amali finallll

8/13/2019 amali finallll

1/13

EKSPERIMEN 4

Tujuan :Untuk menyiasat proses penurunan dan pengoksidaan untuk

pemindahan elektron pada satu jarak.

Bahan :2.0 moldm-3asid sulfurik, 0.5 moldm-3larutan ferum (II) sulfat

(disediakan semasa larutan ini digunakan sahaja), 0.2 moldm-3

larutan kalium manganat (VII) berasid, 0.5 moldm-3larutan kalium

iodida, 0.2 moldm-3kalium dikromat (VI) berasid, 0.2 moldm-3

larutan kalium tiosianat dan larutan kanji 1 % .

Alat Radas :Tiub - U, galvanometer, penyambung klip buaya, elektrod karbon,

kaki retot dan pemegang, tabung uji, penitis dan penutup satu lubang.

Pendahuluan:

Pemindahan elektron yang berlaku semasa tindak balaspengoksidaan dan penurunan mengakibatkan perubahan nombor

pengoksidaan bahan tindak balas. Konsep pengertian pengoksidaan

dan penurunan ini lebih berguna kerana dapat digunakan dalam tindak

balas yang tidak melibatkan pemindahan elektron, iaitu dalam tindak

balas yang melibatkan sebatian kovalen. Pengoksidaan berlaku

apabila nombor pengoksidaan bahan tindak balas bertambah. Bahan

tindak balas yang mengalami pertambahan nombor pengoksidaan

dikenali sebagai agen penurunan. Penurunan berlaku apabila nombor

pengoksidaan bahan tindak balas berkurang. Bahan tindak balas yang

mengalami pengurangan nombor pengoksidaan dikenali sebagai agen

pengoksidaan.


2/13

Prosedur :

1. TiubU diletakkan pada pemegang kaki retot.

2. Asid sulfurik cair dimasukkan ke dalam tiub-U sehingga paras 6 cm dari

mulut tiub-U.

3. Larutan 0.5 moldm-3 ferum(II) sulfat ini ditambah dengan berhati-hati

menggunakan penitis ke satu lengan tiub-U sehingga paras larutan ferum(II)

sulfat mencapai 3 cm.

4. Seterusnya dengan berhati-hati, 0.2 moldm-3 larutan kalium dikromat (VI)

berasid ditambahkan ke lengan tiub-U yang satu lagi.

5. Elektrod karbon diletakkan ke dalam setiap satu lengan tiub-U.

6. Elektrod disambungkan ke galvanometer seperti yang ditunjukkan dalam

Rajah 2. Berasaskan pesongan jarum galvanometer, elektrod yang bertindak

sebagai terminal positif dan elektrod yang bertindak sebagai terminal negatif

ditentukan.

7. Radas dibiarkan selama 30 minit, sebarang perubahan yang berlaku

diperhatikan.

8. Dengan menggunakan penitis yang bersih, 1 cm3 larutan ferum(II) sulfat

dikeluarkan dari tiub-U dan dimasukkannnya ke dalam tabung uji. Beberapatitis larutan 0.2 mol dm-3kalium tiosianat ditambahkan ke dalam tabung uji

tersebut. Pemerhatian direkodkan.

9. Langkah 1 hingga 7 diulangi dengan menggunakan larutan 0.5 moldm-3

kalium iodida dan 0.2 moldm-3 larutan kalium manganat (VII) berasid bagi

menggantikan larutan ferum (II) sulfat dan larutan kalium dikromat(VI)

berasid

10. Langkah 8 diulang untuk menguji larutan kalium iodida dengan larutan kanji

1 %.


3/13

Keputusan :

Bahan Anod Katod Galvanometer Pemerhatian

Larutan Ferum (II)

sulfat + larutan

Kalium dikromat

(VI) berasid

Larutan ferum (II)

sulfat

Larutan Kalium

dikromat (VI)

berasid

Jarum Galvanometer

bergerak ke arah

kanan

1)Ferum (ll)

sulfat bertukar

menjadi warna

kemerahan

apabila diuji

dengan larutan

kalium tiosianat

selepas tindak

Rajah 2

Larutan ferum

(II) sulfat

Tiub-U

Asid sulfurik

Larutan berasidkalium dikromat (VI)

Elektrod

karbon

Galvanometer


4/13

Perbincangan

Dalam eksperimen 4 ini , kami telah menjalankan dua set eksperimen.

Dalam kedua-dua eksperimen ini , asid sulfurik akan ditambah ke dalam tiub-

U untuk bertindak sebagai titian garam di samping mengasingkan bahan-

bahan kimia yang ditambah di kedua-dua mulut tiub-U tersebut. Dalam hal ini,

asid sulfurik akan bertindak sebagai elektrolit atau titian garam untuk

membenarkan pengaliran ion-ion dari satu belah ke belah yang lain di

balas redoks

berlaku.

2) Warja hijau

muda larutan

ferum (II) sulfat

bertukar menjadi

warna kuning.

3)Larutan Kalium

dikromat(VI)

bertukar dari

warna jingga ke

hijau selepas

tindak balas

redoks berlaku.

Larutan Kalium

iodida + LarutanKalium manganat

(VII) berasid

Larutan Kalium iodida

Larutan Kalium

manganat (VII)

berasid

Jarum Galvanometer

bergerak ke arah

kanan

1)Kalium

manganat (VII)

berasid bertukar

dari warna

unggu ke warna

jernih.

2) Larutan

kalium iodidabertukar menjadi

hitam kebiruan

apabila diuji

dengan beberpa

titik larutan kanji

selepas tindak

balas redoks

berlaku.


5/13

samping bertindak untuk melengkapkan litar elektrokimia tersebut apabila

elektron mengalir di litar luar melalui wayar penyambung. Salah satu ciri yang

penting di sini adalah elektrolit yang terpilih (asid sulfurik) tidak bertindak

balas dengan bahan-bahan kimia yang ditambah dari kedua-dua mulut tiub-U

tersebut. Selain itu, asid sulfurik juga bertindak sebagai pemangkin dengan

mengasidkan agen-agen pengoksidaan yang kuat seperti kalium manganat

(VII) dan kalium dikromat (VI) dengan membekalkan ion hidrogen semasa

tindak balas penurunan berlaku. Hasil tindak balas penurunan tersebut akan

menghasilkan molekul air. Dalam keseluruhan eksperimen ini, proses

pengoksidaan berlaku di anod (terminal negatif) dan proses penurunan

berlaku di katod (terminal positif) .

Dalam set A, ferum(II) sulfat akan bertindak sebagai agen penurunan

untuk menurunkan ion Cr2O72-. Ion Fe2+ akan mengalami pengoksidaan

dengan menghilangkan satu elektron dan menghasilkan ion Fe3+ . Elektron

tersebut akan diterima oleh ion manganat Cr2O72-lalu menghasilkan ion Cr3+ .

Dalam hal begitu, kalium dikromat (VI) berasid bertindak sebagai agen

pengoksidaan dengan mengoksidakan ion Fe2+ dan mengalami penurunan

untuk menghasilkan ion Cr

3+

. Larutan kalium dikromat (VI) berasid akanbertukar dari warna jingga menjadi hijau akibat mengalami proses penurunan

dan penghasilan ion Cr3+ . Kesemua tindak balas redoks boleh diwakili

dengan persamaan ionik dan persamaan keseluruhan seperti yang berikut :

Tindak Balas Terminal Negatif (Anod) :

[O] :Fe2+(ak) Fe3++ e- ----1(x6)

Tindak Balas Terminal Positif (Katod) :

[R] : Cr2O72- (ak) + 14H+(ak) + 6e- 2Cr3+ (ak) + 7H20 (ce) ----2(x1)

Tindak Balas Redoks Keseluruhan :

Cr2O72- (ak) + 14H+(ak) + 6 Fe2+(ak) 2Cr3+ (ak) + 6Fe3+(ak) + 7H20 (ce)


6/13

Semasa pengoksidaan di anod , elektron akan mengalir dari terminal

negatif (anod) ke terminal positif (katod) dan hal ini dapat dibuktikan dengan

jarum galvanometer yang bergerak ke arah kanan. Dengan merujuk kepada

siri elektrokimia, diberi keupayaan elektrod piawai di bawah keadaan standard

bagi tindak balas bagi :

Fe3+(ak) + e- = Fe2+ (ak) (+0.77 V) dan

Cr2O72- (ak) + 14H+ (ak) + 6 e- = Cr3+ (ak) + 7H2O (Ce) (+1.33 V)

Dengan menggunakan formula E sel = E

red (Katod) - E

red (Anod) :

Maka d.g.e untuk keseluruhan tindak balas redoks yang berlaku di dalam sel

pemindahan elektron pada satu jarak tersebut adalah +2.10 V . Nilai E

yang positif menunjukkan tindak balas redoks itu boleh berlaku secara

spontan (feasible) .

Kehadiran ion Fe3+ dapat diuji dengan menitiskan beberapa titis kalium

tiosianat ke dalam tabung uji yang mengandungi ion Fe3+ . Ion sianat CN-

akan bertindak sebagai ligand lalu menghasilkan ikatan datif dengan ion Fe3+

lalu menghasilkan satu kompleks yang dikenali sebagai Ferisianida,

[Fe(CN)6]3 yang berwarna kemerahan. Hal ini kerana ion ferum

mengandungi orbital d yang kosong dan boleh memuatkan 12 pasangan

elektron tunggal daripada ligand CN- . Kompleks tersebut berwarna

kemerahan kerana kompleks yang terbentuk melibatkan proses pengacukan

orbital p dan orbital d yang akan membentuk dua kumpulan orbital kacukan

yang berbeza di mana satu kumpulan yang berada pada tenaga yang rendah

akan menyerap cahaya matahari pada kawasan visible light spektrum dalam

frekuensi dan wavelength tertentu supaya boleh ditingkatkan tenaganya ke

arah kumpulan yang lebih bertenaga tersebut. Kesannya, kesemua

komponen kecuali komponen merah diserap lalu warna merah akan

dipancarkan dari kompleks tersebut ke arah mata kita lalu kelihatan

kemerahan. Walabagaimanapun, warna yang betul bagi kompleks [Fe(CN)6]3

adalah kuning-kehijauan. Hal ini mungkin disebabkan oleh masa eksperimenyang singkat lalu menyebabkan number oksidasi ion logam pusat


7/13

bercampuran dengan ion Fe2+semasa ujian tiosianat dijalankan. Ion Fe2+juga

boleh bertindak balas dengan ligand CN- untuk membentuk kompleks yang

dikenali sebagai Ferosianat , Fe(CN)64 yang berwarna biru.

Dalam set B pula, bahan-bahan tindak balas yang digunakan adalah

larutan kalium iodida dan kalium manganat (VII) berasid. Dalam hal ini ,

kalium iodida akan bertindak sebagai agen penurunan di mana dua mol ion

iodida akan mengalami pengoksidaan dan menghilangkan elektron untuk

membentuk satu mol molekul iodin. Elektron mengalir melalui galvanometer

yang menunjukkan arah kanan dan diterima oleh ion manganat(VII) dari

kalium manganat (VII) berasid yang bertindak sebagai agen pengoksidaan.

Ion Manganat (VII) akan mengalami penurunan dan menerima elektron untuk

membentuk ion Mn2+ Tindak balas redoks ini akan menukarkan warna

larutan kalium manganat (VII) berasid dari warna ungu ke warna jernih akibat

penurunan ion MnO4- ke ion Mn2+ .Kesemua tindak balas redoks boleh

diwakili dengan persamaan ionik dan persamaan keseluruhan seperti yang

berikut :


[O] : 2I-(ak) I2 (p) + 2e- ----1 (x5)


[R] : MnO4- (ak) + 8H+(ak) + 5 e- = Mn2+ (ak) + 4H2O (ce) ----(x2)


10I-(ak) + 2MnO4- (ak) + 16H+(ak) = 5I2(p) + 4Mn

2+ (ak) + 8H2O (ce)

Dengan merujuk kepada siri elektrokimia, diberi keupayaan elektrod

piawai di bawah keadaan standard bagi tindak balas bagi :

I2(p) + 2e- = 2I-(ak) (+0.54 V) dan

MnO4- (ak) + 8H+(ak) + 5 e- = Mn2+ (ak) + 4H2O (ce) (+1.52 V)

Dengan menggunakan formula E sel = E

red (Katod) - E

red (Anod) :


8/13

Maka d.g.e untuk keseluruhan tindak balas redoks yang berlaku di dalam sel

pemindahan elektron pada satu jarak tersebut adalah + 2.06 V . Nilai E

yang positif menunjukkan tindak balas redoks itu boleh berlaku secara

spontan (feasible) .

Kehadiran molekul iodin dapat diuji melalui ujian kanji di mana

beberapa titis kanji akan dititis ke dalam tabung uji yang mengandungi larutan

kalium iodida dan iodin . Jika molekul iodin hadir, maka larutan tersebut akan

bertukar menjadi warna hitam-kebiruan.

Langkah berjaga-jaga :

1)U-tube hendaklah ditutup rapat supaya larutan Kalium Iodida tidak meruap.

2) Asid sulfurik hendaklah dikendalikan dengan berhati-hati kerana berbahaya.

Kesimpulan

- Dalam tindak balas redoks, pemindahan elektron berlaku daripada agen

penurunan kepada agen pengoksidaan yang dipisahkan melalui titian garam

melalui sambungan wayar litar dalam satu litar sel elektrokimia yang lengkap.


9/13

Soalan Pengayaan

1. (i) Tuliskan persamaan redoks untuk kedua-dua tindak balas

redoks yang dijalankan dalam amali ini.

Tindak balas 1:


[O] :Fe2+(ak) Fe3++ e- ----1(x6)


[R] : Cr2O72- (ak) + 14H+(ak) + 6e- 2Cr3+ (ak) + 7H20 (ce) ----2(x1)


Cr2O72- (ak) + 14H+(ak) + 6 Fe2+(ak) 2Cr3+ (ak) + 6Fe3+(ak) + 7H20 (ce)

Tindak balas 2:


[O] : 2I-(ak) I2 (p) + 2e- ----1 (x5)


[R] : MnO4- (ak) + 8H+(ak) + 5 e- = Mn2+ (ak) + 4H2O (ce) ----(x2)


10I-(ak) + 2MnO4- (ak) + 16H+(ak) = 5I2(p) + 4Mn

2+ (ak) + 8H2O (ce)


10/13

ii) Dalam setiap tindak balas, nyatakan agen pengoksidaan dan agen

penurunan.

Tindak balas 1:

Agen Pengoksidaan: Kalium dikromat (VI) berasid

Agen Penurunan : Larutan Ferum (II) Sulfat

Tindak balas 2:

Agen Pengoksidaan: Kalium manganat (VII) berasid

Agen Penurunan : Kalium iodida

2. Tunjukkan arah pengaliran elektron dalam setiap tindak balas redoks

tersebut.

- Dalam tindak balas larutan ferum (II) sulfat dengan larutan kalium dikromat

(VI)berasid, elektron mengalir dari terminal negatif atau anod (FeSO4) ke

terminal positif atau katod (K2Cr2O7) .

- Dalam tindak balas larutan iodida dan larutan kalium manganat (VII) berasid

pula , elektron mengalir dari terminal negatif atau anod (KI) ke terminal positif

atau katod (KMnO4) .

3. Nyatakan fungsi asid sulfurik yang digunakan.

- Asid sulfurik akan ditambah ke dalam tiub-U untuk bertindak sebagai titian

garam di samping mengasingkan agen pengoksidaan daripada agen

penurunan yang ditambah di kedua-dua mulut tiub-U tersebut. Dalam hal ini,

asid sulfurik akan bertindak sebagai elektrolit atau titian garam untuk

membenarkan pengaliran ion-ion dari satu belah ke belah yang lain di

samping bertindak untuk melengkapkan litar elektrokimia tersebut apabila

elektron mengalir di litar luar melalui wayar penyambung. Salah satu ciri yang

penting di sini adalah elektrolit yang terpilih (asid sulfurik) tidak bertindak

balas dengan bahan-bahan kimia yang ditambah dari kedua-dua mulut tiub-U

tersebut. Selain itu, asid sulfurik juga bertindak sebagai pemangkin dengan

mengasidkan agen-agen pengoksidaan yang kuat seperti kalium manganat


11/13

(VII) dan kalium dikromat (VI) dengan membekalkan ion hidrogen semasa

tindak balas penurunan berlaku. Hasil tindak balas penurunan tersebut akan

menghasilkan molekul air.

4. Tuliskan dua pasangan larutan lain yang boleh digunakan dalam

amali di atas.

- Larutan magnesium sulfat (MgSO4) dengan kalium bromid (KBr)

- Larutan plumbum (II) nitrat Pb(NO3)2dan kalsium sulfat (CaSO4) di mana

gas nitrogen akan dibebaskan.

5. Mengapakah larutan kalium bromida tidak boleh digunakan untuk

menggantikan asid sulfurik?

- Kalium bromida tidak boleh digunakan bagi menggantikan asid sulfurik

kerana boleh ion bromida itu sendiri merupakan agen penurunan yang kuat.

Dalam hal begitu, ia akan menjejaskan proses pengoksidaan ion-ion lain

dalam tindak balas redoks. Dalam hal ini, diberi keupayaan elektrod piawai ,E

bagi :

Br2 (p) + 2e- = 2Br- (ak) adalah bernilai (+1.07 V)

I2(p) + 2e- = 2I-(ak) (+0.54 V)

Fe3+(ak) + e- = Fe2+ (ak) (+0.77 V)

Semakin tinggi nilai positif , maka semakin tinggi kuasa pengoksidaan

bagi agen penurunan tersebut. Dalam hal ini, dalam kedua-dua set

eksperimen tersebut, kalium bromida yang digunakan sebagai titian garam

akan terpilih untuk menjadi agen penurunan di mana dua mol ion bromida

akan dioksidakan untuk satu mol molekul bromida . Justeru, ion Fe3+ dan

molekul iodin tidak akan terbentuk dalam kedua-dua set eksperimen tersebut

dan ujian kalium tiosianat mahupun ujian kanji akan gagal. Larutan kalium

bromida yang berwarna jernih akan bertukar menjadi kemerahan akibat

terbentuk molekul Br2 . Oleh itu, adalah ditegaskan bahawa titian garam yang


12/13

dipilih mesti mematuhi kriteria iaitu tidak boleh bertindak balas dengan agen

penurunan mahupun agen pengoksidaan.

Rujukan

Clark, J. (2002). Definition of Oxidation and Reduction (Redox).Dimuat turun

pada Januari 15, 2014, dari

http://www.chemguide.co.uk/inorganic/redox/definitions.html

Lewis, M. (2001).AS & A Level Chemistry. New York:Oxford University Press.

Tan, Y.T. (2001). Kimia STPM. Selangor:Penerbit Fajar Bakti Sdn.Bhd.

Wan Saime Wan Ngah & Che Sofiah Saidin. (2005). Basic Analytical

Chemistry. Selangor:Pearson Prentice Hall
http://www.chemguide.co.uk/inorganic/redox/definitions.htmlhttp://www.chemguide.co.uk/inorganic/redox/definitions.html


13/13

amali finallll

Documents

Transcript of amali finallll