Page 38 - Spotlight A+ Tg 4 & 5 KIMIA KSSM

Tg 5
Bab 1 Tindak Balas Redoks Kimia
Mekanisme Pengaratan Besi (e) Persamaan tindak balas redoks:
BAB
1. Pengaratan ialah kakisan logam yang berlaku Di anod: 2Fe(p) ˜ 2Fe (ak) + 4e – 1
2+
pada besi akibat tindak balas redoks. Pengaratan Di katod: O (g) + 2H O(ce) + 4e ˜ 4OH (ak)
–
–
2
2
besi memerlukan kehadiran oksigen (udara) 2Fe(p) + O (g) + 2H O(ce) ˜ 2Fe(OH) (p)
dan air. 2 2 2
2. Rajah 1.42 menunjukkan mekanisme pengaratan
besi. Permukaan besi dan titisan air membentuk Gabungan 2Fe + 4OH –
2+
satu sel galvani kecil di mana kawasan permukaan (f) Ferum(II) hidroksida, Fe(OH) yang
besi yang berlainan bertindak sebagai anod terbentuk dioksidakan oleh oksigen untuk
2
(terminal negatif) dan katod (terminal positif), membentuk ferum(III) oksida terhidrat,
manakala titisan air bertindak sebagai elektrolit. Fe O .xH O.
©PAN ASIA PUBLICATIONS
2 3 2
Titisan air Karat (Fe ) .xH O)
2 3 2 (g) Ferum(III) oksida terhidrat, Fe O .xH O
2
3
2
ialah pepejal berwarna perang yang
dikenali sebagai karat, dimana nilai x boleh
OH – berbeza-beza.
O O
2 2 Pengoksidaan
Fe 2+ Fe(OH) (p) Fe O . xH O(p)
2
2
3
2
e –
Galeri
Katod (+) Anod (–) Katod (+) Info

Logam besi
• Ferum(II) hidroksida, Fe(OH) mula-mula
2
dioksidakan kepada ferum(III) hidroksida, Fe(OH) . 3
Rajah 1.42 Mekanisme pengaratan besi • Ferum(III) hidroksida, Fe(OH) kemudiannya terurai
3
membentuk ferum(III) oksida terhidrat, Fe O .xH O.
3. Dalam mekanisme pengaratan besi: 2 3 2
(a) Permukaan besi di pusat titisan air
bertindak sebagai anod (terminal negatif). TIP Bestari
Permukaan besi di pinggir titisan air
bertindak sebagai katod (terminal positif). Penerangan lain bagi proses pengaratan:
2+
Kepekatan oksigen yang larut di pinggir Anod: Fe(p) ˜ Fe (ak) + 2e – –
+
titisan air adalah lebih tinggi berbanding Katod: O (g) + 4H (ak) + 4e ˜ 2H O(ce)
2
2
dengan di pusat titisan air. Tindak balas CO di udara dengan air membentuk H +
(b) Di anod, atom besi kehilangan elektron dan HCO 3 – 2
untuk membentuk ion ferum(II), Fe . Ion Fe yang dihasilkan oleh tindak balas awal
2+
2+
dioksidakan oleh oksigen dalam udara membentuk
Pengoksidaan: Fe(p) ˜ Fe (ak) + 2e – oksida terhidrat tak terlarut yang mengandungi ion
2+
Ion ferum(II), Fe larut dalam air. Fe , seperti ditunjukkan persamaan berikut:
2+
3+

4Fe (ak) + O (g) + (2+4x)H O(ce) ˜
2+
2
2
(c) Elektron yang dilepaskan oleh ferum 2Fe O .xH O + 4H (ak)
+
3
2
2
mengalir melalui logam ferum ke pinggir
titisan air (katod) dan diterima oleh oksigen
dan molekul air untuk membentuk ion Pencegahan Pengaratan Besi
–
hidroksida, OH .
1. Apabila besi bersentuhan dengan logam yang
Penurunan: lebih elektropositif, pengaratan besi dapat
O (g) + 2H O(ce) + 4e ˜ 4OH (ak) dicegah. Logam yang lebih elektropositif akan
−
–
2 2
terkakis.
(d) Ion ferum(II), Fe bergabung dengan Contoh:
2+
ion hidroksida, OH membentuk pepejal Jika paku besi, Fe yang dililit dengan pita
−
ferum(II) hidroksida, Fe(OH) . magnesium, Mg diletakkan di dalam tabung uji
2
Fe (ak) + 2OH (ak) ˜ Fe(OH) (p) berisi air, pita magnesium, Mg akan terkakis dan
2+
−
2 paku besi, Fe dicegah daripada berkarat.
1.6.1 1.6.2 345