Penjelasan

Untuk memperoleh 33,6 liter gas Cl₂ pada STP, jumlah gas yang digunakan pada elektrolisis larutan NaCl adalah?

Pernyataan tersebut menanyakan jumlah gas yang dibutuhkan untuk menghasilkan 33,6 liter gas klorin (Cl₂) pada kondisi standar tekanan dan temperatur (STP) melalui proses elektrolisis larutan natrium klorida (NaCl). Proses elektrolisis melibatkan penggunaan listrik untuk memisahkan unsur-unsur dari suatu senyawa seperti NaCl.

Konsep terkait

Untuk memahami permasalahan ini, penting memahami beberapa konsep:

• Elektrolisis: Proses pemisahan unsur-unsur dari suatu senyawa menggunakan listrik.
• Anoda dan katoda: Elektrode tempat oksidasi (pelepasan elektron) dan reduksi (penambahan elektron) terjadi.
• Larutan NaCl: Senyawa natrium klorida (garam dapur) terlarut dalam air.
• Gas Cl₂: Klorin, unsur gas yang dihasilkan pada anoda selama elektrolisis NaCl.
• STP (Standard Temperature and Pressure): Kondisi standar: suhu 0°C (273,15 K) dan tekanan 1 atm (101,325 kPa).
• Mol: Satuan untuk menyatakan jumlah zat, dihubungkan dengan volume gas melalui persamaan gas ideal.
• Faraday: Satuan untuk menyatakan muatan listrik yang dibutuhkan untuk mengoksidasi atau mereduksi 1 mol elektron.

Informasi yang diketahui

• Volume gas Cl₂ yang diinginkan: 33,6 liter (STP)
• Senyawa yang dielektrolisis: NaCl (larutan natrium klorida)

Mencari solusi

1. Tuliskan reaksi setengah untuk masing-masing elektrode:
– Anoda: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
– Katoda: 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻
2. Hitung mol gas Cl₂: n(Cl₂) = V(Cl₂) / V(m) = 33,6 L / 22,4 L/mol = 1,5 mol
3. Hubungkan mol gas Cl₂ dengan mol elektron yang ditransfer: n(Cl₂) = n(e⁻) / 2 (karena setiap molekul Cl₂ membutuhkan 2 elektron)
n(e⁻) = n(Cl₂) 2 = 1,5 mol 2 = 3 mol
4. Hubungkan mol elektron dengan muatan listrik (Faraday): Q = n(e⁻) F (F adalah konstanta Faraday, 96500 C/mol)
Q = 3 mol 96500 C/mol = 289500 C

Baca Juga : Senyawa Turunan Benzena Yang Mengandung Atom Klorin Dan Digunakan Sebagai Pestisida Adalah

Kesimpulan

Oleh karena itu, untuk memperoleh 33,6 liter gas Cl₂ pada STP melalui elektrolisis larutan NaCl, dibutuhkan muatan listrik sebesar 289.500 Coulomb (C). Perhitungan ini didasarkan pada reaksi kimia yang terjadi selama elektrolisis dan hubungannya dengan mol gas, elektron, dan muatan listrik.

Pertanyaan

• 1. Apakah elektrolisis NaCl selalu menghasilkan gas Cl₂?

Ya, pada anoda selama proses elektrolisis NaCl, reaksi utamanya adalah pembentukan gas Cl₂. Namun, produk lain seperti gas hidrogen (H₂) dan ion hidroksida (OH⁻) juga dapat terbentuk depending on kondisi elektrolisis, elektrode yang digunakan, dan faktor lainnya.

• 2. Apakah jumlah gas Cl₂ yang dihasilkan selalu sesuai dengan perhitungan?

Perhitungan ini memberikan nilai teoritis berdasarkan prinsip stoikiometri dan hukum Faraday. Dalam praktiknya, efisiensi elektrolisis tidak selalu 100%, sehingga gas Cl₂ yang dihasilkan mungkin sedikit lebih sedikit atau lebih banyak daripada angka yang dihitung. Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi termasuk konduktivitas larutan, temperatur, dan potensial elektrode.

• 3. Apa dampak lingkungan dari elektrolisis NaCl?

Elektrolisis NaCl secara umum tidak memiliki dampak lingkungan langsung yang signifikan. Namun, proses ini memerlukan energi listrik, yang produksinya bisa berdampak lingkungan tergantung pada sumber energi yang digunakan. Selain itu, gas klorin beracun dan perlu ditangani dengan tepat untuk mencegah kebocoran dan paparan yang berbahaya.

• 4. Apakah ada aplikasi industri dari elektrolisis NaCl?

Ya, elektrolisis NaCl adalah proses industri yang penting untuk produksi berbagai bahan kimia, termasuk klorin, soda kaustik (NaOH), dan hidrogen.