Praktikal 2 : ALOI

Tujuan : Untuk membanding kadar pengaratan besi, keluli dan keluli nirkarat.Bahan-Bahan/Alat Radas : Paku besi, paku keluli, paku nirkarat, larutan jeli, larutan kalium heksasionoferat (III), air, kertas pasir, tabung uji, rak tabung uji.Prosedur : 1. Permukaan paku-paku yang diberikan telah digeserkan.2. Paku besi diletakkan dalam tabung uji A, paku besi keluli dalam tabung uji B dan paku besi nirkarat dalam paku keluli nirkarat dalam tabung uji C.3. Beberapa titik larutan kalium heksasianoferat (III) ditambahkan ke dalam larutan jeli yang telah disediakan.4. Larutan jeli dituangkan ke dalam ketida-tiga tabung A,B dan C sehingga paku-paku itu terendam sepenuhnya seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.5. Tabung uji itu diletakkan di atas rak tabung uji selama lima hari. Keamatan warna biru diperhatikan selepas lima hari.6. Permerhatian direkodkan dalam satu jadual.

Pemerhatian (Jadual)Tabung ujiKematan warna biru tuaKeadaan paku

A (paku besi)TinggiBanyak berkarat

B (paku keluli)RendahBerkarat

C (paku keluli nirkarat)TiadaTidak berkarat

Perbincangan :Aloi ialah satu campuran dua atau lebih unsur mengikut peratusan yang tertentu dimana unsur utamanya ialah logam. Terdapat aloi yang mengandungi unsur bukan logam. Aloi keluli mengandungi unsur karbon. Aloi adalah lebih keras dan lebih kuat berbanding dengan logam tulen. Dalam pembuatan logam, logam asing dicampurkan kepada suatu logam yang tulen. Atom logam asing ini mempunyai saiz yang berbeza daripada atom logam tulen. Atom asing ini menggangu susunan teratur bagi atom dalam logam tulen. Atom asing ini dapat menghalang lapisan atom daripada bergelongsor di atas satu sama lain. Oleh kerana lapisan atom sukar menggelongsor di atas satu sama lain, pengaloian dapat menjadikan logam tulen lebih kuat dan keras. Paku berkarat disebabkan oleh tindak balas dengan Oksigen. Oksigen yang berada dalam udara menyebabkan besi untuk berkarat. Apabila besi menghadapi Oksigen, kedua-duanya melepaskan tenaga dengan bergabung antara sama lain. Semasa pengabungan ini juga menyebabkan Oksigen dan besi berkongsi elektron. Semakin tinggi kepekatan oksigen dalam persekitaran paku, lebih cepat ianya berkarat. Inilah sebabnya paku yang terdedah kepada oksigen mengakibatkan paku berkarat dengan cepat.1. Kakisan ferum akan menghasilkan ion ferum (II)

Fe (p) Fe2+ (ak) + 2e-

2. Paku besi tulen telah banyak terkakis manakala paku keluli hanya terkakis sedikit dan keluli nirkarat tidak terkakis langsung.

3. Fungsi larutan kalium heksasianoferat (III) adalah untuk menguji kehadiran ion ferum (II), iaitu warna biru tua akan terbentuk. Keamatan warna biru tua ini mengambarkan tahap pengaratanpakubesi.

4. Warna biru yang terbentuk menunjukkan ion ferum (II) terhasil, iaitu kakisan ferum sudah berlaku.

5. Keamatan warna biru tua yang lebih tinggi menunjukkan bahawa kadarpengaratan juga tinggi kerana kepekatan ion ferum(II) yang terbentuk adalah lebih tinggi.

6. Besi berkarat dengan mudah tetapi keluli nirkarat (aloi yang terbentukdegan menambahkan nikel dan kromium terhadap besi) lebih tahan kakisan.Nikel dan kromium membentuk satu lapisan oksida yang keras dan tidak telapair untuk menghalang besi daripada berkarat.

Kesimpulan :Keputusan menunjukkan bahawa pengaloian boleh mencegah kakisan

Soalan :1. Jelaskan peranan larutan kalium heksasianoferat (III).Fungsi larutankaliumheksasianoferat (III) adalah untukmengujikehadiran ion iaitu warna biru tua akan terbentuk. Keamatanwarna biru tua ini mengambarkan tahap pengaratan paku besi.2. Apakah perhubungan antara keamatan warna biru dan kadar pengaratan?Apabila pekat warna semakin terbentuk semakin tinggi kadar pengaratan akan berlaku.3. Jelaskan peranan kegunaan larutan jeli dalam eksperimen ini.Penggunaan larutan agar-agar dalam bentuk pepejal boleh meningkatkan pemerhatian eksperimen kerana ianya digunakan untuk memerangkap dan melihat warna biru yang terbentuk dengan lebih jelas. Hal ini disebabkan penyebaran berlaku paling perlahan dalam pepejal berbanding cecair dan gas.4. Namakan juzuk yang terkandung dalam keluli dan keluli nirkarat.Keluli 99% ferum, 1% karbonKeluli Nirkarat 74% ferum, 18% kromium, 8% nikel5. Berdasarkan pemerhatian anda, banding dan jelaskan kadar pengaratan antara ketiga-tiga jenis bahan yang telah digunakan.Berdasarkan pemerhatian di atas, pengaratan besi tulen lebih cepat dari keluli tetapi keluli nirkarat tidak berkarat. Paku yang diperbuat daripada keluli nirkarat tidak berkarat kerana paku ini adalah aloi daripada ferum, kromium dan nikel. Paku yang diperbuat dari keluli berkarat dengan perlahan. Kandungan karbon atom akan menguatkan besi tetapi tidak menghalang pengaratan daripada berlaku. Pengaratan besi berlaku adalah contoh penghakisan. Apabila pengaratan berlaku, logam kehilangan electron untuk membentuk logam besi.6. Bagaimana susunan atom dalam sesuatu logam mempengaruhi kemuluran dan ketempaannya?Mulur bermaksud boleh ditarik menjadi dawai dan tempat bermaksud kebolehan diketuk kepada bentuk yang berlainan. Logam tulen terdiri daripada lapisan atom yang disusun dengan seragam, teratur dan padat pada kedudukan yang tetap. Susunan atom ini menyebabkan logam mempunyai takat lebur dan takat didih yang tinggi. Daya tarikan yang kuat antara atom memerlukan jumlah haba yang banyak untuk mengatasinya. Walaubagaimanapun, logam adalah lembut dan tidak kuat. Jika, daya dikenakan pada logam, lapisan atom akan menggelongsor antara satu sama lain dan menyebabkan logam mudah ditempa dan mulur.7. Jelaskan perbezaan antara aloi pengantian (substitution alloy) dan aloi antara ruang (interstitial alloy)