Pembahasan Soal KSM 2018

Pembahasan Soal KSM 2018

1.      Minuman keras diharamkan dalam ajaran agama Islam, karena mengandung etanol dengan kadar yang membuat orang kehilangan kesadaran, kerusakan hati, ginjal dan mengganggu sistem metabolisme tubuh. Kadar etanol dalam darah dapat dianalisis berdasarkan reaksi berikut ini:
C₂H₅OH (aq) + Cr₂O₇^2–(aq) + H⁺(aq) → CO₂(g) + Cr³⁺(aq) + H₂O(l) (reaksi belum setara)

Apabila 10,002 g sampel darah direaksikan dengan 8,76 ml larutan K₂Cr₂O₇ 0,0499 M, maka % massa alkohol yang terkandung dalam darah adalah …
(A) 0,01
(B) 0,05
(C) 0,08
(D) 0,10

 

Pembahasan :

Pada soal ini terjadi reaksi redoks:
Reduksi: 2Cr₂O₇^2– + 28H⁺ + 12e^– → 4Cr³⁺ + 14H₂O
Oksidasi: C₂H₅OH + 3H₂O → 2CO₂ + 12H⁺ + 12e^–
Reaksi redoks:
2Cr₂O₇^2– + 16H⁺ + C₂H₅OH → 4Cr³⁺ + 11H₂O + 2CO₂
Jumlah Cr₂O₇^2– = 8,76 mL × 0,0499 M = 0,437 mmol
Berdasarkan perbandingan koefisien setara:
Jumlah C₂H₅OH : Jumlah Cr₂O₇^2– = 1 : 2
Jumlah C₂H₅OH : 0,437 mmol = 1 : 2
Jumlah C₂H₅OH = ½ × 0,437 mmol
Jumlah C₂H₅OH = 0,2185 mmol
Jumlah C₂H₅OH ≈ 2,185 × 10^–4 mol
Massa C₂H₅OH = jumlah C₂H₅OH × massa molar C₂H₅OH
Massa C₂H₅OH = 2,185×10^–4 mol × 46 g/mol
Massa C₂H₅OH = 0,010051 g
Massa C₂H₅OH ≈ 0,01 g
% massa alkohol dalam sampel = (0,01 g : 10,002 g) × 100%
% massa alkohol dalam sampel ≈ 0,1 %

2.      Dalam al-Quran Surah al-Hadid ayat 25, Allah menjelaskan tentang manfaat dan penciptaan besi. Ilmuwan berhasil mengungkap bahwa logam besi berasal dari ledakan bintang-bintang di luar angkasa dan akibat gaya gravitasi turun ke bumi. Manusia memanfaatkan logam besi setelah melalui proses pengolahan mineral besi magnetit (Fe₃O₄), yaitu berdasarkan persamaan reaksi (belum setara):
Fe₃O₄ (s) + CO (g) → Fe (s) + CO₂ (g).
Jika ingin diperoleh 5 kg besi dengan efisiensi 88%, fungsi CO dan kg massa magnetit yang diperlukan adalah ...
(A) oksidator, 6,1
(B) oksidator, 7,9
(C) reduktor, 6,1
(D) reduktor, 7,9

 

Pembahasan :

Reaksi redoks setara yang terjadi:
Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂
 Efisiensi 88% = 5 kg Fe =
→ Jika efisiensi 100% = 5 : 0,88 = 5,682 kg
5,682 kg Fe = 5.682 g : 56 g/mol = 101,46 mol
Jumlah Fe₃O₄ = 1/3 × 101,46 mol
Jumlah Fe₃O₄ = 33,83 mol
massa Fe₃O₄ = jumlah Fe₃O₄ × (massa molar Fe₃O₄)
massa Fe₃O₄ = 33,83 mol × 232 g/mol
massa Fe₃O₄ = 7848.56 g
massa Fe₃O₄ ≈ 7,9 kg
Pada reaksi tersebut CO mengalami reaksi oksidasi dan menyebabkan Fe₃O₄ mengalami reduksi, maka peran CO adalah sebagai reduktor.

3.      Seorang muslim harus memiliki kebiasaan yang teratur, termasuk pengaturan waktu makan. Apabila sering terlambat makan, lambung terasa perih. Untuk mengatasinya digunakan Antacid yang mengandung bahan aktif magnesium hidroxide, Mg(OH)₂. Zat tersebut bereaksi dengan asam lambung (HCl) menghasilkan magnesium klorida (MgCl₂) dan air. Massa Mg(OH)₂ diperlukan untuk bereaksi dengan 0,30 g HCl adalah ....
(A) 0,188
(B) 0,240
(C) 0,375
(D) 0,480

 

Pembahasan :

Reaksi setara:
Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O
Jumlah HCl = 0,30 g : 36,5 g/mol
Jumlah HCl = 0,00822 mol
Jumlah Mg(OH)₂ = ½ jumlah HCl
Jumlah Mg(OH)₂ = ½ × 0,00822 mol
Jumlah Mg(OH)₂ = 0,00411 mol
Massa Mg(OH)₂ = jumlah Mg(OH)₂ × massa molar Mg(OH)₂
Massa Mg(OH)₂ = 0,00411 mol × 58 g/mol
Massa Mg(OH)₂ = 0,023838 g
Massa Mg(OH)₂ ≈ 0,240 g

4.       Oleh karena kecerobohan, limbah buangan pabrik yang mengandung logam berat dapat terbuang ke dalam air sungai. Salah satu prosedur yang dilakukan untuk menentukan level merkuri suatu sampel, melibatkan reduksi ion Hg²⁺ menjadi unsur Hg menggunakan ion Sn²⁺.
Jika diketahui potensial reduksi standar
Hg²⁺/Hg = 0,851 V
Sn⁴⁺/Sn²⁺ = 0,154 V,
tetapan kesetimbangan reaksi: Sn²⁺ (aq) + Hg²⁺ (aq) ⇌ Sn⁴⁺(aq) + Hg (s)
adalah ….
(A) 1,07 × 10^–11
(B) 1,07 × 10¹¹
(C) 3,16 × 10^–23
(D) 3,16 × 10²³

Pembahasan :
Soal ini dapat diselesaikan dengan persamaan Nersnt:
E_sel = E⁰_sel – 0,0592/n × log(K)
E_sel pada saat kesetimbangan = 0 sehingga
nE⁰_sel = 0,0592/n × log(K)
log(K) = (n.E⁰_sel): 0,0592
oksidasi: Sn²⁺ (aq) ⇌ Sn⁴⁺(aq) + 2e^–
reduksi: Hg²⁺ (aq) + 2e^– ⇌ Hg (s)
Redoks: Sn²⁺ (aq) + Hg²⁺ (aq) ⇌ Sn⁴⁺(aq) + Hg (s)
E⁰_sel = (0,851 – 0,154) V
E⁰_sel = 0,697 V
Transfer elektron yang terjadi (n) = 2
log(K) = (n.E⁰_sel) : 0,0592
log(K) = (2 × 0,697) : 0,0592
log(K) = 23,547
Untuk memudahkan hitungan log (K) boleh dibulatkan menjadi 23,5 saja
log(K) = 23,5
log(K) = 0,5 + 23
K = 10^0,5 × 10²³
K = 3,16 × 10²³

5.      Quinone merupakan molekul yang terlibat dalam proses fotosintesis yang penting untuk menunjang kehidupan manusia di bumi. Transport elektron dimediasi oleh quinon yang memungkinkan tanaman mengambil air, karbon dioksida dan energi matahari dari alam untuk menghasilkan glukosa. Dalam suatu analisis, 0,1964 g sampel quinon (C₆H₄O₂) dibakar dalam kalorimeter bom dengan kapasitas panas 1,56 kJ/^oC, sehingga suhu naik sebesar 3,2^oC. Energi pembakaran quinon untuk setiap gram/mol adalah …..
(A) –2,48
(B) –25 kJ
(C) +25 kJ
(D) –254,175 kJ

Pembahasan :
Q_reaksi = –(Q_kalorimeter)
Q_reaksi = –(C.∆T)
Q_reaksi = –(1,56 kJ/^oC × 3,2^oC)
Q_reaksi = –4,992 kJ
Ini adalah kalor pembakaran untuk setiap 0,1964 g C₆H₄O₂
Untuk setiap gram C₆H₄O₂ = –4,992 kJ : 0,1964 g
Untuk setiap gram C₆H₄O₂ = –25,42 kJ/g

6.      Kebersihan merupakan sebagian dari iman. Baju yang kotor karena noda membandel atau menempelnya warna yang tak diinginkan dapat dibersihkan dengan Clorox. Clorox mengandung hipoklorit yang bersifat racun. Ibrahim melakukan analisis iodometri untuk menentukan persentase massa hipoklorit dalam 1,356 g sampel Clorox. Diketahui reaksi yang terjadi sebagai berikut (belum setara) :
OCl^–(aq) + 2H⁺(aq) + 2I^–(aq) → I₂(g) + Cl^–(aq) + H₂O(l)

I₂(g) + 2S₂O₃^2–(aq) → S₄O₆^2–(aq) + 2I^–(aq)
Jika pada analisis digunakan 19,50 mL larutan 0,100 M Na₂S₂O₃, persentase massa NaOCl dalam pemutih adalah ....
(A) 2,68 %
(B) 3,70 %
(C) 5,35 %
(D) 10,70 %

Pembahasan :
Penjumlah reaksi yang terjadi:
OCl^–(aq) + 2H⁺(aq) + 2I^–(aq) → I₂(g) + Cl^–(aq) + H₂O(l)
I₂(g) + 2S₂O₃^2–(aq) → S₄O₆^2–(aq)+ 2I^–(aq)
Reaksi setara:
OCl^– + 2H⁺ + 2S₂O₃^2– → Cl^– + H₂O + S₄O₆^2–
Jumlah Na₂S₂O₃ = 19,50 mL x. 0,1 M = 1,95 mmol
Jumlah NaOCl = ½ × jumlah Na₂S₂O₃
Jumlah NaOCl = ½ × 1,95 mmol
Jumlah NaOCl = 0,975 mmol
Jumlah NaOCl = 9,75×10^–4 mol
Massa NaOCl = jumlah NaOCl × massa molar NaOCl
Massa NaOCl = 9,75×10^–4 mol × (23+16+35,5) g/mol
Massa NaOCl = 9,75×10^–4 mol × 74,5 g/mol
Massa NaOCl = 726,375×10^–4 g
Massa NaOCl = 0,0726 g
% massa NaOCl dalam pemutih = (massa NaOCl : massa sampel) × 100%
% massa NaOCl dalam pemutih = (0,0726 g : 1,356 g) × 100%
% massa NaOCl dalam pemutih = 5,354% ≈ 5,35%
Jadi persentase massa NaOCl dalam sampel sebesar 5,35%

7.      Di stratosfer, lapisan ozon melindungi bumi dari radiasi sinar ultraviolet yang berlebihan. Namun akibat aktivitas manusia yang mengganggu keseimbangan alam. Ozon di troposfer menjadi polutan udara yang berbahaya. Pada suhu tinggi, molekul ozon dapat mengalami penguraian dengan persamaan reaksi:
2O₃ (g) → 3O₂ (g)
Reaksi itu terjadi melalui dua tahap mekanisme reaksi, yaitu:
Tahap 1 : O₃ (g) ⇌ O₂ (g) + O (g) cepat
Tahap 2 : O₃ (g) + O (g) → 2O₂ (g) lambat
Penurunan hukum laju yang sesuai dengan mekanisme tersebut adalah ....
(A) −Δ[O₃]/Δt = k[O₃]²
(B) −Δ[O₃]/Δt = k[O₃]/[O]²
(C) −Δ[O₃]/Δt = k[O₃]²/[O₂]
(D) −Δ[O₃]/Δt = k[O₃]²/[O]³

Pembahasan :
Laju reaksi hanya ditentukan oleh tahap lambat, dalam hal ini tahap 2.
Laju berkurangnya [O₃] setiap satuan waktu dapat dinyatakan −Δ[O₃]/Δt = k[O₃]²/[O₂]
Detail pembahasan:
Pernyataan laju reaksi pada tahap lambat:
r = −Δ[O₃]/Δt = −Δ[O]/Δt  = +Δ[O₂]/2Δt
Kesetimbangan pada tahap cepat berlaku
K = [O₂][O]/[O₃]
K[O₃] = [O₂][O]
[O] = K[O₃]/[O₂]
Pada tahap lambat berlaku:
r = k[O₃][O]
r = k[O₃] K[O₃]/[O₂]
r = k.K[O₃] [O₃]/[O₂]
r = k.K[O₃]²/[O₂]
k = k.K dan r = −Δ[O₃]/Δt = −Δ[O]/Δt  = +Δ[O₂]/2Δt
r = k.K[O₃]²/[O₂]
−Δ[𝑂₃]/Δt = k[O₃]²/[O₂]

8.      Asam sianida bersifat racun terhadap tubuh manusia. Campuran asam sianida dengan basa konjugatnya dengan konsentrasi sama mengalami kesetimbangan reaksi:
HCN(aq) + H₂O(l) ⇄ CN⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Apabila ditambahkan setetes larutan asam klorida, maka ....

1. Ion H₃O⁺ dari larutan HCl bereaksi dengan CN⁻, reaksi bergeser ke arah reaktan, sehingga; [HCN] turun, [CN⁻] bertambah untuk mengimbangi kelebihan ion H₃O⁺
2. Ion H₃O⁺ dari larutan HCl bereaksi dengan CN⁻, reaksi bergeser ke arah reaktan ; [HCN] bertambah, [CN⁻] turun, sedangkan ion H₃O⁺ tetap
3. Ion H₃O⁺ dari larutan HCl bereaksi dengan CN⁻, reaksi bergeser ke arah produk sehingga; [HCN] < [CN⁻]
4. Penambahan ion H₃O⁺ dari larutan HCl tidak mengubah pH larutan, karena [HCN] = [CN⁻]

Pembahasan :
Dalam sistem kesetimbangaa terdapat spesi: HCN, H₂O, CN⁻, H₃O⁺
Bila ditambahkan sedikit HCl maka akan terjadi reaksi antara HCl(aq) dengan basa konjugat (CN⁻). Dalam larutan HCl yang dapat bereaksi adalah spesi H⁺ atau H₃O⁺.

Reaksinya: H₃O⁺(aq) + CN^–(aq) → HCN(aq) + H₂O(l)

Dari reaksi ini tampak bahwa [CN⁻] berkurang karena berubah menjadi HCN, dengan kata lain [HCN] bertambah. Karena H₃O⁺ yang bereaksi dengan CN^– berasal dari larutan HCl maka ion H₃O⁺ pada sistem kesetimbangan sebelumnya tidak berubah. Secara keseluruhan maka reaksi bergeser ke arah kiri atau ke arah reaktan.
Jawaban yang tepat B.

9.      Allah melimpahkan kekayaan alam berupa logam-logam yang terkandung dalam lautan dan tanah. Proses elektrolisis dapat dimanfaatkan untuk pelapisan atau pemurnian berbagai logam.
Dalam sebuah percobaan, sejumlah arus yang sama selama 20 menit dilewatkan ke dalam tiga buah sel elektrolisis dihubungkan secara seri. Pada sel A, 0,0234 g Ag dihasilkan dari larutan AgNO₃ (aq); sel B mengandung Cu(NO₃)₂ (aq); sel C mengandung Al(NO₃)₃. Massa Cu dan Al yang dihasilkan dari sel B dan sel C berturut-turut adalah ….
(A) 0,039 g ; 0,0104 g
(B) 0,0139 g ; 0,0325 g
(C) 0,0069 g ; 0,00195 g
(D) 0,0073 g ; 0,0173 g

Pembahasan :
Pada soal ini berlaku hukum Faraday II.
Pada soal ini ion logam-logam yang dielektrolisis “dianggap” tereduksi menghasilkan logamnya masing-masing.
Sel A: Ag⁺ + e^– → Ag
Sel B: Cu²⁺ + 2e^– → Cu
Sel C: Al³⁺ + 3e^– → Al
m Ag : m Cu = Ar Ag/1 : Ar Cu/2
0,0234 g : m Cu = 108/1 : 63,5/2
0,0234 g : m Cu = 3,40
m Cu = 0,0234 g : 3,40
m Cu = 0,00688 g ≈ 0,0069 g
m Ag : m Al = Ar Ag/1 : Ar Al/3
0,0234 g : m Al = 108/1 : 27/3
0,0234 g : m Al = 12
m Al = 0,0234 g : 12
m Al = 0,00195 g
Alternatif jawaban yang sesuai (C)

10.  Berbagai gas di alam telah ada sejak awal kehidupan. Namun gas hidrogen sangat reaktif, sehingga keberadaannya di alam tidak dalam bentuk bebas. Atom hidrogen yang menangkap elektron membentuk ion hidrida. Apabila ion hidrida bereaksi dengan air, maka akan menghasilkan …
(A) larutan bersifat asam dan gas hidrogen
(B) larutan bersifat asam dan gas oksigen
(C) larutan bersifat basa dan gas hidrogen
(D) larutan bersifat basa dan gas oksigen

Pembahasan :
Ion hidrida (H^–)
Reaksi ion hidrida dengan air
H^– + H₂O → H^– + H⁺ + OH^– → H₂ + OH^–
Karena menghasilkan ion OH^– maka larutan bersifat basa dan tampak pada persamaan reaksi menghasilkan gas H₂ hasil reaksi H^– + H⁺
Jawaban yang tepat (C)

11.  Kotoran hewan, sayuran dan buah-buahan busuk dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan, yaitu biogas. Proses fermentasi limbah organik tersebut menghasilkan gas metana. Kalor pembakaran gas metana ditentukan dengan metode kalorimetri. Sebanyak 0,16 g gas metana (CH₄) digunakan sebagai bahan bakar untuk menaikan suhu 1 L air dari 25 ^oC menjadi 26,56 ^oC. Reaksi yang terjadi:
CH₄ (g) + O₂ (g) → CO₂(g) + 2H₂O(g).
Kapasitas kalor kalorimeter = 958 J ^oC dan kalor jenis air 4,18 J ∕g ^oC.
Kalor pembakaran (kJ) untuk setiap 1 mol gas metana adalah ....
(A) –801,4
(B) +801,4
(C) –1494
(D) +1494

Pembahasan :
Q_reaksi = –(Q_air + Q_kalorimeter)
Q_reaksi = –(m.c.∆T + C.∆T)
Q_reaksi = –(1000 g × 4,28 J/g.^oC × (26,56 – 25) ^oC + 958 J ^oC × (26,56 – 25) ^oC)
Q_reaksi = –(6520,80 + 1494.48 ) J
Q_reaksi = –8015,28 J
Q_reaksi = –8,01528 kJ
Ini adalah kalor pembakaran untuk setiap 0,16 g CH₄ atau setiap 0,16/16 mol atau 0,01 mol CH₄
Jadi kalor pembakaran untuk setiap mol CH₄ = –8,01528 kJ : 0,01 mol = –801,528 kJ/mol

12.  Penggunaan bahan bakar fosil selain meningkatkan kadar gas CO₂, memicu terjadinya polutan udara berupa senyawa oksida nitrogen yang berbahaya bagi kesehatan. Dibanding dengan senyawa oksida nitrogen lain, dinitrogen pentaoksida hanya sedikit terdapat di udara, karena mudah terurai menjadi dinitrogen tetraoksida dan oksigen, menurut persamaan reaksi: 2N₂O₅ (g) → 2N₂O₄ (g) + O₂ (g)
Berikut ini data hasil studi kinetik penguraian N₂O₅ yang dilakukan pada suhu tertentu:

Waktu (s)	[N2O5] (M)	ln [N2O5]
0,0	0,1000	- 2,303
50.0	0,0707	- 2,649
100,0	0,0500	- 2,996
200,0	0,0250	- 3,689
300,0	0,0125	- 4,382
400,0	0,00625	- 5,075

Jika diasumsikan penguraian N₂O₅ termasuk reaksi orde kesatu, maka nilai konstanta laju reaksi (k) adalah …
(A) 0,0001875 s^–1
(B) 0,00625 s^–1
(C) 0,00693 s^–1
(D) 0,03689 s^–1

 

Pembahasan :
Pada reaksi orde kesatu maka akan berlaku:
ln[N₂O₅] = –kt + ln[N₂O₅]₀
Boleh menggunakan data yang manapun, misal data diambil pada waktu t = 50 s
ln[0,0707] = –k.50 + ln[0,1000]
ln[0,0707] = –k.50 + ln[0,1000]
–2,649 = –k.50 + (–2,303)
–2,649 = –k.50 – 2,303
k.50 = 0,346
k = 0,346 : 50
k = 0,00693 s^–1

13.  Sekitar 1 dari 20 batuan meteorit yang jatuh ke bumi mengandung sejumlah senyawa organik. Para ilmuwan menyelidiki senyawa organik yang menjadi molekul pembangun kehidupan di bumi kemungkinan berasal dari angkasa luar. Salah satu metode penentuan komposisi dan rumus senyawa adalah dengan metode reaksi pembakaran. Pada suatu eksperimen, telah dibakar dalam oksigen berlebih 3,795 mg cairan suatu sampel menghasilkan 9,708 mg CO₂ dan 3,969 mg H₂O. Penyelidikan dilanjutkan dengan menguapkan sebanyak 0,205 g sampel pada suhu 200^oC dan tekanan 1 atm, sehingga menghasilkan 89,8 mL uap cairan. Rumus kimia senyawa tersebut adalah …
(A) C₃H₅O₂
(B) C₅H₁₀O
(C) C₅H₈O₂
(D) C₁₀H₂₀O₂

Pembahasan : 
Pada soal ini tidak diberikan tabel periodik unsur yang diperlukan, siswa mungkin dianggap sudah hafal Ar setiap unsur atau pembuat soal lupa melampirkannya. Soal ini sesungguhnya diambil dari buku teks kimia (Raymond Chang) yang kemudian di bumbui sedikit sehingga seolah terintegrasi.
Pertama, hitung jumlah masing-masing unsur
Unsur C dalam CO₂
Setiap 1 mol CO₂ terdapat 1 mol unsur C
n CO₂ = massa CO₂ : massa molar CO₂
Massa CO₂ = 9,708 mg = 9,708×10^–3 g
n CO₂ = 9,708×10^–3 g : 44 g/mol
n CO₂ = 2,206×10^–4 mol
Karena jumlah C sebanding dengan jumlah CO₂ maka:
n C = 2,206 × 10^–4 mol
Unsur H dalam H₂O
Setiap 1 mol H₂O terdapat 2 mol unsur C
n H₂O = massa H₂O : massa molar H₂O
Massa H₂O = 3,969 mg = 3,969 × 10^–3 g
n H₂O = 3,969 × 10^–3 g : 18 g/mol
n H₂O = 2,205 × 10^–4 mol
Karena jumlah H sebanding dengan 2 kali jumlah H₂O maka:
n H = 2 × 2,205 × 10^–4 mol
n H = 4,410 × 10^–4 mol
Untuk menghitung jumlah O maka dihitung dengan cara mengurangkan massa cairan dengan massa C dan massa H.
massa C = 2,206 × 10^–4 mol × 12 g/mol = 26,472 × 10^–4 g = 2,6472 mg
massa H = 4,410 × 10^–4 mol × 1 g/mol = 4,41 × 10^–4 g = 0,441 mg

Massa O = 3,795 mg – (2,6472 mg + 0,441 mg)
Massa O = 0,7068 mg = 7,068 × 10^–4 gn O = 7,068 × 10^–4 g : 16 g/mol
n O = 4,42 × 10^–5 mol
Kedua, hitung perbandingan jumlah mol C : jumlah mol H : jumlah mol O
Tentukan perbandingan jumlah mol C : jumlah mol H : jumlah mol O
Perbandingan C : H : O = 2,206 × 10^–4 mol : 4,410 × 10^–4 mol : 4,42 × 10^–5 mol
(bagi dengan angka terkecil)
Perbandingan C : H : O = 5 : 10 : 1
(hasil pembulatan menjadi bilangan bulat).
Diperoleh rumus empiris C₅H₁₀O
Ketiga, tentukan massa molar untuk menentukan rumus kimianya.
n = PV : RT
n = (1 atm × 0,0898 L) : (0,0821 L.atm/K.mol × (273+200)K
n = 0,00231 mol
massa molar (C₅H₁₀O)n = 0,205 : 0,00231 = 88,71 g/mol
(C₅H₁₀O)n = 88,71 g/mol
(12×5 + 1×10 + 16)n = 88,71
86.n = 88,71
n = 1,031 1
Jadi rumus kimia yang tepat adalah C₅H₁₀O

14.  Kapasitas baterai ion lithium yang digunakan dalam kamera digital adalah 3,4 W.Jam pada 3,6 V. Massa ion Li+ (dalam gram) yang harus bermigrasi dari anode ke katode agar menghasilkan energi listrik sebanyak itu adalah …
(A) 0,24
(B) 0,47
(C) 0,51
(D) 0,68

Pembahasan :
Pertama, hitung arus listrik yang digunakan selama 1 jam
Soal ini menerapkan konsep elektrokimia, serta hukum Ohm (W = V × I) dengan W adalah daya/energi listrik (watt), V adalah tegangan listrik (volt), dan I adalah kuat arus (ampere)
Arus yang digunakan selama 1 jam → I = W/V → I = 3,4 watt : 3,6 volt = 0,944 ampere.
Kedua, hitung muatan listri yang digunakan selama 1 jam atau 3600 detik
Q = I × t
Q = 0,944 ampere × 3.600 detik
Q = 3.399,84 Coulomb ≈ 3.400 coulomb
Ketiga, hitung jumlah elektron yang mengalir
Jumlah elektron = Q : 96,500 = 3.400 coulomb : 96.500 = 0,035 mol
Berdasarkan reaksi yang terjadi Li⁺ + e^– → Li
bahwa jumlah Li⁺ yang bermigrasi setara dengan jumlah elektron dan setara dengan Li, maka
Jumlah Li = jumlah elektron
Jumlah Li = 0,035 mol
Massa Li = jumlah Li × massa molar Li
Massa Li = 0,035 mol × 6,9 g/mol = 0,2415 g ≈ 0,24 g