Elektrolisis NaCl: Soal Dan Pembahasan Lengkap

by ADMIN 47 views
Iklan Headers

Hay guys! Kali ini kita akan membahas soal kimia tentang elektrolisis larutan NaCl. Soal ini sering banget muncul di ujian, jadi penting banget buat kita pahami konsepnya. Kita akan bedah soal ini step-by-step, biar kalian semua nggak bingung lagi. Yuk, langsung aja kita mulai!

Soal Elektrolisis NaCl

Pada elektrolisis larutan NaCl dengan menggunakan elektroda karbon, ternyata di sekitar katode larutannya bersifat basa. Larutan hasil elektrolisis tersebut dititrasi dengan H2SO4 0,2 M sebanyak 50 mL. Berapakah volume gas yang dihasilkan?

Soal ini kayaknya agak panjang ya? Tapi tenang, kita pecah jadi bagian-bagian kecil biar lebih mudah.

Memahami Konsep Dasar Elektrolisis NaCl

Sebelum kita masuk ke penyelesaian soal, penting banget buat kita ngerti dulu konsep dasar elektrolisis NaCl. Elektrolisis itu apa sih? Elektrolisis adalah proses penguraian suatu senyawa dengan menggunakan arus listrik. Nah, dalam kasus ini, senyawa yang mau kita urai adalah NaCl atau natrium klorida, yang biasa kita kenal sebagai garam dapur.

Apa yang Terjadi Saat Elektrolisis NaCl?

Elektrolisis NaCl melibatkan beberapa reaksi kimia yang terjadi di elektroda, yaitu katode (elektroda negatif) dan anode (elektroda positif). Untuk memahami apa yang terjadi, kita perlu tahu dulu ion apa saja yang ada dalam larutan NaCl.

Larutan NaCl terdiri dari ion natrium (Na+) dan ion klorida (Cl-). Selain itu, karena NaCl dilarutkan dalam air (H2O), maka ada juga ion hidrogen (H+) dan ion hidroksida (OH-) dari air. Jadi, ada empat ion yang berkompetisi untuk bereaksi di elektroda.

Reaksi di Katode (Elektroda Negatif)

Di katode, ion-ion positif akan tertarik dan mengalami reduksi (penangkapan elektron). Ion Na+ dan H+ akan bersaing untuk direduksi. Tapi, perlu diingat, H+ lebih mudah direduksi dibandingkan Na+. Jadi, reaksi yang terjadi di katode adalah:

2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq)

Dari reaksi ini, kita bisa lihat bahwa gas hidrogen (H2) dihasilkan di katode. Selain itu, ion hidroksida (OH-) juga terbentuk, yang menyebabkan larutan di sekitar katode bersifat basa. Ini sesuai dengan informasi yang diberikan di soal.

Reaksi di Anode (Elektroda Positif)

Di anode, ion-ion negatif akan tertarik dan mengalami oksidasi (pelepasan elektron). Ion Cl- dan OH- akan bersaing untuk dioksidasi. Dalam larutan NaCl yang konsentrasinya tinggi, ion Cl- lebih mudah dioksidasi dibandingkan OH-. Jadi, reaksi yang terjadi di anode adalah:

2Cl-(aq) → Cl2(g) + 2e-

Dari reaksi ini, kita bisa lihat bahwa gas klorin (Cl2) dihasilkan di anode.

Reaksi Sel Elektrolisis Total

Kalau kita gabungkan reaksi di katode dan anode, kita akan dapat reaksi sel elektrolisis total:

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

Dari reaksi ini, kita bisa lihat bahwa elektrolisis larutan NaCl menghasilkan gas hidrogen (H2), gas klorin (Cl2), dan natrium hidroksida (NaOH).

Mengapa Larutan di Sekitar Katode Bersifat Basa?

Seperti yang sudah kita bahas sebelumnya, reaksi di katode menghasilkan ion hidroksida (OH-). Ion hidroksida inilah yang menyebabkan larutan di sekitar katode bersifat basa. Jadi, informasi di soal yang menyebutkan bahwa larutan di sekitar katode bersifat basa adalah bener banget.

Langkah-Langkah Penyelesaian Soal

Oke, sekarang kita sudah paham konsep dasar elektrolisis NaCl. Saatnya kita pecahin soalnya! Ada beberapa langkah yang perlu kita lakukan:

  1. Menuliskan Reaksi Titrasi
  2. Menghitung Mol H2SO4
  3. Menghitung Mol NaOH
  4. Menghitung Mol H2 yang Dihasilkan
  5. Menghitung Volume H2 yang Dihasilkan

1. Menuliskan Reaksi Titrasi

Langkah pertama adalah menuliskan reaksi titrasi antara NaOH (yang terbentuk di katode) dengan H2SO4. Reaksi ini adalah reaksi asam basa, dan reaksinya adalah sebagai berikut:

2NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2H2O(l)

2. Menghitung Mol H2SO4

Dari soal, kita tahu bahwa larutan H2SO4 yang digunakan memiliki konsentrasi 0,2 M dan volumenya 50 mL. Kita bisa menghitung mol H2SO4 menggunakan rumus:

Mol = Molaritas × Volume (dalam liter)

Jadi,

Mol H2SO4 = 0,2 M × (50 mL / 1000 mL/L) = 0,01 mol

3. Menghitung Mol NaOH

Dari reaksi titrasi, kita tahu bahwa 2 mol NaOH bereaksi dengan 1 mol H2SO4. Jadi, kita bisa menggunakan perbandingan stoikiometri untuk menghitung mol NaOH:

Mol NaOH = 2 × Mol H2SO4 = 2 × 0,01 mol = 0,02 mol

4. Menghitung Mol H2 yang Dihasilkan

Sekarang, kita perlu menghubungkan mol NaOH dengan mol H2 yang dihasilkan dari elektrolisis. Dari reaksi elektrolisis total:

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

Kita bisa lihat bahwa 2 mol NaOH dihasilkan untuk setiap 1 mol H2. Jadi,

Mol H2 = (1/2) × Mol NaOH = (1/2) × 0,02 mol = 0,01 mol

5. Menghitung Volume H2 yang Dihasilkan

Terakhir, kita akan menghitung volume gas H2 yang dihasilkan. Dalam kondisi standar (STP), 1 mol gas memiliki volume 22,4 liter. Jadi,

Volume H2 = Mol H2 × 22,4 L/mol = 0,01 mol × 22,4 L/mol = 0,224 L

Kita bisa ubah ke mililiter:

Volume H2 = 0,224 L × 1000 mL/L = 224 mL

Jawaban dan Pembahasan Lengkap

Jadi, volume gas hidrogen (H2) yang dihasilkan pada elektrolisis larutan NaCl adalah 224 mL. Gimana guys, nggak terlalu sulit kan?

Kesimpulan:

  • Elektrolisis NaCl menghasilkan gas hidrogen (H2) di katode dan gas klorin (Cl2) di anode.
  • Larutan di sekitar katode bersifat basa karena terbentuk ion hidroksida (OH-).
  • Volume gas H2 yang dihasilkan bisa dihitung dengan menghubungkan reaksi elektrolisis dengan reaksi titrasi.

Semoga pembahasan ini ngebantu kalian buat lebih paham tentang elektrolisis NaCl ya! Kalau ada pertanyaan, jangan ragu buat tanya di kolom komentar. Semangat belajar terus guys!