Kalau kamu tertarik untuk mempelajari tentang seluk beluk Sel Volta 2, simak pembahasannya di sini. Kami juga telah menyiapkan kuis berupa latihan soal dengan tingkatan yang berbeda-beda agar kamu bisa mempraktikkan materi yang telah dipelajari.
Lewat pembahasan ini, kamu bisa belajar mengenai Sel Volta 2. Kamu akan diajak untuk memahami materi dan tentang metode menyelesaikan soal.
Kamu juga akan memperoleh latihan soal interaktif yang tersedia dalam tiga tingkat kesulitan, yaitu mudah, sedang, dan sukar. Tertarik untuk mempelajarinya?
Sekarang, kamu bisa mulai mempelajari materi lewat uraian berikut. Apabila materi ini berguna, bagikan ke teman-teman kamu supaya mereka juga mendapatkan manfaatnya.
Kamu dapat download modul & contoh soal serta kumpulan latihan soal Sel Volta 2 dalam bentuk pdf pada link dibawah ini:
Definisi
Berkaitan dengan konsep lanjutan dari sel volta, termasuk perhitungan yang melibatkan energi bebas Gibbs, sel konsentrasi dan diagram Latimer.
Hubungan Energi Bebas dengan Potensial Sel
Perubahan energi bebas, $\Delta G$, merupakan ukuran kespontanan suatu reaksi kimia pada suhu dan tekanan yang tetap. Potensial sel juga menunjukkan kespontanan suatu reaksi, sehingga hubungan potensial sel dengan energi bebas adalah:
$\Delta G=-nFE$
Ket:
$\begin{aligned}n & =\mbox{jumlah mol elektron yang terlibat dalam reaksi}\\
\Delta G & =\mbox{energi bebas Gibbs}\\
F & =\mbox{tetapan Faraday}\\
E & =\mbox{potensial sel}
\end{aligned}
$
Karena n dan F adalah bilangan positif, maka nilai E yang positif akan menghasilkan nilai $\Delta G$ yang negatif. Jika reaktan dan produk dalam kondisi standar, maka:
$\Delta G^{\circ}=-nFE^{\circ}$
Karena $\Delta G^{\circ}$berkaitan dengan tetapan kesetimbangan, K, maka:
$\begin{alignedat}{1}\Delta G^{\circ} & =-RT\ln K\end{alignedat}
$
Sehingga:
$\begin{alignedat}{1}\Delta G^{\circ} & =-nFE^{\circ}\\
E^{\circ} & =\frac{\Delta G^{\circ}}{-nF}\\
& =\frac{-RT\ln K}{-nF}\\
E^{\circ} & =\frac{RT}{nF}\ln K
\end{alignedat}
$
Sel Konsentrasi
Sel volta dengan dua setengah sel ( half-cell ) yang identik namun memiliki konsentrasi ion yang berbeda disebut sel konsentrasi. Sebagai contoh digunakan elektroda Zn pada katoda dan anoda serta larutan $\mbox{Zn}^{2+}$ 0,1 M pada anoda dan 1M pada katoda.
Karena elektroda yang digunakan sama, maka potensial elektroda standarnya bernilai nol, sehingga persamaan Nernst nya menjadi :
\begin{aligned}E & =E^{\circ}-\frac{2,303RT}{nF}\log Q\\
& =0-\frac{2,303RT}{nF}\log Q\\
& =-\frac{2,303RT}{nF}\log Q
\end{aligned}
pada suhu 298 K menjadi :
$E=-\frac{0,0592}{n}\log Q$
Sel konsentrasi berperan dalam perhitungan konsentrasi ion, seperti Ksp maupun titrasi (disebut juga titrasi potensiometri).
Sebagai contoh kita lihat pada sel konsentrasi berikut :
$\mbox{Ag}(s)|\mbox{Ag}^{+}(\mbox{jenuh, AgI})||\mbox{Ag}^{+}(0,100\mbox{ M})|\mbox{Ag}
E_{sel}=0,417$ V
sehingga dapat kita masukkan ke dalam persamaan Nernst sel konsentrasi:
\begin{aligned}E_{sel} & =-\frac{0,0592}{n}\log\frac{\mbox{[Ag}^{+}]_{\mbox{jenuh}}}{[\mbox{Ag}^{+}]}\\
& =-\frac{0,0592}{1}\log\frac{x}{0,1}
\end{aligned}
$misalkan [\mbox{Ag}^{+}]_{\mbox{jenuh}}=x$
sehingga didapatkan konsentrasi $\mbox{Ag}^{+}$ jenuh atau kelarutannya (s) dan dimasukkan ke persamaan Ksp untuk AgI.
Diagram Latimer (Diagram Potensial Reduksi)
Diagram dengan spesi kimia berbilangan oksidasi tertinggi ditempatkan di paling kiri dan serangkaian spesi dari atom yang sama disusun ke kanan sesuai dengan penurunan bilangan oksidasi, dan potensial reduksi standar (/V) ditulis di atas garis yang menghubungkan setiap keadaan.
Dari reaksi-reaksi reduksi di atas dapat dituliskan:
Reaksi oksidasi dan oksidasi dituliskan searah.
Diagram Latimer menampilkan informasi redoks tentang seri keadaan oksidasi dalam banyak bentuk. Dan juga dapat memprediksi reduktor atau oksidator suatu spesi.
Contoh Soal dan Pembahasan
1. Tentukan potensial reaksi reduksi
$2\mbox{HClO}_{2}+6\mbox{H}^{+}+6e\rightarrow\mbox{Cl}_{2}+4\mbox{H}_{2}\mbox{O}$
Dari diagram Latimer berikut:
Jawaban
Menuliskan reaksi potensial standar masing-masing reaksi:
$\begin{array}{cc}
\mbox{HClO}+2\mbox{H}^{+}+2e\rightarrow\mbox{HOCl}+\mbox{H}_{2}\mbox{O} & E_{red}^{\circ}=1,65\, V\\
\underline{2\mbox{HOCl}+2\mbox{H}^{+}+2e\rightarrow\mbox{Cl}_{2}+2\mbox{H}_{2}\mbox{O}} & E_{red}^{\circ}=1,63\, V
\end{array}$
Menghitung nilai $\Delta G^{\circ}(\Delta G^{\circ}=-nFE^{\circ})$ masing-masing reaksi kemudian jumlah reaksi dan nilai $\Delta G^{\circ}$-nya, ingat $E_{red}^{\circ}$ tidak dapat dijumlahkan.
$\begin{array}{ccc}
2\mbox{HClO}+4\mbox{H}^{+}+4e\rightarrow2\mbox{HOCl}+2\mbox{H}_{2}\mbox{O} & E_{red}^{\circ}=1,65\mbox{ V} & \Delta G^{\circ}=-636,9\mbox{ kJ/mol}\\
\underline{2\mbox{HOCl}+2\mbox{H}^{+}+2e\rightarrow\mbox{Cl}_{2}+2\mbox{H}_{2}\mbox{O}} & E_{red}^{\circ}=1,63\mbox{ V} & \Delta G^{\circ}=-314,59\mbox{ kJ/mol}\\
2\mbox{HClO}_{2}+6\mbox{H}^{+}+6e\rightarrow\mbox{Cl}_{2}+4\mbox{H}_{2}\mbox{O} & & \Delta G^{\circ}=-951,49\mbox{ kJ/mol}
\end{array}$
Selanjutnya menghitung $E^{\circ}$dari nilai $\Delta G^{\circ}$.
$\begin{alignedat}{1}\Delta G^{\circ} & =-nFE^{\circ}\\
-951490 & =-6\times96500\times E^{\circ}\\
E^{\circ} & =1,64\mbox{ V}
\end{alignedat}
$
Latihan Soal Sel Volta 2 (Mudah)
Ringkasan kuis
0 dari 5 pertanyaan telah diselesaikan
Pertanyaan:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
Informasi
You have already completed the quiz before. Hence you can not start it again.
Quiz is loading...
Anda harus masuk atau mendaftar untuk memulai kuis.
Anda harus menyelesaikan kuis dibawah ini, untuk memulai kuis ini:
Hasil
Hasil
0 dari 5 pertanyaan terjawab dengan benar
Waktu yang telah berlalu
Kategori
- Tidak Berkategori 0%
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- Terjawab
- Tinjau
-
Pertanyaan ke 1 dari 5
1. Pertanyaan
Diketahui data potensial reduksi standar berikut:
Bila dikembangkan suatu sistem baterai beru dengan baterai seng-klorin, berapakah nilai potensial sel yang dapat dihasilkan?
BetulBila dilihat pada data yang ada, potensial reduksi klorin lebih tinggi, maka Zn akan teroksidasi
$\mbox{Zn}\rightarrow\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}+2e$ $E^{\circ}=+0,763\mbox{ V}$
$\mbox{C}\mbox{l}_{2}+2e\rightarrow2\mbox{C}\mbox{l}^{-}$$E^{\circ}=+1,358\mbox{ V}$
dijumlahkan, sehingga dihasilkan;
$\mbox{Zn}+\mbox{C}\mbox{l}_{2}\rightarrow\mbox{ZnC}\mbox{l}_{2}\, E^{\circ}=2,121\mbox{ V}$
SalahBila dilihat pada data yang ada, potensial reduksi klorin lebih tinggi, maka Zn akan teroksidasi
$\mbox{Zn}\rightarrow\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}+2e$ $E^{\circ}=+0,763\mbox{ V}$
$\mbox{C}\mbox{l}_{2}+2e\rightarrow2\mbox{C}\mbox{l}^{-}$$E^{\circ}=+1,358\mbox{ V}$
dijumlahkan, sehingga dihasilkan;
$\mbox{Zn}+\mbox{C}\mbox{l}_{2}\rightarrow\mbox{ZnC}\mbox{l}_{2}\, E^{\circ}=2,121\mbox{ V}$
-
Pertanyaan ke 2 dari 5
2. Pertanyaan
Dari data berikut mengenai potensial reduksi standar berikut:
Manakah diantara sel berikut yang akan menghasilkan listrik paling besar dalam jumlah zat yang sama?
BetulSemakin jauh jarak kedua sel pada tabel, maka semakin tinggi potensial sel yang akan dihasilkan, maka kemungkinannya adalah $\mbox{H}_{2}-\mbox{K}$ dan $\mbox{Li}-\mbox{Pb}$.
$\mbox{H}^{+}-\mbox{K}$: K mengalami oksidasi, $\mbox{H}^{+}$ tereduksi:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}}^{\circ} & =E^{\circ}\mbox{H}^{+}-E^{\circ}\mbox{K}^{+}\\
& =0-(-2,924)\\
& =2,924\,\mbox{V}
\end{alignedat}
$Pada sel $\mbox{Li}-\mbox{Pb},$Li mengalami oksidasi, Pb tereduksi, maka
$E_{\mbox{sel}}^{\circ}=-0,125-(-3,040)$ $=2,915\mbox{ V.}$
SalahSemakin jauh jarak kedua sel pada tabel, maka semakin tinggi potensial sel yang akan dihasilkan, maka kemungkinannya adalah $\mbox{H}_{2}-\mbox{K}$ dan $\mbox{Li}-\mbox{Pb}$.
$\mbox{H}^{+}-\mbox{K}$: K mengalami oksidasi, $\mbox{H}^{+}$ tereduksi:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}}^{\circ} & =E^{\circ}\mbox{H}^{+}-E^{\circ}\mbox{K}^{+}\\
& =0-(-2,924)\\
& =2,924\,\mbox{V}
\end{alignedat}
$Pada sel $\mbox{Li}-\mbox{Pb},$Li mengalami oksidasi, Pb tereduksi, maka
$E_{\mbox{sel}}^{\circ}=-0,125-(-3,040)$ $=2,915\mbox{ V.}$
-
Pertanyaan ke 3 dari 5
3. Pertanyaan
Gunakanlah data potensial elektroda standar berikut untuk mengetahui besarnya perubahan energi bebas Gibbs untuk reaksi (belum setara) dalam satuan kJ/mol:
$\mbox{Al}+\mbox{B}\mbox{r}_{2}$ $\rightarrow\mbox{A}\mbox{l}^{3+}(aq,1\mbox{ M})$ $+\mbox{B}\mbox{r}^{-}(aq,1\mbox{ M})$
BetulReaksi setara:
$2\mbox{Al}+3\mbox{B}\mbox{r}_{2}$ $\rightarrow2\mbox{A}\mbox{l}^{3+}+6\mbox{B}\mbox{r}^{-}$
Potensial sel:
$E_{\mbox{sel}}^{\circ}=1,676+1,065$ $=2,741\mbox{ V}$
Elektron yang terlibat: 6
Maka, nilai perubahan energi bebas Gibbs nya adalah
$\Delta G^{\circ}=-zFE_{\mbox{sel}}^{\circ}$
$\Delta G^{\circ}=-6\times96485\times2,741\,\mbox{J/mol}$ $=-1586,79\mbox{kJ.mo}\mbox{l}^{-1}$
SalahReaksi setara:
$2\mbox{Al}+3\mbox{B}\mbox{r}_{2}$ $\rightarrow2\mbox{A}\mbox{l}^{3+}+6\mbox{B}\mbox{r}^{-}$
Potensial sel:
$E_{\mbox{sel}}^{\circ}=1,676+1,065$ $=2,741\mbox{ V}$
Elektron yang terlibat: 6
Maka, nilai perubahan energi bebas Gibbs nya adalah
$\Delta G^{\circ}=-zFE_{\mbox{sel}}^{\circ}$
$\Delta G^{\circ}=-6\times96485\times2,741\,\mbox{J/mol}$ $=-1586,79\mbox{kJ.mo}\mbox{l}^{-1}$
-
Pertanyaan ke 4 dari 5
4. Pertanyaan
Gunakan data potensial reduksi standar berikut untuk mengetahui nilai konstanta kesetimbangan untuk reaksi (belum setara):
$\mbox{Cu}+\mbox{F}\mbox{e}^{3+}$ $\rightarrow\mbox{C}\mbox{u}^{2+}+\mbox{F}\mbox{e}^{2+}$
BetulReaksi keseluruhan yang terjadi
$\mbox{Cu}+2\mbox{F}\mbox{e}^{3+}\rightarrow\mbox{C}\mbox{u}^{2+}+\mbox{2F}\mbox{e}^{2+}$
Dari tabel kita mendapat nilai:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}}^{\circ} & =E_{\mbox{katoda}}^{\circ}-E_{\mbox{anoda}}^{\circ}\\
& =0,771-0,340\mbox{ V}\\
& =0,431\mbox{ V}\\
E_{\mbox{sel}}^{\circ} & =\frac{0,02569}{2}\ln\, K\\
0,431 & =\frac{0,02569}{2}\ln\, K\\
K & =3,7\times10^{14}\\
& \approx4\times10^{14}.
\end{alignedat}
$SalahReaksi keseluruhan yang terjadi
$\mbox{Cu}+2\mbox{F}\mbox{e}^{3+}\rightarrow\mbox{C}\mbox{u}^{2+}+\mbox{2F}\mbox{e}^{2+}$
Dari tabel kita mendapat nilai:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}}^{\circ} & =E_{\mbox{katoda}}^{\circ}-E_{\mbox{anoda}}^{\circ}\\
& =0,771-0,340\mbox{ V}\\
& =0,431\mbox{ V}\\
E_{\mbox{sel}}^{\circ} & =\frac{0,02569}{2}\ln\, K\\
0,431 & =\frac{0,02569}{2}\ln\, K\\
K & =3,7\times10^{14}\\
& \approx4\times10^{14}.
\end{alignedat}
$ -
Pertanyaan ke 5 dari 5
5. Pertanyaan
Berapakah nilai potensial sel untuk suatu sel elektrokimia dengan notasi
$\mbox{Pt}|\mbox{F}\mbox{e}^{2+}(0,10\,\mbox{M}),\mbox{F}\mbox{e}^{3+}(0,20\,\mbox{M})||\mbox{A}\mbox{g}^{+}(1,0\,\mbox{M})|\mbox{Ag}(s)$
Bila diketahui tabel potensial reduksi standar berikut:
Betul$\mbox{F}\mbox{e}^{2+}(aq)+\mbox{A}\mbox{g}^{+}(aq)$ $\rightarrow\mbox{F}\mbox{e}^{3+}(aq)+\mbox{Ag}(s)$
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}}^{\circ} & =E_{\mbox{katoda}}^{\circ}-E_{\mbox{anoda}}^{\circ}\\
& =0,800\mbox{ V}-0,771\mbox{ V}\\
& =0,029\mbox{ V}
\end{alignedat}
$Maka, kita gunakan persamaan Nernst:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}} & =E_{\mbox{sel}}^{\circ}-\frac{0,0592\mbox{ V}}{n}\log\left(\frac{[\mbox{F}\mbox{e}^{3+}]}{[\mbox{F}\mbox{e}^{2+}][\mbox{A}\mbox{g}^{+}]}\right)\\
& =0,029\mbox{ V}-\frac{0,0592\mbox{ V}}{1}\log\left(\frac{0,20}{0,10\times1,0}\right)\\
& =0,011\mbox{ V.}
\end{alignedat}
$Salah$\mbox{F}\mbox{e}^{2+}(aq)+\mbox{A}\mbox{g}^{+}(aq)$ $\rightarrow\mbox{F}\mbox{e}^{3+}(aq)+\mbox{Ag}(s)$
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}}^{\circ} & =E_{\mbox{katoda}}^{\circ}-E_{\mbox{anoda}}^{\circ}\\
& =0,800\mbox{ V}-0,771\mbox{ V}\\
& =0,029\mbox{ V}
\end{alignedat}
$Maka, kita gunakan persamaan Nernst:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}} & =E_{\mbox{sel}}^{\circ}-\frac{0,0592\mbox{ V}}{n}\log\left(\frac{[\mbox{F}\mbox{e}^{3+}]}{[\mbox{F}\mbox{e}^{2+}][\mbox{A}\mbox{g}^{+}]}\right)\\
& =0,029\mbox{ V}-\frac{0,0592\mbox{ V}}{1}\log\left(\frac{0,20}{0,10\times1,0}\right)\\
& =0,011\mbox{ V.}
\end{alignedat}
$
Latihan Soal Sel Volta 2 (Sedang)
Ringkasan kuis
0 dari 5 pertanyaan telah diselesaikan
Pertanyaan:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
Informasi
You have already completed the quiz before. Hence you can not start it again.
Quiz is loading...
Anda harus masuk atau mendaftar untuk memulai kuis.
Anda harus menyelesaikan kuis dibawah ini, untuk memulai kuis ini:
Hasil
Hasil
0 dari 5 pertanyaan terjawab dengan benar
Waktu yang telah berlalu
Kategori
- Tidak Berkategori 0%
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- Terjawab
- Tinjau
-
Pertanyaan ke 1 dari 5
1. Pertanyaan
Hitunglah nilai perubahan energi bebas Gibbs serta perkirakan selesai/tidaknya reaksi berikut
$\mbox{Mn}\mbox{O}_{4}^{-}+\mbox{H}^{+}+\mbox{C}\mbox{e}^{3+}$ $\rightarrow\mbox{C}\mbox{e}^{4+}+\mbox{M}\mbox{n}^{2+}+\mbox{H}_{2}\mbox{O}$
Bila diketahui data berikut:
$\mbox{C}\mbox{e}^{4+}+e\rightarrow\mbox{C}\mbox{e}^{3+}=1,61\mbox{ V}$
BetulReaksi setara:
$\mbox{Mn}\mbox{O}_{4}^{-}+8\mbox{H}^{+}+5\mbox{C}\mbox{e}^{3+}$
$\rightarrow5\mbox{C}\mbox{e}^{4+}+\mbox{M}\mbox{n}^{2+}+4\mbox{H}_{2}\mbox{O}$Potensial sel:
$E_{\mbox{sel}}^{\circ}=E_{\mbox{katoda}}^{\circ}-E_{\mbox{anoda}}^{\circ}$
$=1,51-1,61\,\mbox{V}=-0,1\mbox{ V}$Maka, besar $\Delta G^{\circ}$:
$\begin{alignedat}{1}\Delta G^{\circ} & =-nFE_{\mbox{sel}}^{\circ}\\
& =-5\times96485\times(-0,1)\mbox{J/mol}\\
& =48242,5\mbox{ J/mol}
\end{alignedat}
$Dengan nilai K:
$\begin{alignedat}{1}\Delta G^{\circ} & =-RT\ln K\\
48242,5 & =-8,314\times298\times\ln\, K\\
K & =3,5\times10^{-9}.
\end{alignedat}
$Dengan nilai K yang sangat kecil maka disimpulkan reaksi ini tidak akan berjalan hingga selesai
SalahReaksi setara:
$\mbox{Mn}\mbox{O}_{4}^{-}+8\mbox{H}^{+}+5\mbox{C}\mbox{e}^{3+}$
$\rightarrow5\mbox{C}\mbox{e}^{4+}+\mbox{M}\mbox{n}^{2+}+4\mbox{H}_{2}\mbox{O}$Potensial sel:
$E_{\mbox{sel}}^{\circ}=E_{\mbox{katoda}}^{\circ}-E_{\mbox{anoda}}^{\circ}$
$=1,51-1,61\,\mbox{V}=-0,1\mbox{ V}$Maka, besar $\Delta G^{\circ}$:
$\begin{alignedat}{1}\Delta G^{\circ} & =-nFE_{\mbox{sel}}^{\circ}\\
& =-5\times96485\times(-0,1)\mbox{J/mol}\\
& =48242,5\mbox{ J/mol}
\end{alignedat}
$Dengan nilai K:
$\begin{alignedat}{1}\Delta G^{\circ} & =-RT\ln K\\
48242,5 & =-8,314\times298\times\ln\, K\\
K & =3,5\times10^{-9}.
\end{alignedat}
$Dengan nilai K yang sangat kecil maka disimpulkan reaksi ini tidak akan berjalan hingga selesai
-
Pertanyaan ke 2 dari 5
2. Pertanyaan
Tentukanlah nilai $E_{\mbox{Ir}\mbox{O}_{2}/\mbox{Ir}}^{\circ}$, bila diketahui $E_{\mbox{I}\mbox{r}^{3+}/\mbox{Ir}}^{\circ}=1,156$ V dan $E_{IrO_{2}/Ir^{3+}}^{\circ}=0,223$ V (Asumsikan semua data potensial sel diukur pada kondisi asam)
BetulKita buat diagram Latimer untuk proses ini:
$\mbox{Ir}\mbox{O}_{2}\,^{\underrightarrow{0,223\mbox{ V}}}\mbox{I}\mbox{r}^{3}+{}^{\underrightarrow{1,156\,\mbox{V}}}\mbox{ Ir}$
Dengan reaksi yang terjadi:
$4\mbox{H}^{+}+\mbox{Ir}\mbox{O}_{2}+e$ $\rightarrow\mbox{I}\mbox{r}^{3+}+2\mbox{H}_{2}\mbox{O}$
$E_{1}^{\circ}=0,223$ V$\mbox{I}\mbox{r}^{3+}+3e$ $\rightarrow\mbox{Ir }E_{2}^{\circ}=1,156$
Vdijumlahkan, sehingga dihasilkan;
$4\mbox{H}^{+}+\mbox{Ir}\mbox{O}_{2}+4e$ $\rightarrow2\mbox{H}_{2}\mbox{O}+\mbox{Ir }E_{3}^{\circ}=?$
Kita tidak dapat menjumlahkan nilai potensial sel standar karena keduanya bukan pasangan reduksi-oksidasi, namun kita dapat menjumlahkan nilai $\Delta G^{\circ}$ nya, maka kita hitung nilai masing-masing:
$\begin{alignedat}{1}\Delta G_{3}^{\circ} & =\Delta G_{1}^{\circ}+\Delta G_{2}^{\circ}\\
-4F(E_{3}^{\circ}) & =-1F(E_{1}^{\circ})+-3F(E_{2}^{\circ})\\
E_{3}^{\circ} & =\frac{-1F(0,223)-3F(1,156)}{-4F}\\
& =0,923\mbox{ V.}
\end{alignedat}
$SalahKita buat diagram Latimer untuk proses ini:
$\mbox{Ir}\mbox{O}_{2}\,^{\underrightarrow{0,223\mbox{ V}}}\mbox{I}\mbox{r}^{3}+{}^{\underrightarrow{1,156\,\mbox{V}}}\mbox{ Ir}$
Dengan reaksi yang terjadi:
$4\mbox{H}^{+}+\mbox{Ir}\mbox{O}_{2}+e$ $\rightarrow\mbox{I}\mbox{r}^{3+}+2\mbox{H}_{2}\mbox{O}$
$E_{1}^{\circ}=0,223$ V$\mbox{I}\mbox{r}^{3+}+3e$ $\rightarrow\mbox{Ir }E_{2}^{\circ}=1,156$
Vdijumlahkan, sehingga dihasilkan;
$4\mbox{H}^{+}+\mbox{Ir}\mbox{O}_{2}+4e$ $\rightarrow2\mbox{H}_{2}\mbox{O}+\mbox{Ir }E_{3}^{\circ}=?$
Kita tidak dapat menjumlahkan nilai potensial sel standar karena keduanya bukan pasangan reduksi-oksidasi, namun kita dapat menjumlahkan nilai $\Delta G^{\circ}$ nya, maka kita hitung nilai masing-masing:
$\begin{alignedat}{1}\Delta G_{3}^{\circ} & =\Delta G_{1}^{\circ}+\Delta G_{2}^{\circ}\\
-4F(E_{3}^{\circ}) & =-1F(E_{1}^{\circ})+-3F(E_{2}^{\circ})\\
E_{3}^{\circ} & =\frac{-1F(0,223)-3F(1,156)}{-4F}\\
& =0,923\mbox{ V.}
\end{alignedat}
$ -
Pertanyaan ke 3 dari 5
3. Pertanyaan
Suatu sel volta disusun dan melibatkan ion $\mbox{C}\mbox{u}^{2+}$ dan $\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}$. Bila konsentrasi $[\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}]$ dijaga pada 1,0 M, berapa konsentrasi minimum $[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]$ yang diperlukan agar reaksi tetap berjalan spontan?
BetulOksidasi: $\mbox{Zn}\rightarrow\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}+2e$ $E^{\circ}=+0,763$ V
Reduksi: $\mbox{C}\mbox{u}^{2+}+2e\rightarrow\mbox{Cu}$ $E^{\circ}=+0,340$ V
dijumlahkan, sehingga dihasilkan;
Total : $\mbox{Zn}+\mbox{C}\mbox{u}^{2+}$ $\rightarrow\mbox{Cu}+\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}$$E^{\circ}=+1,103$ V
Maka, agar reaksi tetap berjalan spontan, setidaknya potensial sel yang dihasilkan adalah 0,00 V, masukkan ke dalam persamaan Nernst:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}} & =E_{\mbox{sel}}^{\circ}-\frac{0,0592\mbox{ V}}{n}\log\, K\\
0,00 & =1,1-\frac{0,0592}{2}\log\frac{[1\mbox{ M}]}{[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]}\\
{}[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}] & =6,88\times10^{-38}\mbox{ M}.
\end{alignedat}
$SalahOksidasi: $\mbox{Zn}\rightarrow\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}+2e$ $E^{\circ}=+0,763$ V
Reduksi: $\mbox{C}\mbox{u}^{2+}+2e\rightarrow\mbox{Cu}$ $E^{\circ}=+0,340$ V
dijumlahkan, sehingga dihasilkan;
Total : $\mbox{Zn}+\mbox{C}\mbox{u}^{2+}$ $\rightarrow\mbox{Cu}+\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}$$E^{\circ}=+1,103$ V
Maka, agar reaksi tetap berjalan spontan, setidaknya potensial sel yang dihasilkan adalah 0,00 V, masukkan ke dalam persamaan Nernst:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}} & =E_{\mbox{sel}}^{\circ}-\frac{0,0592\mbox{ V}}{n}\log\, K\\
0,00 & =1,1-\frac{0,0592}{2}\log\frac{[1\mbox{ M}]}{[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]}\\
{}[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}] & =6,88\times10^{-38}\mbox{ M}.
\end{alignedat}
$ -
Pertanyaan ke 4 dari 5
4. Pertanyaan
Suatu sel volta dirancang sebagai berikut:
$\mbox{Ag}(s)|\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{A}\mbox{g}_{2}\mbox{Cr}\mbox{O}_{4}\mbox{ jenuh})$
$||\mbox{A}\mbox{g}^{+}(0,125\,\mbox{M})|\mbox{Ag}(s)$Berapakah nilai potensial sel bila diketahui $K_{sp}\mbox{A}\mbox{g}_{2}\mbox{Cr}\mbox{O}_{4}=1,1\times10^{-12}$ ?
BetulKita hitung konsentrasi $\mbox{A}\mbox{g}^{+}$ di dalam larutan jenuh $\mbox{A}\mbox{g}_{2}\mbox{Cr}\mbox{O}_{4}$:
$\begin{aligned}\mbox{A}\mbox{g}_{2}\mbox{Cr}\mbox{O}_{4} & \rightleftarrows & 2\mbox{A}\mbox{g}^{+} & + & \mbox{Cr}\mbox{O}_{4}^{2-}\\
s & & 2s & & s
\end{aligned}
$$\begin{alignedat}{1}K_{sp} & =[\mbox{A}\mbox{g}^{+}]^{2}[\mbox{Cr}\mbox{O}_{4}^{2-}]\\
& =(2s)^{2}s\\
1,1\times10^{-12} & =4\times s^{3}\\
s & =6,5\times10^{-5}\mbox{M}
\end{alignedat}
$Maka, konsentrasi $\mbox{A}\mbox{g}^{+}=2s=1,3\times10^{-4}\mbox{M}$.
Sehingga potensial sel dapat kita hitung dengan persamaan Nernst (potensial sel standar=0 karena menggunakan 1 jenis ion)
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}} & =0-\frac{0,0592}{1}\log\frac{1,3\times10^{-4}}{0,125}\\
& =0,177\mbox{ V.}
\end{alignedat}
$SalahKita hitung konsentrasi $\mbox{A}\mbox{g}^{+}$ di dalam larutan jenuh $\mbox{A}\mbox{g}_{2}\mbox{Cr}\mbox{O}_{4}$:
$\begin{aligned}\mbox{A}\mbox{g}_{2}\mbox{Cr}\mbox{O}_{4} & \rightleftarrows & 2\mbox{A}\mbox{g}^{+} & + & \mbox{Cr}\mbox{O}_{4}^{2-}\\
s & & 2s & & s
\end{aligned}
$$\begin{alignedat}{1}K_{sp} & =[\mbox{A}\mbox{g}^{+}]^{2}[\mbox{Cr}\mbox{O}_{4}^{2-}]\\
& =(2s)^{2}s\\
1,1\times10^{-12} & =4\times s^{3}\\
s & =6,5\times10^{-5}\mbox{M}
\end{alignedat}
$Maka, konsentrasi $\mbox{A}\mbox{g}^{+}=2s=1,3\times10^{-4}\mbox{M}$.
Sehingga potensial sel dapat kita hitung dengan persamaan Nernst (potensial sel standar=0 karena menggunakan 1 jenis ion)
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}} & =0-\frac{0,0592}{1}\log\frac{1,3\times10^{-4}}{0,125}\\
& =0,177\mbox{ V.}
\end{alignedat}
$ -
Pertanyaan ke 5 dari 5
5. Pertanyaan
Suatu larutan yang mengandung campuran garam platinum (II) yang terkontaminasi sebanyak 10% (persen mol) suatu ion platinum dengan biloks yang berbeda. Campuran ini dielektrolisis dengan arus 1,2 A selama 32 menit hingga tidak ada lagi platina yang mengendap, dengan massa endapan terukur 2,12 g. Berapakah biloks dari zat kontaminan ini?
BetulPertama-tama kita hitung jumlah elektron yang terlibat pada proses elektrolisis ini:
$\frac{1,2\mbox{ C}}{\mbox{s}}\times32\mbox{ min}\times\frac{60\mbox{ s}}{1\mbox{ min}}\times\frac{1\mbox{ mol }e}{96485\mbox{ C}}=0,0239\mbox{ mol e.}$
Kemudian, mol total platina:
$2,12\mbox{ g}\times\frac{1\mbox{ mol}}{195\mbox{ g}}=0,0109\mbox{ mol}$
Maka, rasio elektron dan platina, atau jumlah elektron yang berpindah:
$\frac{0,0239}{0,0109}=2,19$
Jumlah elektron ini terbagi diantara $\mbox{P}\mbox{t}^{2+}$ dan $\mbox{P}\mbox{t}^{x+}$sesuai dengan rasio mol nya:
$\begin{alignedat}{1}2,19 & =0,90\times(+2)+0,10\times(+x)\\
2,19 & =1,8+0,1x\\
0,39 & =0,1x\\
x & =3,9\\
& \approx4.
\end{alignedat}
$Maka, biloks dari platinum kontaminan adalah 4.
SalahPertama-tama kita hitung jumlah elektron yang terlibat pada proses elektrolisis ini:
$\frac{1,2\mbox{ C}}{\mbox{s}}\times32\mbox{ min}\times\frac{60\mbox{ s}}{1\mbox{ min}}\times\frac{1\mbox{ mol }e}{96485\mbox{ C}}=0,0239\mbox{ mol e.}$
Kemudian, mol total platina:
$2,12\mbox{ g}\times\frac{1\mbox{ mol}}{195\mbox{ g}}=0,0109\mbox{ mol}$
Maka, rasio elektron dan platina, atau jumlah elektron yang berpindah:
$\frac{0,0239}{0,0109}=2,19$
Jumlah elektron ini terbagi diantara $\mbox{P}\mbox{t}^{2+}$ dan $\mbox{P}\mbox{t}^{x+}$sesuai dengan rasio mol nya:
$\begin{alignedat}{1}2,19 & =0,90\times(+2)+0,10\times(+x)\\
2,19 & =1,8+0,1x\\
0,39 & =0,1x\\
x & =3,9\\
& \approx4.
\end{alignedat}
$Maka, biloks dari platinum kontaminan adalah 4.
Latihan Soal Sel Volta 2 (Sukar)
Ringkasan kuis
0 dari 5 pertanyaan telah diselesaikan
Pertanyaan:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
Informasi
You have already completed the quiz before. Hence you can not start it again.
Quiz is loading...
Anda harus masuk atau mendaftar untuk memulai kuis.
Anda harus menyelesaikan kuis dibawah ini, untuk memulai kuis ini:
Hasil
Hasil
0 dari 5 pertanyaan terjawab dengan benar
Waktu yang telah berlalu
Kategori
- Tidak Berkategori 0%
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- Terjawab
- Tinjau
-
Pertanyaan ke 1 dari 5
1. Pertanyaan
Dua sel elektrokimia (A dan B) dihubungkan seperti berikut
Berapakah konsentrasi ion $\mbox{C}\mbox{u}^{2+}$(dalam M) pada sel B ketika arus listrik berhenti mengalir?
BetulPada kedua sel, zink adalah anode dan tembaga adalah katode, sesuai persamaan:
$\mbox{Zn}(s)+\mbox{C}\mbox{u}^{2+}(aq)$ $\rightarrow\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}(aq)+\mbox{Cu}(s)$
Sesuai dengan persamaan Nernst, dapat diperkirakan potensial sel mana yang lebih besar:
Sel A: $\begin{alignedat}{1}\log\frac{[\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}]}{[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]} & =\log\frac{0,85}{1,10}\\
& =-0,11\\
E_{\mbox{sel}} & \gneq E_{\mbox{sel}}^{\circ}
\end{alignedat}
$Sel B : $\begin{aligned}\log\frac{\left[\mbox{Zn}^{2+}\right]}{\left[\mbox{Cu}^{2+}\right]} & =\log\frac{1,05}{0,75}\\
& =+0,15\\
E_{\mbox{sel}} & \lneq E_{\mbox{sel}}^{\circ}
\end{aligned}
$Maka, potensial sel A lebih besar dari B, dengan jalannya elektron mengikuti panah merah. Seiring berjalannya waktu reaksi pada sel A menyebabkan $[\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}]$ meningkat, $[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]$ menurun, potensial sel menurun sementara reaksi sel B menyebabkan
$[\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}]$menurun, $[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]$ meningkat dan gaya gerak listrik (ggl) berlawanan meningkat, titik dimana ggl dari sel B sama besar dengan potensial sel A adalah titik dimana elektron berhenti mengalir. Diagram sel pada kondisi ini adalah:Sel A: $\mbox{Zn}(s)|\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}(0,85+x),\,\mbox{M}||\mbox{C}\mbox{u}^{2+}(1,10-x)\,\mbox{M}|\mbox{Cu}(s)$
Sel B: $\mbox{Zn}(s)|\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}(1,05-x)\,\mbox{M}||\mbox{C}\mbox{u}^{2+}(0,75+x)\,\mbox{M}|\mbox{Cu}(s)$
Maka, bila kita tuliskan x sebagai perubahan konsentrasi hingga titik elektron berhenti mengalir, didapat persamaan untuk kedua sel ini:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel A}} & =E_{\mbox{sel B}}\\
\frac{0,85+x}{1,10-x} & =\frac{1,05-x}{0,75+x}\\
x & =0,14
\end{alignedat}
$Sehingga, konsentrasi $\mbox{C}\mbox{u}^{2+}$ pada sel B ketika listrik/elektron berhenti mengalir adalah:
$0,75+0,14=0,89$ M.
SalahPada kedua sel, zink adalah anode dan tembaga adalah katode, sesuai persamaan:
$\mbox{Zn}(s)+\mbox{C}\mbox{u}^{2+}(aq)$ $\rightarrow\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}(aq)+\mbox{Cu}(s)$
Sesuai dengan persamaan Nernst, dapat diperkirakan potensial sel mana yang lebih besar:
Sel A: $\begin{alignedat}{1}\log\frac{[\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}]}{[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]} & =\log\frac{0,85}{1,10}\\
& =-0,11\\
E_{\mbox{sel}} & \gneq E_{\mbox{sel}}^{\circ}
\end{alignedat}
$Sel B : $\begin{aligned}\log\frac{\left[\mbox{Zn}^{2+}\right]}{\left[\mbox{Cu}^{2+}\right]} & =\log\frac{1,05}{0,75}\\
& =+0,15\\
E_{\mbox{sel}} & \lneq E_{\mbox{sel}}^{\circ}
\end{aligned}
$Maka, potensial sel A lebih besar dari B, dengan jalannya elektron mengikuti panah merah. Seiring berjalannya waktu reaksi pada sel A menyebabkan $[\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}]$ meningkat, $[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]$ menurun, potensial sel menurun sementara reaksi sel B menyebabkan
$[\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}]$menurun, $[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]$ meningkat dan gaya gerak listrik (ggl) berlawanan meningkat, titik dimana ggl dari sel B sama besar dengan potensial sel A adalah titik dimana elektron berhenti mengalir. Diagram sel pada kondisi ini adalah:Sel A: $\mbox{Zn}(s)|\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}(0,85+x),\,\mbox{M}||\mbox{C}\mbox{u}^{2+}(1,10-x)\,\mbox{M}|\mbox{Cu}(s)$
Sel B: $\mbox{Zn}(s)|\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}(1,05-x)\,\mbox{M}||\mbox{C}\mbox{u}^{2+}(0,75+x)\,\mbox{M}|\mbox{Cu}(s)$
Maka, bila kita tuliskan x sebagai perubahan konsentrasi hingga titik elektron berhenti mengalir, didapat persamaan untuk kedua sel ini:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel A}} & =E_{\mbox{sel B}}\\
\frac{0,85+x}{1,10-x} & =\frac{1,05-x}{0,75+x}\\
x & =0,14
\end{alignedat}
$Sehingga, konsentrasi $\mbox{C}\mbox{u}^{2+}$ pada sel B ketika listrik/elektron berhenti mengalir adalah:
$0,75+0,14=0,89$ M.
-
Pertanyaan ke 2 dari 5
2. Pertanyaan
Diketahui bahwa baterai timbal-asam yang terisi penuh mengandung 1,5 L $\mbox{H}_{2}\mbox{S}\mbox{O}_{4}$ 5,00 M. Berapakah konsentrasinya (dalam molar) di dalam baterai setelah arus 2,5 A diambil dari baterai selama 6 jam?
BetulReaksi yang terjadi pada baterai ini:
$\mbox{Pb}+\mbox{Pb}\mbox{O}_{2}+2\mbox{H}^{+}+2\mbox{HS}\mbox{O}_{4}^{-}$
$\rightarrow2\mbox{PbS}\mbox{O}_{4}+2\mbox{H}_{2}\mbox{O}$Jumlah awal asam sulfat:
$1,5\mbox{ L}\times\frac{5\mbox{ mol}}{\mbox{L}}=7,5\mbox{ mol}$
Jumlah asam sulfat yang habis untuk menghasilkan arus listrik:
$6\mbox{ jam}\times\frac{3600\mbox{ s}}{\mbox{jam}}$ $\times\frac{2,5\mbox{ C}}{\mbox{s}}\times\frac{1\mbox{ mol }e}{96485\mbox{ C}}$
$\times\frac{1\mbox{ mol }\mbox{H}_{2}\mbox{S}\mbox{O}_{4}}{1\mbox{ mol }e}$
$=0,56\mbox{ mol}$Maka, konsentrasi akhir asam sulfat:
$\frac{7,5-0,56\mbox{ mol}}{1,5\mbox{ L}}=4,63$ M.
SalahReaksi yang terjadi pada baterai ini:
$\mbox{Pb}+\mbox{Pb}\mbox{O}_{2}+2\mbox{H}^{+}+2\mbox{HS}\mbox{O}_{4}^{-}$
$\rightarrow2\mbox{PbS}\mbox{O}_{4}+2\mbox{H}_{2}\mbox{O}$Jumlah awal asam sulfat:
$1,5\mbox{ L}\times\frac{5\mbox{ mol}}{\mbox{L}}=7,5\mbox{ mol}$
Jumlah asam sulfat yang habis untuk menghasilkan arus listrik:
$6\mbox{ jam}\times\frac{3600\mbox{ s}}{\mbox{jam}}$ $\times\frac{2,5\mbox{ C}}{\mbox{s}}\times\frac{1\mbox{ mol }e}{96485\mbox{ C}}$
$\times\frac{1\mbox{ mol }\mbox{H}_{2}\mbox{S}\mbox{O}_{4}}{1\mbox{ mol }e}$
$=0,56\mbox{ mol}$Maka, konsentrasi akhir asam sulfat:
$\frac{7,5-0,56\mbox{ mol}}{1,5\mbox{ L}}=4,63$ M.
-
Pertanyaan ke 3 dari 5
3. Pertanyaan
Apabila ke dalam reaksi reduksi $\mbox{C}\mbox{r}^{3+}+e\rightarrow\mbox{C}\mbox{r}^{2+},E^{\circ}=-0,424$ V ditambahkan padatan Fe berlebih (konsentrasi $[\mbox{C}\mbox{r}^{3+}]=1,00$ M, berapakah konsentrasi $[\mbox{F}\mbox{e}^{2+}]$ pada kesetimbangan di suhu 298 K?
BetulTujuan kita adalah mengetahui nilai konstanta kesetimbangan reaksi ini, maka kita hitung dulu potensial sel reaksi ini:
$\mbox{Fe}\rightarrow\mbox{F}\mbox{e}^{2+}+2e$ $E^{\circ}=+0,440\,\mbox{V}$
$\{\mbox{C}\mbox{r}^{3+}+e\rightarrow\mbox{C}\mbox{r}^{2+}\}\times2$
$E^{\circ}=-0,424\,\mbox{V}$dijumlahkan, sehingga dihasilkan;
$\mbox{Fe}+2\mbox{C}\mbox{r}^{3+}\rightarrow\mbox{F}\mbox{e}^{2+}+2\mbox{C}\mbox{r}^{2+}$
$E^{\circ}=+0,016\,\mbox{V}$Nilai konstanta kesetimbangannya:
$\begin{alignedat}{1}\ln\, K & =\frac{nFE_{\mbox{sel}}^{\circ}}{RT}\\
& =\frac{2\times96485\times0,016}{8,314\times298}\\
K & =3,5
\end{alignedat}
$Dengan Fe berlebih, maka reaksi akan bergeser ke kanan dan tabel m.r.s untuk reaksi ini:
Substitusikan ke dalam konstanta kesetimbangan:
$3,5=\frac{x.(2x)^{2}}{(1-2x)^{2}}$
Gunakan metode perkiraan nilai x, dimulai dari fakta bahwa x tidak mungkin lebih dari 0,5 sesuai dengan konsentrasi awal $\mbox{C}\mbox{r}^{3+}$:
bila x=0,40 $K=\frac{0,4\times0,8^{2}}{0,2^{2}}=6,4$ jauh diatas 3,5
bila x=0,35 $K=\frac{0,35\times0,70^{2}}{0,3^{2}}=1,9$ jauh dibawah 3,5
Maka diharapkan bahwa x ada diantara 0,40 dan 0,35, yakni 0,375:
bila x=0,375 $K=\frac{0,375\times0,75^{2}}{0,25^{2}}=3,375$, nilai yang dapat diterima.
Maka, konsentrasi $[\mbox{F}\mbox{e}^{2+}]=x=0,375$ M.
SalahTujuan kita adalah mengetahui nilai konstanta kesetimbangan reaksi ini, maka kita hitung dulu potensial sel reaksi ini:
$\mbox{Fe}\rightarrow\mbox{F}\mbox{e}^{2+}+2e$ $E^{\circ}=+0,440\,\mbox{V}$
$\{\mbox{C}\mbox{r}^{3+}+e\rightarrow\mbox{C}\mbox{r}^{2+}\}\times2$
$E^{\circ}=-0,424\,\mbox{V}$dijumlahkan, sehingga dihasilkan;
$\mbox{Fe}+2\mbox{C}\mbox{r}^{3+}\rightarrow\mbox{F}\mbox{e}^{2+}+2\mbox{C}\mbox{r}^{2+}$
$E^{\circ}=+0,016\,\mbox{V}$Nilai konstanta kesetimbangannya:
$\begin{alignedat}{1}\ln\, K & =\frac{nFE_{\mbox{sel}}^{\circ}}{RT}\\
& =\frac{2\times96485\times0,016}{8,314\times298}\\
K & =3,5
\end{alignedat}
$Dengan Fe berlebih, maka reaksi akan bergeser ke kanan dan tabel m.r.s untuk reaksi ini:
Substitusikan ke dalam konstanta kesetimbangan:
$3,5=\frac{x.(2x)^{2}}{(1-2x)^{2}}$
Gunakan metode perkiraan nilai x, dimulai dari fakta bahwa x tidak mungkin lebih dari 0,5 sesuai dengan konsentrasi awal $\mbox{C}\mbox{r}^{3+}$:
bila x=0,40 $K=\frac{0,4\times0,8^{2}}{0,2^{2}}=6,4$ jauh diatas 3,5
bila x=0,35 $K=\frac{0,35\times0,70^{2}}{0,3^{2}}=1,9$ jauh dibawah 3,5
Maka diharapkan bahwa x ada diantara 0,40 dan 0,35, yakni 0,375:
bila x=0,375 $K=\frac{0,375\times0,75^{2}}{0,25^{2}}=3,375$, nilai yang dapat diterima.
Maka, konsentrasi $[\mbox{F}\mbox{e}^{2+}]=x=0,375$ M.
-
Pertanyaan ke 4 dari 5
4. Pertanyaan
Suatu sel volta terdiri atas larutan jenuh AgI dan pada elektroda lainnya digunakan larutan jenuh AgCl dan larutan $\mbox{C}\mbox{l}^{-}$ lainnya. Sel volta ini dihasilkan potensial sel sebesar 0,086 V , berapa konsentrasi $[\mbox{C}\mbox{l}^{-}]$ yang harus ada? Berikut ini notasi sel volta tersebut.
$\mbox{Ag}(s)|\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgI jenuh})$ $||\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh, x M C}\mbox{l}^{-})$
$|\mbox{Ag}(s)$$K_{sp}\mbox{AgI}=8,5\times10^{-17}$, $\mbox{AgCl}=1,8\times10^{-10}$
BetulIni adalah suatu sel konsentrasi, dimana $E_{\mbox{sel}}^{\circ}=0$.
Maka, pertama-tama dari persamaan Nernst kita tentukan rasio $\mbox{A}\mbox{g}^{+}$ yang diperlukan:$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}} & =E_{\mbox{sel}}^{\circ}-\frac{0,0592\mbox{ V}}{n}\log\, K\\
0,086 & =0-\frac{0,0592}{1}\log\frac{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgI jenuh})]}{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh,x M C}\mbox{l}^{-})]}
\end{alignedat}
$$\frac{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgI jenuh})]}{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh, x M C}\mbox{l}^{-})]}$
$=0,035$Konsentrasi $\mbox{A}\mbox{g}^{+}$ dari AgI jenuh dapat kita hitung:
$\begin{alignedat}{1}K_{sp} & =[\mbox{A}\mbox{g}^{+}][\mbox{I}^{-}]\\
& =s^{2}\\
s & =9,2\times10^{-9}\mbox{M}.
\end{alignedat}
$Maka, sesuai persamaan rasio yang tadi didapat:
$\begin{alignedat}{1}\frac{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgI jenuh})]}{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh, x M C}\mbox{l}^{-})]} & =0,035\\
\frac{9,2\times10^{-9}M}{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh, x M C}\mbox{l}^{-})]} & =0,035\\
{}[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh, x M C}\mbox{l}^{-})] & =2,6\times10^{-7}\mbox{M}
\end{alignedat}
$Konsentrasi $\mbox{C}\mbox{l}^{-}$ berasal dari pelarutan AgCl dan $\mbox{C}\mbox{l}^{-}$lain , maka dapat dihitung dari $K_{sp}$:
$\begin{alignedat}{1}K_{sp} & =[\mbox{A}\mbox{g}^{+}][\mbox{C}\mbox{l}^{-}]\\
1,8\times10^{-10} & =[\mbox{A}\mbox{g}^{+}][\mbox{C}\mbox{l}^{-}]\\
1,8\times10^{-10} & =(2,6\times10^{-7})(2,6\times10^{-7}+x)\\
x & =6,9\times10^{-4}\mbox{M}.
\end{alignedat}
$SalahIni adalah suatu sel konsentrasi, dimana $E_{\mbox{sel}}^{\circ}=0$.
Maka, pertama-tama dari persamaan Nernst kita tentukan rasio $\mbox{A}\mbox{g}^{+}$ yang diperlukan:$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}} & =E_{\mbox{sel}}^{\circ}-\frac{0,0592\mbox{ V}}{n}\log\, K\\
0,086 & =0-\frac{0,0592}{1}\log\frac{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgI jenuh})]}{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh,x M C}\mbox{l}^{-})]}
\end{alignedat}
$$\frac{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgI jenuh})]}{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh, x M C}\mbox{l}^{-})]}$
$=0,035$Konsentrasi $\mbox{A}\mbox{g}^{+}$ dari AgI jenuh dapat kita hitung:
$\begin{alignedat}{1}K_{sp} & =[\mbox{A}\mbox{g}^{+}][\mbox{I}^{-}]\\
& =s^{2}\\
s & =9,2\times10^{-9}\mbox{M}.
\end{alignedat}
$Maka, sesuai persamaan rasio yang tadi didapat:
$\begin{alignedat}{1}\frac{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgI jenuh})]}{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh, x M C}\mbox{l}^{-})]} & =0,035\\
\frac{9,2\times10^{-9}M}{[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh, x M C}\mbox{l}^{-})]} & =0,035\\
{}[\mbox{A}\mbox{g}^{+}(\mbox{AgCl jenuh, x M C}\mbox{l}^{-})] & =2,6\times10^{-7}\mbox{M}
\end{alignedat}
$Konsentrasi $\mbox{C}\mbox{l}^{-}$ berasal dari pelarutan AgCl dan $\mbox{C}\mbox{l}^{-}$lain , maka dapat dihitung dari $K_{sp}$:
$\begin{alignedat}{1}K_{sp} & =[\mbox{A}\mbox{g}^{+}][\mbox{C}\mbox{l}^{-}]\\
1,8\times10^{-10} & =[\mbox{A}\mbox{g}^{+}][\mbox{C}\mbox{l}^{-}]\\
1,8\times10^{-10} & =(2,6\times10^{-7})(2,6\times10^{-7}+x)\\
x & =6,9\times10^{-4}\mbox{M}.
\end{alignedat}
$ -
Pertanyaan ke 5 dari 5
5. Pertanyaan
Perhatikan diagram berikut:
Apabila volume kedua elektrolit adalah 100 mL. Sel ini dioperasikan sebagai sel elektrolitik dengan arus sebesar 0,5 A. Elektrolisis dihentikan setelah 10 jam dan sel ini dikembalikan sebagai sel volta. Berapakah nilai potensial sel pada saat itu?
BetulJumlah perubahan konsentrasi yang terjadi pada sel ini adalah
$\begin{alignedat}{1}\Delta\mbox{M}^{2+} & =10\mbox{ jam}\times\frac{3600\mbox{ s}}{\mbox{jam}}\times\frac{0,5\mbox{ C}}{\mbox{s}}\times\frac{1\mbox{ mol }e}{96485\mbox{ C}}\times\frac{1\mbox{ mol }\mbox{M}^{2+}}{2\mbox{ mol }e}\\
& =0,0933\mbox{ mol}
\end{alignedat}
$Perubahan ini adalah pertambahan $\mbox{C}\mbox{u}^{2+}$ dan berkurangnya $\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}$, masing-masing:
$\begin{alignedat}{1}\Delta\mbox{M} & =\frac{\pm0,0933\mbox{ mol}}{0,1\mbox{ L}}\\
& =\pm0,933\mbox{ M}
\end{alignedat}
$Maka, konsentrasinya masing-masing setelah elektrolisis:
$[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]=1,000\mbox{ M}+0,933\mbox{ M}=1,933$ M
$[\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}]=1,000\mbox{ M}-0,933\mbox{ M}=0,067$ M
Selanjutnya, sel tersebut menjadi sel volta dengan dihasilkan potensial sel sebesar:
Kita masukkan ke persamaan Nernst:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}} & =E_{\mbox{sel}}^{\circ}-\frac{0,0592\mbox{ V}}{n}\log\, K\\
& =1,1-\frac{0,0592}{2}\log\frac{0,067}{1,933}\\
& =1,14\mbox{ V}.
\end{alignedat}
$SalahJumlah perubahan konsentrasi yang terjadi pada sel ini adalah
$\begin{alignedat}{1}\Delta\mbox{M}^{2+} & =10\mbox{ jam}\times\frac{3600\mbox{ s}}{\mbox{jam}}\times\frac{0,5\mbox{ C}}{\mbox{s}}\times\frac{1\mbox{ mol }e}{96485\mbox{ C}}\times\frac{1\mbox{ mol }\mbox{M}^{2+}}{2\mbox{ mol }e}\\
& =0,0933\mbox{ mol}
\end{alignedat}
$Perubahan ini adalah pertambahan $\mbox{C}\mbox{u}^{2+}$ dan berkurangnya $\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}$, masing-masing:
$\begin{alignedat}{1}\Delta\mbox{M} & =\frac{\pm0,0933\mbox{ mol}}{0,1\mbox{ L}}\\
& =\pm0,933\mbox{ M}
\end{alignedat}
$Maka, konsentrasinya masing-masing setelah elektrolisis:
$[\mbox{C}\mbox{u}^{2+}]=1,000\mbox{ M}+0,933\mbox{ M}=1,933$ M
$[\mbox{Z}\mbox{n}^{2+}]=1,000\mbox{ M}-0,933\mbox{ M}=0,067$ M
Selanjutnya, sel tersebut menjadi sel volta dengan dihasilkan potensial sel sebesar:
Kita masukkan ke persamaan Nernst:
$\begin{alignedat}{1}E_{\mbox{sel}} & =E_{\mbox{sel}}^{\circ}-\frac{0,0592\mbox{ V}}{n}\log\, K\\
& =1,1-\frac{0,0592}{2}\log\frac{0,067}{1,933}\\
& =1,14\mbox{ V}.
\end{alignedat}
$