TAJUK 6 elektrokimia faisol mansor/kimia tingkatan 4/tajuk 6 104 1. Nyatakan ion yang terdapat dalam...

mohd faisol mansor/kimia tingkatan 4/tajuk 6

100

TAJUK 6 elektrokimia

Elektrolit ialah bahan yang

boleh mengalirkan arus

elektrik dalam keadaan

leburan / larutan akueus dan

mengalami perubahan

kimia.

Ini disebabkan oleh ion yang

bebas bergerak untuk

membawa cas elektrik.

Elektrolisis ialah

proses penguraian

sebatian kimia

kepada juzuk-

juzuknya dengan

menggunakan arus

elektrik.

Bukan elektrolit ialah bahan

yang tidak boleh

mengalirkan arus elektrik

dalam semua jenis keadaan

jirim.

Ini disebabkan ia wujud

dalam keadaan molekul

yang neutral dan tidak boleh

membawa cas elektrik.

Contoh:

2NaCl (l) 2Na (s) + Cl2 (g)

Logam Natrium

Gas Klorin

Larutan Gula

Larutan Garam

Elektrolit

Bukan Elektrolit

Natrium Klorida


101

Sel Elektrolisis (Leburan)

a) Elektrod yang disambungkan kepada terminal positif (bateri)

=

b) Elektrod yang disambungkan kepada terminal negatif(bateri)

=

c) Anion (ion negatif) dinyahcaskan pada elektrod =

Anion akan _______________ elektron.

d) Kation (ion positif) dinyahcaskan pada elektrod =

Kation akan ______________ elektron.

e) Elektron mengalir dari ___________________ ke ___________________

f) Sel elektrolisis akan mengubah tenaga _______________ kepada

tenaga ________________.

[ Lukis & label sel elektrolisis bagi leburan natrium klorida ]


102

Hasil Elektrolisis

Ion dinyahcas

pada katod Pemerhatian Persamaan Setengah Hasil

Ion logam

lain selain

kuprum

Ion kuprum

Ion hidrogen

Ion dinyahcas

pada anod Pemerhatian Persamaan Setengah Hasil

Ion Oksida

Ion klorida

Ion bromida

Ion iodida

Ion

hidroksida

Ujian Gas

Gas

hidrogen

Gas Oksigen

Gas Klorin


103

Elektrolisis Leburan Plumbum(II) Bromida

1. Nyatakan ion yang terdapat di dalam elektrolit.

2. Elektrod manakah adalah

a) Katod =

b) Anod =

3. Ion manakah akan dinyahcas pada

a) Katod =

b) Anod =

4. Nyatakan pemerhatian pada

a) Katod =

b) Anod =

5. Nyatakan hasil yang terbentuk pada

a) Katod =

b) Anod =

6. Tuliskan persamaan setengah pada

a) Katod =

b) Anod =

7. Lukiskan aliran electron pada gambarajah di atas.

P

Q

Leburan

Plumbum(II) bromida


104

1. Nyatakan ion yang terdapat dalam elektrolit berikut. Ramalkan

hasil elektrolisis dan tuliskan persamaan setengah bagi leburan

sebatian di bawah.

a) Magnesium oksida

Ion yang terdapat dalam elektrolit =

Persamaan setengah: 1) Katod =

2) Anod =

Hasil elektrolisis =

b) Kuprum(II) klorida



2) Anod =


c) Plumbum(II) iodide



2) Anod =


Latihan


105

2. Nyatakan maksud bagi setiap istilah yang berikut:

a) Anod b) Katod c) Elektrolisis

3. Leburan oksida, R2O3 telah dielektrolisiskan menggunakan

elektrod karbon.

a) Lukis dan label gambarajah persiapan radas untuk

menjalankan eksperimen elektrolisis sebatian di atas.

b) Tuliskan formula bagi setiap ion yang terdapat dalam elektrolit.

c) Nyatakan ion yang bergerak ke katod dan anod semasa

proses elektrolisis.


106

d) Tuliskan persamaan setengah bagi setiap elektrod.

e) Nyatakan bahan yang terhasil pada setiap elektrod.

f) Label aliran elektron pada gambarajah di (a).


107

SIRI ELEKTROKIMIA

Lebih senang untuk

dinyahcas


108

Elektrolisis Dalam Larutan Akueus

Larutan akueus mengandungi empat jenis ion. Dua ion adalah

daripada sebatian manakala dua ion lagi daripada air.

Contoh:

Leburan natrium klorida Larutan natrium klorida

Secara asasnya, ada 3 faktor yang mempengaruhi ion yang akan

dipilih pada elektrod semasa proses elektrolisis dalam larutan akueus

iaitu

1. Posisi ion pada siri elektrokimia

2. Kepekatan ion dalam elektrolit

3. Jenis elektrod yang digunakan semasa elektrolisis


109

Posisi ion pada siri elektrokimia

Ion yang berada di bawah dalam siri elektrokimia akan dipilih untuk dinyahcas



a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =

7. Lukiskan aliran elektron pada gambarajah di atas.

[ Lukis & label sel elektrolisis bagi larutan natrium klorida ]


110

1.

Bagi elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat,

(a) Nyatakan semua ion yang terdapat dalam elektrolit

(b) Nyatakan ion di (a) yang akan dinyahcas pada

i) anod :

ii) katod :

(c) Tuliskan persamaan setengah bagi tindakbalas pada

i) anod :

ii) katod :

(d) Warna biru larutan kuprum(II) sulfat menjadi pudar jika proses

elektrolisis dijalankan pada jangka masa yang panjang.

Terangkan mengapakah perkara seperti itu berlaku.

Latihan

Elektrod karbon

Larutan

kuprum(II) sulfat


111

2.

Bagi elektrolisis larutan cair asid sulfurik,

(a) Nyatakan semua ion yang terdapat dalam elektrolit

(b) Nyatakan ion di (a) yang akan dinyahcas pada

i) anod :

ii) katod :

(c) Tuliskan persamaan setengah bagi tindakbalas pada

i) anod :

ii) katod :

d) Terangkan mengapa kepekatan asid sulfurik meningkat secara

berperingkat semasa proses elektrolisis dijalankan.

3. Berdasarkan jawapan pada 1(c) dan 2(c), namakan proses yang

berlaku pada

a) anod

b) katod

Larutan cair asid

sulfurik

Elektrod karbon


112

Kepekatan ion dalam elektrolit

Jika kepekatan suatu ion dalam elektrolit itu tinggi, ion tersebut akan dipilih untuk dinyahcas



a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


[ Lukis & label sel elektrolisis bagi larutan pekat natrium klorida ]


113

1.

Rajah di atas menunjukkan persediaan radas bagi eksperimen

elektrolisis menggunakan dua larutan asid hidroklorik yang

mempunyai kepekatan yang berbeza.

a) Nyatakan semua ion yang terdapat dalam elektrolit bagi

i) Eksperimen A :

ii) Eksperimen B :

Latihan

Elektrod

karbon

Larutan cair asid

hidroklorik

Larutan pekat asid

hidroklorik

Eksperimen A

Elektrod

karbon

Eksperimen B


114

b) Nyatakan ion dalam (a) yang akan dinyahcas bagi

i) Eksperimen A :

Katod =

Anod =

ii) Eksperimen B :

Katod =

Anod =

c) Tuliskan persamaan setengah bagi

i) Eksperimen A :

Katod =

Anod =

ii) Eksperimen B :

Katod =

Anod =

d) Nyatakan pemerhatian yang dapat dilihat bagi

i) Eksperimen A :

Katod =

Anod =

ii) Eksperimen B :

Katod =

Anod =

e) Nyatakan hasil elektrolisis bagi

i) Eksperimen A :

Katod =

Anod =

ii) Eksperimen B :

Katod =

Anod =


115

Jenis elektrod yang digunakan semasa elektrolisis

Jika menggunakan elektrod positif sebagai anod, ion yang terdapat dalam elektrolit tidak akan dinyahcas

pada anod. Sebaliknya, anod akan terlarut dan terkakis dalam elektrolit dan membentuk ion logam.



a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =


[ Lukis & label sel elektrolisis larutan argentum klorida menggunakan elektrod argentum ]


116

1.

Rajah di atas menunjukkan persediaan radas bagi eksperimen

elektrolisis menggunakan dua elektrod yang berbeza yang

direndam ke dalam larutan kuprum(II) sulfat.

a) Nyatakan semua ion yang terdapat dalam elektrolit bagi

i) Eksperimen A :

ii) Eksperimen B :

Latihan

Elektrod

karbon

Larutan

Kuprum(II) sulfat

Eksperimen A

Elektrod

kuprum

Eksperimen B

Larutan

Kuprum(II) sulfat


117

b) Nyatakan pemerhatian yang dapat dilihat bagi

i) Eksperimen A :

Katod =

Anod =

ii) Eksperimen B :

Katod =

Anod =

c) Tuliskan persamaan setengah bagi

i) Eksperimen A :

Katod =

Anod =

ii) Eksperimen B :

Katod =

Anod =

d) Terangkan pemerhatian terhadap warna larutan kuprum(II) sulfat

bagi

i) Eksperimen A :

ii) Eksperimen B :


118

Elektrolisis Dalam Industri

Digunakan secara meluas

dalam industri:

i) Pengestrakan logam

ii) Penulenan logam

iii) Penyaduran logam

1) Pengestrakan Logam

Ekstrak aluminium dari aluminium

oksida.

2) Penulenan Logam

Dalam Penulenan:

Logam tidak tulen dijadikan sebagai anod

Katod pula adalah kepingan logam tulen

3) Penyaduran Logam

Penyaduran elektrik ialah proses untuk menyalut

suatu logam menggunakan logam yang lain.

Tujuan penyaduran logam ialah:-

i) Menjadikan logam lebih tahan kakisan

ii) Menjadikan logam kelihatan lebih menarik

Dalam penyaduran elektrik

Objek yang hendak disadurkan dijadikan sebagai

katod

Anod adalah logam yang digunakan untuk

menyadur

Elektrolit pula mengandungi ion logam yang

digunakan untuk menyadur

Ketulan Kuprum


119

1) Ion yang terdapat dalam elektrolit =

2) Ion yang dinyahcas

a) Katod =

b) Anod =

3) Pemerhatian

a) Katod =

b) Anod =

4) Persamaan setengah

a) Katod =

b) Anod =

5)Fungsi kriolit, Na3AlF6

Pengekstrakan Logam

[ Lukis & label gambarajah radas untuk mengestrak aluminium daripada aluminium oksida ]


120



a) Katod =

b) Anod =

3) Pemerhatian

a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =

5) Perubahan warna elektrolit

Penulenan Logam

[ Lukis & label sel elektrolisis untuk menulenkan logam kuprum ]


121



a) Katod =

b) Anod =

3) Pemerhatian

a) Katod =

b) Anod =


a) Katod =

b) Anod =

5) Perubahan warna elektrolit

Penyaduran Logam

[ Lukis & label sel elektrolis bagi menyadurkan kunci menggunakan logam kuprum ]


122

Sel Voltan

Sel voltan ringkas boleh dihasilkan dengan memasukkan dua jenis logam yang

berbeza ke dalam elektrolit

Elektron mengalir dari satu logam ke satu logam yang lain melalui wayar

penghubung dalam litar luar

Logam yang lebih elektropositif akan melepaskan elektron dan menjadi

terminal negatif. Logam yang kurang elektropositif akan menerima elektron

dan menjadi terminal positif.

Aliran elektron secara berterusan akan menghasilkan arus elektrik.

Sel Voltan Ringkas

Zink-Kuprum

Zink lebih reaktif

berbanding kuprum

Zink akan menjadi terminal

________________, dan

kuprum akan menjadi

terminal ______________.

Zink akan melepaskan 2

elektron dan menjadi Zn 2+.

Persamaan setengah:

Ion kuprum, Cu2+ dari larutan kuprum(II) sulfat akan menerima

elektron dan menjadi logam kuprum.

Persamaan setengah :

Persamaan ion keseluruhan:

Lebih jauh jarak antara dua logam dalam siri elektrokimia,

lebih besar nilai voltan sel yang terhasil.


123

Jenis-jenis Sel Voltan

Dua jenis sel voltan

1) Sel primer: Sel yang tidak boleh dicas semula

Contoh: Sel Daniell, Sel kering, Bateri alkali

2) Sel sekunder: sel yang boleh dicas

Contoh: Akumulator asid-plumbum, bateri

nikel-kadmium

Sel Daniell 1

1. Menggunakan titian garam

Titian garam mengandungi larutan tidak

reaktif terhadap elektrod dalam sel

daniell.

contoh:

2. menggunakan pasu berliang

Pasu berliang mempunyai laing kecil yang

membenarkan ion melaluinya.

Apakah fungsi pasu berliang dan titian

garam dalam sel daniell?

Sel Daniell 2


124

1. Gambarajah di bawah menunjukkan sel voltan ringkas.

a) Nyatakan bagaimanakah arus elektrik dihasilkan?

b) Apakah perubahan kimia yang berlaku pada kepingan

magnesium dan kuprum?

c) Tuliskan persamaan setengah yang berlaku pada kedua-

dua kepingan logam tersebut.

d) Apakah arah aliran elektron dalam sel voltan ringkas di

atas?

Latihan

Mg

Cu

Larutan

magnesium sulfat


125

Siri Elektrokimia

Siri elektrokimia boleh dibina melalui dua prinsip:

a) Perbezaan voltan antara dua logam dalam sel ringkas

b) Kebolehan suatu logam menyesarkan logam lain daripada larutan

garamnya

Kecenderungan logam

untuk melepaskan

elektron meningkat

Kecenderungan kation

untuk menerima

elektron meningkat


126

Perbezaan voltan antara dua logam

dalam sel ringkas

Lebih besar nilai voltan sel, lebih jauh jarak antara dua logam.

Logam yang menjadi terminal negatif adalah logam yang

berada di bahagian atas dalam siri elektrokimia.

Bagaimanakah untuk menentukan terminal positif/negatif?

Contoh: Rajah di bawah menunjukkan dua sel voltan. Bacaan

voltmeter bagi Sel 1 ialah 1.1 V manakala Sel 2 ialah 2.5 V.

Susun kedudukan lagam di atas mengikut susunan menaik

dalam siri elektrokimia.

Sel 1

Sel 2

P

P

Q

R


127

Kebolehan suatu logam menyesarkan logam

lain daripada larutan garamnya

Jika logam P boleh menyesarkan logam Q dari

larutan akueus garam Q, maka:

i) Logam P lebih elektropositif berbanding logam Q

ii) Logam P terletak di bahagian atas dalam siri elektrokimia

Contoh: Zink dan larutan kuprum(II) sulfat.

Pemerhatian :

Persamaan Ion :

Kepentingan Siri Elektrokimia

Siri Elektrokimia boleh digunakan untuk menentukan:

Terminal dalam sel voltan

Nilai voltan sel

Kebolehan suatu logam menyesarkan logam lain dalam

larutan garamnya.

Larutan CuSO4

Mendakan

kuprum

Rod Zink Rod zink terkakis


128

1. Rajah di bawah menunjukkan sel elektrolisis. Di bahagian kiri

ialah sel S yang merupakan sumber elektrik untuk sel T yang

berada di sebelah kanan.

a) Nyatakan perubahan tenaga yang berlaku dalam sel S

b) i) Nyatakan terminal positif bagi sel S

ii) Terangkan pilihan jawapan anda untuk b(i)

c) i) Nyatakan apa yang berlaku pada terminal negatif bagi sel S

ii) Apakah proses yang berlaku dalam terminal negatif

Latihan

Kuprum Zink Aluminium

Larutan kuprum(II) sulfat Larutan zink Sulfat

Larutan

aluminium

Sulfat S T

X Y


129

d) Terangkan mengapa warna larutan kuprum(II) sulfat dalam sel T tidak

berubah

e) Tentukan elektrod anod bagi sel T

f) Tuliskan persamaan setengah bagi katod dalam sel T

g) Nyatakan apakah yang akan berlaku jika aluminium digantikan dengan

kuprum dalam sel S?

TAJUK 6 elektrokimia faisol mansor/kimia tingkatan 4/tajuk 6 104 1. Nyatakan ion yang terdapat dalam...

Documents

Transcript of TAJUK 6 elektrokimia faisol mansor/kimia tingkatan 4/tajuk 6 104 1. Nyatakan ion yang terdapat dalam...