PO 4 KIMIA - ALC Indonesia (WWW - Defantri.com) [PDF]

Citation preview

PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4



REDOKS DAN ELEKTROKIMIA



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4 Materi Oksidasi, reduksi, oksidator, reduktor Oksidasi



: mengalami peningkatan biloks



Reduksi



: mengalami penurunan biloks



Oksidator



: agen pengoksidasi, mengalami reduksi



Reduktor



: agen pereduksi, mengalami oksidasi



Potensial Reduksi Potensial Reduksi (Eo) merupakan besaran yang menunjukkan seberapa mudah suatu spesi mengalami reduksi membentuk spesi lain, semakin positif artinya spesi tersebut semakin mudah mengalami reduksi Beberapa persamaan terkait potensial reduksi Persamaan Nernst : E



= Eo -



𝑅𝑇 𝑙𝑛𝑄 𝑛𝐹



ΔGo = -nFEo



Diagram Frost dan Latimer Diagram Frost dan Latimer digunakan untuk menunjukkan E o reduksi vs tingkat oksidasi Pada diagram Frost, spesi yang berada di lembah (misal N2 di contoh bawah) merupakan spesi yang stabil sedangkan spesi yang berada di puncak (misal NH 2OH di pH=14) merupakan spesi yang akan terdisproporsionasi



Gambar 1: contoh diagram frost, Wikipedia.org



Diagram Latimer menunjukkan Eo untuk konversi satu spesi ke spesi yang lain, nilai di atas panah menunjukkan nilai Eo untuk proses bersangkutan.



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4



Gambar 2, contoh diagram latimer, www.chegg.com



Sel elektrokimia sel volta/galvani



: reaksi yang terjadi spontan, menghasilkan energi



sel elektrolisis



: menjalanjan reaksi tidak spontan dengan bantuan energi eksternal, membutuhkan energi



notasi sel



: anoda||katoda



|| artinya jembatan garam | artinya terdapat perbedaan fasa Contoh : Zn|Zn2+||Cu2+|Cu



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4



TIPS MENGERJAKAN SOAL



#4 menentukan Eo dari Eo lain yang tersedia Eo bukan merupakan fungsi keadaan sehingga tidak dapat secara langsung ditambah atau kurangkan. Namun, Eo memiliki hubungan yang dekat dengan suatu fungsi keadaan yakni ΔGo, untuk menentukan Eo dari Eo lain yang tersedia dapat dilakukan pengubahan terlebih dahulu data menjadi ΔGo kemudian baru dikembalikan ke bentuk Eo Contoh : Mn3+ + e-  Mn2+



Eo = 1,51 V



Mn2+ +2e-  Mn



Eo = -1,18 V



Mn3+ + 3e-  Mn



Eo = ?



Jawab : Lakukan konversi data ke ΔGo Mn3+ + e-  Mn2+



ΔGo = -nFEo = 1x96500C/molx1,51 V = 145715 J



Mn2+ +2e-  Mn



ΔGo = -nFEo = 2x96500C/molx -1,18 V = -22740 J +



Mn3+ + 3e-  Mn



ΔGo = 122975 J, Eo = ΔGo/nF = 3𝑥96500𝐶/𝑚𝑜𝑙=0,43 V



122975𝐽



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4 SOAL



Diagram berikut digunakan untuk menjawab pertanyaan 1-5



Gambar 3. Diagram Frost Mangan, https://commons.wikimedia.org/



1. a. b. c. d. e.



Berdasarkan diagram di atas, spesi manakah yang paling stabil di pH = 0? Mn Mn2+ Mn3+ H3MnO4 HMnO4-



2. a. b. c. d. e.



Spesi mana yang merupakan oksidator yang baik di pH = 0? Mn Mn2+ Mn3+ H3MnO4 HMnO4-



3. a. b. c. d. e.



Spesi mana yang merupakan reduktor yang baik di pH = 0? Mn Mn2+ Mn3+ H3MnO4 HMnO4-



4. Berdasarkan diagram, perkirakan apakah Mn akan lebih mudah teroksidasi di pH = 0 atau pH = 14! a. Lebih mudah di pH = 0 b. Lebih mudah di pH = 14



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4 c. Sama saja d. Tidak dapat ditentukan e. Mn tidak dapat teroksidasi di kedua kondisi tersebut 5. a. b. c. d. e.



Dalam pH = 0 spesi mana yang akan mengalami disproporsionasi? Mn Mn2+ H3MnO4 HMnO4MnO4-



Reaksi berikut digunakan untuk menjawab pertanyaan 6-7 Diketahui reaksi: K2Cr2O7 (aq)+ 6 Fe2+(aq) + 14H+(aq) 2 Cr3+(aq) + 6 Fe3+(aq) + 7H2O(l) + 2K+(aq) 6. a. b. c. d. e.



Yang bertindak sebagai reduktor adalah … K2Cr2O7 Fe2+ Cr3+ Fe3+ H2O



7. a. b. c. d. e.



Spesi yang mengalami reduksi adalah … K2Cr2O7 Fe2+ Cr3+ Fe3+ H2O



8. Berdasarkan deret volta, diantara logam berikut mana yang tidak akan larut dengan penambahan larutan HCl? a. Fe b. Al c. Mg d. Sn e. Cu 9. Pada kenyataannya, logam aluminium tidak mudah dilarutkan dalam larutan HCl. Apakah penyebabnya? a. Potensial reduksi H+/H2 > potensial reduksi Al3+/Al b. Potensial reduksi H+/H2 < potensial reduksi Al3+/Al c. Adanya potensial lebih H2 menyebabkan reduksi H+ lebih sukar terjadi



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4 d. Aluminium membentuk oksida inert Al2O3 di permukaannya sehingga tidak bereaksi dengan HCl e. HCl yang digunakan kurang pekat Diagram berikut digunakan untuk menjawab pertanyaan no 10-11



aA Gambar 4: Diagram Latimer spesi mangan, https://chemistry.stackexchange.com



10. Tentukan Eo untuk MnO4-  MnO2 ! a. 5,108 V b. 1,70 V c. -1,96 V d. 0,838 V e. 4,544 V 11. Dari diagram ini, spesi paling stabil dari Mn pada pH tersebut adalah a. MnO4b. MnO42c. MnO3d. Mn3+ e. Mn2+ Data berikut digunakan untuk menjawab pertanyaan no 12-13 EoCe4+/Ce3+ = 1,61 V EoSn4+/Sn2+ = 0,15 V EoFe3+/Fe2+ = 0,77 V 12. Reaksi mana yang mungkin terjadi dalam kondisi standar? a. Ce3+(aq) + Fe3+(aq)  Ce4+(aq) + Fe2+(aq) b. Ce3+(aq) + Sn4+(aq)  Ce4+(aq) + Sn2+(aq) c. Sn4+(aq) + Fe2+(aq)  Sn2+(aq) + Fe3+(aq) d. Ce4+(aq) + Fe2+(aq)  Ce3+(aq) + Fe3+(aq) e. Semua mungkin 13. Campuran ion-ion berikut mana yang tidak stabil dalam kondisi standar? a. Ce4+ dan Ce3+ b. Ce4+ dan Sn2+ c. Ce4+ dan Sn4+



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4 d. Sn2+ dan Fe2+ e. Ce4+ dan Fe3+ 14. Jika EoFe3+/Fe2+ = 0,77 V dan EoFe2+/Fe = -0,44 V Tentukan EoFe3+/Fe ! a. 0,33 V b. -0,33 V c. 0,036 V d. -0,036 V e. 0,36 V 15. Menggunakan data berikut Cl2(g) + 2e-  2Cl-(aq)



Eo = 1,36 V



Fe3+(aq) +e-  Fe2+(aq)



Eo = 0,77 V



Tentukan Eo untuk reaksi Cl2 (g) + 2 Fe2+(aq)  2Cl-(aq) + 2Fe3+(aq) Dan tentukan apakah reaksi spontan di keadaan standar! a. b. c. d. e.



0,09 V, spontan -0,09 V, tidak spontan 0,09 V, tidak spontan -0,09 V, spontan 0,59 V, spontan



16. Tentukan ECr3+/Cr2+ dari setengah sel yang mengandung [Cr3+]=0,1 M dan [Cr2+]=0,01 M jika diketahui EoCr3+/Cr2+ = -0,41 V di suhu 25oC! a. -0,41 V b. -0,35 V c. -0,28V d. -0,21 V e. -0,14 V 17. Diketahui data berikut AgCl(s) + e-  Ag(s) + Cl-(aq)



Eo = 0,222 V



Tentukan [Cl-] maksimal agar Eo>0,4 V ! a. b. c. d.



1,125 x 10-3 M 9,75 x 10-4 M 7,75 x 10-4 M 5,25 x 10-4 M



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4 e. 2,75 x 10-4 M Data berikut digunakan untuk menjawab pertanyaan 18-19 Suatu sel elektrokimia diketahui terdiri dari dua setengah sel masing-masing: (1) Zn2+(0,01 M)/Zn (2) Zn2+(0,1 M)/Zn EoZn2+/Zn = -0,76 V 18. Setengah sel mana yang akan bertindak sebagai katoda? a. Zn2+(0,1 M)/Zn, karena E Zn2+(0,1 M)/Zn > EZn2+(0,01 M)/Zn b. Zn2+(0,1 M)/Zn, karena E Zn2+(0,1 M)/Zn < EZn2+(0,01 M)/Zn c. Zn2+(0,01 M)/Zn, karena E Zn2+(0,1 M)/Zn > EZn2+(0,01 M)/Zn d. Zn2+(0,01 M)/Zn, karena E Zn2+(0,1 M)/Zn < EZn2+(0,01 M)/Zn e. Tidak terjadi reaksi redoks di sel ini 19. Berapa nilai potensial sel dari sel tersebut? a. 0,0296 V b. -0,0296 V c. 0 d. 0,0592 V e. -0,0592 V 20. Tentukan massa logam tembaga yang didapat dari elektrolisis larutan CuSO 4 0,1 M selama 1 jam dengan arus konstan 2A ! (Ar Cu=63,5) a. 4,72 g b. 2,37 g c. 1,18 g d. 0,59 g e. 0,29 g 21. Elektrolisis larutan MCl 0,1 M selama 24 jam dengan arus konstan 1 A menghasilkan padatan sebanyak 96,70 g. Tentukan Ar unsur M! a. 216 gmol-1 b. 108 gmol-1 c. 54 gmol-1 d. 27 gmol-1 e. 14 gmol-1 22. Tinjau diagram sel berikut



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4



Gambar 5: diagam sel Cu-Zn, https://www.ibchem.com



Jika diketahui EoZn2+/Zn = -0,76 V dan EoCu2+/Cu = 0,34 V, notasi sel yang tepat adalah a. b. c. d. e.



Zn|Zn2+||Cu2+|Cu Cu|Cu2+||Zn2+|Zn Zn2+|Zn||Cu|Cu2+ Cu2+|Cu||Zn|Zn2+ Zn|Cu||Cu2+|Zn2+



23. Tinjau diagram sel berikut



Pt



Zn2+ 1M



Fe2+ 1M, Fe3+ 1M



Diketahui EoZn2+/Zn = -0,76 V dan EoFe3+/Fe2+ = 0,77 V, notasi sel yang tepat adalah a. b. c. d. e.



Zn|Zn2+||Fe3+,Fe2+|Pt Zn|Zn2+||Fe3+|Fe2+ Zn2+|Zn||Fe2+|Fe3+ Pt| Fe2+,Fe3+|| Zn2+|Zn Fe2+|Fe3+|| Zn2+|Zn



24. Suatu larutan KMnO4 X M ingin ditentukan konsentrasinya melalui titrasi. Sebanyak 0,315 g H2C2O4.2H2O (Mr=126 gmol-1) dilarutkan dalam 100 mL air dan dititrasi dalam kondisi panas dan suasana asam. Untuk mencapai titik akhir titrasi dibutuhkan 24,6 mL titran, jika diketahui MnO4- akan terkonversi menjadi Mn2+ dan H2C2O4 akan terkonversi menjadi CO2 maka tentukan konsentrasi KMnO4 tersebut ! a. 0,1 M b. 0,8 M



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4 c. 0,6 M d. 0,4 M e. 0,2 M 25. Diketahui data berikut F2 + 2I-  2F- + I2



Eo = 2,33 V



I2 + 2Cl-  2I- + Cl2



Eo = -0,82 V



Dari data dapat diperkirakan urutan Eorednya a. b. c. d. e.



EoF2/2F- < EoCl2/2Cl- < EoI2/2IEoF2/2F- > EoCl2/2Cl- > EoI2/2IEoCl2/2Cl-> EoF2/2F- > EoI2/2IEoF2/2F- > EoI2/2I-> EoCl2/2ClEoI2/2I-> EoCl2/2Cl- > EoF2/2F-



26. Elektrolisis larutan KCl 0,1 M menggunakan elektroda inert akan menghasilkan … di katoda dan … di anoda a. O2 dan Cl2 b. H2 dan Cl2 c. Cl2 dan O2 d. K dan Cl2 e. O2 dan H2 27. Berikut merupakan beberapa data potensial reduksi logam EoFe2+/Fe = -0,44 V EoMg2+/Mg = -2,37 V EoNi2+/Ni = -0,25 V EoZn2+/Zn = -0,76 V EoCu2+/Cu = 0,34 V Dari data Eo tersebut, logam yang cocok untuk melakukan perlindungan katodik terhadap besi adalah a. b. c. d. e.



Hanya Mg Hanya Zn Mg dan Zn Hanya Cu Ni dan Cu



28. Diketahui



PELATIHAN ONLINE 2019 KIMIA – PAKET 4



a. b. c. d. e.



AgCl(s) + e-  Ag(s) + Cl-(aq) Ag+(aq) + e-  Ag(s) Tentukan Ksp AgCl ! 2,10 x 10-10 1,67 x 10-10 1,32 x 10-10 8,42 x 10-11 4,21 x 10-11



Eo = 0,222 V Eo = 0,8 V



29. Tentukan Eo AgCl/Ag+ dalam larutan AgCl jenuh! (nilai Ksp dapat merujuk pada jawaban no.28) a. 0,8 V b. 0,111 V c. 0,222 V d. 0,444 V e. 0,512 V 30. Logam emas disepuh ke elektroda plat dengan cara elektrolisis larutan AuCl 3. Jika Ar Au = 197 gmol-1 dan plat sangat tipis dengan total luas permukaan A = 4 cm 2 (bolakbalik) dan ρAu = 19,32 g/cm3. Tentukan ketebalan lapisan emas di plat setelah elektrolisis 2 jam dengan arus konstan 1,5 A! a. 0,15 mm b. 0,35 mm c. 0,55 mm d. 0,75 mm e. 0,95 mm