Elektrolisis Kimia | 3 Faktor Yang Mempengaruhi Pemilihan Ion di Elektrod

Perkara paling penting bila mahu memahami bab Sel Elektrolisis melibatkan elektrolit jenis larutan, ialah adik-adik mesti tahu ion apa yang akan di nyahcas di elektrod katod dan anod. Sebenarnya perkara ini tidak sukar.

Secara ringkas, ada 3 faktor yang perlu dilihat semasa kita membuat analisa ion yang akan dinyahcas.

Bayangkan, dalam satu sel elektrolisis yang menggunakan larutan elektrolit, akan ada 2 ion positif (kation) yang akan tertarik kepada elektod katod dan ada 2 juga ion negatif (anion) yang akan tertarik kepada elektrod anod.

Bagaimana kita menentukan satu ion yang dinyahcas di katod dan anod tersebut?

3 Faktor Yang Mempengaruhi

3 faktor ini adalah rahsianya untuk mengetahui mana satu ion yang terpilih di katod dan anod. Mari kita teliti satu persatu.

Faktor 1: Siri Elektrokimia (SEK)

Adik-adik tentu sudah tahu tentang siri elektrokimia yang perlu kita hafal bukan? Ia seperti berikut:

Pada setiap sel elektrolisis, jika tiada faktor elektrod aktif atau kepekatan elektrod yang tinggi digunakan, maka kia sentiasa akan merujuk siri elektrokimia ini sebagai panduan.

Caranya ialah, ion yang berada lebih bawah dalam siri akan terpilih untuk dinyahcas.

Contoh, kita ada sel elektrolisis seperti di bawah. Elektrod karbon (lengai) digunakan dan kepekatan elektrolit juga rendah. Maka untuk menentukan ion yang terpilih, kita akan menggunakan SEK.

Mula-mula, kenal pasti dahulu ion-ion yang akan tertarik kepada katod (terminal negatif, -) dan kepada anod (terminal positif, +).

Katod: Cu²⁺ dan H⁺

Anod: SO₄^2- dan OH^-

Untuk katod, perhatikan ion Cu²⁺ dan ion H⁺ dalam SEK. Ion yang manakah kedudukan berada lebih bawah dalam siri? Ya, ion Cu²⁺ maka ion tersebut terpilih untuk dinyahcas di katod.

Untuk anod pula, perhatikan ion SO₄^2- dan ion OH^- dalam SEK. Ion yang manakah kedudukan berada lebih bawah dalam siri? Ya, ion SO₄^2- maka ion tersebut terpilih untuk dinyahcas di anod.

Boleh faham?

Faktor 2: Jenis Elektrod

Jika dalam suatu sel elektrolisis, adik-adik dapati elektrod yang digunakan adalah jenis elektrod aktif, iaitu selain karbon. Maka, faktor kedua ini akan mempengaruhi nyahcas ion di katod dan anod.

Faktor ini sebenarnya lebih mudah.

Ingat sahaja rumus ini, anod akan mengion (kurus) dan katod akan menyahcas (gemuk).

Secara ringkas, di anod tiada ion yang dinyahcas okay. Yang berlaku ialah, elektrod tersebut yang mengion dan menyebabkan ia menjadi terkakis (kurus).

Perhatikan contoh sel elektrolis ini, elektrod aktif jenis Kuprum digunakan.

Apa yang berlaku di anod ialah logam KUPRUM akan mengion, tiada ion terpilih untuk dinyahcas.

Anod: Cu à Cu²⁺ + 2e

Dan apa pula yang berlaku di katod?

Jawapannya, di katod ion logam yang sama akan terpilih untuk dinyahcas. Persamaan seperti berikut,

Katod: Cu²⁺ + 2e àCu

Jelas?

Sekali lagi, ingat rumus bahawa anod akan mengion (kurus) dan katod akan menyahcas (gemuk).

Faktor 3: Kepekatan Elektrolit Yang Tinggi

Untuk faktor yang ketiga ini, kadangkala soalan tak beritahu pun elektrolit yang digunakan adalah dalam kepekatan tinggi. Jadi kalau nak tahu, perhatikan sahaja kemolaran elektrolit yang diberitahu - jika ia sama atau melebihi 1.0 mol dm³, maka ia dikira berkepekatan tinggi. Faktor ini akan mempengaruhi pemilihan ion di katod dan anod.

Bagaimana?

Ingat kata kunci ini, ion dengan kepekatan tinggi akan terpilih untuk dinyahcas walaupun ia berada lebih atas dalam Siri Elektrokimia (SEK).

Namun, ada pengecualian. Faktor ini hanya terpakai jika kedudukan ion berkepekatan tinggi tersebut dalam SEK tidak terlalu jauh dengan ion lawannya.

Perhatikan contoh ini,

Dalam siri ini, larutan PLUNBUM (II) SULFAT pekat digunakan.

Semua ion yang wujud di dalam elektrolit ialah: Pb²⁺, H⁺, SO₄^2- dan OH^-

Ion yang berkepekatan tinggi di sini ialah ion Pb²⁺ dan ion SO₄^2-

Secara mudah, ion Pb²⁺ akan terpilih untuk dinyahcas di katod. Manakala ion SO₄^2- akan terpilih untuk dinyahcas di anod.

Tapi.

Sebelum kita jump to conclusion, mari kita semak kedudukan ion berkepekatan tinggi ini dengan ion lawannya dalam SEK terlebih dahulu:

Ion SO₄^2- vs ion OH^- (Anod)

dan

Ion Pb²⁺ vs ion H⁺ (Katod)

Perhatikan di anod, ion berkepekatan tinggi SO₄^2- berada di atas, tetapi jaraknya terlalu jauh dengan lawannya, ion OH^- maka faktor kepekatan akan terbatal. Ion yang terpilih untuk dinyahcas di sini ialah ion OH^-

Di katod pula, ion berkepekatan tinggi Pb²⁺ walaupun berada di atas dalam SEK, tetapi jaraknya tidak jauh dengan ion lawannya, H⁺ maka ia (Pb²⁺) akan terpilih untuk dinyahcas.

Kesimpulan

Dalam soalan melibatkan sel elektrolisis biasanya ia akan terus tanya apakah hasil di katod dan anod.

Jadi, adik-adik kena terus analisis sendiri ion apa yang akan terpilih untuk kedua-dua katod dan anod. Maka gunakan 3 faktor ini untuk menentukan ion-ion tersebut.

Selamat berjaya!