Sunday, 1 March 2015

6.5 Sel Kimia

Sel Kimia
■ Sel Kimia

Suatu sel elektrokimia yang menghasilkan tenaga elektrik daripada tindak balas yang berlaku di dalam sel.
■ Sel ringkas

Terdiri daripada dua elektrod logam yang berbeza.

Disambungkan dengan hujung wayar dan hujung yang satu lagi dicelup ke dalam larutan elektrolit.

Beza keupayaan yang terhasil bergantung kepada perbezaan kedudukan logam yang digunakan dalam siri elektrokimia.

Elektrolit Terminal negatif Terminal positif
Logam Logam yang lebih elektropositif Logam yang kurang elektropositif
Aliran elektron Logam yang lebih elektropositif akan melepaskan elektron dan terlarut untuk membentuk ion logam. Kation di dalam elektrolit(kedudukan yang lebih rendah dalam siri elektrokimia) akan menerima elektron dan dinyahcaskan untuk membentuk atom logam.
Elektron disumbangkan oleh logam dan bergerak dari terminal negatif ke terminal positif.
Arus elektrik mengalir ke arah yang bertentangan dengan aliran elektron.
■ Sel ringkas: kepingan zink dan kepingan kuprum direndamkan ke dalam larutan kuprum (II) sulfat.

Zink terletak lebih tinggi dalam siri elektrokimia (lebih elektropositif) akan bertindak sebagai terminal negatif.


Kuprum terletak lebih rendah dalam siri elektrokimia (kurang elektropositif) akan bertindak sebagai terminal positif.



Elektrolit: Larutan kuprum(II) sulfat Terminal negatif Terminal positif
Logam Zink Kuprum
Aliran elektron Elektrod zink akan melepaskan elektron dan terlarut untuk membentuk ion Zn2+  Ion Cu2+ di dalam elektrolit akan menerima elektron dan dinyahcaskan untuk membentuk atom kuprum.
Setengah persamaan Zn → Zn2+ + 2e- CU2+ + 2e- → Cu
Elektron disumbangkan oleh logam zink dan bergerak dari terminal negatif ke terminal positif.
Arus elektrik mengalir ke arah yang bertentangan dengan aliran elektron.
Persamaan ion keseluruhan : Zn + CU2+ → Zn2+ + Cu
■ Video berikut menunjukkan aliran ion dalam sel ringkas.


Sel Daniel
■ Sel Daniel

Terdiri daripada dua elektrod logam yang berbeza yang direndam dalam dua larutan elektrolit yang  berasingan.

Larutan elektrolit dipisahkan sama ada dengan pasu berliang atau jambatan garam.

Fungsi pasu berliang atau jambatan garam: untuk memisahkan dua larutan elektrolit tetapi membenarkan ion melaluinya untuk melengkapkan litar.

Tenaga kimia → Tenaga elektrik
Elektrolit Terminal negatif Terminal positif
Logam Logam yang lebih elektropositif Logam yang kurang elektropositif
Aliran elektron Logam yang lebih elektropositif akan melepaskan elektron dan terlarut untuk membentuk ion logam. Kation di dalam elektrolit(kedudukan yang lebih rendah dalam siri elektrokimia) akan menerima elektron dan dinyahcaskan untuk membentuk atom logam.
Elektron disumbangkan oleh logam dan bergerak dari terminal negatif ke terminal positif.
Arus elektrik mengalir ke arah yang bertentangan dengan aliran elektron.
■ Video berikut menunjukkan aliran ion dalam sel Daniel.


■ Susunan sel Daniel.

Larutan elektrolit dipisahkan oleh jambatan garam.
Larutan elektrolit dipisahkan oleh pasu berliang.
Larutan elektrolit dipisahkan oleh jambatan garam (tiub-U).
Tindak balas kimia:
Elektrolit: Larutan kuprum(II) sulfat Terminal negatif Terminal positif
Logam Zink Kuprum
Aliran elektron Elektrod zink akan melepaskan elektron dan terlarut untuk membentuk ion Zn2+ Ion Cu2+ di dalam elektrolit akan menerima elektron dan dinyahcaskan untuk membentuk atom kuprum.
Elektron disumbangkan oleh logam zink dan bergerak dari terminal negatif ke terminal positif.
Arus elektrik mengalir ke arah yang bertentangan dengan aliran elektron.
Persamaan ion keseluruhan: Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)
Sel kimia lain
■ Sel kimia boleh dibahagikan kepada dua jenis:

Sel-sel primer: sel-sel tidak boleh dicas semula

Sel sekunder: sel-sel boleh dicas semula
■ Primary cell:
Terminal positif :  rod karbon
2MnO2(p) + 2NH4+(ak) + 2e- → Mn2O3(p) + 2NH3(g) + H2O(ce)
Terminal negatif : zink
Zn(s) → Zn2+(ak) + 2e-
Elektrolit: Campuran ammonium klorida dan zink klorida.
Kelebihan: ringan dan bekalan arus yang stabil.
Kelemahan: tidak tahan lama dan tidak boleh dicas semula.
Terminal positif: Manganese(IV) oksida
2MnO2(p) + H2O(ce) + 2e- → Mn2O3(p) + OH-(ak)
Terminal negatif: Zink
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-
Elektrolit: Campuran ammonium klorida dan zink klorida.
Kelebihan: tahan lama dan bekalan voltan yang lebih tinggi daripada sel kering.
Kelemahan: lebih mahal daripada sel kering dan tidak boleh dicas semula.
Terminal positif: Mercuri(II) oksida
HgO(p) + H2O(ce) + 2e- → Hg(ce) + 2OH-(ak)
Terminal negatif: Zink
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-
Elektrolit: Campuran zink hidroksida dan larutan kalium hidroksida.
Kelebihan: tahan lama dan dan bekalan arus yang stabil.
Kelemahan: tidak boleh dicas semula.
■ Secondary cell:
Terminal positif: Plumbum(IV) oksida
PbO2(p) + 4H+(ak) + 2e- → Pb2+(ak) + 2H2O(ce)
Terminal negatif: Plumbum
Pb(s) → Pb2+(ak) + 2e-
Elektrolit: asid sulfurik cair.
Kelebihan: boleh dicas semula dan bekalan voltan tinggi untuk jangka masa yang panjang.
Kelemahan: berat, mahal dan penggunaan elektrolit yang mengkakis
Terminal positif: Nikel(IV) oksida
NiO2(p) + 2H2O(ce) + 2e- → Ni(OH)2(p) + 2OH-
Terminal negatif: kadmium
Cd(s) + 2OH- → Cd(OH)2(s) + 2e-
Elektrolit: Kalium hidroksida.
Kelebihan: tahan lama, boleh dicas semula dan kepekatan elektrolit tidak berubah.
Kelemahan: mahal
■ Video berikut menunjukkan fungsi dan cara kerja bateri di dalam kereta.


Persamaan dan perbezaan sel elektrolisis dan sel kimia
■ Persamaan sel elektrolisis dan sel  kimia.

Terdiri daripada anod dan katod yang [terminal positif dan terminal negatif]

Mengandungi elektrolit

Tindak balas kimia melibatkan menderma atau menerima elektron

Ion positif dan negatif bergerak ke elektrod dalam elektrolit

Elektron bergerak dari anod ke katod [terminal negatif ke terminal positif dalam litar luar]
■ Sel elektrolitik berbeza dari sel kimia dalam beberapa aspek
Perbezaan Sel elektrolitik Sel kimia
Struktur sel
Diperbuat daripada Karbon atau logam yang berbeza/ sama yang direndamkan dalam elektrolit Dua logam berbeza yang direndamkan dalam elektrolit
Arus elektrik Menghasilkan tindak balas kimia Dihasilkan oleh tindak balas kimia
Perubahan tenaga Tenaga elektrik kepada tenaga kimia Tenaga kimia kepada tenaga elektrik
Katod Kation menerima elektron Elektron diterima
Anod Anion melepaskan elektron Elektron dilepaskan
Penggunaan bateri Menggunakan bateri Tidak menggunakan bateri


⇲ Dapatkan latihan (objektif and subjektif), secara percuma untuk OS Android.

1 comment:

  1. thank you for sharing! complete note for my lesson. I luv it.

    ReplyDelete