Persen Massa Tembaga dan Besi dari Elektrolisis Pemurnian Tembaga

Berikut ini adalah soal terapan untuk bahasan sel elektrolisis. 
Soal Elektrolisis:
Pada pemurnian tembaga, anggaplah bahwa pengotor hanya besi, perak dan emas. Setelah melewatkan arus 140 A selama 482,5 detik ternyata massa anode berkurang 22,260 gr, sedangkan massa katode bertambah 22,011 gr.
Berapa % massa tembaga dan besi (masing-masing) dalam contoh tembaga yang dimurnikan itu? (Ar Cu = 63,5; Fe= 56; Ag = 108; Au = 196)

Pembahasan Soal:

Kenaikan massa katode hanya karena tembaga yang mengendap. Oleh karena itu, terdapat 22,011 g tembaga dan sisa kotoran dari besi, emas dan perak.

Massa kotoran = 22,26 9 – 22,011 g 
Massa kotoran = 0,249 g

Di anode, hanya tembaga dan besi yang teroksidasi, sementara itu emas dan perak karena keduanya merupakan logam inert maka ia tidak turut bereaksi, keduanya terkumpul di bawah anode dalam bentuk lumpur anodik.

Jadi reaksi oksidasi di anode yang terjadi:

Fe → Fe²⁺ + 2e^–
Cu → Cu²⁺ + 2e^–

Jumlah mol Fe dan Cu (n Fe + n Cu) yang larut dari anode dapat dihitung

n Fe + n Cu = (i × t) / 96500 
n Fe dan Cu = (140 A × 482,52 detik) / (96500 C/mol)
n Fe dan Cu = 0,3500 mol

Penambahan massa pada katode akibat pengendapan Cu = 22,011 g

n Cu = (22,011 g) / (63,5 g/mol)
n Cu = 0,3466 mol

Jadi n Fe = (n Fe + n Cu) – n Cu

n Fe = (0,35 – 0,3466) mol = 0,0034
n Fe = 0,0034 mol

Perhitungan massa Fe (m Fe)

m Fe = n Fe × massa molar Fe
m Fe = 0,0034 mol × 56 g/mol
m Fe = 0,1904 g

Jadi persen masing-masing Fe dan Cu:
% logam = {(m logam)/(massa anode yang melarut)} × 100%

% Fe = 0,1904/22,260 × 100% 
% Fe = 0,855 %

% Cu = 22,011/22,260 × 100% 
% Cu = 98,881 %