Koligatif Larutan Sifat Koligatif Larutan dan Satuan Konsentrasi Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit dan Elektrolit

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu:

1. menjelaskan penyebab adanya fenomena sifat koligatif larutan pada penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik;

2. membedakan sifat koligatif larutan elektorlit dan larutan nonelektrolit;

3. terampil menyajikan hasil analisis beradasarkan data percobaan terkait penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmosis;

4. terampil mengolah dan menganalisis data percobaan untuk membandingkan sifat koligatif larutan elektrolit dengan sifat koligatif larutan nonelektrolit yang konsentrasinya sama.

Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa:

1. menghargai dan mensyukuri karunia Tuhan Yang Maha Esa yang berupa sifat koligatif larutan dan manfaatnya dalam mempermudah kebutuhan sehari-hari;

2. berperilaku kerja sama dan kreatif dalam menyelesaikan tugas serta hemat dalam menggunakan bahan kimia.

• Mengamati perbedaan titik didih antara akuades dengan larutan garam serta perubahan titik beku es. • Mencari informasi tentang penggunaan garam untuk

mencairkan salju.

• Mendiskusikan jenis-jenis sifat koligatif larutan. • Mendiskusikan konsentrasi larutan yang meliputi fraksi

mol, molalitas, dan molaritas.

• Membuat rancangan percobaan pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan.

• Mengamati pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan melalui percobaan.

• Mengamati perbedaan titik didih larutan yang berbeda konsentrasi dari video.

• Mendiskusikan sifat koligatif larutan nonelektrolit. • Mengamati perbedaan kenaikan titik didih larutan

nonelektrolit dan larutan elektrolit melalui percobaan. • Mendiskusikan sifat koligatif larutan elektrolit yang

dipengaruhi oleh faktor Van’t Hoff.

• Mendiskusikan penerapan sifat koligatif dalam kehidupan sehari-hari.

• Menerapkan sifat koligatif penurunan titik beku membuat es puter dalam tugas proyek.

Sifat Koligatif Larutan dan Satuan Konsentrasi Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit dan Elektrolit Koligatif Larutan

• Mensyukuri karunia Tuhan Yang Maha Esa berupa sifat koligatif yang bermanfaat dalam mempermudah kegiatan pemenuhan kebutuhan sehari-hari.

• Mampu menerapkan sikap kerja sama dan kreatif dalam melaksanakan tugas kelompok. • Bersikap hemat dalam menggunakan bahan-bahan kimia demi menjaga lingkungan. • Bersikap teliti dalam pengamatan praktikum maupun mengerjakan soal.

• Menjelaskan penyebab sifat koligatif larutan.

• Menjelaskan pengaruh konsentrasi terhadap sifat koligatif larutan. • Mampu menyelesaikan perhitungan terkait sifat koligatif larutan.

• Menjelaskan perbedaan sifat koligatif larutan nonelektrolit dan larutan elektrolit. • Menentukan sifat koligatif larutan elektrolit menggunakan faktor Van’t Hoff. • Menyajikan rancangan percobaan penurunan titik beku.

• Menyajikan diagram P-T untuk menunjukkan sifat koligatif larutan.

2 Koligatif Larutan A. Pilihan Ganda

1. Jawaban: d

Sifat koligatif larutan merupakan sifat yang hanya bergantung pada banyaknya zat yang terlarut dalam pelarut. Jumlah zat terlarut akan memengaruhi sifat koligatif larutan, yaitu titik didih, titik beku, tekanan uap, dan tekanan osmotik larutan. Jenis zat terlarut tidak memengaruhi sifat koligatif larutan. Begitu juga dengan jenis dan jumlah pelarut.

2. Jawaban: e

Diagram P–T tersebut menunjukkan tekanan dan suhu pada saat air dan larutannya berubah wujud. Tekanan dan suhu yang menggambarkan perubahan wujud air menjadi uap ditunjukkan oleh garis E–F. Garis E–F membatasi bentuk larutan dari cair ke gas.

3. Jawaban: d

Tekanan uap akan semakin turun jika jumlah zat terlarut semakin banyak. Jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut sama secara berurutan dari larutan I hingga ke V yaitu 6, 5, 7, 9, dan 8. Dengan demikian, jumlah zat terlarut paling banyak terdapat pada gambar IV (larutan D) sehingga tekanan uapnya paling kecil.

4. Jawaban: c

Konsentrasi 1 molal artinya terdapat 1 mol zat terlarut dalam 1.000 gram pelarut.

5. Jawaban: c Mol NaOH = V × M

= 0,2 L × 2 mol/L = 0,4 mol Massa NaOH = (n × M_r)_NaOH

= 0,4 × 40 = 16 gram Massa larutan = V × ρ = 200 × 1,20 g/mL = 240 gram m= n × 1.000_p = n × _{(240 16)}1.000₋ = 0,4 × 1.000₂₂₄ = 1,78 ≈ 1,8

Jadi, kemolalan larutan NaOH sebesar 1,8 m. 6. Jawaban: b

M_r Cuka (CH₃COOH) = 60 g/mol M_r H₂O = 18 g/mol n_CH 3COOH = r m M = 15 gram 60 = 0,25 mol n_H 2O = r m M = 90 gram 18 = 5 mol X_CH 3COOH = 3 3 2 CH COOH CH COOH H O n n +n = 0,25 50,25+ = 0,05 Jadi, fraksi mol cuka dalam larutan sebesar 0,05. 7. Jawaban: c X_metanol= me tanol metanol air n n +n 0,5 = m m a n n +n 0,5(n_m + n_a) = n_m 0,5 n_m + 0,5 n_a= n_m 0,5 n_a= 0,5 n_m n_a= n_m misal n_a = n_m = 1 % massa = m r m r a r n M (n M ) (n M ) × × + × % massa = r r r 1 M (1 M ) (1 M ) × × + × % massa = _{32 18}32₊ × 100% = 0,64 × 100% = 64%

Jadi, persen metanol dalam larutan sebesar 64%. 8. Jawaban: e m= r m M × 1.000 p = 0,6₆₀ × 1.000₁₀₀ = 0,1 m

Jadi, larutan tersebut mempunyai konsentrasi 0,1 molal.

9. Fraksi mol NaOH = 0,05

Fraksi mol H₂O = 1 – 0,05 = 0,95 M_r air = 18

X_NaOH=

2

mol NaOH mol NaOH mol H O+ 0,5 =

2

mol NaOH mol NaOH mol H O+ 0,05 mol NaOH + 0,5 mol H₂O = mol NaOH

0,95 mol NaOH = 0,05 mol H₂O mol naOH = 0,05_0,95 × mol H₂O

Molalitas (m) = mol NaOH × 100_p = (0,05_0,95 × mol H₂O) × 2 r 2 1.000 mol H O M H O× Molalitas (m) = 0,05 1.000_{0,95 18}×_× = 2,92

Jadi, kemolalan larutan NaOH sebesar 2,92 m. 10. 46% massa etanol berarti 46 gram etanol dan

54 gram air. m = r m M × 1.000 p = 46 46 × 1.000 54 = 18,52 molal

Jadi, molalitas larutan C₂H₅OH sebesar 18,52 m. B. Uraian

1. Air laut mengandung banyak zat terlarut. Adanya zat terlarut memengaruhi tekanan uapnya. Zat terlarut volatil (mudah menguap) meningkatkan tekanan uap air laut, sedangkan zat terlarut nonvolatil (tidak mudah menguap) menurunkan tekanan uap air laut. Adanya garam yang terlarut dalam air laut, tekanan uap jenuh air laut menjadi lebih rendah mengakibatkan dibandingkan air murni.

2. Larutan 6 gram urea dalam 200 gram air. M_rurea = 60 g/mol

Jumlah mol urea = 6 g ₁

60 g mol− = 0,1 mol

Massa pelarut = 200 gram = 0,2 kg

m = n_p = 0,1mol_{0,2 kg} = 0,5 mol kg–1

Jadi, larutan urea tersebut mempunyai memolalan 0,5 m.

3. Misal massa larutan 100 gram.

Dalam 100 gram larutan urea 20% terdapat 20 gram urea dan 80 gram air.

M_{r air} = 18 g/mol M_{r urea} = 60 g/mol

Jumlah mol air = 80 g ₁

18 g mol− = 4,44 mol

Jumlah mol urea = 1 20 g

60 g mol− = 0,33 mol

X_urea = _{(4,44 0,33) mol}0,33 mol₊ = 0,069

Jadi, fraksi mol urea dalam larutan sebesar 0,069. 4. Dimisalkan massa larutan 100 gram.

Dalam 100 gram larutan glukosa 12% terdapat: glukosa 12% = ₁₀₀12 × 100 g = 12 gram

air (pelarut) = 100 – 12 = 88 gram Jumlah mol glukosa = 1

12 g

180 g mol− = 0,067 mol

Massa pelarut = 88 gram = 0,088 kg

m = n_p = 0,067 mol_{0,088 kg} = 0,76

Jadi, kemolalan larutan glukosa sebesar 0,76 m. 5. M_r HCl = 36,5 g/mol

Massa larutan = 1.000 mL × 1,1 gram/mL = 1.100 gram Massa HCl = 18,25₁₀₀ × 1.100 gram = 200,75 gram Massa H₂O = (1.100 – 200,75) gram = 899,25 gram n_HCl = 200,75_36,5 = 5,50 mol n_H 2O = 899,25 18 = 49,96 mol X_HCl = _{5,50 49,96}5,50₊ = 0,1 X_H 2O = 1 – 0,1 = 0,9

Jadi, fraksi mol larutan asam klorida sebesar 0,1 dan fraksi mol air sebesar 0,9.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c

ρair = 1 gram/mL

Jika volume air = 150 mL, berarti massa air = 150 gram p = 150 gram K_b air = 0,52°C/m ΔTb = m · Kb ΔT_b = r massa sukrosa M sukrosa × 1.000 p × Kb = 3,42₃₄₂ × 1.000₁₅₀ × 0,52 = 0,035°C

4 Koligatif Larutan 2. Jawaban: d ΔTf = r massa M NaCl × 1.000 p × Kf × {1 + (n – 1)α} = _58,5117 × 1.000_1.500 × 1,86 × {1 + (2 – 1)1} = 4,96°C

Jadi, besarnya penurunan titik beku larutan NaCl adalah 4,96°C.

3. Jawaban: c ΔT_b = m · K_b ΔT_b = r 1

massa zat terlarut (g) M zat terlarut (g mol )

kg pelarut − × K_b 0,48°C = 1 3,8 g 152 g mol 0,2 kg − × K_b K_b= 0,48 C 0,2 kg 152 g mol° × _{3,8 g}× −1 = 3,84 °C kg mol–1

Jadi, tetapan titik didih molal kloroform K_b = 3,84°C kg mol–1_.

4. Jawaban: b

massa zat X = 5 gram M_r zat X = 492 V_larutan = 500 mL = 0,5 L T = 27°C = 300 K R = 0,082 L atm mol–1_K–1 π = M · R · T = r massa M × 1 V × R · T = ₄₉₂5 × _0,51 × 0,082 × 300 = 0,5 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan sebesar 0,5 atm. 5. Jawaban: d

π= M · R · T π= _volumemol · R · T

Larutan yang memiliki tekanan osmotik paling besar yaitu larutan yang perbandingan _volumemol paling besar.

Larutan 1; _volumemol = 0,1 × 1.000₂₀₀ = 0,5 Larutan 2; _volumemol = 0,1 × 1.000₄₀₀ = 0,25 Larutan 3; _volumemol = 0,2 × 1.000₃₀₀ = 0,67 Larutan 4; _volumemol = 0,2 × 1.000₂₅₀ = 0,8

Larutan 5; _volumemol = 0,2 × 1.000₅₀₀ = 0,4

Jadi, tekanan osmotik paling besar dimiliki oleh larutan 4).

6. Jawaban: e

Besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding dengan konsentrasi molal (m) sehingga dalam pelarut yang sama, semakin tinggi konsentrasi molalnya, titik didih larutan itu juga semakin tinggi. Dengan demikian, larutan sukrosa 0,5 m mem-punyai titik didih paling tinggi.

7. Jawaban: b

Adanya zat terlarut pada suatu larutan memengaruhi titik didih larutan, yaitu mengakibatkan titik didih larutan lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya.

8. Jawaban: c ΔT_b= r massa sampel M sampel × 1.000 p × Kb benzena 1,25 = ₁₃₅4,5 × 1.000 p × 2,53 p = ₁₃₅4,5 × 1.000 × 2,53 × _1,251 atau = 4,5 × 103 _× 2,53 135 × 1 1,25

Jadi, massa sampel yang dilarutkan sebanyak 4,5 × 103 _× 2,53 135 × 1 1,25. 9. Jawaban: b 200 mL = 0,2 liter dan 27°C = 300 K π = r m M V × R × T = 3,6 180 0,2× × (0,082)(300) = 2,46 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan glukosa sebesar 2,46 atm.

10. Jawaban: c

m (massa zat terlarut) = 24 gram V (volume air) = 250 mL = 0,25 L T = 27 + 273 = 300 K Suhu (°C) Tekanan (atm) K L I H E F Larutan Pelarut murni Gas Padat Cair 1 atm 0°C 100°C Titik beku larutan Titik beku air Titik

didih air Titik didihlarutan

π = 32,8 atm R = 0,082 L atm/mol K π= M · R · T 32,8 = r m M × 1 V × R × T 32,8 = r 24 M × 1 0,25 × 0,082 × 300 M_r= 72

Jadi, M_r zat nonelektrolit adalah 72 gram/mol. 11. Jawaban: d

K₂SO₄(aq)→ 2K+_{(aq) + SO} 42–(aq)

n = 3

K₂SO₄ terionisasi sempurna, berarti α = 1. ΔT_b = (m · K_b) i

= (m · K_b) {1 + (n – 1)α}

= 0,1 m × 0,52°C m–1 _{× {1 + (3 – 1)1}}

= 0,156°C

Titik didih larutan = (100 + 0,156)°C = 100,156°C Jadi, larutan mendidih pada suhu 100,156°C. 12. Jawaban: c

Larutan isotonik adalah larutan yang memiliki tekanan osmotik sama. Larutan NaCl = larutan elektrolit kuat, α = 1. Tekanan osmotiknya sebagai berikut.

π= M · R · T · i

= 0,3 · RT(1 + (2 – 1) · 1) = 0,6RT

1) Larutan 0,1 M urea (nonelektrolit) π = 0,1RT

2) Larutan KNO₃, n = 2 π = 0,2 · RT · 0,2 = 0,4RT

3) Larutan 0,6 M glukosa (nonelektrolit) π = 0,6RT

4) Larutan asam sulfat H₂SO₄→ n = 3

π = 0,4 · RT · 3 = 1,2RT 5) Larutan 0,3 M natrium sulfat

Na₂SO₄→ n = 3 π = 0,3 · RT · 3 = 0,9RT

Jadi, larutan yang isotonik dengan NaCl 0,3 M adalah larutan glukosa 0,6 M.

13. Jawaban: d

Untuk 100 gram larutan:

a. Massa NaOH = ₁₀₀4 × 100 = 4 gram b. Massa air = 100 – 4 = 96 gram NaOH → n = 2 ΔT_f = r m M × 1.000 p × Kf × {1 + (n – 1)α} = ₄₀4 × 1.000₉₆ × 1,86 × {1 + (2 – 1)1} = 3,88°C T_f = 0 – 3,88 = –3,88°C

Jadi, larutan NaOH 4% akan membeku pada suhu –3,88°C.

14. Jawaban: a

Isotonik ⇒ πdarah = πNaCl

7,626 = mol NaCl₁ × 0,082 × 310 × {1 + (2 – 1)1} mol NaCl = 0,15

Massa NaCl = mol NaCl × M_r NaCl = 0,15 × 58,5

= 8,775 gram

Jadi, massa NaCl yang harus dilarutkan sebesar 8,775 g. 15. Jawaban: b Elektrolit biner → n = 2 ΔTb= 100,75 – 100 = 0,75°C ΔTb= {1 + (n – 1)α} · r m M · 1.000 p · Kb 0,75 = {1 + (2 – 1)0,5} × r 6 M × 1.000₁₀₀ × 0,5 0,75 = 1,5 × r 30 M 0,75 = r 45 M M_r= _0,7545 = 60

Jadi, massa molekul realtif zat nonelektrolit tersebut sebesar 60 gram/mol.

16. Jawaban: c NaCl → Na+ _{+ Cl}– n = 2 α = 80% = 0,8 m = 12 gram M_r NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 V = 600 mL = 0,6 L T = 27°C = 300 K π= {1 + (n – 1)α} × r m M × 1 V × R × T = {1 + (2 – 1)0,8} × _58,512 × _0,61 × 0,082 × 300 = 15,14 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan NaCl sebesar 15,14 atm.

17. Jawaban: d

17,4 gram K₂SO₄ dilarutkan ke dalam 250 gram air (K_b air = 0,52°C/molal)

Untuk larutan elektrolit berlaku rumus: ΔT_b = m · K_b · i

i = {1 + (n – 1)α) m = konsentrasi molal α = derajat disosiasi i = faktor Van’t Hoff

6 Koligatif Larutan

K₂SO₄ termasuk elektrolit kuat (terionisasi sempurna, α = 1), jadi: K₂SO₄ → 2K+ _{+ SO} 4 +2_{, jadi n = 3} i = {1 + (3 – 1)1} i = 3 ΔTb= m · Kb · i = (1.000₂₅₀ × 17,4₁₇₄) × 0,52 × 3 = 0,624°C

Jadi, larutan mempunyai kenaikan titik didih sebesar 0,624°C dibandingkan air.

18. Jawaban: e

Untuk larutan NaCl (elektrolit) akan terurai menurut reaksi:

NaCl Na+ _{+ Cl}– _{(n = 2)}

Penurunan titik beku: n = 2, valensi 1, m = 0,4 m

ΔT_f= m · K_f {1 + (n – 1) α} 1,488 = 0,4 · 1,86 {1 + (2 – 1) α} 1,488= 0,744 (1 + α)

α= 1

Jadi, derajat ionisasi NaCl dalam larutan sebesar 1. 19. Jawaban: e

Tekanan osmotik sama jika jumlah zat terlarut sama.

NaCl → Na+ _{+ Cl}–

Jumlah ion 0,1 mol NaCl 500 mL : 2 [ion] = 2 × 0,1 × _0,51 = 0,4 mol/L

Konsentrasi larutan yang lain sebagai berikut. a. [ion KCl] = 2 × 0,2 × _0,11 = 4

b. [molekul glukosa] = 0,1 × _0,51 = 0,2 c. [molekul sukrosa] = 0,3 × _0,51 = 0,6 d. [ion KCl] = 2 × 0,1 × 1₁ = 0,2 e. [molekul urea] = 0,4 × 1₁ = 0,4

Jadi, larutan yang isotonik dengan NaCl tersebut adalah larutan urea 0,4 mol dalam 1.000 mL air. 20. Jawaban: e

Larutan tersebut diukur pada keadaan yang sama saat 6 gram zat X dilarutkan dalam 12 liter gas etana pada tekanan 38 cmHg.

Larutan dalam etana

π = 38 cmHg = 380 mmHg = 0,5 atm π = M · R · T

0,5 = ₃₀6 × ₁₂1 × 0,082 × T T = 365,85 K

Larutan dalam benzena

π =19 cmHg = 190 mmHg = 0,25 atm π = M · R · T 0,25= r 4 M X × 1.000 5.000 × 0,082 × 365,85 M_r zat X = 95,9 ≈ 96

Jadi, M_r zat X adalah 96 gram/mol. B. Uraian 1. n_air = n_p = 990₁₈ = 55 P = X_p · P° = p p t n n +n · P° 17,37 = t 55 55 n+ × 18 955,35 + 17,37 n_t= 990 17,37 n_t= 34,65 n_t= 2 n_t= n_{zat X} 2 = r 120 M M_r= 60

Jadi, massa molekul relatif zat X sebesar 60 g/mol. 2. ΔT_b = (100,65 – 100)°C = 0,65°C

Misal kadar gula dalam larutan = a% dalam 100 gram larutan:

a. massa gula = ₁₀₀a × 100 gram = a gram b. massa air = (100 – a) gram

ΔT_b = r m M × 1.000 p × Kb 0,65 = ₃₄₂a × _{(100 a)}1.000₋ × 0,52 0,4275 = _{(100 a)}a₋ 42,75 – 0,4275a = a 1,4275a = 42,75 a = 29,95 = 30

Jadi, kadar gula dalam larutan 30%. 3. ΔT_b = 101,3 – 100 = 1,3°C ΔT_b = r m M × 1.000 p × Kb 1,3 = r 90 M × 1.000 200 × 0,52 M_r = 180 Rumus molekul = (CH₂O)_n M_r= (12 + (2 × 1) + 16) × n 180 = 30 × n n = 6

4. K₂SO₄ → 2K+_{(aq) + SO}

42–(aq) n = 3

K₂SO₄ terionisasi sempurna, berarti α = 1. ΔT_b= (m · K_b) i

= (m · K_b) {1 + (n – 1) α}

= 0,1 m × 0,52°Cm–1 _{× {1 + (3 – 1)1}}

= 0,156°C

Titik didih larutan = (100 + 0,156)°C = 100,156°C

5. NaCl → Na+ _{+ Cl}–_{; n = 2} π= {1 + (n – 1)α} × r m M × 1 V × R × T 17,28 = {1 + (2 – 1)0,8} × _58,5m × _0,51 × 0,082 × 300 17,28 = (1,8) × _58,5m × 2 × 24,6 m = _{1,8 2 24,6}17,28 58,5_{× ×}× = 11,4 gram

Jadi, massa NaCl yang dilarutkan sebanyak 11,4 gram.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c

Untuk 100 gram larutan NaCl, massa NaCl = ₁₀₀10 × 100 gram = 10 gram. m = r m M × 1.000 p = _58,510 × 1.000₉₀ = 1,89 = 1,90 m

Jadi, molalitas larutan NaCl sebesar 1,90 m. 2. Jawaban: b

Untuk 100 gram larutan etanol, massa etanol (C₂H₅OH) = ₁₀₀20 × 100 g = 20 g. Massa pelarut = (100 – 20) g = 80 g m= r m M × 1.000 p = 20₄₆ × 1.000₈₀ = 5,43

Jadi, molalitas larutan etanol 20% massa adalah 5,43 molal.

3. Jawaban: c

Sifat koligatif larutan merupakan sifat fisik larutan yang bergantung dari banyaknya zat terlarut yang ada dalam larutan (molalitasnya), tetapi tidak bergantung pada jenis zat yang dilarutkan. 4. Jawaban: d

Adanya zat terlarut nonvolatil dalam suatu pelarut cair mengakibatkan penurunan tekanan uap jenuh.

Semakin besar konsentrasi zat terlarut nonvolatil yang ditambahkan, semakin besar penurunan tekanan uap jenuh yang teramati atau semakin kecil tekanan uap jenuh. Jadi, urutan larutan yang mempunyai tekanan uap dari yang paling kecil hingga paling besar yaitu R, Q, T, P, dan S. 5. Jawaban: a

Besar penurunan titik beku sebanding dengan konsentrasi molal (m). Semakin kecil penurunan titik beku larutan, maka titik beku larutan tersebut semakin tinggi sehingga titik beku tertinggi dimiliki larutan dengan konsentrasi molal (m) terkecil, yaitu pada glukosa 0,05 m.

6. Jawaban: a ρair = 1 g/mL

Jika volume air = 1 L, massa air = 1.000 gram ΔTb= r massa sukrosa M sukrosa × 1.000 p × Kb 0,15 = 228₃₄₂ × 1.000_1.000 × K_b K_b= 0,22°C/m

Jadi, besarnya K_b sukrosa 0,22°C/m. 7. Jawaban: b ΔT_b= T_b – T_b° = 100,65 – 100 = 0,65 ΔTb = r m M × 1.000 p × Kb 0,65 = ₁₈₀m × 1.000 2.000 × 0,52 m = 450 gram

Jadi, massa glukosa yang dilarutkan sebanyak 450 gram.

8 Koligatif Larutan 8. Jawaban: b

i_KCl = {1 + (2 – 1)1} = 2 i_CaCl

2 = {1 + (3 – 1)1} = 3

ρair = 1 g/ml → massa air = 500 gram

ΔTb = { r massa KCl M KCl × 1.000 p × Kb × iKCl} + { 2 r 2 massa CaCl M CaCl × 1.000 p × Kb × iCaCl₂}

= {(mol KCl × i_KCl) + (mol CaCl₂ × i_CaCl

2)} × 1.000_p × K_b ΔTb = 37,25 74,5 2 ⎧⎛ ⎞ ⎨⎜_⎝ ⎟_⎠ ⎩ × + 55,5 111 3 ⎫ ⎛ ⎞_⎬ ⎜ ⎟ ⎝ × ⎠⎭ × 1.000 500 × 0,5 = 2,5°C

Jadi, titik didih larutan = 100°C + 2,5°C = 102,5°C. 9. Jawaban: e ΔTf = 0 – (–3,1) = 3,1°C ΔTf = r m M · 1.000 p · Kf 3,1 = r 40 M · 1.000 300 · 1,86 M_r = 80

Jadi, M_r zat X sebesar 80 gram/mol. 10. Jawaban: b Isotonik → π1 = π2 C₁ · R₁ · T₁ = C₂ · R₂ · T₂ Jika T₁ = T₂ maka C₁ = C₂. 1 1 n V = 22 n V n₂= 2 1 V V × n1 = 500₂₅₀ × ₁₈₀3 mol = ₃₀1 mol M_r X = 1 30 4,6 g mol = 138

Jadi, massa molekul relatif (M_r) zat X adalah 138. 11. Jawaban: b ΔTf = 0 – (–0,28) = 0,28° ΔT_f = r m M × 1.000 p × Kf 0,28 = ₂₀₀m × 1.000₁₀₀ × 1,86 m = 3 gram

Jadi, massa zat nonelektrolit tersebut sebanyak 3 gram.

12. Jawaban: e

Penambahan etilen glikol ke dalam radiator mobil untuk menurunkan titik beku air dalam radiator.

Proses desalinasi air laut merupakan proses mengubah air laut menjadi air tawar dengan cara memisahkan garamnya. Proses desalinasi dapat dilakukan dengan teknik osmosis balik dengan tekanan tinggi. Proses ini menggunakan membran berskala molekul untuk memisahkan air dari pengotornya. 13. Jawaban: b M = 0,1 M CdSO₄ → Cd2+ _{+ SO} 42– n = 1 + 1 = 2 α = 0,75 T = 27°C = (27 + 273) = 300 K R = 0,082 π = . . .? π= M · R · T{1 + (n – 1)α} = 0,1 · 0,082 · 300 · {1 + (2 – 1)0,75} = 4,3 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan CdSO₄ sebesar 4,3 atm.

14. Jawaban: b

1) K – L: perubahan titik beku larutan 2) K – R: proses mencair larutan 3) T – M: proses menguap pelarut 4) M – N: perubahan titik uap larutan 5) T – R: perubahan titik tripel larutan 15. Jawaban: e αH₂SO₄ = 1 p = 250 g K_b = 0,52°C m = 24,5 g M_r = 98 ΔT_b = . . .? H₂SO₄→ 2H2+ _{+ SO} 42– n = 2 + 1 = 3 ΔTb= m × Kb × {1 + (n – 1)α} = 24,5₉₈ × 1.000₂₅₀ × 0,52 × {1 + (3 – 1) 1} = 1,56°C

Jadi, kenaikan titik didih larutan sebesar 1,56°C. 16. Jawaban: b ΔTb = Tb larutan – Tb pelarut = 102,08°C – 100°C = 2,08°C ΔTb= r m M × 1.000 p × Kb 2,08 = 540 180 × 1.000 p × 0,52 p = 750 gram

Pelarut ditambah 250 gram p = (750 + 250) gram = 1.000 gram ΔT_b= 540 180 × 1.000 p × 0,52 = 1,56°C T_b larutan = T_b larutan + ΔT_b = 100 + 1,56°C = 101,56°C

Jadi, setelah ditambah pelarut (air), titik didih larutan mengalami penurunan menjadi 101,56°C. 17. Jawaban: b ΔT_b = (102,6 – 100)°C = 2,6°C M_r Ca(OH)₂ = 74 ΔTb= r m M × 1.000 p × Kb × {1 + (n – 1)α} 2,6 = 37₇₄ × 1.000₂₅₀ × 0,52 × {1 + (3 – 1)α} 2,6 = 1,04 × {1 + 2α} 2,6 = 1,04 + 2,08α α= _2,081,56 = 0,75 %α = 0,75 × 100% = 75%

Jadi, derajat ionisasi basa (Ca(OH)₂) sebesar 75%. 18. Jawaban: a

Untuk larutan gula dalam air: ΔT_b= 105,2 – 100 = 5,2°C m_gula= 1 · 1.000 100 = 10 m ΔT_b= m_gula · K_b 5,2 = 10 · K_b K_b= 0,52 (pelarut air)

Untuk larutan alkohol dalam air, pelarutnya adalah air, K_b = 0,52.

Kenaikan titik didih = ΔT_b = 5,2.

Misalkan alkohol yang dilarutkan dalam 100 gram air = x mol, maka:

ΔTb= malkohol · Kb

5,2 = x · 1.000

100 · 0,52

x = 1 mol

Jadi, alkohol yang dilarutkan dalam air sebanyak 1 mol.

19. Jawaban: a

mol urea = 30₆₀ = 0,5 mol mol air = ₁₈81 = 4,5 mol

X_urea = _{mol urea mol air}mol urea₊ = _{0,5 4,5}0,5₊ = 0,10

Jadi, fraksi mol urea dalam larutan sebesar 0,1. 20. Jawaban: d

P° = 31,8 mmHg X = 0,056 mol

Tekanan uap jenuh larutan = tekanan uap pelarut ΔP = X · P°

ΔP = 0,056 × 31,8 = 1,7808 Tekanan uap larutan = 31,8 – 1,78

= 30,02 mmHg

Jadi, tekanan uap larutan sebesar 30,02 mmHg. 21. Jawaban: b ΔTf = r m M · 1.000 p · Kf ΔT_f = ₁₈₀18 · 1.000 500 · 1,8 ΔTf = 0,36°C

ΔT_f = titik beku pelarut – titik beku larutan 0,36= 0° – titik beku larutan

titik beku larutan = –0,36°C

Jadi, larutan akan membeku pada suhu –0,36°C. 22. Jawaban: d

Tekanan osmotik (π) dihitung dengan rumus: π = M ·_V1· R · T

Jika volume semua larutan sama, misal dianggap 1 liter dan suhu perhitungan adalah tetap, tekanan osmotik berbanding lurus dengan jumlah mol zat terlarut. Semakin besar mol zat terlarut, tekanan osmotik semakin besar. Jadi, tekanan osmotik dari yang paling rendah hingga paling besar yaitu larutan S, P, T, Q, dan R. Larutan S mempunyai tekanan osmotik paling rendah karena mempunyai zat terlarut paling sedikit.

23. Jawaban: d

Jika ke dalam suatu pelarut dilarutkan suatu zat terlarut, titik didih larutan yang terbentuk akan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murni. Hal ini disebut kenaikan titik didih (ΔT_b). Untuk zat terlarut elektrolit besar, kenaikan titik didih dapat dihitung sebagai berikut. ΔT_b = m × K_b × i = r m M × 1.000 p × Kb × i di mana: i = {1 + (n – 1)α} n = jumlah ion α= derajat ionisasi

10 Koligatif Larutan Untuk Fe₂(SO₄)₃: n = 5, M_r = 400, dan α diketahui = 0,8 ΔTb= 1.000 500 × 40 400 × 0,52 × {1 + (5 – 1)0,8} = 0,437°C

Jadi, kenaikan titik didih larutan sebesar 0,437°C. 24. Jawaban: b

ΔTf = Tf° – Tf

Larutan urea termasuk nonelektrolit ΔTf = Kf · m.

Larutan KOH, BaCl₂, dan NaNO₂ termasuk elektrolit, T_f = k_f · m · i untuk larutan encer, harga M dianggap sama dengan m.

1) KOH 1 M → Tf = Tf° – Kf (1)(2) = Tf° – 2 Kf

2) BaCl₂ 1 M → T_f = T_f° – K_f (1)(3) = T_f° – 3 K_f 3) Urea 2 M → Tf = Tf° – Kf (2) = Tf° – 2 Kf

4) NaNO₂ 2 M → T_f = T_f° – K_f (2)(2) = T_f° – 4 K_f Jadi, larutan yang mempunyai titik beku sama yaitu larutan KOH (1) dan larutan urea (3).

25. Jawaban: b Massa = ρ × volume = 2,53 g/L × 0,2 L = 0,506 gram π = 720 mmHg = 0,947 atm T = 55°C + 273 = 328 K π= M · R · T π= r massa M alkana × 1.000 volume larutan × R × T 0,947 = r 0,506 M alkana × 1.000 200 × 0,082 × 328 M_r alkana = 71,8 = 72 Rumus alkana: C_nH_{2n + 2} C_nH_{2n + 2}= 72 n(A_r C) + {(2n + 2)(A_r H)} = 72 12n + {(2n + 2)(1)} = 72 12n + 2n + 2 = 72 14n = 70 n = 5

Jadi, rumus molekul gas alkana tersebut C₅H₁₂. 26. Jawaban: d

Tekanan osmotik dirumuskan dengan π = M · R · T, di mana M = r gram M · 1.000 mL atau M = mol V , V dalam

liter. Jika R = 0,082 L · atm · mol–1 _K–1 _{dan T =}

tetap maka π = _Volumemol .

1) π = _0,20,1 = 0,5 atm 2) π = 0,1_0,1 = 1 atm 3) π = 0,2_0,3 = 0,67 atm

4) π = 0,2_0,1 = 2 atm 5) π = _0,250,1 = 0,4 atm

Jadi, tekanan osmotik terbesar terdapat pada larutan 4), yaitu sebesar 2 atm.

27. Jawaban: d

Tekanan uap larutan diperoleh dari rumus P = P° – ΔP. Semakin besar jumlah partikel zat terlarut dalam jumlah mol pelarut yang sama, tekanan uap larutannya semakin kecil. Di antara pilihan jawaban tersebut larutan yang memiliki jumlah partikel zat terlarut terbanyak adalah gambar 1) sehingga tekanan uap larutan terkecil terdapat pada larutan nomor 1). Urutan tekanan uap larutan dari yang kecil ke yang besar yaitu 1) < 3) < 2) < 5) < 4). Jadi, tekanan uap larutan terbesar terdapat pada larutan nomor 4).

28. Jawaban: a ΔTb = m · Kb

Jadi, kenaikan titik didih larutan (ΔTb) = Kb apabila

m (molalitas larutan) = 1 molal. 29. Jawaban: a i = 1 + (n – 1) α 3 = 1 + (n – 1) 1 n – 1 = 2 n = 3 ΔT_b = (101,5 – 100)°C = 1,5°C ΔT_b = r m M · 1.000 p · Kb · i 1,5 = r 18,8 M · 1.000 200 · 0,52 · 3 M_r= 97,76 ≈ 98

Jadi, senyawa tersebut mempunyai n = 3 dan M_r = 98. H₂SO₄; n = 3 dan M_r = 98 HNO₃; n = 2 dan M_r = 63 NaOH; n = 2 dan M_r = 40 CaCl₂; n = 3 dan M_r = 111 Ba(OH)₂; n = 3 dan M_r = 171 Jadi, senyawa tersebut H₂SO₄. 30. Jawaban: e

Meskipun kedua larutan mempunyai molalitas yang sama, tetapi penurunan titik beku dan kenaikan titik didih larutan garam lebih besar daripada larutan gula. Hal ini karena larutan garam merupakan larutan elektrolit kuat yang dapat terionisasi menjadi ion Na+ _{dan ion Cl}–_.

NaCl(s) → Na+_{(aq) + Cl}–_(aq)

Dengan demikian, dalam larutan garam terdapat 1 mol ion Na+ _{dan 1 mol ion Cl}– _{atau 2 mol garam.}

Adapun dalam larutan gula (nonelektrolit) tidak dapat terionisasi.

C₁₂H₂₂O₁₁(s) → C12H22O11(aq)

Dengan demikian, dalam larutan gula hanya terdapat 1 mol gula.

B. Uraian 1. ΔT_b= K_b × r m M × 1.000 p = 0,52 × ₁₈₀36 × 1.000₂₅₀ = 0,42°C

T_b larutan glukosa = T_b air + ΔTb

= (100 + 0,42)°C = 100,42°C

Jadi, larutan mendidih pada suhu 100,42°C. 2. Jumlah mol MgCl₂ = 1

1g

95 g mol− = 0,011 mol

Molalitas larutan = 0,011mol_{0,5 kg} = 0,022 mol kg–1

Molaritas larutan juga dapat dianggap = 0,022 mol/liter karena ρair = 1 kg/L.

i = 1 + (n – 1) α = 1 + (3 – 1) 0,9 = 2,8 a. ΔT_b = K_b · m · i = 0,52 · 0,022 · 2,8 = 0,032°C

Titik didih larutan = 100 + 0,032°C = 100,032°C b. ΔT_f = K_f · m · i

= 1,86 · 0,022 · 2,8 = 0,115°C

Titik beku larutan = 0 – 0,115°C = –0,115°C

c. Molaritas larutan juga dapat dianggap = 0,022 mol/liter. π = M · R · T · i = 0,022 · 0,08205 · 298 · 2,8 = 1,51 atm 3. n_p (mol pelarut, H₂O) = 2 1 1,00 10 g 18,0 g mol− × = 5,56 mol n_t (mol terlarut formamid) = 1

r 5,00 g M formamid (g mol )− = r 5,00 M formamid mol ΔP = P° – P = X_t × P° X = P° −_P°P = 31,82 mmHg 31,20 mmHg_{31,82 mmHg}− = 1,9 × 10–2 X_t= t t p n n +n

Untuk larutan encer, harga n_t sangat kecil dibandingkan n_p. Oleh karena itu, harga n_t + n_p dapat dianggap sama dengan n_p saja sehingga X_t = t p n n . 1,9 × 10–2 ₌ r 5,00 M formamidmol 5,56 mol M_r formamid = 2 5,00 (5,56)(1,9 10 )× − = 5,00 0,11 = 45,45

Jadi, berat molekul formamid 45,45 g mol–1_.

4. P° = 18 mmHg n_p = 0,75 mol n_t = 0,25 mol ΔP = X_t · P° = p p t n n +n · P° = _{0,25 0,75}0,25₊ · 18 mmHg = 4,5 mmHg

Jadi, penurunan tekanan uap jenuh larutan pada suhu 20°C tersebut sebesar 4,5 mmHg.

5. pH = 13

pOH = 14 – 13 =1 [OH–_{] = 0,1 M}

Hasil pengujian daya hantar listrik larutan menunjukkan adanya banyak gelembung gas pada kedua elektrode dan nyala lampu yang terang → larutan elektrolit kuat → larutan basa kuat. Rumus basa kuat

[OH–_{] = M · b, b = valensi basa}

0,1 = M · b M = 0,1

b

Larutan elektrolit kuat : α = 1 sehingga i = n, n = jumlah partikel (ion).

untuk larutan basa kuat i = n = 1+b

Rumus kenaikan titik didih larutan elektrolit kuat: ΔT_b = K_b · m · i

T_b T_b° = K_b · m · i

Titik didih pelarut (air) = 100°C, kemolaran larutan encer dianggap sama dengan kemolalannya sehingga: 100,078 100 = 0,52 × 0,1 b × (1 + b) 0,078 b = 0,052 + 0,052 b 0,026 b = 0,052 b = 2 M = 0,1 b = 0,1 2 = 0,05 M Volume larutan = 400 mL = 0,4 L

12 Koligatif Larutan n = M · V

n = 0,05 × 0,4 n = 0,02 mol

Basa dari logam X dengan valensi basa = 2, mempunyai rumus molekul X(OH)₂.

Massa X(OH)₂= 3,42 gram massa X(OH)₂= n × M_r X(OH)₂

3,42 = 0,02 × M_r X(OH)₂ M_r X(OH)₂= 171 A_r X + 2(A_rO + A_r H) =171 A_r X + 2( 16 + 1) = 171 A_r X = 171 – 34 A_r X = 137 (merupakan A_r Ba)

Jadi, rumus molekul basa dari logam X tersebut adalah Ba(OH)₂.

6. massa sukrosa = 6,84 gram M_r sukrosa = 342 R = 0,082 L atm mol–1_K–1 V_larutan = 2 L T_larutan = 25 + 273 = 298 K π = M × R × T = r m M × 1 V × R × T = 6,84 342 × 1 2 × 0,082 × 298 = 0,24 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan sukrosa sebesar 0,24 atm. 7. ΔT_b= m · K_b = r m M · 1.000 p · Kb (100,26 – 100) = r 3 M · 1.000 100 · 0,52 0,26 = r 3 · 5,2 M M_r= 3 · 5,2_0,26 = 60

Jadi, massa molekul relatif zat 60. 8. p = 300 ml × 1 g/ml = 300 gram CH₃COOH → n = 2 M_r CH₃COOH = 12 + (3 × 1) + 12 + (2 × 16) + 1 = 60 ΔT_f= r g M · 1.000 p · Kf {1 + (2 – 1) α} 0 – (–7,03) = 40₆₀ ·1.000₃₀₀ · 1,86 · {1 + (2 – 1) α} 7,03 = 4,133 (1+ α) α= _4,1337,03 – 1 = 0,7 = 70%

Jadi, derajat ionisasi asam asetat sebesar 70%. 9. ΔT_b = (100,416 – 100)°C = 0,416°C

Misal: massa glukosa = x gram massa urea = (27 – x) gram ΔT_b= { r massa glukosa M glukosa × 1.000 p × Kb} + { r massa urea M urea × 1.000 p × Kb} 0,416 = {(₁₈₀x ) + (27 x₆₀− )} × 1.000₂₅₀ × 0,52 0,416 = x 81 3x+₁₈₀− × 2,08 74,88 = –4,16x + 168,48 4,16x = 93,6 x = 22,5 gram

Massa glukosa = x = 22,5 gram

Massa urea = (27 – x) = 27 – 22,5 = 4,5 gram Massa glukosa : urea = 22,5 : 9,5 = 5 : 1

Jadi, perbandingan antara massa glukosa dan urea adalah 5 : 1.

10. Larutan hipotonik merupakan larutan yang memiliki tekanan osmotik lebih rendah.

Larutan H₂SO₄ 0,3 M π= 0,3 · R · T · i

= 0,3 · R · T · {1 + (3 – 1)1} = 0,9 · R · T

Larutan hipotonik berarti larutan yang memiliki tekanan osmotik kurang dari 0,9 RT.

a. Glukosa 0,9 M → nonelektrolit π= 0,9R · T (isotonik) b. KNO₃ 0,6 M → n = 2 π= 0,6 · R · T · {1 + (2 – 1)1} = 1,2R · T (hipertonik) c. urea 0,3 M → nonelektrolit π= 0,3R · T (hipotonik) d. Na₂SO₄ 0,2 M → n = 3 π= 0,2 · R · T · {1 + (3 – 1)1} = 0,6R · T (hipotonik)

Jadi, larutan yang bersifat hipotonik terhadap larutan H₂SO₄ 0,3 M yaitu urea 0,3 M dan Na₂SO₄ 0,2 M.

Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu:

1. menyetarakan persamaan reaksi redoks dengan cara bilangan oksidasi dan setengah reaksi (ion elektron); 2. menyimpulkan ciri reaksi redoks yang berlangsung spontan berdasarkan hasil pengamatan;

3. menjelaskan susunan, fungsi setiap bagian, serta penerapan sel Volta dalam kehidupan sehari-hari; 4. menghitung potensial sel berdasarkan data potensial standar;

5. menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya korosi dan cara pencegahannya; 6. menerapkan konsep hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis;

7. menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian suatu logam. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik mampu:

1. menghargai dan mensyukuri reaksi redoks sebagai karunia Tuhan Yang Maha Esa dengan menerapkannya untuk mempermudah pemenuhan kebutuhan sehari-hari;

2. berperilaku disiplin, tanggung jawab, teliti, jujur, kerja sama, saling menghargai, dan santun.

Persamaan Reaksi Redoks Sel Elektrokimia Korosi

• Mendiskusikan perubahan warna akibat reaksi reduksi oksidasi.

• Mendiskusikan penyetaraan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi dan bilangan oksidasi.

• Mengamati dan mendiskusikan video mengenai penyepuhan logam.

• Merancang percobaan mengenai reaksi spontan.

• Mengamati reaksi redoks spontan berdasarkan percobaan. • Menentukan E°_sel berdasarkan

data.

• Merancang percobaan mengenai elektrolisis.

• Mengamati perubahan-perubahan yang terjadi pada elektrolisis melalui kegiatan praktikum.

• Mendiskusikan faktor-faktor yang memengaruhi korosi berdasarkan gambar.

• Mengidentifikasi faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya korosi melalui kegiatan praktikum. • Menyajikan artikel mengenai korosi dan penyepuhan logam.

• Mensyukuri terjadinya reaksi redoks dan elektrokimia di alam sebagai karunia Tuhan Yang Maha Esa dan memanfaatkannya dengan bijaksana.

• Berperilaku disiplin, tanggung jawab, teliti, jujur, kerja sama, saling menghargai, dan santun saat mengerjakan tugas, berdiskusi, dan melakukan pengamatan.

• Mampu menjelaskan penyetaraan persamaan reaksi redoks dengan cara bilangan oksidasi dan setengah reaksi (ion elektron). • Mampu menjelaskan ciri reaksi redoks yang berlangsung spontan.

• Mampu menjelaskan susunan, fungsi setiap bagian, serta penerapan sel Volta dalam kehidupan sehari-hari. • Mampu menghitung potensial sel berdasarkan data potensial sel standar.

• Mampu menerapkan hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis. • Mampu menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian logam. • Mampu menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi korosi dan cara pencegahannya. • Mampu menyajikan artikel mengenai korosi dan penyepuhan logam.

• Mampu menyajikan hasil rancangan percobaan dan laporan praktikum mengenai reaksi redoks spontan. • Mampu menyajikan hasil rancangan percobaan dan laporan praktikum mengenai elektrolisis.

14 Reaksi Redoks dan Elektrokimia A. Pilihan Ganda

1. Jawaban: b 1) SO₄2–_{→ S}2–

Reaksi di atas merupakan reaksi reduksi karena melepaskan oksigen.

2) 2Cr₂O₇2–_{→ 2CrO} 42– +6 –2 +6 –2

Reaksi tersebut bukan reaksi oksidasi karena biloks Cr tidak mengalami perubahan (tetap). 3) Mg → Mg2+ _{+ 2e}–

Reaksi di atas merupakan reaksi oksidasi karena reaksi tersebut melepaskan elektron. 4) S₂O₃2–_{→ S}

4O62– +2 –2 +2,5–2

Reaksi tersebut merupakan reaksi oksidasi karena terjadi kenaikan bilangan oksidasi pada atom S.

2. Jawaban: b

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

0 –1 +1

reduksi oksidasi

Zat yang mengalami reaksi disproporsionasi (autoredoks) adalah klor (Cl). Bilangan oksidasi klor (Cl) semula 0 berubah menjadi –1 dan +1. 3. Jawaban: e

Unsur klor dalam senyawa tidak dapat mengalami reaksi disproporsionasi apabila memiliki bilangan oksidasi –1 atau +7.

Pada ion ClO–

biloks ClO–_{= (1 × biloks Cl) + (1 × biloks O)}

–1 = (1 × biloks Cl) + (1 × (–2)) –1 = biloks Cl + (–2)

biloks Cl = +1 Pada ion ClO₄–

biloks ClO₄–_{= (1 × biloks Cl) + (4 × biloks O)}

–1 = (1 × biloks Cl) + (4 × (–2)) –1 = biloks Cl + (–8)

biloks Cl = +7

Biloks Cl pada ion Cl– _{adalah –1.}

Unsur Cl yang tidak dapat mengalami reaksi disproporsionasi (autoredoks) adalah pada ion ClO₄–

dan Cl–_. 4. Jawaban: d 1) H₂ + Cl₂→ 2HCl 0 0 +1–1 oksidasi reduksi

Reaksi di atas merupakan reaksi redoks. 2) CuO + C → Cu + CO

+2 –2 0 0 +2–2

reduksi

oksidasi

Reaksi di atas merupakan reaksi redoks. 3) CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

+2–2 +1–1 +2 –1 +1 –2

Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena tidak ada unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

4) SnCl₂ + I₂ + 2HCl → SnCl₄ + 2HI

+2 0 +4 –1

oksidasi reduksi

Reaksi di atas merupakan reaksi redoks. 5) MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

+4 –1 +2 0

reduksi

oksidasi

Reaksi di atas merupakan reaksi redoks. 5. Jawaban: e

1) Senyawa NO

biloks NO = (1 × biloks N) + (1 × biloks O) 0 = (1 × biloks N) + (1 × (–2)) 0 = biloks N + (–2)

biloks N = +2 2) Senyawa KNO₃

biloks KNO₃= (1 × biloks K) + (1 × biloks N) + (3 × biloks O) 0 = (1 × (+1)) + (1 × biloks N) + (3 × (–2)) 0 = 1 + biloks N + (–6) biloks N = +5 3) Senyawa NH₄Cl

biloks NH₄Cl = (1 × biloks N) + (4 × biloks H) + (1 × biloks Cl)

0 = (1 × biloks N) + (4 × (+1)) + (1 × (–1))

0 = biloks N + 4 + (–1) biloks N = –3

4) Senyawa N₂O₃

biloks N₂O₃= (2 × biloks N) + (3 × biloks O) 0 = (2 × biloks N) + (3 × (–2)) 0 = (2 × biloks N) + (–6) 2 × biloks N = +6

biloks N = +₂6 = +3 5) Senyawa N₂H₄

biloks N₂H₄= (2 × biloks N) + (4 × biloks H) 0 = (2 × biloks N) + (4 × (+1)) 0 = (2 × biloks N) + 4 2 × biloks N = –4 biloks N = −₂4 = –2 6. Jawaban: e 1) Ion MnO₄–

biloks MnO₄–_{= (1 × biloks Mn) + (4 × biloks O)}

–1 = (1 × biloks Mn) + 4 × (–2)) –1 = biloks Mn + (–8)

biloks Mn = +7 2) Ion SbO₃3–

biloks SbO₃3–_{= (1 × biloks Sb) + (3 × biloks O)}

–3 = (1 × biloks Sb) + (3 × (–2)) –3 = biloks Sb + (–6)

biloks Sb = +3 3) Ion Fe(CN)₆3–

biloks Fe(CN)₆3–_{= (1 × biloks Fe) + (6 × biloks}

CN)

–3 = (1 × biloks Fe) + (6 × (–1)) –3 = biloks Fe + (–6)

biloks Fe = +3 4) Ion Cr₂O₇2–

biloks Cr₂O₇2–_{= (2 × biloks Cr) + (7 × biloks O)}

–2 = (2 × biloks Cr) + (7 × (–2)) –2 = (2 × biloks Cr) + (–14) 2 × biloks Cr = +12

biloks Cr = +12₂ = +6 5) Ion SbO₄3–

biloks SbO₄3–_{= (1 × biloks Sb) + (4 × biloks O)}

–3 = (1 × biloks Sb) + (4 × (–2)) –3 = biloks Sb + (–8) biloks Sb = +5 7. Jawaban: d 1) NaOH + HCl → NaCl + H₂O +1–2+1 +1–1 +1–1 +1–2

Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena pada reaksi tersebut tidak terdapat unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. 2) AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃

+1 +5–2 +1 –1 +1 –1 +1 +5–2

Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena pada reaksi tersebut tidak terdapat unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

3) Na₂CO₃ + H₂SO₄→ Na₂SO₄ + H₂ + CO₂

+1 +4–2 +1+6–2 +1+6–2 0 +4–2 reduksi

Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena pada reaksi tersebut hanya terdapat penurunan bilangan oksidasi (reaksi reduksi).

4) Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe

+3 –2 0 +3 –2 0

oksidasi reduksi

Reaksi di atas merupakan reaksi redoks. 5) Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂ + 2KNO₃

+2 +5–2 +1–1 +2–1 +1+5–2

Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena pada reaksi tersebut tidak terdapat unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. 8. Jawaban: c

2NaCl(aq) + H₂O(A)→ Cl₂(g) + H₂(g) + NaOH(aq) –1 × (2) +1 × (2) 0 × (2) 0 × (2)

= –2 = +2 = 0 = 0

+2

–2

Sehingga menjadi:

2NaCl(aq) + 2H₂O(A)→ Cl₂(g) + H₂(g) + 2NaOH(aq)

Menyamakan unsur lain.

2NaCl(aq) + 2H₂O(A)→ Cl₂(g) + H₂(g) + 2NaOH(aq)

Jadi, koefisien a = 2, b = 1, dan c = 1. 9. Jawaban: c Cr₂O₇2–_{+ H}+ _{+ 2Cl}–_{→ 2Cr}3+_{+ H} 2O + Cl2 +6 × (2) –1 × (2) +3 × (2) 0 × (2) = +12 = –2 = +6 = 0 –6 (× 1) +2 (× 3) sehingga menjadi: Cr₂O₇2–_{+ H}+ _{+ 6Cl}–_{→ 2Cr}3+_{+ H} 2O + 3Cl2

Menyamakan unsur yang lain. Cr₂O₇2–_{+ 14H}+ _{+ 6Cl}–_{→ 2Cr}3+_{+ 7H}

2O + 3Cl2

Jadi, koefisien a = 1, b = 14, c = 6, dan d = 2, e = 7, dan f = 3.

10. Jawaban: a Cr₂O₇2–_{(aq) + AsO}

33–(aq) → 2Cr3+(aq) + AsO43–(aq)

+6 × (2) +3 +3 × (2) +5 = +12 = +6 –6 (× 1) +2 (× 3) sehingga menjadi Cr₂O₇2–_{(aq) + 3AsO}

16 Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Disetarakan dengan menambah H+ _{dan H} 2O.

Cr₂O₇2–_{(aq) + 3AsO}

33–(aq) + 8H+(aq) → 2Cr3+(aq) +

3AsO₄3–_{(aq) + 4H} 2O(A)

Jadi, perbandingan banyaknya mol antara ion Cr₂O₇2– _{dengan AsO}

43– setelah disetarakan adalah

1 : 3. B. Uraian

1. a. CuO + H₂ → Cu + H₂O

+2 0 0 +2

Bilangan oksidasi Cu berubah dari +2 menjadi 0. Bilangan oksidasi H₂ berubah dari 0 menjadi +2. b. Zat yang bertindak sebagai reduktor adalah zat mengalami oksidasi atau kenaikan bilangan oksidasi. Pada reaksi tersebut zat yang bertindak sebagai reduktor adalah H₂. Zat yang bertindak sebagai oksidator adalah zat yang mengalami reduksi atau penurunan bilangan oksidasi. Pada reaksi tersebut, zat yang berfungsi sebagai oksidator adalah CuO. Hasil reduksi adalah Cu dan hasil oksidasi adalah H₂O.

2. Reaksi:

MnO₄–_{(aq) + H}+_{(aq) + H}

2C2O4(aq)→ Mn2+(aq) +

H₂O(A) + CO₂(g)

Oksidasi: H₂C₂O₄(aq)→ 2CO₂(g) + 2H+_{(aq) + 2e}–

(× 5) Reduksi : MnO₄–_{(aq) + 8H}+_{(aq) + 5e}–_{→ Mn}2+_(aq)

+ 4H₂O(A) (× 2)

sehingga menjadi:

Oksidasi: 5H₂C₂O₄(aq)→ 10CO₂(g) + 10H+_{(aq) +}

10e–

Reduksi : 2MnO₄–_{(aq) + 16H}+_{(aq) + 10e}– _→

2Mn2+_{(aq) + 8H} 2O(A)

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Redoks : 2MnO₄–_{(aq) + 6H}+_{(aq) + 5H}

2C2O4(aq)→

2Mn2+_{(aq) + 8H}

2O(A) + 10CO2(g)

Jadi, nilai a, c, e, dan f secara berturut-turut adalah 2, 5, 8, dan 10.

3. Reaksi: Fe2+_{(aq) + Cr}

2O72–(aq)→ Fe3+(aq) + 2Cr3+(aq)

Oksidasi: Fe2+_{(aq)→ Fe}3+_{(aq) + e}– _{(× 6)}

Reduksi : Cr₂O₇2–_{(aq) + 14H}+_{(aq) + 6e}–_{→ 2Cr}3+_(aq)

+ 7H₂O(A) (× 1)

sehingga menjadi:

Oksidasi: 6Fe2+_{(aq)→ 6Fe}3+_{(aq) + 6e}–

Reduksi : Cr₂O₇2–_{(aq) + 14H}+_{(aq) + 6e}– _→

2Cr3+_{(aq) + 7H} 2O(A)

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Redoks : 6Fe2+_{(aq) + Cr}

2O72–(aq) + 14H+(aq)→

6Fe3+_{(aq) + 2Cr}3+_{(aq) + 7H} 2O(A)

Berdasarkan reaksi di atas dapat diketahui bahwa perbandingan antara koefisien Fe2+ _{dan Cr}

2O72–

adalah 6 : 1 sehingga setiap 1 mol Cr₂O₇2– _dapat

mengoksidasi 6 mol Fe2+_.

4. P(s) + NO₃–_{(aq) → PO}

43–(aq) + NO(g)

(suasana asam)

Oksidasi: P(s) + 4H₂O(A)→ PO₄3–_{(aq) + 8H}+_{(aq) + 5e}–

(× 3) Reduksi : NO₃–_{(aq) + 4H}+_{(aq) + 3e}–_{→ NO(g) + 2H}

2O(A)

(× 5) sehingga menjadi:

Oksidasi: 3P(s) + 12H₂O(A)→ 3PO₄3–_{(aq) + 24H}+_(aq)

+ 15e–

Reduksi : 5NO₃–_{(aq) + 20H}+_{(aq) + 15e}–_{→ 5NO(g) +}

10H₂O(A)

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Redoks : 3P(s) + 2H₂O(A) + 5NO₃–_{(aq)→ 3PO} 43–(aq)

+ 4H+_{(aq) + 5NO(g)}

5. a. Metode setengah reaksi

Oksidasi : Fe2+_{(aq)→ Fe}3+_{(aq) + e}– _{(× 5)}

Reduksi : MnO₄–_{(aq) + 8H}+_{(aq) + 5e}– _→

Mn2+_{(aq) + 4H}

2O(A) (× 1)

Sehingga menjadi:

Oksidasi : 5Fe2+_{(aq)→ 5Fe}3+_{(aq) + 5e}–

Reduksi : MnO₄–_{(aq) + 8H}+_{(aq) + 5e}– _→

Mn2+_{(aq) + 4H} 2O(A)

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : 5Fe2+_{(aq) + MnO}

4–(aq) + 8H+(aq)→

5Fe3+_{(aq) + Mn}2+_{(aq) + 4H} 2O(A)

b. Metode bilangan oksidasi

MnO₄–_{(aq) + Fe}2+_{(aq)→ Mn}2+_{(aq) + Fe}3+_(aq)

+7 +2 +2 +3

–5 (× 1)

+1 (× 5)

Sehingga menjadi:

MnO₄–_{(aq) + 5Fe}2+_{(aq)→ Mn}2+_{(aq) + 5Fe}3+_(aq)

Disetarakan dengan menambah H+ _{dan H} 2O.

MnO₄–_{(aq) + 5Fe}2+_{(aq) + 8H}+_{(aq)→ Mn}2+_(aq)

+ 5Fe3+_{(aq) + 4H} 2O(A)

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b

Pada sel Galvani (sel Volta) terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Sebaliknya, perubahan energi listrik menjadi energi kimia terjadi pada sel elektrolisis.

2. Jawaban: e

1) Mn | Mn2+ _{|| Ag}+ _{| Ag}

Oksidasi : Mn → Mn2+ _{+ 2e}–_{E° = +1,20 volt (× 1)}

Reduksi : Ag+ _{+ e}–_{→ Ag E° = +0,80 volt (× 2)}

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : Mn + 2Ag+_{→ Mn}2+ _{+ 2Ag}

E°_sel = +2,00 volt Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi berlangsung spontan.

2) Zn | Zn2+ _{|| Ag}+ _{| Ag}

Oksidasi : Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{E° = +0,76 volt (× 1)}

Reduksi : Ag+ _{+ e}–_{→ Ag E° = +0,80 volt (× 2)}

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : Zn + 2Ag+_{→ Zn}2+ _{+ 2Ag}

E°_sel = +1,56 volt Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi berlangsung spontan.

3) Mn | Mn2+ _{|| Zn}2+ _{| Zn}

Oksidasi : Mn → Mn2+ _{+ 2e}– _{E° = +1,20 volt}

Reduksi : Zn2+ _{+ 2e}–_{→ Zn E° = –0,76 volt}

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : Mn + Zn2+_{→ Mn}2+ _{+ Zn}

E°_sel = +0,44 volt Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi berlangsung spontan.

4) Zn | Zn2+ _{|| In}3+ _{| In}

Oksidasi : 3Zn → 3Zn2+ _{+ 6e}–_{E° = +0,76 volt}

Reduksi : 2In3+ _{+ 6e}–_{→ 2In E° = –0,34 volt}

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : 3Zn + 2In3+_{→ 3Zn}2+ _{+ 2In}

E°_sel = +0,42 volt Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi berlangsung spontan.

5) In | In3+ _{|| Mn}2+ _{| Mn}

Oksidasi : 2In → 2In3+ _{+ 6e}– _{E° = +0,34 volt}

Reduksi : 3Mn2+ _{+ 6e}–_{→ 3Mn E° = –1,20 volt}

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : 2In + 3Mn2+_{→ 2In}3+ _{+ 3Mn}

E°_sel = –0,86 volt

Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi berlangsung tidak spontan.

3. Jawaban: b

Mencari potensial standar P | P2+ _{|| S}2+ _{| S}

P | P2+ _{|| Q}2+ _{| Q E°}

sel = +2,46 volt (tetap)

R | R2+ _{|| Q}2+ _{| Q E°}

sel = +1,56 volt (dibalik)

R | R2+ _{|| S}2+ _{| S E°}

sel = +1,10 volt (tetap)

sehingga menjadi: P | P2+ _{|| Q}2+ _{| Q E°} sel = +2,46 V Q | Q2+ _{|| R}2+ _{| R E°} sel = –1,56 V R | R2+ _{|| S}2+ _{| S E°} sel = +1,10 V ––––––––––––––––––––––––––––– P | P2+ _{|| S}2+ _{| S E°} sel = +2,00 V 4. Jawaban: b Reaksi:

Katode (reduksi) : Ag+_{+ e}–_{→ Ag E° = +0,80 V}

(× 2) Anode (oksidasi): Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{E° = +0,76 V}

(× 1) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel (redoks) : 2Ag+ _{+ Zn → 2Ag + Zn}2+

E°_sel = +1,56 V Diagram sel: Zn | Zn2+ _{|| Ag}+ _{| Ag}

5. Jawaban: c

Diketahui notasi sel Al | Al3+ _{|| Pb}2+ _{| Pb.}

Berdasarkan notasi sel tersebut dapat kita ketahui bahwa aluminium (Al) mengalami oksidasi, sedangkan timbal (Pb) mengalami reduksi. E°_sel = E°_katode – E°_anode = E°_Pb – E°_Al 1,53 = E°_Al – (–1,66)

E°_Al = 1,53 – 1,66 = –0,13 V 6. Jawaban: c

a. AgNO₃(aq)

Reaksi elektrolisis larutan AgNO₃ AgNO₃(aq)→ Ag+_{(aq) + NO}

3–(aq)

Katode : Ag+_{(aq) + e}–_{→ Ag(s)}

Anode : 2H₂O(A)→ 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e–

Elektrolisis di atas menghasilkan endapan perak (Ag) di katode dan gas oksigen di anode. b. Na₂SO₄(aq)

Reaksi elektrolisis larutan Na₂SO₄ Na₂SO₄(aq)→ 2Na+_{(aq) + SO}

42–(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ H}

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2H₂O(A)→ 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e–

Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen di katode dan gas oksigen di anode.

18 Reaksi Redoks dan Elektrokimia c. NaH(aq)

Reaksi elektrolisis larutan NaH NaH(aq)→ Na+_{(aq) + H}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ H}

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2H+_{(aq)→ H}

2(g) + 2e–

Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen di katode dan anode.

d. MgCl₂(aq)

Reaksi elektrolisis larutan MgCl₂ MgCl₂(aq)→ Mg2+_{(aq) + NO} 3–(aq) Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ H} 2(g) + 2OH–(aq) Anode : 2Cl–_{(aq)→ Cl} 2(g) + 2e–

Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen di katode dan gas klorin di anode.

e. KI(aq)

Reaksi elektrolisis larutan KI KI(aq)→ K+_{(aq) + I}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ H}

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2I–_{(aq)→ I}

2(s) + 2e–

Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen di katode dan endapan I₂ di anode.

7. Jawaban: b

1) Elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode C NaCl(aq)→ Na+_{(aq) + Cl}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ 2OH}–_{(aq) + H} 2(g)

Anode : 2Cl–_{(aq)→ Cl}

2(g) + 2e–

Gas hidrogen terbentuk di katode.

2) Elektrolisis larutan CuSO₄ dengan elektrode Cu CuSO₄(aq)→ Cu2+_{(aq) + SO}

42–(aq)

Katode : Cu2+_{(aq) + 2e}–_{→ Cu(s)}

Anode : Cu(s)→ Cu2+_{(aq) + 2e}–

Gas hidrogen tidak terbentuk.

3) Elektrolisis larutan BaCl₂ dengan elektrode Pt BaCl₂(aq)→ Ba2+_{(aq) + 2Cl}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ 2OH}–_{(aq) + H} 2(g)

Anode : 2Cl–_{(aq)→ Cl}

2(g) + 2e–

Gas hidrogen terbentuk di katode.

4) Elektrolisis larutan AgNO₃ dengan elektrode Ag AgNO₃(aq)→ Ag+_{(aq) + NO}

3–(aq)

Katode : Ag+_{(aq) + e}–_{→ Ag(s)}

Anode : Ag(s)→ Ag+_{(aq) + e}–

Gas hidrogen tidak terbentuk.

Jadi, gas hidrogen dapat terbentuk pada sel elektro-lisis 1) dan 3).

8. Jawaban: a

Al₂O₃(A)→ 2Al3+_{(A) + 3O}2–_(A)

Pada elektrolisis lelehan senyawa ion dengan elektrode inert (C), Al3+ _{direduksi di katode}

sedangkan O2– _{dioksidasi di anode.}

Katode : Al3+_{(A) + 3e}–_{→ Al(s)}

Anode : 2O2–_{(A)→ O}

2(g) + 4e–

X merupakan anode (kutub positif) sehingga reaksi yang terjadi berupa 2O2–_{(A) → O}

2(g) + 4e–

9. Jawaban: e

Elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode Pt. NaCl(aq)→ Na+_{(aq) + Cl}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ H}

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2Cl–_{(aq)→ Cl}

2(g) + 2e–

10. Jawaban: a

a. Larutan K₂SO₄ dengan elektrode Pt K₂SO₄(aq)→ 2K+_{(aq) + SO} 42–(aq) Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ H} 2(g) + 2OH–(aq) Anode : 2H₂O(A)→ 4H+_{(aq) + O} 2(g) + 4e–

Elektrolisis larutan K₂SO₄ dengan elektrode Pt menghasilkan gas hidrogen di katode dan gas oksigen di anode.

b. Larutan AgNO₃ dengan elektrode Pt AgNO₃(aq)→ Ag+_{(aq) + NO}

3–(aq)

Katode : Ag+_{(aq) + e}–_{→ Ag(s)}

Anode : 2H₂O(A)→ 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e–

Elektrolisis larutan AgNO₃ dengan elektrode Pt menghasilkan endapan perak di katode dan gas oksigen di anode.

c. Larutan CuSO₄ dengan elektrode Pt CuSO₄(aq)→ Cu2+_{(aq) + SO}

42–(aq)

Katode : Cu2+_{(aq) + 2e}–_{→ Cu(s)}

Anode : 2H₂O(A)→ 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e–

Elektrolisis larutan CuSO₄ dengan elektrode Pt menghasilkan endapan Cu di katode dan gas oksigen di anode.

d. Larutan KBr dengan elektrode Pt KBr(aq)→ K+_{(aq) + Br}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ H}

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2Br–_{(aq)→ Br}

2(A) + 2e–

Elektrolisis larutan KBr dengan elektrode Pt menghasilkan gas hidrogen di katode dan larutan bromin di anode.

e. Larutan NaI dengan elektrode Pt NaI(aq)→ Na+_{(aq) + I}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ H}

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2I–_{(aq)→ I}

2(s) + 2e–

Elektrolisis larutan NaI dengan elektrode Pt menghasilkan gas hidrogen di katode dan endapan iodin di anode.

11. Jawaban: d

Arus listrik yang dialirkan sama maka: w_Ag : w_Cu : w_Au = e_Ag : e_Cu : e_Au

(n_Ag × A_r Ag) : (n_Cu × A_r Cu) : (n_Au : A_r Au) = A Agr Valensi Ag : r A Cu Valensi Cu : r A Au Valensi Au

(n_Ag × A_r Ag) : (n_Cu × A_r Cu) = A Agr Valensi Ag : r A Cu Valensi Cu Ag r Cu r n A Ag n A Cu × × = r r A Ag Valensi Ag A Cu Valensi Cu Ag Cu n n = Valensi Cu Valensi Ag Ag n 0,10 mol = 2 1 mol Ag = 0,20 mol Au Cu n n = Valensi Cu Valensi Au Au n 0,10 mol = 2 3 n_Au= 0,067 mol

Jadi, mol Ag = 0,20 mol dan mol Au = 0,067 mol. 12. Jawaban: b V_F 2 = 2,24 liter 1 F = 96.500 C n_F 2 = 2 F V 22,4 = 2,24 22,4 = 0,1 mol n_elektron = 2 × n_F 2 = 2 × 0,1 = 0,2 mol muatan listrik = 0,2 × 96.500 = 19.300 C

Jadi, muatan listrik yang diperlukan sebesar 19.300 C. 13. Jawaban: e w_Ni = 1,18 gram A_r Cu = 64 A_r Ni = 59 e_Cu = A Cur Valensi Cu = 64 2 = 32 e_Ni = A Nir Valensi Ni = 59 2 = 29,5 Cu Cu w e = _NiNi W e Cu w 32 = 1,18 29,5 w_Cu = 32 1,18_29,5× = 1,28 gram

Jadi, logam tembaga (Cu) yang mengendap sebanyak 1,28 gram. 14. Jawaban: a m_M = 0,12 gram V NaOH = 50 mL = 0,05 L M_NaOH = 0,2 M

MSO₄(aq)→ M2+_{(aq) + SO} 42–(aq)

M2+ _{bukan logam aktif, sehingga kation direduksi}

di katode. Anode bersifat inert (C), sedangkan anion dari sisa asam oksi sehingga air yang akan teroksidasi di anode.

Katode : M2+_{(aq) + 2e}–_{→ M(s)}

Anode : 2H₂O(A)→ O₂(g) + 4H+_{(aq) + 4e}–

Disamakan jumlah elektron sehingga menjadi Katode : 2M2+_{(aq) + 4e}–_{→ 2M(s)}

Anode : 2H₂O(A)→ O₂(g) + 4H+_{(aq) + 4e}–

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Reaksi sel : 2M2+_{(aq) + 2H}

2O(A)→ 2M(s) + O2(g)

+ 4H+_(aq)

Pada proses penetralan: n_H+= n_OH– n_H+= M_OH– · V_OH– = 0,2 · 0,05 = 0,01 mol n_M = 1₂n_H+ = 1 2 · 0,01 = 0,005 mol n_M= M r m A M A_r M = M M m n = 0,12 0,005 = 24 15. Jawaban: b m_X : m_Y = 1 : 4

Reaksi elektrolisis XSO₄ dan Y₂SO₄ di katode sebagai berikut. XSO₄→ X2+ _{+ SO} 42– Katode : X2+ _{+ 2e}–_{→ X} Y₂SO₄→ 2Y+ _{+ SO} 42– Katode : Y+ _{+ e → Y} Misal: M_r X = x m_X = 1 gram M_r Y = y m_Y = 4 gram n_X = X r m A X = 1 x = 1 x mol n_e– = 2₁ × n_X = 2₁ × _x1 = 2_x mol n_Y= 1₁ × n_e– Y r m A Y = 1 1 × 2 x 4 y = 2 x x y = 2 4 = 1 2

Jadi, perbandingan massa atom relatif antara X dan Y adalah 1 : 2.

B. Uraian

1. Reaksi yang dapat berlangsung spontan adalah reaksi yang memiliki harga E°_sel positif (+). Reaksi yang memiliki harga E°_sel negatif (–) berlangsung tidak spontan.

a. 2Fe3+_{(aq) + Cu(s)→ 2Fe}2+_{(aq) + Cu}2+_(aq) Oksidasi : Cu(s)→ Cu2+_{(aq) + 2e}– _{E° = –0,34 V (× 1)}

Reduksi : Fe3+_{(aq) + e}–_{→ Fe}2+_{(aq) E° = +0,77 V (× 2)}

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Redoks : 2Fe3+_{(aq) + Cu(s)→ 2Fe}2+_{(aq) + Cu}2+_(aq)

E°_sel = +0,43 V

Reaksi di atas dapat berlangsung spontan karena E°_sel bernilai positif (+).