Bab 6 ELEKTROKIMIA

BIDANG TEMA 2: Penerokaan Unsur dalam Alam
PEMBELAJARAN
BAB Elektrokimia
6
Electrochemistry

Konsep PENTING
IMPORTANT concepts

Sel elektrolitik Struktur sel elektrolitik
Electrolytic cell Structure of electrolytic cell
ELEKTROKIMIA Proses elektrolisis ke atas sebatian ion
ELECTROCHEMISTRY dalam keadaan pepejal, leburan dan akueus
The process of electrolysis of ionic compounds in
solid, molten and aqueous states
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil elektrolisis
Factors affecting the products of electrolysis
Aplikasi elektrolisis dalam industri iaitu
pengekstrakan, penyaduran dan penulenan
Application of electrolysis in industry i.e. extraction,
electroplating and purification.

Sel kimia Perubahan tenaga
Chemical cell Energy change
Penghasilan tenaga elektrik daripada pelbagai sumber
The production of electrical energy from various sources

APAKAH ITU ELEKTROKIMIA?
WHAT IS ELECTROCHEMISTRY?

Elektrokimia adalah satu cabang kimia fizikal yang mengkaji tentang hubung kait antara elektrik dengan
perubahan kimia. Pengetahuan dalam elektrokimia diaplikasikan di dalam industri seperti untuk membuat
bateri dan untuk mengekstrak logam daripada bijihnya.
Electrochemistry is the branch of physical chemistry that studies the relationship between electricity and
its chemical change. Knowledge of electrochemistry is applied in industry such as to make electrical
batteries and to extract metals from their ores.

73

NOTA BESTARI

BAB Elektrolisis Electrolysis

1. Elektrolisis ialah proses penguraian bahan kimia dalam 1. Electrolysis is the decomposition of a chemical
larutan akueus atau leburan kepada juzuknya dengan
menggunakan arus elektrik. substance in an aqueous solution or the molten state

2. Tenaga elektrik berubah kepada tenaga kimia dalam to its constituents by using electricity.
proses elektrolisis.
2. Electrical energy is changed to chemical energy in
3. Semasa proses elektrolisis, kation (ion positif) bergerak
ke katod manakala anion (ion negatif) bergerak ke electrolysis.
anod. 3. During electrolysis, cation (positive ion) moves

4. Di katod, kation menerima elektron dan dinyahcas towards the cathode while anion (negative ion)
untuk membentuk atom neutral. Di anod, anion moves towards the anode.
membebaskan elektron dan dinyahcas untuk 4. At the cathode, the cations receive electrons and are
membentuk atom neutral.
discharged to form neutral atoms. At the anode, the
5. Faktor yang mempengaruhi hasil elektrolisis adalah anions release electrons and are discharged to form
kedudukan ion dalam siri elektrokimia, kepekatan
elektrolit dan jenis elektrod. neutral atoms.

6. Kegunaan elektrolisis dalam industri: 5. Factors affecting the products of electrolysis are the
(a) Pengekstrakan logam position of ions in the electrochemical series, the
• Logam yang lebih reaktif daripada karbon concentration of electrolytes and the type of electrode.
diekstrak daripada bijihnya dengan elektrolisis.
(b) Penulenan logam 6. The uses of electrolysis in industry include:
(a) Extraction of metals
6 • Logam yang tidak tulen dijadikan anod • Metals that are more reactive than carbon are
manakala logam tulen dijadikan katod. extracted from their ores by electrolysis.
• Elektrolit ialah larutan garam bagi logam itu. (b) Purification of metals
(c) Penyaduran logam • The impure metal is used as the anode while
• Logam yang digunakan untuk menyadur the pure metal is used as the cathode.
dijadikan anod manakala bahan yang ingin • The electrolyte is a solution of a salt of the
disadur dijadikan katod.
• Elektrolit ialah larutan garam bagi logam yang metal.
diguna sebagai anod. (c) Electroplating of metals
• Tujuan penyaduran logam adalah untuk
mengelakkan logam daripada terkakis (berkarat) • The metal used for electroplating becomes the
dan menjadikan logam kelihatan lebih menarik. anode while the object to be plated becomes
7. Syarat-syarat penyaduran logam secara kekal, sekata the cathode.
dan cantik termasuk:
(a) logam yang hendak disadur perlu dibersihkan • The electrolyte is a solution of a salt of the
(dengan kertas pasir) terlebih dahulu.
(b) arus elektrik yang kecil dialirkan. metal that is used as the anode.
(c) larutan elektrolit yang cair digunakan • The aims of electroplating are to prevent the
(d) tempoh penyaduran adalah lama.
(e) logam yang disadur itu perlu dipusing perlahan- metal from corrosion (rusting) and make the
lahan semasa elektrolisis. metal looks more attractive.
7. Conditions for high quality metal plating include:
(a) the metal to be coated must be cleaned (with
sand paper) before being electroplated.
(b) only a low electric current is used.
(c) a dilute electrolyte solution is used.
(d) the electroplating period is long.
(e) the metal being plated should be rotated slowly
during the electrolysis.

Sel Ringkas Simple Voltaic Cells
1. A simple voltaic cell consists of two different metals
1. Sel ringkas terdiri daripada dua logam yang berlainan
yang dicelup ke dalam suatu larutan elektrolit. that are immersed in an electrolyte.
2. Chemical changes occur to produce electrical energy.
2. Perubahan kimia yang berlaku menghasilkan tenaga 3. Knowledge of the principle of producing electrical
elektrik.
energy from chemical reactions has been applied to
3. Pengetahuan tentang prinsip penghasilan tenaga produce various types of chemical cells.
elektrik daripada tindak balas kimia telah diaplikasikan
untuk menghasilkan pelbagai jenis sel kimia.

Nota Grafik

74

6.1 AKTIVITI Standard Kandungan Tarikh:
6.1 Sel Elektrolitik
PERBINCANGAN PBD
Sel elektrolisis Konstruktivisme

Electrolytic cell

Buku teks m/s 178 – 192

1 Apakah yang dimaksudkan dengan proses elektrolisis? TP2
What is meant by the process of electrolysis?
Proses penguraian sesuatu sebatian dalam keadaan lebur akueus
atau kepada
unsur juzuknya apabila arus elektrik mengalir melaluinya.
The process of decomposition of a compound in a molten or aqueous
elements when an electric current flows through it. state into its constituent

2 Lengkapkan ruang tentang sel elektrolisis dan proses elektrolisis. TP1
Complete the spaces about the electrolytic cell and the process of electrolysis.

Katod Anion Reostat Elektrolit Kation Anod Bukan elektrolit Ammeter
Cathode Anion Rheostat Electrolyte Cation Anode Non-electrolyte Ammeter

(a) Ammeter/Ammeter Bateri (d) Reostat/Rheostat
• Menyukat arus Battery • Mengawal pengaliran arus

elektrik/Measure the A elektrik/Controls the flow of
electric current the electric current
(b) Anod/Anode
• Elektrod positif (e) Katod/Cathode BAB
Positive electrode • Elektrod negatif 6
Negative electrode

(c) Anion/Anion (f) Kation/Cation
• Ion bercas negatif • Ion bercas positif
Negatively-charged Positive-charged ion

ion

(g) Elektrolit/Electrolyte
• Larutan atau leburan yang mengalirkan arus elektrik
A solution or molten compound that conducts electric current

(h) Bukan elektrolit ialah bahan yang tidak boleh mengalirkan arus elektrik.
Non-electrolyte is the substance that cannot conduct electric current.

3 Tandakan ( ✓ ) dalam petak untuk menentukan pergerakan ion yang betul semasa elektrolisis. TP2
Tick ( ✓ ) in the boxes to determine the correct movement of ions during electrolysis.

(a) elektrod positif/anod (+) (b) elektrod negatif/katod ( – )
positive electrode/anode (+) negative electrode/cathode ( – )

wayar wayar
wire wire

✓ Anion Anion
Anion Anion

Kation ✓ Kation
Cation Cation

75

6.2 EKSPERIMEN Elektrolisis sebatian ion dalam pelbagai keadaan Tarikh:

KBAT BERPANDU Electrolysis of ionic compounds in various states PBD
Penemuan Inkuiri
Tujuan
Buku teks m/s 178 – 192

Untuk mengkaji proses elektrolisis sebatian ion dalam keadaan pepejal, leburan dan akueus.
To study the electrolysis process of ionic compound in solid, molten and aqueous states.

Pernyataan Bolehkah sebatian ion dalam keadaan pepejal, leburan dan akueus mengalami elektrolisis?
Masalah Can ionic compounds undergo electrolysis in solid, molten and aqueous states?

Hipotesis 1 Sebatian ion dalam keadaan leburan dan akueus boleh menjalani

proses elektrolisis. molten and aqueous states.

Ionic compounds undergo electrolysis in

2 Sebatian ion dalam keadaan pepejal tidak boleh menjalani proses elektrolisis.

Ionic compounds do not undergo electrolysis in solid state.

Pemboleh (a) yang dimanipulasikan/that is manipulated:
Ubah Keadaan sebatian ion, iaitu pepejal, leburan atau akueus
State of ionic compounds namely solid, molten or aqueous
BAB
(b) yang bergerak balas/that responds:
Keadaan mentol/Condition of light bulb

(c) yang dimalarkan/that is kept constant:
Jenis elektrod/Type of electrode

6 Bahan Serbuk plumbum(II) bromida, larutan kuprum(II) sulfat 1 mol dm–3
Radas Lead(II) bromide powder, 1 mol dm–3 copper(II) sulphate solution
Prosedur
Sel elektrolitik, kayu uji, bateri, elektrod karbon, mangkuk pijar, tabung uji, mentol, suis,
dawai penyambung dengan klip buaya, spatula, alas segi tiga tanah liat, tungku kaki tiga,
penunu Bunsen.
Electrolytic cell, wooden splinter, batteries, carbon electrodes, crucible, test tube, bulbs, switch,
connecting wires with crocodile clips, spatula, pipeclay triangle, tripod stand, Bunsen burner

A. Elektrolisis bagi sebatian ion dalam keadaan pepejal dan leburan
Electrolysis of ionic compound in solid and molten states
(Demonstrasi guru/Demonstration by the teacher)

Suis Bateri
Switch Battery

+–

Klip buaya Mentol Lakukan eksperimen ini dalam kebuk
Crocodile clip Light bulb wasap. Gas bromin yang terbebas
Elektrod karbon adalah beracun.
Mangkuk Carbon electrode
pijar Pepejal plumbum(II) Carry out this experiment in the
Crucible bromida, PbBr2 fume chamber. The bromine gas
Segi tiga Solid lead(II) bromide released is poisonous.
tanah liat PbBr2
Pipe clay
triangle

               Rajah (a)/Diagram (a)
1 Sediakan susunan radas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah (a).

Set up the apparatus as shown in the Diagram (a).
2 Masukkan sedikit serbuk plumbum(II) bromida ke dalam mangkuk pijar.

Put some lead(II) bromide powder into a crucible.
3 Hidupkan suis. Perhati dan rekodkan perubahan yang berlaku pada mentol.

Turn on the switch. Observe and record the changes that occur in the bulb.
4 Panaskan pepejal plumbum(II) bromide sehingga melebur dan ulang langkah 3 dan 4.

Heat solid lead(II) bromide until it melts and repeat steps 3 and 4.

76

B. Elektrolisis bagi sebatian ion dalam keadaan akueus
Electrolysis of ionic compound in the aqueous state

Larutan Tabung uji
kuprum(II) sulfat Test tube
Copper(II) sulphate Elektrod karbon
solution Carbon electrodes

Klip buaya +– Mentol
Crocodile clip +– Light bulb

Suis Bateri
Switch Battery

Rajah (b)/Diagram (b)

1 Sediakan susunan radas seperti yang ditunjukkan pada Rajah (b).
Set up the apparatus as shown in the Diagram (b).

2 Hidupkan suis. Perhati dan rekodkan perubahan yang berlaku pada mentol.
Turn on the switch. Observe and record the changes that occur in the bulb.

Pemerhatian Bahan Keadaan mentol Inferens
Substance Bulb condition Inferences
Pepejal plumbum(II) Tiada perubahan Arus elektrik tidak BAB
bromida No change mengalir 6
Solid lead(II) bromide Electric current does not
Mentol menyala flow
Leburan plumbum(II) The bulb lights up Arus elektrik mengalir
bromida Mentol menyala Electric current flows
Molten lead(II) bromide The bulb lights up
Larutan kuprum(II) sulfat Arus elektrik mengalir
Copper(II) sulphate solution Electric current flows

Perbincangan 1 Mengapakah elektrolisis dapat berlaku pada sebatian ion dalam keadaan leburan dan
akueus? TP2

Why does electrolysis occur in molten and aqueous of ionic compounds?
Ion-ion bebas bergerak untuk mengkonduksikan arus elektrik.
Ions are free to move to conduct electricity.

2 Mengapakah elektrolisis tidak berlaku pada sebatian ion dalam keadaan pepejal?
Why does electrolysis not occur in solid ionic compounds? TP2
Ion-ion tidak bebas bergerak untuk mengkonduksikan arus elektrik.
Ions are not free to move to conduct electricity.

Kesimpulan 1 Adakah hipotesis diterima?/Are the hyphotheses accepted?
Ya/Yes

2 Apakah kesimpulan eksperimen ini?/What is the concluion for this experiment?

Sebatian ion dalam keadaan leburan dan akueus boleh menjalani
pepejal
proses elektrolisis. Sebatian ion dalam keadaan tidak boleh menjalani
proses elektrolisis.
molten and aqueous states. Ionic
Ionic compounds undergo electrolysis in
solid
compounds do not undergo electrolysis in state.

77

6.3 AKTIVITI Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil elektrolisis Tarikh:

PERBINCANGAN Factors affecting the products of electrolysis PBD
Masteri

Buku teks m/s 178 – 192

1 Tandakan ( ✓ ) faktor-faktor yang mempengaruhi hasil elektrolisis. TP1
Tick ( ✓ ) the factors affecting the products of electrolysis.

Bilangan sel kering ✓ Kedudukan ion dalam siri elektrokimia
Number of dry cell Position of ions in the electrochemical series

✓ Jenis elektrod ✓ Kepekatan ion elektrolit
Type of electrode Concentration of the electrolyte

2 (a) Kedudukan ion dalam siri elektrokimia/The position of ions in the electrochemical series
Ion yang terletak di bahagian bawah siri elektrokimia lebih cenderung dipilih untuk dinyahcas
berbanding dengan ion yang terletak di atas siri itu.
There is a greater tendency for ions located lower in the electrochemical series to be selected for
discharge compared to ions located higher in the series.

Lengkapkan siri elektrokimia di bawah./Complete the electrochemical series below. TP1

magnesium klorida kuprum iodida argentum hidroksida hidrogen
magnesium chloride copper iodide silver ion hydroxide hydrogen

Siri elektrokimia/Electrochemical series

BAB Kation/Cation Anion/Anion
6 Ion kalium/Potassium ion Ion fluorida/Fluoride ion
Ion natrium/Sodium ion Semakin Ion sulfat/Sulphate ion ion
Ion kalsium/Calcium ion mudah Ion nitrat/Nitrate ion
Ion magnesium/Magnesium ion dipilih Ion klorida/Chloride ion
Ion aluminium/Aluminium ion untuk Ion bromida/Bromide ion ion
Ion zink/Zink ion dinyahcas Ion iodida/Iodide
Ion ferum(II)/Iron(II) ion More Ion hidroksida/Hydroxide
ion plumbum(II) ion/Lead(II) ion easily to be
Ion hidrogen/Hydrogen ion chosen for
discharged

Ion kuprum(II)/Copper(II) ion
Ion argentum/Silver ion

(b) Bulatkan ion yang dipilih untuk dinyahcas di anod dan katod. Nyatakan hasil elektrolisis.
Kemudian, berikan sebab./Circle the ions chosen to be discharged at anode and cathode. State the
products of electrolysis. Then, give reasons. TP2

Elektrod karbon Ion Ion dipilih untuk dinyahcas Hasil
Carbon electrodes Ions Ion chosen to be discharged Product

Larutan (-) Anod (+) : Ion sulfat Ion hidroksida Oksigen
natrium Anion Anode (+) : Sulphate ion Hydroxide ion Oxygen
sulfat Anion

A Sodium (+) Katod (-) : Ion natrium Ion hidrogen Hidrogen
sulphate Kation Cathode (-) : Sodium ion Hydrogen ion Hydrogen
solution Cation

Sebab/Reason sulfat
Anod : Ion hidroksida terletak di bawah ion
dalam siri elektrokimia
Anode : Hydroxide ion is located below sulphate ion in the electrochemical series.

Katod : Ion hidrogen terletak di bawah ion natrium dalam siri elektrokimia

Cathode : Hydrogen ion is located below sodium ion in the electrochemical series.

78

3 Faktor kepekatan elektrolit./The factor of concentration of electrolyte

Ion yang lebih pekat akan dipilih untuk dinyahcas di anod. Jenis ion yang dipilih untuk dinyahcas
di katod masih ditentukan oleh kedudukan ion dalam siri elektrokimia.
The more concentrated ions will be selected for discharged at the anode. The type of ion chosen for
discharge at the cathode is still determined by the position of the ion in the electrochemical series.

Bulatkan ion yang dipilih untuk dinyahcas di anod dan katod. Nyatakan hasil elektrolisis. Kemudian,
berikan sebab. TP2
Circle the ions chosen to be discharged at anode and cathode. State the products of electrolysis. Then,
give reasons.

Elektrod karbon Ion Ion dipilih untuk dinyahcas Hasil
Ions Ion chosen to be discharged Product
Carbon electrodes Anod (+) : Ion klorida Ion hidroksida Klorin
Larutan (-) Anode (+) : Chloride ion Hydroxide ion Chlorine
kuprum(II) Anion Katod (-) : Ion kuprum(II) Ion hidrogen Kuprum
klorida pekat Anion Cathode (-) : Copper(II) ion Hydrogen ion Copper
Concentrated
(+)
A copper(II) Kation
chloride Cation
solution

klorida Sebab/Reason
lebih pekat daripada ion hidroksida .
Anod : Ion
Anode : Chloride ion is more concentrated than hydroxide ion.

Katod : Ion kuprum(II) terletak di bawah ion hidrogen dalam siri elektrokimia. BAB
Cathode : Copper(II) ion is located below hydrogen ion in the electrochemical series. 6

4 Faktor jenis elektrod/The factor of the types of electrodes

Jika jenis logam yang digunakan sebagai anod adalah sama dengan jenis ion logam yang terdapat
di dalam larutan elektrolit, maka anod akan melarut membentuk ion logam itu.
Atom logam → ion logam + elektron
Di katod, atom-atom logam tersebut akan terenap.
Ion logam + elektron → atom logam
If the type of metal used as the anode is the same as the type of metal ion present in the electrolyte
solution, then the anode will dissolve to form the metal ions.
Metal atom → metal ion + electron
At the cathode, the metal atoms will deposited.
Metal ion + electron → metal atom

Berdasarkan faktor jenis elektrod, nyatakan pemerhatian dan hasil di anod dan katod. TP2
Based on the factor of the type of electrode, state the observation and product at the anode and
cathode.

Elektrokd kuprum Elektrod Pemerhatian Hasil
Copper electrodes Electrode Observation Product

Anod Elektrod kuprum terlarut/menipis Ion kuprum(II)
A Anode Copper electrode dissoves/becomes thinner Copper(II) ion

Larutan Katod Elektrod kuprum menebal/Pepejal perang Kuprum
kuprum(II) Cathode terbentuk Copper
sulfat Copper electrode becomes thicker/A brown
Copper(II) solid is deposited.
sulphate
solution

79

6.4 EKSPERIMEN Kedudukan ion dalam siri elektrokimia Tarikh:

KBAT BERPANDU The position of ions in electrochemical series PBD
Penemuan Inkuiri
Tujuan
Buku teks m/s 178 – 192

Untuk mengkaji kesan kedudukan ion dalam siri elektrokimia mempengaruhi pemilihan
ion untuk dinyahcas
To study the effect of the position of the ion in the electrochemical series that affect the choice
of ions to be discharged

Pernyataan Bagaimanakah kedudukan ion dalam siri elektrokimia mempengaruhi pemilihan ion untuk
Masalah dinyahcas?
How does the position of the ions in the electrochemical series affect the choice of ion to be
discharged?

Hipotesis Semakin rendah kedudukan ion dalam siri elektrokimia, semakin mudah
easier
ion itu dinyahcas.
The lower the position of the ions in the electrochemical series, the
the ions are discharged.

BAB Pemboleh (a) yang dimanipulasikan/that is manipulated:
Ubah Kedudukan ion dalam siri elektrokimia
Position of ion in the electrochemical series
6
(b) yang bergerak balas/that responds:
Hasil pada elektrod
Products at electrode

(c) yang dimalarkan/that is kept constant:
Kepekatan elektrolit dan jenis elektrod
Concentration of electrolyte and type of electrode

Bahan dan Larutan natrium sulfat 0.5 mol dm–3, kayu uji, elektrod karbon, sel elektrolitik, bateri,
Radas tabung uji, ammeter, suis, dawai penyambung dengan klip buaya, kaki retort.
Prosedur 0.5 mol dm–3 sodium sulphate solution, wooden splinter, carbon (graphite) electrode,
electrolytic cell, battery, test tubes, ammeter, switch, connecting wires with crocodile clips,
retort stand

Elektrod karbon Larutan natrium sulfat
Carbon electrodes Sodium sulphate solution

+ –
A

1 Sediakan susunan radas seperti yang ditunjukkan pada rajah.
Set up the apparatus as shown in the diagram.

2 Hidupkan suis dan alirkan arus elektrik selama kira-kira 20 minit (sehingga tabung
uji penuh diisi gas).
Turn on the switch and allow the electric current to flow for about 20 minutes (until
the test tube is filled with gas).

3 Perhatikan perubahan pada anod dan katod serta warna larutan elektrolit.
Observe the changes at the anode and cathode, and the colour of the solution.

4 Uji gas yang terkumpul di dalam tabung uji dengan kayu uji berbara.
Collect the gas in a test tube and test it with a glowing wooden splinter.
80

Pemerhatian Elektrod Pemerhatian Ujian gas (jika ada) Inferens
Perbincangan Electrode Observation Gas test (if any) Inference
Gelembung-gelembung Gas oksigen terhasil.
Kesimpulan Anod gas tidak berwarna Gas yang terhasil Oxygen gas is
Anode terbebas. menyalakan kayu uji produced.
Colourless gas bubbles berbara.
are released. The gas produced Gas hidrogen terhasil.
lights up the glowing Hydrogen gas is
Katod Gelembung-gelembung wooden splinter. produced.
Cathode gas tidak berwarna Gas menghasilkan
terbebas. bunyi ‘pop’ dengan
Colourless gas bubbles kayu uji bernyala.
are released. The gas produces
a ‘pop’ sound with
a burning wooden
splinter.

1 Tulis semula formula bagi ion-ion yang terdapat dalam larutan natrium sulfat. TP2
Write all the formulae of ions found in sodium sulphate solution.
Ion natrium, ion sulfat, ion hidrogen, ion hidroksida
Sodium ion, sulphate ion, hydrogen ion and hydroxide ion

2 Tuliskan anion dan kation yang terdapat dalam larutan kuprum(II) sulfat dalam jadual. BAB
Write the anions and cations found in copper(II) sulphate solution in the table. TP2 6

(a) Anion/Anion : Ion sulfat dan ion hidroksida/Sulphate ion and hydroxide ion
(b) Kation/Cation : Ion natrium dan ion hidrogen/Sodium ion and hydrogen ion
3 Tulis formula bagi ion-ion yang tertarik ke TP2

Write the formulae of ions attracted to the
(a) anod (+)/anode (+) : Ion sulfat dan ion hidroksida/Sulphate ion and hydroxide ion
(b) katod (–)/cathode (–) : Ion natrium dan ion hidrogen/Sodium ion and hydrogen ion
4 Tulis formula bagi ion-ion yang dipilih untuk dinyahcas di TP2

Write the formula of ion that is choosen to be discharged at the
(a) anod (+)/anode (+) : ion hidroksida/Hydroxide ion
(b) katod (–)/cathode (–) : Ion hidrogen/Hydrogen ion
5 Mengapakah ion tertentu dipilih untuk dinyahcas di anod dan di katod? TP2

Why does certain ions are chosen to be discharged at anode and cathode?
(a) Di anod/At anode:

Ion hidroksida dipilih kerana ia berada di bawah ion sulfat dalam siri elektrokimia.
Hydroxide ions are chosen because it is located below sulphate ions in the
electrochemical series.

(b) Di katod/At cathode:
Ion hidrogen dipilih kerana ia berada di bawah ion natrium dalam siri elektrokimia.
Hydrogen ions are chosen because it is located below sodium ions in the
electrochemical series.

1 Adakah hipotesis diterima?/Are the hyphotheses accepted?
Ya/Yes

2 Apakah kesimpulan eksperimen ini?/What is the conclusion for this experiment?
Semakin rendah kedudukan ion dalam siri elektrokimia, semakin mudah ion itu
dinyahcas.
The lower the position of the ions in the electrochemical series, the easier the ions are
discharged.

81

6.5 EKSPERIMEN Kepekatan elektrolit dalam elektrolit Tarikh:

KBAT BERPANDU The concentration of electrolyte in electrolyte PBD
Penemuan Inkuiri
Tujuan
Buku teks m/s 178 – 192

Untuk mengkaji kesan kepekatan elektrolit mempengaruhi pemilihan ion untuk dinyahcas
To study the effect of the concentration of electrolyte that the choice of ions to be discharged.

Pernyataan Bagaimanakah kepekatan elektrolit mempengaruhi pemilihan ion untuk dinyahcas?
Masalah How does the concentration of electrolyte affect the choice of ion to be discharged?
Hipotesis
Ion yang lebih tinggi kepekatannya akan dipilih untuk dinyahcas pada anod

Ions with higher concentration will be chosen to be discharged at anode

Pemboleh (a) yang dimanipulasikan/that is manipulated:
Ubah Kepekatan ion dalam elektrolit/Concentration of ion in electrolyte

(b) yang bergerak balas/that responds:
Hasil pada anod/Product at anode

(c) yang dimalarkan /that is kept constant:
Jenis elektrod/Type of electrode

BAB Bahan Asid hidroklorik 0.0001 mol dm–3, asid hidroklorik 1 mol dm–3
0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid, 1 mol dm–3 hydrochloric acid
Radas Elektrod karbon, kayu uji, sel elektrolitik, bateri, tabung uji, ammeter, suis, dawai
penyambung dengan klip buaya, kaki retort.
6 Carbon electrodes, wooden splinter, electrolytic cell, battery, test tube, ammeter, switch,
connecting wires with crocodile clips, retort stand
Prosedur
Elektrod karbon
Carbon electrodes

+ Larutan elektrolit
Electrolyte solution
A
–

1 Sediakan susunan radas seperti yang ditunjukkan pada rajah.
Set up the apparatus as shown in the diagram.

2 Hidupkan suis dan alirkan arus elektrik selama kira-kira 20 minit (sehingga tabung
uji penuh diisi gas).
Turn on the switch and allow the electric current to flow for about 20 minutes (until
the test tube is filled with gas).

3 Perhatikan perubahan pada kedua-dua elektrod.
Observe the changes at the two electrodes.

4 Uji gas yang terkumpul di anod dan katod masing-masing dengan kayu uji berbara
dan kayu uji bernyala.
Collect the gases at the anode and cathode, and test with a glowing wooden splinter and
a lighted wooden splinter respectively.

5 Ulangi eksperimen dengan menggunakan asid hidroklorik 0.0001 mol dm–3
Repeat the experiment using 0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid.

6 Uji gas yang terkumpul di anod dan katod masing-masing dengan kertas litmus merah
lembap dan kayu uji bernyala.
Test the gases collected at the anode and cathode each with a damp red litmus paper
and a lighted wooden splinter respectively.
82

Pemerhatian 1 mol dm–3 asid hidroklorik (pekat)/1 mol dm–3 hydrochloric acid (concentrated)

Elektrod Pemerhatian Ujian gas (jika ada) Inferens
Electrode Observation Gas test (if any) Inference
Gelembung-gelembung Gas klorin terhasil.
Anod gas kuning kehijauan Gas yang terhasil Chlorine gas is
Anode terbebas. melunturkan kertas produced.
Greenish-yellow gas litmus merah lembap.
bubbles are released. The gas produced
bleaches the damp red
litmus paper.

Katod Gelembung-gelembung Gas menghasilkan Gas hidrogen terhasil.
Cathode gas tidak berwarna bunyi ‘pop’ dengan kayu Hydrogen gas is
terbebas. uji menyala. produced.
Colourless gas bubbles The gas produces a ‘pop’
are released. sound with a burning
wooden splinter.

0.0001 mol dm–3 asid hidroklorik (cair)/0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid (dilute)

Elektrod Pemerhatian Ujian gas (jika ada) Inferens
Electrode Observation Gas test (if any) Inference
Gelembung-gelembung Gas oksigen terhasil.
Anod gas tidak berwarna Gas yang terhasil Oxygen gas is
Anode terbebas. menyalakan kayu uji produced.
Colourless gas bubbles berbara.
are released. The gas produced lights BAB
up/ignites the glowing
wooden splinter.

Katod Gelembung-gelembung Gas menghasilkan Gas hidrogen terhasil. 6
Cathode gas tidak berwarna bunyi ‘pop’ dengan kayu Hydrogen gas is
terbebas. uji menyala. produced.
Colourless gas bubbles The gas produces a ‘pop’
are released. sound with a burning
wooden splinter.

Perbincangan 1 Kepekatan ion klorida dalam asid hidroklorik yang manakah lebih tinggi, dalam
1.0 mol dm–3 atau 0.0001 mol dm–3? TP2
Concentration of chloride ion in which hydrochloric acid is higher, in 1.0 mol dm–3 atau
0.0001 mol dm–3?
1.0 mol dm–3

2 Namakan hasil yang terbentuk pada anod bagi setiap elektrolit di bawah. TP2
Name the product formed at anode for each electrolyte below.

(a) Asid hidroklorik 1.0 mol dm–3/1.0 mol dm–3 hydrochloric acid:
Gas klorin/Chlorine gas

(b) Asid hidroklorik 0.0001 mol dm–3/0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid:
Gas oksigen/Oxygen gas

3 Namakan ion yang dipilih untuk dinyahcas pada anod bagi: TP2
Name the ions chosen for discharge at the anode for:

(a) Asid hidroklorik 1.0 mol dm–3/1.0 mol dm–3 hydrochloric acid:
Ion klorida/Chloride ion

(b) Asid hidroklorik 0.0001 mol dm–3/0.0001mol dm–3 hydrochloric acid:
Ion hidroksida/Hydroxide ion

Kesimpulan 1 Adakah hipotesis diterima?/Are the hyphotheses accepted?
Ya/Yes

2 Apakah kesimpulan eksperimen ini?/What is the conclusion for this experiment?
Ion yang lebih tinggi kepekatannya akan dipilih untuk dinyahcas pada anod.
Ions with higher concentration will be chosen to be discharged at anode.

83

6.6 EKSPERIMEN Jenis elektrod mempengaruhi hasil elektrolisis Tarikh:

KBAT BERPANDU The type of electrode affects the products of electrolysis PBD
Penemuan Inkuiri
Tujuan
Buku teks m/s 178 – 192

Untuk mengkaji kesan jenis elektrod mempengaruhi pemilihan ion untuk dinyahcas
To study the effect of the types of electrode that affect the choice of ions to be discharged

Pernyataan Bagaimanakah jenis elektrod mempengaruhi pemilihan ion untuk dinyahcas?
Masalah How does the type of electrode affect the choice of ion to be discharged?

Hipotesis 1 Jika elektrod karbon digunakan semasa elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat, maka

ion hidroksida dipilih untuk dinyahcas di anod.
If carbon electrodes are used during electrolysis of copper(II) sulphate solution, then
ion hydroxide
is chosen for discharge at anode.
2 Jika elektrod kuprum digunakan semasa elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat, maka
ion kuprum(II) terhasil di anod.
If copper electrodes are used during electrolysis of copper(II) sulphate solution, then
copper(II) ions
are produced at the anode.

BAB Pemboleh (a) yang dimanipulasikan/that is manipulated:
Ubah Jenis elektrod (karbon atau kuprum)
Type of electrode (carbon or copper)
6
(b) yang bergerak balas/that responds:
Hasil elektrolisis terbentuk di elektrod
Product of elelctrolysis at the anode

(c) yang dimalarkan/that is kept constant:
Jenis dan kepekatan elektrolit
Type and concentration of electrolyte

Bahan Larutan kuprum(II) nitrat 0.5 mol dm–3, elektrod karbon, elektrod kuprum, kayu uji, sel
Prosedur elektrolitik, bateri, tabung uji, ammeter, suis, dawai penyambung dengan klip buaya, kaki
retort.
0.5 mol dm–3 copper(II) nitrate solution, carbon electrodes,, copper electrodes, wooden splinter,
electrolytic cell, battery, test tube, ammeter, switch, connecting wires with crocodile clips,
retort stand.

Elektrod karbon Larutan kuprum(II) nitrat
Carbon electrodes Copper(II) nitrate solution

A

1 Sediakan susunan radas seperti dalam rajah.
Set up the apparatus as shown in the diagram.
2 Hidupkan suis dan alirkan arus elektrik selama kira-kira 20 minit.
Turn on the switch and allow electricity to flow for about 20 minutes.
3 Perhatikan perubahan pada kedua-dua elektrod karbon.
Observe the changes at both copper electrodes.

84

4 Uji gas yang terbebas di anod dengan menggunakan kayu uji berbara.
Test the gas released at the anode using a glowing wooden splinter.

5 Ulang langkah 1 hingga 3 dengan menggantikan elektrod karbon dengan elektron
kuprum./Repeat steps 1 till 3 by replacing carbon electrodes with copper electrodes.

Pemerhatian Elektrod Pemerhatian Inferens
Electrode Observation Inference
Karbon Anod Gas terbebas menyalakan kayu Gas oksigen terhasil.
Carbon Anode uji berbara. Oxygen gas is produced.
The gas released lights up the
Kuprum Katod glowing wooden splinter. Kuprum terhasil.
Copper Cathode Pepejal perang terenap. Copper is produced.
Anod Brown solids are deposited. Ion kuprum(II) terhasil.
Anode Elektrod kuprum terlarut/ Copper(II) ions are produced.
menjadi nipis.
Katod Copper electrode dissolves/ Kuprum terhasil.
Cathode becomes thinner. Copper is produced.
Elektrod kuprum menebal/
Pepejal perang terenap.
Copper electrode becomes
thicker/Brown solids are
deposited.

Perbincangan 1 Namakan ion yang hadir dalam elektrolit./State the ions present in the electrolyte. TP1 BAB
Kesimpulan Ion kuprum(II), ion nitrat, ion hidrogen dan ion hidroksida. 6
Copper(II) ion, nitrate ion, hydrogen ion and hydroxide ion.

3 Namakan ion yang dipilih untuk dinyahcas di anod dan katod bagi elektrod-elektrod
karbon dan tuliskan hasil yang terbentuk dalam petak. TP2
Name the ion chosen for discharge at the anode and cathode for carbon electrodes and
write the products formed in the boxes.

Hasil yang terbentuk/Product formed

(a) Anod : Ion hidroksida Gas oksigen/Oxygen gas
Anode : Hydroxide ion Kuprum/Copper

(b) Katod : Kuprum(II) ion
Cathode : Copper(II) ion

4 Namakan ion yang terhasil di anod dan hasil yang terbentuk di katod bagi elektrod-
elektrod kuprum./Name the ion produced at the anode and the product formed at the
cathode for the copper electrodes. TP2

(a) Anod/Anode: Ion kuprum(II)/Copper(II) ion
(b) Katod/Cathode: Logam kuprum/Copper metal

1 Adakah hipotesis diterima?/Are the hyphotheses accepted?
Ya/Yes

2 Apakah kesimpulan eksperimen ini?/What is the conclusion for this experiment?
Jika elektrod karbon digunakan semasa elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat, maka ion
hidroksida dipilih untuk dinyahcas di anod. Jika elektrod kuprum digunakan semasa
elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat, maka ion kuprum(II) terhasil di anod./If carbon
electrodes are used during electrolysis of copper(II) sulphate solution, then hydroxide
ion is chosen for discharge at anode. If copper electrodes are used during electrolysis
of copper(II) sulphate solution, then copper(II) ions are produced at the anode.

85

6.7 AKTIVITI Aplikasi elektrolisis dalam industri Tarikh:

PERBINCANGAN Application of electrolysis in industry PBD
Kontekstual

Buku teks m/s 178 – 192
Modul Teknologi Hijau KIMIA, CETREE USM. Tajuk: Mewajarkan Teknologi Hijau dalam Elektrokimia.

Lengkapkan ruang tentang aplikasi elektrolisis dalam industri. TP2
Complete the spaces about the application of electrolysis in industry.

1 Pengekstrakan logam/Extraction of metals

– +
Katod karbon Anod
Carbon cathode Anode
Tangki keluli
Steel tank Aluminium
oksida
Molten
aluminium
oxide

BAB Aluminium lebur
Molten aluminium

Logam-logam yang (kurang, lebih) reaktif daripada karbon seperti kalium, natrium, kalsium,
magnesium, dan aluminium perlu diekstrakkan daripada leburan (logamnya, bijihnya) melalui
(elektrolisis, pemanasan dengan karbon). Leburan (logam, bijih) dijadikan elektrolit dan elektrod-
elektrod (kuprum, karbon) digunakan sebagai elektrod.
Metals that are (less, more) reactive than carbon such as potassium, sodium, calcium, magnesium, and

6 aluminum need to be extracted from its molten (metal, ore) by (electrolysis heating with carbon). The
molten (metal, ore) is used as electrolyte and (copper, carbon) is used as the electrodes.
2 Penyaduran/Electroplating (Faktor jenis elektrod/Factor of the type of electrode)
Dalam proses penyaduran secara elektrolisis, logam penyadur dijadikan (anod, katod) manakala logam
yang hendak disadur dijadikan (anod, katod). Elektrolit yang digunakan ialah (leburan, larutan akueus)
yang mengandungi ion logam penyadur.
In an electroplating process, the plating metal is the (anode, cathode) while the metal to be plated is the
(anode, cathode). The electroiyle used is (molten, an aquenous solution) containing the metal ion for the
plating.
3 Penulenan logam/Purification of metal (Faktor jenis elektrod/Factor of the type of electrode)
Proses penulenan logam menggunakan prinsip yang sama seperti proses penyaduran logam. Dalam
proses penulenan, logam tidak tulen dijadikan (anod, katod) manakala kepingan logam tulen dijadikan
(anod, katod). Elektrolit yang digunakan ialah larutan yang mengandungi ion-ion logam itu.
The process of the purification of metals uses the same principle as the electroplating process. In the
purification process, the impure metal is made the (anode, cathode) while a pure metal plate is made the
(anode, cathode). The electrolyte used is a solution containing the metal ions.
4 Pengolahan air sisa dengan menggunakan elektro-penggumpalan
Waste water treatment by electrocoagulation
Pada anod, elektrod logam seperti aluminium dalam elektrolit menghasilkan ion (aluminium, hidrogen).
Penggumpalan berlaku apabila ion (aluminium, hidrogen) dan ion hidroksida serta bahan pencemar
bergabung. Gumpalan ini disebut (kristal, flok) yang kemudian tenggelam dan berkumpul pada dasar.
At the anode, a metal electrode such as aluminium ionises in the electrolyte to produce (aluminium,
hydrogen) ions. Coagulation occurs when (aluminium, hydrogen) ions and pollutants in the waste water
combine to produce coagulants. This coagulant is knows as a (crystal, floc) that sinks and gathers at
the base.

86

6.8 EKSPERIMEN Standard Kandungan Tarikh:
6.2 Sel kimia
KBAT BERPANDU PBD
Penghasilan tenaga elektrik oleh sel ringkas Penemuan Inkuiri
Tujuan
The production of electrical energy by a simple cell

Buku teks m/s 192 – 195

Modul Teknologi Hijau KIMIA, CETREE USM. Tajuk: Mewajarkan Teknologi Hijau dalam Elektrokimia.
2007 BHG. C, S11(a)

Mengkaji penghasilan tenaga elektrik oleh sel ringkas
To study the production of electrical energy by a simple cell

Bahan dan Kepingan zink, kepingan kuprum, larutan natrium klorida, wayar penyambung, klip buaya,
Radas bikar, voltmeter/Zinc plate, copper plate, sodium chloride solution, connecting wires, crocodile
clips, beaker, voltmeter

Prosedur 1 Sediakan susunan radas seperti yang
Keputusan V ditunjukkan dalam rajah.
Set up the apparatus as shown in the diagram.
2 Tuangkan larutan natrium klorida ke dalam
bikar.
Pour sodium chloride solution into a beaker.
Kepingan Kepingan 3 Celup kepingan zink dan kepingan kuprum
zink kuprum
Zinc plate Copper ke dalam larutan natrium klorida.
plate Dip zinc and copper plates into the sodium

chloride solution.
4 Sambungkan kepingan zink dan kepingan
Larutan natrium klorida kuprum dengan wayar penyambung kepada BAB
Sodium chloride solution voltmeter.

Connect the zinc and copper plates with 6
connecting wires to the voltmeter.
5 Rekodkan bacaan voltmeter.
Record the voltmeter reading.
6 Ulang langkah 1 hingga 5 dengan menggunakan dua kepingan zink sebagai
pasangan logam./Repeat steps 1 till 5 using two zinc plates as the metal pair.

Pasangan logam Bacaan voltmeter
Metal pairs Voltmeter reading (V)

Zink dan kuprum/Zinc and copper 1.1

Zink dan zink/Zinc and zinc 0

Perbincangan 1 Nyatakan inferens yang boleh dibuat berdasarkan pemerhatian bagi eksperimen ini.
State the inference that can be made based on the observation of this experiment. TP2

Arus elektrik terhasil.
Electric current is produced.

2 Nyatakan perubahan tenaga yang berlaku dalam sel ringkas ini. TP2
State the energy change that occurs in this simple cell.
kimia elektrik
Tenaga kepada tenaga .
Chemical Electrical
energy to energy.

3 Ramalkan bacaan voltmeter jika pasangan logam kuprum dan kuprum digunakan. TP2
Predict the voltmeter reading if the metal pair of copper and copper is used.
0V

Kesimpulan Apakah kesimpulan yang dapat dibuat daripada aktiviti ini?
What conclusion can be made from this activity?
Dua logam berlainan yang dicelup ke dalam satu elektrolit menghasilkan

arus elektrik .

Two different metals dipped in an electrolyte produce electric current .

87

SPM PRAKTIS PENGUKUHAN 6

Kertas 1

Arahan: Setiap soalan diikuti oleh empat pilihan jawapan, A, B, C dan D. Pilih jawapan yang terbaik.
Instructions: Each question is followed by four options A, B, C and D. Choose the best answer.

1 Logam yang manakah boleh Soalan 4 dan 5 berdasarkan Rajah 3.
diekstrak daripada bijihnya Ouestions 4 and 5 are based on Diagram 3.
hanya melalui proses
elektrolisis?/Which metal can 4 Rajah 3 menunjukkan satu proses penulenan.
be extracted from its ore only Diagram 3 shows a purification prosess.
by the process of electrolysis?
A Magnesium/Magnesium Kepingan kuprum Kepingan kuprum tulen
B Timah/Tin Tidak tulen, X Pure copper plate
C Kuprum/Copper impure copper Larutan P
D Plumbum/Lead Plate, X Solution P

2 Rajah 1 menunjukkan suatu Rajah 3/Diagram 3
sel kimia./Diagram 1 shows a
BAB chemical cell. Antara yang berikut, yang manak­ ah X dan larutan P?
Which of the following are X and solution P?
V

6 Kuprum P X P
Copper Larutan garam A Kation/Cation Kalium nitrat/Potassium nitrate
salt solution B Katod/Cathode Kuprum(II) nitrat/Copper(II) nitrate
C Anod/Anode Kuprum(II) sulfat/Copper(II) sulphate
Rajah 1/Diagram 1 D Anion/Anion Zink klorida/Zinc chloride

Jika jarum volmeter tidak KLON SPM 2007/2008
terpesong, apakah P?
If the volmeter needle does not 5 Apakah yang akan berlaku kepada anod?
deflect, what is P?
A Karbon/Carbon What will happen to the anode?
B Zink/Zinc
C Kuprum/Copper A Menjadi lebih nipis C Menjadi lebih tebal
D Besi/Iron

3 Rajah 2 menunjukkan susunan Becomes thinner Becomes thicker
radas elektrolisis untuk menya­
dur sebatang paku besi. C Kuprum terenap D Gelembung gas terbentuk
Diagram 2 shows the electrolysis
apparatus set up to electroplate Copper is deposited Gas bubbles are formed
an iron nail.
KLON SPM 2014

A Larutan 6 Antara proses yang berikut, 7 Logam yang manakah diekstrak
argentum daripada bijihnya dengan
Logam X nitrat yang manakah boleh digunakan menggunakan elektrolisis?
Metal X Silver nitrate Which metals is extracted using
solution untuk mengelakkan pengaratan electrolysis?
Paku besi I Kalsium/Calcium
Iron nail objek besi? II Aluminium/Aluminium
III Natrium/Sodium
Rajah 2/Diagram 2 Which of the following processes IV Zink/Zinc
can be used to prevent rusting of A I dan II/I and II
Apakah logam X? iron objects? B II dan III/II and III
What is metal X? A Penyaduran C I, II dan III/I, II and III
A Argentum/Silver D I, II, III dan IV
B Besi/Iron Electroplating I, II, III and IV
C Aluminium/Aluminium B Pengekstrakan
D Kuprum/Copper KLON SPM 2006/2008
Extraction
KLON SPM 2004/2007/2011/2013 C Penulenan

Purification
D Penghabluran

Crystallisation

88

Kertas 2

Arahan: Jawab semua soalan.
Instructions: Answer all the questions.

Bahagian B/Section B

1 Rajah di bawah menunjukkan satu model sel ringkas.

The diagram below shows a model of a simple voltaic cell.

V (a) Apakah yang dapat diperhatikan pada voltmeter?
What can be observed on the voltmeter?

Jarum voltmeter terpesong.

Kepingan zink Kepingan The pointer of the voltmeter is deflected.
Zinc plate kuprum
Copper plate [1 markah/1 mark]
Cuka
Vinegar (b) Berikan inferens kepada pemerhatian di 1(a)./Give
an inference to the observation in 1(a).

Arus elektrik terhasil/An electric current is produced

[1 markah/1 mark]

(c) Tulis perubahan tenaga yang berlaku dalam eksperimen ini.
Write the energy transformation that occurs in this experiment.
Tenaga kimia kepada tenaga elektrik/Chemical energy to electrical energy

[1 markah/1 mark] BAB
6
(d) (i) Apakah yang akan berlaku jika kepingan kuprum digantikan dengan rod karbon?
What will happen if the copper plate is replaced with a carbon rod?
Jarum voltmeter terpesong./The pointer of the voltmeter is deflected.

[1 markah/1 mark]

(ii) Berikan sebab bagi jawapan anda di 1(d)(i)./Give a reason for your answer in 1(d)(i).
Rod karbon mengkonduksikan arus elektrik./The carbon rod conducts electric current.

[1 markah/1 mark]

(e) Nyatakan satu contoh makanan yang dapat digunakan untuk menggantikan larutan cuka.
State one example of a food item which can be used to replace the vinegar solution.
Jus nanas/Jus oren/Pineapple juice/Orange juice

[1 markah/1 mark]

Bahagian C/Section C
2 Kaji pernyataan yang berikut./Study the following statement.

Dua logam berlainan yang dicelup ke dalam larutan elektrolit menghasilkan arus elektrik.

Two different metals that are dipped in an electrolyte solution produce electric current. Praktis
(a) Nyatakan satu pernyataan masalah daripada maklumat di atas. SPM

State one problem statement from the above information. [1 markah/1 mark]

(b) Cadangkan satu hipotesis untuk mengkaji pernyataan di atas. [1 markah/1 mark]
Suggest one hypothesis to investigate the above statement.

(c) Berdasarkan pernyataan yang diberi, reka bentuk satu eksperimen makmal untuk menguji hipotesis anda
dengan menggunakan kepingan zink, kepingan kuprum, kepingan besi, larutan natrium klorida, bikar,
voltmeter, klip buaya dan wayar penyambung.
Based on the given statement, design a laboratory experiment to test your hypothesis by using zinc plate, copper
plate, iron plate, sodium chloride solution, beaker, voltmeter, crocodile clips and connecting wire

Huraian anda harus mengandungi aspek-aspek berikut:
Your description should include the following aspects:

(i) Tujuan eksperimen/Aim of the experiment [1 markah/1 mark]

(ii) Mengenal pasti pemboleh ubah/Identification of the variables [2 markah/2 marks]

(iii) Prosedur/Procedure [4 markah/4 marks]

(iv) Penjadualan data/Tabulation of data [1 markah/1 mark]

89