Contoh Soal Hukum Faraday
Contoh Soal Hukum Faraday - Pernyataan hukum Faraday I adalah massa zat yang dibebaskan pada reaksi elektrolisis (G) berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan (Q). Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
G \approx Q\
Jumlah muatan listrik (Q) sama dengan hasil kali kuat arus (i) dengan waktu (t),
Q = it\
Dengan demikian, hukum Faraday I dapat dituliskan sebagai:
G \approx it\
🎳 Hukum Faraday II
Pernyataan hukum Faraday II adalah massa zat yang dibebaskan pada elektrolisis (G) berbanding lurus dengan massa ekivalen (ME) dari zat tersebut. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
G \approx ME\
Gabungan antara hukum Faraday I dan II, menghasilkan persamaan berikut.
G = MEkit\
Dengan k adalah tetapan atau konstanta dengan nilai k = \frac{1}{{96.500}}\. Dengan demikian, jumlah massa zat dapat dirumuskan dengan berikut.
G = \frac{{itME}}{{96500}}\
Keterangan:
i = kuat arus listrik (Ampere);
t = waktu (s);
ME = \frac{{Ar}}{x}\ = \frac{{Mr}}{x}\ = mol ekuivalen elektron; dan
x = jumlah elektron yang terlibat tiap 1 mol zat atau jumlah muatan suatu ion.
i = kuat arus listrik (Ampere);
t = waktu (s);
ME = \frac{{Ar}}{x}\ = \frac{{Mr}}{x}\ = mol ekuivalen elektron; dan
x = jumlah elektron yang terlibat tiap 1 mol zat atau jumlah muatan suatu ion.
Muatan listrik 1 mol elektron sama dengan tetapan Faraday yang bernilai 96500. Jadi, 1 F = 1 mol elektron = 96500 C. Mol elektron dapat dihitung dengan persamaan berikut.
{\rm{mol }}\,\,e = \frac{{it}}{{96500}}{\rm{mol}}\
Bila muatan listrik dalam satuan Coulomb, maka massa zat dirumuskan sebagai berikut.
G = \frac{{MEQ}}{{96500}}\
Bila muatan listrik dalam satuan Faraday (F), maka massa zat dirumuskan sebagai berikut.
G = ME{\rm{ }}.{\rm{ }}F\
Bila dua buah sel elektrolisis menggunakan arus dan waktu yang sama, maka berlaku
\frac{{{G_A}}}{{{G_B}}} = \frac{{M{E_A}}}{{M{E_B}}}\
Contoh Soal
Suatu elektrolisis pada katoda terjadi reaksi berikut.
Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) .
Jika proses tersebut membutuhkan arus sebesar 2 A selama 20 s, maka berapakah massa tembaga yang mengendap? (Ar Cu = 63,5)
Penyelesaian
Diketahui:
Reaksi pada katoda: Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) . Berarti jumlah x = 2
i = 2 A
t = 20 s
Ar Cu = 63,5
Ditanyakan: massa Cu yang mengendap?
Jawab:
Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) .
Jika proses tersebut membutuhkan arus sebesar 2 A selama 20 s, maka berapakah massa tembaga yang mengendap? (Ar Cu = 63,5)
Penyelesaian
Diketahui:
Reaksi pada katoda: Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) . Berarti jumlah x = 2
i = 2 A
t = 20 s
Ar Cu = 63,5
Ditanyakan: massa Cu yang mengendap?
Jawab:
ME = \frac{{Ar}}{x}\
ME = \frac{{63,5}}{2} = 31,75\
G = \frac{{itME}}{{96500}}\
G = \frac{{{\rm{2}} \times {\rm{20}} \times {\rm{31}}{\rm{,75}}}}{{{\rm{96500}}}}\
G = \frac{{{\rm{1270}}}}{{{\rm{96500}}}} = 0,01\gr
Jadi, massa Cu yang mengendap sebanyak 0,01 gr.
S1
Larutan natrium sulfat dielektrolisis dengan arus 10 A selama 1 menit. Massa gas oksigen yang dihasilkan adalah ... gr.
S2
Leburan kalsium klorida dielektrolisis dengan anoda inert. Sebanyak 0,04 gr kalsium mengendap di katoda. Jumlah muatan listrik yang digunakan dalam elektrolisis tersebut adalah .... (Ar Ca = 40, Cl = 35,5)
S3
Sebanyak 100 mL larutan perak nitrat 0,2 M dielektrolisis dengan arus 25 A. Waktu yang diperlukan untuk mengendapkan semua logam perak adalah .... (Ar Ag =108, N = 14, O = 16)
S4
Pada elektrolisis larutan HgSO4 dengan elektrode grafit, dihasilkan 11,2 L oksigen pada keadaan standar. Jumlah muatan listrik yang dihasilkan pada elektrolisis tersebut adalah ....
S5
Pada elektrolisis larutan timah hidroksida (Ar Sn =119), diperlukan muatan listrik sebanyak 9,65 C. Jika listrik yang sama digunakan juga pada elektrolisis larutan tembaga nitrat (Ar Cu = 63,5), maka perbandingan massa timah terhadap tembaga pada kedua elektrolisis adalah ....
S6
Jumlah muatan listrik yang diperlukan untuk mengoksidasi 1 mol MnO4- menjadi MnO2 adalah ....
S7
Pada elektrolisis larutan YSO4 dengan anoda grafit, diperlukan muatan listrik sebanyak 1930 C. Jika dihasilkan 2 gr logam Y di katoda, maka massa atom relatif Y adalah ... gr/mol.
S8
Muatan listrik sebanyak 965 C dialirkan dalam 250 mL larutan PbSO4 0,1 M. Jika dianggap volume larutan tidak berubah, maka pH larutan di anoda adalah ....
S9
Sebanyak 1,08 gr perak dihasilkan dari elektrolisis larutan garamnya selama 2 jam dengan arus A Ampere. Jika arus yang sama digunakan pada elektrolisis larutan HF selama 1 jam, maka massa oksigen yang dihasilkan pada elektrolisis HF adalah ....
S10
Sebanyak 100 mL Mg(OH)2 0,5 M diperlukan untuk menetralkan asam yang dihasilkan pada elektrolisis larutan MgSO4 dengan elektroda emas. Jumlah muatan listrik yang diperlukan untuk melangsungkan reaksi tersebut adalah ....