Soal dan Pembahasan materi Korosi dan Hukum Faraday

Soal dan Pembahasan

KOROSI dan HUKUM FARADAY

SOAL 1#

Perhatikan gambar proses korosi berikut!

Proses korosi yang berlangsung paling lambat adalah ….

A.  1

B.  2

C.  3

D.  4

E.  5

PembahasanKeterangan masing-masing gambar di atas adalah sebagai berikut:

• Paku berada pada tabung terbuka sehingga Odapat masuk. Tetapi di dalam tabung terdapat CaCO2 yang bersifat menyerap H2O sehingga udara tetap kering. [lambat korosi]
• Paku berada pada tabung terbuka yang berisi air atau paku berada pada medium yang mengandung O2 dan H2O [cepat korosi]
• Paku berada pada tabung tertutup yang berisi air. Meskipun tabung tertutup tetapi di dalamnya masih tersisa udara sehingga masih memungkin paku berkarat. [agak lambat korosi]
• Paku berada pada medium tertutup yang berisi minyak. Berarti jumlah O2 dalam tabung terbatas dan H2O tidak dapat menembus minyak. [sangat lambat korosi] Paku berada pada tabung terbuka yang berisi air garam. Sedangkan air garam bersifat elektrolit yang dapat mempercepat reaksi oksidasi. [sangat cepat korosi]

Jadi, proses korosi yang berlangsung paling lambat adalah no 4 (D).-

SOAL 2#

Perlindungan korosi yang paling tepat dilakukan untuk melindungi logam pada bagian mesin yang berputar adalah ….

A.  mengecat

B.  dibuat paduan logam

C.  perlindungan katodik

D.  melumuri dengan oli

E.  dibalut dengan emas

Pembahasan

Bagian mesin yang berputar rentan terjadi gesekan dan cepat aus. Oleh karena itu, perlindungan korosi dengan cara dicat, dibuat paduan logam, perlindungan katodik, apalagi dibalut dengan emas sangatlah tidak efektif.

Perlindungan katodik sangat cocok untuk logam yang digunakan pada bangunan tinggi menjulang, seperti menara atau cerobong asap.

Jadi, perlindungan korosi yang paling tepat pada bagian mesin yang berputar adalah melumuri dengan oli (D).

S0AL 3#

Berapakah banyaknya gas hidrogen yang terbentuk dari elektrolisis larutan asam selama 5 menit dengan menggunakan arus listrik sebesar 965 mA? (1 F = 96.500 C/mol)

Pembahasan Soal #2:

Larutan asam mengandung kation H⁺

Katode (reduksi kation): 2H⁺ + 2e^– → H₂

1 F = 96500 C/mol → 1 mol elektron = 96500 C

t = 5 menit × 60 detik/menit = 300 detik

i = 965 mA = 965 mA × 1 A/1000 mA = 0,965 A

q = i × t = 0,965 A × 300 detik = 289,5 C

Jumlah mol e^– = 289,5 C : 96500 C/mol = 3×10^–3 mol

Perbandingan jumlah zat = perbandingan koefisien zat

→ jumlah mol H₂ : jumlah mol e^– = koefisien H₂ : koefisien e^–

→ jumlah mol H₂ : 3×10^–3 mol = 1 : 2

→ jumlah mol H₂ = ½ × 3×10^–3 mol

→ jumlah mol H₂ = 1,5 ×10^–3 mol

SOAL 4#

Bila ke dalam larutan NiSO₄ dialirkan listrik sebesar 0,1 F dan Ar Ni = 59, maka di katode akan diperoleh logam Ni berapa gram?

Pembahasan Soal

Larutan NiSO₄ terurai menurut persamaan berikut:

NiSO₄ → Ni²⁺ + SO₄^2–

Katode (reduksi kation): Ni²⁺ + 2e^– → Ni

Diketahui dari soal bahwa muatan listrik (F) = 0,1 Faraday

Massa ekuivalen (e) Ni = Ar Ni : muatan Ni = 59 : 2 = 29,5 g

Jadi massa Ni → w = e.F = 29,5 × 0,1 = 2,95 g

Soal #5

Dalam elektrolisis larutan Cu(NO₃)₂ dengan elektroda inert, 1,27 gram Cu (Ar Cu 63,5) diendapkan, volume gas yang dihasilkan di anode pada 1 atm, 0 ^oC adalah ....

Pembahasan Soal #4:

Elektolisis larutan Cu(NO₃)₂ :

Katode : 2Cu²⁺ + 4e ⟶ 2Cu

Anode  : 2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

2Cu²⁺ + 2H₂O ⟶ 2Cu + 4H⁺ + O₂

Jumlah Cu yang diendapkan dengan massa 1,27 gram = 1,27 g : 63,5 g/mol = 0,02 mol Cu

Perbandingan koefisien = perbandingan jumlah mol

Koefisien Cu : Koefisien O₂ = jumlah Cu : jumlah O₂

2 : 1 = 0,02 mol : jumlah O₂

Jumlah O₂ = ½ × 0,02 mol = 0,01 mol

Karena volume gas diukur pada keadaan STP maka

volume O₂ = 0,01 mol × 22,4 L/mol = 0,224 L

Soal #6

Dalam elektrolisis larutan CuSO₄ dengan elektroda inert, dihasilkan 224 mL gas (STP) di anode, massa endapan yang didapat di katoda adalah ..... (Ar Cu 63,5)

Pembahasan Soal #5:

Elektolisis larutan CuSO₄:

Katode : 2Cu²⁺ + 4e ⟶ 2Cu

Anode  : 2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

2Cu²⁺ + 2H₂O ⟶ 2Cu + 4H⁺ + O₂

Karena gas O₂ yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka

jumlah mol O₂ = 0,224 L : 22,4 L/mol = 0,01 mol

Berdasarkan perbandingan koefisien = perbandingan mol maka

jumlah mol Cu = 2 × jumlah mol O₂

jumlah mol Cu = 2 × 0,01 mol

jumlah mol Cu = 0,02 mol

Jadi massa Cu yang mengendap = 0,02 mol x 63,5 g/mol = 1,27 g

SOAL #7

Dalam elektrolisis larutan LSO₄ dengan elektrode inert, dihasilkan 448 mL gas di anode (STP), dan 2,56 gram endapan logam L di katoda Ar L adalah .....

Pembahasan Soal #6:

Elektrolisis larutan LSO₄ :

Katode : 2L²⁺ + 4e ⟶ 2L

Anode  : 2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

2L²⁺ + 2H₂O ⟶ 2L + 4H⁺ + O₂

Karena gas O₂ yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka

jumlah mol gas O₂ yang dihasilkan = 0,448 L : 22,4 L/mol = 0,02 mol

Berdasarkan perbandingan koefisien = perbandingan mol maka

jumlah mol L = 2 × jumlah mol O₂

jumlah mol L = 2 × 0,02 mol

jumlah mol L = 0,04 mol

Massa molar L = massa endapan L : mol L = 2,56 g : 0,04 mol = 64 g/mol

Jadi Ar L = 64.

Soal #7

Fluorin dapat diperoleh dari elektrolisis leburan KHF₂, sesuai dengan reaksi,

HF₂^– ⟶ HF + ½ F₂ + e. Waktu yang diperlukan untuk memperoleh 26,88 liter F₂ (pada 0^oC, 1 atm) dengan arus 10 ampere adalah .... (Ar F = 19)

Pembahasan Soal #7:

Karena gas F₂ yang dihasilkan diukur pada keadaan STP maka

Jumlah mol F₂ = 26,88 L : 22,4 L/mol = 1,2 mol

Jumlah mol elektron = 2 × mol F₂

Jumlah mol elektron = 2 × 1,2 mol = 2,4 mol

Jumlah mol elektron = (i × t) : 96500

2,4 mol = (10 ampere × t) : 96500

t = (2,4 × 96.500) : 10

t = 23.160 detik = 386 menit

SOAL #8

Sejumlah arus dapat mengendapkan 1,56 gram perak dari larutan AgNO₃. Jika arus yang sama dialirkan selama selang waktu yang sama ke dalam lelehan AlCl₃, berapa gram aluminium yang dapat diendapkan? (Ar Ag = 108; Al = 27)

Jawab:

Massa Al dapat dihitung dengan rumus:

G_{Al :} G_{Ag =} M_{ekAl :} M_ekAg