Soal yang Akan Dibahas
Elektrolisis 1 L larutan $CuSO_4 $ dengan elektroda platina menghasilkan deposit
logam $ Cu $ ($ A_r \, \, Cu = 63,5 $) sebanyak 3,175 g pada katoda. Volume gas yang
dihasilkan pada anoda dalam keadaan STP adalah ....
A). 2,24 L
B). 1,68 L
C). 1,12 L
D). 0,56 L
E). 0,28 L
A). 2,24 L
B). 1,68 L
C). 1,12 L
D). 0,56 L
E). 0,28 L
$\clubsuit $ Pembahasan
*). Soal ini berkaitan tentang materi sel eleketrokimia yaitu sel elektrolisis.
*). 1 L larutan $CuSO_4$ elektroda $ Pt $ kita tentukan terlebih dahulu reaksi yang terjadi di anoda dan katoda berdasarkan larutannya dan elektrodanya. $Pt$ adalah eleketroda inerf.
*). $CuSO_4 $ terdiri dari ion $Cu^{2+} $ dan ion $ SO_4^{2-} $ (sisa asam oksi). Ion $ Cu^{2+} $ akan mengalami reaksi reduksi di katoda sedangkan ion $ SO_4^{2-} $ yang akan mengalami oksidasi adalah air.
Reaksinya :
Katoda : $ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu $
Anoda : $ 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- $
Kemudian setarakan terlebih dahulu dengan mengalikan dikatoda dengan 2 atau dengan membagi 2 di anoda.
K : $ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu \, \, \, \, |\times 2 | $
A : $ 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- \, \, \, \, |\times 1 | $
Menjadi :
$\begin{array}{ccc} \text{ K : } & 2Cu^{2+} + 4e^- \rightarrow 2Cu & \\ \text{ A : } & 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- & + \\ \hline & 2Cu^{2+} + 2H_2O \rightarrow 2Cu + O_2 + 4H^+ & \end{array} $
atau
$ \begin{array}{cc|c|cc} \text{ K : } & Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu & \times 1 & Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu & \\ \text{ A : } & 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- & \times \frac{1}{2} & H_2O \rightarrow \frac{1}{2}O_2 + 2H^+ + 2e^- & + \\ \hline & & & Cu^{2+} + H_2O \rightarrow Cu + \frac{1}{2}O_2 + 2H^+ & \end{array} $
*). Logam $ Cu $ yang terdapat pada reaksi elektrolisis tersebut sebanyak 3,175 g. (Ar Cu = 63,5)
*). Pertanyaan pada soal adalah volume gas yang dihasilkan pada anoda yaitu gas $ O_2$. Untuk mencari volume $ O_2$ kita harus mengetahui jumlah mol $ Cu $ terlebih dahulu.
mol Cu $ = \frac{\text{massa Cu}}{\text{Ar Cu}} = \frac{3,175 \, g}{63,5 \, g/mol} = 0,05 \text{ mol} $
*). Dari reaksi $ 2Cu^{2+} + 2H_2O \rightarrow 2Cu + O_2 + 4H^+ $ atau $ Cu^{2+} + H_2O \rightarrow Cu + \frac{1}{2}O_2 + 2H^+ $ dapat kita peroleh perbandingan koefisien Cu : koefisien $ O_2 $ adalah $ 2 : 1 $. Sehingga mol Cu : mol $ O_2 $ juga $ 2 : 1 $, maka mol $ O_2 $ dapat dicari dengan cara :
mol $ O_2 = \frac{1}{2} \text{ mol Cu } = \frac{1}{2} \times 0,05 = 0,025 \, $ mol.
*). Hubungan mol dan volume pada keadaan STP adalah :
mol = $ \frac{\text{V}}{22,4} \rightarrow V = \text{ mol } \times 22,4 $
Volume $ O_2 = \text{mol } O_2 \times 22,4 = 0,025 \times 22,4 = 0,56 \, $ L
Jadi, volume $ O_2 $ adalah 0,56 L, jawabannya D $ . \, \heartsuit $
Catatan :
Jika ingin lebih mengenal materi berkaitan soal ini, silahkan kunjungi link berikut ya.
Materi sel eleketrokimia dan sel elektrolisis.
*). Soal ini berkaitan tentang materi sel eleketrokimia yaitu sel elektrolisis.
*). 1 L larutan $CuSO_4$ elektroda $ Pt $ kita tentukan terlebih dahulu reaksi yang terjadi di anoda dan katoda berdasarkan larutannya dan elektrodanya. $Pt$ adalah eleketroda inerf.
*). $CuSO_4 $ terdiri dari ion $Cu^{2+} $ dan ion $ SO_4^{2-} $ (sisa asam oksi). Ion $ Cu^{2+} $ akan mengalami reaksi reduksi di katoda sedangkan ion $ SO_4^{2-} $ yang akan mengalami oksidasi adalah air.
Reaksinya :
Katoda : $ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu $
Anoda : $ 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- $
Kemudian setarakan terlebih dahulu dengan mengalikan dikatoda dengan 2 atau dengan membagi 2 di anoda.
K : $ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu \, \, \, \, |\times 2 | $
A : $ 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- \, \, \, \, |\times 1 | $
Menjadi :
$\begin{array}{ccc} \text{ K : } & 2Cu^{2+} + 4e^- \rightarrow 2Cu & \\ \text{ A : } & 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- & + \\ \hline & 2Cu^{2+} + 2H_2O \rightarrow 2Cu + O_2 + 4H^+ & \end{array} $
atau
$ \begin{array}{cc|c|cc} \text{ K : } & Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu & \times 1 & Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu & \\ \text{ A : } & 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- & \times \frac{1}{2} & H_2O \rightarrow \frac{1}{2}O_2 + 2H^+ + 2e^- & + \\ \hline & & & Cu^{2+} + H_2O \rightarrow Cu + \frac{1}{2}O_2 + 2H^+ & \end{array} $
*). Logam $ Cu $ yang terdapat pada reaksi elektrolisis tersebut sebanyak 3,175 g. (Ar Cu = 63,5)
*). Pertanyaan pada soal adalah volume gas yang dihasilkan pada anoda yaitu gas $ O_2$. Untuk mencari volume $ O_2$ kita harus mengetahui jumlah mol $ Cu $ terlebih dahulu.
mol Cu $ = \frac{\text{massa Cu}}{\text{Ar Cu}} = \frac{3,175 \, g}{63,5 \, g/mol} = 0,05 \text{ mol} $
*). Dari reaksi $ 2Cu^{2+} + 2H_2O \rightarrow 2Cu + O_2 + 4H^+ $ atau $ Cu^{2+} + H_2O \rightarrow Cu + \frac{1}{2}O_2 + 2H^+ $ dapat kita peroleh perbandingan koefisien Cu : koefisien $ O_2 $ adalah $ 2 : 1 $. Sehingga mol Cu : mol $ O_2 $ juga $ 2 : 1 $, maka mol $ O_2 $ dapat dicari dengan cara :
mol $ O_2 = \frac{1}{2} \text{ mol Cu } = \frac{1}{2} \times 0,05 = 0,025 \, $ mol.
*). Hubungan mol dan volume pada keadaan STP adalah :
mol = $ \frac{\text{V}}{22,4} \rightarrow V = \text{ mol } \times 22,4 $
Volume $ O_2 = \text{mol } O_2 \times 22,4 = 0,025 \times 22,4 = 0,56 \, $ L
Jadi, volume $ O_2 $ adalah 0,56 L, jawabannya D $ . \, \heartsuit $
Catatan :
Jika ingin lebih mengenal materi berkaitan soal ini, silahkan kunjungi link berikut ya.
Materi sel eleketrokimia dan sel elektrolisis.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.