Pembahasan Soal Uraian Elektrolisis (2)

Pembahasan soal uraian sel elektrolisis berikut ini merupakan bagian kedua yang segera akan kuposting berdasarkan permintaan. Seperti bagian pertama, pembahasan ini kutulis rinci dan kusertakan pula beberapa pengetahuan yang terkait.

2. Pada elektrolisis larutan tembaga(II) sulfat dengan elektroda grafit, di katoda terbentuk 12,7 gram Cu (Ar Cu = 63,5). Berapa volume gas yang terbentuk di anoda (STP) dan berapa Faraday arus yang digunakan?

Pembahasan:

Kali ini elektrolit yang dielektrolisis bukan suatu leburan, namun larutan. Berarti dalam elektrolit selain terdapat ion-ion garam, terdapat pula molekul-molekul air. Elektroda yang digunakan adalah grafit, yaitu suatu alotropi karbon yang dapat menghantar listrik karena strukturnya berlapis. Grafit adalah contoh lain dari elektroda inert yang sering sekali digunakan di sekolah, karena mudah didapat. Guru sering meminta siswa untuk membuka baterai mati untuk dipelajari bagian dalamnya, sekaligus melepas elektroda grafitnya.

Dalam larutan terdapat kation tembaga(II) yang mengendap di katoda berwarna merah bata. Sedang anion sulfat, tetap dalam larutan, karena tidak mengalami oksidasi di anoda. Molekul airlah yang teroksidasi di anoda membentuk gas tidak berbau dan tidak berwarna. yaitu oksigen dan larutannya memerahkan lakmus biru. Hal ini disebabkan oleh harga potensial oksidasi air lebih besar dari ion sulfat, atau dalam tabel Eo reduksi, potensial reduksi air lebih kecil.

Persamaan reaksi elektrolisisnya sebagai berikut:

CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42-(aq)

K (-) 2 Cu2+(aq) + 4e → 2 Cu(s)

A (+) 2 H2O(l) → O2(g) + 4 H+(aq) + 4e

Reaksi sel: 2Cu2+(aq) + 2H2O(l) → 2Cu(s) + O2(g) + 4H+(aq)

Reaksi molekulernya: 2CuSO4(aq) + 2H2O(l) → 2Cu(s) + O2(g) + 2H2SO4(aq)

12,7 g Cu(s) = 12,7 g / (63,5 g/mol) = 0,2 mol.

n O2(g) = 1/2 x 0,2 mol = 0,1 mol.

Volum O2(g) pada STP = 0,1 mol x (22,4 L/mol) = 2,24 L.

Pertanyaan berikutnya adalah jumlah arus yang digunakan, dalam Faraday.

1 mol elektron eqivalen dengan 1 Faraday. Untuk mengetahui jumlah mol elektron yang terlibat, maka kita harus memperhatikan setengah reaksinya, reduksi atau oksidasi.

Dalam setengah reaksi reduksi ion tembaga(II) misalnya, setiap 2 mol Cu yang mengendap melibatkan 4 mol elektron. Sedangkan Cu yang mengendap sebanyak 0,2 mol.

Jadi elektron yang terlibat = 4/2 x 0,2 mol = 0,4 mol.

Jumlah arus yang diperlukan = 0,4 F.


Komentar :

Nama :
E-mail :
Web :
Komentar :
Masukkan kode pada gambar

    [Emoticon]