6.2 Sel kimia
Unit ini menerangkan perubahan tenaga dalam sel kimia ringkas dan aplikasi konsep sel kimia untuk menjana tenaga elektrik daripada pelbagai sumber.
SP 6.2.1Menerangkan perubahan tenaga dalam sel kimia ringkas.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menerangkan
Murid perlu menerangkan perubahan tenaga kimia kepada tenaga elektrik dalam sel kimia ringkas yang dibina sendiri.
- IsiBinaan sel kimia ringkasHuraian
Dua logam berlainan dicelup dalam elektrolit dan disambung oleh wayar. Logam yang lebih elektropositif menjadi terminal negatif kerana melepaskan elektron; logam yang kurang elektropositif menjadi terminal positif.
ContohKepingan magnesium dan kuprum dalam larutan natrium klorida menyalakan mentol kecil.
- IsiPerubahan tenagaHuraian
Tindak balas kimia dalam sel membebaskan elektron yang mengalir melalui wayar sebagai arus elektrik, jadi tenaga kimia ditukarkan kepada tenaga elektrik. Semakin jauh jarak dua logam dalam siri elektrokimia, semakin tinggi voltan.
ContohSel Mg-Cu menghasilkan voltan lebih tinggi daripada sel Fe-Cu.
NotaSel kimia ringkas
Sel kimia ringkas terdiri daripada dua logam berlainan yang dicelup dalam elektrolit dan disambung oleh wayar. Tenaga kimia ditukarkan kepada tenaga elektrik. Logam yang lebih elektropositif (lebih tinggi dalam siri elektrokimia) menjadi terminal negatif kerana melepaskan elektron, manakala logam yang kurang elektropositif menjadi terminal positif. Semakin jauh jarak dua logam dalam siri elektrokimia, semakin tinggi voltan sel.
Peta alirContoh: sel kimia magnesium-kuprum
- Kepingan Mg dan Cu dicelup dalam larutan natrium klorida
- Mg (lebih elektropositif) mengion: Mg → Mg²⁺ + 2e⁻, menjadi terminal negatif
- Elektron mengalir melalui wayar dari Mg ke Cu
- Di terminal positif Cu, ion H⁺ menerima elektron: 2H⁺ + 2e⁻ → H₂
- Tenaga kimia → tenaga elektrik; voltmeter terpesong
Peta buih bergandaSel elektrolitik berbanding sel kimia
SP 6.2.2Menjana idea tentang aplikasi konsep sel kimia dalam menghasilkan tenaga elektrik daripada pelbagai sumber.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menjana
Murid perlu mencetuskan idea aplikasi konsep sel kimia untuk menghasilkan tenaga elektrik daripada pelbagai sumber seperti buah-buahan, bahagian tumbuhan lain dan air laut melalui projek STEM.
- IsiSel buah dan bahagian tumbuhanHuraian
Jus buah seperti limau dan kentang mengandungi asid dan ion yang bertindak sebagai elektrolit. Kepingan zink dan kuprum dicucuk ke dalamnya dan beberapa sel disambung secara bersiri untuk meningkatkan voltan.
ContohEmpat biji limau yang disambung bersiri dapat menyalakan LED kecil.
- IsiSel air lautHuraian
Air laut mengandungi ion natrium dan klorida, jadi boleh menjadi elektrolit semula jadi bagi sel kimia ringkas.
ContohMurid di kawasan pantai membina lampu kecil menggunakan sel magnesium-kuprum yang dicelup dalam air laut.
Peta pokokSel kimia dan sumber tenaga elektrik
- Sel kering (zink-karbon)
- Sel alkali
- Tidak boleh dicas semula
- Akumulator asid-plumbum dalam kereta
- Bateri ion litium telefon bimbit
- Boleh dicas semula
- Sel bahan api hidrogen-oksigen menghasilkan air
- Sel buah atau sayur (limau, kentang) dengan dua logam berlainan
- Tenaga daripada sel solar boleh disimpan dalam bateri boleh cas
- Sel air laut: dua logam berlainan dicelup dalam air laut (elektrolit semula jadi)
Tahukah andaTahukah anda
Sel bahan api hidrogen hanya menghasilkan air sebagai bahan buangan, maka ia dikaji sebagai sumber tenaga kenderaan yang mesra alam.
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- PSL
- Jenis sumber sel kimia: Primer, Sekunder, Lain-lain (bahan api, buah).
Kad imbas
- Perubahan tenaga sel kimia
- Tenaga kimia → tenaga elektrik
- Terminal negatif sel Mg-Cu
- Magnesium (lebih elektropositif)
- Faktor voltan sel
- Jarak dua logam dalam siri elektrokimia
- Contoh sel sekunder
- Akumulator asid-plumbum, bateri ion litium
- Hasil buangan sel bahan api hidrogen
- Air
Semak kefahaman
Nyatakan perubahan tenaga dalam sel kimia ringkas. (SP 6.2.1)
Lihat jawapan
Tenaga kimia ditukarkan kepada tenaga elektrik.
Mengapakah jus limau boleh digunakan sebagai elektrolit? (SP 6.2.2)
Lihat jawapan
Jus limau mengandungi asid dan ion yang boleh mengkonduksikan elektrik.
12 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Tahap Penguasaan (TP)
| TP | Tafsiran |
|---|---|
| TP1 | Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran saintifik mengenai elektrokimia. |
| TP2 | Memahami elektrokimia dan dapat menjelaskan kefahaman tersebut. |
| TP3 | Mengaplikasikan pengetahuan mengenai elektrokimia dan dapat melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan mengenai elektrokimia dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan mengenai elektrokimia dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| TP6 | Mereka cipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai elektrokimia dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan satu tugasan dalam situasi baru secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ekonomi/budaya masyarakat. |
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
- TP1
Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran saintifik mengenai elektrokimia.
Aktiviti: Murid memadankan kad komponen sel kimia ringkas (anod, katod, elektrolit, titian garam) dengan fungsi, dan menyatakan arah aliran elektron secara lisan.
Evidens PBD: Lembaran padanan dan jawapan lisan
SP disasar: 6.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami elektrokimia dan dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
Aktiviti: Dalam pasangan, murid menerangkan perubahan tenaga kimia kepada tenaga elektrik dalam sel kimia ringkas dengan contoh sel Daniell dan melukis rajah berlabel.
Evidens PBD: Rajah sel berlabel dan penerangan lisan
SP disasar: 6.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasikan pengetahuan mengenai elektrokimia dan dapat melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Kumpulan membina sel kimia ringkas menggunakan dua logam berbeza dalam elektrolit, mengukur voltan dalam V menggunakan voltmeter dan merekod dalam jadual.
Evidens PBD: Jadual voltan dan sel yang berfungsi
SP disasar: 6.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan mengenai elektrokimia dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Kumpulan menganalisis data voltan beberapa pasangan logam, menentukan logam yang menjadi terminal negatif, dan menerangkan hubungan voltan dengan kedudukan logam dalam siri elektrokimia.
Evidens PBD: Jadual analisis voltan dan penerangan kumpulan
SP disasar: 6.2.1 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan mengenai elektrokimia dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Murid menilai sumber tenaga elektrik daripada sel kimia seperti bateri, sel bahan api dan sel suria bagi satu situasi dan membuat keputusan dengan justifikasi.
Evidens PBD: Keputusan bertulis dan rubrik justifikasi
SP disasar: 6.2.2 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - TP6
Mereka cipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai elektrokimia dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan satu tugasan dalam situasi baru secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ekonomi/budaya masyarakat.
Aktiviti: Kumpulan menjana idea menghasilkan tenaga elektrik daripada bahan semula jadi atau buah-buahan, mereka bentuk prototaip sel dan membentangkan penambahbaikan.
Evidens PBD: Prototaip dan rubrik kreativiti idea
SP disasar: 6.2.2 · Latihan sepadan: aras Mencipta
Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 27 unit Sains Tingkatan 5 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.