1. Sebuah pabrik kimia membutuhkan larutan elektrolit yang memiliki konduktivitas listrik tinggi untuk memproduksi gas hidrogen (H_(2)) dan gas klorin (Cl_(2)) melalui elektrolisis larutan NaCl. Konsentrasi awal larutan adalah 1,5 M dan volume larutan adalah 2L. Setelah elektrolisis selama 1 jam dengan arus 20 A, konsentrasi ion Cl^- berkurang menjadi 1,2 M. Tentukan: a. Berapa jumlah mol Cl_(2) yang dihasilkan dalam proses ini? b. Hitung efisiensi elektrolisis jika jumlah gas yang diukur secara eksperimen adalah 0,056 mol. c. Apa yang terjadi pada pH larutan selama proses berlangsung? 2. Sebuah sel galvanik dirancang menggunakan pasangan elektroda Ag^+/Ag dan Zn^2+/Zn Konsentrasi Ag^+ adalah 0,01M dan konsentrasi Zn^2+ adalah 1,0M. Potensial standar: E_(Ag^+/Ag)^0=+0,80V, E_(Zn^2+/Zn)^0=-0,76V a. Hitung potensial sel (E_(sel)) menggunakan persamaan Nernst. b. Jika arus yang dihasilkan adalah 5 A, berapa lama waktu yang diperlukan untuk menghasilkan 0,2 mol elektron? 3. Sebuah perusahaan kapal mendapati bahwa banyak bagian lambung kapal yang terbuat dari baja mengalami pengurangan ketebalan karena paparan air laut dalam waktu lima tahun. Proses ini menyebabkan biaya perawatan meningkat secara signifikan. a. Jelaskan mekanisme terjadinya korosi pada baja yang terpapar air laut. b. Tuliskan reaksi kimia yang terjadi pada anoda dan katoda dalam korosi ini. c. Faktor apa saja yang mempercepat proses korosi pada lingkungan air laut? 4. Sebuah jembatan logam yang melintasi sungai menunjukkan beberapa jenis kerusakan akibat korosi: Pada bagian yang terendam air, Pada bagian yang terpapar udara dan hujan, terjadi karat merata a. Identifikasi jenis korosi yang terjadi pada bagian yang terendam dan yang terpapar udara. b. Jelaskan perbedaan mekanisme kedua jenis korosi tersebut. c. Bagaimana lingkungan sekitar memengaruhi jenis korosi yang terjadi? 5. Tentukan nama senyawa hidrokarbon sesuai dengan aturan IUPAC berikut ini: CH_(3)-CH_(2)-CH_(2)-CH_(2)-CH_(2)-CH_(3)-CH_(2)-CH_(3) b. CH_(3)-CH_(2)-CH(CH_(3))-C(CH_(3))_(2)-CH_(3) CH_(3)-CH_(2)-C(CH_(3))_(2)-CH_(2)-CH_(2)-CH_(3)

Jawaban Soal Kimia

1. Elektrolisis Larutan NaCl

a. Jumlah mol Cl₂ yang dihasilkan:

Reaksi elektrolisis larutan NaCl:

2NaCl(aq) → 2Na⁺(aq) + 2Cl⁻(aq)
2Cl⁻(aq) → Cl₂(g) + 2e⁻ (Anoda)
2H₂O(l) + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻(aq) (Katoda)

Jumlah mol Cl⁻ yang berkurang = (1,5 M - 1,2 M) * 2 L = 0,6 mol

Dari reaksi, 2 mol Cl⁻ menghasilkan 1 mol Cl₂. Oleh karena itu, jumlah mol Cl₂ yang dihasilkan adalah 0,6 mol / 2 = 0,3 mol.

b. Efisiensi elektrolisis:

Efisiensi = (Jumlah mol Cl₂ eksperimen / Jumlah mol Cl₂ teoritis) * 100%
Efisiensi = (0,056 mol / 0,3 mol) * 100% = 18,67%

c. Perubahan pH larutan:

Selama elektrolisis, ion OH⁻ dihasilkan di katoda. Ini menyebabkan peningkatan konsentrasi ion OH⁻ dalam larutan, sehingga pH larutan akan meningkat (menjadi lebih basa).


2. Sel Galvanik Ag⁺/Ag dan Zn²⁺/Zn

a. Potensial sel (Esel) menggunakan persamaan Nernst:

Reaksi sel: Zn(s) + 2Ag⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + 2Ag(s)

Esel = E°sel - (RT/nF) * lnQ

Dimana:

* E°sel = E°(Ag⁺/Ag) - E°(Zn²⁺/Zn) = +0,80 V - (-0,76 V) = 1,56 V
* R = 8,314 J/mol.K
* T = asumsikan suhu kamar 298 K
* n = jumlah elektron yang terlibat = 2
* F = 96485 C/mol
* Q = [Zn²⁺]/[Ag⁺]² = (1,0 M) / (0,01 M)² = 10000

Esel = 1,56 V - (8,314 * 298 / (2 * 96485)) * ln(10000)
Esel ≈ 1,49 V

b. Waktu yang diperlukan untuk menghasilkan 0,2 mol elektron:

Jumlah muatan = jumlah mol elektron * F = 0,2 mol * 96485 C/mol = 19297 C

Arus (I) = 5 A = 5 C/s

Waktu (t) = Jumlah muatan / Arus = 19297 C / 5 C/s = 3859,4 s ≈ 64,3 menit


3. Korosi Baja di Air Laut

a. Mekanisme korosi:

Korosi baja di air laut adalah proses elektrokimia. Baja (campuran besi dan karbon) bertindak sebagai anoda dan mengalami oksidasi, melepaskan elektron. Elektron ini kemudian diterima oleh oksigen (dari udara terlarut dalam air laut) di katoda, yang direduksi menjadi air atau ion hidroksida. Proses ini dipercepat oleh adanya elektrolit (garam dalam air laut) yang meningkatkan konduktivitas listrik.

b. Reaksi kimia:

* Anoda (oksidasi): Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e⁻
* Katoda (reduksi): O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻ → 2H₂O(l) atau O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e⁻ → 4OH⁻(aq)

c. Faktor yang mempercepat korosi:

* Konsentrasi oksigen terlarut
* Salinitas (kadar garam) air laut
* Suhu air laut
* pH air laut
* Kehadiran ion klorida (Cl⁻) yang agresif


4. Korosi Jembatan Logam

a. Identifikasi jenis korosi:

* Bagian terendam: Korosi seragam (karat merata)
* Bagian terpapar udara dan hujan: Korosi seragam (karat merata)


b. Perbedaan mekanisme:

Meskipun keduanya korosi seragam, laju korosi mungkin berbeda. Bagian terendam mungkin mengalami korosi lebih lambat karena terbatasnya oksigen. Bagian terpapar udara dan hujan mengalami fluktuasi kondisi (kelembaban, oksigen) yang dapat mempercepat korosi.

c. Pengaruh lingkungan:

Lingkungan yang lembap dan kaya oksigen mempercepat korosi. Kehadiran polutan di udara juga dapat mempercepat korosi. Air laut yang asin dan kaya oksigen merupakan lingkungan yang sangat korosif.


5. Tata Nama Senyawa Hidrokarbon IUPAC

a. Oktana (karena memiliki 8 atom karbon dalam rantai lurus)

b. 2,2,4-Trimetilheksana (rantai utama 6 karbon, dengan 3 gugus metil pada posisi 2, 2, dan 4)

c. 2,2-Dimetilheksana (rantai utama 6 karbon, dengan 2 gugus metil pada posisi 2)


Semoga jawaban ini membantu! Ingatlah untuk selalu memeriksa dan memahami konsep dasar di balik setiap perhitungan dan penjelasan.