ELECTROCHEMISTRY FORM 4: July 2012

LAMPIRAN I

LEMBARAN KERJA 2

MASA: 1 JAM 10 MINIT JUMLAH MARKAH: 46

Jawab pada borang disediakan.

1.0 SEL GALVANI Cu/Zn

Rajah 1 menunjukkan Sel Galvani Cu/Zn.

Rajah 1. Sel Galvani Cu/ Zn.

1.1 Nyatakan elektrod terminal negatif dalam Rajah 1.

A Zink, Zn

B Kuprum, Cu

C Larutan Kuprum (II) sulfat, CuSO₄

D Air

(1 markah)

Nyatakan sebab pilihan kamu di atas.

____________________________________________________________________

(3 markah)

1.2 Nyatakan arah pengaliran elektron yang dibebaskan oleh elektrod terminal negatif dalam soalan 1.1.

	ARAH PENGALIRAN ELEKTRON DIBEBASKAN TERMINAL NEGATIF
A	Daripada elektrod terminal negatif, Zn mengalir melalui wayar luar ke elektrod terminal positif, Cu
B	Daripada elektrod terminal negatif, Cu mengalir melalui wayar luar ke elektrod terminal positif, Zn
C	Daripada elektrod terminal negatif, Cu mengalir melalui larutan elektrolit ke elektrod terminal positif, Zn
D	Daripada elektrod terminal negatif, Cu mengalir ke elektrod terminal positif, Zn melalui titian garam.

(2 markah)

1.3 Kenalpasti ion yang akan tertarik ke terminal negatif dan positif.

	ION TERTARIK KE TERMINAL NEGATIF	ION TERTARIK KE TERMINAL POSITIF
A	Hidroksida, OH^-	Sulfat, SO₄^2- , Hidrogen, H⁺dan Kuprum (II), Cu²⁺
B	Hidrogen, H⁺ dan Kuprum (II), Cu²⁺	Hidroksida, OH^- dan sulfat, SO₄^2-
C	Hidroksida, OH^- dan sulfat, SO₄^2-	Hidrogen, H⁺ dan Kuprum (II), Cu²⁺
D	Kuprum (II), Cu²⁺	Hidroksida, OH^-

(2 markah)

Nyatakan sebab kamu mengelaskan ion yang tertarik ke terminal negatif dan positif tersebut.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(2 markah)

1.4 Nyatakan jenis ion yang akan dinyahcaskan di terminal negatif dan positif.

	ION DINYAHCAS DI ELEKTROD TERMINAL NEGATIF	ION DINYAHCAS DI ELEKTROD TERMINAL POSITIF
A	Hidroksida, OH^- dan sulfat, SO₄^2-	Hidrogen, H⁺ dan Kuprum (II), Cu²⁺
B	Hidroksida, OH^-	Kuprum (II), Cu²⁺
C	Hidrogen, H⁺ dan Kuprum (II), Cu²⁺	Hidroksida, OH^- dan sulfat, SO₄^2-
D	Kuprum (II), Cu²⁺	Hidroksida, OH^-

(2 markah)

Nyatakan sebab kamu mengelaskan ion yang diramal untuk dinyahcas pada elektrod terminal negatif dan positif tersebut.

(2 markah)

1.5 Ramalkan pemerhatian yang akan berlaku di elektrod terminal negatif, positif dan larutan elektrolit.

	PEMERHATIAN DI ELEKTROD TERMINAL NEGATIF	PEMERHATIAN DI ELEKTROD TERMINAL POSITIF	LARUTAN ELEKTROLIT
A	Pepejal berwarna perang terbentuk.	Gelembung gas perang terbentuk.	Warna biru larutan Kuprum (II) sulfat semakin pudar.
B	Gelembung gas berwarna perang terbentuk.	Gelembung gas tidak berwarna terbentuk.	Warna biru larutan Kuprum (II) sulfat tidak berubah.
C	Gelembung gas berwarna perang terbentuk.	Pepejal berwarna biru terbentuk.	Warna biru larutan Kuprum (II) sulfat semakin bertambah.
D	Gelembung gas tidak berwarna terbentuk dan elektrod Zn terkakis.	Pepejal berwarna perang didapati terenap di katod dan jisim pepejal Cu bertambah.	Warna biru larutan Kuprum (II) sulfat semakin pudar.

(2 markah)

Nyatakan sebab kamu meramalkan pemerhatian demikian.

(5 markah)

1.6 Tuliskan persamaan setengah tindak balas di elektrod terminal negatif dan positif.

Persamaan tindak balas setengah di elektrod terminal negatif:

____________________________________________________________________

Persamaan tindak balas setengah di elektrod terminal positif:

____________________________________________________________________

(4 markah)

1.7 Dengan menunjukkan langkah, tuliskan tindak balas persamaan keseluruhan yang seimbang bagi tindak balas redoks yang berlaku dalam Rajah 1.

(3 markah)

- TAMAT –

2.0 FAKTOR PEMILIHAN ION UNTUK DINYAHCASKAN DI ELEKTROD

Rajah 2 menunjukkan sel elektrolisis larutan Kuprum (II) klorida dengan mengubah kemolarannya. Pemerhatiannya direkodkan dalam Jadual 1.

Rajah 2. Sel Elektrolisis larutan Kuprum (II) klorida sebelum suis dihidupkan.

Jadual 1. Pemerhatian di anod dan katod apabila larutan Kuprum (II) klorida dengan berlainan kemolaran digunakan.

Kemolaran larutan Kuprum (II) klorida, M	Pemerhatian di anod	Pemerhatian di katod
2.0	W	X
0.001	Y	Z

2.1 Nyatakan pemerhatian W dan X.

	W	X
A	Pepejal coklat keperangan terenap di katod.	Gelembung hijau-kekuningan kelihatan di sekitar elektrod.
B	Gelembung hijau-kekuningan kelihatan di sekitar elektrod.	Pepejal coklat keperangan terenap di katod.
C	Gelembung gas tidak berwarna kelihatan di sekitar elektrod.	Gelembung gas hijau-kekuningan terbentuk di katod.
D	Pepejal biru terenap di katod.	Pepejal coklat keperangan terenap di katod.

(2 markah)

Dengan menyatakan jenis ion terlibat, berikan sebab kamu mengelaskan ion yang diramal untuk dinyahcas pada anod dan katod tersebut.

(2 markah)

2.2 Nyatakan pemerhatian Y dan Z.

	Y	Z
A	Pepejal hitam terenap di katod.	Pepejal coklat keperangan terenap di katod.
B	Pepejal coklat keperangan terenap di katod.	Gelembung gas tidak berwarna terbentuk di sekitar anod.
C	Pepejal hitam terenap di katod.	Pepejal hitam terenap di katod.
D	Gelembung gas tidak berwarna terbentuk di sekitar anod.	Pepejal coklat keperangan terenap di katod.

(2 markah)

Dengan menyatakan jenis ion terlibat, berikan sebab kamu mengelaskan ion yang diramal untuk dinyahcas pada anod dan katod tersebut.

(2 markah)

Rajah 3 menunjukkan sel elektrolisis larutan Kuprum (II) sulfat dengan menggunakan elektrod berlainan jenis. Pemerhatiannya direkodkan dalam Jadual 2.

Rajah 3. Sel Elektrolisis larutan Kuprum (II) sulfat sebelum suis dihidupkan.

Jadual 2. Pemerhatian di anod dan katod apabila larutan Kuprum (II) sulfat dengan jenis elektrod berlainan digunakan.

Jenis elektrod digunakan	Pemerhatian di anod	Pemerhatian di katod	Pemerhatian bagi elektrolit
Karbon	P	Q	R
Kuprum	S	T	U

2.3 Nyatakan pemerhatian P, Q dan R.

	P	Q	R
A	Gelembung gas tidak berwarna terbebas di anod.	Pepejal coklat keperangan terbentuk di katod.	Warna biru larutan semakin pudar.
B	Pepejal coklat keperangan terbentuk di katod.	Warna biru larutan semakin pudar.	Warna biru larutan semakin pudar.
C	Gelembung gas tidak berwarna terbebas di anod.	Pepejal coklat keperangan terbentuk di katod.	Pepejal coklat keperangan terbentuk di katod.
D	Gelembung gas tidak berwarna terbebas di anod.	Warna biru larutan semakin pudar.	Gelembung gas kekuningan terbebas di anod.

(2 markah)

Dengan menyatakan jenis ion terlibat, berikan sebab kamu mengelaskan ion yang diramal untuk dinyahcas pada anod dan katod tersebut serta pemerhatian terhadap warna larutan elektrolit.

____________________________________________________________________

(3 markah)

2.4 Nyatakan pemerhatian S, T dan U.

	S	T	U
A	Elektrod kuprum tidak berubah.	Elektrod kuprum terkakis.	Warna biru larutan tidak berubah.
B	Elektrod kuprum terkakis.	Pepejal kuprum terenap di katod.	Warna biru larutan tidak berubah.
C	Elektrod kuprum tidak berubah.	Elektrod kuprum terkakis.	Warna biru larutan berubah.
D	Elektrod kuprum terkakis.	Elektrod kuprum tidak berubah.	Warna biru larutan semakin pudar.

(2 markah)

Dengan menyatakan jenis ion terlibat, berikan sebab kamu mengelaskan ion yang diramal untuk dinyahcas pada anod dan katod tersebut serta pemerhatian terhadap warna larutan elektrolit.

____________________________________________________________________

(3 markah)

- TAMAT -

LAMPIRAN I

JAWAPAN LEMBARAN KERJA 2

1.0 SEL GALVANI Cu/Zn

1.1 A

Sebab – kedudukan Zn lebih tinggi daripada Cu dalam Siri Elektrokimia. Maka, Zn lebih bersifat elektropositif dan mudah terion lalu membebaskan elektron yang bercas negatif.

1.2 A

1.3 C

Sebab – terminal negatif membebaskan elektron, maka permukaannya bersifat positif lalu anion akan tertarik kepadanya. Manakala terminal positif menerima elektron, maka permukaannya bersifat negatif, lalu kation akan tertarik kepadanya.

1.4 B

Sebab – Kedudukan OH^- dan Cu²⁺ lebih rendah dalam Siri Elektrokimia, maka ia lebih mudah untuk dinyahcaskan.

1.5 D

Sebab – Elektrod Zn dioksidakan menjadi ion Zn²⁺. Oleh sebab itu, Zn melarut sepanjang proses elektrolisis. Dalam masa yang sama, ion OH^- tertarik ke elektrod terminal negatif, Zn dan membebaskan elektron lalu dioksidakan menjadi gas Oksigen. Pada terminal positif, ion Cu²⁺ dipilih untuk dinyahcaskan menjadi Cu dengan cara menerima elektron yang telah melalui wayar luar. Bilangan ion Cu²⁺ dalam larutan elektrolit menjadi semakin berkurangan, maka warna birunya semakin pudar.

1.6 Persamaan tindak balas setengah di elektrod terminal negatif:

Zn (p) ----------> Zn²⁺ (ak) + 2e^- ................................................................Pers. (1)

4OH^- (ak) ---------> O₂ (g) + 2H₂O (ce) + 4e^- ....................................Pers. (2)

Persamaan tindak balas setengah di elektrod terminal positif:

Cu²⁺ (ak) + 2e^- ---------> Cu (p) .........................................................Pers. (3)

1.7 Langkah mencari persamaan tindak balas keseluruhan yang seimbang bagi tindakbalas redoks dalam Rajah 1.

Cu²⁺ (ak) + 2e^{- -------------->}Cu (p) ............................................................Pers. (1)

Zn (p) ------------> Zn²⁺ (ak) + 2e^- .........................................................Pers. (2)

Maka, persamaan tindak balas keseluruhan yang seimbang bagi tindak balas redoks dalam Rajah 1:

Pers. (1) + Pers. (2):

Cu²⁺ (ak) + Zn (p) --------------> Cu (p) + Zn²⁺ (ak)

2.0 FAKTOR PEMILIHAN ION UNTUK DINYAHCASKAN DI ELEKTROD

2.1 B

Sebab – Bagi W, kemolaran larutan Kuprum (II) klorida adalah tinggi. Oleh itu, kepekatan ion Cl^- adalah lebih tinggi berbanding ion OH^-. Maka ion Cl^- dipilih untuk dinyahcas di anod. Bagi X, kedudukan ion Cu²⁺ lebih rendah berbanding ion H⁺ dalam SE. Maka ion Cu²⁺ dipilih untuk dinyahcas di katod.

2.2 D

Sebab – Bagi Y, kedudukan ion OH^-lebih rendah berbanding ion Cl^- dalam SE. Maka, ia dipilih untuk dinyahcaskan di anod. Bagi Z, kedudukan ion Cu²⁺ lebih rendah berbanding ion H⁺ dalam SE. Maka ion Cu²⁺ dipilih untuk dinyahcas di katod.

2.3 A

Sebab – Kedudukan ion dalam SE menjadi faktor penentu pemilihan ion untuk dinyahcas di katod dan anod. Maka, ion OH^- dan ion Cu²⁺ dipilih untuk dinyahcas di anod dan katod masing-masing. Warna biru larutan elektrolit semakin pudar kerana kepekatan ion Cu²⁺dalam elektrolit semakin berkurangan.

2.4 B

Sebab – Kedudukan ion Cu²⁺ lebih rendah berbanding ion H⁺ dalam SE. Maka, ia dipilih untuk dinyahcas di katod. Manakala, anod Cu melarut kerana ia adalah reaktif. Warna biru larutan elektrolit tidak berubah kerana bagi setiap ion Cu²⁺ yang dinyahcas di katod, satu ion Cu²⁺ akan terbentuk daripada anod Cu yang melarut.

- TAMAT -

ELECTROCHEMISTRY FORM 4

Total Pageviews

Tuesday 10 July 2012