Soal 31
Data percobaan reaksi kesetimbangan \( \mathrm{2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)} \) sebagai berikut.
| Zat | Volume | Konsentrasi pada Kesetimbangan |
|---|---|---|
| \( \mathrm{SO_2} \) | \( \mathrm{1 \,L} \) | \( \mathrm{0{,}4} \) |
| \( \mathrm{O_2} \) | \( \mathrm{1 \,L} \) | \( \mathrm{0{,}7} \) |
| \( \mathrm{SO_3} \) | \( \mathrm{1 \,L} \) | \( \mathrm{0{,}6} \) |
Besarnya tetapan kesetimbangan \( \mathrm{(K_c)} \) pada \( \mathrm{25^{\circ}C} \) \( \mathrm{(mol \,L^{-1})} \) adalah ....
- \( \mathrm{\dfrac{(0{,}4)^2}{(0{,}6)^2(0{,}7)}} \)
- \( \mathrm{\dfrac{(0{,}6)^2}{(0{,}4)^2(0{,}7)}} \)
- \( \mathrm{\dfrac{(0{,}6)}{(0{,}4)(0{,}7)}} \)
- \( \mathrm{\dfrac{(0{,}7)^2}{(0{,}6)^2(0{,}4)}} \)
- \( \mathrm{\dfrac{(0{,}7)^2}{(0{,}6)(0{,}4)}} \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: B
Untuk reaksi \( \mathrm{2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)} \), bentuk tetapan kesetimbangan adalah: \( \mathrm{K_c = \dfrac{[SO_3]^2}{[SO_2]^2[O_2]}} \).
Dari data kesetimbangan: \( \mathrm{[SO_3] = 0{,}6} \), \( \mathrm{[SO_2] = 0{,}4} \), \( \mathrm{[O_2] = 0{,}7} \). Substitusi menghasilkan: \( \mathrm{K_c = \dfrac{(0{,}6)^2}{(0{,}4)^2(0{,}7)}} \).
Ekspresi ini sesuai dengan pilihan B.
Soal 32
Gas nitrogen monoksida merupakan gas yang tidak berwarna dan beracun. Gas tersebut dapat dihasilkan dari reaksi asam sulfida dengan asam nitrat, dengan persamaan reaksi: \( \mathrm{3H_2S(g) + 2HNO_3(aq) + 6H^+(aq) \rightarrow 2NO(g) + 2S(s) + 8H_2O(l)} \). Spesi yang merupakan oksidasi adalah ....
- \( \mathrm{H_2S} \)
- \( \mathrm{HNO_3} \)
- \( \mathrm{NO} \)
- \( \mathrm{S} \)
- \( \mathrm{H_2O} \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: A
Oksidasi adalah kenaikan bilangan oksidasi. Tentukan bilangan oksidasi unsur yang berubah.
Pada \( \mathrm{H_2S} \), bilangan oksidasi S adalah \( \mathrm{-2} \). Pada produk \( \mathrm{S(s)} \), bilangan oksidasi S adalah \( \mathrm{0} \). Perubahan \( \mathrm{-2 \rightarrow 0} \) berarti terjadi kenaikan bilangan oksidasi, sehingga S mengalami oksidasi.
Karena S yang teroksidasi berasal dari \( \mathrm{H_2S} \), maka spesi yang mengalami oksidasi adalah \( \mathrm{H_2S} \).
Soal 33
Gambar sel volta berikut digunakan untuk menyelesaikan soal nomor 33 dan 34.
Diagram sel yang paling tepat untuk menggambarkan proses tersebut adalah ....
- \( \mathrm{ZnSO_4/Zn // CuSO_4/Cu} \)
- \( \mathrm{Zn/Zn^{2+} // Cu^{2+}/Cu} \)
- \( \mathrm{Zn^{2+}/SO_4^{2-} // Cu^{2+}/SO_4^{2-}} \)
- \( \mathrm{Cu/CuSO_4 // ZnSO_4/Zn} \)
- \( \mathrm{Cu/Cu^{2+} // Zn^{2+}/Zn} \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: B
Pada sel volta, elektroda dengan \( \mathrm{E^{\circ}} \) lebih kecil (lebih negatif) cenderung menjadi anoda (oksidasi), sedangkan yang \( \mathrm{E^{\circ}} \) lebih besar menjadi katoda (reduksi).
Karena \( \mathrm{E^{\circ}(Zn^{2+}/Zn) = -0{,}76} \) dan \( \mathrm{E^{\circ}(Cu^{2+}/Cu) = +0{,}34} \),
maka:
anoda: \( \mathrm{Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-} \)
katoda: \( \mathrm{Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu} \)
Notasi sel ditulis: anoda di kiri dan katoda di kanan, sehingga: \( \mathrm{Zn/Zn^{2+} // Cu^{2+}/Cu} \). Ini sesuai pilihan B.
Soal 34
Maka besarnya potensial sel \( \mathrm{(E^{\circ}_{sel})} \) volta tersebut adalah ....
- \( \mathrm{-0{,}42 \,Volt} \)
- \( \mathrm{-1{,}10 \,Volt} \)
- \( \mathrm{+0{,}42 \,Volt} \)
- \( \mathrm{+1{,}10 \,Volt} \)
- \( \mathrm{+11{,}0 \,Volt} \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: D
Rumus: \( \mathrm{E^{\circ}_{sel} = E^{\circ}_{katoda} - E^{\circ}_{anoda}} \). Dari data: \( \mathrm{E^{\circ}_{katoda} = +0{,}34 \,Volt} \) (Cu), \( \mathrm{E^{\circ}_{anoda} = -0{,}76 \,Volt} \) (Zn).
Maka: \( \mathrm{E^{\circ}_{sel} = 0{,}34 - (-0{,}76) = 1{,}10 \,Volt} \).
Jadi \( \mathrm{E^{\circ}_{sel}} \) adalah \( \mathrm{+1{,}10 \,Volt} \).
Soal 35
Sejumlah arus listrik yang sama dialirkan ke dalam dua sel elektrolisis yang berbeda sesuai gambar berikut:
Jika dalam larutan \( \mathrm{ZnSO_4} \) akan mengendap \( \mathrm{13 \,gram} \) Zn \( \mathrm{(Ar = 65)} \), maka pada larutan \( \mathrm{SnCl_4} \) akan diperoleh endapan Sn \( \mathrm{(Ar = 119)} \) sebanyak ....
- \( \mathrm{0{,}9 \,gram} \)
- \( \mathrm{11{,}9 \,gram} \)
- \( \mathrm{18{,}3 \,gram} \)
- \( \mathrm{71{,}0 \,gram} \)
- \( \mathrm{595 \,gram} \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: B
Karena arus (muatan listrik) yang mengalir sama, maka jumlah mol elektron \( \mathrm{(e^-)} \) yang terlibat juga sama.
Pada sel \( \mathrm{ZnSO_4} \): reaksi katoda \( \mathrm{Zn^{2+} + 2e^- \rightarrow Zn} \). Mol Zn yang mengendap: \( \mathrm{n(Zn) = \dfrac{13}{65} = 0{,}2 \,mol} \). Maka mol elektron yang diperlukan: \( \mathrm{n(e^-) = 2 \times 0{,}2 = 0{,}4 \,mol} \).
Pada sel \( \mathrm{SnCl_4} \), ion yang direduksi adalah \( \mathrm{Sn^{4+}} \): \( \mathrm{Sn^{4+} + 4e^- \rightarrow Sn} \). Karena \( \mathrm{n(e^-)} \) sama, maka: \( \mathrm{n(Sn) = \dfrac{0{,}4}{4} = 0{,}1 \,mol} \).
Massa Sn yang mengendap: \( \mathrm{m = n \times Ar = 0{,}1 \times 119 = 11{,}9 \,gram} \).
Jadi endapan Sn yang diperoleh adalah \( \mathrm{11{,}9 \,gram} \).