Halaman
Reaksi Elektrolisis dan Hukum Faraday43Reaksi Elektrolisis danHukum FaradayIIIBABBenda-benda di atas terlihat berkilau indah. Apakah yang menjadikan benda tersebut tampakindah? Benda tersebut berkilau indah karena dilapisi perak atau disepuh. Penyepuhan(electroplating) memanfaatkan prinsip elektrolisis. Apakah elektrolisis itu? Apakah reaksi yangterjadi pada elektrolisis? Dan apakah manfaat lain dari elektrolisis itu?Sumber: Photo Image
44Kimia SMA dan MA Kelas XIIPeta KonsepKata kunci : elektrolisis, anode, katode, hukum FaradayReaksi redokspada√Hukum Faraday 1G ≈ Q√Hukum Faraday 1=1212WWeedenganElektrolisisElektroplatingHukum Faradaypada
Reaksi Elektrolisis dan Hukum Faraday45ernahkah kamu melihat peristiwa penyepuhan suatulogam? Peristiwa penyepuhan merupakan suatu peristiwaelektrolisis. Kata elektrolisis berasal dari elektro (listrik) dananalisa (uraian). Jadi elektrolisis adalah proses pemisahansenyawa kimia karena adanya arus listrik.Pada dasarnya elektrolisis memanfaatkan energi listrik untukmenjalankan reaksi redoks yang tidak spontan, yang merupakankebalikan dari elektrokimia. Mari kita pelajari lebih lanjut agarlebih jelas.Dulu kita beranggapan bahwa suatu senyawa kimia tidakdapat dipisahkan secara kimia, tapi hanya secara fisika. Seiringdengan kemajuan ilmu dan teknologi, sekarang ini telah di-ketahui bahwa elektrolisis dapat digunakan untuk memisahkansenyawa kimia. Prinsip elektrolisis adalah memanfaatkan reaksiredoks. Sel elektrolisis tidak memerlukan jembatan garamseperti sel elektrokimia. Komponen utama sel elektrolisis adalahwadah, elektrode, elektrolit, dan sumber arus searah.Elektrode pada sel elektrolisis terdiri atas katode yangbermuatan negatif dan anode yang bermuatan positif. Hal inilahyang membedakan dengan sel elektrokimia. Untuk memahamiperistiwa elektrolisis, lakukan kegiatan berikut.PKegiatan 3ElektrolisisA. TujuanMemahami peristiwa elektrolisis dalam larutan kalium iodida (KI).B. Alat dan Bahan-Tabung U-Tabung reaksi-Gelas kimia-Kertas lakmus merah-Elektrode karbon-Kertas lakmus biru-Baterai dan wadahnya-Indikator fenol ptealin (PP)-Kabel-Larutan kalium iodida (KI) 0,5 M-Pipet tetes-Larutan amilumC. Cara Kerja1. Isi tabung U dengan larutan KI 0,5 M sampai ¾ tinggi.2. Masukkan elektrode karbon ke dalam kedua kaki tabung U dan hubungkankedua elektrode dengan baterai selama ± 5 menit.3. Ambil larutan pada ruang katode dan anode. Selanjutnya masukkan dalam tabungreaksi yang berbeda. Bagilah menjadi empat tabung reaksi dan tambahkan amilumpada dua tabung dan dua tabung yang lain tambahkan indikator pp.Tabung I:Larutan dari anode + 3 tetes larutan amilumTabung II:Larutan dari anode + 3 tetes indikator PPTabung III:Larutan dari katode + 3 tetes larutan amilumTabung IV:Larutan dari katode + 3 tetes indikator PP4. Amati perubahan yang terjadi!A. Redoks dalam Elektrolisis
46Kimia SMA dan MA Kelas XIIDari percobaan di atas larutan KI dielektrolisis denganelektrode karbon (grafit). Pada larutan KI terionisasi menjadiK+ dan I ̄. Pada tabung reaksi yang telah diberi larutan PP makalarutan dari anode akan berubah menjadi merah. Hal inidisebabkan K+ bergerak pada katode, sehingga elektron akanmasuk pada larutan. Kation direduksi di katode adalah H2O,sehingga terjadi reduksi terhadap H2O.2 H2O(l) + 2 e ̄→H2(g) + 2 OH ̄(aq)Adanya ion OH ̄ pada katode ini ditunjukkan adanya warnamerah. Adapun pada anode terjadi reaksi oksidasi di mana ionnegatif (I ̄) yang berasal dari larutan bergerak menuju elektrodepositif, selanjutnya ion I ̄ melepaskan elektron di sekitarelektrode positif dan mengalir ke kutub negatif. Jadi ion I ̄melepaskan elektron di sekitar elektode positif dan mengalir kekutub negatif, sehingga akan terjadi reaksi seperti berikut.2 I ̄(aq) → I2(g) + 2 e ̄Adanya I2 dapat diuji dengan amilum. Jika larutan ditetesiamilum berubah warna menjadi ungu berarti dalam larutantersebut terdapat I2.Seperti halnya pada reaksi elektrokimia, reaksi elektrolisismerupakan gabungan reaksi di anode dan katode. Pada reaksielektrolisis di katode akan mengalami reaksi reduksi, sedangkandi anode akan mengalami reaksi oksidasi.Pada percobaan di atas reaksi yang terjadi dapat dituliskanseperti berikut.D. Hasil PercobaanE. Analisa Data1. Mengapa terjadi perubahan warna setelah ditambahkan amilum?2. Bagaimana reaksi yang terjadi pada anode? Dan apakah zat yang terbentuk dianode?3. Mengapa terjadi perubahan warna setelah ditambahkan fenol Ptalein (PP)?4. Bagaimana reaksi yang terjadi pada katode? Dan apakah zat yang terbentuk dikatode?5. Apakah kesimpulan dari percobaan ini?AnodeKatodeWarna LarutanMula-mulaSetelah ditambah amilumLarutan dalamSetelah ditambah PP
Reaksi Elektrolisis dan Hukum Faraday47Anode:2 I ̄(aq)→ I2(g) + 2 e ̄Katode:2 H2O(l) + 2 e ̄ → H2(g) + 2 OH ̄(aq)2 I ̄(aq) + 2 H2O(l)→ I2(g) + H2(g) + 2 OH ̄(aq)Jadi pada elektolisis KI, di anode dihasilkan I2 dan padakatode dihasilkan H2.Berikut hal-hal yang berkaitan dengan elektrolisis.1. Reaksi pada KatodeOleh karena katode bermuatan negatif maka pada katodeterjadi reaksi reduksi. Reaksi di katode bergantung jeniskation dalam larutan.a. Kation dapat berasal dari golongan alkali, alkali tanah, Alatau Mn yaitu ion-ion logam yang memiliki elektrodelebih dari kecil atau lebih negatif daripada pelarut (air),sehingga air yang tereduksi.Reaksi yang terjadi dapat dituliskan seperti berikut.2 H2O(l) + 2 e ̄ → 2 OH ̄(aq) + H2(g)b. Ion-ion logam yang memiliki E° lebih besar dari -0,83direduksi menjadi logam yang diendapkan padapermukaan katode.M+ + e ̄ → Mc. Ion H+ dari asam direduksi menjadi gas hidrogen (H2)2 H+(aq) + 2 e ̄ → H2(g)d. Apabila di dalam elektrolisis yang dipakai adalah leburan,maka akan terjadi reaksi seperti berikut.Mn2+ + e ̄ → M2. Reaksi pada AnodeOleh karena anode bermuatan positif maka pada anodeterjadi reaksi oksidasi.a. Ion-ion sisa asam oksi, misalnya SO42 ̄ dan NO3 ̄ tidakteroksidasi maka yang dioksidasi adalah air.2 H2O(l)→ 4 H+(aq) + 4 e ̄ + O2(g)b . Ion-ion halida yaitu F–, Br–, I ̄ dioksidasi menjadi halogen(X2) yaitu F2, Cl2, Br2, I2 dengan reaksi seperti berikut.2 X ̄ → X2 + 2 e ̄c. Ion OH ̄ dari basa yang dioksidasi menjadi gas oksigen(O2).4 OH ̄(aq)→ 2 H2O(l) + 4 e ̄ + O2(g)3. Bahan Elektrodea. Apabila dalam reaksi elektrolisis menggunakan elektrodeterbuat dari grafit (C) atau logam inert, maka elektrodetersebut tidak bereaksi.b . Apabila elektrode terbuat dari logam aktif misal Cu makaanode tersebut akan mengalami oksidasi.Reaksi yang terjadi seperti berikut.M → Mn+ + n e ̄Gambar 3.1Skema SelElektrolisisSumber: Kimia untuk Universitas
48Kimia SMA dan MA Kelas XIIBagaimana reaksi redoks dalam sel elektrolisis? Pada saat selelektrolisis dihubungkan dengan sumber arus listrik maka anionyaitu ion negatif dalam elektrolit ditarik ke anode yangbermuatan positif. Adapun kation yaitu ion positif ditarik kekatode yang bermuatan negatif. Ion yang bereaksi di elektrodemenjadi tidak bermuatan. Elektron mengalir dari anode kebaterai dan dari baterai ke katode.Contoh1. Tentukan reaksi elektrolisis dari H2SO4 dengan elektrode Pt!Penyelesaian:a. Perhatikan elektrodenya. Oleh karena elektrode yangdipakai platina, berarti tidak ikut bereaksi.b . Tuliskan reaksi ionisasinya.H2SO4(l)→2 H+(aq) + SO42 ̄(aq)c. Gunakan prinsip bahwa katode mengalami reaksi reduksidan pada anode terjadi reaksi oksidasi.d. Tentukan reaksi yang terjadi pada katode dan anode.Oleh karena elektrodenya inert maka reaksi pada anodetergantung pada jenis anion dalam larutan. Anion SO42 ̄memiliki potensial oksidasi lebih negatif daripada airmaka anion lebih sukar dioksidasi sehingga air yangdioksidasi.Katode (–):2 H+(aq) + 2 e ̄ → H2(g)Anode (+):2 H2O(l)→ 4 H+(aq) + 4 e ̄ + O2(g)Samakan elektron pada katode dengan mengalikan 2sehingga akan didapat:Katode:2 H+(aq) + 4 e ̄ → 4 H2(g)Anode:2 H2O(l)→ 4 H+(aq) + 4 e ̄ + O2(g)2 H2O(l)→ 4 H2(g) + 2 H+(aq) + O2(g)Jadi, reaksi sel dapat dituliskan seperti berikut.2 H2O(l)→ 4 H2(g)+ 2 H+(aq)2. Tentukan reaksi elektrolisis leburan NaCl dengan elektrodegrafit.Penyelesaian:Pada elektrolis leburan NaCl, maka pada katode terjadi reaksireduksi ion logam Na.Katode:Na+(aq) + e ̄ → Na(s)Anode:2 Cl ̄(aq)→ Cl2(g) + 2 e ̄Na+(aq)+ 2 Cl ̄(aq)→ Cl2(g) + Na(s)3. Tentukan reaksi elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektrodetembaga!
Reaksi Elektrolisis dan Hukum Faraday49Penyelesaian:Oleh karena elektrodenya adalah Cu, maka pada anodeterjadi oksidasi Cu menjadi ion yang terlarut.Reaksi ionisasi dari CuSO4 seperti berikut.CuSO4(aq)→ Cu2+(aq) + SO42 ̄(aq)Reaksi elektrolisis dapat ditulis seperti berikut.Katode:Cu2+(aq) + 2 e ̄ → Cu(s)Anode:Cu(s)→ Cu2+(aq) + 2 e ̄Cu(s)→ Cu(s)4. Tentukan reaksi elektrolisis dari larutan Ba(OH)2 denganelektrode karbon!Penyelesaian:Reaksi ionisasi larutan Ba(OH)2 seperti berikut.Ba(OH)2(aq)→ Ba2+(aq) + 2 OH ̄(aq)Reaksi elektrolisis dapat dituliskan seperti berikut.B. Hukum Faraday1. Tuliskan reaksi yang terjadi di katode dan anode pada elektrolisis:a. leburan CaF2 dengan elektrode C,b . larutan HNO3 dengan elektrode C,c. larutan H2SO4 dengan elektrode C!2. Tuliskan reaksi yang terjadi di katode dan anode pada elektrolisis:a. larutan FeSO4 dengan elektrode Fe,b . larutan CuSO4 dengan elektrode Pt,c. larutan K2SO4 dengan elektrode Pt!Latihan 3.1Seorang ahli kimia Inggris bernama Michael Faraday padaawal tahun 1830-an menemukan bahwa larutan tertentu dapatsegera mengalirkan arus listrik. Ia menamakan larutan tersebutdengan elektrolit dan aliran listrik yang melalui larutan elektrolitdisebut elektrolisis.Selanjutnya Michael Faraday melakukan percobaan untukmeneliti hubungan antara besarnya arus yang mengalir dalamKatode : 2 H2O(l) + 2 e ̄ → 4 OH ̄(aq) + H2(g)(×2) Katode : 4 H2O(l) + 4 e ̄ → 4 OH ̄(aq) + 2 H2(g)Anode : 4 OH ̄(aq)→2 H2O(l) + 4 e ̄ + O2(g)Anode : 4 OH ̄(aq)→ 2 H2O(l) + 4 e ̄ + O2(g)Reaksi sel 4 H2O(l)→ 2 H2O(l) + O2(g)
50Kimia SMA dan MA Kelas XIIsuatu elektrolisis dengan jumlah zat yang bereaksi. Untukmenggambarkannya diambil elektrolisis larutan perak nitrat(AgNO3). Pada katode akan terjadi reaksi reduksi seperti berikut.Ag+(aq) + e ̄→Ag(s)Dari reaksi di atas dapat dikatakan bahwa untukmenghasilkan 1 mol logam Ag, diperlukan 1 mol elektron.Jumlah listrik yang dialirkan ke dalam sel elektrolisis untukmendapatkan 1 mol elektron dinamakan 1 Faraday.Berdasarkan percobaan diperoleh bahwa 1 mol elektronmengandung muatan listrik sebesar 96500 Coulomb.1 mol elektron = 1 Faraday = 96500 CoulombSebagai hasil dari percobaannya pada tahun 1832 Faradaymengemukakan dua hukum yang penting tentang hubunganantara arus listrik dengan jumlah zat yang terbentuk padaelektrode.1. Hukum Faraday 1Hukum Faraday 1 menyatakan bahwa massa zat yangdibebaskan pada suatu elektrolisis berbanding lurus denganjumlah listrik yang mengalir.Secara matematis dapat dituliskan seperti berikut.G ≈Q ... (3 – 1)Keterangan:G= massa zat yang dibebaskan (gram)Q= jumlah listrik yang digunakan (Coulomb)Apabila jumlah muatan listrik merupakan hasil kali kuat arus(I) dengan waktu (t), maka persamaan di atas dapat ditulisseperti berikut.G = I⋅t ... (3 – 2)Seperti kita ketahui bahwa dalam reaksi elektrolisis di katodeterjadi reaksi reduksi dengan persamaan:Ln+(aq) + n e ̄ → L(s)Untuk mengendapkan 1 mol L diperlukan sejumlah n molelektron. Oleh karena itu, untuk mengendapkan sejumlahlogam maka jumlah listrik yang diperlukan adalah. Q = n (e ̄) × F ... (3 – 3)Keterangan:F=Konstanta Faraday (96.500 C/mol)n (e ̄) =mol elektronGambar 3.2Michael FaradaySumber: www.marcdatabase.com
Reaksi Elektrolisis dan Hukum Faraday51Jika persamaan (3-2) dan persamaan (3-3) kita substitusikan padapersamaan (3-1) maka diperoleh persamaan seperti berikut.I ⋅ t = n (e ̄) × 96.500n (e ̄) = 96.500It⋅Banyaknya zat yang diendapkan selama elektrolisis denganarus I ampere dan waktu t detik adalah seperti berikut.Ln+(aq) + n e ̄ → L(s)n mol e ̄ ~ 1 mol L−⋅⋅⎛⎞⎜⎟⎝⎠1 mol e ~ mol96.50096.500ItItnJadi untuk menghitung massa logam yang terendapkan dapatdilakukan dengan persamaan berikut ini.G = mol × Ar= ⋅⎛⎞×⎜⎟⎝⎠196.500ItArnG =96.500Ari tn⋅×Arndisebut juga massa ekuivalen (Me). Oleh karena itu,persamaan di atas dapat juga ditulis seperti berikut.⋅=×96.500ItGMe ... (3 – 4)Keterangan:G=massa zat terendapkan (gr)I=kuat arus (ampere)t=waktu (sekon)Me=massa ekuivalenn=muatan ion L (biloks)Contoh1. Elektrolisis larutan AgNO3 menggunakan elektrode platina,dengan kuat arus 5 ampere selama 20 menit. Hitung massaperak yang mengendap pada katode!Penyelesaian:Diketahui :I=5 amperet=20 menit = 1.200 detikMe untuk perak = =107 ,91Arn = 107,9Ditanya :G ...?
52Kimia SMA dan MA Kelas XIIG=××96.500MeIt=107 , 9 5 A 1.200 sC96.500 mol××=6,71 gramJadi, perak yang mengendap pada katode adalah 6,71 gram.2. Diberikan reaksi sebagai berikut.Zn2+(aq) + 2 e ̄ → Zn(s)Jika arus sebesar 10 ampere mengalir ke katode selama 10menit, berapa banyak Znyang terbentuk? (Ar Zn = 65)Penyelesaian:Diketahui :I= 10 At= 10 menit = 600 sekonAr Zn =6 5Me=652 = 32,5Ditanya :GZn ... ?G=××96.500MeIt=32, 5 10 A 600 sC96.500 mol××=2,02 gramJadi, perak yang mengendap 2,02 gram.3. Pada elektrolisis leburan garam CaCl2 dengan elektrodekarbon digunakan muatan listrik sebanyak 0,02 F. Hitungvolume gas klorin yang dihasilkan di anode, jika diukur padatekanan dan suhu di mana 1 liter gas N2 (Mr N2 = 28)massanya 1,4 gram!Penyelesaian:Elektrolisis leburan CaCl2Katode:Ca2+(aq) + 2 e ̄ → Ca(s)Anode:2 Cl ̄(aq)→ Cl2(g) + 2 e ̄Mol elektron = arus listrik = 0,02 molMol Cl2 = 0,01 mol (lihat koefisien)Menghitung volume gas Cl2, dengan membandingkan gasN2 pada suhu dan tekanan tertentu.22mol Clvolume Cl=22mol Nvolume N0,01 molx L=()1,4281 Lmolx = 0,2 L = 200 mLJadi, volume gas Cl2 adalah 200 mL.4. Arus listrik sebanyak 9.650 A (selama beberapa waktu)dialirkan melalui 1 liter larutan perak nitrat 1 M dalam sebuahsel elektrolisis. Bila kedua elektrode dibuat dari platina, hitungpH larutan setelah elektrolisis!
Reaksi Elektrolisis dan Hukum Faraday53Penyelesaian :Ionisasi AgNO3:AgNO3(l)→ Ag+(aq) + NO3 ̄(aq)Reaksi elektrolisis AgNO3 sebagai berikut:Katode:Ag+(aq) + e ̄ → Ag(s)Anode:2 H2O(l)→ 4 H+(aq) + O2(g) + 4 e ̄Mol e ̄= 9.650 A 1 sC96.500 mol⋅= 0,1 molmol H+ ≈ mol e ̄(lihat koefisien reaksi)(H+)= 0,1 mol1 liter= 0,1 MpH= - log (H+)= log (0,1)= 12. Hukum Faraday 2Hukum Faraday 2 menyatakan bahwa zat yang dibebaskan dalamelektrolisis berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat itu.Secara matematis, pernyataan tersebut dapat dituliskan sepertiberikut.G≈MeJika arus listrik yang sama dialirkan dalam dua buah selelektrolisis yang berbeda maka perbandingan massa zat yangdibebaskan akan sama dengan perbandingan massa ekuivalen-nya.Oleh karena itu, menurut hukum Faraday 2, massa zatterendapkan hasil dua buah elektrolisis dengan arus listrik yangsama secara matematis dapat dituliskan seperti berikut.1212GGMeMe=Keterangan:G= massa hasil elektrolisis (gram)Me= massa ekuivalenContohPada dua elektrolisis, dengan sejumlah arus tertentu dalamwaktu 2 jam dibebaskan 0,504 gram gas hidrogen (Ar H = 1).Hitung banyaknya gas oksigen (Ar = 16) yang dapat dibebaskanoleh arus yang sama dalam waktu yang sama!PenyelesaianDiketahui :2HG=0,504 gram2HMe=11 = 12OMe=162 = 8Gambar 3.3Rangkaian Dua SelElektrolisis denganSumber Listrik yangSamaKeterangan:A : AnodeK : Katode
54Kimia SMA dan MA Kelas XIIDitanya :2O ...?GJawab:22HOGG=22HOMeMe2O0,504 gramG gram=182OG=4,032 gramPrinsip elektrolisis dapat diterapkan dalam industri, antaralain elektroplating (pelapisan logam secara listrik). Elektroplatingadalah proses pelapisan suatu logam dengan logam lain dengancara elektrolisis. Tujuan dari pelapisan ini ialah untuk melindungilogam yang mudah rusak karena udara (korosi) dengan logamlain yang tidak mudah berkarat atau tahan korosi.Elektroplating dapat dilakukan pada beberapa logam olehbeberapa logam yang lainnya yang tidak mudah berkarat.Misalnya: Logam lain dilapisi nikel disebut parnikel, logam laindilapisi krom disebut perkrom, dan besi dilapisitembaga.Prinsip elektroplating ialah sebagai berikut.-Katode:logam yang akan dilapisi.-Anode:logam untuk melapisi.-Elektrolit :garam dari logam anode.ContohBesi akan dilapisi tembaga, maka sebagai katodenya adalah besi,anodenya tembaga, dan sebagai elektrolit adalah tembaga sulfatCuSO4.1. Pada elektrolisis AgNO3 dengan elektrode karbon digunakan arus listrik 2 ampere selama20 menit. Hitung perak (Ar Ag = 108) yang diendapkan pada katode!2. Larutan Cu(NO3)2 dielektrolisis dengan elektrode platina dan diperoleh tembaga 12,7 gram.Hitung volume oksigen yang dihasilkan pada anode!3. Arus listrik yang sama dialirkan ke dalam larutan CuCl2 dan ke dalam larutan CrCl2. Bila0,635 gr Cu terendapkan hitung massa Cr yang terendapkan!(Ar Cr = 52, ArCu = 63,5)4. Pada suatu elektrolisis larutan MSO4 pada katode terbentuk 0,28 gram logam M. Larutanhasil elektrolisis dapat dinetralkan dengan 50 mL larutan 0,2 mol NaOH. Hitung massaatom relatif unsur M!Latihan 3.2C. Penggunaan Elektrolisis dalam Industri
Reaksi Elektrolisis dan Hukum Faraday55RangkumanPrinsip Elektrolisis Memanfaatkan Reaksi RedoksDElektrolisis adalah peristiwa penguraian senyawa kimia oleh arus listrik searah.DDalam sel elektrolisis berlaku:-Pada katode negatif, terjadi reaksi reduksi-Pada anode positif, terjadi reaksi oksidasiDReaksi pada katode bergantung pada jenis kation dengan ketentuan seperti berikut.-logam (Golongan IA, IIA, Al, dan Mn) maka air yang tereduksi.2 H2O(l) + 2 e ̄→H2(g)+ 2 OH ̄(aq)-Ion logam selain di atas, maka kation logam tersebut tereduksi.L+(aq) + x e ̄ → L(s)-Ion H+ tereduksi membentuk H2.2 H+(aq) + 2 e ̄ → H2(g)-Bila digunakan lelehan (berarti tanpa air), maka kation logam tersebut tereduksi.L+(aq) + e ̄ → L(s)DReaksi pada anode bergantung pada elektrode.-Inert:tidak teroksidasi-Aktif :teroksidasiReaksi yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut.Ion Cu2+ bergerak ke katode, mengambil elektron dan menjadilogam tembaga yang menempel pada besi katode.Katode:Cu2+(aq) + 2 e ̄ → Cu(s)Ion SO42 ̄ bergerak ke anode memberikan elektron dan bereaksidengan tembaga anode.Anode:Cu(s)→ Cu2+(aq) + 2 e ̄Lama kelamaan tembaga pada anode berkurang dan besi katodedilapisi tembaga. Bila proses ini makin lama, maka pelapisannyamakin tebal.Pemanfaatan elektrolisis terus berkembang. Penelitian-penelitian elektrolisis terus dilakukan. Di Indonesia penelitianini banyak dilakukan di laboratorium BATAN (Badan TenagaNuklir Indonesia) yang berada di Yogyakarta, Jawa Tengah dandi Serpong, Banten.Carilah artikel mengenai pemanfaatan elektrolisis yangterkini (up to date). Sumber informasi dapat kamu perolehmelalui internet, surat kabar atau majalah.Tugas Mandiri
56Kimia SMA dan MA Kelas XIIDReaksi pada anode sebagai berikut.-Sisa asam oksi, maka air teroksidasi.2 H2O(l)→4 H+(aq) + O2(g) + 4 e ̄-Ion halida, maka akan teroksidasi.2 X ̄(aq) → X2(g)+ 2 e ̄-Ion OH- akan teroksidasi4 OH ̄(aq)→ 2 H2O(l)+ O2(g) + 4 e ̄DHukum Faraday 1 :massa zat yang dihasilkan sebanding dengan jumlah muatanlistrik yang mengalir.Massa zat yang dapat diendapkan selama elektrolisis dapat ditentukan:G = ××96.500MeItDHukum Faraday 2 :massa zat yang dibebaskan dalam elektrolisis berbandinglurus dengan massa ekuivalen zat itu.DMassa zat yang dapat diendapkan dalam dua buah elektrolisis dengan arus dan waktuyang sama dapat ditentukan seperti berikut:1212GGMeMe=DPenggunaan elektrolisis dalam industri antara lain elektroplating.1 . Pada elektrolisis larutan KI dengan elektrodePt, di katode terjadi peristiwa reduksidengan reaksi ....A. 2 I ̄ → I2 + 2 e ̄B. 2 H2O → 4 H+ + O2 + 4 e ̄C. 2 H2O + 2 e ̄ → 2 OH ̄ + H2D. K → K+ + e ̄E. K+ + e ̄ → K2 . Hasil-hasil yang diperoleh dalam elektrolisislarutan KNO3 adalah ....A. kalium di ruang katode, NO2 di ruanganodeB. kalium di ruang katode, gas oksigen diruang anodeC. kalium di ruang katode, gas hidrogendi ruang anodeD. gas hidrogen di ruang katode, gasoksigen di ruang anodeE. gas hidrogen dan gas oksigen di ruangkatode, kalium di ruang anode3. Hasil elektrolisis larutan magnesium iodidaadalah ....A. Mg dan I2D. H2 dan I2B. Mg dan O2E. H2 dan O2C. Mg+ dan 2 I ̄4. Berikut zat yang akan dielektrolisis:1. NH33. NaH5. KHF22. Na2SO44. HClElektrolisis dari kelima zat tersebut yangmenghasilkan gas hidrogen adalah ....A. 1D. 4B. 2E. 5C. 35. Dari sejumlah arus listrik dapatmengendapkan 21,4 gram perak nitrat(AgNO3) dan mengendapkan 10,4 gramlogam L dari larutan L(SO4)2. Jika Ar perakadalah 108, maka Ar logam L adalah ....A. 112D. 208B. 118E. 210C. 201I. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!Latih KemampuanIII
Reaksi Elektrolisis dan Hukum Faraday576. Pada suatu proses elektrolisis, arus listrik1.930 C dilewatkan dalam leburan suatu zatelektrolit dan mengendapkan 1,5 gramunsur X pada katode. Jika Ar X = 150, 1 F =96.500 C, maka ion X dapat ditulis ....A. X+B. X ̄C. X2+D. X2 ̄E. X3+7 . Jumlah Faraday yang diperlukan untuk dapatmereduksi satu mol ion klorat, ClO3 ̄ menjadiCl2 dalam larutan asam adalah ....A. 1B. 2C. 3D. 5E. 108. Arus listrik 9,65 ampere dialirkan selama210 detik untuk mengendapkan semuatembaga dari 210 mL larutan CuSO4,kemolaran larutan CuSO4 adalah ....A. 0,2 MB. 0,1 MC. 0,05 MD. 0,02 ME. 0,01 M9. Sebanyak 1 liter larutan NaCl dielektrolisisdengan listrik 965 Cmol-1. pH larutanmenjadi ....A. 2B. 4C. 7D. 10E. 1210. Unsur fluorin dapat diperoleh denganelektrolisis KHF2, sesuai dengan persamaanreaksi seperti berikut.HF2 ̄ → HF + 12F2 + e ̄Waktu yang diperlukan untuk mem-peroleh 15 liter F2 (STP) dengan arus 20ampere adalah .... (1 F = 96.500 C)A. 1,29 jamB. 1,80 jamC. 3,60 jamD. 6,46 jamE. 13,40 jam11. Sebanyak 3 liter larutan tembaga sulfat1 M dielektrolisis sampai pH = 1. Jumlahtembaga (Ar Cu = 64) yang diendapkanadalah ....A. 0,48 gramB. 0,96 gramC. 1,92 gramD. 3,84 gramE. 5,12 gram12. Waktu yang diperlukan untuk mengendap-kan semua tembaga dari 200 mL larutantembaga sulfat, CuSO4 1 M dengan arus 10ampere adalah .... (Ar Cu = 63,5)A. 965 sekonB. 1.930 sekonC. 3.860 sekonD. 5.790 sekonE. 9.650 sekon13. Pada elektrolisis larutan LSO4 terbentuk0,28 gram logam L di katode. Larutan hasilelektrolisis dapat dinetralkan oleh 50 mLlarutan NaOH 0,2 M. Massa atom relatif(Ar) logam L adalah ....A. 2 8B. 42C. 56D. 70E. 8414. Pada elektrolisis larutan CuSO4 meng-gunakan elektrode platina terbentukendapan Cu = 3,175 gram di katode.Volume gas yang terjadi anode, jika diukurpada keadaan 5 L gas N2 bermassa 7 gramadalah ....A. 0,5 LB. 0,56 LC. 1,00 LD. 1,12 LE. 2,00 L15. Arus listrik yang sama dialirkan melaluilarutan CuCl2 dan larutan CrCl3 (Ar Cu =63,5, Ar Cr = 52). Jika 0,635 gram Cumengendap, maka Cr yang mengendapadalah ....A. 0,17 gramB. 0,35 gramC. 0,42 gramD. 1,12 gramE. 2,0 gram
58Kimia SMA dan MA Kelas XIIII. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar!1. Tuliskan reaksi elektrolisis larutan-larutan berikut:a. larutan K2SO4 dengan elektrode karbon,b . larutan Cu(NO3)2 dengan elektrode platina,c. larutan CaCl2 dengan elektrode karbon!2. Hitunglah massa logam nikel yang mengendap di katode jika elektrolisis larutan NiSO4menggunakan arus 5 Faraday!3. Hitung volume gas (STP) yang terjadi di masing-masing elektrode, jika magnesium sulfatdielektrolisis dengan arus listrik 3,86 ampere selama 5 menit!4. Satu liter larutan kalium iodida dielektrolisis sampai pH = 12. Tentukan:a. arus listrik yang digunakan bila digunakan selama 2 menit,b . massa iodin yang terbentuk di anode,c. volume gas yang dihasilkan di katode! (pada STP)5. Sebutkan manfaat elektrolisis dalam dunia industri!