Contoh Soal Elektrolisis SBMPTN

Contoh Soal Elektrolisis SBMPTN 2016 No.38

Nilai potensial reduksi beberapa ion diberikan di bawah ini.
Cu²⁺_(aq)  + 2e⁻ → Cu_(s)                 E⁰ = +0,340 V
2H⁺_(aq) + 2e⁻ → H_2(g)                   E⁰ =  0,000 V
Pb²⁺_(aq) + 2e⁻ → Pb_(s)                   E⁰ = −0,126 V
Fe²⁺_(aq) + 2e⁻ → Fe_(s)                    E⁰ = −0,440 V
2H₂O_(l) + 2e⁻ → H_2(g) + 2OH⁻_(aq)  E⁰ = −0,830 V
Arus listrik sebesar 10 mA dialirkan pada sel elektrolisis. Pada sel elektrolisis ini katoda dicelupkan ke dalam larutan yang mengandung ion Cu²⁺, H⁺, Pb²⁺, dan Fe²⁺dengan konsentrasi masing-masing 0,1 M. Spesi yang pertama kali terbentuk pada katoda adalah ….

A. H₂

B. OH⁻

C. Cu

D. Pb

E.  Fe

Jawaban: C

Pembahasan:

Pada soal di atas, Cu²⁺ mempunyai potensial reduksi paling besar. Sehingga Cu²⁺ akan mengalami reduksi lebih dahulu membentuk endapan Cu.
Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s)
Jadi, spesi yang pertama kali terbentuk pada katoda adalah Cu.

Contoh Soal Elektrolisis SBMPTN 2017 No.44

Elektrolisis 100 mL larutan CuSO₄ 0,1 M dalam bejana A dan 100 mL larutan AgNO₃dalam 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 (A_r Cu = 63,5; A_r Ag = 108; dan konstanta Faraday = 96.500 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

Pernyataan yang benar adalah ….

A. 1, 2, 3

B. 1, 3

C. 2, 4

D. 4

E. 1, 2, 3, 4

Jawaban: D

Pembahasan:

Reaksi:

Bejana A

Katoda: Cu²⁺ + 2e → Cu

Anoda: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

Bejana B

Katoda: Ag⁺ + e → Ag

Anoda: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

Pernyataan 1: massa Cu yang mengendap lebih besar daripada massa Ag.

Massa Cu dan Ag yang mengendap pada katoda dapat ditentukan dengan hukum I Faraday.

m_Cu = (Ar.i.t)/(n.96500)

m_Cu = (63,5 . 1 . 60)/(2 . 96500)

m_Cu = 0,0197 gr

m_Ag = (Ar.i.t)/(n.96500)

m_Ag = (108 . 1 . 60)/(1 . 96500)

m_Cu = 0,0671 gr

ternyata, massa Cu yang mengendap lebih kecil daripada massa Ag. Itu artinya, pernyataan 1 salah.

Pernyataan 2: jumlah atom Cu yang mengendap sama dengan jumlah atom Ag

jumlah atom Cu dan Ag dapat kita tentukan dengan mengalikan jumlah mol atom yang bersangkutan dengan bilangan Avogadro (6,02.10²³).

N_Cu = 0,0197 x 6,02.10²³/63,5

N_Cu = 1,87 x 10²⁰

N_Ag = 0,0671 x 6,02.10²³/108

N_Ag = 3,73 x 10²⁰

ternyata, jumlah atom Cu yang mengendap lebih sedikit daripada jumlah atom Ag. Itu artinya, pernyataan 2 salah.

Pernyataan 3: volume gas O₂ yang dihasilkan pada bejana A lebih besar daripada volume gas O₂ yang dihasilkan pada bejana B.

Karena volume setara dengan jumlah mol maka volume gas O₂ yang dihasilkan pada bejana A sama dengan volume gas O₂ yang dihasilkan pada bejana B. Itu artinya, pernyataan 3 salah.

Pernyataan 4: pH larutan dalam bejana A sama dengan pH larutan dalam bejana B.

Nilai pH bergantung pada konsentrasi [H⁺]. Karena ion H⁺ yang dihasilkan pada bejana A sama dengan bejana B maka pH larutan dalam bejana A sama dengan pH larutan dalam bejana B. Itu artinya, pernyataan 4 benar.

Jadi, jawaban yang benar adalah pilihan D.