Pada elektrolisis larutan ZnCl2 (Ar Zn= 65) dengan elektroda C menggunakan arus listrik sebesar 4A selama 30 menit. massa endapan Zn yang dihasilkan adalah 2,425 gram.

Hukum Faraday I

Massa zat yang dihasilkan pada proses elektrolisis akan berbanding lurus dengan muatan listrik yang digunakan dalam percobaan tersebut.

W = e x

Pembahasan

Sel Elektrolisis

Elektrolisis merupakan kebalikan dari sel volta, yaitu menghasilkan arus listrik searah melalui reaksi redoks tak spontan. Pada proses elektrolisis mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Pada sel elektrolisis,

1. Katode sebagai elektrode negatif yang mengalami reaksi reduksi (penerimaan elektron)

2. Anode sebagai elektrode positif yang mengalami reaksi oksidasi (pelepasan elektron)

KNAP

Katode : Negatif

Anode : Positif

Sel Elektrolisis  Bentuk Larutan

1. Reaksi Pada Katode

Reaksi pada katode bergantung pada jenis kationnya.

Jika kation berasal dari Ion hidrogen (H+) maka

a. Ion hidrogen akan direduksi menjadi gas hidrogen.

Reaksi: 2 H+(aq) + 2 e → H2 (g)

b. Jika Ion-ion logam alkali/alkali tanah Al, Mn, seperti Li+, K+, Na+, Ba2+, Sr2+, dan Ca2+ tidak mengalami reduksi, tetapi air yang akan tereduksi hal ini dikarenakan Eo reduksi H2O > Eo logam logam alkali/alkali tanah Al, Mn.

Reaksi: H₂O(l) + 2e → H₂(g) + 2 OH⁻(aq)

c. Jika Ion-ion logam selain alkali/alkali tanah, seperti Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ akan mengalami reduksi menjadi logam.

Mn+ + n e → M

2. Reaksi Pada Anode

Reaksi pada anode bergantung pada jenis anion dan elektrode yang digunakan.

Bila Elektorde yang digunakan adalah Elektrode Inert  (C, Pt dan Au), maka :

a. Jika Ion hidroksida (OH–) akan teroksidasi menjadi H2O dan O2.

Reaksinya: 4 OH–(aq) → 2 H2O(l) + O2(g) + 4 e

b. Ion sisa asam yang tidak mengandung oksigen, seperti Cl–, Br–, I– akan teroksidasi menjadi gasnya Cl2, Br2, I2.

Reaksi : 2 X– → X2 + 2 e

c. Ion sisa asam yaitu asam yang mengandung oksigen, seperti SO42–, NO3–, PO43– maka tidak akan teroksidasi dan yang teroksidasi adalah air. Hal ini karena Eo oksidasi H2O > Eo oksidasi ion sisa asam yang mengandung oksigen.

Reaksi: 2 H2O(l) → 4 H+(aq) + O2(g) + 4 e

d. Bila Elektrode yang digunakan bukan elektrode inert (sukar bereaksi) maka elektrode akan mengalami oksidasi menjadi ionnya.

Reaksi : L (s) -> Ln+ (aq) + ne

Faraday mengungkapkan bahwa besarnya zat yang beraksi pada sel elektrolisis dapat ditentukan berdasarkan jumlah muatan listrik yang digunakan dalam kurun waktu tertentu.

Hukum Faraday I

Massa zat yang dihasilkan pada proses elektrolisis akan berbanding lurus dengan muatan listrik yang digunakan dalam percobaan tersebut.

1 F = 1 mol elektron = 96500 Coulomb

Rumus :

W = e x F

W = e x

W = e x

Hukum Faraday II

: = :

dengan,

W = massa (gram)

Q = muatan listrik (Coulomb)

e = Ar/jumlah ion

I = kuat arus (A)

t = waktu (detik)

Diket :

I = 4A

t = 30 menit = 30 x 60 = 1800 detik

F = 96500 C/mol

Ditanya :

WZn

Jawab :

Reaksi ionisasi :

ZnCl₂ ---> Zn²⁺ (aq) + 2Cl⁻ (aq)

Reaksi pada katode bergantung pada jenis kationnya. Kation dari larutan adalah Zn²⁺ merupakan ion logam selain alkali/alkali tanah, maka akan mengalami reduksi menjadi logam.

Reaksi di katode : Zn²⁺ (aq) + 2e ---> Zn

Reaksi pada anode bergantung pada jenis anion dan elektrode yang digunakan. Elektorde yang digunakan adalah Elektrode Inert  (C, Pt dan Au), maka reaksi di anode tergantung pada anionnya. Anion larutan adalah Cl⁻ merupakan ion sisa asam yang tidak mengandung oksigen, maka akan teroksidasi menjadi gasnya.

Reaksi di anode : 2Cl⁻ (aq) ---> Cl₂ (g) + 2e

Untuk menentukan endapan Zn di katode

Reaksi di katode : Zn²⁺ (aq) + 2e ---> Zn

menggunakan rumus hukum Faraday I

W = e x

maka

WZn = e x

WZn = x

WZn = x

WZn = 32,5 x

WZn =

WZn = 2,425 gram

Jadi, massa endapan Zn yang dihasilkan adalah 2,425 gram

Pelajari lebih lanjut

Hukum Faraday I yomemimo.com/tugas/18490422 , yomemimo.com/tugas/18933076

Hukum Faraday II yomemimo.com/tugas/18473680, yomemimo.com/tugas/18312503 , yomemimo.com/tugas/18695263

Hubungan jumlah elektron pada hukum faraday yomemimo.com/tugas/7321773#

Penentuan gas O2 dianode yomemimo.com/tugas/18778544

Menentukan pH yomemimo.com/tugas/1217201

Menghitung muatan listrik yomemimo.com/tugas/18760712, yomemimo.com/tugas/18822892

---------------------------------

Detil Jawaban

Mapel : Kimia

Bab : Redoks dan elektrokimia

Kelas : XII

Semester : 1

Kode : 12.7.2

Kata kunci : elektrokimia, elektrolisis, hukum faraday, massa endapan