Dalam wayar logam, elektron membawa arus. Dalam elektrolit, ion yang bebas bergerak membawanya. Litar hanya berfungsi apabila kedua-dua bahagian bersambung di elektrod.
Ini pelajaran pertama dalam elektrokimia SPM Sains. Pelajaran seterusnya, mentafsir pemerhatian elektrolisis, bergantung terus padanya.
Apa yang membawa cas dalam setiap bahagian litar?
Bayangkan acara lari berganti-ganti. Elektron berlari sepanjang wayar. Di elektrod, mereka menyerahkan cas kepada ion, yang membawanya merentasi cecair.
| Bahagian litar | Pembawa cas | Mengapa ia boleh bergerak |
|---|---|---|
| Wayar logam | Elektron | Elektron bebas dalam logam |
| Elektrolit | Ion | Terlarut atau lebur, maka ion bebas |
| Pepejal ionik | Tiada yang bergerak | Ion tetap dalam kekisi |
| Larutan gula | Tiada | Molekul, tiada ion |
Contoh penyelesaian: dua bikar, satu mentol
Sebuah litar rekaan mempunyai bateri, mentol dan dua rod karbon. Dalam ujian 1, rod dicelup dalam larutan natrium klorida, dan mentol menyala. Dalam ujian 2, rod dicelup dalam larutan gula yang sama isi padu, dan mentol tidak menyala.
Ujian 1. Natrium klorida larut menjadi ion Na⁺ dan Cl⁻. Ion Na⁺ bergerak ke rod negatif dan ion Cl⁻ bergerak ke rod positif, maka litar lengkap terbentuk dan mentol menyala.
Ujian 2. Gula larut sebagai molekul utuh tanpa cas. Tiada apa-apa dalam cecair yang dapat membawa cas, maka litar terputus pada larutan dan mentol tidak menyala.
Air yang digunakan sama dalam kedua-dua ujian. Perbezaannya ialah kehadiran ion.
Rangka jawapan markah penuh
Kebanyakan soalan kekonduksian boleh dijawab dengan rangka ini: “Bahan itu mengandungi (atau membentuk) ion. Ion bebas bergerak apabila (terlarut atau lebur). Ion positif bergerak ke katod dan ion negatif bergerak ke anod, membawa cas melalui cecair.”
Jika soalan tentang pepejal, ubah ayat kedua: “Ion terikat pada kedudukan tetap maka tidak boleh bergerak, jadi pepejal itu tidak mengkonduksi.”
Kesilapan yang menyebabkan kehilangan markah
Kesilapan lazim ialah “elektron mengalir melalui larutan”. Ia kedengaran betul, tetapi pembawa dalam cecair ialah ion.
| Kenyataan | Markah? | Sebab |
|---|---|---|
| Elektron bergerak melalui larutan | Tidak | Ion membawa cas dalam cecair |
| Ion yang bebas bergerak membawa arus | Ya | Menamakan pembawa dan syarat |
| Larutan itu basah maka ia mengkonduksi | Tidak | Kebasahan bukan puncanya |
Semak sendiri
Plumbum(II) bromida pepejal tidak mengkonduksi, tetapi plumbum(II) bromida lebur mengkonduksi. Terangkan perbezaan itu.
Jawapan
Plumbum(II) bromida ialah sebatian ionik. Dalam keadaan pepejal, ion terikat pada kedudukan tetap dalam kekisi, maka tiada pembawa cas yang boleh bergerak.
Apabila dileburkan, ion menjadi bebas bergerak. Ion Pb²⁺ bergerak ke katod dan ion Br⁻ bergerak ke anod, maka sebatian lebur itu mengkonduksi.
Apa yang perlu dipelajari seterusnya
Teruskan ke mentafsir pemerhatian elektrolisis, di mana ion yang baru anda kenali dinyahcas di elektrod. Anda boleh menguji keseluruhan topik kemudian dengan kembali ke halaman topik elektrokimia.
Jika anda mahu seorang guru meneliti soalan kekonduksian bersama anda, lihat tuisyen Sains dalam talian satu-lawan-satu.