron maka mol Cl2 = 1/2 x 4476,68 = 2238,34 mol menghitung massa NaOH Gr = n x Mr = 4476,68 mol x 40 = 179067,2 gram
menghitung massa Cl2
Gr = n x Mr = 2238,34 mol x 71 = 158922,14 gram
Sumber Soal : Kimia Kelas XII Pengarang Michael Purba Penerbit Erlangga