Pembahasan Soal Sel Volta Bagian 2

Soal No.1

Diketahui potensial elektrode perak dan tembaga sebagai berikut

Ag⁺ + e → Ag E^o = +0.80 V

Cu²⁺ + 2e → Cu E^o = +0.34 V

a. Tulislah diagram sel volta yang dapat disusun dari kedua elektrode tersebut

b. Tentukan potensial standar sel itu

c. Tuliskan pula reaksi selnya

PEMBAHASAN :

Katoda = Ag (E⁰ lebih besar)

Anoda = Cu (E⁰ lebih kecil)

a. Diagram selnya: Cu|Cu²⁺ || Ag⁺|Ag

b. Eosel = E⁰ katoda – E⁰ anoda

    Eosel = +0,8 v – 0,34 v

              = 0,46 v

c. Reaksi selnya:

Katoda (Reduksi) : 2Ag+ + 2e → 2Ag

Anoda (Oksidasi) : Cu → Cu²⁺ + 2e

Reaksi Sel (Redoks) : Cu + 2Ag⁺ → Cu²⁺ + 2Ag   E^osel = 0,46 v

Soal No.2

Diketahui potensial elektrode zink, tembaga dan alumunium sebagai berikut

Zn²⁺ + 2e → Zn    E⁰ = -0,76 V

Cu²⁺ + 2e → Cu    E⁰ = +0.34 V

Al³⁺ + 3e → Al     E⁰ = -1,66 V

a. Tulislah diagram sel volta yang dapat disusun dari ketiga elektrode tersebut

b. Tentukan potensial standar masing-masing sel itu

c. Tuliskan pula reaksi selnya

PEMBAHASAN :

a. diagram sel volta hanya bisa dibuat dari dua elektrode, sehingga ada 3 diagram sel volta :

sel ke-1 : Zn|Zn²⁺ || Cu²⁺|Cu

sel ke-2 : Al|Al³⁺ || Zn²⁺|Zn

sel ke-3 : Al|Al³⁺ || Cu²⁺|Cu

b. Sel ke-1 : E⁰ sel = E⁰ katoda – E⁰ anoda = E⁰ Cu – E⁰ Zn = +0,34 v – (-0,76 v) = 1,1 v

Sel ke-2 : E⁰ sel = E⁰ katoda – E⁰ anoda = E⁰ Zn – E⁰ Al = -0,76 v – (-1,66 v) = 0,9 v

Sel ke-2 : E⁰ sel = E⁰ katoda – E⁰ anoda = E⁰ Cu – E⁰ Al = +0,34 v – (-1,66 v) = 2 v

c. Sel ke-1 : Katoda (Reduksi) :  Cu²⁺ + 2e → Cu

Anoda (Oksidasi) :             Zn → Zn²⁺ + 2e    +

Reaksi Sel (Redoks) : Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu    E⁰sel = 1,1 v

Sel ke-2 : Katoda (Reduksi) :    3Zn²⁺ + 6e → 3Zn

Anoda (Oksidasi) :               2Al → 2Al³⁺ + 6e       +

Reaksi Sel (Redoks) : 2Al + 3Zn²⁺ → 2Al³⁺ + 3Zn   E⁰sel = 0,9 v

 

Sel ke-3 : Katoda (Reduksi) : 3Cu²⁺ + 6e → 3Cu

Anoda (Oksidasi) :             2Al → 2Al³⁺ + 6e +

Reaksi Sel (Redoks) : 2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu   E⁰sel = 2 v

 

Soal No.3

Reaksi redoks berikut berlangsung spontan.

Fe + Cu²⁺   →  Fe²⁺ + Cu

Gambarlah rangkaian sel volta yang berdasarkan reaksi tersebut.Tulislah juga diagram (notasi) sel volta itu.

PEMBAHASAN :

Rangkaian sel volta

     

Notasi selnya:

Fe | Fe²⁺ || Cu²⁺ | Cu

 

Soal No.4

Reaksi redoks berikut berlangsung spontan.

2Al + 6H⁺  →  2Al³⁺ + 3H₂

Gambarlah rangkaian sel volta yang berdasarkan reaksi tersebut.Tulislah juga diagram (notasi) sel volta itu.

PEMBAHASAN :

Rangkaian sel volta

Notasi selnya:

Al | Al³⁺ || H⁺ | H₂ | Pt

 

Soal No.5

Tulislah reaksi elektrode dan reaksi sel pada masing-masing sel volta berikut

a. Ni | Ni²⁺ || Ag⁺ | Ag

b. Pt | H₂ | H⁺ || Ce⁴⁺ , Ce³⁺ | Pt

PEMBAHASAN :

a. Reaksi elektrode

Anoda        :              Ni → Ni²⁺ + 2e

Katoda       :      Ag⁺ + e → Ag                 (x2) +

Reaksi Sel   :  Ni + 2Ag⁺ → Ni²⁺ + Ag

b. Reaksi elektrode

Anoda        :               H₂ → 2H⁺ + 2e

Katoda       :      Ce⁴⁺ + e → Ce³⁺              (x2) +

Reaksi Sel   :  H₂ + 2Ce⁴⁺ → 2H⁺ + 2Ce³⁺

 

Soal No.6

Apakah yang dimaksud dengan potensial elektrode standar?

Apa artinya jika suatu elektrode mempunyai potensial standar bertanda negatif

PEMBAHASAN :

Potensial elektrode standar merupakan potensial sel yang dihasilkan oleh suatu elektrode dengan elektrode hidrogen yang dilakukan pada kondisi standar, yaitu pada suhu 25 oC dengan konsentrasi ion-ion 1 M dan tekanan gas 1 atm. Jika suatu elektrode mempunyai potensial standar bertanda negatif artinya elektrode tersebut lebih sukar mengalami reduksi dibandingkan elektrode hidrogen

 

Soal No.7

Diketahui potensial elektrode Zn dan Ag sebagai berikut

Zn²⁺ + 2e → Zn E⁰ = -0,76 V

Ag⁺ + e → Ag E⁰= +0.80 V

a. Logam manakah yang lebih mudah mengalami oksidasi, Zn atau Ag? Jelaskan.

b. Ion manakah yang lebih mudah mengalami reduksi, Zn²⁺ atau Ag⁺? Jelaskan

PEMBAHASAN :

a. logam yang mudah mengalami oksidasi yaitu logam Zn dengan nilai E⁰ lebih besar saat mengalami oksidasi (Nilai E⁰ dibalik)

b. ion yang mudah menglami reduksi yaitu Ag⁺ Karena memiliki nilai E⁰ lebih besar saat mengalami reduksi

 

Soal No.8

Tulislah diagram (notasi) sel volta yang menggunakan pasangan elektrode berikut. Tentukanlah juga selisih potensial (Eo) masing-masing sel.

a. Zn²⁺ + 2e → Zn   E⁰ = -0,76 V

    Ni²⁺ + 2e → Ni    E⁰ = -0,28 V

b. Cu²⁺ + 2e → Cu  E⁰ = +0,34 V

    Al³⁺ + 3e → Al   E⁰ = -1,66 V

c. Cu²⁺ + 2e → Cu  E⁰ = +0,34 V

    Ag⁺ + e → Ag     E⁰ = +0,80 V

 

PEMBAHASAN :

a. notasi sel : Zn | Zn2+ || Ni2+ | Ni

E⁰ sel = E⁰ Ni – E⁰ Zn

E⁰ sel = (-0,28 v) – (-0,76 v) = +0,48 v

b. notasi sel : Al | Al3+ || Cu2+ | Cu

E⁰ sel = E⁰ Cu – E⁰ Al

E⁰ sel = +0,34 v – (-1,66 v) = +2,00 v

c. notasi sel : Cu | Cu2+ || Ag+ | Ag

E⁰ sel = E⁰ Ag – E⁰ Cu

E⁰ sel = +0,80 v – (+0,34 v) = +0,46 v

 

Soal No.9

Diketahui nilai potensial elektrode standar sebagai berikut

Ag⁺ + e → Ag E⁰ = +0.80 V

Sn²⁺ + 2e → Sn E⁰ = -0,14 V

Cu²⁺ + 2e → Cu E⁰ = +0.34 V

Cr³⁺ + 3e → Cr E⁰ = -0,74 V

Fe²⁺ + 2e → Fe E⁰ = -0,44 V

a. Pilihlah 2 pasangan setengah sel yang mempunyai nilai Eo paling tinggi

b. Buatlah diagram sel dari reaksi tersebut

 

PEMBAHASAN :

a. Untuk mencari pasangan dengan nilai Eosel paling tinggi cari Eo yang paling besar sebagai katoda dan E⁰ paling kecil sebagai katoda

E⁰ sel = E⁰ Ag – E^o Cr

E⁰ sel = (+0,80 v) – (-0,74 v) = +1,54 v

b. Diagram selnya : Cr | Cr³⁺ || Ag⁺ | Ag

 

Soal No.10

Diketahui selisih potensial beberapa reaksi redoks sebagai berikut:

2Al + 3Zn²⁺ → 2Al³⁺ + 3Zn   E⁰ = +0,9 V

Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu          E⁰ = +1,1 V

Fe + Zn²⁺ → Fe²⁺ + Zn           E⁰ = -0,22 V

a. Urutkanlah logam-logam Al, Zn, Cu, dan Fe berdasarkan bertambahnya daya pereduksi, dari pereduksi paling lemah hingga yang paling kuat.

b. Tentukanlah potensial reaksi redoks berikut.

2Al + 3Fe²⁺ → 2Al²⁺ + 3Fe

c. Dengan menggunakan elektrode Al, Zn, Cu, atau Fe, tulislah notasi sel volta yang mempunyai potensial terbesar

 

PEMBAHASAN :

Jika Dianggap tidak diketahui Eomasing-masing elektrode

a. sel I : Eosel = E⁰ Zn – E^o Al  = +0,9 v

            Artinya E⁰ Zn lebih besar 0,9 dari E⁰ Al

        sel II : E⁰ sel = E⁰ Cu – E⁰ Zn  = +1,1 v

                    Artinya E⁰ Cu lebih besar 1,1 dari E⁰ Zn

sel III : E⁰ sel = E⁰ Zn – E⁰ Fe= -0,22 v

                     Artinya E⁰ Fe lebih besar 0,22 dari E⁰ Zn

Urutan dari pereduksi paling lemah (Eo besar) ke pereduksi paling kuat (Eo besar) yaitu Cu-Fe-Zn-Al

b. Untuk menentukan potensial reaksi 2Al + 3Fe²⁺ → 2Al³⁺ + 3Fe bisa ditentukan dari penjumlahan reaksi sel yang mengandung logam yang ada di reaksi yang ditanyakan.

2Al + 3Zn²⁺ → 2Al³⁺ + 3Zn   E⁰ = +0,9 V

3Zn + 3Fe²⁺ → 3Zn²⁺ + 3Fe   E⁰ = +0,22 V + ( Zn dan Zn²⁺ Dicoret)

2Al + 3Fe²⁺ → 2Al³⁺ + 3Fe    E⁰ = +1,12 V

c. notasi sel volta dengan potensial terbesar yaitu antara logam dengan Eo terbesar yaitu Cu  dengan logan dengan Eo terkecil yaitu Al notasinya : Al | Al³⁺ || Cu²⁺ | Cu

 

Soal No.11

Diketahui

Fe³⁺ + 2e → Fe²⁺   E⁰ = +0,77 V

Cu²⁺ + 2e → Cu     E⁰ = +0.34 V

Fe²⁺ + 2e → Fe      E⁰ = -0,44 V

Periksalah apakah reaksi berikut dapat atau tidak berlangsung spontan

a. Cu + 2Fe³⁺ → 2Fe²⁺ + Cu²⁺

b. Cu + Fe²⁺ → Fe + Cu²⁺

PEMBAHASAN :

a. E⁰sel = E⁰ Fe²⁺ – E⁰ Cu

        E⁰ sel = +0,77 v – (+0,34) = +0,43 v

 Karena Eosel bernilai positif (+) maka reaksi berlangsung spontan

a. E⁰ sel = E⁰ Fe – E⁰ Cu

E⁰ sel = -0,44 v – (+0,34) = -0,78 v

Karena E⁰ sel bernilai negatif (-) maka reaksi berlangsung tidak spontan

 

Soal No.12

Diketahui

Al³⁺ + 3e → Al E⁰ = -1,66 V

Cu²⁺ + 2e → Cu E⁰ = +0.34 V

Periksalah apakah larutan CuSO₄ dapat disimpan dalam bejana yang terbuat dari bahan alumunium

PEMBAHASAN :

Larutan CuSO₄ tidak dapat disimpan dalam bejana dari bahan alumunium, karena alumunium dapar mereduksi tembaga sehingga akan mengendapkan tembaga dari larutannya. Hal ini disebabkan karena alumunium lebih mudah mengalami oksidasi karena nilai Eo lebih kecil dibanding tembaga, sesuai reaksi:

2Al(s) + 3CuSO₄(aq) → Al₂(SO₄)₃(aq) + 3Cu(s)

 

Soal No.13

Gambarkan rangkaian sel volta berikut dan tuliskan lambang (diagram) sel voltanya.

a. Cd + Ni²⁺ → Cd²⁺ + Ni

b. Zn + Pb²⁺ → Zn²⁺ + Pb

 

PEMBAHASAN :

a. Rangkaian Sel Volta

    

diagram selnya : Cd | Cd²⁺ || Ni₂₊ | Ni

b. Rangkaian Sel Volta

      

diagram selnya : Zn | Zn²⁺ || Pb²⁺ | Pb

 

Soal No.14

Tuliskan reaksi elektrode dan reaksi pada sel volta berikut:

Sn | Sn²⁺ || Hg²⁺ | Hg

PEMBAHASAN :

Reaksi elektrode

Anoda        : Sn → Sn²⁺ + 2e

Katoda       : Hg²⁺ + 2e → Hg⁺

Reaksi Sel  : Sn + Hg²⁺ → Sn²⁺ + Hg

 

Soal No.15

Tuliskan reaksi selnya dan hitunglah potensial sel yang dihasilkan pasangan berikut:

Zn²⁺ + 2e → Zn E⁰ = -0,76 V

Al³⁺ + 3e → Al E⁰ = -1,66 V

PEMBAHASAN :

Zn²⁺ + 2e → Zn E⁰ = -0,76 V (x3)

Al → Al³⁺ + 3e E⁰ = +1,66 V (x2) +

Reaksi Sel : 2Al + 3Zn²⁺ → 2Al³⁺ + 3Zn  E⁰ sel = +0,90 v

 

Soal No.16

Lengkapilah gambar sel berikut sesuai dengan data pada soal no.15 di atas

a. Reaksi pada katode dan anode

b. Arah aliran elektron dan arah aliran listriknya.

c. Arah kation dan anion pada jembatan garam.

PEMBAHASAN :

a. Reaksi pada katode : Zn2⁺ + 2e → Zn

Reaksi pada anode : Al → Al³⁺ + 3e

b. Arah aliran elektron = Dari anoda ke katoda = Dari Al ke Zn

Arah aliran listrik dari katode ke anoda = Dari Zn ke Al

c. Arah aliran kation dan anion pada jembatan garam

     

Soal No.17

Diketahui reaksi

2V²⁺ + Sn⁴⁺  → 2V³⁺ + Sn²⁺ dengan E⁰ V³⁺ = -0,256 V dan E⁰ Sn⁴⁺ = +0,154 V

Gambarlah rangkaian sel volta yang berdasarkan reaksi tersebut.Tulislah juga diagram (notasi) sel volta itu.

 

PEMBAHASAN :

Rangkaian sel volta 

Notasi selnya:

Pt | V²⁺ | V³⁺ || Sn⁴⁺ | Sn²⁺ | Pt