Contoh Soal Deret Volta: Pahami Reaksi Redoks dan Elektrokimia

I. Soal Pilihan Ganda

1. Dalam Deret Volta, semakin ke kiri suatu unsur, sifatnya akan semakin…
   A. Mudah mengalami reduksi
   B. Sulit teroksidasi
   C. Merupakan oksidator kuat
   D. Merupakan reduktor kuat
   Penjelasan: Unsur di sebelah kiri dalam Deret Volta memiliki potensial reduksi standar yang lebih negatif, menunjukkan kecenderungan kuat untuk teroksidasi (melepas elektron) dan bertindak sebagai reduktor kuat.
2. Logam manakah di bawah ini yang paling mudah mengalami oksidasi?
   A. Ag
   B. Cu
   C. Mg
   D. Au
   Penjelasan: Magnesium (Mg) terletak paling kiri di antara pilihan-pilihan tersebut dalam Deret Volta, sehingga paling mudah teroksidasi.
3. Reaksi manakah yang dapat berlangsung secara spontan?
   A. Cu(s) + Zn²⁺(aq) → Cu²⁺(aq) + Zn(s)
   B. 2Ag(s) + Cu²⁺(aq) → 2Ag⁺(aq) + Cu(s)
   C. Mg(s) + 2H⁺(aq) → Mg²⁺(aq) + H₂(g)
   D. Fe(s) + Zn²⁺(aq) → Fe²⁺(aq) + Zn(s)
   Penjelasan: Reaksi spontan terjadi jika logam yang lebih reaktif (lebih kiri dalam Deret Volta) mereduksi ion logam yang kurang reaktif. Mg lebih reaktif daripada H, sehingga Mg dapat mereduksi H⁺.
4. Dalam sel galvani Zn|Zn²⁺||Cu²⁺|Cu, yang bertindak sebagai anoda adalah…
   A. Cu
   B. Cu²⁺
   C. Zn²⁺
   D. Zn
   Penjelasan: Anoda adalah elektroda tempat terjadinya oksidasi. Dalam Deret Volta, Zn terletak lebih kiri dari Cu, sehingga Zn lebih mudah teroksidasi dan bertindak sebagai anoda.
5. Jika E° Zn²⁺|Zn = -0,76 V dan E° Cu²⁺|Cu = +0,34 V, maka potensial standar sel (E° sel) untuk sel galvani Zn-Cu adalah…
   A. -1,10 V
   B. -0,42 V
   C. +0,42 V
   D. +1,10 V
   Penjelasan: E° sel = E° katoda – E° anoda. Cu adalah katoda (+0,34 V) dan Zn adalah anoda (-0,76 V). Jadi, E° sel = 0,34 – (-0,76) = 1,10 V.
6. Logam yang dapat bereaksi dengan larutan HCl untuk menghasilkan gas hidrogen adalah…
   A. Cu
   B. Ag
   C. Fe
   D. Au
   Penjelasan: Logam yang dapat bereaksi dengan asam dan menghasilkan H₂ adalah logam yang terletak di sebelah kiri H dalam Deret Volta. Fe berada di sebelah kiri H.
7. Urutan logam berikut yang menunjukkan peningkatan kereaktifan (dari kurang reaktif ke lebih reaktif) adalah…
   A. Au, Ag, Cu, Fe
   B. Ag, Cu, Fe, Zn
   C. Zn, Fe, Cu, Ag
   D. Fe, Cu, Ag, Au
   Penjelasan: Kereaktifan meningkat dari kanan ke kiri dalam Deret Volta. Urutan yang benar adalah Ag, Cu, Fe, Zn.
8. Pernyataan yang benar mengenai Deret Volta adalah…
   A. Semakin ke kanan, logam semakin mudah teroksidasi.
   B. Unsur H terletak di paling kiri deret.
   C. Logam di sebelah kiri H dapat mereduksi H⁺.
   D. Logam di sebelah kanan H adalah reduktor kuat.
   Penjelasan: Logam di sebelah kiri H memiliki potensial reduksi lebih negatif dari H, sehingga lebih mudah teroksidasi dan dapat mereduksi H⁺.
9. Proses korosi pada besi (Fe) dapat dipercepat jika besi bersentuhan langsung dengan logam…
   A. Zn
   B. Mg
   C. Cu
   D. Al
   Penjelasan: Korosi besi dipercepat jika bersentuhan dengan logam yang kurang reaktif (lebih kanan dalam Deret Volta) karena besi akan bertindak sebagai anoda dan lebih mudah teroksidasi. Cu lebih kanan dari Fe.
10. Dalam Deret Volta, logam yang paling stabil (paling sulit bereaksi) adalah…
    A. Na
    B. Zn
    C. Fe
    D. Au
    Penjelasan: Emas (Au) terletak paling kanan dalam Deret Volta, menunjukkan potensial reduksi paling positif dan paling sulit teroksidasi (paling stabil).
11. Logam manakah yang dapat melindungi besi dari korosi secara katodik?
    A. Ag
    B. Cu
    C. Mg
    D. Ni
    Penjelasan: Perlindungan katodik dilakukan dengan menghubungkan besi ke logam yang lebih reaktif (lebih kiri dalam Deret Volta) agar logam tersebut yang teroksidasi. Mg lebih reaktif dari Fe.
12. Jika suatu logam X dapat mereduksi ion Y²⁺, tetapi tidak dapat mereduksi ion Z²⁺, maka urutan kereaktifan dari yang paling reaktif adalah…
    A. X, Y, Z
    B. Y, X, Z
    C. X, Z, Y
    D. Z, X, Y
    Penjelasan: X dapat mereduksi Y²⁺ berarti X lebih reaktif dari Y. X tidak dapat mereduksi Z²⁺ berarti Z lebih reaktif dari X. Jadi urutan: Z > X > Y.
13. Nilai potensial reduksi standar (E°) untuk logam-logam dalam Deret Volta menunjukkan kecenderungan…
    A. Logam untuk melepas proton.
    B. Molekul untuk bereaksi dengan oksigen.
    C. Ion logam untuk menerima elektron.
    D. Atom logam untuk membentuk ikatan ionik.
    Penjelasan: Potensial reduksi standar mengukur kecenderungan suatu spesi untuk direduksi (menerima elektron).
14. Logam di sebelah kanan hidrogen dalam Deret Volta memiliki potensial reduksi standar…
    A. Negatif
    B. Sama dengan nol
    C. Positif
    D. Tidak dapat ditentukan
    Penjelasan: Hidrogen memiliki E° = 0 V. Logam di sebelah kanannya (Cu, Ag, Au, Pt) memiliki E° positif.
15. Manakah pasangan reaksi redoks berikut yang tidak spontan?
    A. Fe + Ni²⁺ → Fe²⁺ + Ni
    B. 2Al + 3Zn²⁺ → 2Al³⁺ + 3Zn
    C. Ag + Cu²⁺ → Ag⁺ + Cu
    D. Ni + 2H⁺ → Ni²⁺ + H₂
    Penjelasan: Reaksi tidak spontan jika logam yang kurang reaktif (lebih kanan dalam Deret Volta) mencoba mereduksi ion logam yang lebih reaktif. Ag lebih kanan dari Cu, sehingga Ag tidak dapat mereduksi Cu²⁺.
16. Dalam sel volta, elektron mengalir dari…
    A. Katoda ke anoda
    B. Anoda ke katoda
    C. Larutan elektrolit ke elektroda
    D. Jembatan garam ke elektroda
    Penjelasan: Elektron dilepaskan di anoda (oksidasi) dan mengalir melalui kawat eksternal ke katoda (reduksi).
17. Fungsi utama jembatan garam dalam sel galvani adalah…
    A. Menghasilkan listrik
    B. Menjaga kenetralan muatan listrik larutan
    C. Mengalirkan elektron
    D. Mencegah korosi
    Penjelasan: Jembatan garam berfungsi menyeimbangkan muatan ion dalam kedua setengah sel untuk menjaga kenetralan listrik dan memungkinkan aliran arus.
18. Jika logam A dapat melapisi logam B dari larutan garamnya, tetapi tidak dapat melapisi logam C dari larutan garamnya, maka urutan Deret Volta (dari kiri ke kanan) adalah…
    A. A, B, C
    B. B, A, C
    C. C, A, B
    D. B, C, A
    Penjelasan: A dapat melapisi B berarti A lebih reaktif dari B (A di kiri B). A tidak dapat melapisi C berarti C lebih reaktif dari A (C di kiri A). Jadi urutan C > A > B.
19. Potensial reduksi standar yang semakin positif menunjukkan bahwa spesi tersebut semakin mudah…
    A. Teroksidasi
    B. Tereduksi
    C. Kehilangan elektron
    D. Bertindak sebagai reduktor
    Penjelasan: Potensial reduksi positif yang tinggi berarti spesi tersebut memiliki kecenderungan kuat untuk menerima elektron dan tereduksi.
20. Logam yang berada di paling kiri dalam Deret Volta, seperti Litium (Li), memiliki karakteristik sebagai…
    A. Oksidator kuat dan sulit teroksidasi.
    B. Reduktor kuat dan mudah teroksidasi.
    C. Oksidator lemah dan mudah tereduksi.
    D. Reduktor lemah dan sulit tereduksi.
    Penjelasan: Logam di paling kiri memiliki E° paling negatif, sangat mudah teroksidasi dan merupakan reduktor yang sangat kuat.

II. Soal Jawaban Singkat

1. Jelaskan apa fungsi utama Deret Volta dalam elektrokimia!
   Jawaban: Fungsi utama Deret Volta adalah untuk memprediksi spontanitas suatu reaksi redoks, menentukan elektroda anoda dan katoda dalam sel galvani, serta menghitung potensial sel.
2. Bagaimana hubungan antara posisi suatu unsur dalam Deret Volta dengan kekuatan reduktornya?
   Jawaban: Semakin ke kiri posisi suatu unsur dalam Deret Volta, semakin mudah unsur tersebut mengalami oksidasi (melepas elektron), sehingga semakin kuat sifat reduktornya.
3. Mengapa logam seperti emas (Au) dan platina (Pt) disebut sebagai logam mulia dan sulit bereaksi?
   Jawaban: Emas dan Platina terletak di paling kanan dalam Deret Volta, yang berarti keduanya memiliki potensial reduksi standar yang sangat positif. Ini menunjukkan bahwa keduanya sangat sulit untuk teroksidasi dan memiliki kecenderungan rendah untuk bereaksi, sehingga disebut logam mulia.
4. Dalam sebuah sel galvani, jika kita memiliki elektroda Fe dan Ag, manakah yang akan bertindak sebagai anoda dan mengapa?
   Jawaban: Fe akan bertindak sebagai anoda. Dalam Deret Volta, Fe terletak lebih kiri dibandingkan Ag, menunjukkan bahwa Fe lebih mudah teroksidasi (melepas elektron) dibandingkan Ag. Anoda adalah tempat terjadinya oksidasi.
5. Sebutkan dua aplikasi penting dari konsep Deret Volta dalam kehidupan sehari-hari atau industri!
   Jawaban: Dua aplikasi penting antara lain: 1) Pembuatan baterai atau sel elektrokimia (misalnya baterai Zn-C, aki timbal). 2) Pencegahan korosi melalui perlindungan katodik.

III. Soal Esai

1. Jelaskan secara komprehensif apa yang dimaksud dengan Deret Volta, bagaimana urutan umumnya, dan tren sifat-sifat elektrokimia yang ditunjukkan oleh deret tersebut. Berikan contoh dua logam yang sangat berbeda posisinya dan jelaskan sifatnya berdasarkan deret tersebut.
   Jawaban: Deret Volta adalah susunan unsur-unsur logam berdasarkan potensial reduksi standar (E°) yang semakin meningkat dari kiri ke kanan. Urutan umum dimulai dari logam-logam yang sangat reaktif (mudah teroksidasi) di kiri, diikuti oleh hidrogen, dan diakhiri oleh logam-logam mulia (sulit teroksidasi) di kanan. Tren sifatnya adalah: semakin ke kiri, logam semakin mudah teroksidasi, merupakan reduktor semakin kuat, dan memiliki E° semakin negatif. Sebaliknya, semakin ke kanan, ion logam semakin mudah tereduksi, merupakan oksidator semakin kuat, dan memiliki E° semakin positif. Contoh: Litium (Li) berada di paling kiri, sangat mudah teroksidasi, merupakan reduktor sangat kuat. Emas (Au) berada di paling kanan, sangat sulit teroksidasi, merupakan reduktor sangat lemah, dan ionnya mudah tereduksi.
2. Bagaimana Deret Volta digunakan untuk memprediksi apakah suatu reaksi redoks dapat berlangsung secara spontan atau tidak? Berikan contoh reaksi antara logam Zn dengan larutan ion Cu²⁺, dan jelaskan spontanitasnya menggunakan Deret Volta.
   Jawaban: Suatu reaksi redoks dikatakan spontan jika logam yang lebih reaktif (berada di sebelah kiri dalam Deret Volta) mampu mereduksi ion dari logam yang kurang reaktif (berada di sebelah kanan). Dengan kata lain, logam yang E°-nya lebih negatif akan mengoksidasi diri sendiri dan mereduksi ion logam lain yang E°-nya lebih positif. Contoh: Reaksi Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s). Dalam Deret Volta, Zn (E° Zn²⁺|Zn = -0,76 V) berada di sebelah kiri Cu (E° Cu²⁺|Cu = +0,34 V). Ini berarti Zn lebih reaktif daripada Cu. Oleh karena itu, Zn dapat mereduksi ion Cu²⁺ menjadi Cu, dan Zn sendiri akan teroksidasi menjadi Zn²⁺. Reaksi ini berlangsung secara spontan.
3. Diskusikan aplikasi Deret Volta dalam fenomena korosi. Jelaskan bagaimana Deret Volta membantu kita memahami mengapa beberapa logam mudah berkarat dan bagaimana prinsip ini digunakan untuk mencegah korosi.
   Jawaban: Korosi adalah proses elektrokimia di mana logam mengalami oksidasi. Deret Volta sangat relevan dalam memahami korosi karena menunjukkan kecenderungan relatif logam untuk teroksidasi. Logam yang berada di sebelah kiri Deret Volta (E° negatif) akan lebih mudah teroksidasi dan oleh karena itu lebih rentan terhadap korosi dibandingkan logam yang berada di sebelah kanan. Misalnya, besi (Fe) yang berada di kiri H akan mudah berkarat, sedangkan emas (Au) di kanan H tidak. Prinsip ini digunakan dalam pencegahan korosi, terutama melalui perlindungan katodik (pengorbanan anoda). Logam yang lebih reaktif (lebih kiri dalam Deret Volta) dihubungkan dengan logam yang ingin dilindungi (misalnya Fe). Logam yang lebih reaktif akan bertindak sebagai anoda ‘korban’ dan teroksidasi, sementara logam yang dilindungi tetap menjadi katoda dan tidak berkarat. Contoh: perlindungan pipa besi dengan logam magnesium atau seng.
4. Rancang sebuah sel galvani sederhana menggunakan elektroda Aluminium (Al) dan Besi (Fe). Gambarkan diagram selnya (tidak perlu gambar fisik, cukup notasi sel), identifikasi anoda dan katoda, tulis reaksi pada masing-masing elektroda, dan tentukan arah aliran elektron.
   Diketahui E° Al³⁺|Al = -1,66 V dan E° Fe²⁺|Fe = -0,44 V.
   Jawaban:
   • Identifikasi Anoda dan Katoda: Al memiliki E° yang lebih negatif (-1,66 V) dibandingkan Fe (-0,44 V). Ini berarti Al lebih mudah teroksidasi, sehingga Al akan bertindak sebagai anoda dan Fe sebagai katoda.
   • Reaksi Elektroda:
     Anoda (Oksidasi): Al(s) → Al³⁺(aq) + 3e⁻
     Katoda (Reduksi): Fe²⁺(aq) + 2e⁻ → Fe(s)
   • Reaksi Sel Keseluruhan (setelah disetarakan):
     2Al(s) + 3Fe²⁺(aq) → 2Al³⁺(aq) + 3Fe(s)
   • Notasi Sel: Al(s) | Al³⁺(aq) || Fe²⁺(aq) | Fe(s)
   • Arah Aliran Elektron: Elektron akan mengalir dari anoda (Al) menuju katoda (Fe) melalui sirkuit eksternal.
5. Bandingkan dan kontraskan perilaku logam-logam yang terletak di sebelah kiri H dan logam-logam yang terletak di sebelah kanan H dalam Deret Volta ketika bereaksi dengan larutan asam kuat (misalnya HCl atau H₂SO₄ encer).
   Jawaban:
   • Logam di Sebelah Kiri H (misalnya Zn, Fe, Mg, Al): Logam-logam ini memiliki potensial reduksi standar yang lebih negatif daripada hidrogen (E° H⁺|H₂ = 0 V). Ini berarti mereka lebih mudah teroksidasi daripada H₂. Oleh karena itu, ketika bereaksi dengan larutan asam kuat, logam-logam ini akan mereduksi ion H⁺ dari asam menjadi gas hidrogen (H₂) dan logam itu sendiri akan teroksidasi menjadi ionnya. Contoh: Zn(s) + 2H⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + H₂(g). Reaksi ini berlangsung spontan.
   • Logam di Sebelah Kanan H (misalnya Cu, Ag, Au, Pt): Logam-logam ini memiliki potensial reduksi standar yang lebih positif daripada hidrogen. Ini menunjukkan bahwa mereka lebih sulit teroksidasi daripada H₂. Akibatnya, logam-logam ini tidak dapat mereduksi ion H⁺ dari larutan asam kuat encer. Mereka tidak akan bereaksi dengan asam kuat encer untuk menghasilkan gas hidrogen. Contoh: Cu(s) + HCl(aq) → Tidak Reaksi.

IV. Soal Menjodohkan

Jodohkan pernyataan di kolom kiri dengan istilah yang tepat di kolom kanan.

1. Kecenderungan suatu spesi untuk menerima elektron.
2. Elektroda tempat terjadinya oksidasi.
3. Deret yang mengurutkan unsur berdasarkan potensial reduksi standar.
4. Logam yang mudah teroksidasi dan bertindak sebagai ‘korban’ dalam pencegahan korosi.
5. Potensial sel untuk reaksi spontan.

Pilihan Jawaban:

• A. Anoda
• B. Potensial Reduksi
• C. Positif
• D. Deret Volta
• E. Perlindungan Katodik

Jawaban:

1. Kecenderungan suatu spesi untuk menerima elektron. → B. Potensial Reduksi
2. Elektroda tempat terjadinya oksidasi. → A. Anoda
3. Deret yang mengurutkan unsur berdasarkan potensial reduksi standar. → D. Deret Volta
4. Logam yang mudah teroksidasi dan bertindak sebagai ‘korban’ dalam pencegahan korosi. → E. Perlindungan Katodik
5. Potensial sel untuk reaksi spontan. → C. Positif