1. INSTITUT PENDIDIKAN GURU KAMPUS PULAU PINANG
SCE 3109: TENAGA DALAM KIMIA
EKSPERIMEN 5:
NAMA :
NO.K/P :
KURSUS : PISMP AMBILAN JANUARI 2010
NAMA PENSYARAH :
TARIKH SERAH :

2. EKSPERIMEN 5
Tujuan :Untuk menyiasat kesan kepekatan terhadap daya gerak elektrik
(d.g.e.) sel
Bahan :EC1 ialah akues 1.0 mol dm-3 kuprum(II) nitrat
EC2 ialah akues 2.0 mol dm-3 zink nitrat
EC3 ialah akues 1.0 mol dm-3 zink nitrat
EC4 ialah akues 0.1 mol dm-3 zink nitrat
EC5 ialah akues 0.01 mol dm-3 zink nitrat
EC6 ialah akues 0.001 mol dm-3 zink nitrat
A ialah larutan tepu kalium klorida.
Alat Radas : Bekalan kuasa 3V, potentiometer, joki, kepingan zink, kepingan
kuprum, 100 cm3 silinder penyukat, 100 cm3 bikar, kertas turas, galvanometer,
penyambung klip buaya.
Prosedur :
1. 50.0 cm3 EC1 dimasukkan ke dalam bikar A dan 50 cm3 EC2 ke dalam bikar
B dengan menggunakan silinder penyukat.
2. Satu jalur kertas turas direndamkan ke dalam larutan tepu kalium iodida. Satu
hujung kertas turas tersebut dicelupkan ke bikar A manakala satu hujung lagi
ke bikar B untuk membina titian garam.
3. Kepingan zink dan kuprum dicuci dengan kertas pasir kemudian dibasuh
dengan air suling serta dikeringkan.
4. Kepingan kuprum dikelipkan dengan klip buaya dan kemudian disambungkan
ke terminal positif bekalan kuasa.
5. Kepingan zink disambungkan ke galvanometer yang telah disambung kepada
joki.
6. Terminal negatif bekalan kuasa disambungkan ke penghujung potentiometer
yang satu lagi seperti dalam Rajah 3.

3. 7. Kedua-dua kepingan logam tersebut dicelupkan ke dalam larutan masing-
masing. Selepas satu minit, joki digerakkan di sepanjang wayar potentiometer
sehingga galvanometer menunjukkan bacaan sifar iaitu bacaan yang
menunjukkan tiada arus yang mengalir.
Joki tidak boleh digelongsorkan di sepanjang wayar potentiometer bagi
mengelakkan pembentukan rintangan.
8. Jarak wayar potentiometer dicatatkan sebagai x cm dan bacaan direkodkan
dalam jadual yang diberi.
9. Eksperimen di atas diulangi dengan menggantikan larutan EC 2 dengan
larutan lain seperti yang terdapat dalam jadual tersebut.
Kertas turas yang baru digunakan bagi setiap larutan baru yang diuji.
10. Eθcelldikirakan dengan menggunakan formula berikut :
x
Eθcell= _________________________ X 3 V
Panjang wayar potentiometer
Bekalan kuasa 3V
Potentiometer
Joki
kuprum Zink
Larutan kuprum (II) nitrat
Titian Larutan zink nitrat
Garam
Rajah 3

4. Keputusan :
Panjang wayar potentiometer = ……100……sm
Amali Bikar A Bikar B Panjang Eθcell/ [Zn2+] / mol dm-3
wayar, V
x/cm
1 50 cm3 50 cm3 30 0.9 2
EC1 EC2
2 50 cm3 50 cm3 37 1.11 1
EC1 EC3
3 50 cm3 50 cm3 45 1.35 0.1
EC1 EC4
4 50 cm3 50 cm3 47 1.41 0.01
EC1 EC5
5 50 cm3 50 cm3 48 1.44 0.001
EC1 EC6

5. Perbincangan :
Dalam eksperimen ini kita akan membincangkan tentang kesan kepekatan ke atas
daya gerak elektrik sel. Daya gerak elektrik ialah daya yang diperlukan untuk
menolak elektron melalui litar luar. Potensi sel = Ecell emf sel. Bagi larutan 1M pada
25 ° C (keadaan piawai), EMF standard (sel potensi standard) dipanggil E ° sel. Kita
juga mengetahui bahawa nilai tenaga elektrik negatif menunjukkan reaksi tidak
spontan, manakala bagi reaksi spontan redoks dalam sel voltan yang akan
menghasilkan nilai daya gerak elektrik positif.
Bagi sel standard, terdapat tiga syarat perlu dipenuhi 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 logam yang sama untuk anod dan katod dan ion logam yang sama,
tetapi pada kepekatan yang berbeza dalam kedua-dua bahagian sel.
Kuar Kepekatan boleh dibina daripada anod logam dan penyelesaian (bagi
memudahkan) kation 1M dengan jambatan garam yang dimasukkan ke dalam
larutan logam yang sama kepekatan tidak diketahui. EMF kecil akan dijana
bergantung kepada kepekatan larutan ion logam yang diuji (dan bilangan elektron
yang dipindahkan). Ia adalah seperti yang dilakukan dalam eksperimen ini.
Dari keputusan dan pemerhatian, keputusan eksperimen adalah berbeza
dengan nilai teori, ini mungkin kerana beberapa faktor seperti eksperimen tidak
sepenuhnya dalam keadaan standard, masa dalam merekodkan data, beberapa
kesilapan dalam membaca dan sebagainya. Ini menyebabkan sel telah dinyahcas
dan hampir mencapai keseimbangan.
Persamaan Nernst boleh digunakan untuk menjana sel yang mempunyai DGE
berdasarkan atas perbezaan dalam kepekatan. Kesan kepekatan bahan tindak balas
dan kepekatan komponen sel mempengaruhi sel EMF (Ecell). Seperti yang kita tahu
dua faktor yang memberi kesan EMF adalah kepekatan ion, 1.0 mol dm -3, dan suhu
25 ° C. Apabila faktor menukar nilai EMF juga berubah, ia akan menyebabkan tindak
balas di bawah keadaan yang tidak standard. Untuk mengira dge dihasilkan oleh sel

6. di bawah reaksi yang tidak standard, kita boleh menggunakan Persamaan Nernst
seperti di bawah;
E = Potensi sel (V) di bawak keadaan spesifik
E = Potensi sel padakeadaan standard
R = pemalar gas unggul = 8.314 J/mol-K
T = suhu (kelvin), secara umumnya 25 C (298 K)
n = bilangan molelektronyang dipindahkan dalam persamaan seimbang
F = Pemalar Faraday, cas ke atas satu mol elektron = 95,484.56 C/mol
lnQc = log naturalbagi tindak balas quotient pada satu-satu masa
Dalam menjalankan eksperimen kita perlu berhati-hati dan memberi perhatian
tentang sesuatu yang mempengaruhi keputusan. Pertama, kita mestilah menetapkan
bekalan kuasa kepada 3V. Sebelum memulakan eksperimen, kita mesti memastikan
semua wayar disambungkan dan galvanometer mesti berfungsi dengan jarum
menunjukkan sifar. Semasa memotong plat tembaga dan zink kita mesti berhati-hati
kerana ia mempunyai hujung tajam dan akan mencederakan kita. Untuk membuat
keputusan kita tepat dan dalam keadaan yang baik, kita mesti membersihkan
tembaga dan kepingan zink dengan kertas pasir kerana tembaga dan zink akan
mudah teroksida. Selain itu, joki yang kita gunakan mesti diletakkan dengan serta-
merta di atas wayar potentiometer. Joki tidak boleh digelongsorkan di sepanjang
wayar potentiometer bagi mengelakkan pembentukan rintangan.
Kesimpulan :
Kepekatan akan memberi kesan kepada nilai daya gerak elektrik sel. Di mana daya
gerak elektrik (dge) akan menurun apabila kepekatan produk meningkat berbanding
bahan tindak balas.

7. Soalan:
1. Tuliskan gambar rajah sel untuk sistem elektrokimia tersebut.
Zn (s) / Zn2+(aq) Cu2+(aq) / Cu(s)
2. Tuliskan persamaan tindak balas setengah untuk tindak balas yang
berlaku dalam bikar A dan B seterusnya tuliskan tindak balas sel
keseluruhan.
Bikar A,
Cu2+(aq) + 2 e  Cu(s) (Penurunan)
Bikar B,
Zn (s) Zn2+(aq) + 2 e (Pengoksidaan)
Persamaan Keseluruhan,
Cu2+(aq) + Zn (s) Cu(s) + Zn2+(aq) (Redoks)
3. Plotkan graf Eθcell lawan lg[Zn2+] dalam bikar B dan jelaskan bagaimana
daya gerak elektrik (d.g.e.) sel berubah berbanding dengan perubahan
kepekatan Zn2+ dalam bikar B.
Jika kita lihatgraf, kita boleh menyimpulkan bahawanilaiselEadalahberkadar
secara songsang dengannilailog[Zn2 +]. NilaiEcellmeningkat
apabilanilailog[Zn2+]menurun.InibermaksudkepekatanZn2+menjejaskandaya
gerak elektriksel.

8. 4. Jelaskan apa akan berlaku kepada nilai Eθcell jika
(i) Larutan dalam bikar A digantikan dengan larutan akues 0.1 mol dm -3
kuprum(II) nitrat,
Jika larutan dalam bikar A digantikan dengan larutan akues 0.1 mol dm-3
kuprum(II) nitrat, nilai Ecell boleh ditentukan dengan menggunakan
Persamaan Nernst. Selepas pengiraan nilai Ecell adalah lebih kecil
berbanding dengan eksperimen 1, EC1 + EC2 yang mempunyai nilai 1.09.
Ini adalah disebabkan kepekatan berbeza supaya ia akan menjejaskan
nilai daya gerak elektrik sel. Selain daripada itu bahan tindak balas tidak
banyak yang digunakan dan produk kurang dijana dalam ujikaji 1 semasa
tindak balas.
(ii) Larutan dalam bikar B digantikan dengan larutan akues 0.1 mol dm-
3
aluminium klorida, dan kepingan zink digantikan dengan kepingan
aluminium ?
Apabila larutan dalam bikar B digantikan dengan 0.1 mol dm-3 akueus
aluminium klorida, dan plat logam zink digantikan dengan logam
aluminium, Ecell juga akan berubah. Dengan menggunakan Persamaan
Nernst, kita boleh membuktikan apa yang akan berlaku kepada nilai
Ecell.Dari persamaan, proses penurunan dalam katod kali ganda sebanyak
tiga manakala proses pengoksidaan di anod mesti kali ganda sebanyak
dua. Nilai dge adalah lebih besar apabila kita menggunakan logam
aluminium berbanding apabila menggunakan kepingan zink dan zink nitrat
yang mana 1.997 V kepada 2.017 V. Ini adalah kerana [Al3+] mempunyai
kecenderungan yang lebih tinggi untuk mengoksidakan berbanding
dengan zink yang berdasarkan keupayaan standard. Selain itu, aluminium
lebih elektropositif berbanding dengan zink. Keupayaan standard untuk
aluminium juga lebih positif.

9. RUJUKAN
Blaber, M. (2000). Electrochemistry : Effect of Concentration on Cell EMF. Diakses
pada 1 Mac 2012 dari
http://www.mikeblaber.org/oldwine/chm1046/notes/Electro/Conc/Conc.htm
Lim You Sie & Yip Kim Hong. (2006). PRE-U Text STPM Physical Chemistry.
Selangor: Pearson Longman.
Oracle ThinkQuest (2000). Electrochemistry : Nernst Equation and Faraday's Law.
Diakses pada 2 Mac 2012 dari
http://library.thinkquest.org/C006669/data/Chem/electrochemistry/nernst.html