Menentukan kekonduksian elektrolit

UNIVERSITI MALAYSIA SABAH

MENGENALPASTI KEKUATAN SUATU LARUTAN ELEKTROLIT DENGAN

MENGGUNAKAN PERALATAN X-PLORER PASCO

DISEDIAKAN OLEH:

NAMA : RUSLAN BIN MAPEALA

1

Tajuk Eksperimen:

Mengenalpasti kekuatan suatu elektrolit dengan menggunakan set PASCO

Tujuan Eksperimen :

i. Mengenalpasti sama ada suatu larutan adalah elektrolit atau bukan

elektrolit.

ii. Mengenalpasti kekuatan suatu elektrolit.

iii. Menentukan apakah hubungan di antara nilai kekonduksian dengan

nilai arus elektrik

iv. Meningkatkan kemahiran manipulatif pelajar.

v. Meningkatkan kemahiran kognitif pelajar.

Pernyataan masalah :

Bagaimana mengenalpasti kekuatan suatu elektrolit atau bukan elektrolit

berdasarkan nilai kekonduksian dan jumlah arus elektrik.

Pembolehubah dimanipulasikan : Jenis larutan

Pembolehubah bergerakbalas : Nilai kekondukisan dan nilai arus elektrik

Pembolehubah dimalarkan : Kepekatan larutan

Bahan:

Larutan 100cm3 asid etanoik 0.1 mol dm-3, 100cm3 larutan kalium dikromat (VII)

0.1 mol dm-3, 100cm3 asid sulfurik 0.1 mol dm-3, 100cm3 kuprum (II) sulfat 0.1

mol dm-3, 100cm3 larutan ammonia 0.1 mol dm-3, 100cm3 air suling dan 100cm3

air paip.

Radas:

2

Set PASCO Lab Equipment, 7 bikar berisipadu 200 ml, pengesan kekonduksian,

pengesan arus elektrik.

Langkah berjaga-jaga:

i. Pastikan alat pengesan kekonduksian dan pengesan arus telah disetkan

mengikut tahap kepekaan yang betul.

ii. Pastikan penyediaan larutan adalah memenuhi standard piawai.

iii. Pastikan eksperimen dilakukan di kawasan yang berudara tenang.

iv. Pengesan tidak menyentuh dasar bikar.

v. Pengesan dibasuh dengan menggunakan air suling setiap kali digunakan

dengan larutan yang lain.

Latar belakang eksperimen :

Penggunaan pengesan kekonduksian dalam eksperimen ini adalah untuk

mengetahui nilai kekonduksian suatu larutan atau elektrolit yang seterusnya

boleh digunakan untuk mengetahui kekuatan suatu elektrolit. Manakala

penggunaan pengesan arus elektrik pula digunakan untuk menentukan sama

ada nilai kekonduksian yang tinggi akan memberi nilai arus elektrik yang juga

tinggi. Ini bertujuan untuk melihat sama ada terdapat hubungan secara

langsung atau songsang di antara kekonduksian dengan arus elektrik.

Elektrolit merupakan bahan yang mengkonduksiakan arus elektrik dalam

keadaan cecair (leburan) atau dalam larutan akueus seperti leburan plumbum(II)

bromida, kalium iodida dan aluminium oksida, larutan akueus kuprum (II) sulfat,

larutan akueus natrium klorida dan larutan akueus kalium nitrat.

Bukan elektrolit merupakan bahan yang tidak mengkonduksikan arus elektrik

walaupun dalam keadaan leburan atau dalam larutan akueus seperti leburan

sulfur, naftalena, larutan glukosa dan larutan iodida.

Semasa pengaliran elektrik, elektolit mengalami perubahan kimia iaitu elektrolit

diuraikan kepada unsur-unsurnya. Keadaan di mana arus elektrik boleh mengalir

3

di kenali dengan kekonduksian elektrik. Kekonduksian elektrik adalah

keadaan dimana sesuatu bahan mempunyai elektron bebas bergerak dalam

leburan sebatian ion atau larutan akueus.

Kekonduksian juga bergantung kepada kadar pengionan. Kekonduksian yang

tinggi apabila berlaku jika pengionan penuh yang menghasilkan ektrolit kuat.

Manakala kekonduksian yang rendah menunjukkan pengionan separa berlaku

yang menghasilkan elektrolit lemah.

Kekuatan elektrolit adalah kebolehan sesuatu bahan untuk mengion atau terurai

dalam larutan untuk membentuk ion-ion.

Persamaan di bawah menunjukkan keadaan tersebut:

Pengionan lengkap/elektrolit kuat:

HCl (ak) + H2O (ce) H3O+ (ak) + Cl- (ak)

Ketika pengionan lengkap, semua molekul asid hidroklorik terurai kepada ion

hidroksonium dan ion klorida.

Pengionan separa/elektrolit lemah

NH3(ce) + H2O (ce) NH4(ak) + OH- (ce)

Ketika pengionan separa, hanya sebahagian molekul ammonia terurai kepada ion ammonium dan ion hidroksida.

4

Prosedur :Langkah/ Gambar Penerangan

Langkah 1:

Sediakan 100 ml larutan dengan kepekatan yang sama iaitu 0.1 mol dm-3 setiap satu bagi kuprum (II) sulfat, kalium dikromat (VII), asid sulfurik, asid etanoik, air paip dan air suling.

Langkah 2:

Dengan merujuk kepada manual PASCO, setkan peralatan PASCO bersama komputer yang telah di “install” dengan perisian PASCO untuk merekodkan data

6

Langkah 3

Pasangkan pengesan kekonduksian pada mesin PASCO bagi mendapatkan data yang telah disambung dengan komputer.

Langkah 4

Celupkan pengesan kekonduksian ke dalam bikar yang berisi larutan CUSO4 tersebut dan rekodkan bacaan. Ulang langkah ini dengan larutan yang lain.

Langkah 5

Ulang langkah 3 dan 4 dengan susunan radas sepeti rajah di sebelah dengan mencelupkan pengesan arus elektrik ke dalam larutan CuSO4. Rekodkan pemerhatian anda. Ulang langkah ini dengan larutan yang lain.

Keputusan:GAMBAR RAJAH SUSUNAN RADAS ASID SULFURIK

Mengesan kekonduksian Mengesan arus elektrik

7

PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai kekonduksian larutan asid sulfurik, H2SO4

ialah 50049 (10XµS /cm).

PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai arus larutan asid sulfurik, H2SO4

ialah 0.10A.

GAMBAR RAJAH SUSUNAN RADAS LARUTAN ASID ETANOIK

Mengesan Kekonduksian Mengesan arus elektrik

PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai kekonduksian larutan asid etanoik, CH3CO2H


PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai arus larutan asid etanoik, CH3CO2H

ialah 0.00 A.

GAMBAR RAJAH SUSUNAN RADAS LARUTAN KUPRUM (II) SULFAT


PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai

PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai arus larutan

8

kekonduksian larutan kuprum (II)sulfat, CUSO4

ialah 20 166 (10XµS /cm).

kuprum (II) sulfat, CuSO4 ialah 0.05A.

GAMBAR RAJAH SUSUNAN RADAS LARUTAN AMMONIA

Mengesan kekonduksian elektrik Mengesan arus elektrik

PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai kekonduksian larutan ammonia, NH3

ialah 1294 (10XµS /cm ).

PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai arus larutan ammonia, NH3

ialah 0.00 A.

GAMBAR RAJAH SUSUNAN RADAS LARUTAN KALIUM DIKROMAT (VII)


9

PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai kekonduksian larutan kalium dikromat (VII), KMnO4


PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai arus larutan asid kalium dikromat (VII), KMnO4

ialah 0.01A.

GAMBAR RAJAH SUSUNAN RADAS AIR SULING


PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai kekonduksian air suling, H2O


PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai arus air suling, H2O

ialah 0.00 A

GAMBAR RAJAH SUSUNAN RADAS AIR PAIP


PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai kekonduksian

PEMERHATIANBacaan menunjukkan nilai arusair

10

bagi air paip, H2O ialah 98 (10XµS /cm). paip, H2O

ialah 0.00 A

Keputusan :

Jenis LarutanCiri

Kekuatan elektrolit

Nilai kekonduksian

Nilai arus elektrik

Asid sulfurik Kuat 50 049 0.10

Kuprum (II) sulfat Kuat 20 166 0.05

Kalium dikromat (VII)

Kuat 8031 0.01

Ammonia Lemah 1294 0.00

Asid etanoik Lemah 375 0.00

Air paip Lemah 98 0.00

Air suling Bukan elektrolit 0 0.00

Perbincangan :

Asid sulfurik menunjukkan nilai kekonduksian terbesar iaitu 50 049 uS/cm dan nilai arus elektrik yang dikesan juga tertinggi iaitu 0.10A. Ini kerana asid sulfurik merupakan asid yang kuat. Ini bermakna asid sulfurik mengalami pengionan penuh dengan semua molekulnya terurai kepada juzuk-juzuknya.

Bagi larutan kuprum (II) sulfat pula nilai kekonduksian ialah 20 166 uS/cm dan nilai arus elektrik yang dikesan pula ialah 0.04A. Kuprum (II) sufat juga merupakan sejenis larutan yang bersifat elektrolit kuat. Ini bermaksud larutan kuprum (II) sulfat juga mengalami pengionan penuh dengan semua molekulnya terurai kepada juzuk-juzuknya.

Kalium dikromat (VII) pula nilai kekonduksian pada pengesan kekonduksian ialah 8031 uS/cm dan nilai arus elektrik yang dikesan pula ialah 0.01A, ia merupakan satu elektrolit kuat. Ini kerana, walaupun kepekatan yang digunakan adalah rendah iaitu 0.1 mol dm-3 namun ia masih menunjukkan nilai bacaan pada pengesan arus elektrik yang bermaksud larutan ini juga mengalami pengionan penuh.

11

Bagi larutan ammonia, asid etanoik dan air paip pula menunjukkan nilai kekonduksian yang rendah iaitu 1294 uS/cm, 375 uS/cm dan 98 uS/cm masing-masing dengan nilai arus elektrik adalah sifat. Ini menunjukkan ketiga-tiganya mengalami pengionan separa. Keadaan ini berlaku kerana pergerakan ion-ion adalah sangat laju maka ia dapat dikesan oleh pengesan kekonduksian dengan cepat. Tetapi untuk mengesan arus elektrik, perlu membawa sejumlah ion yang banyak dan mengambil masa yang lebih sedikit berbanding untuk mengesan kekonduksian.

Manakala air suling tidak menunjukkan sebarang bacaan pada pengesan kekonduksian dan pengesan arus elektrik. Ini bermaksud, air suling dikategorikan sebagai bukan elektrolit.

Inovasi yang telah dibuat:

i. Penjimatan masa Proses pengajaran menjadi mudah dan menjimatkan masa guru

atau pensyarah dalam menerangkan sesuatu konsep sains dan matematik.

ii. Peningkatan keberkesanan P&P Meningkatkan kefahaman dan kepuasan belajar dalam kalangan

pelajar.

iii. Peningkatan pada tahap kepuasan pelajar Meningkatkan tahap motivasi pelajar. Meningkatkan kecekapan pelajar dalam mengaplikasikan elemen-

elemen ICT dalam P&P.

12

Kesimpulan :

Penggunaan mesin Xplorer GX (PASCO) dapat menunjukkan kekuatan suatu elektrolit dengan paparan nilai yang tepat dan jitu. Disamping itu, ia juga dapat digunakan untuk menunjukkan bahawa terdapat hubungan langsung di antara nilai kekonduksian dengan jumlah arus elektrik yang mengalir iaitu semakin tinggi nilai kekondukisan, maka semakin tinggi arus elektrik yang mengalir.

Mesin Xplorer GX sangat berguna dalam eksperimen ini kerana penggunaannya telah berjaya membuktikan teori pergerakan ion dalam suatu elektrolit yang menyebabkan pengaliran arus elektrik. Jika dahulu, teori ini hanya dibuktikan dengan bacaan ammeter atau kecerahan nyalaan mentol sahaja.

Disamping itu, mesin ini juga mempunyai pelbagai fungsi lain dan ia mudah digunakan, tahan lasak, kebolehannya menyimpan data dan mempersembahkan data dengan lebih sistematik berbanding sistem penyimpanan data secara konvensional di makmal.

Soalan pengukuhan :

1. Bagaimanakah anda mengkelaskan suatu larutan itu sebagai elektrolit dan bukan elektrolit?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Jelaskan apakah yang dimaksudkan dengan pengionan penuh dan pengionan separa?

13

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Tuliskan satu hipotesis yang sesuai bagi eksperimen ini?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Berikan justifikasi anda mengapa larutan seperti ammonia, asid etanoik dan air paip menunjukkan nilai kekonduksian tetapi tidak menunjukkan sebarang nilai pada pengesan arus elektrik dan ketiga-tiga larutan ini masih dikategorikan sebagai elektrolit lemah?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Lukiskan graf kekonduksian melawan arus elektrik. Jelaskan apakah yang diwakili dengan garis pada graf tersebut?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________

14

Menentukan kekonduksian elektrolit

Documents

Transcript of Menentukan kekonduksian elektrolit