Massa Tembaga Hasil Elektrolisis Cu(NO3)2: Soal & Pembahasan

by ADMIN 61 views

Guys, kali ini kita akan membahas soal kimia tentang elektrolisis larutan Cu(NO3)2. Soal ini sering banget muncul di ujian, jadi penting banget buat kita pahami konsepnya. Kita akan bedah soalnya satu per satu, mulai dari apa itu elektrolisis, hukum Faraday, sampai cara menghitung massa tembaga yang mengendap. Yuk, langsung aja kita bahas!

Soal Elektrolisis dan Hukum Faraday

Soalnya begini:

Larutan Cu(NO3)2 dielektrolisis menggunakan arus sebesar 0,2 Faraday. Jika Ar Cu = 64, massa tembaga yang mengendap adalah...

A. 0,65 gram B. 6,4 gram C. 31,0 gram D. 64 gram E. 95 gram

Sebelum kita jawab, mari kita review sedikit tentang elektrolisis dan hukum Faraday. Elektrolisis adalah proses penguraian suatu zat oleh arus listrik. Dalam elektrolisis, kita menggunakan energi listrik untuk menjalankan reaksi kimia yang tidak spontan. Nah, Hukum Faraday ini yang akan jadi kunci utama kita untuk menghitung massa tembaga yang mengendap.

Hukum Faraday itu ada dua, guys. Tapi, untuk soal ini, kita fokus ke Hukum Faraday I, yang bunyinya:

Massa zat yang dihasilkan pada elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang dialirkan.

Secara matematis, Hukum Faraday I ini bisa kita tuliskan seperti ini:

m = (Ar x i x t) / (n x F)

Dimana:

  • m = massa zat yang mengendap (gram)
  • Ar = massa atom relatif zat
  • i = kuat arus listrik (ampere)
  • t = waktu elektrolisis (detik)
  • n = jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi
  • F = tetapan Faraday (96500 Coulomb/mol)

Tapi, karena di soal ini kita dikasih tahu jumlah Faraday (bukan kuat arus dan waktu), kita bisa pakai rumus yang lebih sederhana:

m = (Ar x mol elektron) / n

Mol elektron ini setara dengan jumlah Faraday, guys. Jadi, kita bisa langsung pakai angka 0,2 Faraday dari soal.

Langkah-Langkah Menghitung Massa Tembaga

Oke, sekarang kita sudah paham konsepnya. Mari kita pecahkan soalnya langkah demi langkah:

  1. Identifikasi Ion yang Terbentuk:

    Pertama, kita harus tahu dulu ion apa saja yang terbentuk dari Cu(NO3)2. Cu(NO3)2 ini akan terurai menjadi ion Cu2+ dan ion NO3-. Dalam elektrolisis, ion Cu2+ ini yang akan mengalami reduksi (menerima elektron) dan mengendap sebagai logam tembaga (Cu) di katoda.

  2. Tulis Reaksi Reduksi:

    Reaksi reduksi ion Cu2+ adalah sebagai berikut:

    Cu2+ + 2e- → Cu

    Dari reaksi ini, kita bisa lihat bahwa 1 mol Cu2+ membutuhkan 2 mol elektron untuk menjadi 1 mol Cu. Ini penting banget untuk menentukan nilai 'n' di rumus kita nanti.

  3. Hitung Mol Elektron:

    Di soal, kita dikasih tahu bahwa arus yang digunakan adalah 0,2 Faraday. Seperti yang sudah kita bahas tadi, jumlah Faraday ini setara dengan mol elektron. Jadi, mol elektron dalam reaksi ini adalah 0,2 mol.

  4. Masukkan ke Rumus Faraday:

    Sekarang, kita punya semua data yang kita butuhkan. Kita masukkan ke rumus Faraday yang sudah kita sederhanakan:

    m = (Ar Cu x mol elektron) / n

    m = (64 x 0,2) / 2

    m = 6,4 gram

Jawaban dan Pembahasan Tambahan

Jadi, massa tembaga yang mengendap adalah 6,4 gram (jawaban B). Gimana, guys? Mudah kan?

Nah, biar makin mantap, kita bahas sedikit lagi tentang faktor-faktor yang mempengaruhi massa zat yang mengendap dalam elektrolisis:

  • Jumlah Listrik: Semakin besar jumlah listrik (dalam Faraday atau Coulomb) yang dialirkan, semakin banyak zat yang mengendap. Ini sesuai dengan Hukum Faraday I.
  • Massa Atom Relatif (Ar): Semakin besar Ar suatu zat, semakin besar juga massa zat yang mengendap untuk jumlah listrik yang sama.
  • Jumlah Elektron yang Terlibat (n): Semakin besar jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi reduksi/oksidasi, semakin kecil massa zat yang mengendap untuk jumlah listrik yang sama. Ini karena satu mol zat membutuhkan lebih banyak elektron.

Dalam soal ini, kita fokus pada elektrolisis larutan Cu(NO3)2. Tapi, prinsip yang sama bisa kita gunakan untuk menghitung massa zat yang mengendap pada elektrolisis larutan lain, seperti AgNO3, ZnSO4, dan lain-lain. Kuncinya adalah memahami reaksi reduksi/oksidasi yang terjadi dan menentukan nilai 'n' yang tepat.

Tips dan Trik Mengerjakan Soal Elektrolisis

Buat kalian yang sering kesulitan dengan soal elektrolisis, ada beberapa tips dan trik yang bisa kalian coba:

  • Pahami Konsep Dasar: Pastikan kalian paham betul apa itu elektrolisis, reaksi reduksi-oksidasi, dan Hukum Faraday. Tanpa dasar yang kuat, akan sulit untuk mengerjakan soal-soal yang lebih kompleks.
  • Tulis Reaksi dengan Benar: Menulis reaksi reduksi dan oksidasi dengan benar adalah kunci utama. Perhatikan jumlah elektron yang terlibat dan pastikan reaksinya setara.
  • Identifikasi Data yang Diketahui: Baca soal dengan teliti dan identifikasi data apa saja yang sudah diketahui (misalnya, Ar, jumlah Faraday, kuat arus, waktu). Ini akan membantu kalian memilih rumus yang tepat.
  • Gunakan Rumus yang Tepat: Ada beberapa variasi rumus Faraday. Pilih rumus yang paling sesuai dengan data yang kalian punya.
  • Latihan Soal: Semakin banyak kalian latihan soal, semakin paham kalian dengan berbagai tipe soal elektrolisis. Jangan malas untuk mencoba berbagai soal dari berbagai sumber.

Kesimpulan

Oke, guys, kita sudah membahas tuntas soal elektrolisis larutan Cu(NO3)2 dan cara menghitung massa tembaga yang mengendap. Kita juga sudah review konsep dasar elektrolisis, Hukum Faraday, dan faktor-faktor yang mempengaruhi massa zat yang mengendap. Semoga pembahasan ini bermanfaat buat kalian, ya!

Jangan lupa untuk terus belajar dan latihan soal. Kalau ada pertanyaan, jangan ragu untuk bertanya di kolom komentar. Semangat terus belajarnya!