Soal dan Pembahasan materi Korosi dan Hukum Faraday

PembahasanKeterangan masing-masing gambar di atas adalah sebagai berikut:

• Paku berada pada tabung terbuka sehingga Odapat masuk. Tetapi di dalam tabung terdapat CaCO2 yang bersifat menyerap H2O sehingga udara tetap kering. [lambat korosi]
• Paku berada pada tabung terbuka yang berisi air atau paku berada pada medium yang mengandung O2 dan H2O [cepat korosi]
• Paku berada pada tabung tertutup yang berisi air. Meskipun tabung tertutup tetapi di dalamnya masih tersisa udara sehingga masih memungkin paku berkarat. [agak lambat korosi]
• Paku berada pada medium tertutup yang berisi minyak. Berarti jumlah O2 dalam tabung terbatas dan H2O tidak dapat menembus minyak. [sangat lambat korosi] Paku berada pada tabung terbuka yang berisi air garam. Sedangkan air garam bersifat elektrolit yang dapat mempercepat reaksi oksidasi. [sangat cepat korosi]

Jadi, proses korosi yang berlangsung paling lambat adalah no 4 (D).-

Pembahasan Soal #2:

Larutan asam mengandung kation H⁺

Katode (reduksi kation): 2H⁺ + 2e^– → H₂

1 F = 96500 C/mol → 1 mol elektron = 96500 C

t = 5 menit × 60 detik/menit = 300 detik

i = 965 mA = 965 mA × 1 A/1000 mA = 0,965 A

q = i × t = 0,965 A × 300 detik = 289,5 C

Jumlah mol e^– = 289,5 C : 96500 C/mol = 3×10^–3 mol

Perbandingan jumlah zat = perbandingan koefisien zat

→ jumlah mol H₂ : jumlah mol e^– = koefisien H₂ : koefisien e^–

→ jumlah mol H₂ : 3×10^–3 mol = 1 : 2

→ jumlah mol H₂ = ½ × 3×10^–3 mol

→ jumlah mol H₂ = 1,5 ×10^–3 mol

Pembahasan Soal

Larutan NiSO₄ terurai menurut persamaan berikut:

NiSO₄ → Ni²⁺ + SO₄^2–

Katode (reduksi kation): Ni²⁺ + 2e^– → Ni

Diketahui dari soal bahwa muatan listrik (F) = 0,1 Faraday

Massa ekuivalen (e) Ni = Ar Ni : muatan Ni = 59 : 2 = 29,5 g

Jadi massa Ni → w = e.F = 29,5 × 0,1 = 2,95 g

Pembahasan Soal #4:

Elektolisis larutan Cu(NO₃)₂ :

Katode : 2Cu²⁺ + 4e ⟶ 2Cu

Anode  : 2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

2Cu²⁺ + 2H₂O ⟶ 2Cu + 4H⁺ + O₂

Jumlah Cu yang diendapkan dengan massa 1,27 gram = 1,27 g : 63,5 g/mol = 0,02 mol Cu

Perbandingan koefisien = perbandingan jumlah mol

Koefisien Cu : Koefisien O₂ = jumlah Cu : jumlah O₂

2 : 1 = 0,02 mol : jumlah O₂

Jumlah O₂ = ½ × 0,02 mol = 0,01 mol

Karena volume gas diukur pada keadaan STP maka

volume O₂ = 0,01 mol × 22,4 L/mol = 0,224 L

Soal #6

Dalam elektrolisis larutan CuSO₄ dengan elektroda inert, dihasilkan 224 mL gas (STP) di anode, massa endapan yang didapat di katoda adalah ..... (Ar Cu 63,5)

Pembahasan Soal #5:

Elektolisis larutan CuSO₄:

Katode : 2Cu²⁺ + 4e ⟶ 2Cu

Anode  : 2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

2Cu²⁺ + 2H₂O ⟶ 2Cu + 4H⁺ + O₂

Karena gas O₂ yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka

jumlah mol O₂ = 0,224 L : 22,4 L/mol = 0,01 mol

Berdasarkan perbandingan koefisien = perbandingan mol maka

jumlah mol Cu = 2 × jumlah mol O₂

jumlah mol Cu = 2 × 0,01 mol

jumlah mol Cu = 0,02 mol

Jadi massa Cu yang mengendap = 0,02 mol x 63,5 g/mol = 1,27 g

SOAL #7

Dalam elektrolisis larutan LSO₄ dengan elektrode inert, dihasilkan 448 mL gas di anode (STP), dan 2,56 gram endapan logam L di katoda Ar L adalah .....

Pembahasan Soal #6:

Elektrolisis larutan LSO₄ :

Katode : 2L²⁺ + 4e ⟶ 2L

Anode  : 2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

2L²⁺ + 2H₂O ⟶ 2L + 4H⁺ + O₂

Karena gas O₂ yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka

jumlah mol gas O₂ yang dihasilkan = 0,448 L : 22,4 L/mol = 0,02 mol

Berdasarkan perbandingan koefisien = perbandingan mol maka

jumlah mol L = 2 × jumlah mol O₂

jumlah mol L = 2 × 0,02 mol

jumlah mol L = 0,04 mol

Massa molar L = massa endapan L : mol L = 2,56 g : 0,04 mol = 64 g/mol

Jadi Ar L = 64.

Soal #7

Fluorin dapat diperoleh dari elektrolisis leburan KHF₂, sesuai dengan reaksi,

HF₂^– ⟶ HF + ½ F₂ + e. Waktu yang diperlukan untuk memperoleh 26,88 liter F₂ (pada 0^oC, 1 atm) dengan arus 10 ampere adalah .... (Ar F = 19)

Pembahasan Soal #7:

Karena gas F₂ yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka

Jumlah mol F₂ = 26,88 L : 22,4 L/mol = 1,2 mol

Jumlah mol elektron = 2 × mol F₂

Jumlah mol elektron = 2 × 1,2 mol = 2,4 mol

Jumlah mol elektron = (i × t) : 96500

2,4 mol = (10 ampere × t) : 96500

t = (2,4 × 96.500) : 10

t = 23.160 detik = 386 menit

Sejumlah arus dapat mengendapkan 1,56 gram perak dari larutan AgNO₃. Jika arus yang sama dialirkan selama selang waktu yang sama ke dalam lelehan AlCl₃, berapa gram aluminium yang dapat diendapkan? (Ar Ag = 108; Al = 27)

Jawab:

Massa Al dapat dihitung dengan rumus:

G_{Al :} G_{Ag =} M_{ekAl :} M_ekAg