Contoh Soal & Pembahasan Elektrolisis & Hukum Faraday SBMPTN Kimia SMA

Contoh Soal & Pembahasan Elektrolisis & Hukum Faraday SBMPTN Kimia SMA

Soal No.1 (SBMPTN 2017)
Elektrolisis 100 mL larutan CuSO4 0,1 M dalam bejana A dan 100 mL larutan AgNO3 dalam bejana B dilakukan seri menggunakan arus tetap 1 A pada anoda dan katoda Pt. Pada tiap-tiap katoda terbentuk endapan Cu dan Ag sementara pada anoda dihasilkan gas O2 (Ar Cu = 63,5; Ar Ag = 108 dan konstanta Farady = 96500 C/mol). Setelah elektrolisis berlangsung 60 detik….
  1. massa Cu yang mengendap lebih besar daripada massa Ag
  2. jumlah atom Cu yang mengendap sama dengan jumlah atom Ag
  3. volume gas O2 yang dihasilkan pada bejana A lebih besar daripada volume gas O2 yang dihasilkan pada bejana B
  4. pH larutan dalam bejana A sama dengan pH larutan dalam bejana B

PEMBAHASAN :
Menentukan mol elektron

Reaksi elektrolisis CuSO4
CuSO4 → Cu2+ + SO42-
K(-) : 2Cu2+ + 4e– → 2Cu(s)
A(+) : 2H2O → 4H+ + 4e– + O2(g)

Reaksi elektrolisis AgNO3
AgNO3 → Ag+ + NO3–
K(-) : 4Ag+ + 4e– → 4Ag(s)
A(+) : 2H2O → 4H+ + 4e– + O2(g)

Maka mol Ag dan mol Cu dapat ditentukan dari perbandingan koefisien
mol Ag = 4/4 x 6,21 x 10-4 = 6,21 x 10-4 mol
mol Cu = 2/4 x 6,21 x 10-4 = 3,1 x 10-4 mol

  1. menentukan massa Ag dan Cu
    massa Ag = n x Ar = 6,21 x 10-4 x 108 = 6,71 x 10-2 gram
    massa Cu = n x Ar = 3,1 x 10-4 x 63,5 = 1,97 x 10-2 gram
    Maka massa Ag yang lebih besar
    SALAH
  2. menentukan jumlah atom Ag dan Cu
    jumlah atom Ag = n x Ar = 6,21 x 10-4 x 6,02 x 1023 = 37,38 x 10-19 atom
    jumlah atom Cu = n x Ar = 3,1 x 10-4 x 6,02 x 1023 = 18,66 x 10-19 atom
    Maka jumlah atom Ag yang lebih banyak
    SALAH
  3. menentukan volume O2 di bejana A dan bejana B
    jumlah volume O2 di kedua bejana akan sama karena jumlah mol O2 akan sama hasil perbandingan dengan mol elektron
    SALAH
  4. menentukan pH di kedua bejana
    pH di kedua bejana akan sama karena jumlah mol H+ akan sama hasil perbandingan dengan mol elektron
    BENAR

Jawaban D

Soal No.2 (SBMPTN 2015)
Suatu baterai dengan elektroda Al3+|Al dan Ni2+|Ni pada keadaan standar menghasilkan arus 0,2 A selama 804 menit. Nilai Eo Al3+|Al = -1,66 V, Eo Ni2+|Ni = -0,25 V, F = 96500 C/mol elektron, Ar Al = 27, dan Ar Ni = 59. Pengurangan massa di anoda adalah…
  1. 5,9 g
  2. 2,9 g
  3. 2,7 g
  4. 1,5 g
  5. 0,9 g

PEMBAHASAN :
Yang bertindak sebagai anoda adalah Al karena Nilai Eo nya lebih kecil dibanding Ni. Pada anode terjadi reaksi oksidasi sebagai berikut:
Al → Al3+ + 3e–
Menentukan mol elektron terlebih dahulu

Maka mol Al yang berkurang dapat diperoleh dengan perbandingan koefisien


Maka massa Al yang berkurang adalah
Massa Al = n x Ar Al = 1/30 x 27 = 0,9 gram
Jawaban E

Soal No.3 (SBMPTN 2013)
Pada sel bahan bakar (fuel cells), arus listrik dihasilkan dari reaksi
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)
Untuk menghasilkan arus tetap sebesar 0,193 A (F = 96500 C/mol e–), sel bahan bakar tersebut menghabiskan H2 dengan laju…

  1. 1 x 10-6 g/s
  2. 2 x 10-6 g/s
  3. 3 x 10-6 g/s
  4. 4 x 10-6 g/s
  5. 5 x 10-6 g/s

PEMBAHASAN :
Menentukan jumlah elektron yang terlibat
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)
H mengalami perubahan biloks dari 0 ke +1 (agar sama di x 2)
O mengalami perubahan biloks dari 0 ke -2
Maka elektron yang terlibat adalah 2 mol
Waktu yang dibutuhkan adalah 1 detik Sesuai pilihan jawaban per 1 sekon. Menentukan terlebih dahulu mol elektron

Menentukan mol H2 dari perbandingan koefisien dengan mol e
H2 → 2H+ + 2e–

Maka laju H2 nya dapat ditentukan dari massa nya
massa H2 = n x Ar H2 = 10-6 x 2 = 2 x 10-6 gram
Maka lajunya adalah 2 x 10-6 gram/detik
Jawaban B

Soal No.4 (SNMPTN 2011)
Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan 6,72 L gas klor pada keadaan STP. Jika jumlah muatan listrik yang sama digunakan untuk mengelektrolisis larutan AuCl3 maka logam emas (Ar =197) yang dihasilkan adalah….
  1. 39,4 gram
  2. 59,1 gram
  3. 78,8 gram
  4. 118,2 gram
  5. 177,3 gram

PEMBAHASAN :
Jika menggunakan arus/muatan listrik yang sama, maka berlaku hukum Faraday II
mol e1 = mol e2
Menentukan mol elektron yang dihasilkan dari elektrolisis larutan NaCl
NaCl → Na+ + Cl–
K(-) : 2H2O + 2e– → 2OH– + H2
A(+) : 2Cl– → Cl2 + 2e–

mol Cl2 yang dihasilkan pada kondisi STP

Maka mol e nya diperoleh dari perbandingan koefisien

Menentukan massa Au yang dihasilkan



Jawaban A

Soal No.5 (SPMB 2004)
Untuk mengendapkan 3,175 gram Cu dari larutan CuSO4 2 M (Ar Cu = 63,5; S = 32; O = 16) dengan cara elektrolisis diperlukan elektron sejumlah….
  1. 0,05 mol
  2. 0,10 mol
  3. 1,20 mol
  4. 1,00 mol
  5. 2,00 mol

PEMBAHASAN :
Reaksi elektrolisis CuSO4
K(-) : 2Cu2+ + 4e– → 2Cu
A(+) : 2H2O → 4H+ + 4e + O2
Menentukan mol Cu

Maka mol elektron diperoleh melalui perbandingan koefisien

Jawaban B

Soal No.6 (SPMB 2001)
Sejumlah tertentu muatan listrik dapat mengendapkan 2,7 gram alumunium (Ar Al = 27) dari larutan yang mengandung ion Al3+. Muatan listrik yang sama bila dialirkan ke dalam larutan asam akan menghasilkan gas H2 (0oC, 1 atm) sebanyak…
  1. 2,24 L
  2. 3,36 L
  3. 4,48 L
  4. 5,60 L
  5. 6,72 L

PEMBAHASAN :
Jika menggunakan arus/muatan listrik yang sama, maka berlaku hukum Faraday II
mol e1 = mol e2
Menentukan mol elektron yang dihasilkan dari reduksi Al
Al3+ + 3e– → Al
Menentukan mol Al

Maka mol e nya diperoleh dari perbandingan koefisien

Reaksi reduksi larutan asam
2H+ + 2e– → H2
Menentukan mol H2 dari mol elektron

Maka volume H2 yang dihasilkan pada kondisi STP adalah
V = n x 22,4 = 0,15 x 22,4 L = 3,36 L
Jawaban B

Soal No.7 (UM UGM 2010)
Pada elektrolisis leburan KCl, ion K+ akan direduksi menjadi K di katode
SEBAB
Pada leburan KCl tidak terdapat H2O yang lebih mudah direduksi daripada ion K+

PEMBAHASAN :
Reaksi elektrolisis leburan KCl
KCl → K+ + Cl–
K+ ke katoda, Cl– ke anoda
K(+) : K+ + e– → K (yang bereaksi K karena leburan tidak ada air)
A(-) : 2Cl– → Cl2 + 2e–
Pernyataan Benar dan Alasan Benar saling berhubungan, maka jawabannya adalah A
Jawaban A

Soal No.8 (SIMAK UI 2008)
Pada elektrolisis menggunakan elektrode karbon, larutan yang dapat menghasilkan gas pada katode maupun anode adalah….
  1. AgNO3
  2. CuCl2
  3. ZnCl2
  4. CuSO4
  5. K2SO4

PEMBAHASAN :

  1. AgNO3
    AgNO3 → Ag+ + NO3–
    K(-) : Ag+ + e- → Ag(s)
    A(+) : 2H2O → 4H+ + 4e– + O2(g)
    Hanya di anoda yang menghasilkan gas
  2. CuCl2
    CuCl2 → Cu2+ + 2Cl–
    K(-) : Cu2+ + 2e– → Cu(s)
    A(+) : 2Cl– → Cl2(g) + 2e–
    Hanya di anoda yang menghasilkan gas
  3. ZnCl2
    ZnCl2 → Zn2+ + 2Cl–
    K(-) : Zn2+ + 2e– → Zn(s)
    A(+) : 2Cl– → Cl2(g) + 2e–
    Hanya di anoda yang menghasilkan gas
  4. CuSO4
    CuSO4 → Cu2+ + SO42-
    K(-) : Cu2+ + 2e– → Cu(s)
    A(+) : 2H2O → 4H+ + 4e– + O2(g)
    Hanya di anoda yang menghasilkan gas
  5. K2SO4
    K2SO4 (aq) → 2K+ + SO42-
    K(-) : 2H2O + 2e– → 2OH– + H2(g)
    A(+) : 2H2O → 4H+ + 4e– + O2(g)
    Di katoda dan anoda menghasilkan gas

Jawaban E

Soal No.9 (UM UGM 2005)
Bila ion Ag+ memerlukan 1,5 Faraday untuk merubahnya menjadi logam yang terendapkan maka kalau ion Ag+ diganti ion Cu2+ untuk mengendapkannya diperlukan….
  1. 0,5 Faraday
  2. 0,75 Faraday
  3. 1,5 Faraday
  4. 3 Faraday
  5. 3,5 Faraday

PEMBAHASAN :
Reaksi reduksi Ag
Ag+ + e– → Ag
diketahui mol e– = F = 1,5 F, maka mol Ag+ = 1,5 mol lewat perbandingan koefisien
Maka jika Ag di ganti Cu maka reaksi reduksi Cu (mol Cu2+ = 1,5 sama dengan mol Ag+)
Cu2+ + 2e– → Cu
1,5 mol
Maka mol e diperoleh lewat perbandingan koefisien = 2/1 x 1,5 mol = 3 mol e = 3 faraday
Jawaban D

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

You cannot copy content of this page