sebanyak 250 mL larutan Nacl 0.01 M dielektrolisis dg menggunakan elektrode C (karbon). pH larutan yg trjadi di sekitar katode adalah ?

sebanyak 250 mL larutan Nacl 0.01 M dielektrolisis dg menggunakan elektrode C (karbon). pH larutan yg trjadi di sekitar katode adalah 12.

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.

a. Jika kation berasal dari Ion hidrogen (H+) maka

Ion hidrogen akan direduksi menjadi gas hidrogen.

b. Jika Ion-ion logam alkali/alkali tanah Al, Mn, 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 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  akan teroksidasi menjadi gasnya.

Reaksi : 2 X– → X2 + 2 e

c. Ion sisa asam yaitu asam yang mengandung oksigen 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 [tex]\frac{Q}{96500}[/tex]

W = e x [tex]\frac{I~x~t}{96500}[/tex]

Hukum Faraday II

[tex]W_{1}[/tex] : [tex]W_{2}[/tex] = [tex]e_{1}[/tex] : [tex]e_{2}[/tex]

dengan,

W = massa (gram)

Q = muatan listrik (Coulomb)

e = Ar/jumlah ion

I = kuat arus (A)

t = waktu (detik)

Jawab

Elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode C (karbon)

Reaksi ionisasi :

NaCl (aq) ---> Na⁺ (aq) + Cl⁻ (aq)

                   kation        anion

Reaksi yang terjadi pada katode tergantung pada jenis kationnya. Dari reaksi ionisasi diatas kation dalam larutan adalah ion Na⁺ yang merupakan golongan IA (alkali). Oleh karena itu, ion Na⁺ tidak mengalami reduksi, tetapi air yang akan tereduksi hal ini dikarenakan E° reduksi H₂O > E° logam logam alkali.

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

Reaksi dianode bergantung pada elektrode dan anion yang digunakan. Elektrode yang digunakan adalah elektrode inert (C, Pt, Au). Sedangkan anionnya adalah ion Cl⁻ yang merupakan ion sisa asam yang tidak mengandung oksigen akan teroksidasi menjadi gasnya.

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

Menentukan mol Cl⁻

V = 250 mL = 0,25 Liter

[NaCl] = [tex]\frac{n}{V}[/tex]

0,01 = [tex]\frac{n}{0,25}[/tex]

n NaCl = 0,01 x 0,25

n NaCl = 0,0025 mol

Reaksi :

NaCl (aq) ---> Na⁺ (aq) + Cl⁻ (aq)

0,0025 mol                      0,0025 mol

n Cl⁻ = 0,0025 mol

Menentukan mol elektron yang terlibat

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

                           0,0025 mol

n e = n Cl⁻

n e = 0,0025 mol

Menentukan mol ion OH⁻

n e = 0,0025 mol = 2,5.10⁻³

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

                                          2,5.10⁻³ mol

n OH⁻ = n e

n OH⁻ =  2,5.10⁻³ mol

Menentukan konsentrasi ion OH⁻

[OH⁻] = [tex]\frac{n}{V}[/tex]

[OH⁻] = [tex]\frac{0,0025}{0,25}[/tex]

[OH⁻] = 0,01 M

Menentukan pH larutan

[OH⁻] = 0,01 M

pOH = - log [OH⁻]

pOH = - log 10⁻²

pOH = 2

jika pH + pOH = 14

pH = 14 - pOH

pH = 14 - 2

pH = 12

Jadi, pH larutan yg trjadi di sekitar katode adalah 12

Pelajari lebih lanjut

Menentukan reaksi sel https://brainly.co.id/tugas/18150628

Reaksi elektrolisis larutan https://brainly.co.id/tugas/12326544 , https://brainly.co.id/tugas/19002255

Hukum Faraday I https://brainly.co.id/tugas/8924918

Hukum Faraday II  https://brainly.co.id/tugas/18695263

Penentuan gas O2 dianode https://brainly.co.id/tugas/18778544

Menghitung muatan listrik https://brainly.co.id/tugas/18760712, https://brainly.co.id/tugas/18822892

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

Detil Jawaban

Mapel : Kimia

Bab : Redoks dan elektrokimia

Kelas : XII

Semester : 1

Kode : 12.7.2

Kata kunci : elektrokimia, elektrolisis, pH, elektrode inert, katoe, anode, hukum faraday