Soal 31. Pada percobaan reaksi antara logam aluminium dan asam sulfat sesuai persamaan reaksi: \(2\,\mathrm{Al(s)} + 3\,\mathrm{H_2SO_4(aq)} \rightarrow \mathrm{Al_2(SO_4)_3(aq)} + 3\,\mathrm{H_2(g)}\). Gas hidrogen ditampung dan diukur volumenya pada temperatur yang tetap. Data pengukuran tiap waktu sesuai tabel berikut!
| No. | Waktu reaksi (detik) | Volume gas (mL) |
|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 |
| 2 | 15 | 40 |
| 3 | 30 | 80 |
| 4 | 60 | 160 |
Laju reaksi pembentukan gas hidrogen setelah \(30\) detik sebesar ....
- \(0{,}83\ \mathrm{mL/detik}\)
- \(1{,}33\ \mathrm{mL/detik}\)
- \(2{,}67\ \mathrm{mL/detik}\)
- \(2{,}50\ \mathrm{mL/detik}\)
- \(7{,}50\ \mathrm{mL/detik}\)
Jawaban dan Analisa
```“Setelah \(30\) detik” artinya laju dihitung pada interval waktu sesudah \(t=30\ \mathrm{s}\). Dari tabel, data setelah \(30\ \mathrm{s}\) yang tersedia adalah pada \(t=60\ \mathrm{s}\).
Laju pembentukan gas \(\mathrm{H_2}\) pada interval \(30\) sampai \(60\) detik:
\(v=\dfrac{\Delta V}{\Delta t}=\dfrac{160-80}{60-30}=\dfrac{80}{30}=2{,}666\ldots \approx 2{,}67\ \mathrm{mL/detik}\).
Jawaban: C \(\;(2{,}67\ \mathrm{mL/detik})\).
```Soal 32. Diketahui harga potensial sel:
\( \mathrm{Mg^{2+} + 2e^- \rightarrow Mg}\quad E^\circ = -2{,}37\ \mathrm{volt}\)
\( \mathrm{Ag^+ + e^- \rightarrow Ag}\quad E^\circ = +0{,}80\ \mathrm{volt}\)
\( \mathrm{Co^{2+} + 2e^- \rightarrow Co}\quad E^\circ = -0{,}28\ \mathrm{volt}\)
\( \mathrm{Sn^{2+} + 2e^- \rightarrow Sn}\quad E^\circ = -0{,}14\ \mathrm{volt}\)
\( \mathrm{Al^{3+} + 3e^- \rightarrow Al}\quad E^\circ = -1{,}66\ \mathrm{volt}\)
Notasi/diagram sel yang berlangsung spontan adalah ....
- \(\mathrm{Ag/Ag^+ \parallel Co^{2+}/Co}\)
- \(\mathrm{Sn/Sn^{2+} \parallel Al^{3+}/Al}\)
- \(\mathrm{Mg/Mg^{2+} \parallel Ag^+/Ag}\)
- \(\mathrm{Al/Al^{3+} \parallel Mg^{2+}/Mg}\)
- \(\mathrm{Sn/Sn^{2+} \parallel Co^{2+}/Co}\)
Jawaban dan Analisa
```
Sel spontan harus memiliki \(E^\circ_{\text{sel}} \gt 0\).
Dengan notasi \(\mathrm{anoda \parallel katoda}\), maka:
\(E^\circ_{\text{sel}} = E^\circ_{\text{red(katoda)}} - E^\circ_{\text{red(anoda)}}\).
Untuk opsi C: \(\mathrm{Mg/Mg^{2+} \parallel Ag^+/Ag}\)
Anoda: \(\mathrm{Mg \rightarrow Mg^{2+} + 2e^-}\) (kebalikan dari reaksi reduksi Mg, sehingga Mg bertindak sebagai anoda).
Katoda: \(\mathrm{Ag^+ + e^- \rightarrow Ag}\).
\(E^\circ_{\text{sel}} = 0{,}80 - (-2{,}37) = 3{,}17\ \mathrm{volt}\) sehingga \(E^\circ_{\text{sel}} \gt 0\) (spontan).
Opsi lain menghasilkan \(E^\circ_{\text{sel}} \lt 0\) karena pasangan katoda-anodanya tidak menempatkan reduksi terbesar sebagai katoda.
Jawaban: C.
```Soal 33. Perhatikan gambar percobaan berikut!
Paku yang mengalami perkaratan paling lambat adalah ....
- \((1)\)
- \((2)\)
- \((3)\)
- \((4)\)
- \((5)\)
Jawaban dan Analisa
```Perkaratan besi (paku) dipercepat oleh adanya air dan oksigen. Selain itu, jika paku dihubungkan dengan logam yang lebih reaktif (misalnya Mg), maka Mg akan “mengorbankan diri” teroksidasi terlebih dahulu (proteksi katodik), sehingga paku lebih sulit berkarat.
Dari gambar, pada percobaan \((4)\) paku dihubungkan dengan logam \(\mathrm{Mg}\) menggunakan kawat \(\mathrm{Cu}\). Magnesium lebih mudah teroksidasi daripada besi, sehingga Mg menjadi anoda korban dan paku terlindungi. Akibatnya, perkaratan pada paku berlangsung paling lambat pada \((4)\).
Jawaban: D \(\;((4))\).
```Soal 34. Reaksi klorin dengan basa membentuk klorida dan hipoklorit menurut reaksi: \(\mathrm{Cl_2(g) + 2NaOH(aq) \rightarrow NaCl(aq) + NaClO(aq) + H_2O(l)}\). Zat yang mengalami reaksi autoredoks beserta perubahan bilangan oksidasinya adalah ....
- \(\mathrm{Cl_2}\), dari \(-1\) menjadi \(+1\) dan \(0\)
- \(\mathrm{Cl_2}\), dari \(+1\) menjadi \(-1\) dan \(0\)
- \(\mathrm{NaOH}\), dari \(0\) menjadi \(-1\) dan \(+1\)
- \(\mathrm{NaOH}\), dari \(-1\) menjadi \(+1\) dan \(0\)
- \(\mathrm{Cl_2}\), dari \(0\) menjadi \(-1\) dan \(+1\)
Jawaban dan Analisa
```Autoredoks (disproporsionasi) terjadi ketika satu unsur mengalami oksidasi dan reduksi sekaligus. Pada \(\mathrm{Cl_2}\), biloks Cl mula-mula \(0\).
Produk:
• Dalam \(\mathrm{NaCl}\), biloks Cl adalah \(-1\).
• Dalam \(\mathrm{NaClO}\), biloks Cl adalah \(+1\) (karena \(\mathrm{Na}=+1\), \(\mathrm{O}=-2\), sehingga Cl harus \(+1\)).
Jadi Cl berubah dari \(0\) menjadi \(-1\) (reduksi) dan \(+1\) (oksidasi) secara bersamaan.
Jawaban: E.
```Soal 35. Perhatikan sel elektrolisis berikut ini!
Reaksi yang terjadi di katoda adalah ....
- \(\mathrm{C(s) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)}\)
- \(\mathrm{K^+(aq) + e^- \rightarrow K(s)}\)
- \(\mathrm{2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)}\)
- \(\mathrm{2I^-(aq) \rightarrow I_2(s) + 2e^-}\)
- \(\mathrm{4OH^-(aq) \rightarrow 2H_2O(l) + O_2(g) + 4e^-}\)
Jawaban dan Analisa
```Katoda adalah tempat reduksi (menangkap elektron). Dalam elektrolisis larutan \(\mathrm{KI(aq)}\), spesies yang mungkin mengalami reduksi di katoda adalah \(\mathrm{K^+}\) atau \(\mathrm{H_2O}\).
\(\mathrm{K^+}\) sangat sukar direduksi dalam larutan berair (lebih mudah air yang direduksi), sehingga yang terjadi adalah reduksi air membentuk gas hidrogen:
\(\mathrm{2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)}\).
(Sebagai pembanding: \(\mathrm{I^-}\) justru teroksidasi di anoda menjadi \(\mathrm{I_2}\), bukan di katoda.)
Jawaban: C.