LATIHAN - Colligative Properties & Redox-electrochem

==LATIHAN==

A. SIFAT KOLIGATIF LARUTAN
1. Fraksi mol larutan 9% glukosa (Mr = 180) dalam air (Mr = 18) adalah ...
2. a. Urea sebanyak 6 gram dilarutkan dalam 250 gram air, konsentrasi larutan urea adalah ... M
   b. Suatu larutan glukosa (Mr = 180) 90%, berapakah molalitas dan fraksi molnya?
3. Jumlah partikel dalam larutan NaOH (Mr = 40) yang berkadar 25% dalam 400 mL larutan adalah...
4. Jelaskan pengaruh penambahan zat terlarut (ke dalam suatu pelarut) pada:
   a. titik beku dan titik didih larutan
   b. tekanan uap jenuh larutan
   c. tekanan osmosis larutan
5. Mengapa faktor van't Hoff harus kita perhitungkan dalam sifat koligatif larutan elektrolit?
6. Jelaskan paling sedikit 3 perbedaan larutan elektrolit dan non elektrolit!
7. Jelaskan yang dimaksud dengan hipotonis, hipertonis dan isotonis? disertai contoh!

8. Tekanan uap jenuh air murni pada suhu kamar adalah 30 mmHg. Pada suhu yang sama, larutan glukosa 2 molal mempunyai tekanan uap sebesar…
9. Jika tekanan uap aceton (Mr = 58) pada 30 ^oC (derajat Celcius) adalah 28 mmHg, maka untuk menurunkan tekanan uap sebesar 1,32 mmHg pada 120 gram aceton, dilarutkan suatu zat non elektrolit X (Mr = 60) sebanyak...

10. Larutan non elektrolit X dibuat dengan cara melarutkan 5 gram zat X ke dalam 250 mL air (massa jenis air 1 gram/mL). Ternyata larutan mendidih pada 100,173 ^oC. Mr zat X adalah ... (Kb air  = 0,52)
11. Tetapan kenaikan titik didih benzena 2,7. Jika 3 gram zat X dalam 100 gram benzena mendidih pada suhu 0,54 ^oC di atas titik didih benzena, maka Mr zat X adalah ...

12. Larutan Urea memiliki titik beku  -0,372 ^oC, jika Kf air = 1,86 dan Kb air = 0,52 maka kenaikan titik didih larutan urea adalah ... ^oC

13. Etilen glikol (Mr = 62) biasa digunakan sebagai anti beku pada cairan pendingin radiator kendaraan bermotor. Agar cairan pendingin radiator tidak membeku pada suhu -10 ^oC, maka ke dalam 1000 gram air harus ditambahkan glikol setidaknya sebanyak ... gram

14. Tekanan osmosis larutan sukrosa (Mr = 342) sebanyak 6 gram yang dilarutkan dalam air sehingga volumenya menjadi 200 mL pada suhu 27 ^oC adalah … (R = 0,082 L atm mol-1 K-1)

15. Suatu zat organic tersusun dari 40% karbon; 6,6% hydrogen; dan sisanya adalah oksigen. Sebanyak 15 gram zat tersebut dilarutkan dalam 25 gram air dan Kf air = 1,86 . Ternyata larutan membeku pada suhu – 6,2 ^oC. Tentukan rumus molekul zat organik tersebut!

16. Manakah yang lebih besar, apakah tekanan osmosis larutan CO(NH2)2 1 M dengan larutan CaCl2 1 M ? Jelaskan dengan perhitungan!


B. REDOKS dan ELEKTROKIMIA
17. Setarakan reaksi berikut dengan metode 1/2 reaksi:
        MnO + PbO2 + HNO3  --> HMnO4 +Pb(NO3)2 + H2O (suasana asam)
18. Setarakan dengan metode biloks:
        Al + NaOH + H2O  --> NaAl(OH)4 + H2

19. Al + CoCl2  --> Co + AlCl3
jika diketahui:
Al^3+  + 3e  --> Al    E^0 = - 1,66 volt
Co^2+  + 2e  --> Co    E^0 = - 0,28 volt
a. Besarnya potensial sel pada reaksi di atas adalah...
b. Notasi sel yang benar adalah ...

20. Jumlah muatan listrik yang diperlukan pada elektrolisis leburan Al2O3 agar diperoleh 0,225 gram Al adalah... couloumb(Ar Al = 27)
21. Pada elektrolisis larutan L(NO3)2 dengan elektroda Pt, terjadi endapan di katoda sebanyak 8,125 gram. Jika dialirkan listrik sebesar 24.125 couloumb, maka Ar zat L adalah...
22. Massa logam perak (Mr = 108) yang bisa diendapkan pada arus 5 Ampere selama 4 jam adalah...
23. Jelaskan perbedaan baterai primer dengan baterai sekunder!
24. Jelaskan penyebab korosi pada besi sehingga membentuk karat Fe2O3.xH2O!
25. Jelaskan cara-cara menanggulangi korosi, disertai dengan contoh!

== KOROSI ==

Korosi adalah proses elektrokimia yang terjadi pada logam yang menyebabakan kerusakan pada logam tersebut. Contoh proses korosi adalah karat pada besi, noda pada perak, 'patina' hijau pada tembaga dan kuningan. Korosi menyebabkan kerusakan parah pada bangunan-bangunan seperti gedung dan jembatan, alat transportasi seperti kapal, mobil dan kereta api.

Sejauh ini proses korosi yang lazim terjadi adalah pembentukan karat pada besi. Gas oksigen dan air sangat berpengaruh pada proses oksidasi besi yang akhirnya menjadi korosi. Permukaan logam menjadi anoda di mana proses oksidasi terjadi: Fe -->  Fe2+   +  2e
Elektron yang dilepas oleh besi akan mereduksi oksigen di atmosfer menjadi air pada katoda yang merupakan permukaan besi yang sama tersebut. O2  +  4H+  +  4e    -->   2 H2O
Jika kedua reaksi pada anoda dan katoda tersebiut digabungkan, maka akan menjadi proses reaksi korosi pada besi.

Sejauh ini sejumlah metode dirancang dan digunakan untuk menanggulangi proses korosi pada logam. Kebanyakan metode ini adalah mencegah terjadinya korosi pada logam. Cara yang paling mudah adalah melapisi logam dengan cat, namun kelemahannya bila cat terkelupas, penyok, sobek, dll; maka korosi akan terjadi.
Kecenderungan besi untuk teroksidasi akan rendah bila besi dicampur dengan logam tertentu. Contohnya pada baja anti karat (campuran besi dan kromium), sehingga akan terbentuk laposan oksida kromium yang melindungi besi. Wadah makanan/minuman dari besi dapat dilapisi dengan timah atau seng.

Proses perlindungan katoda adalah proses perlindungan logam dari korosi dengan membuatnya sebagai katoda dalam sel galvani (elektrolisis). Contohnya adalah pada kilang minyak lepas pantai, pipa besi dilindungi dengan magnesium. Dimana magnesium sebagai anoda (mempunyai sifat lebih elektropositif). Sehingga hanya magnesium yang akan terkikis (berkurang) dalam proses korosi ini. Proses ini juga disebut proses pengorbanan anoda (sacrificial anode).

1. Bagaimanakah proses korosi berlangsung?
2. Jelaskan kenapa air dan oksigen dapat menyebabkan karat pada besi!
3. Jelaskan beberapa proses yang dapat digunakan untuk melindungi karat pada logam-logam seperti besi, tembaga dan aluminium!
4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan perlindungan katoda/pengorbanan anoda untuk menghilangkan karat! Beri contoh!

Elektrolisis

:::ELEKTROLISIS:::

Kebalikan dari proses elektrokimia pada sel daniel (galvani-volta), elektrolisis merupakan proses penggunaan energi listrik dalam reaksi kimia. Contoh yang paling sering digunakan adalah pada pelapisan logam (penyepuhan).

*elektrolisis pada lelehan/leburan dan pada logam dan cairan (reaksi-reaksi pada anoda dan katoda), kita tidak membahas. Dengan alasan tidak ada di SKL. Jika waktunya cukup, InsyaALLAH kita bahas setelah materi selesai.*
============================================----------=================

Hukum I Faraday

massa = e. i.t
    ------
    96.500
dimana     e = massa ekivalen; dimana besarnya e =  (Ar/biloks)
    i = arus listrik (ampere)
    t = waktu (detik)

jika      i.t    kita ganti dengan F (mol elektron), maka
    ------
    96.500

massa = e.F

============================================----------=================

Hukum II Faraday
Jika elektrolisis berlangsung pada dua atau lebih zat, maka:

massa (1) = e (1)
------        -----
massa (2)   e (2)

============================================----------=================

Contoh Soal:
Berapakah massa tembaga yang dapat dibebaskan oleh arus 10 Ampere yang dialirkan selama 965 detik ke dalam larutan CuSO4? (Ar Cu = 63,5)
Jawab:
CuSO4 --> Cu2+   +  2e    -->   Cu, maka biloks Cu = 2

massa     = e. i.t
      ------
      96.500
     
    = 63,5    x 10 x 965
      ----       -----------
        2       96500
    = 3,175 gram


*Latihan:
1. Berapa liter gas oksigen yang terbentuk (STP) jika arus 10 ampere dialirkan selama 965 detik ke dalam larutan H2SO4?
*diketahui: reaksi pada anoda = 2 H2O -->  4H+  +   O2   +   4e

2. Berapakah massa perak yang dapat dibebaskan oleh arus 10 ampere yang dialirkan selama 5 menit ke dalam larutan AgNO3? (Ar Ag = 108)

3. Aluminium diperoleh dari elektrolisis lelehan Al2O3. Berapa alumunium dapat diperoleh setiap jam jika digunakan arus 100 ampere? (Ar Al = 27)

4. Pada elektrolisis larutan NiSO4 selama 45 menit menghasilkan endapan Ni 9,75 gram. Berapa gram Ag yang dihasilkan jika arus dalam waktu yg sama dialirkan pada elektrolisis larutan AgNO3? (Ar Ni = 58,5; Ag = 108)

5. Arus sebesar 'i' ampere dapat mengendapkan 2,16 gram perak dari larutan perak nitrat (AgNO3) selama 1 jam. Berapa liter gas oksigen dapat dihasilkan jika arus yang sama dialirkan ke dalam larutan asam sulfat (H2SO4) selama 2 Jam!
*reaksi pada anoda = 2 H2O -->  4H+  +   O2   +   4e

6.
a. Gambarkan sel elektrolisis kemudian berikan penjelasan apa yang terjadi pada katoda dan anoda, serta jalannya elektron!

b. Jelaskan prinsip kerja pelapisan logam krom pada logam (dalam pembuatan alat rumah tangga) dan pemurnian tembaga berdasarkan proses elektrolisis! Lengkapi dengan gambar dan reaksinya!