Elektrolisis Tingkatan 4

KIMIA TINGKATAN 4

ULANGKAJI TOPIKAL-
Elektrolisis

Elektrolit ialah bahan yg dapat mengalirkan arus elektrik dalam keadaan leburan
@ larutan akueus dan mengalami perubahan kimia.

Elektrolit boleh mengkonduksi arus elektrik kerana mengandungi ion-ion yang
bebas bergerak dalam larutan akueus @ leburan.

Elektrolisis ialah proses penguraian elektrolit kepada unsur juzuknya apabila
arus elektrik mengalir melaluinya.

Katod ialah elektrod Kation ialah ion Ion Pb2+ (Kation) & ion Br- (Anion) Anod ialah elektrod Anion ialah
yang bersambung yg bercas yang bersambung kpd ion yg bercas
kpd terminal negatif POSITIF terminal positif bateri.
bateri. NEGATIF

Persamaan setengah: Br- Persamaan setengah:
Plumbum
Pb2+ + e- → Pb Pb2+ (II)Bromida 2Br-→Br2 + 2e-
leburan

panaskan 2 LANGKAH :

Elektrolisis sebatian lebur 1. Proses pergerakan ion-ion
Ion-ion yg bebas bergerak terdiri drp ion
Persamaan ion keseluruhan :
bercas +ve (kation) dan ion bercas –ve
Pb2+ + 2Br- → Pb + Br2
(anion)
Katod akan menarik ion positif
Anod akan menarik ion negatif

2. Proses nyahcas ion-ion :
☺ ion +ve (kation) yg dipilih akan dinyahcas

di katod dgn MENERIMA electron drp katod.
☺Ion-ve (anion) yg dipilih akan dinyahcas di

anod dgn MELEPASKAN electron kpd anod

Pemilihan nyahcas ion di elektrod Elektrolisis Larutan Akueus 2 set ion iaitu
bergtg kpd 3 faktor iaitu : (a) Anion & Kation berasal drp zat
①Kedudukan ion dlm Siri
terlarut
Elektrokimia (b) Ion hidrogen, H+ dan ion
②Kepekatan ion dl suatu larutan
③Jenis elektrod yg digunakan. hidroksida, OH- yg berasal drp air.

②Kepekatan ion dl suatu larutan

Ion yg lebih tinggi kepekatannya

①Kedudukan ion dlm SEK Elektrolisis elektrolit dalam bentuk dipilih utk dinyahcas, walaupun
akueus ion itu berada di kedudukan lebih
Ion positif & ion negatif yg ada tinggi dlm SEK
pada kedudukan paling rendah Di Anod, kedudukan ion
dlm Siri Elektrokimia akan OH- lebih rendah drp ion ③Jenis elektrod yg digunakan
dipilih utk proses nyahcas nitrat dlm SEK, jadi ion OH-
Elektrod karbon & platinum- elektrod lengai

Contoh : Elektrolisis larutan argentum nitrat akan dipilh utk dinyahcas (tdk bert/bls)
Di anod, ion OH- kurang Elektrod selain karbon merupakan elektrod
a) Ion-ion yg hadir di Katod : Ag+, H+, elektronegatif drp ion NO3-. aktif yg akan terlibat dlm t/b.
b) Ion yg hadir di Anod : NO3-, OH- Jadi ion OH- akan dipilih utk
Persamaan setengah : dinyahcas. Cth : Pemilihan ion-ion di anod : Atr ion NO3-
& OH- tidak akan dipilih, ttp elektrod kuprum

4OH- → 2H2O + O2 + 4e- iaitu elektrod aktif akan melepaskan
Hasil tindak balas : Air & Oksigen elektron & mghasilkan ion Cu2+.

Satu eksperimen telah dijalankan untuk mengkaji kesan kepekatan ion terhadap
pemilihan nyahcas ion di elektrod. Susunan radas bagi eksperimen itu ditunjukkan pada
Rajah 1

dimanipulasi

Eksperimen itu dijalankan dengan menggunakan bergerakbalas

larutan kuprum(II)klorida 1.0 mol dm-3 dan 0.001 mol dm-3. Gas yang dikumpulkan pada

anod diuji dengan kertas litmus biru yang lembap dan kayu uji berbara

(a) Lengkapkan Jadual 1 di bawah dengan menyatakan pemerhatian dan
inferens yang berkaitan dalam eksperimen itu

Elektrolit bergerakbalas Inferens

Larutan Pemerhatian di anod 6 markah
kuprum(II)klorida
1.0 mol dm-3 Kertas litmus biru lembap :

Kayu uji berbara :

Larutan Kertas litmus biru lembap :
kuprum(II)klorida Kayu uji berbara :
0.001 mol dm-3

Jadual 1

dimanipulasi

Satu eksperimen telah dijalankan untuk mengkaji kesan kepekatan ion terhadap
pemilihan nyahcas ion di elektrod. Susunan radas bagi eksperimen itu ditunjukkan pada
Rajah 1 bergerakbalas

Cu2+, H+, Cl-, OH-

Anion : Cl-, OH-

+- Kation : Cu2+, H+

Di Katod, pepejal perang
terenap, ialah logam
kuprum. Cu2+ + 2e- → Cu

dimanipulasi

Eksperimen itu dijalankan dengan menggunakan bergerakbalas

larutan kuprum(II)klorida 1.0 mol dm-3 dan 0.001 mol dm-3. Gas yang dikumpulkan pada

anod diuji dengan kertas litmus biru yang lembap dan kayu uji berbara

Untuk mengesah Untuk menguji Gas klorin
kehadiran gas kehadiran gas
oksigen bersifat asid

(a) Lengkapkan Jadual 1 di bawah dengan menyatakan pemerhatian dan
inferens yang berkaitan dalam eksperimen itu

Elektrolit bergerakbalas Inferens
Gas klorin terhasil
Larutan Pemerhatian di anod
kuprum(II)klorida Gas oksigen terhasil
1.0 mol dm-3 Kertas litmus biru lembap :
6 markah
Menjadi merah dan melunturkannya

Kayu uji berbara : Tiada perubahan

Larutan Kertas litmus biru lembap : Tiada perubahan
kuprum(II)klorida Kayu uji berbara :
0.001 mol dm-3

Menyala

Jadual 1

(c) Nyatakan perubahan warna larutan kuprum(II) klorida semasa eksperimen
itu dijalankan. (3m)

(d) Bagi eksperimen ini, nyatakan
(i) Pembolehubah dimanipulasi :
(ii) Pembolehubah bergerakbalas :
(iii) Pembolehubah dimalarkan :

(b) Nyatakan perubahan warna larutan kuprum(II) klorida semasa eksperimen
itu dijalankan. (3m)

Keamatan warna biru larutan kuprum(II) klorida berkurang.

(c) Bagi eksperimen ini, nyatakan
(i) Pembolehubah dimanipulasi : Kepekatan larutan kuprum(II)klorida
(ii) Pembolehubah bergerakbalas : Gas yang dikumpul di anod
(iii) Pembolehubah dimalarkan : Jenis larutan

(d) Nyatakan satu hipotesis bagi eksperimen itu.(3m)

Semakin bertambah kepekatan ion dalam larutan eletrolit, semakin tinggi
peluang ion dipilih untuk dinyahcaskan di anod.

(e) Kelaskan ion-ion yang hadir dalam larutan kuprum(II)klorida kepada
kation dan anion (3m)

Kation Anion

Ion kuprum(II), Cu2+ Ion hidroksida, OH-
Ion hidrogen,H+ Ion klorida, Cl-

Rajah 2.1 menunjukkan susunan radas yang digunakan untuk membina Siri
Elektrokimia. Voltan yang dihasilkan dengan mencelup elektrod kuprum dan
magnesium diukur. Eksperimen ini diulangi dengan menggantikan magnesium
dengan aluminium dan zink.

Elektron akan Terminal positif : Terminal negatif :
mengalir dr litar Logam kurang elektropositif: Logam lebih elektropositif
luar diterima oleh
ion positif dlm Magnesium lebih
elektrolit melalui elektropositif dr
kuprum. Atom
terminal ini Magnesium akan
melepaskan electron.
Ion-ion yg hadir dlm elektrolit : Na+, H+, Cl-, OH-
Mg → Mg2+ + 2e-

Perlis

Rajah 2.2 menunjukkan Set Bacaan voltmeter
tiga bacaan voltmeter
yang menggunakan I Kuprum dan magnesium
logam berlainan
berpasangan dengan
kuprum

II Kuprum dan zink

(a) Berdasarkan III Kuprum dan aluminium
Rajah 2.2, rekodkan
bacaan voltmeter
pada ruang yang
disediakan.(3m)

Set Bacaan voltmeter

Berdasarkan Rajah I Kuprum dan magnesium 2.7 V
2.2, rekodkan
bacaan voltmeter
pada ruang yang
disediakan.(3m)

II Kuprum dan zink 1.1 V

III Kuprum dan aluminium 2.0 V

(b) Bina satu jadual untuk merekod bacaan voltmeter bagi eksperimen
itu.(3m)

(c) Nyatakan pembolehubah bagi eksperimen ini. (3m)
(i) Pembolehubah dimanipulasi :
(ii) Pembolehubah bergerakbalas :
(iii) Pembolehubah dimalarkan :

b) Bina satu jadual untuk merekod bacaan voltmeter bagi
eksperimen itu.(3m)

Pasangan logam Bacaan voltmeter (V)
Cu dan Mg 2.7
Cu dan Zn 1.1
Cu dan Al 2.0

(c) Nyatakan pembolehubah bagi eksperimen ini.

(i) Pembolehubah dimanipulasi : Jenis Pasangan logam

(ii) Pembolehubah bergerakbalas : Nilai voltan//Bacaan voltmeter

(iii) Pembolehubah dimalarkan : Jenis / kepekatan elektrolit //
Larutan natrium klorida

(3m)

d) Nyatakan satu hipotesis untuk eksperimen ini.(3m)

e) Nyatakan definisi secara operasi bagi pembinaan siri elektrokimia
dalam eksperimen ini. (3m)

d) Nyatakan satu hipotesis untuk eksperimen ini.(3m)

Semakin jauh jarak diantara dua logam dalam siri elektrokimia,
semakin besar nilai voltan yang terhasil.

Semakin jauh jarak antara PASANGAN LOGAM, semakin tinggi nilai voltan

e) Nyatakan definisi secara operasi bagi pembinaan siri elektrokimia
dalam eksperimen ini. (3m)

e) Nyatakan definisi secara operasi bagi pembinaan siri elektrokimia

dalam eksperimen ini. (3m) Keyword :

1) What you DO

2) What you OBSERVE

Apabila kedudukan dua jenis pasangan logam yang berbeza direndam
dalam elektrolit, nilai voltan di antara dua logam terhasil.

Apabila dua jenis logam yang berlainan dan kedudukannya jauh dalam siri elektrokimia
dicelup dalam elektrolit, nilai voltan yang diperolehi adalah besar.

Apabila dua pasangan logam yang berlainan dicelup ke dalam elektrolit, jarum
voltmeter terpesong.

(f) Berdasarkan Set I, tulis setengah persamaan bagi tindak balas
yang berlaku pada kedua-dua elektrod. (3m)

Elektrod negatif:

Elektrod positif:

(g) Berdasarkan bacaan voltmeter dalam Rajah 2.2 ,susunkan kuprum,
zink, magnesium dan aluminium bermula dengan logam yang paling
elektropositif.

(f) Berdasarkan Set I, tulis setengah persamaan bagi tindak balas
yang berlaku pada kedua-dua elektrod. (3m)

Elektrod negatif:

Elektrod positif:

(g) Berdasarkan bacaan voltmeter dalam Rajah , susunkan kuprum, zink,
magnesium dan aluminium bermula dengan logam yang paling
elektropositif.

Magnesium, Aluminium, Zink, Kuprum

(h) Berikut adalah persamaan setengah menunjukkan tindak balas yang berlaku
pada elektrod zink dan elektrod kuprum dengan menggunakan larutan
kuprum(II)sulfat sebagai elektrolit.. Seimbangkan persamaan dengan menulis
bilangan elektron dalam petak yang disediakan.
Tulis persamaan ion.

Pada elektrod zink : Zn → Zn2+ + e Elektrod Kuprum Elektrod Zink
Pada elektrod kuprum :Cu2+ + e →Cu
Larutan
Persamaan ion : kuprum(II)sulfat

(h) Berikut adalah persamaan setengah menunjukkan tindak balas yang berlaku
pada elektrod zink dan elektrod kuprum dengan menggunakan larutan
kuprum(II)sulfat sebagai elektrolit. Seimbangkan persamaan dengan menulis
bilangan elektron dalam petak yang disediakan.
Tulis persamaan ion.

Pada elektrod zink : Zn → Zn2+ + 2 e Elektrod Kuprum Elektrod Zink
Pada elektrod kuprum :Cu2+ + 2 e → Cu
Larutan
Persamaan ion : kuprum(II)sulfat

Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

(i) Jadual 1 menunjukkan maklumat berkenaan pasangan logam dan terminal
positifnya dalam sel voltan.

Pasangan logam Terminal positif

Argentum dan kuprum Argentum

Ferum dan kuprum Kuprum

Stanum dan kuprum Kuprum

Aurum dan kuprum Aurum

Kelaskan argentum, ferum,stanum dan aurum kepada logam-logam yang lebih elektropositif
daripada kuprum dan logam-logam yang kurang elektropositif daripada kuprum. (3m)

Logam yang lebih elektropositif Logam yang kurang elektropositif
daripada kuprum daripada kuprum

(i) Jadual 1 menunjukkan maklumat berkenaan pasangan logam dan terminal
positifnya dalam sel voltan.

Pasangan logam Terminal positif

Argentum dan kuprum Argentum

Ferum dan kuprum Kuprum

Stanum dan kuprum Kuprum

Aurum dan kuprum Aurum

Kelaskan argentum, ferum,stanum dan aurum kepada logam-logam yang lebih elektropositif
daripada kuprum dan logam-logam yang kurang elektropositif daripada kuprum. (3m)

Logam yang lebih elektropositif Logam yang kurang elektropositif

daripada kuprum daripada kuprum
Ferum Argentum

Stanum Aurum

Jadual 2 menunjukkan keputusan yang diperolehi daripada dua set
eksperimen elektrolisis yang telah dijalankan oleh pelajar
menggunakan larutan kalium iodida x mol dm-3 dan larutan kalium
iodida y mol dm-3.

Sel elektrolisis Elektrolit Pemerhatian di anod
A Larutan kalium iodida Gelembung gas tidak

B x mol dm-3 berwarna terbebas
Larutan kalium iodida Larutan tidak berwarna

y mol dm-3 bertukar menjadi perang

Terengganu

Rancang satu eksperimen makmal untuk mengkaji kesan kepekatan
elektrolit terhadap hasil elektrolisis pada anod dengan menggunakan
larutan kalium iodida dengan nilai x dan y yang berbeza. Anda
dikehendaki menyatakan nilai yang bersesuaian bagi x dan y.

Perancangan anda hendaklah mengandungi perkara-perkara berikut:

a. Pernyataan masalah
b. Semua pemboleh ubah
c. Pernyataan hipotesis
d. Senarai bahan dan radas
e. Prosedur eksperimen
f. Penjadualan data

[17M]

(a) Pernyataan masalah Adakah kepekatan elektrolit mempengaruhi hasii
(b) Semua pembolehubah elektrollsis di anod?//
Bagaimanakah kepekatan elektrolit mempengaruhi
hasil terbentuk di anod?

Pemboleh ubah dimanipulasi: Kepekatan elektrolit
//Kepekatan ion iodida
Pemboleh ubah bergerak balas: Hasil di anod
Pemboleh ubah dimalarkan: Elektrod karbon //Jenis
elektrod //Larutan kalium iodida // Jenis elektrolit

(c) Pernyataan hipotesis Jika larutan kalium iodida pekat dielektrolisiskan /
digunakan hasil di anod iatah larutan iodin.
Jika larutan kalium iodida cair dielektrolisiskan / digunakan
hasil di anod ialah gas oksigen

(d) Senarai radas dan Radas : Elektrod karbon, sel elektrolisis, wayar, bateri, tabung uji
bahan Bahan : Larutan kalium iodida [ 0.0001 - 0.001 ] mol dm-3,
Larutan kalium iodida [0.1 - 2.0 mol dm-3]

(e) Prosedur eksperimen 1. Masukkan larutan kalium iodide 0.001 mol dm-3 ke dalam sel
elektrolisis sehingga separuh penuh.

2. Masukkan larutan tersebut ke dalam 2 tabung uji kecil sehingga
penuh.

3. Telangkupkan tabung uji yg berisi larutan kpd kedua-dua
elektrod.

4. Sambungkan kedua-dua elektrod kepada bateri dengan wayar
penyambung// Lengkapkan litar.

5. Rekod pemerhatian.
6. Ulang Langkah 1 hingga 5 dengan menggantikan larutan kalium

iodida 2.0 mol dm-3.

(f) Penjadualan data Kepekatan elektrolit (mol dm-3) Pemerhatian
0.001 mol dm-3 larutan kalium iodida

2.0 mol dm-3 larutan kalium iodida