Sumber soal aslinya adalah sebagai berikut:
Untuk menetralkan larutan yang terbentuk di katoda pada elektrolisis larutan Na₂SO₄ diperlukan 50 ml larutan HCl 0,2 M. Jumlah muatan listrik yang digunakan adalah ……..
A. 0,01 F
B. 0,02 F
C. 0,05 F
D. 0,10 F
E. 0,20 F
Penyelesaian
Elektrolisis larutan Na₂SO₄ (natrium sulfat)
Na₂SO₄ → 2Na⁺(aq) + SO₄²⁻(aq)
⇒ Kation Na⁺ termasuk logam aktif golongan IA, sehingga pelarut air yang akan tereduksi di katoda
⇒ Anion SO₄²⁻ termasuk sisa asam oksi, sehingga pelarut air yang teroksidasi di anoda (tidak dibahas pada soal ini)
Reaksi di katoda ⇒ 2H₂O(l) + 2e → H₂(g) + 2OH⁻(aq)
Dengan adanya ion OH⁻ di katoda maka timbul sifat basa
Sekarang perhatikan ionisasi dari asam klorida HCl
Volum larutan = 50 ml
Konsentrasi = 0,2 M
Jumlah mol = (0,2)(50) = 10 mmol atau 0,01 mol
HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl⁻(aq)
0,01 mol….0,01 mol
Untuk menetralkan sifat basa di katoda, maka jumlah mol H⁺ dari HCl harus tepat sama dengan jumlah mol OH⁻ di katoda
Mol OH⁻ = mol H⁺ = 0,01 mol
Perhatikan kembali reaksi di katoda di atas
Katoda ⇒ 2H₂O(l) + 2e → H₂(g) + 2OH⁻(aq)
Karena nilai koefisien elektron dengan OH⁻ adalah sama, maka jumlah elektron yang terlibat adalah sebagai berikut:
Jumlah elektron = ²/₂ x jumlah mol OH⁻
Jumlah elektron = ²/₂ x 0,01 mol
Diperoleh jumlah elektron sebesar 0,01 mol elektron
Ingat ketentuan mengenai muatan listrik:
1 mol elektron = 1 Faraday = 96.500 coulomb
Sehingga, jumlah muatan listrik yang digunakan sebesar 0,01 Faraday atau 965 C
——
Jawaban A