Penyaduran objek dengan kuprum

Penyaduran dengan kuprum menukar elektrolisis kuprum(II) sulfat kepada sesuatu yang berguna, salutan kuprum nipis dan sekata pada objek, dienapkan dengan memilih elektrod secara sengaja. Dalam bab Keseimbangan Redoks Tingkatan 5, ia menerapkan nyahcas terpilih dan anod yang larut kepada tujuan sebenar: hiasan dan perlindungan daripada kakisan. Ikut kaedah, kemudian gunakan bahagian Kertas 3 untuk menyatakan pemboleh ubah dan definisi secara operasi yang dikehendaki pemeriksa.

Tujuan

Untuk menyadur objek logam dengan kuprum menggunakan larutan kuprum(II) sulfat dan anod kuprum, dan menerangkan tindak balas di katod dan anod sebagai proses redoks.

Radas dan bahan

• Bikar atau sel elektrolisis
• Objek logam bersih yang hendak disadur, seperti kunci atau sudu ferum
• Sejalur kuprum (anod)
• Bateri atau bekalan kuasa a.t., ammeter, suis dan wayar penyambung
• Larutan kuprum(II) sulfat
• Kertas pasir dan akses kepada air untuk membilas
• Gogal keselamatan

Prosedur

1. Bersihkan objek logam dengan kertas pasir dan basuh untuk membuang gris dan sebarang lapisan oksida.
2. Tuang larutan kuprum(II) sulfat ke dalam bikar.
3. Sambungkan objek ke terminal negatif bekalan supaya ia menjadi katod.
4. Sambungkan jalur kuprum ke terminal positif supaya ia menjadi anod.
5. Turunkan objek dan jalur kuprum ke dalam larutan, kekalkan ia berasingan supaya tidak bersentuhan.
6. Tutup suis dan alirkan arus yang kecil dan mantap selama beberapa minit.
7. Tutup suis, keluarkan objek, bilas dalam air dan keringkan dengan lembut.
8. Periksa permukaan objek dan anod kuprum.

Pemerhatian yang dijangka

• Lapisan kuprum perang kemerahan terenap dengan sekata pada permukaan objek di katod.
• Anod kuprum beransur-ansur menjadi lebih nipis apabila ia larut.
• Warna biru larutan kuprum(II) sulfat kekal lebih kurang sama sepanjang masa.

Terangkan salutan dan perubahan pada anod; jangan mereka jisim kuprum yang terenap atau masa penyaduran.

Inferens dan kesimpulan

Dalam penyaduran, objek dijadikan katod. Ion kuprum(II) dalam larutan bergerak kepadanya, menerima elektron dan terturun menjadi atom kuprum, yang terbentuk sebagai lapisan sekata pada objek. Di anod, jalur kuprum teroksida dan larut, membebaskan ion kuprum(II) ke dalam larutan sepantas ia terenap di katod. Kerana anod menggantikan ion kuprum yang digunakan, kepekatan larutan, dan warna birunya, kekal malar. Penurunan berlaku di katod dan pengoksidaan di anod, jadi penyaduran ialah proses redoks. Permukaan yang bersih dan arus yang kecil serta mantap diperlukan untuk salutan yang licin dan melekat baik. Penyaduran digunakan untuk memperelok rupa dan melindungi logam yang lebih murah daripada kakisan.

Kemahiran proses sains (gaya Kertas 3)

• Hipotesis. “Objek logam menjadi bersalut kuprum apabila ia dijadikan katod dalam larutan kuprum(II) sulfat bersama anod kuprum.” Nyatakan hubungan yang boleh diuji.
• Pemboleh ubah. Pemboleh ubah dimanipulasi boleh jadi tempoh arus mengalir (atau saiz arus); pemboleh ubah bergerak balas ialah jisim atau ketebalan kuprum yang terenap pada objek; pemboleh ubah dimalarkan ialah kepekatan dan isipadu larutan, arus (jika masa diubah), luas permukaan objek dan jarak antara elektrod.
• Menjadualkan dan memplot. Rekod jisim objek sebelum dan selepas penyaduran bagi beberapa tempoh, kemudian plot jisim kuprum yang terenap melawan masa; garis lurus melalui asalan akan menunjukkan jisim bertambah secara mantap dengan masa.
• Membuat inferens. Daripada kuprum yang terbentuk hanya pada elektrod yang disambung ke terminal negatif, infer bahawa kuprum terenap di tempat penurunan berlaku, iaitu di katod.
• Definisi secara operasi. “Penyaduran ialah menyalut objek dengan logam dengan menjadikan objek itu katod dalam larutan garam logam tersebut, ditunjukkan di sini oleh kuprum yang terenap pada objek.”

Langkah keselamatan

• Pakai gogal keselamatan, kerana larutan kuprum(II) sulfat merengsa dan berbahaya jika terpercik ke mata.
• Gunakan hanya bekalan a.t. voltan rendah dengan tangan kering, supaya tiada risiko renjatan elektrik.
• Kendalikan kertas pasir dengan berhati-hati dan jauh daripada orang lain, supaya serpihan tidak masuk ke mata.
• Lupuskan larutan terpakai ke dalam bekas sisa berlabel, kerana ia mengandungi ion kuprum yang berbahaya kepada alam sekitar.

Kesilapan lazim

• Tidak membersihkan objek dahulu, jadi gris atau oksida memberi salutan yang berbelang dan melekat lemah.
• Tersilap menyambung objek ke terminal positif, jadi ia menjadi anod dan tidak disadur.
• Menggunakan arus yang terlalu besar, yang memberi enapan kasar dan berkeping dan bukan lapisan licin.
• Membiarkan objek dan anod bersentuhan, yang memintaskan sel.
• Mengeluarkan objek tanpa membilas, jadi ia kering dengan kesan larutan dan bukan kemasan kuprum yang bersih.
• Menyadur dalam masa yang terlalu singkat, jadi lapisan kuprum terlalu nipis untuk menutup permukaan objek sepenuhnya dan sebahagian logam asal masih kelihatan.
• Menyentuh permukaan yang telah dibersihkan dengan jari sebelum menyadur, jadi minyak daripada kulit meninggalkan tompok yang tidak bersalut dengan baik.

Bagaimana kami membantu

Dalam kelas Kimia SPM satu-ke-satu dalam talian kami, yang diajar dalam bahasa Inggeris, guru kami mengaitkan setiap langkah penyaduran dengan setengah persamaan yang dipatuhinya, supaya anda dapat menerangkan mengapa objek mesti menjadi katod dan mengapa warna biru tidak pudar. Yuran bermula dari RM50 sejam, dengan pelajaran percubaan satu jam berbayar supaya anda dapat melihat kaedah diajar sebelum membuat komitmen. Kerana penyaduran dibina terus di atas elektrolisis kuprum(II) sulfat yang anda temui sebelumnya dalam Kimia SPM, menguasai peranan elektrod di sini menjadikan kedua-dua teori dan aplikasi Kertas 3 mudah difahami.