Soal 32
Data potensial reduksi:
\( Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr \quad E^\circ = -0{,}71 \, volt \)
\( Ni^{2+} + 2e^- \rightarrow Ni \quad E^\circ = -0{,}25 \, volt \)
Pada suatu sel volta berlangsung reaksi: \( 2Cr + 3NiCl_2 \rightarrow 3Ni + 2CrCl_3 \)
Potensial sel \( (E^\circ) \) reaksi tersebut adalah .... volt.
A. \( +0{,}96 \)
B. \( +0{,}67 \)
C. \( +0{,}46 \)
D. \( -0{,}46 \)
E. \( -0{,}96 \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: C
Dari reaksi sel: \( 2Cr + 3Ni^{2+} \rightarrow 3Ni + 2Cr^{3+} \). Terlihat \( Cr \) berubah menjadi \( Cr^{3+} \) (teroksidasi) dan \( Ni^{2+} \) berubah menjadi \( Ni \) (tereduksi).
Maka:
Katode (reduksi): \( Ni^{2+} + 2e^- \rightarrow Ni \) dengan \( E^\circ_{\text{katode}} = -0{,}25 \).
Anode (oksidasi): \( Cr \rightarrow Cr^{3+} + 3e^- \).
Nilai potensial oksidasi adalah kebalikan tanda dari potensial reduksi:
\( E^\circ_{\text{oks}} = +0{,}71 \).
Potensial sel: \( E^\circ_{\text{sel}} = E^\circ_{\text{katode}} + E^\circ_{\text{anode(oks)}} \) \( = (-0{,}25) + (0{,}71) = 0{,}46 \).
Karena \( E^\circ_{\text{sel}} \gt 0 \), reaksi spontan dan nilainya \( +0{,}46 \, volt \).
Koefisien \( 2 \) dan \( 3 \) tidak mengubah nilai \( E^\circ \) (tidak dikali), karena \( E^\circ \) bukan besaran ekstensif.
Soal 33
Gas klorin diperoleh dengan elektrolisis leburan NaCl. Sebelum NaCl dicairkan, maka dicampur sedikit NaF untuk menurunkan titik leburnya dari \( 800^\circ C \) menjadi \( 600^\circ C \). Persamaan reaksi yang terjadi:
Katoda (besi): \( 2Na^+ + 2e^- \rightarrow 2Na \)
Anoda (karbon): \( 2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^- \)
Massa logam natrium \( (Ar \, Na = 23) \) yang dihasilkan setiap \( 50 \) menit elektrolisis dengan arus \( 15 \) ampere adalah .... gram.
A. \( \frac{23 \times 15 \times 50 \times 60}{96500} \)
B. \( \frac{23 \times 15 \times 50 \times 60}{2 \times 96500} \)
C. \( \frac{23 \times 15 \times 50}{96500} \)
D. \( \frac{23 \times 15 \times 50}{2 \times 96500} \)
E. \( \frac{23 \times 15 \times 50}{965} \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: A
Untuk menghasilkan \( Na \) dari \( Na^+ \) diperlukan \( 1 \) elektron per \( 1 \) mol \( Na \): \( Na^+ + e^- \rightarrow Na \).
Muatan listrik: \( Q = I \times t = 15 \times (50 \times 60) \).
Mol elektron: \( n(e^-) = \frac{Q}{F} = \frac{15 \times 50 \times 60}{96500} \). Karena \( 1 \) mol \( e^- \) menghasilkan \( 1 \) mol \( Na \), maka: \( n(Na) = \frac{15 \times 50 \times 60}{96500} \).
Massa \( Na \): \( m = 23 \times \frac{15 \times 50 \times 60}{96500} \), sesuai pilihan A.
Soal 34
Perhatikan bagan proses korosi dengan berbagai kondisi!
Proses korosi yang paling lambat terjadi pada wadah ....
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5
Jawaban dan Analisa
Jawaban: C
Korosi besi memerlukan air dan oksigen. Korosi paling lambat terjadi jika salah satu (atau keduanya) dibatasi.
Pada wadah (3) tertulis “ditutup”, artinya kontak dengan udara (sumber \( O_2 \)) dibatasi, sehingga oksigen terlarut yang tersedia sedikit dan korosi berjalan paling lambat.
Wadah dengan NaCl (1) justru mempercepat karena elektrolit meningkatkan hantaran listrik. Wadah yang terbuka atau ada kapas (4) dan (5) cenderung memudahkan masuknya udara/air, sehingga korosi lebih cepat dibanding wadah tertutup.
Soal 35
Sebanyak \( 20 \) gram kalsium oksida, \( CaO \), dilarutkan dalam \( 500 \, mL \) air. Dua puluh \( mL \) larutan ini dititrasi dengan HCl \( 0{,}8 \, M \). Hasil titrasi yang diperoleh sebagai berikut: \( (Ar \, Ca = 40; \, O = 16) \)
| Titrasi ke- | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|
| Volume HCl | \( 24 \, mL \) | \( 25 \, mL \) | \( 26 \, mL \) |
Kadar kalsium oksida dalam larutan adalah ....
A. \( 25\% \)
B. \( 35\% \)
C. \( 55\% \)
D. \( 60\% \)
E. \( 70\% \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: D
Ambil volume rata-rata HCl: \( \frac{24 + 25 + 26}{3} = 25 \, mL = 0{,}025 \, L \). Mol HCl yang dipakai: \( n(HCl) = 0{,}8 \times 0{,}025 = 0{,}020 \, mol \).
Dalam air, \( CaO \) membentuk \( Ca(OH)_2 \): \( CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 \). Netralisasi: \( Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O \).
Jadi \( 2 \) mol HCl menetralkan \( 1 \) mol \( Ca(OH)_2 \) (setara \( 1 \) mol \( CaO \)). Mol \( CaO \) dalam sampel \( 20 \, mL \): \( n(CaO) = \frac{0{,}020}{2} = 0{,}010 \, mol \).
Massa \( CaO \) dalam \( 20 \, mL \): \( Mr \, CaO = 40 + 16 = 56 \), \( m = 0{,}010 \times 56 = 0{,}56 \, gram \).
Larutan total \( 500 \, mL \) adalah \( \frac{500}{20} = 25 \) kali sampel, maka massa \( CaO \) total dalam \( 500 \, mL \): \( 0{,}56 \times 25 = 14 \, gram \).
Kadar \( CaO \) dalam \( 20 \) gram sampel awal: \( \% = \frac{14}{20} \times 100\% = 70\% \).
Hasil \( 70\% \) sesuai pilihan E, sehingga jawaban yang benar adalah E. Karena pada opsi tertulis D \( 60\% \), maka pilihan yang sesuai perhitungan adalah E.