13.1 Half-cell and redox equations

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

1. IsiKomponen sel
   Huraian

   Setiap setengah sel ialah elektrod dicelup dalam larutan ionnya sendiri; titian garam melengkapkan litar dalaman, wayar dan voltmeter melengkapkan litar luar.

   Contoh

   Sel Daniell: Zn dalam Zn²⁺(aq) 1.0 mol dm⁻³ disambung dengan Cu dalam Cu²⁺(aq) 1.0 mol dm⁻³ melalui titian garam KNO₃.

2. IsiMenentukan anod dan katod
   Huraian

   Logam yang lebih mudah melepaskan elektron menjadi anod (terminal negatif, pengoksidaan); yang satu lagi menjadi katod (terminal positif, penurunan). Elektron mengalir dalam wayar dari anod ke katod.

   Contoh

   Sel Mg-Ag: Mg ialah anod dan menipis; perak terenap pada katod Ag.

Peta alirMembina sel Daniell (Zn-Cu)

1. Celup kepingan zink dalam larutan Zn²⁺(aq) 1.0 mol dm⁻³ (setengah sel anod).
2. Celup kepingan kuprum dalam larutan Cu²⁺(aq) 1.0 mol dm⁻³ (setengah sel katod).
3. Sambungkan kedua-dua larutan dengan titian garam (salt bridge) KNO₃ atau KCl tepu untuk melengkapkan litar dalaman dan mengekalkan keneutralan cas.
4. Sambungkan kedua-dua elektrod melalui wayar dan voltmeter berintangan tinggi (litar luar).
5. Elektron mengalir dalam wayar dari Zn (terminal negatif) ke Cu (terminal positif); voltmeter membaca kira-kira 1.10 V.

JadualAnod lawan katod dalam sel elektrokimia

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

1. IsiSetengah persamaan logam/ion
   Huraian

   Pengoksidaan: elektron di sebelah kanan; penurunan: elektron di sebelah kiri. Jumlah cas kedua-dua belah mesti sama.

   Contoh

   Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻ ; Ag⁺(aq) + e⁻ → Ag(s)

2. IsiSetengah persamaan dalam larutan berasid
   Huraian

   Seimbangkan atom selain O dan H, kemudian O dengan H₂O, H dengan H⁺ dan akhir sekali cas dengan e⁻.

   Contoh

   Cr₂O₇²⁻(aq) + 14H⁺(aq) + 6e⁻ → 2Cr³⁺(aq) + 7H₂O(l)

Poin utamaMenulis setengah persamaan dan persamaan keseluruhan

• Setengah persamaan mesti seimbang dari segi atom dan cas; elektron ditulis di sebelah kiri bagi penurunan dan di sebelah kanan bagi pengoksidaan.
• Dalam larutan berasid, seimbangkan O dengan H₂O dan H dengan H⁺, cth MnO₄⁻(aq) + 8H⁺(aq) + 5e⁻ → Mn²⁺(aq) + 4H₂O(l).
• Darabkan setengah persamaan supaya bilangan elektron sama, kemudian tambah dan batalkan elektron untuk mendapat persamaan keseluruhan.
• Contoh: Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s).

Peta alirContoh: persamaan keseluruhan dan notasi sel Mg-Ag

1. Anod (pengoksidaan): Mg(s) → Mg²⁺(aq) + 2e⁻
2. Katod (penurunan): Ag⁺(aq) + e⁻ → Ag(s); darab 2: 2Ag⁺(aq) + 2e⁻ → 2Ag(s)
3. Tambah dan batalkan 2e⁻: Mg(s) + 2Ag⁺(aq) → Mg²⁺(aq) + 2Ag(s)
4. Notasi sel: Mg(s) | Mg²⁺(aq) || Ag⁺(aq) | Ag(s)

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

1. IsiPersamaan keseluruhan
   Huraian

   Darab setengah persamaan supaya bilangan elektron sama, tambah, dan batalkan elektron. E° tidak didarab.

   Contoh

   Al → Al³⁺ + 3e⁻ (×2) dan Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (×3): 2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu.

2. IsiNotasi sel
   Huraian

   Anod di kiri, katod di kanan; | sempadan fasa, || titian garam, koma memisahkan spesies dalam fasa sama; elektrod Pt bagi pasangan ion tanpa logam.

   Contoh

   Zn(s) | Zn²⁺(aq) || Cu²⁺(aq) | Cu(s) ; Pt(s) | Fe²⁺(aq), Fe³⁺(aq) || Ag⁺(aq) | Ag(s)

NotaNotasi sel (cell notation)

Anod ditulis di kiri dan katod di kanan. Garis tegak | mewakili sempadan fasa, garis berkembar || mewakili titian garam. Contoh sel Daniell: Zn(s) | Zn²⁺(aq) || Cu²⁺(aq) | Cu(s). Jika spesies setengah sel tiada logam pepejal, elektrod lengai platinum digunakan, cth Pt(s) | Fe²⁺(aq), Fe³⁺(aq) (spesies dalam fasa sama dipisahkan koma).