Belajar Siri Elektrokimia (SE) & Aplikasinya!

Siri elektrokimia ialah satu siri penyusunan unsur-unsur mengikut tertib kecenderungan melepaskan elektron untuk membentuk ion positif.

Semakin tinggi kedudukan satu logam dalam siri elektrokimia, semakin senang logam itu membentuk ion positif.

Jom kita fahamkan sket apa itu Siri Elektrokimia, dan cara mudah untuk menghafal Siri Elektrokimia.

Siri Elektrokimia (SE) & Aplikasinya

Satu susunan unsur-unsur mengikut tertib kecenderungan yang semakin berkurang untuk melepaskan elektron.

Elektrolisis Larutan Akueus

Dalam proses elektrolisis larutan akueus, terdapat 3 faktor yang diambil kira dalam pemilihan ion untuk dinyahcas, iaitu:

1. Kedudukan ion dalam SE (kes larutan cair & elektrod lengai)

SE digunakan bagi menentukan kation dan anion yang dipilih untuk dinyahcas semasa elektrolisis.

Kation dan anion yang berada di kedudukan lebih rendah dalam SE lebih cenderung dipilih untuk dinyahcas. Larutan akueus mengandungi ion hidrogen, H+ dan ion hidroksida, OH (ditanda dengan warna kuning)

Ion H+ merupakan ion yang ketiga paling bawah bagi susunan kation dalam SE, manakala ion OH merupakan ion yang paling bawah bagi susunan anion.

Jadi, bagi SEMUA kes elektrolisis larutan akueus cair yang menggunakan elektrod lengai (karbon / grafit / platinum), ion H+dan ion OH akan dipilih untuk dinyahcas KECUALI jika melibatkan ion kuprum (II), Cu2+dan ion argentum, Ag+.(oleh itu, pelajar tidak perlu hafal SE, hanya perlu ingat ion Cu2+ dan ion Agsahaja)

Persamaan setengah bagi ion Hdan ion OH:

Anod : 2H+ 2e à H2
Katod : 4OH–  à 2H2O + O2 + 4e

2. Kepekatan elektrolit (kes larutan pekat)

Jika elektrolisis dijalankan dengan menggunakan larutan pekat dan elektrod lengai, ion-ion yang terdapat dalam larutan tersebut akan dipilih untuk dinyahcas, KECUALI ion-ion berikut (yang ditanda dengan warna kelabu):

  1. Ion kalium, K+
  2. Ion natrium, Na+
  3. Ion florida, F
  4. Ion sulfat, SO42-
  5. Ion nitrat, NO3

Bagi ion-ion tersebut, kedudukan yang tinggi dalam SE menjadi faktor pemilihan ion Hdan ion OH– untuk dinyahcas kerana ion Hdan ion OH berada jauh lebih rendah dalam SE.

Contoh:

H+ElektrolitAnodPeneranganKatodPenerangan
Larutan plumbum (II) nitrat, PbNO3 2.0 moldm-3OHKedudukan yang jauh lebih rendah dalam SEPb2+Kepekatan ion Pb2+ lebih tinggi daripada ion H+
Larutan kalium iodida 2.0 moldm-3IKepekatan ion I– yang tinggi dalam elektrolitH+Kedudukan yang jauh lebih rendah dalam SE

3. Jenis elektrod (elektrod logam)

Elektrolisis yang menggunakan logam sebagai elektrod (elektrod tak lengai), elektrod logam tersebut akan bertindak balas.

Dalam kes ini, SE tidak digunakan bagi menentukan pemilihan ion untuk dinyahcas kerana ion logam yang terdapat dalam elektrolit itu sendiri akan dinyahcas.

Baca Juga : Ringkasan Siri Kereaktifan Logam & Aplikasinnya

Contoh: Elektrolisis larutan kuprum (II) sulfat, CuSO4, 0.1 moldm-3 menggunakan elektrod kuprum.Persamaan setengah di:

  • Anod : Cu à Cu2+ + 2e
  • Katod : Cu2+ + 2e à Cu

[ Anode ALWAYS RELEASE electron, Cathode ALWAYS RECEIVE electron ]


Tindak Balas Penyesaran Logam

Tindak balas ini melibatkan penyesaran logam daripada larutan garamnya oleh logam yang lebih elektropositif daripadanya, iaitu logam yang berada di kedudukan lebih tinggi dalam SE.

Jadi, logam yang berada di kedudukan atas dalam SE dapat menyesarkan logam yang berada di bawahnya, dan sebaliknya.

Contoh:

Larutan garamLogamPemerhatianInferensHuraian
Kuprum (II) sulfat, CuSO4Magnesium, Mg-Kepingan Mg menipis-Mendakan perang terbentuk  -Larutan biru menjadi tidak berwarna-Mendakan perang adalah kuprum-Larutan tidak berwarna yang terbentuk ialah larutan magnesium sulfat-Mg lebih elektropositif daripada Cu @ kedudukan Mg lebih tinggi daripada Cu dalam SE-Mg menyesarkan Cu daripada larutan CuSO4
Zink nitrat, ZnNO3Kuprum, CuTiada perubahanTiada tindak balas berlaku-Cu kurang elektropositif daripada Zn @ kedudukan Cu lebih rendah daripada Zn dalam SE-Cu tidak dapat menyesarkan Zn daripada larutan ZnNO3

Tindak Balas Penyesaran Halogen  

Berlawanan dengan logam, semakin tinggi kedudukan halogen dalam SE, halogen tersebut semakin elektronegatif.

Keelektronegatifan bermaksud kecenderungan untuk menerima elektron bagi membentuk ion bercas negatif (anion).

                [ elektronegatif => terima elektronion negatif ]

Jadi, halogen yang berada di kedudukan lebih tinggi dalam SE adalah lebih elektronegatif dan dapat menyesarkan ion halida yang berada di bawahnya.

Contoh:

Larutan halidaHalogenPemerhatianHuraian
Kalium iodida, KIKlorin, Cl2-Larutan berwarna kuning menjadi perang-Klorin lebih elektronegatif daripada iodin-Klorin menyesarkan iodin daripada larutan kalium iodida.-Ion iodida melepaskan elektron dan mengalami pengoksidaan.-Molekul klorin menerima elektron dan mengalami penurunan.
Kalium klorida, KClBromin, Br2Tiada perubahan-Bromin kurang elektronegatif daripada klorin.  -Bromin tidak dapat menyesarkan klorin daripada larutan kalium klorida.

Kakisan Logam / Pengaratan Besi

Kakisan logam merupakan suatu tindak balas redoks di mana logam akan mengalami pengoksidaan dengan melepaskan elektron bagi membentuk ion logam.

Jika terdapat dua logam bersentuhan, maka logam yang lebih elektropositif (kedudukan lebih tinggi dalam SE) yang akan mengalami pengoksidaan.

Proses pengoksidaan akan menyebabkan logam terkakis.Proses kakisan logam yang dibincangkan dalam Bab 3 Kimia Ting. 5 adalah proses pengaratan besi.

Pengaratan besi dapat dihalang dengan melindungi besi menggunakan logam yang lebih elektropositif daripadanya, iaitu logam yang berada di kedudukan lebih tinggi daripada Ferum, Fe dalam SE (ditanda dengan warna kuning): 

Jika besi bersentuhan dengan logam yang kurang elektropositif daripadanya, maka besi akan mengalami pengoksidaan dan berkarat.

Proses pengaratan akan menjadi lebih cepat apabila jarak antara dua logam dalam SE lebih jauh.Selain SE, pengaratan besi / pengoksidaan logam boleh juga ditentukan dengan merujuk kedudukan logam dalam Siri Kereaktifan Logam (SKL)


Catatan :

  1. Proses pengaratan berlaku dengan kehadiran oksigen dan air yang bertindak sebagai elektrolit.
  2. Pengaratan besi menjadi lebih cepat dengan kehadiran asid / garam kerana apabila ia larut dalam air, larutan yang terbentuk menjadi elektrolit yang lebih baik.
  3. Oleh sebab itu, bahan-bahan yang diperbuat daripada besi yang terdapat di tepi pantai (udara masin) atau di kawasan perindustrian (gas berasid) lebih cepat berkarat. 

Mudah jer kan? So, selamat mencuba!

Leave a Comment