Saturday, 7 March 2015

Soal dan Pembahasan Hukum Faraday & Stoikiometri Elektrolisis



Kimia Study Center - Contoh soal dan pembahasan tentang perhitungan hukum faraday pada elektrolisis SMA kelas 12 IPA.

Soal No.1
Pada elektrolisis larutan ZnSO4 terjadi reduksi Zn2+ menjadi Zn. Massa ekivalen dari Zn adalah....(Ar Zn = 65)
A. 7,5
B. 13,0
C. 15,0
D. 32,5
E. 65,0

Pembahasan
Zn2+ (aq) + 2e → Zn (s)

Massa ekivalen Zn disini adalah Ar dari Zn  dibagi dengan biloks atau valensinya .

e = Ar / biloks
e = 65 / 2 = 32,5

Soal No.2
Pada elektrolisis leburan Al2O3 terjadi reduksi Al3+ menjadi Al. Tentukan massa ekivalen dari Al (Ar Al = 27)

Pembahasan
Al3+ + 3e → Al

Massa ekivalen Al

e = 27/ 3
e = 9

Soal No.3
Arus sebesar 5 ampere dialirkan selama 1930 sekon ke dalam suatu larutan H2SO4. Tentukan:
a) Jumlah mol elektron yang terlibat
b) Jumlah mol gas oksigen yang terbentuk
c) Volume gas oksigen yang terbentuk (STP)

Pembahasan
Lebih dulu tulis reaksi yang terjadi di anoda sebagai berikut:
2H2O (l) ↔ 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e

a) Jumlah mol elektron
Dengan menggunakan rumus berikut



diperoleh



mol elektron sebanyak 0,1 mol

b) Jumlah mol oksigen
Lihat koefisien elektron yang sudah diketahui jumlah molnya, yaitu 4, sementara koefisien O2 adalah 1. Sehingga jumlah mol oksigen yang terbentuk adalah



c) Volume oksigen yang terbentuk (STP)




Volume yang terbentuk adalah 0,56 liter.

Soal No.4
Arus listrik sebesar 965 mA dialirkan melalui suatu larutan asam selama 5 menit. Banyaknya gas hidrogen yang terbentuk adalah....
A. 3,0 × 10−3 mol
B. 2,5 × 10−3 mol
C. 2,0 × 10−3 mol
D. 1,5 × 10−3 mol
E. 1,0 × 10−3 mol

Pembahasan
Gas hidrogen yang terbentuk berasal dari reduksi ion H+ dengan reaksinya sebagai berikut: 2H+ + 2e → H2

Terlebih dulu menentukan jumlah mol elektronnya



dengan data:
i = 965 mA = 0,965 A
t = 5 menit = 300 sekon

diperoleh jumlah mol elektronnya



Berikutnya, menentukan jumlah mol gas H2 yang terbentuk



Soal No. 5
Proses elektrolisis lelehan NaCl dengan elektroda karbon, digunakan arus sebesar 10 ampere selama 30 menit. Massa logam natrium yang diperoleh adalah....(Ar Na = 23; Cl = 35,5)
A. (23 × 10 × 30 × 60) / (96500)
B. (23 × 10 × 30) / (96500)
C. (58,5 × 10 × 30 × 60) / (96500)
D. (58,5 × 10 × 30) / (96500)
E. (58,8 × 10 × 30 × 60) / (2 × 96500)
Pembahasan
Elektrolisis lelehan NaCl dengan elektroda karbon.
Data soal:
i = 10 A
t = 30 menit = 30 × 60 detik
m Na =................

Dengan menggunakan aplikasi hukum Faraday



dimana e adalah massa ekivalen, i adalah kuat arus dan t adalah waktu dalam sekon. Massa ekivalen dari Na adalah
e = Ar / biloks = 23 / 1 = 23

sehingga massa logam natrium yang diperoleh adalah



Jawaban: A

Soal No. 6
Larutan ZnSO4 dielektrolisis dengan arus listrik 5 ampere selama 10 menit. Bila Ar Zn = 65, endapan Zn yang terbentuk di katoda sebanyak....
A. 0,84 gram
B. 1,01 gram
C. 1,68 gram
D. 2,02 gram
E. 2,34 gram

Pembahasan
Elektrolisis larutan ZnSO4.
Data:
i = 5 A
t = 10 menit = 600 sekon
Ar Zn = 65
m =............

massa ekivalen dari Zn
e = 65 / 2 = 32,5

sehingga massa yang diperoleh adalah



Soal No. 7
Arus listrik sebesar I dialirkan ke dalam suatu sel ion Ag+ (Ar = 108) dan dalam waktu tertentu mengendapkan sebanyak 1,08 gram perak pada katoda. Jika jumlah listrik yang sama dialirkan melalui larutan yang mengandung ion X2+ (Ar = 40), maka jumlah logam X yang diendapkan pada katoda adalah....
A. 0,10 gram
B. 0,20 gram
C. 0,27 gram
D. 0,54 gram
E. 2,16 gram

Pembahasan
Elektrolisis Ag+ dan elektrolisis X2+ dengan menggunakan jumlah arus dan waktu yang sama.
Data:
i1 = i2
t1 = t2
e Ag+ = 108/1 = 108
e X2+ = 40/2 = 20
m Ag+ = 1,08 gram
m X2+ =............

Dari rumus massa m, buat perbandingan, coret komponen rumus yang sama (i, t dan 96500) hingga tersisa:



Masukkan data soalnya



Soal No.8
Sejumlah muatan listrik dialirkan melalui suatu larutan asam akan menghasilkan gas H2 (O°C, 1 atm) sebanyak 3,36 liter. Muatan listrik yang sama dialirkan melalui larutan yang mengandung ion Al3+. Massa aluminium yang diendapkan sebanyak.....(Ar Al = 27)
A. 0,15 gram
B. 0,30 gram
C. 0,54 gram
D. 2,7 gram
E. 5,4 gram

Pembahasan
Mulai dari gas H2 terlebih dulu. Banyaknya mol dari gas ini adalah:
mol H2 = volume/22,4 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol.

Setelah mengetahui jumlah mol gas H2, lihat reaksi yang menghasilkan gas ini, yaitu:
2H+ + 2e → H2

Karena jumlah mol H2 diketahui, bisa dicari juga jumlah mol dari elektron dengan melihat koefisien-koefisien reaksi, yaitu:
mol elektron = ( koef elektron / koef H2 ) × jumlah mol H2
mol elektron = 2/1 × 0,15 mol
mol elektron = 0,3 mol

Elektron sama sejumlah 0,3 mol, ini kemudian digunakan untuk elektrolisis aluminium, untuk menentukan massa endapannya:
m Al = e × jumlah mol elektron
= (Ar / biloks) ×  jumlah mol elektron
27/3 × 0,3
= 2,7 gram
Jawaban : D
Catatan:Kenapa massa ekivalennya langsung dikali saja dengan jumlah mol elektron, karena ( i × t)/96500 pada rumus soal-soal atas, sama dengan jumlah mol elektron. Liat kembali hubungan-hubungannya dari dua rumus berikut:
dan

Soal no. 9
Proses elektrolisis lelehan NaCl dengan elektroda karbon, digunakan arus sebesar 10 ampere selama 30 menit. Massa logam natrium yang diperoleh adalah…..(Ar Na = 23, Cl = 35,5)


Pembahasan
Data:
i = 10 ampere
t = 30 menit = 30 x 60 detik
e = 23/1 = 23
m =.....


Jawaban:
A

0 komentar:

Post a Comment

bagus sangat membatu bagi kami
sering-seringlah enteri file yang baru
kami merasa senang dan bangga atas kebedradaan blog ini