Dalam suatu proses elektrolisis asam sulfat encer terjadi 2,24dm3 gas hidrogen (stp). jika jumlah muatan listrik yang sama di alirkan ke dalam larutan perak nit

Pada elektrolisis larutan asam sulfat encer terjadi 2,24dm³ gas hidrogen (STP). jika jumlah muatan yg sama dialirkan ke dalam larutan perak nitrat (Ag = 108), maka banyaknya perak nitrat yang di endapkan adalah 21,6 gram.

Pembahasan

Sel Elektrolisis

Elektrolisis merupakan kebalikan dari sel volta, yaitu menghasilkan arus listrik searah melalui reaksi redoks tak spontan. Pada proses elektrolisis mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Pada sel elektrolisis,

1. Katode sebagai elektrode negatif yang mengalami reaksi reduksi (penerimaan elektron)

2. Anode sebagai elektrode positif yang mengalami reaksi oksidasi (pelepasan elektron)

KNAP

Katode : Negatif

Anode : Positif

Sel Elektrolisis  Bentuk Larutan

1. Reaksi Pada Katode

Reaksi pada katode bergantung pada jenis kationnya.

a. Jika kation berasal dari Ion hidrogen (H+) maka

Ion hidrogen akan direduksi menjadi gas hidrogen.

Reaksi: 2 H+(aq) + 2 e → H2 (g)

b. Jika Ion-ion logam alkali/alkali tanah Al, Mn, seperti Li+, K+, Na+, Ba2+, Sr2+, dan Ca2+ tidak mengalami reduksi, tetapi air yang akan tereduksi hal ini dikarenakan Eo reduksi H2O > Eo logam logam alkali/alkali tanah Al, Mn.

Reaksi: H₂O(l) + 2e → H₂(g) + 2 OH⁻(aq)

c. Jika Ion-ion logam selain alkali/alkali tanah, seperti Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ akan mengalami reduksi menjadi logam.

Mn+ + n e → M

2. Reaksi Pada Anode

Reaksi pada anode bergantung pada jenis anion dan elektrode yang digunakan.

Bila Elektorde yang digunakan adalah Elektrode Inert  (C, Pt dan Au), maka :

a. Jika Ion hidroksida (OH–) akan teroksidasi menjadi H2O dan O2.

Reaksinya: 4 OH–(aq) → 2 H2O(l) + O2(g) + 4 e

b. Ion sisa asam yang tidak mengandung oksigen, seperti Cl–, Br–, I– akan teroksidasi menjadi gasnya Cl2, Br2, I2.

Reaksi : 2 X– → X2 + 2 e

c. Ion sisa asam yaitu asam yang mengandung oksigen, seperti SO42–, NO3–, PO43– maka tidak akan teroksidasi dan yang teroksidasi adalah air. Hal ini karena Eo oksidasi H2O > Eo oksidasi ion sisa asam yang mengandung oksigen.

Reaksi: 2 H2O(l) → 4 H+(aq) + O2(g) + 4 e

d. Bila Elektrode yang digunakan bukan elektrode inert (sukar bereaksi) maka elektrode akan mengalami oksidasi menjadi ionnya.

Reaksi : L (s) -> Ln+ (aq) + ne

Faraday mengungkapkan bahwa besarnya zat yang beraksi pada sel elektrolisis dapat ditentukan berdasarkan jumlah muatan listrik yang digunakan dalam kurun waktu tertentu.

Hukum Faraday I

Massa zat yang dihasilkan pada proses elektrolisis akan berbanding lurus dengan muatan listrik yang digunakan dalam percobaan tersebut.

1 F = 1 mol elektron = 96500 Coulomb

Rumus :

W = e x F

W = e x [tex]\frac{Q}{96500}[/tex]

W = e x [tex]\frac{I~x~t}{96500}[/tex]

Hukum Faraday II

[tex]W_{1}[/tex] : [tex]W_{2}[/tex] = [tex]e_{1}[/tex] : [tex]e_{2}[/tex]

dengan,

W = massa (gram)

Q = muatan listrik (Coulomb)

e = Ar/jumlah ion

I = kuat arus (A)

t = waktu (detik)

Jawab :

Larutan H₂SO₄ dengan elektrode inert

Reaksi ionisasi :

H₂SO₄ ---> 2H⁺ (aq) + SO₄²⁻ (aq)

                   kation       anion

Volume (STP) H₂ = 2,24 Liter , maka mol gas H₂ adalah

V (STP) H₂ = n x 22,4

n H₂ = [tex]\frac{V}{22,4}[/tex]

n H₂ = [tex]\frac{2,24}{22,4}[/tex]

n H₂ = 0,1 mol

Reaksi di katode bergantung pada jenis kation larutan, dari reaksi ionisasi larutan H₂SO₄ yang merupakan kationnya dalah H⁺, maka ion hidrogen akan direduksi menjadi gas hidrogen.

Reaksi: 2 H⁺ (aq) + 2e → H₂ (g)

                                        0,1 mol

n e = 2 x n H₂

n e = 2 x 0,1

n e = 0,2 mol

Ingat pada soal : jika jumlah muatan yg sama dialirkan ke dalam larutan perak nitrat

Larutan AgNO₃ dengan elektrode inert maka,

Reaksi ionisasi :

AgNO₃ ---> Ag⁻ (aq) + NO₃⁻ (aq)

                 kation        anion

Reaksi di katode bergantung pada jenis kationnya, dapat dilihat bahwa yang merupakan kation adalah Ag⁺ yang merupakan logam tetapi bukan logam alkali atau alkali tanah atau Mn atau Al, sehingga reaksi dikatode adalah ion logam akan mengalami reduksi menjadi logamnya.

Reaksi : Ag⁺ (aq) + e ---> Ag (s)

ingat jawaban sebelumnya : n e = 0,2 mol

Reaksi : Ag⁺ (aq) + e ---> Ag (s)

                          0,2 mol

n Ag = n e

n Ag = 0,2 mol

n Ag = [tex]\frac{massa}{Ar}[/tex]

massa Ag =  n Ag x Ar

massa Ag = 0,2 x 108

massa Ag = 21,6 gram

Jadi, gram perak yg mengendap dikatode adalah 21,6 gram

Pelajari lebih lanjut

Reaksi elektrolisis larutan brainly.co.id/tugas/12326544 , brainly.co.id/tugas/19002255

Hukum Faraday I brainly.co.id/tugas/18490422 , brainly.co.id/tugas/18933076

Hukum Faraday II brainly.co.id/tugas/18473680, brainly.co.id/tugas/18312503 , brainly.co.id/tugas/18695263

Penentuan gas O2 dianode brainly.co.id/tugas/18778544

Menentukan pH brainly.co.id/tugas/1217201

---------------------------------

Detil Jawaban

Mapel : Kimia

Bab : Redoks dan elektrokimia

Kelas : XII

Semester : 1

Kode : 12.7.2

Kata kunci : elektrolisis, hukum faraday, jumlah muatan, endapan, katode, anode