9. Arus sebesar 1 Faraday dialirkan ke dalam elektrolisis 500 ml larutan Kl. Jika volume dianggap tetap, tentukan pH larutan setelah elektrolisis. 

Pada soal diminta menentukan pH larutan setelah proses elektrolisis berlangsung, sehingga konsep yang digunakan adalah konsep sel elektrolisis. 

Identifikasi Konsep

Sel elektrolisis adalah reaksi redoks tidak spontan yang berlangsung dengan bantuan listrik. 
Untuk menentukan pH larutannya, kita buat dahulu reaksi setengah selnya. Langkah pertama yang harus dilakukan adalah mengionkan larutan KI menjadi,

\(KI → K^+ + I^-\)

Akibat pengaruh arus listrik searah yang dialirkan melalui batang elektrode, ion-ion \(K^+\) yang bermuatan positif bergerak ke kutub negatif (katoda). Di sekitar katoda terdapat ion \(K^+\) dan molekul \(H_2O\) sebagai pelarut. Diantara kedua zat tersebut, yang paling mudah mengalami reduksi adalah molekul \(H_2O\) (dilihat dari letaknya pada deret volta \(H_2O\) berada di sebelah kanan logam K)  sehingga terjadi reduksi terhadap \(H_2O\). Reaksi yang terjadi adalah,

Katoda (-) : \(2H_2O(l) + 2e → H_2(g) + 2OH^-(aq)\)

pH larutan dapat dihitung dari konsentrasi ion \(OH^-\) pada katoda. Konsentrasi ion \(OH^-\) dapat dicari dari mol \(OH^-\) menggunakan perbandingan dengan mol elektron.

Menurut hukum Faraday I, massa zat yang dihasilkan pada elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan. Jumlah muatan listrik sama dengan hasil kali dari kuat arus dengan waktu. Arus listrik yang mengalir merupakan aliran elektron dimana muatan listrik dari 1 mol elektron adalah 96.500 coulomb. Jumlah muatan dari 1 mol elektron sama dengan tetapan Faraday (1 F).
1 F ≡ 1 mol elektron ≡ 96.500 coulomb

Pada soal diketahui arus yang digunakan sebesar 1 F atau sama dengan 1 mol elektron. Untuk mencari mol \(OH^-\) dapat digunakan perbandingan dengan mol elektron dengan cara,

\(mol OH^-= \frac{koefisien OH^-}{koefisien elektron} \times mol elektron\)
\(mol OH^-= \frac{2}{2} \times 1\) = 1 mol

konsentrasi ion \(OH^-\) dapat ditentukan dengan cara,
\([OH^-] = \frac{mol}{Volume}= \frac{1 mol}{0,5 L}=2\) M
pOH = -log \([OH^-]\)
        = -log 2
pH = 14 – pOH
      = 14 – (-log 2)
      = 14 + log 2

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, pH larutan setelah elektrolisis adalah 14 + log 2.
