laporan amali 5
TRANSCRIPT
Tajuk : Elektrolisis – menentukan nilar pemalar Avogadro.
Objektif : Menentukan nilai pemalar Avogadro melalui ektrolisis
Pengenalan:
Apabila elektrik mengalir melalui larutan cecair yang mengandungi ion
atau elektrolit, suatu tindak balak kimia atau elektrolisis akan berlaku. Elektrolisis
ialah penguraian elektrolit oleh arus elektrik. Sel elektrolisis merupakan susunan
litar elektrik yang mengandungi elektrod anod dan katod yang dicelupkan di
dalam elektrolitnya, dan dihubungkan oleh bateri seperti yang ditunjukkan di
bawah;
Rajah 1: Contoh mekanisma sel elektrolisis.
Cas elektrik yang mengalir dalam sel elektrolisis boleh dikira dengan
mengukur arus menggunakan ammeter dan mengambil tempoh masa arus
melalui sel. Pemalar Avogadro boleh ditentukan apabila bilangan atom, N (Cu)
dan bilangan mol, n (Cu) kuprum yang terkakis diketahui.
14
NA = N (Cu) atom
N (Cu) mol
Radas : Bateri, bikar 250 cm3 , wayar penyambung dengan klip, ammeter,
suis dan jam randik.
Bahan : 1 mol dm-3 larutan kuprum(II) sulphat dan dua kepingan.
Prosedur :
1. Dua keping kuprum dibersihkan menggunakan kertas pasir dan beratnya
ditimbang.
2. Bikar diisi dengan larutan 1 mol dm-3 kurpum(II) sulfat sehingga separuh
penuh.
3. Radas disusun seperti pada Rajah6. Suis dan jam randik dihidupkan.
4. Reostat dilaraskan untuk membenarkan arus yang kecil melaluinya.
5. Bacaan ammeter direkodkan.
6. Suis dimatikan selepas 30 minit.
7. Perubahan yang berlaku pada anod dan katod direkodkan.
8. Kepingan kuprum dibasuh dan dikeringkan dengan propanal dan
ditimbang sekali lagi.
15
Rajah 6: Mengenalpasti nilai pemalar Avogadro’s melalui elektrolisis
Keputusan:
PLAT SEBELUM SELEPAS PERUBAHAN
P1 P2 P3 Purata P1 P2 P3 Purata
Anod 0.3 0.4 0.2 0.3 0.2 0.2 0.1 0.2 Berkurangan
sebanyak
0.1
Katod 0.4 0.5 0.3 0.4 0.5 0.6 0.4 0.5 Bertambah
sebanyak
0.1
16
Pengiraan:
Proses pengiraan bagi pemalar Avogadro
Jisim anod yang hilang : 0.3g – 0.2 g = 0.1 g
Bacaan ammeter : 0.2 A
Tempoh masa elektrolisis: 30 x 60 = 1800 s
Nota : 1 Ampere = 1 coulomb/saat atau 1 amp.s
= 1 cas coulomb elektron 1.602 x 10-19
coulomb
Langkah 1 : Jumlah cas yang melalui litar
= (0.2 A) x (1coulomb/1amp-s) x (1800s)
= 360 C
Langkah 2 : Pengiraan bilangan elektron dalam elektrolisis.
= (360 C) x (1elektron / 1.602 x 10-19C)
= 2.25 x 1021 elektron
Langkah 3 : Pengiraan bilangan atom kuprum yang terkakis dari
anod
= 1 ion kuprum memerlukan 2 elektron untuk proses
elektrolisis. Maka, bilangan ion kuprum adalah
separuh bilangan elektron.
= bilangan ion kuprum = ½ bilangan elektron
= (2.25 x 1021 elektron) x (1 Cu / 2 elektron)
= 1.125 x 1021 ion kuprum.
Langkah 4 : jisim elektrod yang terkakis = jisim ion kuprum = 0.1g
= 1.125 x 1021 ion kuprum / 0.1g
= 1.125 x 10 22 atom kuprum / g
Langkah 5 : pengiraan bilangan atom kuprum dalam mol kuprum,
dengan jisim molar, M = 63.546 g/mol
= (1.125 x 10 22)(63.546)
Pemalar Avogadro, NA = 7.15 x 1023
17
Perbincangan:
1. Secara teori, berat yang bertambah bagi elektrod kuprum dalam elektrolisis
sepatutnya sama dengan kehilangan berat bagi elektrod kuprum yang satu
lagi. Jelaskan mengapa terdapat sedikit perbezaan nilai jisim ini semasa
menjalankan eksperimen (1m)
Perbezaan ini berlaku kerana kuprum yang berada di anod telah melarut ke
dalam larutan semasa proses pembentukkan ion kuprum dan ketika
melepaskan elektron. Oleh yang demikian, akan terdapat perbezaan nilai
jisim.
2. Tulis persamaan seimbang bagi tindak balas yang berlaku di anod dan katod
(2m)
Di anod : Cu (s) Cu2+ (aq) + 2e-
Di katod : Cu2+ (aq) + 2e- Cu(s)
Persamaan seimbang : Cu (s) + Cu2+ (aq) Cu2+ (aq) + Cu(s)
3. Nyatakan dan jelaskan dua cara untuk meningkatkan ketepatan keputusan
yang diperolehi. (4m)
Antara langkah yang dapat diambil untuk meningkatkan kepekatan keputusan
yang diperolehi adalah dengan memastikan kepingan kuprum dibersihkan
daripada bendasing dengan sempurna menggunakan kertas pasir. Selain
itu, langkah yang betul perlu dilakukan ketika mengambil bacaan ketika
18
mengukur jisim kepingan kuprum perlu dititikberatkan untuk memastikan
ketepatan jisim yang diambil dengan cara, memastikan ralat yang terdapat
pada penimbang elektronik serta memastikan kipas dimatikan kerana alat ini
amat sensitive terhadap perubahan. Selain itu, ketika eksperimen ini berakhir,
perlu dipastikan kepingan kuprum dibersihkan dengan sempurna menggunakan
larutan propana bukan menggunakan air paip sebelum jisimnya diukur
untuk memastikan jisim yang diambil tidak dipengaruhi oleh air.
4. Daripada penentuan pemalar Avogadro, nyatakan dan jelaskan dua lagi cara
penggunaan elektrrolisis dalam industry. (4x2m)
Penggunaan lain elektrolisis dalam industri adalah penulenan logam dan
penyaduran logam.
Logam seperti kuprum yang telah diekstrak daripada bijihnya masih tidak
tulen dan mengandungi bendasing. Logam yang tidak tulen ini dijadikan anod
dalam sel elektrolisis. Satu kepingan logam tulen yang nipis akan dijadikan
katodmanakala elektrolitialah larutan yang mengandungi ion logam tersebut.
Katod bertambah besar saiznya kerana enapan logam yang tulen. Saiz anod
pula semakin kecil dan bendasing terkumpul di dasar bekas.
Dalam proses penyaduran logam, logam yang mudah terkakis dapat
dilindungi dengan suatu lapisan logam lain yang tahan kakisan. Seperti contoh,
tin makanan sebenarnya ialah aloi besi, dengan satu lapisan stanum yang nipis
disadurkan pada permukaannya. Sesuatu objek dapat disadurkan dengan
menjadikan objek itu sebagai katod dan logam penyadur sebagai anod.
Elektrolitnya ialah suatu larutan yang mengandungi ion logam penyadur.
Kesimpulan:
19
Berdasarkan eksperimen ini, pemalar Avogadro yang diperoleho ialah
1.07 x 1024. Nilai yang diperolehi amat jauh berbeza dengan nilai pemalar
Avogadro secara teori, iaitu 6.022 × 1023. Hal ini mungkin disebabkan oleh ralat
yang terdapat pada alat dan persekitaran ketika eksperimen di jalankan.
Rujukan:
Buku
Tan Yin Toon, Loh Wai Leng & Tan On Tin. (2007). Chemistry SPM (1st Ed.)
Shah Alam; Oxford Fajar Sdn. Bhd.
Internet
Electrolysis. Dimuat turun pada 08 Mac 2011, di
http://library.thinkquest.org/3659/electrochem/electrolysis.html
Electrolysis of water. Dimuat turun pada 08 Mac 2011, di http://hyperphysics.phy-
astr.gsu.edu/hbase/thermo/electrol.html
Electrolysis (chemistry). Dimuat turun pada 08 Mac 2011, di
http://www.talktalk.co.uk/reference/encyclopaedia/hutchinson/m0031622.h
tml
Electrochemistry – Electrolysis. Dimuat turun pada 08 Mac 2011, di
http://www.tutors4you.com/electrolysis.htm
20