Terdapat dua wadah berisi zat elektrolit yang disusun seri sebagai rangkaian sel elektrolisis. + 다. 0,2 L Cu(NO3)2 0,2 L NaCl Apabila arus listrik dialirkan sampai pH larutan 11, maka massa tembaga yang diendapkan adalah .... (Ar Cu = 63,5 ; Cl = 35,5; Na = 23; 0 =16; N = 14). 

Kita sering menjumpai beberapa peralatan logam seperti sendok dan garpu yang dilapisi dengan logam bernilai ekonomi tinggi seperti emas dan perak. Bagaimana pelapisan tersebut dilakukan? Pelapisan atau penyepuhan logam dilakukan dengan menggunakan sel elektrolisis loh. 

Nah, kali ini kita akan menghitung massa logam Cu yang diendapkan atau melapisi elektroda bila muatan listrik yang digunakan bisa membuat larutan memiliki pH 11. Soal ini adalah soal yang berhubungan dengan konsep elektrolisis. 

Identifikasi Konsep

Sel elektrolisis adalah rangkaian sel dimana energi listrik digunakan untuk menjalankan reaksi redoks. Massa logam yang diendapkan dalam sel elektrolisis dapat dihitung menggunakan persamaan berikut,

Massa logam = Ar/biloks x F

Biloks yang dimaksud adalah biloks dari ion logam. F adalah muatan listrik yang digunakan atau setara dengan mol elektron yang terlibat.

Pada dua sel yang disusun secara seri, muatan listrik yang digunakan besarnya sama, sehingga mol elektron yang terlibat pun sama.

Untuk menghitung massa Cu yang diendapkan, kita akan mencari muatan listrik atau mol elektron yang membuat larutan memiliki pH 11. 

Diketahui
Larutan NaCl
Larutan \(CuNO_3\)
pH larutan 11
V larutan = 0,2 L
Ar Cu = 63,5 

Ditanya
Massa Cu yang diendapkan

Jawab
Reaksi elektrolisis pada NaCl
Katoda = \(2H_2O(l) + 2e \rightarrow 2OH^-(aq) + H_2(g)\)
Anoda = \(2Cl^-(aq) \rightarrow Cl_2(g) + 2e\)

Reaksi elektrolisis pada \(Cu(NO_3)_2\)
Katoda = \(Cu^{2+}(aq) + 2e \rightarrow Cu(s)\)
Anoda = \(2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^ + 4e\)

Berdasarkan reaksi tersebut, pada ruang katoda di sel NaCl dihasilkan ion hidroksida yang membuat larutan bersifat basa, jadi pH larutan 11 terjadi pada sel elektrolisis NaCl. 

Menghitung mol elektron dari pH
pH = 11, pH + pOH = 14
maka pOH = 14 – pH
pOH = 3
nilai \([OH^-] = 1.10^{-3}\) M
mol \(OH^-\) = \([OH^-] \times V\)
= \(1.10^{-3} \times 0,2\)
= \(2.10^{-4}\) mol
Koefisien dari \(OH^-\) dan elektron sama, yaitu 4, maka mol keduanya juga sama/setara. Jadi, elektron yang mengalir di kedua sel tersebut adalah \(2.10^{-4}\) mol

Menghitung massa Cu
Mol elektron setara dengan muatan listrik yang digunakan atau nilai Faraday
\(2.10^{-4}\) mol e = \(2.10^{-4}\) F
Biloks dari ion \(Cu^{2+}\) adalah +2
Massa Cu = Ar/biloks x F
= 63,5/2 x \(2.10^{-4}\) F
= 0,00635 g
= 6,35 mg

Pembahasan

Dengan demikian, dapat kita simpulkan bahwa massa Cu yang mengendap pada sel elektrolisis tersebut adalah 6,35 mg.