PCK 5 : Untuk membandingkan kadar pengaratan besi, keluli dan keluli

tahan karat.

Tajuk : Pengaratan

Bahan / peralatan : Paku besi, paku keluli, paku keluli tahan karat, larutan jeli, larutan

potassium hexacyanoferrate (III), air, kertas pasir, tabung uji, rak

tabung uji.

Pembolehubah :

Dimalarkan : Isipadu larutan jeli

Manipulasi : Jenis paku

Gerakbalas : Keamatan warna biru

Prosedur :

1) Gosok paku menggunakan kertas pasir untuk menghilangkan karat pada permukaan paku.

2) Letakkan paku besi dalam tabung uji A, paku keluli pada tabung uji B, dan paku keluli tahan karat pada tabung uji C.

3) Sediakan 5% larutan jeli dengan menambahkan ke dalam 100cm3 air didih. Kemudian, tambahkan beberapa titis larutan potassium hexacynaferrate ke dalam larutan jeli. (Rajah 2)

4) Tuangkan larutan jeli panas ke dalam 3 tabung uji tersebut sehingga seluruh paku itu tenggelam keseluruhannya.

5) Letakkan tabung uji tersebut ke dalam rak tabung uji dan biarkan selama 5 hari. Perhatikan keamatan . perhatikan keamatan warna biru.

6) Rekod semua pemerhatian ke dalam jadual di bawah.

Keputusan :

Tabung uji Keamatan warna biru InferensA Tinggi Pengaratan berlaku dengan laju.

B Rendah Pengaratan berlaku dengan perlahan.

C Tidak kelihatan Pengaratan tidak berlaku.

Gambar Eksperimen

Perbincangan :

1. Terangkan fungsi larutan potassium hexacynoferrate (III).

Potassium hexacynoferrate (III) berfungsi untuk mengesan kehadiran ion ferum

(II), Fe2+.

2. Apakah hubungan antara keamatan warna biru dengan kadar pengaratan?

Semakin bertambah keamatan warna biru, semakin bertambah kadar

pengaratan.

3. Terangkan bagaimana larutan jeli pepejal dapat menambah baik kepada pemerhatian eksperimen ini.

Jeli pepejal ini berfungsi untuk memerangkap dan memudahkan membuat

pemerhatian akan kehadiran keamatan warna biru dengan jelas. Ini kerana kadar

resapan perlahan pada keadaan pepejal berbanding dengan cecair dan gas.

4. Namakan komposisi keluli dan keluli tahan karat.

Keluli : besi (98%) + karbon (1.5 - 0.1%)

Keluli tahan karat : besi (80%) + kromium (15%) + nikel (4%) + karbon (0.5%)

5. Berdasarkan inferens hasil penyiasatan, bandingkan kadar pengaratan besi, keluli

dan keluli tahan karat dan terangkan inferens tersebut.

Berdasarkan kepada eksperimen di atas, kadar pengaratan besi lebih cepat berbanding

kepada keluli. Keluli tahan karat tidak berlaku pengaratan. Paku keluli mempunyai kadar

pengaratan yang perlahan kerana kehadiran karbon menyebabkan dan menjadikan

paku keluli menjadi lebih tahan daripada paku besi tetapi tidak menghalang ia daripada

berkarat.

6. Bagaiamana susunan atom dalam logam berkaitan dengan kemuluran dan

ketempaan?

Logam mengandungi atom yang sama saiz. Susunan atom adalah rapat dan teratur.

Lapisan atom mudah bergelongsor antara satu sama lain.

Daya tarikan antara atom logam tulen sangat kuat, tetapi tidak tegar. Apabila suatu

daya dikenakan, lapisan-lapisan atom boleh menggelongsor antara satu sama lain.

Ini menjadikan logam tulen mudah ditarik untuk dijadikan dawai yang panjang.

Logam tulen dikatakan mempunyai sifat kemuluran.

Dalam keadaan semulajadi, penyusunan atom-atom logam tidak sempurna kerana

mempunyai ruangan kosong. Apabila satu blok logam tulen diketuk atau ditekan,

sebahagian kumpulan atom logam tergelincir ke kedudukan yang baru supaya

memenuhi ruangan kosong. Ini membolehkan logam dijadikan pelbagai bentuk.

Logam tulen dikatakan mempunyai sifat kebolehtempaan.

7. Terangkan perbezaan antara ‘ substitution alloy’ dan ‘interstitial alloy’.

‘Substitution alloy’ berlaku apabila atom-atom logam lain menggantikan tempat atom

pada logam utama.aloi seperti ini akan terbentuk apabila atom pada logam utama

dengan logam lain mempunyai saiz atom yang hamper sama. Sebagai contoh tembaga

yang terhasil apabila 10-15% atom zink menggantikan tempat atom pada kuprum.

‘Interstitial alloy’ pula terbentuk apabila saiz atom-atom bagi logam ejen jauh lebih kecil

berbanding saiz atom logam utama. Atom-atom logam ejen akan mengisi ruang atau

celahan yang terdapat pada susunan atom-atom logam utama. Sebagai contoh keluli.

Atom karbon akan memenuhi ruang atau celahan antara atom besi tersebut.

Kesimpulan :

Semakin tinggi keamatan warna biru, semakin tinggi kadar pengaratan. Berdasarkan

eksperimen ini, kadar pengaratan bagi paku besi lebih tinggi berbanding paku yang lain.

Rujukan :

Bethell, Coppock. (2000). Chemistry First. UK: Oxford University Press.

John W.Hill, Doris K. Kolb. (2001). Chemistry for Changing Times 9th ed. US: Prentice Hall, Inc.

Mc Murry, Fay. (2004). Chemistry 4th ed. US: Pearson, Prentice Hall.

http://www.alloy.com/index.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Alloy