ELEKTROKIMIA OLEH: MUNARA MUNAR ATUL AINI BINTI BINT I YAHAY YAHAYA A www.electrochemistry30.blogspot.com www.electrochemistry30.blogspot.com
1
1.0 KOMPONEN Jadual 1. Komponen Komponen sel elektrolisis elektrolisis dan galvani. galvani.
JENIS ELEKTROD ELEKTROD
ANOD/ KATOD KATOD
TERMINAL TERMINAL NEGATIF/ POSITIF
KEHADIRAN SEL BATERI
ADA
TIADA
ELEKTROLIT
ADA
ADA
ALAT PENGUKURAN
AMMETER
GALVANOMETER
STRUKTUR TAMBAHAN – PASU BERLIANG/ TITIAN GARAM
SUATU SUATU PILIHAN
SUATU SUATU PILIHAN
2
2.0 SUSUNAN RADAS RINGKAS
Rajah 1 (a). Sel elektrolisis.
Rajah 1 (b). Sel galvani.
3
UNSUR PL:
Rajah 2. Seekor ikan.
Berapakah komponen berlainan berlainan bagi seekor ikan? 4
Sel
Elektrolisis menerima bekalan arus elektrik daripada sel bateri. Sel Galvani pula menjana tenaga elektrik akibat perbezaan keupayaan keupayaan 2 jenis elektrodnya yang berlainan kedudukan dalam Siri Elektrokimia (SE). Apabila kedua-dua elektrod dicelup ke dalam elektrolit, logam elektrod yang lebih tinggi kedudukan dalam SE akan teroksida lalu membebaskan elektron dan ia dipanggil sebagai terminal negatif. 5
UNSUR PL:
Rajah 3. Sifat keterlarutan gula.
Apakah bahan yang melarut di dalam air tersebut? 6
UNSUR KPS:
Rajah 4 (a). Perbezaan daya keupayaan durian A dan B.
Rajah 4 (b). Keterlarutan gula dalam bentuk berlainan. berlainan.
Berapakah: 1) Nilai perbezaan perbezaan kerja kerja yang dilakukan dilakukan oleh durian durian A dan B? 2) Gula dalam dalam bentuk bentuk mana yang yang lebih lebih mudah mudah melarut? melarut? 7
2.1 TITIAN TITIAN GARAM/ PASU BERLIANG (ASID CAIR ATAU LARUTAN AKUEUS K + / Na+)
Rajah 5 (a). Titian garam.
Rajah 5 (b). Pasu berliang.
Fungsi: membenarkan pengaliran elektron antara 2 larutan membenarkan elektrolit mengelakkan pencampuran 2 larutan elektrolit elektrolit 8
3.0 ISTILAH PENTING Jadual 2. Istilah Istilah penting dalam Elektrokimia. Elektrokimia.
Kation
Ion logam yang bercas positif.
Anion
Ion bukan logam yang bercas negatif.
Anod
Elektrod positif disambungkan disambungkan ke terminal positif positif bateri. bateri.
Katod
Elektrod negatif disambung ke terminal negatif negatif bateri. bateri.
Elektrod terminal negatif
Logam berkedudukan lebih tinggi dlm. SE.
Elektrod terminal positif
Logam berkedudukan lebih rendah dlm. SE. 9
Elektrolit
Suatu bahan kimia yang dapat mengkonduksikan elektrik dalam keadaan leburan atau larutan akueus disebabkan kehadiran ionionnya yang bergerak bebas.
Elektrolisis
Suatu proses penguraian penguraian elektrolit kepada kation dan anionnya dengan mengalirkan arus elektrik melaluinya.
Sel Galvani (Kimia)
Proses penguraian elektrolit kepada komponen-komponenny komponen-komponennya a dengan menjana arus elektrik akibat perbezaan kedudukan logam dalam SE.
10
4.0 ELEKTROLIT
11
12
UNSUR PL:
Rajah 6. Jari Ashraf basah memetik suis lampu.
Jika Ashraf memetik suis dengan tangan yang basah, apakah akan berlaku? berlaku? 13
5.0 PROSES BERLAKU DLM. SEL Apabila arus elektrik dibekalkan/ dijanakan dan litar disambung: 1) Arah Arah penga pengalir liran an elektro elektron: n: Sel Elektrolisis – daripada terminal negatif bateri ke katod. Sel Galvani – daripada elektrod elektrod terminal negatif, negatif, melalui wa wayar ke elektrod terminal positif. 14
2) Tindak balas redoks pada elektrod (proses penyahcasan ion-ion):
Permukaan katod / elektrod terminal positif positif bercas bercas negatif negatif (banyak elektron) Kation (bercas positif) tertarik ke katod/ eletrod terminal positif Lalu, proses penurunan kation berlak berlaku. u.
15
SERENTAK DENGAN ITU;
16
Permukaan anod / elektrod terminal negatif negatif bercas bercas positif positif (kurang elektron) Anion (bercas negatif) tertarik ke anod/ eletrod terminal negatif Lalu, proses pengoksidaan anion berlak berlaku. u.
17
UNSUR PL:
Rajah 7. Calon pilihan.
Jika seorang lelaki Ahmad B. Abu ingin berkahwin, siapakah pilihan beliau? 18
UNSUR PL:
Rajah 8. Besi tertarik kepada magnet.
Mengapakah ketulan besi tertarik ke bar magnet? 19
UNSUR KPS:
Rajah 9 (a). Kekutuban magnet.
Rajah 9 (b). Besi tertarik kepada magnet.
1) Berapaka Berapakah h kemungki kemungkinan nan 2 batang batang magnet magnet dapat disusun supaya ia dapat saling menarik antara satu sama lain? 2) Berapakah kebarangkalian kebarangkalian secebis secebis besi dapat tertarik kepada magnet?
20
UNSUR KPS:
Rajah 10. –(RM 5.00) + (+RM 2.00).
Berapakah nilai hutang setelah dibayar RM 2.00?. 21
UNSUR KPS:
Rajah 11. Tarikan kation ke elektrod.
Berapakah kebarangkalian kebarangkalian kation akan tertarik ke elektrod dan dinyahcaskan?. 22
6.0 FAKTOR AKTOR PEMILIHAN PEMILIHAN ION UNTUK DINYAHCAS 1) Kedudukan ion dalam Siri Elektrokimia, > rendah dipilih. 2) Kepekatan ion dalam larutan akueus, > pekat dipilih. 3) Jenis elektrod elektrod digunakan digunakan sepanjang sepanjang proses elektrolisis. Elektrod aktif turut bertindak balas.
23
4) Elektrolit dalam keadaan larutan akueus, kehadiran ion H + dan OH- mesti diambilkira. diambilkira. 5)
24
UNSUR KPS:
Rajah 12. Peneutralan ion.
Berapakah nombor pengoksidaan bagi kad yang telah dicantumkan? 25
Nenek Ca Cacat cat Ma ti A tas Cawan Zink F eri eri Sangkut Pada Halkum Cik Asli Aurum
(<) ANION
arah F arah
Syok Nie Kalau Beri Ida Hidroksida
(<) 29
7.4 PRINSIP MEMBINA SIRI ELEKTROKIMIA
30
Li+ /Li
-3.03
Cu2+ /Cu
+0.34
Ca2+ /Ca
-2.87
O2 /OH-
+0.40
Na+ /Na
-2.71
Fe 3+ /Fe /Fe2+
+0.76
Mg2+ /Mg
-2.37
Cl2 /Cl-
+1.36
Al 3+ /Al
-1.66
H+ /H
0.00
31
32
7.4 KEPENTINGAN SE
33
8.0 TATACARA PENULISAN PERSAMAAN TINDAK BALAS
34
35
6) Contoh Contoh pers persama amaan an tindak tindak balas balas kese keseluru luruhan han dlm. dlm. sel sel Elektrokimia: a) PbBr2 lebur dgn. elektrod karbon Pb2+ (ce) +
2Br- (ce)
Pb (p)
+
Br2 (g)
b) NaCl lebur dgn. elektrod karbon 2Na+ (ak) +
2Cl- (ak)
Cl2 (g)
+
2Na (p)
c) PbO 2Pb2+(ak)
+
2O2-(ak)
2Pb(p)
+
O2(g)
d) Lrtn. CuSO4 (ak) dgn. elektrod karbon 2Cu2+ (ak) +
1) Hitung Hitung nombor nombor pengoks pengoksidaa idaan n pada kad 15. 15. 2) Adakah Adakah kadar penuruna penurunan n butir pasir pasir ke ke Bahagian Bahagian B tetap sama apabila apabila parameter parameter lain tidak diubah? diubah? 38
NO. PENGOKSIDAAN
Rajah 17. Kad cantum no. pengoksidaan suatu unsur. 39
9.0 APLIKASI SEL E/KIMIA
40
9.1) PENGEKSTRAKAN LOGAM
41
42
9.2) PENULENAN LOGAM
Rajah 19. Sel elektrolisis penulenan logam. 43
9.3) PENYADURAN LOGAM
Rajah 20. Sel elektrolisis penyaduran penyaduran logam. 44
Rajah 21 (a). Barangan kemas, dan (b) peralatan untuk proses p roses penyaduran. •
45
10.0 CONTOH TINDAK BALAS 1) SEL ELEKTROLISIS LARUTAN CuSO4
46
Soalan: 1) Jika Jika kedu kedua-d a-dua ua elek elektr trod od yang yang diguna digunakan kan ialah karbon, kenalpasti anod dan katod. Mengapa?. 2) Kenal Kenalpa pasti sti ion yang akan akan tertar tertarik ik ke ke katod dan anod. Mengapa?. 3) Nyatakan Nyatakan jenis ion yang yang akan dinyahcaskan di katod dan anod. Mengapa?. 4) Ramalk Ramalkan an pemer pemerha hatia tian n yang yang akan akan berlak berlaku u di anod dan katod. katod. Mengapa?. 5) Tulis Tuliskan kan persa persamaa maan n seten setengah gah tinda tindak k balas di anod anod dan katod. Setelah Setelah itu, persamaan tindak balas keseluruhannya. 47
