Cara menerangkan penyaduran elektrik

Penyaduran elektrik ialah salah satu topik paling memuaskan dalam redoks dan elektrokimia kerana ia elektrolisis yang digunakan untuk kegunaan sebenar setiap hari. Ia cara sudu logam murah mendapat salutan perak berkilat, dan cara bahagian kereta keluli diberi lapisan pelindung kromium. Untuk menerangkannya dengan baik dalam SPM anda perlukan empat perkara: mengapa kita lakukannya, bagaimana sel disusun, tindak balas di setiap elektrod, dan mengapa larutan tidak habis. Panduan ini mengambil satu demi satu.

Mengapa kita menyadur

Penyaduran elektrik menyalut permukaan satu objek logam dengan lapisan nipis logam lain. Ada tiga sebab utama untuk melakukannya:

• Untuk mencegah kakisan, salutan logam kurang reaktif melindungi objek di bawahnya daripada berkarat atau kusam.
• Untuk memperbaik rupa, lapisan perak, kromium atau emas menjadikan objek kelihatan lebih menarik dan berkilat.
• Untuk memperbaik permukaan, penyaduran boleh memberi permukaan yang lebih keras, lebih tahan lasak atau lebih mengkonduksi.

Menamakan tujuan selalunya markah pembuka bagi soalan penyaduran, jadi mulakan di situ.

Cara menyusun sel

Susunan itulah bahagian yang paling kerap dikelirukan pelajar, jadi pelajari tiga peraturan itu dengan tepat. Andaikan anda mahu menyadur kunci besi dengan kuprum.

• Objek yang hendak disadur ialah katod, elektrod negatif. Jadi kunci besi ialah katod.
• Logam penyadur ialah anod, elektrod positif. Jadi sekeping kuprum tulen ialah anod.
• Elektrolit ialah larutan yang mengandungi ion logam penyadur. Untuk menyadur dengan kuprum anda guna larutan garam kuprum(II), seperti kuprum(II) sulfat.

Peraturan untuk dihafal mudah: objek di katod, logam penyadur di anod, dan larutan ion logam penyadur di antaranya. Eksperimen penyaduran dengan kuprum menunjukkan susunan itu di makmal.

Tindak balas di setiap elektrod

Penyaduran elektrik ialah elektrolisis dengan anod reaktif (aktif), jadi anod itu sendiri mengambil bahagian dalam tindak balas. Menggunakan penyaduran kuprum sebagai contoh:

• Di anod (kuprum): atom kuprum kehilangan elektron dan larut ke dalam larutan sebagai ion kuprum. Ini pengoksidaan:

  Cu → Cu²⁺ + 2e⁻

• Di katod (objek): ion kuprum daripada larutan menerima elektron dan terenap sebagai lapisan logam kuprum pada objek. Ini penurunan:

  Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

Jadi kuprum meninggalkan anod, bergerak melalui larutan sebagai ion, dan mendarat pada objek di katod. Lama-kelamaan anod kuprum menjadi lebih nipis manakala objek memperoleh salutan kuprumnya.

Mengapa kepekatan elektrolit kekal malar

Inilah perkara yang disukai pemeriksa, dan ia berbaloi dinyatakan dengan jelas. Apabila ion kuprum dikeluarkan daripada larutan di katod, ia digantikan oleh ion kuprum baharu yang terbentuk di anod. Kadar Cu²⁺ terenap di katod sama dengan kadar Cu²⁺ memasuki larutan di anod, jadi kepekatan ion kuprum dalam elektrolit kekal sama, dan warna biru kuprum(II) sulfat tidak pudar. Bandingkan ini dengan menggunakan elektrod karbon lengai, di mana warna biru akan pudar kerana tiada apa menggantikan ion kuprum.

Contoh kedua: penyaduran perak

Tiga peraturan yang sama terpakai jika anda menyadur objek dengan perak. Objek ialah katod, sekeping perak tulen ialah anod, dan elektrolit ialah larutan yang mengandungi ion perak.

• Di anod: Ag → Ag⁺ + e⁻, perak larut.
• Di katod: Ag⁺ + e⁻ → Ag, perak terenap pada objek.

Inilah cara barang seperti alat makan dan barang kemas diberi kemasan perak.

Syarat untuk saduran yang baik

Untuk mendapat lapisan yang licin dan sekata, permukaan objek mesti dibersihkan daripada minyak dan karat terlebih dahulu, kerana kotoran menghalang logam terenap dengan baik. Arus yang rendah dan mantap serta objek yang diputar perlahan-lahan juga membantu memberi salutan yang seragam. Jika arus terlalu tinggi, saduran menjadi kasar dan mudah terkelupas. Butiran amali seperti ini menunjukkan anda memahami penyaduran bukan sekadar sebagai beberapa persamaan tetapi sebagai proses yang dikawal dengan teliti.

Cara menjawab soalan penyaduran

1. Nyatakan tujuan, biasanya untuk mencegah kakisan atau memperbaik rupa.
2. Kenal pasti katod (objek) dan anod (logam penyadur).
3. Namakan elektrolit, larutan ion logam penyadur.
4. Tulis setengah persamaan: pengoksidaan di anod, penurunan di katod.
5. Jika ditanya, terangkan mengapa kepekatan dan warna elektrolit kekal malar.

Kesilapan lazim yang perlu dielakkan

• Meletakkan objek di anod, ia mesti katod.
• Menggunakan elektrolit yang salah, contohnya larutan yang tidak mengandungi ion logam penyadur.
• Mengatakan anod itu lengai; dalam penyaduran anod larut.
• Terlupa menerangkan kepekatan malar apabila soalan jelas memintanya.

Penyaduran menghargai jawapan yang jelas dan tersusun lebih daripada hampir mana-mana soalan elektrokimia lain, kerana markahnya mengikut susunan. Jika peraturan elektrod terus tergelincir, guru boleh membetulkannya dalam satu kelas yang fokus. Kelas satu-ke-satu dalam talian kami berjalan dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, dengan percubaan satu jam berbayar; halaman cara ia berjalan menunjukkan rupa sesebuah kelas.