Soal Integrasi Sifat Koligatif Larutan dan Elektrolisis

Soal:
Larutan NaCl (α = 1) dalam 500 g air ternyata mendidih pada 102,08 ^oC (K_b air = 0,52 ^oC/molal).
Larutan tersebut kemudian dielektrolisis dengan arus sebesar 0,5 Faraday. Banyaknya ion klorida yang masih terdapat dalam larutan adalah

1. 0,10 mol
2. 0,25 mol
3. 0,50 mol urip.info
4. 0,75 mol
5. 1,25 mol

Sumber soal: Diskusi Grup AGKI @telegram

Pembahasan:
Yang perlu diketahui adalah jumlah ion Cl^– mula-mula. Ion Cl^– mula-mula diperoleh dari peruraian  NaCl dalam air (larutan NaCl). Jumlah NaCl dalam larutan ditentukan berdasarkan data perubahan titik didih larutan NaCl (∆T_b).
Dalam air NaCl terurai seperti reaksi berikut:
NaCl → Na⁺  + Cl^–

Diketahui:
∆T_b = (102,08 – 100)^oC = 2,08 ^oC
K_b air = 0,52 ^oC/molal
i = faktor van Hoff = jumlah ion dalam larutan NaCl = 2 ion
m = n/massa pelarut
n = jumlah NaCl
urip.info
∆T_b = m K_b i
2,08 = (n/0,5) × (0,52 ^oC/molal) × 2
1,04 = n 1,04
n = 1,04 / 1,04
n = 1 mol
∴ NaCl = 1 mol

Berdasarkan perbandingan koefisien zat dalam persamaan reaksi setara:
NaCl → Na⁺  + Cl^–

n ion Cl^– = n NaCl
n ion Cl^– = 1 mol
urip.info
1F = 1 mol elektron
0,5 F = 0,5 mol elektron

Reaksi elektrolisis adalah reaksi oksidasi anion Cl^– yang terjadi:
2Cl^– → Cl₂ + 2e^–
urip.info
Karena hanya menggunakan arus 0,5 F maka ini setara dengan 0,5 mol elektron.

Berdasarkan perbandingan koefisien zat dalam persamaan reaksi setara:
2Cl^– → Cl₂ + 2e^–
n ion Cl^– bereaksi = n elektron
n ion Cl^– bereaksi = 0,5 mol
urip.info
n ion Cl^– tersisa = n ion Cl^– mula-mula  – n ion Cl^– yang bereaksi
n ion Cl^– tersisa = 1 mol – 0,5 mol

n ion Cl^– tersisa = 0,5 mol 

∴ ion Cl^– dalam larutan = 0,5 mol.

Jawaban yang tepat adalah C. urip.info