Sebanyak 3 liter larutan tembaga sulfat 1 M dielektrolisis sampai pH = 1. Jumlah tembaga (Ar Cu = 64) yang diendapkan adalah .... A. 0,48 gram B. 0,96 gram C. 1

Kelas          : XII
Pelajaran    : Kimia
Kategori      : Elektrolisis
Kata Kunci  : hukum Faraday, larutan, tembaga sulfat, konsentrasi, pH, massa endapan

Kode: 12.7.2 [Kelas 12 Kimia Bab 2 Reaksi Redoks dan Elektrokimia]

Diketahui
Sebanyak 3 liter larutan tembaga sulfat 1 M dielektrolisis sampai pH = 1. Diasumsikan jenis elektroda yang digunakan adalah inert.

Ditanya
Massa endapan tembaga (Ar Cu = 64) 

Penyelesaian

Persoalan ini merupakan penerapan Hukum Faraday I. Jumlah mol elektron yang terlibat dalam redoks menjadi acuan dalam penentuan massa endapan logam.

Cara Pertama

Step-1
Redoks

[tex]CuSO_4_{(aq)}\rightarrow Cu^{2+}_{(aq)}+SO^{2-}_4_{(aq)}[/tex]
Perhatikan, kation tembaga tidak termasuk logam aktif golongan IA atau IIA sehingga tereduksi langsung di katoda.
Anion sulfat termasuk sisa asam oksi sehingga pelarut air yang akan teroksidasi di anoda.

Katoda
[tex]Cu^{2+}_{(aq)}+2e\rightarrow Cu_{(s)}[/tex]
Anoda
[tex]2H_2O_{(l)}\rightarrow 4H^+_{(aq)}+O_2_{(g)}+4e[/tex]

Reaksi di katoda dikalikan dua dan dijumlahkan dengan reaksi di anoda agar terjadi redoks. Hasil redoks adalah sebagai berikut:
[tex]2Cu^{2+}_{(aq)}+2H_2O_{(l)}\rightarrow 2Cu_{(s)}+4H^+_{(aq)}+O_2_{(g)}[/tex]

Step-2
Jumlah mol ion hidrogen

Nilai pH = 1 ⇒ [tex][H^+]=10^{-1}M=0,1M[/tex]
Karena volum larutan 3 liter, maka jumlah ion H⁺ = 3 liter x 0,1 mol/liter = 0,3 mol.

Step-3
Jumlah mol endapan tembaga

Dari reaksi redoks di atas, kita hubungkan koefisien endapan Cu dan ion H⁺ untuk penentuan jumlah mol endapan Cu.
Jumlah mol Cu = ²/₄ x jumlah mol ion H⁺
Jumlah mol Cu = ¹/₂ x 0,3 mol
Jumlah mol Cu = 0,15 mol

Final step
Massa endapan tembaga

Massa = mol x Ar
Massa Cu = 0,15 x 64
Diperoleh jumlah tembaga yang mengendap sebesar 9,6 gram.

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

Cara Kedua

Nilai pH = 1, jumlah ion H⁺ [tex]=10^{-1}M[/tex].
Karena volum larutan 3 liter, maka jumlah ion H⁺ = 3 x 0,1 = 0,3 mol.

Reaksi di anoda [tex]2H_2O_{(l)}\rightarrow 4H^+_{(aq)}+O_2_{(g)}+4e[/tex]
Kita hubungkan koefisien ion H⁺ dan koefisien elektron untuk penentuan jumlah mol elektron.
Jumlah mol elektron = ⁴/₄ x mol ion H⁺
Jumlah mol elektron = 0,3 mol

Reaksi di katoda [tex]Cu^{2+}_{(aq)}+2e\rightarrow Cu_{(s)}[/tex]
Jumlah mol elektron di anoda = jumlah mol elektron di katoda = 0,3 mol.
Perhatikan koefisien endapan Cu dan koefisien elektron untuk penentuan jumlah mol elektron.
Jumlah mol Cu = ¹/₂ x mol elektron
Jumlah mol Cu = ¹/₂ x 0,3
Jumlah mol Cu = 0,15 mol.

Massa = mol x Ar
Massa Cu = 0,15 x 64
Jumlah tembaga yang mengendap sebesar 9,6 gram.

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

CATATAN:
Seandainya volum larutan 300 ml atau 0,3 liter, maka jumlah mol ion H⁺ = 0,3 x 0,1 M = 0,03 mol.
Jumlah mol Cu = ¹/₂ x mol elektron
Jumlah mol Cu = ¹/₂ x 0,03
Jumlah mol Cu = 0,015 mmol.
Massa Cu = 0,015 x 64
Jumlah tembaga yang mengendap sebesar 0,96 gram.
Jawaban: B

____________________________

Selengkapnya, simak tentang aturan elektrolisis di sini
brainly.co.id/tugas/4028489
Kasus menghitung waktu pengendapan
https://brainly.co.id/tugas/12935362
Soal terkait Hukum Faraday II 
brainly.co.id/tugas/12702346