TOPIK 12 PENGGUNAAN KOMERSIAL ELEKTROLISIS

TOPIK 12PENGGUNAAN KOMERSIAL ELEKTROLISISPENGGUNAAN KOMERSIAL ELEKTROLISIS1. PENYADURAN2. PENGEKSTRAKAN LOGAM3. PENULENAN LOGAM4. PENYEDIAAN KIMIA5. PENYADURAN 6. PENGANODAN7. RAWATAN SISA KUMBAHAN

1.PENYADURANPenyaduran logam dilakukan ke atas besi yang mudah berkarat atau logam-logam lain untuk menambahkan kecantikannya.Kromium dan nikel disadurkan kepada besi untuk mengelakkan besi daripada berkarat.Logam yang tidak cantik disadurkan dengan emas atau platinum untuk menambahkan kecantikannya.Peralatan yang akan disadurkan dijadikan katod, sementara logam saduran dijadikan anod.Penyaduran sudu besi dengan logam kuprumAnod: Logam kuprumKatod: Sudu besiElektrolit: Larutan kuprum(II)sulfatArus 0.4A dilalukan selama 1 jamTbs berlaku di anod: Cu Cu2+ + 2eTbs berlaku di katod: Cu2+ + 2e Cu

Penyaduran dengan logam Argentum

2. PENGEKSTRAKAN LOGAM Logam-logam aktif seperti natrium, kalsium dan aluminium diperoleh daripada sebatian- sebatiannya melalui proses elektrolisis.Ini adalah kerana logam-logam ini tidak dapat diekstrakkan dengan cara penurunan oleh karbon

Pengekstrakan logam natriumLeburan natrium klorida dimasukkan ke dalam radas elektrolisis seperti berikut.Grafit digunakan sebagai anod, ferum sebagai katod.Katod: Na+ + e NaAnod: 2Cl- Cl2 + 2e

Pengekstrakan logam aluminiumAluminium oksida ialah bahan yang terdapat dalam bijih bauksit. Kriolit (Na3 AlF6) dicampurkan kepada aluminium oksida untuk merendahkan takat lebur aluminium oksida daripada 20000 C kepada 9000 C.Leburan aluminium oksida dimasukkan ke dalam sel elektrolisis seperti rajah berikut.

Grafit digunakan sebagai elektrod-elektrod. Di katod, ion Al3+ dinyahcas untuk menghasilkan aluminium.Al3+ + 3e AlDi anod, ion O2- dinyahcas untuk menghasilkan gas oksigen.2O2- O2 + 4e

3. PENULENAN LOGAM

Logam-logam yang diekstrak daripada mineral mungkin mengandungi logam-logam lain sebagai bendasing. Logam-logam ini boleh ditulenkan secara elektrolisis.Penulenan logam kuprum melalui elektrolisisLogam kuprum yang tidak tulen dijadikan anod. Logam kuprum yang tulen dijadikan katod.Elektrolit yang digunakan ialah larutan kuprum(II) sulfat.Sebuah sel elektrolisis digunakan seperti rajah berikut.Penulenan kuprumDi anod, kuprum melarut ke dalam larutan.Cu Cu2+ + 2eBendasing akan terhimpun di bawah anod.Ion-ion Cu2+ bergerak ke katod dan terenap sebagai katod logam kuprum tulen.Cu2+ + 2e Cu

4. PENYEDIAAN KIMIAContoh penyediaan bahan kimia menggunakan kaedah elektrolisis ialah penyediaan gas klorin.Terdapat dua cara penyediaan gas klorin iaitu;1. Sel katod merkuri 2. Sel diafragma

SEL KATOD MERKURI

Dalam sel ini, larutan NaCl tepu mengalir dalam arah yang sama dengan satu lapisan nipis merkuri yang bertindak sebagai katod.Anod sel terdiri daripada grafit.Anod: 2Cl- (ak) Cl2 + 2eKatod: 2Na+(ak) + 2e 2Na (c)Natrium melarut ke dalam merkuri membentuk satu amalgam yang kemudiannya mengalir ke dalam satu sel sekunder.Selanjutnya, amalgam bertindakbalas dengan air untuk membentuk hidrogen dan natrium hidroksida akueus.Na/Hg(c) + H2O (c) Na+ (ak) + OH- (ak) + H2 (g) + Hg(c )Ketiga-tiga hasil iaitu Cl2 , NaOH dan H2 adalah bahan-bahan penting bagi perindustrian kimia.SEL DIAFRAGMA

Sel diafragma terdiri daripada anod titanium (atau grafit) dan katod keluli.Satu diafragma asbestos memisahkan anod daripada katod.Apabila larutan garam pekat dielektrolisiskan, klorin dinyahcaskan pada anod dan keluar melalui bahagian atas sel diafragma.2 Cl- (ak) Cl2 (g) + 2eLarutan yang tertinggal meresap ke dalam bahagian katod melalui diafragma asbestos.Di katod, gas hidrogen dan natrium hidroksida terbentuk.2H2O + 2Na+ + 2e 2NaOH(ak) + H2(g)

5. PENYADURAN

Kromium, argentum dan nikel biasanya digunakan untuk penyaduran.Penyaduran mencantikkan barang dan menjadikannya lebih tahan terhadap kakisan.Peralatan yang hendak disadurkan dijadikan katod sementara logam saduran tulen dijadikan anod.Elektrolit ialah larutan yang mengandungi ion logam saduran.

6. PENGANODAN

Aluminium sangat tahan terhadap kakisan kerana kehadiran satu lapisan nipis aluminium oksida yang melindungi aluminium daripada serangan asid dan udara.Dalam industri, proses elektrolisis digunakan untuk memendapkan lapisan nipis aluminium oksida pada permukaan aluminium yang bertindak sebagai anod (+).Katod (-) ialah elektrod yang terdiri daripada logam lain seperti kuprum , plumbum atau aluminium; juga grafit.

Proses elektrolisis untuk menyalut barang aluminium dengan satu lapisan nipis aluminium oksida dipanggil penganodan.Elektrolit yang digunakan ialah asid sulfurik cair.Semasa elektrolisis, gas oksigen yang dihasilkan pada anod bertindak balas dengan aluminium untuk membentuk aluminium oksida.4OH- 2H2O + O2 + 4e4Al + 3O2 2Al2O3

7. RAWATAN SISA KUMBAHAN

Proses elektrolisis digunakan untuk menyingkirkan logam toksik seperti nikel (Ni), kadmium (Cd) dan kromium (Cr).