Soalan 12:
Rajah 11.1 menunjukkan dua jenis sel elektrokimia, M dan N.
(a) Nyatakan dua jenis sel elektrokimia. [2 markah]
(b) Nyatakan elektrolit bagi sel M dan sel N. [2 markah]
(c) Nyatakan empat perbezaan antara sel M dan sel N. [4 markah]
(d) Rajah 11.2 menunjukkan susunan radas yang disediakan oleh seorang murid bagi menggantikan sel N.
Murid tersebut menukarkan paku besi kepada paku kuprum.
Nyatakan kesan tindakan tersebut dari aspek berikut:
(i) Kedudukan pasangan logam dalam siri eletrokimia
(ii) Pemindahan elektron
(iii) Voltan yang dihasilkan
(iv) Kecerahan mentol LED
[4 markah]
Jawapan:
(a)
– Sel elektrolitik
– Sel kimia
Penjelasan:
Sel elektrokimia terbahagi kepada dua kategori utama iaitu sel kimia (menjana elektrik daripada tindak balas kimia spontan) dan sel elektrolitik (menggunakan elektrik untuk mendorong tindak balas tidak spontan)
(b)
Sel M : Leburan plumbum(II) bromida
Sel N : Larutan kuprum(II) sulfat
Penjelasan:
Elektrolit ialah bahan yang boleh mengalirkan arus elektrik apabila dilarutkan dalam air atau dalam bentuk lebur, dengan menghasilkan ion-ion. Ion-ion ini membawa arus elektrik dalam larutan. Penentuan elektrolit dalam sel M dan N berdasarkan rajah.
(c)
– Sel M memerlukan bateri sebagai sumber tenaga elektrik untuk menguraikan leburan plumbum(II) bromida manakala sel N tidak memerlukan bateri kerana ia menghasilkan tenaga elektrik sendiri melalui tindak balas kimia elektrod kuprum dan elektrod magnesium.
– Sel M menggunakan elektrod karbon (grafit) yang tidak bertindak balas dalam elektrolisis manakala sel N menggunakan elektrod logam, iaitu magnesium dan kuprum, yang bertindak balas dalam penghasilan tenaga elektrik.
– Di sel M, anod merupakan terminal positif dan katod merupakan terminal negatif manakala di sel N , anod merupakan terminal negatif dan katod merupakan terminal positif.
– Di sel M, aliran elektron daripada terminal positif ke terminal negatif manakala di sel N , aliran elektron daripa terminal negatif ke terminal positif.
Penjelasan:
Perbezaan rujuk kepada rajah dan nyatakan perbezaan antara sel elektrolitik dan sel kimia.
(d)(i)
Pasangan logam zink-kuprum berada lebih jauh dalam siri elektrokimia berbanding zink-besi.
Penjelasan:
Jarak antara zink dan kuprum dalam sel elektrokimia lebih jauh berbanding jarak zink dan besi.
(d)(ii)
Pemindahan elektron adalah lebih besar kerana perbezaan keelektropositifan antara zink dan kuprum adalah lebih besar dari zink dan besi.
Penjelasan:
Perbezaan keelektropositifan antara zink dan kuprum adalah lebih besar daripada perbezaan antara zink dan besi.
(d)(iii)
Voltan yang dihasilkan pasangan elektrod zink-kuprum adalah lebih tinggi berbanding pasangan elektrod zink-besi
Penjelasan:
Perbezaan keelektropositifan antara zink dan kuprum adalah lebih besar daripada perbezaan antara zink dan besi.
(d)(iv)
Mentol LED menyala lebih cerah bagi pasangan elektrod zink kuprum kerana arus yang mengalir adalah lebih besar.
Penjelasan:
Perbezaan keelektropositifan antara zink dan kuprum adalah lebih besar daripada perbezaan antara zink dan besi.
Rajah 11.1 menunjukkan dua jenis sel elektrokimia, M dan N.
(a) Nyatakan dua jenis sel elektrokimia. [2 markah]
(b) Nyatakan elektrolit bagi sel M dan sel N. [2 markah]
(c) Nyatakan empat perbezaan antara sel M dan sel N. [4 markah]
(d) Rajah 11.2 menunjukkan susunan radas yang disediakan oleh seorang murid bagi menggantikan sel N.
Murid tersebut menukarkan paku besi kepada paku kuprum.Nyatakan kesan tindakan tersebut dari aspek berikut:
(i) Kedudukan pasangan logam dalam siri eletrokimia
(ii) Pemindahan elektron
(iii) Voltan yang dihasilkan
(iv) Kecerahan mentol LED
[4 markah]
Jawapan:
(a)
– Sel elektrolitik
– Sel kimia
Penjelasan:
Sel elektrokimia terbahagi kepada dua kategori utama iaitu sel kimia (menjana elektrik daripada tindak balas kimia spontan) dan sel elektrolitik (menggunakan elektrik untuk mendorong tindak balas tidak spontan)
(b)
Sel M : Leburan plumbum(II) bromida
Sel N : Larutan kuprum(II) sulfat
Penjelasan:
Elektrolit ialah bahan yang boleh mengalirkan arus elektrik apabila dilarutkan dalam air atau dalam bentuk lebur, dengan menghasilkan ion-ion. Ion-ion ini membawa arus elektrik dalam larutan. Penentuan elektrolit dalam sel M dan N berdasarkan rajah.
(c)
– Sel M memerlukan bateri sebagai sumber tenaga elektrik untuk menguraikan leburan plumbum(II) bromida manakala sel N tidak memerlukan bateri kerana ia menghasilkan tenaga elektrik sendiri melalui tindak balas kimia elektrod kuprum dan elektrod magnesium.
– Sel M menggunakan elektrod karbon (grafit) yang tidak bertindak balas dalam elektrolisis manakala sel N menggunakan elektrod logam, iaitu magnesium dan kuprum, yang bertindak balas dalam penghasilan tenaga elektrik.
– Di sel M, anod merupakan terminal positif dan katod merupakan terminal negatif manakala di sel N , anod merupakan terminal negatif dan katod merupakan terminal positif.
– Di sel M, aliran elektron daripada terminal positif ke terminal negatif manakala di sel N , aliran elektron daripa terminal negatif ke terminal positif.
Penjelasan:
Perbezaan rujuk kepada rajah dan nyatakan perbezaan antara sel elektrolitik dan sel kimia.
(d)(i)
Pasangan logam zink-kuprum berada lebih jauh dalam siri elektrokimia berbanding zink-besi.
Penjelasan:
Jarak antara zink dan kuprum dalam sel elektrokimia lebih jauh berbanding jarak zink dan besi.
(d)(ii)
Pemindahan elektron adalah lebih besar kerana perbezaan keelektropositifan antara zink dan kuprum adalah lebih besar dari zink dan besi.
Penjelasan:
Perbezaan keelektropositifan antara zink dan kuprum adalah lebih besar daripada perbezaan antara zink dan besi.
(d)(iii)
Voltan yang dihasilkan pasangan elektrod zink-kuprum adalah lebih tinggi berbanding pasangan elektrod zink-besi
Penjelasan:
Perbezaan keelektropositifan antara zink dan kuprum adalah lebih besar daripada perbezaan antara zink dan besi.
(d)(iv)
Mentol LED menyala lebih cerah bagi pasangan elektrod zink kuprum kerana arus yang mengalir adalah lebih besar.
Penjelasan:
Perbezaan keelektropositifan antara zink dan kuprum adalah lebih besar daripada perbezaan antara zink dan besi.