27
Kimia Kelas XII
27. Jawaban: a
Elektrolisis larutan CdSO
4
dengan elektrode karbon C.
CdSO
4
aq → Cd
2+
aq + SO
4 2–
aq Cd
2+
bukan logam aktif sehingga kation direduksi di katode. Elektrode C bersifat inert dan anion
berasal dari sisa asam oksi maka air teroksidasi di anode.
Katode : Cd
2+
aq + 2e
–
→ Cds Anode : 2H
2
O A → O
2
g + 4H
+
aq + 4e
–
n
Cd
=
Cd r
m M Cd
=
2 112
=
1 56
mol n
e
–
= 2 × n
Cd
= 2 ×
1 56
=
1 28
mol lihat reaksi di katode
n
O
2
=
1 2
× n
e
–
=
1 4
×
1 28
=
1 112
mol lihat reaksi di anode
n
O
2
=
V 22,4
1 112
=
V 22,4
V =
22,4 112
= 0,2 L Jadi, volume oksigen yang dihasilkan di anode
sebanyak 0,2 L.
28. Jawaban: b
Ni
2+
+ 2e → Ni
. . . 1 Cr
3+
+ 3e → Cr
. . . 2 n
Ni
=
Ni r
m A Ni
=
17,7 59
= 0,3 mol n
e
–
= 2 × n
Ni
= 2 × 0,3 mol = 0,6 mol lihat pers. 1
n
Cr
=
1 3
× n
e
–
=
1 3
× 0,6 = 0,2 mol lihat pers. 2
n
Cr
=
Cr r
m A Cr
m
Cr
= n
Cr
× A
r
Cr = 0,2 × 52
= 10,4 gram Jadi, endapan krom Cr yang diperoleh adalah
10,4 gram.
29. Jawaban: b
n
e
= 0,02 mol V
N
2
= 1 L m
N
2
= 1,4 gram M
r
N
2
= 28 Reaksi elektrolisis leburan CaCl
2
dengan elektrode karbon
CaCl
2
A → Ca
2+
A + 2Cl
–
A Pada elektrolisis leburan senyawa ion dengan
elektrode inert C, kation direduksi di katode sedangkan anion dioksidasi di anode.
Katode : Ca
2+
aq + 2e
–
→ Cas Anode
: 2Cl
–
aq → Cl
2
g + 2e
–
n
N
2
=
2
N r 2
m A N
=
1,4 28
= 0,05 mol n
e
–
= 0,02 mol n
Cl
2
=
1 2
× n
e
–
=
1 2
× 0,02 = 0,01 mol
Diukur pada suhu dan tekanan yang sama sehingga
2 2
Cl N
V V
=
2 2
Cl N
n n
2
Cl
V 1
=
0,01 0,05
V
Cl
2
=
0,01 0,05
= 0,2 L = 200 mL Jadi, volume gas klorin yang dihasilkan di anode
sebanyak 200 mL.
30. Jawaban: d
m
L
= 0,295 gram V
KOH
= 50 mL = 0,05 L M
KOH
= 0,2 M Elektrolisis larutan LSO
4
dengan elektrode platina. LSO
4
aq → L
2+
aq + SO
4 2–
aq Katode : L
2+
aq + 2e
–
→ Ls Anode
: 2H
2
O A → O
2
g + 4H
+
+ 4e
–
n
KOH
= M
KOH
· V
KOH
= 0,2 · 0,05 = 0,01 mol
KOHaq → K
+
aq + OH
–
aq
0,01 mol 0,01 mol
n
OH
–
= 0,01 mol Larutan KOH dapat menetralkan larutan hasil
elektrolisis, sehingga n
OH
–
= n
H
+
0,01 mol = n
H
+
Pada reaksi di anode n
L
=
1 2
n
e
–
=
1 2
· 0,01 = 0,005 L
28
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
n
L
=
L r
m A L
0,005 =
r
0,295 A L
A
r
L =
0,295 0,005
= 59 Jadi, massa atom relatif A
r
logam L adalah 59.
B. Uraian
1. Reaksi: H
2
O A + Cl
–
aq + MnO
4 –
aq → Cl
2
g + MnO
2
A + OH
–
aq
H
2
O A + 2Cl
–
aq + MnO
4 –
aq → Cl
2
g + MnO
2
A + OH
–
aq
–1 × 2 +7
0 × 2 +4
= –2 = 0
+2 × 3 –3 × 2
Sehingga menjadi: H
2
O A + 6Cl
–
aq + 2MnO
4 –
aq → 3Cl
2
g +
2MnO
2
A + OH
–
aq Disetarakan dengan menambah OH
–
dan H
2
O. 4H
2
O A + 6Cl
–
aq + 2MnO
4 –
aq → 3Cl
2
g +
2MnO
2
A + 8OH
–
aq Jadi, koefisien a = 4, b = 6, c = 3, dan d = 8.
2. a. Metode perubahan bilangan oksidasi
MnO
4 –
aq + 2Cl
–
aq → Mn
2+
aq + Cl
2
g
+7 –1 × 2
+2 0 × 2
= –2 = 0
–5 × 2 +2 × 5
Sehingga menjadi: 2MnO
4 –
aq + 10Cl
–
aq → 2Mn
2+
aq + 5Cl
2
g Disetarakan dengan menambah H
+
dan H
2
O. 2MnO
4 –
aq + 10Cl
–
aq + 16H
+
aq →
2Mn
2+
aq + 5Cl
2
g + 8H
2
O A
b. Metode setengah reaksi
Oksidasi : 2Cl
–
aq → Cl
2
g + 2e
–
× 5 Reduksi : MnO
4 –
aq + 8H
+
aq + 5e
–
→ Mn
2+
aq + 4H
2
O A
× 2 sehingga menjadi:
Oksidasi : 10Cl
–
aq → 5Cl
2
g + 10e
–
Reduksi : 2MnO
4 –
aq + 16H
+
aq + 10e
–
→ 2Mn
2+
aq + 8H
2
O A
––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : 10Cl
–
aq + 2MnO
4 –
aq + 16H
+
aq → 5Cl
2
g + 2Mn
2+
aq + 8H
2
O A
3. a. 2Cr
3+
aq + 3Pts
→ 2Crs + 3Pt
2+
aq
Oksidasi : Pts → Pt
2+
aq + 2e
–
E° = –1,50 V × 3
Reduksi : Cr
3+
aq + 3e
–
→ Crs E° = –0,71 V × 2
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Redoks : 2Cr
3+
aq + 3Pts
→ 2Crs + 3Pt
2+
aq E°
sel
= –2,21 V
Berdasarkan perhitungan di atas, didapatkan harga E°
sel
bernilai negatif – sehingga reaksi tidak berlangsung spontan.
b. Al
3+
aq + Crs
→ Als + Cr
3+
aq
Oksidasi : Crs → Cr
3+
aq + 3e
–
E° = +0,71 V Reduksi : Al
3+
aq + 3e
–
→ Als E° = –1,66 V
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Redoks : Al
3+
aq + Crs
→ Als + Cr
3+
AQ E°
sel
= –0,95 V
Berdasarkan perhitungan di atas, didapatkan harga E°
sel
bernilai negatif – sehingga reaksi tidak berlangsung spontan.
c. Pts + 2Ag
+
aq → Pt
2+
aq + 2Ags
Oksidasi : Pts → Pt
2+
aq + 2e
–
E° = –1,50 V × 1
Reduksi : 2Ag
+
aq + e
–
→ Ags E° = +0,80 V × 2
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Redoks : Pts + 2Ag
+
aq → Pt
2+
aq + 2Ags
E°
sel
= –0,70 V
Berdasarkan perhitungan di atas, didapatkan harga E°
sel
bernilai negatif – sehingga reaksi tidak berlangsung spontan.
d. 3Ag
+
aq + Als
→ 3Ags + Al
3+
aq
Oksidasi : Als → Al
3+
s + 3e
–
E° = +1,66 V × 1 Reduksi : Ag
+
aq + e
–
→ Ags E° = +0,80 V × 3 –––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : 3Ag
+
aq + Als
→ 3Ags + Al
3+
aq E°
sel
= +2,46 V
Berdasarkan perhitungan di atas, didapatkan harga E°
sel
bernilai positif + sehingga reaksi berlangsung spontan.
Jadi, reaksi yang berlangsung spontan adalah 3Ag
+
aq + Als
→ 3Ags + Al
3+
aq .
4. a. Mg | Mg
2+
|| Ag
+
| Ag E°
sel
= +3,17 V Ag | Ag
+
|| Pb
2+
| Pb E°
sel
= –0,94 V ––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Mg | Mg
2+
|| Pb
2+
| Pb E°
sel
= +2,23 V b.
Zn | Zn
2+
|| Pb
2+
| Pb E°
sel
= +0,63 V Pb | Pb
2+
|| Ag
+
| Ag E°
sel
= +0,94 V ––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Zn | Zn
2+
|| Ag
+
| Ag E°
sel
= +1,57 V c.
Mg | Mg
2+
|| Pb
+
| Pb E°
sel
= +2,23 V Pb | Pb
2+
|| Zn
2+
| Zn E°
sel
= –0,63 V ––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Mg | Mg
2+
|| Zn
2+
| Zn E°
sel
= +1,60 V