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 C
Jumlah 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
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):P
V = (0,050 × 0,08 × 300) : 1
V = 1,20 L
CMIIW
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 C
Jumlah 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
Dalam elektrolisis larutan Cu(NO3)2 dengan elektroda inert, 1,27 gram Cu (Ar Cu 63,5) diendapkan, volume gas yang dihasilkan di anode pada 1 atm, 0 oC adalah ....
Dalam elektrolisis larutan Cu(NO3)2 dengan elektroda inert, 1,27 gram Cu (Ar Cu 63,5) diendapkan, volume gas yang dihasilkan di anode pada 1 atm, 0 oC adalah ....
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):P
V = (0,050 × 0,08 × 300) : 1
V = 1,20 L
CMIIW
terimakasih! sangat membantu ^^
BalasHapus