PRAKTIKAL 5

ELEKTROKIMIA - DAYA GERAK ELEKTRIK SEL

Tujuan :

Untuk menyiasat kesan kepekatan terhadap daya gerak elektrik (d.g.e.) sel

Teori :

Sumber elektrik dari sel elektrik mampu mengubah tenaga kimia kepada tenaga

keupayaan elektrik. Daya gerak elektrik (d.g.e) ialah keupayaan atau tenaga sesuatu

punca elektrik untuk menggerakkan cas-cas elektrik dari satu terminal ke terminal yang

lain. Daya gerak elektrik ditakrifkan sebagai jumlah tenaga yang dibekalkan oleh suatu

sel untuk menggerakkan satu coulomb cas dari satu terminal ke terminal yang lain.

Daya gerak elektrik juga boleh dilihat sebagai bezakeupayaan yang merentasi terminal

sel ketika arus sifar (tiada beban). Bagi larutan 1M pada 25 ° C (keadaan piawai), EMF

standard (sel potensi standard) dipanggil E ° sel. Bagi sel standard, terdapat tiga syarat

perlu dipatuhi iaitu : kepekatan ion (1.0 mol dm-3), suhu (25 ° C) dan tekanan (1 atm).

Dalam terma kepekatan sel, kepekatan komponen sel boleh mempengaruhi emf sel,

sebuah sel boleh dibina dengan mempunyai ion logam yang sama untuk anod dan

katod, tetapi pada kepekatan yang berbeza dalam kedua-dua bahagian sel.

Senarai bahan :

KA1 ialah larutan kuprum(II) nitrat 1.0 mol dm-3

KA2 ialah larutan zink nitrat 2.0 mol dm-3

KA3 ialah larutan zink nitrat 1.0 mol dm-3

KA4 ialah larutan zink nitrat 0.1 mol dm-3

KA5 ialah larutan zink nitrat 0.01 mol dm-3

KA6 ialah larutan zink nitrat 0.001 mol dm-3

A ialah larutan tepu kalium klorida

1

Senarai radas :

Lima jalur kertas turas (20cm x 1cm)

Kepingan zink

Kepingan kuprum

Voltmeter dengan senggatan 0.1V

Wayar penyambung dan klip buaya

50cm3 silinder penyukat

Bikar 100cm3

Kertas label

Kertas pasir

Air suling

Prosedur :

Rajah 1

1. Dengan menggunakan silinder penyukat, 50 cm3 KA1 diisi ke dalam bikar A dan

50 cm3 KA2 ke dalam bikar B.

2

2. Sejalur kertas turas direndamkan ke dalam larutan kalium klorida tepu dan

hujung kertas turas itu dimasukkan ke dalam kedua-dua bikar A dan B untuk

membina titian garam.

3. Kepingan zink dan kuprum dibersihkan dengan menggunakan kertas pasir.

4. Kepingan logam diapitkan dengan klip buaya dan disambungkan ke voltmeter

dengan menggunakan wayar penyambung (Rajah 1).

5. Bacaan awal voltmeter sebaik sahaja kedua-dua kepingan logam tersebut

direndamkan ke dalam larutan dicatat ke dalam Jadual1.

6. Langkah 1 hingga 5 diulang dengan menggantikan KA2 dengan larutan lain

seperti di dalam Jadual 1.

Keputusan :

Amali Bikar A Bikar BBacaan

voltmeter[Zn2+] / mol

dm-3 Log [Zn2+]

1 50 cm3 KA1 50 cm3 KA2 0.80 2.0 0.3

2 50 cm3 KA1 50 cm3 KA3 0.90 1.0 0

3 50 cm3 KA1 50 cm3 KA4 1.00 0.1 -1.0

4 50 cm3 KA1 50 cm3 KA5 0.70 0.01 -2.0

5 50 cm3 KA1 50 cm3 KA6 0.90 0.001 -3.0

3

Soalan :

1. Tuliskan gambar rajah sel bagi sistem sel kimia ini.

Zn(p) | Zn2+(ak) || Cu2+

(ak) | Cu(p)

2. Tuliskan setengah persamaan tindak balas yang berlaku dalam bikar A dan B.

Bikar A,

Cu2+(ak) + 2 e → Cu(p)

Tindak balas penurunan

Bikar B,

Zn(p) → Zn2+(ak) + 2 e

Tindak balas pengoksidaan

3. Tuliskan persamaan keseluruhan sel.

Persamaan keseluruhan sel ialah : Cu2+(ak) + Zn (p) → Cu(p) + Zn2+

(ak)

4. Tentukan arah pengaliran elektron dalam sel.

Elektron mengalir daripada terminal Zn ke terminal Cu.

5. a) Plot graf bacaan voltmeter lawan log [Zn2+] dalam bikar B.

Graf di lampiran 1. Kepekatan zink nitrat adalah berkadar terus dengan bacaan

voltmeter.

b) Bagaimanakah daya gerak elektrik sel berubah dengan kepekatan ion zink

dalam bikar B.

4

Berdasarkan graf yang dibina, dapat dilihat bahawa bacaan voltmeter adalah

berkadar terus dengan nilai log [Zn2+]. Bacaan voltmeter meningkat apabila log

[Zn2+] meningkat. Ini menunjukkan bahawa kepekatan log [Zn2+] mempengaruhi

bacaan voltmeter.

6. Apakah yang akan terjadi kepada bacaan voltmeter jika

a) Larutan dalam bikar A digantikan dengan larutan kuprum (II) sulfat

0.1 mol dm-3?

Jika larutan dalam bikar A digantikan dengan larutan kuprum (II) sulfat, nilai

bacaan voltmeter akan berkurangan.

b) Larutan dalam bikar B digantikan dengan larutan magnesium sulfat 1.0

mol dm-3 dan kepingan logam zink digantikan dengan kepingan logam

magnesium?

Apabila larutan dalam bikar B digantikan dengan larutan magnesium sulfat

1.0 mol dm-3 dan kepingan logam zink digantikan dengan kepingan logam

magnesium, nilai bacaan voltmeter juga akan berubah. Proses penurunan

dalam katod kali ganda sebanyak tiga manakala proses pengoksidaan di

anod berlaku sebanyak dua kali ganda. Nilai bacaan voltmeter adalah lebih

besar sewaktu menggunakan logam magnesium kerana mempunyai

kecenderungan yang lebih tinggi untuk dioksidakan berbanding dengan zink

yang berdasarkan keupayaan standard.

Kesimpulan :

Kepekatan zink nitrat adalah berkadar terus dengan bacaan voltmeter.

5

6