Reaksi Redoks dan Pengendapan Massa pada Elektrolisis Larutan $ZnSO_{4}$ dengan Elektrode Grafit
Elektrolisis adalah proses kimia di mana arus listrik digunakan untuk memisahkan senyawa menjadi unsur-unsurnya. Dalam kasus elektrolisis larutan $ZnSO_{4}$ dengan elektrode grafit, terjadi reaksi redoks yang menarik. a. Reaksi Redoks yang Terjadi Pada katoda, elektrode negatif, terjadi reaksi reduksi. Dalam hal ini, ion $Zn^{2+}$ dari larutan $ZnSO_{4}$ menerima elektron dan mengendap sebagai logam seng (Zn). Reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut: $Zn^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Zn$ Pada anoda, elektrode positif, terjadi reaksi oksidasi. Dalam hal ini, elektrode grafit bereaksi dengan ion sulfat (SO_{4}^{2-}) dari larutan $ZnSO_{4}$ dan melepaskan elektron. Reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut: $2SO_{4}^{2-} \rightarrow 2SO_{4} + 4e^{-}$ b. Massa yang Mengendap pada Katoda Untuk menentukan massa yang mengendap pada katoda, kita perlu menggunakan hukum Faraday. Hukum Faraday menyatakan bahwa jumlah zat yang terlibat dalam reaksi elektrolisis sebanding dengan jumlah muatan listrik yang melewati larutan. Dalam kasus ini, arus listrik yang digunakan adalah 10 ampere dan waktu elektrolisis adalah 9650 detik. Kita dapat menggunakan rumus berikut untuk menghitung massa yang mengendap pada katoda: Massa = (Arus Listrik × Waktu Elektrolisis) ÷ (Muatan Listrik × Arus Molar) Untuk menghitung muatan listrik, kita perlu mengetahui jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi redoks. Dalam reaksi reduksi $Zn^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Zn$, satu ion $Zn^{2+}$ menerima 2 elektron. Oleh karena itu, muatan listrik yang terlibat adalah 2. Arus molar adalah jumlah muatan listrik yang dibutuhkan untuk mengendapkan 1 mol zat. Dalam kasus ini, kita perlu mengetahui berapa mol seng (Zn) yang mengendap. Berdasarkan reaksi redoks, 1 mol seng (Zn) mengendap setiap 2 mol elektron yang berpindah. Oleh karena itu, arus molar adalah 2. Dengan menggunakan nilai-nilai ini dalam rumus, kita dapat menghitung massa yang mengendap pada katoda. Selanjutnya, kita perlu menggantikan nilai-nilai yang diberikan dalam soal. Arus listrik adalah 10 ampere dan waktu elektrolisis adalah 9650 detik. Muatan listrik adalah 2 dan arus molar adalah 2. Massa = (10 ampere × 9650 detik) ÷ (2 × 2) Massa = 48250 ÷ 4 Massa = 12062.5 gram Jadi, massa yang mengendap pada katoda adalah 12062.5 gram. Dalam kesimpulan, elektrolisis larutan $ZnSO_{4}$ dengan elektrode grafit menghasilkan reaksi redoks di mana ion $Zn^{2+}$ mengendap sebagai logam seng (Zn) pada katoda. Massa yang mengendap pada katoda dapat dihitung menggunakan hukum Faraday, dengan hasil sebesar 12062.5 gram.