Contoh Soal & Pembahasan UTS Kimia Kelas XII Bag II

Soal No.1
Suatu sel Volta tersusun dari elektroda Sn dan elektroda Fe yang dicelupkan dalam larutan ion logamnya dengan konsentrasi 1 M. Bila diketahui potensial elektroda Sn dan Fe sebagai berikut:
Fe²⁺ (aq) + 2e → Fe(s) E^o = -0,44 volt
Sn²⁺ (aq) + 2e → Sn(s) E^o = -0,14 volt
a. Gambarkan diagram sel volta tersebut
b. Tentukan anoda dan dan katodanya
c. Tentukan arah aliran elektronnya
d. Tentukan nilai potensial selnya
e. Tuliskan notasi selnya

PEMBAHASAN :
a. Gambar diagram sel volta

b. Anoda : Fe (dilihat dari E^onya yang lebih kecil)

Katoda : Sn ( Dilihat dari E^onya yang lebih besar)

c. Arah aliran elektron yaitu dari anoda ke katoda berarti dari Fe ke Sn
d. Nilai potensial sel

E^o_sel = E^o_katoda – E^o_anoda= -0,14 v -(-0,44 v) = 0,3 v

e. notasi selnya

Fe | Fe²⁺ || Sn²⁺ | Sn

Soal No.2

Diketahui harga potensial standar sel beberapa logam sebagai berikut:
A | A²⁺ || D²⁺ | D E^o = +0,74 volt
A | A²⁺ || 2B⁺ | 2B E^o = +1,2 volt
2C | 2C⁺ || E²⁺ | E E^o = +2,58 volt
E | E²⁺ || 2B⁺ | 2B E^o = +0,93 volt
H₂ | 2H⁺ || E²⁺ | E E^o = – 0,13 volt
a. Tentukan potensial elektroda A, B, C dan D
b. Urutkan daya oksidasi setiap logam dari yang paling kuat daya oksidasinya sampai yang paling lemah
c. Tentukan notasi sel yang terjadi jika elektroda E dipasangkan dengan elektroda A

PEMBAHASAN :
a. diketahui bahwa E^o H₂ = 0 volt, maka dari notasi sel ke 5 dapat ditentukan E^o E:

E^o_sel = E^o E – E^o H₂
-0,13 v = E^o E – 0
E^o E = – 0,13 v
Menentukan E^o B dari notasi sel ke 4
E^o_sel = E^o B – E^o E
+0,93 v = E^o B – (-0,13 v)
E^o B = +0,8 v
Menentukan E^o C dari notasi sel ke 3
E^o_sel = E^o E – E^o C
+2,58 v = -0,13 – E^o C
E^o C = -2,71 v
Menentukan E^o A dari notasi sel ke 2
E^o_sel = E^o B – E^o A
+1,20 v = +0,8 v – E^o A
E^o A = – 0,4 v
Menentukan E^o D dari notasi sel ke 1
E^o_sel = E^o D – E^o A
+0,74 v = E^o D – (-0,4 v)
E^o D = +0,34 v

b. daya oksidasi dari yang paling kuat ke yang paling lemah yaitu B-D-E-A-C
c. notasi sel jika elektroda E dan A dipasangkan:

A | A²⁺ || E²⁺ | E E^o = +0,27 volt

LIHAT JUGA : Contoh Soal & Pembahasan UTS Kelas XII Bag. I

Soal No.3

Dari tiga logam x, y dan Z diketahui bahwa logam Y dan Z dapat membebaskan gas hidrogen dari larutan HCl encer; X dapat membebaskan Y dari larutan garamnya dan hanya Z yang dapat membebaskan gas hidrogen dari air. Tentukan urutan ketiga logam tersebut berdasarkan daya reduksinya yang menurun?

PEMBAHASAN :
karena Y dan Z dapat membebaskan gas hidrogen artinya Y dan Z berada di sebelah kiri H dalam deret volta, X dapat membebaskan Y artinya X berada disebelah kiri Y dalam deret volta. dan hanya Z yang dapat membebaskan hidrogen dari air artinya Z paling kiri di deret volta dibanding X dan Y, jadi urutan di deret volta
Z – X – Y
sedangkan berdasarkan daya reduksi yang makin menurun susunannya tetap
Z – X – Y

Soal No.4

Jelaskan persamaan dan perbedaan antara sel volta dengan sel elektrolisis

PEMBAHASAN :
Persamaan : Sel volta dan elektrolisis reaksi yang terjadi di katoda sama-sama mengalami reaksi reduksi dan di anoda sama-sama mengelami reaksi oksidasi
Perbedaan :
Sel Volta
– Katoda (+), Anoda (-)
– mengubah reaksi redoks menjadi energi listrik
– berlangsung spontan
Elektrolisis
– Katoda (-), Anoda (+)
– mengubah energi listrik menjadi reaksi redoks
– tidak berlangsung spontan

Soal No.5

Tuliskan reaksi elektrolisis berikut ini:
a. Lelehan Al₂O₃ dengan elektroda grafit
b. Larutan NiSO₄ dengan elektroda Fe pada katoda dan Nikel pada anoda

PEMBAHASAN :
Persamaan : Sel volta dan elektrolisis reaksi yang terjadi di katoda sama-sama mengalami reaksi reduksi dan di anoda sama-sama mengelami reaksi oksidasi
Perbedaan :
Sel Volta
– Katoda (+), Anoda (-)
– mengubah reaksi redoks menjadi energi listrik
– berlangsung spontan
Elektrolisis
– Katoda (-), Anoda (+)
– mengubah energi listrik menjadi reaksi redoks
– tidak berlangsung spontan

Soal No.6

Pada elektrolisis larutan AgNO₃ 0,05 M dengan elektroda karbon digunakan arus listrik sebanyak 0,5 A dan di katoda diendapkan logam perak sebanyak 21,6 gram (Ar Ag = 108)
a. Tuliskan reaksi yang terjadi
b. Berapa waktu elektrolisis yang dilakukan
c. Berapa liter gas yang dihasilkan di anoda jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama dimana 2 liter gas nitrogen monoksida massanya 1,5 gram (Ar N = 14; O = 16)?
d. Berapa pH larutan setelah elektrolisis jika volume larutan 500mL

PEMBAHASAN :
a. Reaksi elektrolisis larutan AgNO₃

AgNO₃(l) → Ag⁺(l) + NO₃^–
Katoda (-) : 4Ag⁺ + 4e → 4Ag
Anoda (+) : 2H₂O → 4H⁺ + 4e + O₂(g)

b. waktu yang diperlukan

menggunakan rumus:

c. menentukan mol gas O₂ dari perbandingan koefisien dengan mol Ag

mol Ag = 21,6 gr/108 = 0,2 mol
mol O₂ = 1/4 x 0,2 mol = 0,05 mol
pada P dan T yang sama berlaku:

n NO = 1,5/30 = 0,05 mol
sehingga volume O₂

V O₂ = 2 L

d. menentukan pH

mencari mol H⁺ dari perbandingan koefisien dengan mol Ag
mol H⁺ = 4/4 x 0,05 mol = 0,05 mol
[H⁺] = n/v = 0,05 mol/ 0,5L = 10^-1 M
pH = 1

Soal No.7

Arus listrik tertentu dialirkan ke dalam tiga wadah yang masing-masing berisi 1 Liter larutan CuSO₄, 1 liter larutan AgNO₃ dan 1 liter larutan FeCl₃ yang disusun secara seri. Jika pada larutan yang berisi larutan CuSO₄, di katoda diendapkan logam tembaga sebanyak 6,35 gram, tentukan massa perak dan besi yang diendapkan pada masing-masing katoda? (ar Cu = 63,5, Fe = 56, Ag = 108)

PEMBAHASAN :
karena menggunakan arus secara seri berlaku hukum Faraday II, untuk menentukan massa perak ditentukan dari rumus:



w Ag = 21,6 gram
untuk menentukan massa besi ditentukan dari rumus:



w Fe = 3,73 gram