UNIT
1
Complete the following table: / Lengkapkan jadual berikut:
TP3 TP4Exercise / Latihan
Application Aplikasi
Example Contoh
Electrolyte Elektrolit
Anode/Half equation Anod/Setengah persamaan
Cathode/Half equation Katod/Setengah persamaan (a) Electroplating
Penyaduran
Silver electroplating Penyaduran argentum
Silver nitrate solution Larutan argentum nitrat
Anode: / Anod:
Silver metal Logam argentum Half equation:
Setengah persamaan:
Ag → Ag+ + e–
Cathode: / Katod:
Metal to be electroplated Logam untuk disadur Half equation:
Setengah persamaan:
Ag+ + e– → Ag (b) Purification of
metal Penulenan logam
Purification of copper Penulenan kuprum
Copper(II) sulphate solution
Larutan kuprum(II) sulfat
Anode: / Anod:
Impure copper Kuprum tidak tulen Half equation:
Setengah persamaan:
Cu → Cu2+ + 2e–
Cathode: / Katod:
Pure copper Kuprum tulen Half equation:
Setengah persamaan:
Cu2+ + 2e– → Cu
What are ores?
Apakah bijih galian?
Most metals found naturally as minerals in the form of compounds such as oxides, sulphides, chlorides and carbonates are known as ores. / Kebanyakan logam yang dijumpai secara semula jadi dalam bentuk sebatian seperti oksida, sulfida, klorida dan karbonat dikenali sebagai bijih galian.
Give common examples of metal ores.
Berikan contoh biasa bagi bijih galian.
Metal Logam
Ore Bijih galian
Chemical compound in ore Sebatian kimia dijumpai dalam bijih galian Aluminium
Aluminium
Bauxite Bauksit
Aluminium oxide Aluminium oksida Iron
Ferum
Hematite Hematita
Iron(III) oxide Ferum(III) oksida Tin
Stanum
Cassiterite Kaseterita
Tin(IV) oxide Stanum(IV) oksida State the method to extract
metal from its ores.
Nyatakan kaedah untuk mengekstrak logam daripada bijihnya.
It depends on the position of the metal in the reactivity series.
Ia bergantung pada kedudukan logam dalam siri kereaktifan.
– More reactive metals (from potassium to aluminium) are extracted by electrolysis.
Logam lebih reaktif (dari kalium ke aluminium) diekstrak melalui elektrolisis.
– Less reactive metals (below aluminium) are extracted by the reduction using carbon.
Logam kurang reaktif (di bawah aluminium) diekstrak melalui penurunan menggunakan karbon.
Extracted by electrolysis Diekstrak melalui elektrolisis
Extracted by reduction using carbon Diekstrak melalui penurunan menggunakan karbon Reactivity increases / Kereaktifan meningkat
K, Na, Ca, Mg, Al, C, Zn, H, Fe, Pb, Cu
Remarks:
1 Electrolysis is a very costly process. It is used to extract aluminium.
2 The cost of extracting metals using carbon is cheaper and carbon are released as carbon dioxide gas after reaction.
3 Hydrogen can also reduce metal oxide but hydrogen costs more than carbon. Hydrogen is not used widely for extraction purpose.
Catatan:
1 Elektrolisis adalah proses yang sangat mahal. Ia digunakan untuk mengekstrak aluminium.
2 Kos pengekstrakan logam menggunakan karbon lebih murah dan karbon dibebaskan sebagai gas karbon dioksida selepas tindak balas.
3 Hidrogen juga boleh menurunkan oksida logam tetapi kos hidrogen adalah lebih daripada karbon. Hidrogen tidak digunakan secara meluas untuk tujuan pengekstrakan.
UNIT
1
No extraction is needed for silver and gold. Explain.
Tiada pengekstrakan diperlukan untuk perak dan emas. Terangkan.
Silver and gold are the least reactive metals and found as free metals in the earth.
Perak dan emas adalah logam paling kurang reaktif dan dijumpai sebagai logam bebas dalam bumi.
What is extraction of metal?
Apakah pengekstrakan logam?
The metal that are very reactive (placed at the top position in reactivity series) such as sodium, calcium and aluminium are extracted from their compound by electrolysis.
Logam yang sangat reaktif (berada pada kedudukan teratas dalam siri kereaktifan), seperti natrium, kalsium dan aluminium diekstrak daripada sebatiannya melalui elektrolisis.
Describe the extraction of aluminium from bauxite, a mineral that consists of aluminum oxide.
Huraikan pengekstrakan aluminium dari bauksit, satu mineral yang mempunyai aluminium oksida.
– Aluminium is extracted from its ore, bauxite which contains aluminium oxide, Al2O3.
– Impurities such as silica and oxides of iron are separated from bauxite at a high temperature.
– The pure bauxite, aluminium oxide is then mixed with cryolite, Na3AlF6. Cryolite is added to lower the melting point of alumunium oxide (its melting point is about 2 070°C is lowered to about 1 000°C).
– The mixture is then heated to melt, and then the molten aluminium oxide is eletrolysed using carbon as electrodes.
– Molten aluminium oxide consists of free moving aluminium and oxide ions.
Al2O3(s) → 2Al3+(l) + 3O2–(l)
– When electricity is passed through the molten aluminium oxide, aluminium ions are attracted to the cathode and move to the cathode.
Oxide ions are attracted to the anode and move to the anode.
– Aluminium diekstrak dari bijih galian, bauksit yang mengandungi aluminium oksida, Al2O3.
– Bendasing seperti silika dan oksida daripada ferum dipisahkan daripada bauksit pada suhu yang tinggi.
– Bauksit yang tulen, aluminium oksida seterusnya dicampur dengan kriolit, Na3AlF6. Kriolit ditambah untuk menurunkan takat lebur aluminium oksida (takat leburnya kira-kira 2 070°C diturunkan menjadi kira-kira 1 000°C).
– Campuran itu kemudian dipanaskan sehingga lebur, dan leburan aluminium oksida itu kemudian dielektrolisis menggunakan karbon sebagai elektrod.
– Leburan aluminium oksida terdiri daripada ion-ion aluminium dan oksida yang bebas bergerak.
Al2O3(p) → 2Al3+(ce) + 3O2–(ce)
– Apabila elektrik melalui leburan aluminium oksida, ion aluminium tertarik dan bergerak ke arah katod. Ion-ion oksida tertarik dan bergerak ke arah anod.
At the anode / Pada anod At the cathode / Pada katod
– Oxide ions are discharged by releasing electrons to form oxygen molecules.
Ion-ion oksida dinyahcaskan dengan membebaskan elektron untuk membentuk molekul oksigen.
– Oxide ions undergoes oxidation Ion-ion oksida mengalami pengoksidaan – Half equation: / Setengah persamaan:
2O2– → O2 + 4e–
– Oxygen gas released at the anode will react with the carbon electrode to produce carbon dioxide.
Gas oksigen yang dibebaskan pada anod akan bertindak balas dengan elektrod karbon untuk membentuk karbon dioksida.
– Consequently, the anode is corroded slowly and must be replaced from time to time.
Oleh itu, anod terkakis secara perlahan dan mesti diganti dari semasa ke semasa.
– Aluminium ions are discharged by gaining electrons to form aluminum atom.
Ion-ion aluminium dinyahcaskan dengan menerima elektron untuk membentuk atom aluminium.
– Aluminium ion undergoes reduction Ion aluminium mengalami penurunan – Half equation: / Setengah persamaan:
AI3+ + 3e– → AI
– Liquid aluminium is denser than the electrolyte and will be collected at the bottom and flows out to a large container.
Cecair aluminium lebih tumpat daripada elektrolit dan akan dikumpul pada bahagian bawah dan mengalir keluar ke bekas yang besar.
UNIT
1
Discuss the effect of extraction of aluminium from bauxite to the environment.
Bincangkan kesan pengekstrakan aluminium dari bauksit kepada persekitaran.
– The process of extraction of aluminum consumes very high energy. Electricity is needed to melt aluminium oxide and it is generated by burning coal that releases greenhouse gases.
– During the process of electrolysis for molten aluminium oxide, carbon dioxide is also produced which negatively affects the environment.
– The process of purifying bauxite to aluminium oxide also produces bauxite residues in the form of red sludge that is toxic in nature. This residue has to be stored in the reservoir for processing and can cause serious pollution if released into the water source.
– Therefore, as consumers, we need to recycle aluminum to reduce the environmental pollution and minimise the high energy consumption in aluminum extraction.
– Proses pengekstrakan aluminium memerlukan tenaga yang sangat tinggi. Tenaga elektrik diperlukan untuk meleburkan aluminium oksida dan ia dihasilkan dengan membakar arang batu yang membebaskan gas rumah hijau.
– Ketika proses elektrolisis leburan aluminium oksida, karbon dioksida juga terhasil yang mana memberi kesan negatif pada persekitaran.
– Proses penulenan bauksit kepada aluminium oksida juga menghasilkan baki bauksit dalam bentuk enapcemar berwarna merah yang mana adalah toksik bagi alam sekitar. Baki ini perlu disimpan di dalam takungan bagi diproses dan ia boleh menyebabkan pencemaran yang serius jika dibebaskan pada sumber air.
– Maka, sebagai pengguna, kita perlu mengitar semula aluminium untuk mengurangkan pencemaran alam sekitar dan meminimumkan penggunaan tenaga yang tinggi dalam pengekstrakan aluminium.
TAHAP PENGUASAAN (TP) Menguasai Belum menguasai
TP2 Memahami tindak balas redoks serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut dengan contoh.
Exercise / Latihan
1 (a) State the name of the following substances.
Nyatakan nama bahan-bahan berikut.
W: Liquid aluminium / Cecair aluminium
X : Molten aluminium oxide / Leburan aluminium oksida Y : Carbon / Karbon
Z : Carbon / Karbon
(b) Which substance acts as: / Bahan manakah bertindak sebagai:
Anode: / Anod: Z Cathode: / Katod: Y
(c) State the name of the product at anode and cathode and type of reaction that occur at:
Nyatakan nama hasil pada anod dan katod dan juga jenis tindak balas yang berlaku di:
Anode: / Anod: Oxygen / Oksigen Type of reaction: / Jenis tindak balas: Oxidation / Pengoksidaan Cathode: / Katod: Aluminium / Aluminium Type of reaction: / Jenis tindak balas: Reduction / Penurunan
(d) Write the ionic equation for the reactions at: / Tulis persamaan ion bagi tindak balas di:
Anode: / Anod: 2O
2–→ O
2+ 4e
–Cathode: / Katod: Al
3++ 3e
–→ Al (e) Why is cryolite added to X? / Mengapakah kriolit ditambah pada X?
To lower down the melting point of aluminium oxide Untuk menurunkan takat lebur aluminium oksida
(f) Which substance needs to be replaced from time to time? Explain.
Z, oxygen released at the electrode and react with carbon electrode to produce carbon dioxide / Z, oksigen dibebaskan pada elektrod akan bertindak balas dengan elektrod karbon untuk menghasilkan karbon dioksida
TP2
TP1
TP1 TP2
TP3
TP2
Substance Y Bahan Y Substance X + cryolite Bahan X + kriolit + – Substance Z
Bahan Z
Substance W Bahan W
UNIT