Latihan Soal Kimia SMA Kelas 12 Bab 2: Redoks dalam Aksi: Menjelajahi Dunia Sel Elektrokimia (bagian 2)

Soal

Elektrolisis adalah proses elektrokimia yang memanfaatkan energi listrik untuk memacu reaksi kimia non-spontan. Dalam sebuah sel elektrolisis, anode dan katode memiliki peran tertentu. Manakah pernyataan yang benar mengenai anode dan katode dalam proses elektrolisis?
1. Anode adalah elektroda negatif tempat reaksi reduksi terjadi.
2. Katode adalah elektroda positif tempat reaksi oksidasi terjadi.
3. Anode adalah elektroda positif tempat reaksi oksidasi terjadi.
4. Katode adalah elektroda negatif tempat reaksi oksidasi terjadi.
5. Anode adalah elektroda netral yang tidak terlibat dalam reaksi elektrokimia
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: C. Anode adalah elektroda positif tempat reaksi oksidasi terjadi. Pembahasan: 1. Konsep Dasar Elektrolisis: - Elektrolisis memanfaatkan arus listrik untuk memacu reaksi kimia non-spontan. - Dalam sel elektrolisis: - Anode (positif): Tempat terjadi oksidasi. - Katode (negatif): Tempat terjadi reduksi. 2. Analisis Pilihan Jawaban: - A: Salah, anode adalah elektroda positif, bukan negatif. - B: Salah, katode adalah elektroda negatif, bukan positif, dan reduksi terjadi di katode, bukan oksidasi. - C: Benar, anode adalah elektroda positif tempat reaksi oksidasi berlangsung. - D: Salah, katode adalah tempat reduksi, bukan oksidasi. - E: Salah, anode terlibat aktif dalam reaksi elektrokimia sebagai tempat oksidasi.
Soal

Dalam proses elektrolisis, bahan elektroda yang digunakan dapat memengaruhi hasil reaksi. Manakah pernyataan yang benar mengenai penggunaan bahan elektroda?
1. Elektrode inert, seperti platina, terlibat dalam reaksi kimia selama elektrolisis.
2. Elektrode aktif, seperti tembaga, dapat memengaruhi hasil reaksi elektrolisis karena ikut bereaksi
3. Elektrode inert, seperti grafit, menghambat jalannya reaksi elektrolisis.
4. Elektrode aktif hanya digunakan pada elektrolisis larutan garam alkali.
5. Elektrode aktif dan inert memiliki fungsi yang sama dalam semua jenis elektrolisis.
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: B. Elektrode aktif, seperti tembaga, dapat memengaruhi hasil reaksi elektrolisis karena ikut bereaksi. Pembahasan: 1. Jenis Elektrode: - Elektrode inert: Tidak bereaksi dengan elektrolit atau produk reaksi (contoh: platina, grafit). - Elektrode aktif: Dapat bereaksi dengan elektrolit, sehingga memengaruhi hasil reaksi elektrolisis (contoh: tembaga). 2. Penggunaan Elektrode: - Elektrode inert hanya menghantarkan arus tanpa ikut bereaksi. - Elektrode aktif dapat mengalami oksidasi atau reduksi, tergantung jenis reaksi yang berlangsung. 3. Analisis Pilihan Jawaban: - A: Salah, elektrode inert tidak terlibat dalam reaksi kimia selama elektrolisis. - B: Benar, elektrode aktif, seperti tembaga, dapat memengaruhi hasil reaksi karena ikut bereaksi. - C: Salah, elektrode inert tidak menghambat reaksi, justru menghantarkan arus. - D: Salah, elektrode aktif dapat digunakan dalam berbagai jenis elektrolisis, tidak terbatas pada larutan garam alkali. - E: Salah, fungsi elektrode aktif dan inert berbeda dalam elektrolisis. Kesimpulan: Elektrode aktif, seperti tembaga, ikut bereaksi selama elektrolisis, memengaruhi hasil reaksi. Jawaban yang benar adalah B.
Soal

Dalam elektrolisis larutan $NaCl (aq)$ , arus listrik digunakan untuk memecah larutan menjadi produk di anode dan katode. Reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut: - Anode: $2 Cl^{-} \to Cl_{2} + 2 e^{-}$ - Katode: $2 H_{2} O + 2 e^{-} \to H_{2} + 2 OH^{-}$ Jika 0,5 mol elektron dilewatkan melalui larutan ini, berapakah volume gas hidrogen ( $H_{2}$ ) yang dihasilkan pada STP, dan di mana gas $Cl_{2}$ terbentuk?
1. $5.6 L,$ gas $Cl_{2}$ terbentuk di anode
2. $11.2 L,$ gas $Cl_{2}$ terbentuk di katode.
3. $11.2 L,$ gas $Cl_{2}$ terbentuk di anode.
4. $5.6 L,$ gas $Cl_{2}$ terbentuk di katode.
5. $22.4 L,$ gas $H_{2}$ dan gas $Cl_{2}$ terbentuk di anode.
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: A. $5.6 L,$ gas $Cl_{2}$ terbentuk di anode. Pembahasan: 1. Identifikasi Produk Reaksi Elektrolisis: - Pada anode ( $+$ ), ion klorida ( $Cl^{-}$ ) dioksidasi membentuk gas klorin ( $Cl_{2}$ ). - Pada katode ( $-$ ), air ( $H_{2} O$ ) direduksi menghasilkan gas hidrogen ( $H_{2}$ ). 2. Jumlah Elektron yang Dilewatkan: - Diberikan $0.5 mol$ elektron. 3. Gas Hidrogen di Katode: - Reaksi di katode: $2 H_{2} O + 2 e^{-} \to H_{2} + 2 OH^{-}$ - Rasio mol elektron ke $H_{2}$ : $2 e^{-} : 1 mol H_{2}$ . - Jadi, mol $H_{2} = \frac{0.5}{2} = 0.25 mol$ . - Volume gas $H_{2}$ pada STP: $V = 0.25 \times 22.4 = 5.6 L .$ 4. Lokasi dan Produk Gas Klorin: - Gas klorin ( $Cl_{2}$ ) terbentuk di anode. 5. Analisis Pilihan Jawaban: - A: Benar, volume $H_{2}$ adalah $5.6 L,$ dan gas $Cl_{2}$ terbentuk di anode. - B, C, D, E: Salah, perhitungan volume atau lokasi gas salah. Kesimpulan: Jawaban yang benar adalah A.
Soal

Pada elektrolisis larutan $CuSO_{4}$ menggunakan elektroda tembaga ( $Cu$ ) sebagai anode dan elektroda karbon sebagai katode, reaksi kimia yang terjadi adalah: - Anode: $Cu (s) \to Cu^{2 +} + 2 e^{-}$ - Katode: $Cu^{2 +} + 2 e^{-} \to Cu (s) .$ Jika larutan awal mengandung $0.1 mol Cu^{2 +}$ , dan setelah elektrolisis sebanyak $0.05 mol Cu$ terendapkan di katode, berapa banyak tembaga ( $Cu$ ) yang terkikis dari anode, dan mengapa tembaga disebut elektrode aktif dalam reaksi ini?
1. $0.05 mol,$ karena tembaga di anode ikut bereaksi, memperbarui ion $Cu^{2 +}$ dalam larutan.
2. $0.1 mol,$ karena anode menyuplai semua ion $Cu^{2 +}$ ke larutan.
3. $0.05 mol,$ karena tembaga di katode hanya berasal dari ion $Cu^{2 +}$ awal dalam larutan.
4. $0.05 mol,$ karena anode tembaga hanya berfungsi sebagai penghantar arus.
5. $0.1 mol,$ karena semua tembaga dalam larutan diendapkan di katode.
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: A. $0.05 mol,$ karena tembaga di anode ikut bereaksi, memperbarui ion $Cu^{2 +}$ dalam larutan. Pembahasan: 1. Proses Elektrolisis dengan Elektrode Aktif: - Anode tembaga: Teroksidasi, melepaskan ion $Cu^{2 +}$ ke dalam larutan. $Cu (s) \to Cu^{2 +} + 2 e^{-} .$ - Katode karbon: Mengendapkan ion $Cu^{2 +}$ menjadi tembaga padat. $Cu^{2 +} + 2 e^{-} \to Cu (s) .$ 2. Hitung Jumlah Tembaga di Anode: - Ion $Cu^{2 +}$ yang terendapkan di katode adalah $0.05 mol$ . - Ion $Cu^{2 +}$ ini berasal dari: - Ion awal dalam larutan ( $0.1 mol$ ). - Ion yang dilepaskan dari anode. - Karena hanya $0.05 mol$ tembaga terendapkan, tembaga yang terkikis di anode juga sebanyak $0.05 mol$ . 3. Mengapa Tembaga adalah Elektrode Aktif: - Tembaga di anode ikut bereaksi untuk menyuplai ion $Cu^{2 +}$ ke larutan, mempertahankan konsentrasi ion $Cu^{2 +}$ . 4. Analisis Pilihan Jawaban: - A: Benar, tembaga di anode terkikis sebanyak $0.05 mol$ , menyuplai ion $Cu^{2 +}$ . - B, C, D, E: Salah, perhitungan mol atau mekanisme elektrode aktif tidak sesuai. Kesimpulan: Jawaban yang benar adalah A.
Soal

Hukum Faraday tentang elektrolisis menjelaskan hubungan antara jumlah listrik yang digunakan dan massa zat yang dihasilkan. Perbandingan antara Hukum Faraday I dan Hukum Faraday II adalah:
1. Hukum Faraday I menjelaskan bahwa massa zat yang dihasilkan di elektrode berbanding lurus dengan jumlah listrik, sementara Hukum Faraday II menjelaskan bahwa massa zat juga bergantung pada jenis zat dan valensinya.
2. Hukum Faraday I menyatakan bahwa jumlah listrik yang dibutuhkan hanya bergantung pada waktu elektrolisis, sementara Hukum Faraday II menyatakan bahwa jumlah listrik yang dibutuhkan tergantung pada suhu.
3. Hukum Faraday I berlaku untuk semua jenis elektrode, sedangkan Hukum Faraday II hanya berlaku untuk elektrode inert.
4. Hukum Faraday I menjelaskan hubungan antara arus listrik dan potensial elektrode, sedangkan Hukum Faraday II menjelaskan hubungan antara arus listrik dan tekanan gas yang dihasilkan.
5. Hukum Faraday I dan Hukum Faraday II tidak dapat diterapkan pada elektrolisis larutan karena ion-ion dalam larutan tidak terpengaruh oleh arus listrik.
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: A. Hukum Faraday I menjelaskan bahwa massa zat yang dihasilkan di elektrode berbanding lurus dengan jumlah listrik, sementara Hukum Faraday II menjelaskan bahwa massa zat juga bergantung pada jenis zat dan valensinya. Pembahasan: 1. Hukum Faraday I: - Menyatakan bahwa massa zat ( $m$ ) yang dihasilkan atau dikonsumsi di elektrode berbanding lurus dengan jumlah listrik ( $Q = I \cdot t$ ) yang mengalir. - Rumusan: $m \propto Q .$ 2. Hukum Faraday II: - Menyatakan bahwa massa zat yang dihasilkan juga bergantung pada jenis zat, terutama valensi ( $n$ ) dari ion yang terlibat dalam reaksi. - Rumusan: $m \propto \frac{Q}{n} .$ 3. Perbandingan: - Hukum Faraday I menghubungkan massa zat hanya dengan jumlah listrik. - Hukum Faraday II menambahkan faktor jenis zat (valensi) sebagai variabel penting. 4. Analisis Pilihan Jawaban: - A: Benar, karena massa zat berbanding lurus dengan jumlah listrik (Hukum Faraday I) dan juga bergantung pada jenis zat serta valensinya (Hukum Faraday II). - B: Salah, hukum Faraday tidak membahas pengaruh waktu atau suhu secara langsung. - C: Salah, kedua hukum berlaku untuk semua jenis elektrode, tidak terbatas pada elektrode inert. - D: Salah, hukum Faraday tidak menjelaskan hubungan dengan potensial elektrode atau tekanan gas. - E: Salah, hukum Faraday dapat diterapkan pada larutan elektrolit dan memengaruhi ion-ion. Kesimpulan: Jawaban yang benar adalah A.
Soal

Dalam elektrolisis larutan $AlCl_{3}$ , ion aluminium ( $Al^{3 +}$ ) direduksi menjadi logam aluminium ( $Al (s)$ ) di katode. Reaksinya: $Al^{3 +} + 3 e^{-} \to Al (s) .$ Jika arus listrik sebesar $9.65 A$ dialirkan selama $1.5 jam$ , berapa gram aluminium yang dihasilkan? (Diberikan: $F = 96, 500 C/mol$ , Ar Al = 27).
1. $1.5 g$
2. $2.5 g$
3. $4.0 g$
4. $5.0 g$
5. $6.0 g$
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: C. $4.0 g$ Pembahasan: 1. Identifikasi Reaksi Elektrolisis: - Ion aluminium ( $Al^{3 +}$ ) direduksi di katode: $Al^{3 +} + 3 e^{-} \to Al (s) .$ 2. Jumlah Listrik ( $Q$ ): - Rumus: $Q = I \cdot t .$ - Substitusi nilai: $Q = 9.65 A \cdot (1.5 \cdot 3600 s) = 52, 110 C .$ 3. Mol Elektron ( $n_{e}$ ): - Hubungan mol elektron: $n_{e} = \frac{Q}{F} = \frac{52 , 110}{96 , 500} = 0.54 mol .$ 4. Mol Aluminium ( $n_{Al}$ ): - Dari reaksi, $3 mol e^{-} \to 1 mol Al$ . - Jadi: $n_{Al} = \frac{0.54}{3} = 0.18 mol .$ 5. Massa Aluminium ( $m$ ): - Rumus: $m = n_{Al} \cdot Ar_{Al} .$ - Substitusi: $m = 0.18 \cdot 27 = 4.0 g .$ Kesimpulan: Massa aluminium yang dihasilkan adalah $4.0 g$ . Jawaban yang benar adalah C.
Soal

Dalam elektrolisis larutan $AlCl_{3}$ , ion aluminium ( $Al^{3 +}$ ) direduksi menjadi logam aluminium ( $Al (s)$ ) di katode. Reaksinya: $Al^{3 +} + 3 e^{-} \to Al (s) .$ Jika arus listrik sebesar $9.65 A$ dialirkan selama $1.5 jam$ , berapa gram aluminium yang dihasilkan? (Diberikan: $F = 96, 500 C/mol$ , Ar Al = 27).
1. $1.5 g$
2. $2.5 g$
3. $4.6 g$
4. $5.0 g$
5. $6.0 g$
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: C. $4.0 g$ Pembahasan: 1. Identifikasi Reaksi Elektrolisis: - Ion aluminium ( $Al^{3 +}$ ) direduksi di katode: $Al^{3 +} + 3 e^{-} \to Al (s) .$ 2. Jumlah Listrik ( $Q$ ): - Rumus: $Q = I \cdot t .$ - Substitusi nilai: $Q = 9.65 A \cdot (1.5 \cdot 3600 s) = 52, 110 C .$ 3. Mol Elektron ( $n_{e}$ ): - Hubungan mol elektron: $n_{e} = \frac{Q}{F} = \frac{52 , 110}{96 , 500} = 0.54 mol .$ 4. Mol Aluminium ( $n_{Al}$ ): - Dari reaksi, $3 mol e^{-} \to 1 mol Al$ . - Jadi: $n_{Al} = \frac{0.54}{3} = 0.18 mol .$ 5. Massa Aluminium ( $m$ ): - Rumus: $m = n_{Al} \cdot Ar_{Al} .$ - Substitusi: $m = 0.18 \cdot 27 = 4.6 g .$ Kesimpulan: Massa aluminium yang dihasilkan adalah $4.6 g$ . Jawaban yang benar adalah C.
Soal

Dalam elektrolisis larutan $AlCl_{3}$ , ion aluminium ( $Al^{3 +}$ ) direduksi menjadi logam aluminium ( $Al (s)$ ) di katode. Reaksinya: $Al^{3 +} + 3 e^{-} \to Al (s) .$ Jika arus listrik sebesar $9.65 A$ dialirkan selama $1.5 jam$ , berapa gram aluminium yang dihasilkan? (Diberikan: $F = 96, 500 C/mol$ , Ar Al = 27).
1. $1.5 g$
2. $2.5 g$
3. $4.86 g$
4. $5.0 g$
5. $6.0 g$
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: C. $4.0 g$ Pembahasan: 1. Identifikasi Reaksi Elektrolisis: - Ion aluminium ( $Al^{3 +}$ ) direduksi di katode: $Al^{3 +} + 3 e^{-} \to Al (s) .$ 2. Jumlah Listrik ( $Q$ ): - Rumus: $Q = I \cdot t .$ - Substitusi nilai: $Q = 9.65 A \cdot (1.5 \cdot 3600 s) = 52, 110 C .$ 3. Mol Elektron ( $n_{e}$ ): - Hubungan mol elektron: $n_{e} = \frac{Q}{F} = \frac{52 , 110}{96 , 500} = 0.54 mol .$ 4. Mol Aluminium ( $n_{Al}$ ): - Dari reaksi, $3 mol e^{-} \to 1 mol Al$ . - Jadi: $n_{Al} = \frac{0.54}{3} = 0.18 mol .$ 5. Massa Aluminium ( $m$ ): - Rumus: $m = n_{Al} \cdot Ar_{Al} .$ - Substitusi: $m = 0.18 \cdot 27 = 4.6 g .$ Kesimpulan: Massa aluminium yang dihasilkan adalah $4.86 g$ . Jawaban yang benar adalah C.
Soal

Dalam elektrolisis larutan $AlCl_{3}$ , ion aluminium ( $Al^{3 +}$ ) direduksi menjadi logam aluminium ( $Al (s)$ ) di katode. Reaksinya: $Al^{3 +} + 3 e^{-} \to Al (s) .$ Jika arus listrik sebesar $9.65 A$ dialirkan selama $1.5 jam$ , berapa gram aluminium yang dihasilkan? (Diberikan: $F = 96, 500 C/mol$ , Ar Al = 27).
1. $1.56 g$
2. $2.68 g$
3. $4.86 g$
4. $5.25 g$
5. $6.12 g$
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: C. $4.86 g$ Pembahasan: 1. Identifikasi Reaksi Elektrolisis: - Ion aluminium ( $Al^{3 +}$ ) direduksi di katode: $Al^{3 +} + 3 e^{-} \to Al (s) .$ 2. Jumlah Listrik ( $Q$ ): - Rumus: $Q = I \cdot t .$ - Substitusi nilai: $Q = 9.65 A \cdot (1.5 \cdot 3600 s) = 52, 110 C .$ 3. Mol Elektron ( $n_{e}$ ): - Hubungan mol elektron: $n_{e} = \frac{Q}{F} = \frac{52 , 110}{96 , 500} = 0.54 mol .$ 4. Mol Aluminium ( $n_{Al}$ ): - Dari reaksi, $3 mol e^{-} \to 1 mol Al$ . - Jadi: $n_{Al} = \frac{0.54}{3} = 0.18 mol .$ 5. Massa Aluminium ( $m$ ): - Rumus: $m = n_{Al} \cdot Ar_{Al} .$ - Substitusi: $m = 0.18 \cdot 27 = 4.86 g .$ Kesimpulan: Massa aluminium yang dihasilkan adalah $4.86 g$ . Jawaban yang benar adalah C.
Soal

Pada elektrolisis larutan $CuCl_{2}$ , ion tembaga ( $Cu^{2 +}$ ) diendapkan menjadi logam tembaga ( $Cu (s)$ ) di katode, sedangkan ion klorida ( $Cl^{-}$ ) mengalami oksidasi di anode menghasilkan gas klorin ( $Cl_{2}$ ). Reaksi: - Katode: $Cu^{2 +} + 2 e^{-} \to Cu (s) .$ - Anode: $2 Cl^{-} \to Cl_{2} + 2 e^{-} .$ Jika massa tembaga yang dihasilkan adalah $3.2 g$ , berapa volume gas klorin ( $Cl_{2}$ ) yang dihasilkan pada STP? (Diberikan: $F = 96, 500 C/mol$ , Ar Cu = 63.5, Volume molar = 22.4 L).
1. $0.56 L$
2. $0.70 L$
3. $1.12 L$
4. $1.40 L$
5. $2.24 L$
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: C. $1.12 L$ Pembahasan: 1. Mol Tembaga ( $n_{Cu}$ ): - Rumus: $n_{Cu} = \frac{m}{Ar _{Cu}} .$ - Substitusi: $n_{Cu} = \frac{3.2}{63.5} = 0.05 mol .$ 2. Mol Elektron ( $n_{e}$ ): - Dari reaksi di katode: $2 mol e^{-} \to 1 mol Cu$ . - Jadi: $n_{e} = 0.05 \cdot 2 = 0.10 mol .$ 3. Mol Gas Klorin ( $n_{Cl_{2}}$ ): - Dari reaksi di anode: $2 mol e^{-} \to 1 mol Cl_{2}$ . - Jadi: $n_{Cl_{2}} = \frac{n _{e}}{2} = \frac{0.10}{2} = 0.05 mol .$ 4. Volume Gas Klorin ( $V$ ): - Rumus: $V = n_{Cl_{2}} \cdot Volume molar .$ - Substitusi: $V = 0.05 \cdot 22.4 = 1.12 L .$ Kesimpulan: Volume gas klorin yang dihasilkan adalah $1.12 L$ . Jawaban yang benar adalah C.
Soal

Dalam elektrolisis larutan $Zn(NO_{3})_{2}$ , seng ( $Zn$ ) diendapkan di katode dengan reaksi: $Zn^{2 +} + 2 e^{-} \to Zn (s) .$ Jika $0.2 mol$ gas oksigen ( $O_{2}$ ) dihasilkan di anode dengan reaksi: $2 H_{2} O \to O_{2} + 4 H^{+} + 4 e^{-},$ berapa gram seng yang dihasilkan di katode? (Diberikan: $F = 96, 500 C/mol$ , Ar Zn = 65.4).
1. $6.54 g$
2. $13.08 g$
3. $26.16 g$
4. $32.70 g$
5. $39.24 g$
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: C. $26.16 g$ Pembahasan: 1. Mol Elektron ( $n_{e}$ ): - Dari reaksi anode: $4 mol e^{-} \to 1 mol O_{2}$ . - Jadi: $n_{e} = 4 \cdot 0.2 = 0.8 mol .$ 2. Mol Seng ( $n_{Zn}$ ): - Dari reaksi katode: $2 mol e^{-} \to 1 mol Zn$ . - Jadi: $n_{Zn} = \frac{0.8}{2} = 0.4 mol .$ 3. Massa Seng ( $m$ ): - Rumus: $m = n_{Zn} \cdot Ar_{Zn} .$ - Substitusi: $m = 0.4 \cdot 65.4 = 26.16 g .$ Kesimpulan: Massa seng yang dihasilkan adalah $26.16 g$ . Jawaban yang benar adalah C.
Soal

Proses Hall-Héroult digunakan untuk memurnikan aluminium dari alumina ( $Al_{2} O_{3}$ ). Dalam proses ini, alumina dilarutkan dalam kriolit ( $Na_{3} AlF_{6}$ ) untuk menurunkan titik leleh, kemudian dielektrolisis dengan reaksi: - Katode (reduksi): $Al^{3 +} + 3 e^{-} \to Al (l) .$ - Anode (oksidasi): $2 O^{2 -} \to O_{2} + 4 e^{-} .$ Jika dalam suatu elektrolisis dihasilkan $540 kg$ aluminium cair ( $Al$ ) dan arus listrik yang digunakan adalah $50, 000 A$ , hitung waktu elektrolisis yang diperlukan. (Diberikan: Ar Al = 27, $F = 96, 500 C/mol$ ).
1. $30, 000 s$
2. $48, 600 s$
3. $77, 760 s$
4. $103, 680 s$
5. $120, 000 s$
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: D. $103, 680 s$ Pembahasan: 1. Identifikasi Mol Aluminium: - Massa aluminium yang dihasilkan: $540 kg = 540, 000 g$ . - Mol aluminium ( $n_{Al}$ ): $n_{Al} = \frac{m}{Ar _{Al}} = \frac{540 , 000}{27} = 20, 000 mol .$ 2. Mol Elektron ( $n_{e}$ ): - Dari reaksi di katode, $3 mol e^{-} \to 1 mol Al$ . - Jadi: $n_{e} = 20, 000 \cdot 3 = 60, 000 mol .$ 3. Jumlah Listrik ( $Q$ ): - Rumus: $Q = n_{e} \cdot F .$ - Substitusi: $Q = 60, 000 \cdot 96, 500 = 5, 790, 000, 000 C .$ 4. Waktu Elektrolisis ( $t$ ): - Rumus: $t = \frac{Q}{I} .$ - Substitusi: $t = \frac{5 , 790 , 000 , 000}{50 , 000} = 103, 680 s .$ Kesimpulan: Waktu elektrolisis yang diperlukan adalah $103, 680 s$ . Jawaban yang benar adalah D.
Soal

Proses Hall-Héroult digunakan untuk memurnikan aluminium dari alumina ( $Al_{2} O_{3}$ ). Dalam proses ini, alumina dilarutkan dalam kriolit ( $Na_{3} AlF_{6}$ ) untuk menurunkan titik leleh, kemudian dielektrolisis dengan reaksi: - Katode (reduksi): $Al^{3 +} + 3 e^{-} \to Al (l) .$ - Anode (oksidasi): $2 O^{2 -} \to O_{2} + 4 e^{-} .$ Jika dalam suatu elektrolisis dihasilkan $540 kg$ aluminium cair ( $Al$ ) dan arus listrik yang digunakan adalah $50, 000 A$ , hitung waktu elektrolisis yang diperlukan. (Diberikan: Ar Al = 27, $F = 96, 500 C/mol$ ).
1. $30, 000 s$
2. $48, 600 s$
3. $77, 760 s$
4. $115, 800 s$
5. $120, 000 s$
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: D. $115, 800 s$ Pembahasan: 1. Identifikasi Mol Aluminium: - Massa aluminium yang dihasilkan: $540 kg = 540, 000 g$ . - Mol aluminium ( $n_{Al}$ ): $n_{Al} = \frac{m}{Ar _{Al}} = \frac{540 , 000}{27} = 20, 000 mol .$ 2. Mol Elektron ( $n_{e}$ ): - Dari reaksi di katode, $3 mol e^{-} \to 1 mol Al$ . - Jadi: $n_{e} = 20, 000 \cdot 3 = 60, 000 mol .$ 3. Jumlah Listrik ( $Q$ ): - Rumus: $Q = n_{e} \cdot F .$ - Substitusi: $Q = 60, 000 \cdot 96, 500 = 5, 790, 000, 000 C .$ 4. Waktu Elektrolisis ( $t$ ): - Rumus: $t = \frac{Q}{I} .$ - Substitusi: $t = \frac{5 , 790 , 000 , 000}{50 , 000} = 115, 800 s .$ Kesimpulan: Waktu elektrolisis yang diperlukan adalah $115, 800 s$ . Jawaban yang benar adalah D.
Soal

Dalam pemurnian tembaga, logam tembaga tidak murni digunakan sebagai anode, dan logam tembaga murni dihasilkan di katode. Reaksi kimia yang terjadi: - Anode (oksidasi): $Cu (s) \to Cu^{2 +} + 2 e^{-} .$ - Katode (reduksi): $Cu^{2 +} + 2 e^{-} \to Cu (s) .$ Jika dalam suatu proses pemurnian, arus $25, 000 A$ dialirkan selama $8 jam$ , berapa kilogram tembaga murni yang dihasilkan? (Diberikan: Ar Cu = 63.5, $F = 96, 500 C/mol$ ).
1. $238.0 kg$
2. $476.0 kg$
3. $714.0 kg$
4. $952.0 kg$
5. $1, 190.0 kg$
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: B. $476.0 kg$ Pembahasan: 1. Jumlah Listrik ( $Q$ ): - Waktu elektrolisis: $8 jam = 8 \cdot 3600 = 28, 800 s$ . - Rumus: $Q = I \cdot t .$ - Substitusi: $Q = 25, 000 \cdot 28, 800 = 720, 000, 000 C .$ 2. Mol Elektron ( $n_{e}$ ): - Rumus: $n_{e} = \frac{Q}{F} .$ - Substitusi: $n_{e} = \frac{720 , 000 , 000}{96 , 500} = 7, 458.5 mol .$ 3. Mol Tembaga ( $n_{Cu}$ ): - Dari reaksi di katode, $2 mol e^{-} \to 1 mol Cu$ . - Jadi: $n_{Cu} = \frac{7 , 458.5}{2} = 3, 729.25 mol .$ 4. Massa Tembaga ( $m$ ): - Rumus: $m = n_{Cu} \cdot Ar_{Cu} .$ - Substitusi: $m = 3, 729.25 \cdot 63.5 = 237, 990 g = 476.0 kg .$ Kesimpulan: Massa tembaga murni yang dihasilkan adalah $476.0 kg$ . Jawaban yang benar adalah B.
Soal

Dalam pemurnian tembaga, logam tembaga tidak murni digunakan sebagai anode, dan logam tembaga murni dihasilkan di katode. Reaksi kimia yang terjadi: - Anode (oksidasi): $Cu (s) \to Cu^{2 +} + 2 e^{-} .$ - Katode (reduksi): $Cu^{2 +} + 2 e^{-} \to Cu (s) .$ Jika dalam suatu proses pemurnian, arus $25, 000 A$ dialirkan selama $8 jam$ , berapa kilogram tembaga murni yang dihasilkan? (Diberikan: Ar Cu = 63.5, $F = 96, 500 C/mol$ ).
1. $238.0 kg$
2. $476.0 kg$
3. $714.0 kg$
4. $952.0 kg$
5. $1, 190.0 kg$
Lihat pembahasan
Jawaban yang Benar: A. $238.0 kg$ Pembahasan: Diketahui: - Arus listrik ( $I$ ) = $25.000 A$ - Waktu ( $t$ ) = $8 jam = 8 \times 3600 detik = 28.800 detik$ - Konstanta Faraday ( $F$ ) = $96.500 C/mol$ - Massa atom relatif tembaga ( $A_{r}$ ) = $63, 5 g/mol$ Reaksi kimia: - Anoda (oksidasi): $Cu(s) \to Cu^{2 +} + 2 e^{-}$ - Katoda (reduksi): $Cu^{2 +} + 2 e^{-} \to Cu(s)$ Setiap mol tembaga ( $Cu$ ) membutuhkan 2 mol elektron untuk direduksi. Langkah 1: Hitung jumlah muatan total ( $Q$ ) Rumus muatan: $Q = I \times t$ Substitusi nilai: $Q = 25.000 A \times 28.800 s$ $Q = 720.000.000 C .$ Langkah 2: Hitung jumlah mol elektron ( $n_{e}$ ) Rumus jumlah mol elektron: $n_{e} = \frac{Q}{F}$ Substitusi nilai: $n_{e} = \frac{720.000.000 C}{96.500 C/mol}$ $n_{e} = 7461, 92 mol elektron .$ Langkah 3: Hitung jumlah mol tembaga ( $n_{Cu}$ ) Karena 2 mol elektron menghasilkan 1 mol tembaga: $n_{Cu} = \frac{n _{e}}{2}$ $n_{Cu} = \frac{7461 , 92}{2}$ $n_{Cu} = 3730, 96 mol .$ Langkah 4: Hitung massa tembaga ( $m_{Cu}$ ) Rumus massa tembaga: $m_{Cu} = n_{Cu} \times A_{r}$ Substitusi nilai: $m_{Cu} = 3730, 96 mol \times 63, 5 g/mol$ $m_{Cu} = 237.991, 02 g .$ Ubah ke kilogram: $m_{Cu} = \frac{237.991 , 02}{1000} = 237, 99 kg .$ Langkah 5: Pembulatan hasil Hasil $237, 99 kg$ dibulatkan ke 3 angka signifikan menjadi: $m_{Cu} = 238, 0 kg .$ Kesimpulan: Logam tembaga murni yang dihasilkan adalah $238, 0 kg$ .

← SebelumnyaBagian 1 Selesai →Bab lain di Kimia

Gratis — tolong sebarkan

Materi dan latihan di sini bisa dipakai siapa saja tanpa membayar dan tanpa mendaftar. Aplikasi Fitri Learning membawa semuanya ke HP, lengkap dengan nilai dan pembahasan, dan jalan tanpa internet setelah diunduh sekali.

Gratis, tanpa akunUnduh aplikasinya → Ilmu yang bermanfaatBagikan ke WhatsApp