Perhatikan sel elektrolisis berikut reaksi yang terjadi pada anode adalah

Pembahasan soal Kimia UN 2015 nomor 31 sampai dengan nomor 35 tentang:

pergeseran kesetimbangan,
hukum II Faraday,
sel elektrolisis,
reaksi reduksi dan oksidasi, serta
korosi.

Diketahui reaksi kesetimbangan:

N2(g) + 2O2(g) ⇌ 2NO2(g), ΔH = +180 kJ

Table of Contents Show

Sel Elektrolisis
Proses Reaksi Sel Elektrolisis
Contoh Reaksi Elektrolisis
1. Elektrolisis larutan KI dengan elektrode grafit
2. Elektrolisis larutan CuSO4dengan elektrode tembaga
Video yang berhubungan

Jika volume tetap dan suhu dinaikkan maka kesetimbangan akan bergeser ke .... A. kanan, karena bergeser ke reaksi endoterm B. kanan, karena bergeser ke reaksi eksoterm C. kiri, karena bergeser ke reaksi endoterm D. kiri, karena bergeser ke reaksi eksoterm

E. kesetimbangan tidak bergeser

Jenis reaksi di atas adalah reaksi endoterm yang ditandai dengan nilai ΔH yang positif. Artinya, reaksi ke kanan adalah reaksi endoterm sebaliknya reaksi ke kiri adalah reaksi eksoterm.

Jika suhu diperbesar maka reaksi akan bergeser ke endoterm atau ke kanan. Jadi, pada volume tetap dan suhu dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke kanan, karena bergeser ke arah endoterm (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Kimia UN: Kesetimbangan Kimia.

Ke dalam 2 sel, larutan Ni(NO3)2 dan larutan AgNO3 yang disusun secara seri dialirkan arus listrik, ternyata diendapkan 14,75 gram nikel. Jika Ar Ag = 108 dan Ar Ni = 59 maka banyaknya logam Ag yang mengendap adalah .... A. 2,70 gram B. 5,40 gram C. 13,50 gram D. 27,00 gram

E. 54,00 gram

Ini adalah soal elektrolisis yang berhubungan hukum II Faraday. Cirinya, dalam soal terdapat kata kunci 'rangkaian seri', 'arus sama', dan sejenisnya. Selain itu, hukum II Faraday juga untuk menyelesaikan soal elektrolisis yang diketahui data-data pada anoda tetapi ditanyakan data-data pada katoda. Perumusan hukum II Faraday

mol1 . n1 = mol2 . n2

Misalkan indeks (1) mewakili Ni dan indeks (2) mewakili Ag, diperoleh:

Sedangkan n adalah valensi. Valensi dapat diperoleh dengan mengionkan masing-masing larutan.

Ni(NO3)2 → Ni2+ + 2 NO3− n1 = 2

AgNO3 → Ag+ + NO3− n2 = 1 Sekarang tinggal memasukkan data-data tersebut pada rumus Faraday

Jadi, logam Ag yang mengendap adalah 54 gram (E).

Perhatikan sel elektrolisis berikut!

Reaksi yang terjadi di katoda adalah ....

A. Cr(s) → Cr3+(aq) + 3e

B. K+(aq) + e → K(s)
C. Cr3+(aq) + 3e → Cr(s)
D. NO3−(aq) + 4H+(aq) + 3e → NO(g) + 2H2O(l)
E. 2H2O(l) + 2e → H2(g) + 2OH−(aq)

Gambar di atas adalah elektrolisis larutan cairan KNO3 (kalium nitrat) dengan elektroda Cr. Karena fase KNO3 cairan (leburan/lelehan) maka reaksi yang terjadi di katoda adalah reduksi logam K. Sedangkan elektroda yang digunakan adalah elektroda aktif (selain Pt/C) maka reaksi di anoda adalah oksidasi elektroda Cr.

katoda : K+ + e → K

anoda : Cr → Cr3+ + 3e Jadi, reaksi yang terjadi di katoda adalah reduksi logam K (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Kimia UN: Sel Elektrolisis dan Hukum Faraday.

Diketahui persamaan reaksi:

2Na2S2O3 + 4HCl → 2S + 2SO2 + 2H2O + 4NaCl

Zat yang mengalami autoredoks beserta perubahan bilangan oksidasinya adalah .... A. S dari +2 ke 0 dan +4 B. S dari −2 ke 0 dan +4 C. S dari +4 ke 0 dan +4 D. S dari −4 ke 0 dan +2

E. S dari −2 ke 0 dan +2

Autoredoks adalah reaksi reduksi dan oksidasi yang terjadi pada satu unsur. Jadi, unsur tersebut bertindak sebagai oksidator sekaligus reduktor. Autoredoks juga dikenal dengan istilah disproporsionasi. Mari kita tentukan biloks masing-masing unsur tanpa melibatkan koefisien. Sebelumnya, coba perhatikan opsi jawaban. Secara implisit, semua opsi jawaban menyatakan bahwa S mengalami autoredoks. Sekarang kita hanya fokus memperhatikan biloks S di ruas kiri dan kanan. Unsur yang tidak mengandung S tidak perlu ditulis, supaya soal terkesan mudah dan sederhana.

Jadi, zat mengalami autoredoks beserta perubahan bilangan oksidasinya adalah S dari 2 +2 ke 0 dam +4 (B A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Kimia UN: Reaksi Redoks dan Elektrokimia.

Perhatikan gambar percobaan berikut!

Paku yang mengalami perkaratan yang paling cepat adalah nomor .... A. (1) B. (2) C. (3) D. (4)

E. (5)

Faktor yang memengaruhi korosi atau perkaratan pada besi:

besi berada pada medium yang mengandung O2 dan H2O (medium yang lembab),
pH larutan,
garam-garam, dan
kontak besi dengan logam lain.

Gambar (1) memenuhi point 1 dan 3, yaitu paku berada pada medium yang mengandung O2 (tabung terbuka) dan H2O (terendam dalam air), serta berada dalam larutan garam. Pada gambar 5, sebenarnya seng lebih mudah teroksidasi, tetapi senyawa oksida yang dihasilkan bersifat inhibitor yang akan menutup rapat logam yang dilingkupinya. Jadi, paku yang mengalami perkaratan yang paling cepat adalah nomor 1 (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Kimia UN: Korosi.

Simak Pembahasan Soal Kimia UN 2015 selengkapnya.
Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.

Sobat Pintar, pernah lihat fenomena pada di atas, nggak? Logam mudah sekali berkarat, ya? Penyepuhan logam adalah salah satu solusi untuk fenomena tersebut, dengan melapisi permukaan logam oleh logam lain melalui proses elektrolisis, contohnya pisau yang dilapisi dengan perak agar tahan karat. Elektrolisis merupakan penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik pada sel elektrolisis. Yuk, pelajari lebih lanjut mengenai sel elektrolisis!

Sel Elektrolisis

Sel elektrolisis adalah penggunaan energi listrik untuk menjalankan reaksi kimia. Secara teoritis, sel elektrolisis merupakan bagian dari sel elektrokimia, di mana energi listrik digunakan untuk menjalankan reaksi redoks tidak spontan. Secara umum, sel elektrolisis tersusun dari:
- Elektrolit, yaitu zat yang dapat menghantarkan listrik.
- Sumber listrik yang menyuplai arus searah (Direct Current = DC), misalnya baterai.
- Anode, yaitu elektrode tempat terjadinya reaksi oksidasi (kutub positif).
- Katode, yaitu elektrode tempat terjadinya reaksi reduksi (kutub negatif).

Susunan Sel Elektrolisis
Source: http://www.hannahtuition.com/

Proses Reaksi Sel Elektrolisis

Sobat Pintar, prinsip kerja sel elektrolisis adalah menghubungkan kutub negatif dari sumber arus searah ke katode dan kutub positif ke anode sehingga terjadi overpotensial yang menyebabkan reaksi reduksi dan oksidasi tidak spontan dapat berlangsung. Elektron akan mengalir dari katode ke anode. Ion-ion positif akan cenderung tertarik ke katode dan tereduksi, sedangkan ion-ion negatif akan cenderung tertarik ke anode dan teroksidasi. Perhatikan simulasi sel elektrolisis berikut ya, Sobat Pintar!

Ilustrasi Sel Elektrolisis
Source: https://m-edukasi.kemdikbud.go.id/

Secara umum, elektrolisis lelehan senyawa ionik melibatkan reaksi redoks yang lebih sederhana. Hal ini dikarenakan tanpa adanya air, kation akan direduksi di katode dan anion akan dioksidasi di anoda. Sebagai contoh, pada elektrolisis lelehan NaCl, ion Na+akan tereduksi di katode membentuk logam Na dan ion Cl−akan teroksidasi di anode membentuk gas Cl2.
Namun, jika reaksi elektrolisis berlangsung dalam sistem larutan, ada beberapa reaksi redoks yang bersaing sehingga reaksi cenderung agak kompleks karena ditentukan oleh beberapa faktor. Kira-kira apa saja ya?

1. Ion-ion di sekitar elektrode
- Ion-ion di sekitar anode yang memilikiE°lebih negatif yang akan mengalami oksidasi.
- Ion-ion di sekitar katode yang memilikiE°lebih positif yang akan mengalami reduksi.

2. Bahan elektrode
- Jika bahan elektrode terbuat dari grafit (C) atau logam inert (misalnya Pt atau Au), elektrode tidak mengalami oksidasi atau reduksi. Jadi yang mengalami oksidasi dan reduksi adalah spesi-spesi yang ada di sekitar elektrode.
- Jika elektrode (terutama anode) berasal dari logam aktif, anode tersebut yang akan mengalami oksidasi.

3. Potensial tambahan (Overpotensial)
Overpotensial dibutuhkan untuk melampaui interaksi pada permukaan elektrode yang umumnya sering terjadi ketika elektrolisis menghasilkan gas.

Secara ringkas, Sobat bisa menggunakan bagan berikut ini agar lebih mudah untuk memprediksi reaksi yang akan terjadi pada sel elektrolisis.

Bagan Elektrolisis

Contoh Reaksi Elektrolisis

1. Elektrolisis larutan KI dengan elektrode grafit

KI(aq) → K+(aq) + I−(aq)
K termasuk logam golongan IA, sehingga air akan tereduksi di katode. Oleh karena elektrode grafit termasuk elektrode inert dan anion I−tidak termasuk sisa asam oksi, maka anion I−akan teroksidasi di anode.
Katode : 2H2O(l) + 2e−→ H2(g) + 2OH−(aq)
Anode : 2I−(aq) → I2(g) + 2e−
Reaksi sel : 2H2O(l) + 2I−(aq) → H2(g) + 2OH−(aq) + I2(g)

2. Elektrolisis larutan CuSO4dengan elektrode tembaga

CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42−(aq)
Cu tidak termasuk logam aktif, sehingga kation Cu2+akan tereduksi di katode. Oleh karena elektrode tembaga (Cu) tidak termasuk elektrode inert, maka anode Cu akan teroksidasi.
Katode : Cu2+(aq) + 2e−→ Cu(s)
Anode : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e−
Reaksi sel : Cu(s)anode→ Cu(s)katode

Sudah paham kan tentang sel elektrolisis? Selain teori dan konsep, Sobat Pintar juga sudah diberikan beberapa contoh reaksi pada sel elektrolisis. Terus dipahami dan terus berlatih mengerjakan soal ya. Untuk mendapatkan penjelasan dan latihan soal lainnya?
Sobat Pintar jangan lupa download aplikasi Aku Pintar di Play Store atau App Store, ya! Ada fitur Belajar Pintar yang bakal nemenin Sobat belajar di rumah. Simak juga artikel-artikel lainnya, yaa.

Writer: Ghea Ovilia
Editor: Muhammad Fahmi Ridlo