NILAM-FM5-Chemistry-Form-5

MODULE • Chemistry FORM 5 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. CONTENTS CONTENTS KANDUNGAN 1.1 Oxidation and Reduction Pengoksidaan dan Penurunan 1.2 Standard Electrode Potential Keupayaan Elektrod Piawai 1.3 Voltaic Cell / Sel Kimia 1.4 Electrolytic Cell / Sel Elektrolisis 1.5 Extraction of Metal from its Ore Pengekstrakan Logam daripada Bijihnya 1.6 Rusting / Pengaratan 4.1 Polymer Polimer 4.2 Natural Rubber Getah Asli 4.3 Synthetic Rubber Getah Sintetik 5.1 Oils and Fats Minyak dan Lemak 5.2 Cleaning Agents Bahan Pencuci 5.3 Food Additives Bahan Tambah Makanan 5.4 Medicines and Cosmetics Ubat-Ubatan dan Bahan Kosmetik 5.5 Application of Nanotechnology in Industry Aplikasi Nanoteknologi dalam Industri 5.6 Application of Green Technology in Industrial Waste Management Aplikasi Teknologi Hijau dalam Pengurusan Sisa Industri 2.1 Types of Carbon Compounds Jenis-jenis Sebatian Karbon 2.2 Homologous Series / Siri Homolog 2.3 Chemical Properties and Interconversion between Homologous Series / Sifat Kimia dan Saling Pertukaran antara Siri Homolog 2.4 Isomer and Naming Based on IUPAC Nomenclature Isomer dan Penamaan Mengikut IUPAC 3.1 Heat Changes in Reactions Perubahan Haba dalam Tindak Balas 3.2 Heat of Reaction / Haba Tindak Balas 3.3 Application of Exothermic and Endothermic Reactions in Everyday Life Aplikasi Tindak Balas Eksotermik dan Endotermik dalam Kehidupan Seharian REDOX EQUILIBRIUM KESEIMBANGAN REDOKS POLYMER POLIMER CONSUMER AND INDUSTRIAL CHEMISTRY KIMIA KONSUMER DAN INDUSTRI CARBON COMPOUND SEBATIAN KARBON THERMOCHEMISTRY TERMOKIMIA 1 176 195 80 143 UNIT 1 UNIT 4 UNIT 5 UNIT 2 UNIT 3 THEME: CHEMICAL PROCESS TEMA: PROSES KIMIA THEME: TECHNOLOGY IN CHEMISTRY TEMA: TEKNOLOGI BIDANG KIMIA THEME: ORGANIC CHEMISTRY TEMA: KIMIA ORGANIK THEME: HEAT TEMA: HABA For better discount and stock availability Please contact Jawapan Kertas Model SPM (format terbaru) Kertas Model SPM (format terbaru)

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 2 Standard Prestasi Tahap Penguasaan (TP) Tafsiran Menguasai Tidak Menguasai U n i t 1 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas mengenai konsep pengoksidaan dan penurunan. 2 Memahami tindak balas redoks serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut dengan contoh. 3 Mengaplikasikan pengetahuan mengenai tindak balas redoks untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah. 4 Menganalisis pengetahuan mengenai tindak balas redoks dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. 5 Menilai pengetahuan mengenai tindak balas redoks dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. 6 Merekacipta menggunakan pengetahuan mengenai tindak balas redoks dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. To obtain a complete list of 'Standard Prestasi', please scan this QR code. Untuk mendapatkan senarai lengkap Standard Prestasi, sila imbas kod QR ini. Guideline to Scan AR for 3D Model Garis Panduan untuk Mengimbas AR bagi Model 3D 1 Download the free QR reader application from Play Store. Muat turun aplikasi ‘QR reader’ dari ‘Play Store’. 4 Scan the icon on that page with your smartphone and enjoy the 3D model that appear. Imbas ikon pada muka surat tersebut menggunakan telefon pintar anda dan nikmati model 3D yang terpapar. 2 Download the free ‘AR Chemistry Nilam Publication’ application by scanning the QR code below. Muat turun aplikasi ‘AR Chemistry Nilam Publication’ dengan mengimbas kod QR di bawah. 3 Find a page that have the following icon. Cari muka surat yang mempunyai ikon berikut. Jawapan Soalan Struktur

MODULE • Chemistry FORM 5 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 REDOX EQUILIBRIUM KESEIMBANGAN REDOKS Concept Map / Peta Konsep REDOX REACTIONS Oxidation and Reduction Occur Simultaneously TINDAK BALAS REDOKS Pengoksidaan dan Penurunan Berlaku Serentak Oxidation / Pengoksidaan Reducing agent Agen penurunan Oxidising agent Agen pengoksidaan Oxidation half equation Setengah persamaan pengoksidaan Reduction half equation Setengah persamaan penurunan – Oxidation number increases Nombor pengoksidaan meningkat – Electrons is released Elektron dibebaskan – Oxygen gain Menerima oksigen – Hydrogen loss Kehilangan hidrogen – Determine terminals of the cell Menentukan terminal sel – Calculate voltage of the cell Menghitung voltan sel – Write cell notation Menulis notasi sel – Oxidation number decreases Nombor pengoksidaan menurun – Electrons is received Elektron diterima – Oxygen loss Kehilangan oksigen – Hydrogen gain Menerima hidrogen Transfer of electron at distance Pemindahan elektron pada jarak Displacement reaction Tindak balas penyesaran Metal displacement Penyesaran logam Standard electrode potential, E0 Keupayaan elektrod piawai, Eo Extraction of metals from their ores Pengekstrakan logam dari bijihnya Chemical cell Sel kimia Aqueous Akueus E0 value Nilai E0 Concentration of ion Kepekatan ion Purification of metals Penulenan logam Type of electrode Jenis elektrod Extraction of iron Pengekstrakan besi Extraction of aluminium Pengekstrakan aluminium Electroplating of metals Penyaduran logam Preventing rusting of iron Mengelakkan pengaratan besi Molten Leburan Rusting of iron Pengaratan besi Electrolytic cell Sel elektrolitik Writing / Penulisan Act as / Bertindak sebagai Redox reactions in / Tindak balas redoks di E0 is used to E0 digunakan untuk Compare and contrast Membanding dan membezakan Type of electrolyte Jenis elektrolit Electrolysis molten ore Elektrolisis leburan bijih Factors determining selective discharge of ions at electrodes / Faktor-faktor menentukan ion terpilih dinyahcaskan pada elektrod Application in industry / Aplikasi dalam industri Reduction by carbon from its ore Penurunan oleh karbon daripada bijihnya Oxidising agents and reducing agents Agen pengoksidaan dan penurunan Part of Standard Electrode Potential Series Sebarang daripada Siri Keupayaan Elektrod Piawai Substance undergoes Bahan mengalami UNIT 1Can be defined as Boleh didefinisikan sebagai Can be defined as Boleh didefinisikan sebagai Reduction / Penurunan Writing / Penulisan Fe2+ → Fe3+ Fe3+ → Fe2+ Displacement of halogen Penyesaran halogen Electrochemical series Siri elektrokimia Standard Electrode Potential Series Siri Keupayaan Elektrod Piawai

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 2 UNIT 1 Example 1: Explain redox in term of gain or loss of oxygen Contoh 1: Terangkan tindak balas redoks dari segi menerima atau kehilangan oksigen Reaction between magnesium with copper(II) oxide. Tindak balas antara magnesium dengan kuprum(II) oksida. Magnesium undergoes oxidation (gain of oxygen, O) Magnesium mengalami pengoksidaan (menerima oksigen, O) Copper(II) oxide undergoes reduction (loss of oxygen, O) Kuprum(II) oksida mengalami penurunan (kehilangan oksigen, O) Mg + CuO MgO + Cu Identify the substance undergoes oxidation. Explain. / Kenal pasti bahan yang mengalami pengoksidaan. Terangkan. Magnesium undergoes oxidation. Magnesium gains oxygen to form magnesium oxide . Magnesium mengalami pengoksidaan. Magnesium menerima oksigen untuk membentuk magnesium oksida . Define redox reaction. Nyatakan maksud tindak balas redoks. Redox reaction is a reaction where both oxidation and reduction occur simultaneously. Tindak balas redoks ialah suatu tindak balas di mana kedua-dua pengoksidaan dan penurunan berlaku serentak. In what ways oxidation and reduction can be defined? Dalam apa carakah pengoksidaan dan penurunan boleh ditakrifkan? Oxidation and reduction can be defined based on one of the four ways: Pengoksidaan dan penurunan boleh ditakrifkan berdasarkan satu daripada empat cara berikut: (i) Gain or loss of oxygen / Menerima atau kehilangan oksigen (ii) Gain or loss of hydrogen / Menerima atau kehilangan hidrogen (iii) Gain or loss of electrons / Menerima atau kehilangan elektron (iv) Change in oxidation number / Perubahan dalam nombor pengoksidaan Define oxidation and reduction. Nyatakan maksud pengoksidaan dan penurunan. Oxidation / Pengoksidaan Reduction / Penurunan (i) Loss or gain of oxygen Kehilangan atau penerimaan oksigen A substance gains oxygen Suatu bahan menerima oksigen A substance loses oxygen Suatu bahan kehilangan oksigen (ii) Loss or gain of hydrogen Kehilangan atau penerimaan hidrogen A substance loses hydrogen Suatu bahan kehilangan hidrogen A substance gains hydrogen Suatu bahan menerima hidrogen (iii) Transfer of electrons Pemindahan elektron A substance loses electrons Suatu bahan kehilangan elektron A substance gains electrons Suatu bahan menerima elektron (iv) Change in oxidation number Perubahan dalam nombor pengoksidaan Increase in oxidation number of element in the reactant Peningkatan nombor pengoksidaan bagi unsur dalam bahan tindak balas Decrease in oxidation number of element in the reactant Pengurangan nombor pengoksidaan bagi unsur dalam bahan tindak balas Define oxidising agent. Nyatakan maksud agen pengoksidaan. Oxidising agent is a substance that oxidises another substance. The agent undergoes reduction in this process. / Agen pengoksidaan ialah bahan yang mengoksidakan bahan lain. Agen tersebut mengalami penurunan dalam proses ini. Define reducing agent. Nyatakan maksud agen penurunan. Reducing agent is a substance that reduces another substance. The agent undergoes oxidation in this process. / Agen penurunan ialah bahan yang menurunkan bahan lain. Agen tersebut mengalami pengoksidaan dalam proses ini. The Definition of Redox Reaction / Definisi Tindak Balas Redoks Redox Reaction in Terms of Loss or Gain of Oxygen and Loss or Gain of Hydrogen / Tindak Balas Redoks dari Segi Kehilangan atau Penerimaan Oksigen dan Kehilangan atau Penerimaan Hidrogen OXIDATION AND REDUCTION PENGOKSIDAAN DAN PENURUNAN 1.1 CS / SK 1.1 LS / SP 1.1.1 LS / SP 1.1.1

MODULE • Chemistry FORM 5 3 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 Identify the substance which is a reducing agent. Explain. Kenal pasti bahan yang merupakan agen penurunan. Terangkan. Magnesium is a reducing agent. Copper(II) oxide loses oxygen to magnesium . Magnesium has reduced copper(II) oxide. Magnesium ialah agen penurunan. Kuprum(II) oksida kehilangan oksigen kepada magnesium . Magnesium menurunkan kuprum(II) oksida. Identify the substance undergoes reduction. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami penurunan. Terangkan. Copper(II) oxide undergoes reduction. Copper(II) oxide loses oxygen to form copper . Kuprum(II) oksida mengalami penurunan. Kuprum(II) oksida kehilangan oksigen untuk membentuk kuprum . Identify the substance which is an oxidising agent. Explain. Kenal pasti bahan yang merupakan agen pengoksidaan. Terangkan. Copper(II) oxide is an oxidising agent. Magnesium gains oxygen from copper(II) oxide . Copper(II) oxide has oxidised magnesium. Kuprum(II) oksida ialah agen pengoksidaan. Magnesium menerima oksigen daripada Kuprum(II) oksida . Kuprum(II) oksida telah mengoksidakan magnesium. Example 2: Explain redox in term of gain or loss of hydrogen Contoh 2: Terangkan redoks dari segi menerima atau kehilangan hidrogen Reaction between hydrogen sulphide with chlorine Tindak balas antara hidrogen sulfida dengan klorin H2S + Cl2 S + 2HCl Hydrogen sulphide, H2S undergoes oxidation (loss of hydrogen, H) Hidrogen sulfida, H2S mengalami pengoksidaan (kehilangan hidrogen, H) Chlorine undergoes reduction (gain of hydrogen, H) Klorin mengalami penurunan (menerima hidrogen, H) Identify the substance that undergoes oxidation. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami pengoksidaan. Terangkan. Hydrogen sulphide undergoes oxidation. Hydrogen sulphide loses hydrogen to form sulphur. Hidrogen sulfida mengalami pengoksidaan. Hidrogen sulfida kehilangan hidrogen untuk membentuk sulfur. Identify the substance which is a reducing agent. Explain. Kenal pasti bahan yang merupakan agen penurunan. Terangkan. Hydrogen sulphide is a reducing agent. Chlorine gains hydrogen from hydrogen sulphide . Hydrogen sulphide has reduced chlorine. Hidrogen sulfida ialah agen penurunan. Klorin menerima hidrogen daripada hidrogen sulfida . Hidrogen sulfida telah menurunkan klorin. Identify the substance that undergoes reduction. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami penurunan. Terangkan. Chlorine undergoes reduction. Chlorine gains hydrogen to form hydrogen chloride . Klorin mengalami penurunan. Klorin menerima hidrogen untuk membentuk hidrogen klorida . Identify the substance which is an oxidising agent. Explain. Kenal pasti bahan yang merupakan agen pengoksidaan. Terangkan. Chlorine is an oxidising agent. Hydrogen sulphide loses hydrogen to chlorine . Chlorine has oxidised hydrogen sulphide. Klorin ialah agen pengoksidaan. Hidrogen sulfida kehilangan hidrogen kepada klorin . Klorin telah mengoksidakan hidrogen sulfida.

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 4 UNIT 1 Example 1: / Contoh 1: Reaction between sodium and chlorine. (Chemical property of Group I element – Periodic Table) Tindak balas antara natrium dan klorin. (Sifat kimia unsur Kumpulan I – Jadual Berkala) 2Na + Cl2 2NaCl Identify the substance that undergoes oxidation. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami pengoksidaan. Terangkan. Sodium undergoes oxidation. Sodium atom with an electron arrangement of 2.8.1 loses one electron to form sodium ion in sodium chloride. Natrium mengalami pengoksidaan. Atom natrium dengan susunan elektron 2.8.1 kehilangan satu elektron untuk membentuk ion natrium dalam natrium klorida. Na Na+ + e– Identify the substance which is a reducing agent. Explain. / Kenal pasti bahan yang merupakan agen penurunan. Terangkan. Sodium is a reducing agent. Sodium atom loses electron to chlorine atom. Sodium has reduced chlorine. / Natrium ialah agen penurunan. Atom natrium kehilangan elektron kepada atom klorin. Natrium telah menurunkan klorin. Identify the substance that undergoes reduction. Explain. / Kenal pasti bahan yang mengalami penurunan. Terangkan. Chlorine undergoes reduction. Chlorine molecule gains electrons to form chloride ions in sodium chloride. / Klorin mengalami penurunan. Molekul klorin menerima elektron untuk membentuk ion klorida dalam natrium klorida. Cl2 + 2e– 2Cl– Identify the substance which is an oxidising agent. Explain. / Kenal pasti bahan yang merupakan agen pengoksidaan. Terangkan. Chlorine is an oxidising agent. Chlorine molecule gains electrons from sodium atom. Chlorine has oxidised sodium. Klorin ialah agen pengoksidaan. Molekul klorin menerima elektron daripada ion natrium. Klorin telah mengoksidakan natrium. Example 2: / Contoh 2: Reaction between magnesium with copper(II) sulphate. / Tindak balas antara magnesium dengan kuprum(II) sulfat. Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu Identify the substance that undergoes oxidation. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami pengoksidaan. Terangkan. Magnesium undergoes oxidation. Magnesium atom loses electrons to form magnesium ion in magnesium sulphate. Magnesium mengalami pengoksidaan. Atom magnesium kehilangan elektron untuk membentuk ion magnesium dalam magnesium sulfat. Mg Mg2+ + 2e– (loss of electrons / kehilangan elektron) Identify the substance which is a reducing agent. Explain. Kenal pasti bahan yang merupakan agen penurunan. Terangkan. Magnesium is a reducing agent. Magnesium atom loses electrons to copper(II) ion. Magnesium has reduced copper(II) ion. Magnesium ialah agen penurunan. Atom magnesium kehilangan elektron kepada ion kuprum(II). Magnesium telah menurunkan ion kuprum(II). Identify the substance that undergoes reduction. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami penurunan. Terangkan. Copper(II) ion undergoes reduction. Copper(II) ion gains electrons to form copper atom . / Ion kuprum(II) mengalami penurunan. Ion kuprum(II) menerima elektron untuk membentuk atom kuprum . Cu2+ + 2e– Cu (gain of electrons / menerima elektron) Redox Reaction in Terms of Electron Gain or Loss Tindak Balas Redoks dari Segi Penerimaan atau Kehilangan Elektron LS / SP 1.1.1

MODULE • Chemistry FORM 5 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 Identify the substance which is an oxidising agent. Explain. Kenal pasti bahan yang merupakan agen pengoksidaan. Terangkan. Copper(II) ion is an oxidising agent. Copper(II) ion gains electrons from magnesium. Copper(II) ion has oxidised magnesium. Ion kuprum(II) ialah agen pengoksidaan. Ion kuprum(II) menerima elektron daripada magnesium. Ion kuprum(II) telah mengoksidakan magnesium. Remark: / Catatan: 1 Examples of other oxidising agents such as acidified potassium manganate(VII), acidified potassium dichromate(VI), bromine water, chlorine water and hydrogen peroxide will be studied in Displacement Reaction as a Redox Reation on page 10. / Contoh bagi agen pengoksidaan seperti larutan kalium manganat(VII) berasid, larutan kalium dikromat(VI) berasid, air bromin, air klorin dan hidrogen peroksida akan dipelajari dalam Tindak balas Penyesaran sebagai satu Tindak Balas Redoks pada muka surat 10. 2 Transfer of electrons at a distance will also be studied in Displacement Reaction as a Redox Reation on page 10. Pemindahan elektron pada satu jarak akan dipelajari dalam Tindak balas Penyesaran sebagai satu Tindak Balas Redoks pada muka surat 10. Redox Reaction in Terms of Change of Oxidation Number Tindak Balas Redoks dari segi Perubahan Nombor Pengoksidaan LS / SP 1.1.1 Rules for assigning oxidation number to atoms in an element or compound Peraturan bagi memberi nombor pengoksidaan kepada atom dalam unsur atau sebatian (i) The oxidation number of atoms and molecules of elements is zero. Nombor pengoksidaan bagi atom dan molekul bagi unsur ialah sifar. Molecule of element Molekul unsur Oxidation number Nombor pengoksidaan Atom Atom Oxidation number Nombor pengoksidaan Hydrogen gas, H2 / Gas hidrogen, H2 0 Copper, Cu /Kuprum, Cu 0 Oxygen gas, O2 / Gas oksigen, O2 0 Sodium, Na / Natrium, Na 0 Chlorine gas, Cl2 / Gas klorin, Cl2 0 Iron, Fe / Ferum, Fe 0 Bromine gas, Br2 / Gas bromin, Br2 0 Helium, He / Helium, He 0 (ii) The oxidation number for a simple ion is similar to the charge of the ion. Nombor pengoksidaan bagi ion ringkas adalah sama dengan cas bagi ion tersebut. Ion Ion Oxidation number Nombor pengoksidaan Ion Ion Oxidation number Nombor pengoksidaan Na+ +1 Cl– –1 Cu2+ +2 Br– –1 Fe2+ +2 O2– –2 Fe3+ +3 S2– –2 Remark: / Catatan: The oxidation numbers of the ions from Group 1, 2 and 13 are fixed because the atom of these Groups achieve stable octet electron arrangement by losing 1e– , 2e– and 3e– respectively. Therefore, the oxidation number for these ions are +1, +2 and +3. Nombor pengoksidaan bagi ion-ion dalam Kumpulan 1, 2 dan 13 adalah tetap kerana atom bagi Kumpulan-kumpulan ini mencapai susunan elektron oktet yang stabil dengan melepaskan 1e– , 2e– dan 3e– . Oleh itu, nombor pengoksidaan bagi ion-ion ini masing-masing ialah +1, +2 dan +3. (iii) The oxidation number for hydrogen in most of its compound is +1 except in metal hydride. Nombor pengoksidaan bagi hidrogen dalam kebanyakan sebatiannya ialah +1 kecuali dalam logam hidrida. Compound Sebatian Oxidation number of hydrogen in the compound Nombor pengoksidaan hidrogen dalam sebatian HCl, H2O, NH3, KOH +1 KH, MgH2 –1 (iv) The oxidation number for oxygen in most of its compound is –2 except in peroxide. Nombor pengoksidaan bagi oksigen dalam kebanyakan sebatiannya ialah –2 kecuali dalam peroksida. Compound Sebatian Oxidation number of oxygen in the compound Nombor pengoksidaan oksigen dalam sebatian MgO, H2O, CuO, Na2O –2 H2O2 –1

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 6 UNIT 1 Calculate the oxidation number of the underlined elements in the following table. Hitung nombor pengoksidaan bagi unsur yang digariskan dalam jadual berikut. TP1 Compound Sebatian Oxidation number for underlined element Nombor pengoksidaan bagi unsur yang bergaris Compound Sebatian Oxidation number for underlined element Nombor pengoksidaan bagi unsur yang bergaris KMnO4 +1 + x + 4(–2) = 0 x = +7 CO2 x + 2(–2) = 0 x = +4 Cr2O7 2– 2x + 7(–2) = –2 x = +6 CO x + (–2) = 0 x = +2 CO3 2– x + 3(–2) = –2 x = +4 NO3 – x + 3(–2) = –1 x = +5 NH4 + x + 4(+1) = +1 x = –3 NO2 x + 2(–2) = 0 x = +4 Exercise / Latihan (v) The sum of the oxidation numbers for elements in a compound is 0. Jumlah nombor pengoksidaan bagi unsur-unsur dalam suatu sebatian ialah 0. Example: / Contoh: Calculate the oxidation number for carbon in calcium carbonate, CaCO3. Hitung nombor pengoksidaan bagi karbon dalam kalsium karbonat, CaCO3. CaCO3 (+2) + X + 3(–2) = 0 X = +4 Oxidation number for oxygen in compound is –2 Nombor pengoksidaan oksigen dalam sebatian ialah –2 Sum of oxidation number for compound is 0 Jumlah nombor pengoksidaan bagi sebatian ialah 0 Oxidation number for ions from Group 1, 2 and 13 are fixed. Oxidation number for Ca2+ is +2 Nombor pengoksidaan bagi ion-ion daripada Kumpulan 1, 2 dan 13 adalah tetap. Nombor pengoksidaan bagi Ca2+ ialah +2 Oxidation number for carbon in calcium carbonate is +4. Nombor pengoksidaan bagi karbon dalam kalsium karbonat ialah +4. (vi) The sum of the oxidation numbers for elements in a polyatomic ion equals to the charges of the polyatomic ion. Jumlah nombor-nombor pengoksidaan bagi unsur-unsur dalam ion poliatomik adalah sama dengan cas-cas ion poliatomik tersebut. Example: / Contoh: Calculate the oxidation number for manganese in manganate ion, MnO4 – . Hitung nombor pengoksidaan bagi mangan dalam ion manganat, MnO4 – . Oxidation number for oxygen in compound is –2 Nombor pengoksidaan bagi oksigen dalam sebatian ialah –2 Sum of oxidation number is same as charge for the polyatomic ion Jumlah nombor pengoksidaan adalah sama seperti cas bagi ion poliatomik MnO4 – X + 4(–2) = –1 X = +7 Oxidation number for manganese in manganate ion is +7. Nombor pengoksidaan bagi mangan dalam ion manganat ialah +7. Remark: / Catatan: The oxidation number of the transition metals and most of non-metal elements vary from one compound to another. Nombor pengoksidaan bagi logam peralihan dan kebanyakan unsur bukan logam berbeza dari satu sebatian kepada yang lain. TAHAP PENGUASAAN (TP) Menguasai Belum menguasai TP1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas mengenai konsep pengoksidaan dan penurunan.

MODULE • Chemistry FORM 5 7 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 What are the elements that have more than one oxidation number in their compounds? Apakah unsur yang mempunyai lebih daripada satu nombor pengoksidaan dalam sebatiannya? Transition metals and most of non-metal. Unsur logam peralihan dan kebanyakan unsur bukan logam. How to relate the oxidation number of the elements to the name of their compound using IUPAC nomenclature? Bagaimanakah mengaitkan nombor pengoksidaan unsur kepada nama sebatiannya menggunakan penamaan IUPAC? The oxidation number of the element is written in Roman numeral placed in a bracket behind the name of the element. Nombor pengoksidaan bagi unsur ditulis dalam angka roman dalam tanda kurungan di belakang nama unsur. Complete the following table: / Lengkapkan jadual berikut: Compound Sebatian Chemical formula Formula kimia Oxidation number of transition metal or non-metal Nombor pengoksidaan bagi logam peralihan atau bukan logam IUPAC name of compound Nama IUPAC sebatian Ferrous hydroxide Ferrus hidroksida Fe(OH)2 +2 Iron(II) hydroxide Ferum(II) hidroksida Ferric hydroxide Ferrik hidroksida Fe(OH)3 +3 Iron(III) hydroxide Ferum(IIl) hidroksida Lead monoxide Plumbum monoksida PbO +2 Lead(II) oxide Plumbum(II) oksida Lead dioxide Plumbum dioksida PbO2 +4 Lead(IV) oxide Plumbum(IV) oksida Sulphuric acid Asid sulfurik H2 SO4 +6 Sulphuric(VI) acid Asid sulfurik(VI) Sulphurous acid Asid sulfurus H2 SO3 +4 Sulphuric(IV) acid Asid sulfurik(IV) Why is the name of compounds of elements from Group 1, 2 and 13 are written without oxidation number? / Mengapakah nama sebatian unsur daripada Kumpulan 1, 2 dan 13 ditulis tanpa nombor pengoksidaan? Elements from Group 1, 2 and 13 have one oxidation number. Unsur daripada Kumpulan 1, 2 dan 13 mempunyai satu nombor pengoksidaan. Example: / Contoh: The name of K2O is written as potassium oxide, not potassium(I) oxide. Nama K2O ditulis sebagai kalium oksida, bukan kalium(I) oksida. Nomenclature of Ionic Compounds Using IUPAC Nomenclature Penamaan Sebatian Ion Menggunakan Sistem Penamaan IUPAC LS / SP 1.1.2 Define oxidation based on change in oxidation number. Nyatakan maksud pengoksidaan berdasarkan perubahan dalam nombor pengoksidaan. When the oxidation number of an element increases, the element undergoes oxidation . Apabila nombor pengoksidaan bagi suatu unsur bertambah, ia mengalami pengoksidaan . Remark: / Catatan: The element is a reducing agent. / Unsur tersebut ialah agen penurunan. Define reduction based on change in oxidation number. Nyatakan maksud penurunan berdasarkan perubahan dalam nombor pengoksidaan. When the oxidation number of an element decreases , the element undergoes reduction . Apabila nombor pengoksidaan bagi suatu unsur berkurang , ia mengalami penurunan . Remark: / Catatan: The element is an oxidising agent. Unsur tersebut ialah agen pengoksidaan. Redox Reaction in Terms of Change in Oxidation Number Tindak Balas Redoks dari Segi Perubahan Nombor Pengoksidaan LS / SP 1.1.2

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 8 UNIT 1 What is redox reaction based on change in oxidation number? Apakah tindak balas redoks berdasarkan perubahan dalam nombor pengoksidaan? A reaction is redox reaction if elements in the reactants undergo changes in oxidation number. Suatu tindak balas adalah tindak balas redoks jika unsur dalam bahan tindak balas mengalami perubahan dalam nombor pengoksidaan. Are all chemical reactions redox reaction? Explain. Adakah semua tindak balas kimia merupakan tindak balas redoks? Terangkan. No. A reaction is not a redox reaction if no elements undergo a change in oxidation number. Tidak. Suatu tindak balas adalah bukan tindak balas redoks jika tiada unsur yang melalui perubahan dalam nombor pengoksidaan. Example 1: / Contoh 1: Determine whether the precipitation of silver chloride from silver nitrate and sodium chloride solution is redox or not. Nyatakan sama ada mendakan argentum klorida daripada argentum nitrat dan natrium klorida adalah redoks atau tidak. AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3 Oxidation number: +1 +5 –2 +1 –1 +1 –1 +1 +5 –2 Nombor pengoksidaan: This reaction is not a redox reaction because no changes of oxidation number for all elements in the compounds of reactants and products. Tindak balas ini merupakan tindak balas bukan redoks kerana tiada perubahan dalam nombor pengoksidaan bagi semua unsur dalam sebatian bahan dan hasil tindak balas. Double decomposition reaction is not a redox reaction. Tindak balas penguraian ganda dua adalah tindak balas bukan redoks . Example 2: / Contoh 2: Determine whether the neutralisation reaction between hydrochloric acid and sodium hydroxide solution is redox or not. Nyatakan sama ada tindak balas peneutralan antara asid hidroklorik dan larutan natrium hidroksida ialah redoks atau tidak. HCl + NaOH NaCl + H2O Oxidation number: +1 –1 +1 –2 +1 +1 –1 +1 –2 Nombor pengoksidaan: This reaction is not a redox reaction because no changes of oxidation number for all elements in the compounds of reactants and products. Tindak balas ini merupakan tindak balas bukan redoks kerana tiada perubahan dalam nombor pengoksidaan bagi semua unsur dalam sebatian bahan dan hasil tindak balas. Neutralisation reaction is not a redox reaction. Tindak balas peneutralan adalah tindak balas bukan redoks . Example 3: / Contoh 3: Determine whether the displacement of hydrogen gas from sulphuric acid by magnesium is redox or not. Nyatakan sama ada penyesaran gas hidrogen daripada asid sulfurik oleh magnesium ialah redoks atau tidak. Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 Oxidation number: 0 +1 +6 –2 +2 +6 –2 0 Nombor pengoksidaan: This reaction is redox reaction because the oxidation number of magnesium and hydrogen in the substances have changed . / Tindak balas ini adalah tindak balas redoks kerana nombor pengoksidaan magnesium dan hidrogen dalam bahan tindak balas telah berubah . Displacement reaction is a redox reaction. Tindak balas penyesaran adalah tindak balas redoks .

MODULE • Chemistry FORM 5 9 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 What is oxidation half equation? Apakah setengah persamaan pengoksidaan? The equation representing oxidation that take place involve loss of electrons and increase in oxidation number. Persamaan mewakili pengoksidaan yang berlaku melibatkan kehilangan elektron dan pertambahan dalam nombor pengoksidaan. What is reduction half equation? Apakah setengah persamaan penurunan? The equation representing reduction that take place involve gain of electrons and decrease in oxidation number. Persamaan mewakili penurunan yang berlaku melibatkan penerimaan elektron dan pengurangan dalam nombor pengoksidaan. How ionic equation for redox reaction is obtained? Bagaimanakah persamaan ion bagi tindak balas redoks diperoleh? It is obtained by combining oxidation half equation and reduction half equation (the number of electrons in both half equations must equal). Diperoleh dengan menggabungkan setengah persamaan pengoksidaan dan setengah persamaan penurunan (bilangan elektron dalam kedua-dua setengah persamaan mestilah sama). Example 1: / Contoh 1: Reaction Tindak balas Aluminium and copper(II) sulphate Aluminium dan kuprum(II) sulfat Balanced equation for the reaction Persamaan seimbang untuk tindak balas 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu Oxidation half equation Setengah persamaan pengoksidaan Al Al3+ + 3e– Reduction half equation Setengah persamaan penurunan Cu2+ + 2e– Cu Changing of the coefficient of the half equation of oxidation* Mengubah pekali bagi setengah persamaan pengoksidaan* 2Al 2Al3+ + 6e– Changing of the coefficient of the half equation of reduction* Mengubah pekali bagi setengah persamaan penurunan* 3Cu2+ + 6e– 3Cu Ionic equation / Persamaan ion 2Al + 3Cu2+ 2Al3+ + 3Cu * Make sure the number of electrons released in half equation for oxidation = the number of electrons received in half equation for reduction. Pastikan bilangan elektron yang dilepaskan dalam setengah persamaan untuk pengoksidaan = bilangan elektron yang diterima dalam setengah persamaan untuk penurunan. Writing Equations for Redox Reactions Menulis Persamaan untuk Tindak Balas Redoks LS / SP 1.1.2 Identify the substance that undergoes oxidation. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami pengoksidaan. Terangkan. Magnesium, Mg undergoes oxidation because the oxidation number of magnesium increases from 0 to +2 . Magnesium, Mg mengalami pengoksidaan kerana nombor pengoksidaan magnesium meningkat daripada 0 kepada +2 . Identify reducing agent. Kenal pasti agen penurunan. The reducing agent is magnesium, Mg . Agen penurunan ialah magnesium, Mg . Identify the substance that undergoes reduction. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami penurunan. Terangkan. Sulphuric acid / Hydrogen ion undergoes reduction because oxidation number of hydrogen in sulphuric acid decreases from +1 to 0 . Asid sulfurik / Ion hidrogen mengalami penurunan kerana nombor pengoksidaan hidrogen dalam asid sulfurik menurun dari +1 kepada 0 . Identify the oxidising agent. Kenal pasti agen pengoksidaan. The oxidising agent is sulphuric acid / hydrogen ion . Agen pengoksidaan ialah asid sulfurik / ion hidrogen .

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 10 UNIT 1 What is electrochemical series? Apakah Siri Elektrokimia? Electrochemical series is the arrangement of metals in order of their increasing electrode potential values, E0 from the most negative to the most positive. Siri elektrokimia adalah susunan logam mengikut urutan nilai keupayaan elektrod, E0 yang menaik dari yang paling negatif hingga yang paling positif. Remark: / Catatan: Electrode potential series, E0 will be studied on page 28. Siri keupayaan elektrod, E0 akan dipelajari pada muka surat 28. Based on the electrochemical series, compare the strength of metals and metal ions as oxidising agents or reducing agents. Berdasarkan siri elektrokimia, bandingkan kekuatan logam dan ion logam sebagai agen pengoksidaan atau agen penurunan. Metal ion, Xn+ ( Oxidising agent) Ion logam, Xn+ (Agen pengoksidaan ) Metal, X ( Reducing agent) Logam, X (Agen penurunan ) Metal ion gains electrons to form metal atom Ion logam menerima elektron untuk membentuk atom logam Metal atom releases electrons to form metal ion Atom logam membebaskan elektron untuk membentuk ion logam K+ + e– K Ca2+ + 2e– Ca Na+ + e– Na Mg2+ + 2e– Mg Al3+ + 3e– Al Zn2+ + 2e– Zn Sn2+ + 2e– Sn Pb2+ + 2e– Pb *2H+ + 2e– H2 Cu2+ + 2e– Cu Ag+ + e– Ag Strength of metal ion as a reducing agent increases Kekuatan ion logam sebagai agen penurunan meningkat Strength of metal as an oxidising agent increases Kekuatan logam sebagai agen pengoksidaan meningkat E0 = –2.92 V E0 = –2.87 V E0 = –2.71 V E0 = –2.38 V E0 = –1.66 V E0 = –0.76 V E0 = –0.14 V E0 = –0.13 V E0 = 0.00 V E0 = +0.34 V E0 = +0.80 V – The higher the position of metal in the electrochemical series, the easier the metal atom to release its electrons (more electropositive). – Metals at the higher position of electrochemical series are stronger reducing agents. – On the contrary, the lower the position of a metal ion in the electrochemical series, the easier the metal ion receives electrons. Metal ions located at the bottom of the electrochemical series are stronger oxidising agents. Example 2: / Contoh 2: Reaction / Tindak balas Magnesium and silver nitrate / Magnesium dan argentum nitrat Balanced equation for the reaction Persamaan seimbang untuk tindak balas Mg + 2AgNO3 Mg(NO3)2 + 2Ag Oxidation half equation / Setengah persamaan pengoksidaan Mg Mg2+ + 2e– Reduction half equation / Setengah persamaan penurunan Ag+ + e– Ag Ionic equation / Persamaan ion Mg + 2Ag+ Mg2+ + 2Ag Remark: / Catatan: Activities to study the conversion of Fe2+ ions to Fe3+ ions and vice versa will be studied on page 16. Aktiviti untuk mengkaji tindak balas pertukaran ion Fe2+ kepada ion Fe3+ akan dipelajari pada muka surat 16. Displacement Reaction as a Redox Reation Tindak Balas Penyesaran sebagai Satu Tindak Balas Redoks LS / SP 1.1.3 Redox Reaction in the Displacement of Metals from its Salt Solution Tindak balas Redoks dalam Penyesaran Logam dari Larutan Garam

MODULE • Chemistry FORM 5 11 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 – Semakin tinggi kedudukan logam dalam siri elektrokimia, semakin mudah atom logam untuk membebaskan elektron (lebih elektropositif). – Logam yang berada pada kedudukan lebih tinggi dalam siri elektrokimia adalah agen penurunan yang kuat. – Sebaliknya, semakin rendah kedudukan ion logam dalam siri elektrokimia, semakin mudah ion logam untuk menerima elektron. Ion logam yang terletak di kedudukan bawah dalam siri elektrokimia adalah agen pengoksidaan yang kuat. What is displacement reaction? Apakah tindak balas penyesaran? Displacement reaction is a reaction in which the more electropositive metal displaces the less electropositive metal from its salt solution. Tindak balas penyesaran adalah tindak balas di mana logam yang lebih elektropositif menyesar logam yang kurang elektropositif daripada larutan garam. Explain redox reaction in the displacement of metals from its salt solution. Terangkan tindak balas redoks dalam penyesaran logam daripada larutan garamnya. – The reaction involves transfer of electrons from the more electropositive metal to the less electropositive metal ion. – The metal atom which is higher in the Electrochemical Series will release its electrons to the metal ion which is lower in the Electrochemical Series. – The more electropositive metal will be oxidised and becomes thinner. – The less electropositive metal ion will be reduced and deposited. – Tindak balas yang melibatkan pemindahan elektron dari logam yang lebih elektropositif kepada ion logam yang kurang elektropositif. – Atom logam yang lebih tinggi dalam Siri Elektrokimia akan melepaskan elektronnya kepada ion logam yang lebih rendah dalam Siri Elektrokimia. – Logam yang lebih elektropositif akan dioksidakan dan menjadi lebih nipis. – Ion logam yang kurang elektropositif akan diturunkan dan terenap. How to carry out metal displacement from its salt solution experiment in a laboratory? Bagaimanakah cara untuk melakukan eksperimen penyesaran logam daripada larutan garam di dalam makmal? – Metal displacement is carried out by placing metal into the salt solution of another metal. Penyesaran logam dilakukan dengan meletakkan logam ke dalam larutan garam yang berlainan logam. – Example: Zinc metal plate is dipped into copper(II) sulphate solution Contoh: Kepingan logam zink dicelup ke dalam larutan kuprum(II) sulfat Zinc plate Kepingan zink Copper(II) sulphate solution Larutan kuprum(II) sulfat Displacement of copper from copper(II) sulphate solution by zinc. Penyesaran kuprum dari larutan kuprum(II) sulfat oleh zink. Procedure: / Prosedur: (a) Clean 4 cm of zinc metal plate with a sand paper. / Bersihkan 4 cm kepingan logam zink dengan kertas pasir. (b) Copper(II) sulphate solution is poured into a beaker until half full. Larutan kuprum(II) sulfat dituangkan ke dalam bikar hingga separuh penuh. (c) A piece of zinc metal plate is dipped in copper(II) sulphate solution. Sekeping logam zink dicelup ke dalam larutan kuprum(II) sulfat. Observation and inference: / Pemerhatian dan inferens: Observation / Pemerhatian Inference / Inferens – A brown solid is formed on the surface of the remaining part of the zinc plate. Pepejal berwarna perang terbentuk pada permukaan bahagian kepingan zink. – The brown solid is copper. Pepejal perang adalah kuprum. – The intensity of blue colour of copper(II) sulphate solution decreases . Keamatan warna biru larutan kuprum(II) sulfat berkurang . – Concentration of copper(II) sulphate solution decreases . Kepekatan larutan kuprum(II) sulfat berkurang . Balanced equation: / Persamaan seimbang: Zn(s/p) + CuSO4(aq/ak) → ZnSO4(aq/ak) + Cu(s/p) Blue solution Larutan biru Brown solid Pepejal perang Colourless solution Larutan tanpa warna – Zinc has displaced copper from copper(II) sulphate solution / Zink menyesar kuprum daripada larutan kuprum(II) sulfat

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 12 UNIT 1 Explain redox reaction in the displacement of copper from copper(II) sulphate solution by zinc in terms of change in oxidation number. Terangkan tindak balas redoks dalam penyesaran logam kuprum daripada larutan kuprum(II) sulfat oleh zink dari segi perubahan nombor pengoksidaan. – Zinc undergoes oxidation as its oxidation number increases from 0 to +2  . Zink mengalami pengoksidaan apabila nombor pengoksidaannya meningkat dari 0 kepada +2 . – As copper(II) ion, Cu2+ causes zinc, Zn to be oxidised , copper(II) ion, Cu2+ is an oxidising agent. / Oleh sebab ion kuprum(II), Cu2+ menyebabkan zink, Zn mengalami pengoksidaan , ion kuprum(II), Cu2+ ialah agen pengoksidaan . – Copper(II) ion, Cu2+ undergoes reduction as oxidation number of copper in copper(II) sulphate decreases from +2 to 0 . / Ion kuprum(II), Cu2+ mengalami penurunan apabila nombor pengoksidaan kuprum dalam kuprum(II) sulfat berkurang daripada +2 kepada 0 . – As zinc, Zn causes copper(II) ion to be reduced , zinc, Zn is a reducing agent. Oleh sebab zink, Zn menyebabkan ion kuprum(II) mengalami penurunan , zink, Zn ialah agen penurunan . Redox Reaction in Displacement of Halogen from its Halide Solution Tindak Balas Redoks dalam Penyesaran Halogen daripada Larutan Halidanya LS / SP 1.1.3 What are halogens? Apakah halogen? Halogens are Group 17 elements. They are non-metals with 7 valence electrons in each of their atoms. Halogen adalah unsur Kumpulan 17. Halogen adalah bukan logam dengan 7 elektron valens dalam setiap atom. Compare halogens and halides. Bandingkan halogen dan halida. – Halogens exist as molecules in elements. Example of halogens are chlorine water, bromine water and iodine water. – Halides exist as ion in compounds. Example of halides are potassium chloride solution, potassium bromide solution and potassium iodide. – Halogen wujud sebagai molekul dalam unsur. Contoh halogen ialah air klorin, air bromin dan air iodin. – Halida wujud sebagai ion dalam sebatian. Contoh halida ialah larutan kalium klorida, larutan kalium bromida dan kalium iodida. Can halogen be converted to halide? Explain your answer based on redox reaction. Bolehkah halogen ditukarkan kepada halida? Terangkan jawapan anda berdasarkan tindak balas redoks. – Halogen can be converted to halide. – Halogen molecule gains electron to form halide ions. Halogen undergoes reduction. – Halogen boleh ditukar kepada halida. – Molekul halogen menerima elektron untuk membentuk ion halida. Halogen mengalami penurunan. Example: / Contoh: Cl2 + 2e– ➝ 2Cl– Br2 + 2e– ➝ 2Br– ⇒ Halogen is reduced. / Halogen diturunkan. ⇒ Halogen is an oxidising agent. / Halogen adalah agen pengoksidaan. Explain how halogens act as an oxidising agent. Terangkan bagaimana halogen bertindak sebagai agen pengoksidaan. More electronegative halogen gains electrons and acts as an oxidising agent. By doing so, the more electronegative halogen undergoes reduction to form halide ions. Halogen yang lebih elektronegatif menerima elektron dan bertindak sebagai agen pengoksidaan . Dengan ini, halogen yang lebih elektronegatif mengalami penurunan untuk membentuk ion halida. X2 + 2e– 2X– X2 represents more electronegative halogen / X2 mewakili halogen yang lebih elektronegatif (Example: chlorine, Cl2 and bromine, Br2) / (Contoh: klorin, Cl2 dan bromin, Br2) Remark: Iodine is the weakest oxidising agent. Catatan: Iodin adalah agen pengoksidaan paling lemah. Explain how halides act as a reducing agent. Terangkan bagaimana halida bertindak sebagai agen penurunan. The halide ions of the less electronegative halogen lose their electrons and acts as a reducing agent. By doing so, the halides undergo oxidation to form halogen molecule. Ion halida bagi halogen yang kurang elektronegatif melepaskan elektronnya dan bertindak sebagai agen penurunan. Dengan ini, ion halida yang kurang elektronegatif mengalami pengoksidaan untuk membentuk molekul halogen. 2Y– Y2 + 2e– Y– represents halide ion of the less electronegative halogen Y– mewakili ion halida bagi halogen yang kurang elektronegatif (Example: bromide, Br– and iodide, I– ) / (Contoh: bromida, Br– dan iodida, I– ) Remark: Chloride ion, Cl– is the weakest reducing agent. Catatan: Ion klorida, Cl– adalah agen penurunan paling lemah.

MODULE • Chemistry FORM 5 13 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 Can halide be converted to halogen? Explain your answer based on redox reaction. / Bolehkah halida ditukarkan kepada halogen? Terangkan jawapan anda berdasarkan tindak balas redoks. – Halide can be converted to halogen. / Halida boleh ditukar kepada halogen. – Halide ions release electrons to form halogen molecule. Halide ions undergo oxidation. Ion halida membebaskan elektron untuk membentuk molekul halogen. Ion halida mengalami pengoksidaan. Example: / Contoh: 2Br– ➝ Br2 + 2e– 2I– ➝ I2 + 2e– ⇒ Halide ions are oxidised. / Ion halida dioksidakan. ⇒ Halide ion is a reducing agent. / Ion halida adalah agen penurunan. Tendency to receive electrons of halogens Kecenderungan untuk menerima elektron halogen Tendency to release electron of halides Kecenderungan membebaskan elektron halida • Size of a halogen atom decreases. • The tendency for a halogen, X2 to receive electrons and become halide, X– increases. • Chlorine is the strongest oxidising agent follows by bromine. • Iodine is the weakest oxidising agent. • Saiz atom halogen berkurang. • Kecenderungan halogen, X2 untuk menerima elektron dan menjadi halida, X– meningkat. • Klorin adalah agen pengoksidaan paling kuat diikuti oleh bromin. • Iodin adalah agen pengoksidaan paling lemah. HALOGEN, X2 HALOGEN, X2 HALIDE, Y– HALIDA, Y– • The tendency for a halide, Y– to release electron to become halogen, Y2 increases • Iodide ion, I – is the strongest reducing agent follows by bromide ion, Br – . • Chloride ion, Cl– is the weakest reducing agent. • Kecenderungan halida, Y– untuk melepaskan elektron untuk menjadi halogen, Y2 meningkat. • Ion iodida, I – adalah agen penurunan paling kuat diikuti oleh ion bromida, Br – . • Ion klorida, Cl– adalah agen penurunan yang paling lemah. Chlorine molecule, Cl2: Molekul klorin, CI2: (Chlorine water) (Air klorin) Chloride ion, Cl– : Ion klorida, CI– : (Potassium chloride solution / Larutan kalium klorida) Bromine molecule, Br2: Molekul bromin, Br2: (Bromine water) (Air bromin) Bromide ion, Br– : Ion bromida, Br – : (Potassium bromide solution / Larutan kalium bromida) Iodine molecule, I2: Molekul iodin, I2: (Iodine water) (Air iodin) Iodide ion, I– : Ion iodida, I – : (Potassium iodide solution / Larutan kalium iodida) Remark: / Catatan: Refer back to Chemistry Form 4 in the topic of Periodic Table: Elements in Group 17. Rujuk kembali Kimia Tingkatan 4 dalam topik Jadual Berkala: Unsur dalam Kumpulan 17. Compare the strength of halogens and halides as oxidising agents or reducing agents. Bandingkan kekuatan halogen dan halida sebagai agen pengoksidaan dan agen penurunan. Halogen, X2 ( oxidising agent) Halogen, X2 (agen pengoksidaan ) Halide ion, X– ( reducing agent) Ion halida, X– (agen penurunan ) Gains electrons to form halide ions / Menerima elektron untuk membentuk ion halida Releases electrons to form halogen molecule Membebaskan elektron untuk membentuk molekul halogen F2 + 2e– → 2F– Cl2 + 2e– → 2Cl– Br2 + 2e– → 2Br – I2 + 2e– → 2I– At2 + 2e– → 2At – 2F– → F2 + 2e– 2Cl– → Cl2 + 2e– 2Br– → Br2 + 2e– 2I– → I2 + 2e– 2At– → At + 2e– Strength as an oxidising agent increases Kekuatan sebagai agen pengoksidaan meningkat Strength as a reducing agent increases Kekuatan sebagai agen penurunan meningkat How to predict the ability of a halogen to displace another halogen from its halide solution? Bagaimanakah cara meramal kebolehan suatu halogen menyesarkan halogen lain daripada larutan halidanya? The more electronegative halogen can attract electrons from halides that are less electronegative. More electronegative halogen displaces less electronegative halogen from its halide solution. Halogen yang lebih elektronegatif boleh menarik elektron daripada halida yang kurang elektronegatif, halogen yang lebih elektronegatif menyesarkan halogen yang kurang elektronegatif daripada larutan halidanya.

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 14 UNIT 1 Displacement of iodine by chlorine from potassium iodide solution: Penyesaran iodin oleh klorin dari larutan kalium iodida: (a) Procedure: / Prosedur: (i) Pour about 2 cm3 of potassium iodide solution into a test tube. (ii) Add a few drops of chlorine water until no further changes are observed. (iii) The mixture is shaken and warmed gently. (iv) Starch solution is added drop by drop until no changes observed and the changes are recorded. (i) Masukkan 2 cm3 larutan kalium iodida ke dalam tabung uji. (ii) Tambah beberapa titis air klorin sehingga tiada perubahan dapat dilihat. (iii) Campuran digoncang dan dipanaskan dengan perlahan. (iv) Larutan kanji ditambah titis demi titis hingga tiada perubahan dapat diperhatikan dan pemerhatian dicatatkan. (b) Observation and inference: / Pemerhatian dan inferens: Observation / Pemerhatian Inference / Inferens (i) The colourless potassium iodide solution turns brown . (ii) When a few drops of starch solution are added, the solution changes colour from brown to dark blue . (i) Larutan tidak berwarna kalium iodida menjadi perang . (ii) Apabila beberapa titis larutan kanji ditambah, larutan bertukar dari perang kepada biru tua . (i) Iodine is formed. (ii) The dark blue precipitate formed when added with starch solution confirms the presence of iodine . (i) Iodin terbentuk. (ii) Mendakan biru terbentuk apabila larutan kanji ditambah mengesahkan kehadiran iodin . Identify substance undergoes oxidation. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami pengoksidaan. Terangkan. Potassium iodide undergoes oxidation. Iodide ions lose electrons to form iodine molecule . / Kalium iodida mengalami pengoksidaan. Ion iodida kehilangan elektron untuk membentuk molekul iodin . Oxidation half equation: / Setengah persamaan pengoksidaan: 2I– I2 + 2e– Identify substance undergoes reduction. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami penurunan. Terangkan. Chlorine water undergoes reduction. Chlorine molecule gains electrons to form chloride ions . / Air klorin mengalami penurunan. Molekul klorin menerima elektron untuk membentuk ion klorida . Reduction half equation: / Setengah persamaan penurunan: CI2 + 2e– 2CI– Ionic equation Persamaan ion Ionic equation: / Persamaan ion: CI2 + 2I– 2CI– + I2 Conclusion Kesimpulan – Chlorine has displaced iodine from potassium iodide solution. – Iodide ion has reduced chlorine molecule, Cl2. Iodide ion is a reducing agent. Chlorine molecule, Cl2 has oxidised iodide ions. Chlorine is an oxidising agent. – Klorin telah menyesarkan iodin daripada larutan kalium iodida . – Ion iodida telah menurunkan molekul klorin, Cl2. Ion iodida ialah agen penurunan . Klorin, Cl2 telah mengoksidakan ion iodida. Klorin ialah agen pengoksidaan . Determine whether the following reactions will occur. If the reaction occurs, mark ‘✓’ and if not, mark ‘✗’. Tentukan sama ada tindak balas yang berikut akan berlaku. Jika tindak balas berlaku, tandakan ‘✓’ dan jika tidak, tandakan ‘✗’. KCl KBr KI Cl2 ✗ ✓ ✓ Br2 ✗ ✗ ✓ I2 ✗ ✗ ✗ Halide Halida Halogen Halogen Chlorine water Air klorin Potassium iodide solution / Larutan kalium iodida

MODULE • Chemistry FORM 5 15 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 Colour of halogen in aqueous cannot be differentiated in aqueous solution, especially bromine and iodine. How to differentiate the halogens? Warna halogen dalam akueus tidak dapat dibezakan dalam larutan akueus, terutamanya bromin dan iodin. Bagaimanakah cara untuk membezakan halogen tersebut? The presence of halogens is confirmed by using 1, 1, 1-trichloroethane, CH3CCl3 or cyclohexane. Kehadiran halogen disahkan dengan menggunakan 1, 1, 1-trikloroetana, CH3CCl3 atau sikloheksana. Halogen Halogen Colour in aqueous solution Warna dalam larutan akueus Colour in 1, 1, 1-trichloroethane, CH3CCl3 or cyclohexane Warna dalam 1, 1, 1-trikloroetana, CH3CCl3 atau sikloheksana Chlorine, Cl2 Klorin, Cl2 Pale yellow or colourless Kuning pucat atau tanpa warna Pale yellow or colourless Kuning pucat atau tanpa warna Bromine, Br2 Bromin, Br2 Brown / yellowish brown / yellow (depending on concentration) Perang / perang kekuningan / kuning (bergantung pada kepekatan) Brown / yellowish brown / yellow (depending on concentration) Perang / perang kekuningan / kuning (bergantung pada kepekatan) Iodine, I2 Iodin, I2 Brown / yellowish brown / yellow (depending on concentration) Perang / perang kekuningan / kuning (bergantung pada kepekatan) Purple / Ungu Two layers are formed when an aqueous solution of halogen is mixed with 1,1,1-trichloroethane. The denser 1,1,1-trichloroethane will be at the bottom and less dense aqueous solution will be on the top. / Dua lapisan terbentuk apabila larutan akueus halogen dicampurkan dengan 1,1,1-trikloroetana. 1,1,1-trikloroetana yang lebih tumpat akan berada di bawah dan larutan akueus yang kurang tumpat berada di atas. 1 The diagram shows bromine water is added to potassium iodide solution until no further change. / Rajah menunjukkan air bromin ditambahkan kepada larutan kalium iodida sehingga tiada lagi perubahan. 1,1,1-trichloroethane, CH3CCl3 is then added to the test tube and the mixture is shaken well. / 1,1,1-trikloroetana, CH3CCl3 kemudiannya ditambah ke dalam tabung uji dan campuran tersebut digoncangkan. (a) (i) State the colour of the 1,1,1-trichloroethane layer after being shaken. Nyatakan warna lapisan 1,1,1-trikloroetana selepas digoncangkan. Purple / Ungu (ii) State the name of product formed in the reaction that causes the colour change. Nyatakan nama hasil yang terbentuk dalam tindak balas yang menyebabkan perubahan warna. Iodine / Iodin (iii) Write half equation for the reaction. / Tuliskan setengah persamaan bagi tindak balas tersebut. 2I– → I2 + 2e– (b) (i) What is the function of bromine water in the reaction? / Apakah fungsi air bromin dalam tindak balas? An oxidising agent / Agen pengoksidaan (ii) Write half equation for the reaction. / Tuliskan setengah persamaan bagi tindak balas tersebut. Br2 + 2e– → 2Br– (c) Write the ionic equation for the reaction. / Tuliskan persamaan ion bagi tindak balas tersebut. Br2 + 2I– → 2Br– + I2 (d) State the change in oxidation number of / Nyatakan perubahan dalam nombor pengoksidaan bagi (i) bromine in bromine water: / bromin dalam air bromin: 0 to –1 / 0 kepada –1 (ii) iodine in potassium iodide: / iodin dalam kalium iodida: –1 to 0 / –1 kepada 0 (e) Suggest other halogen that can replace bromine water so that iodine is also formed. Cadangkan halogen lain yang boleh menggantikan air bromin supaya iodin juga terbentuk. Chlorine / Klorin Exercise / Latihan TP3 TP2 TP2 TP2 TP3 Bromine water Air bromin Potassium iodide solution Larutan kalium iodida Halogen in aqueous solution / Halogen dalam larutan akueus Halogen in 1, 1, 1-trichloroethane, CH3CCI3 Halogen dalam 1, 1, 1-trikloroetana, CH3CCI3

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 16 UNIT 1 Changing of iron(II) ion, Fe2+ to iron(III) ion, Fe3+: / Perubahan ion ferum(II), Fe2+ kepada ion ferum(III), Fe3+: Can iron(II) ion be changed to iron(III) ion? Explain your answer based on redox reaction. Bolehkah ion ferum(II) diubah kepada ion ferum(III)? Terangkan jawapan anda berdasarkan tindak balas redoks. – Iron(II) ion can be changed to iron(III) ion. – Iron(II) ion releases electron to form iron(III). Iron(II) ion undergoes oxidation. – Ion ferum(II) boleh ditukar kepada ion ferum(III). – Ion ferum(II) membebaskan elektron untuk membentuk ferum(III). Ion ferum(II) mengalami pengoksidaan. Oxidation half equation: / Setengah persamaan: Fe2+ → Fe3+ + e– ⇒ Iron(II) ion is oxidised. / Ion ferum(II) dioksidakan. ⇒ Iron(II) ion is a reducing agent. / Ion ferum(II) ialah agen penurunan. Suggest the oxidising agent for the change of iron(II) to iron(III) ion. Cadang agen pengoksidaan bagi perubahan ion ferum(II) kepada ion ferum(III). Chlorine water, bromine water Air klorin, air bromin Changing of iron(II) ion to iron(III) ion: / Perubahan ion ferum(II) kepada ion ferum(III): Redox Reaction in the Change of Fe2+ → Fe3+ and Fe3+ → Fe2+ Tindak Balas Redoks dalam Perubahan Fe2+ → Fe3+ dan Fe3+ → Fe2+ LS / SP 1.1.2 Procedure: / Prosedur: (i) About 2 cm3 of iron(II) sulphate solution is poured in a test tube. (ii) Using a dropper, bromine water is added drop by drop to the solution until no further changes are observed. Bromine water Air bromin Iron(II) sulphate solution Larutan ferum(II) sulfat (iii) The mixture is shaken and warmed gently. (iv) Sodium hydroxide solution is added slowly until excess and the changes are recorded. (i) 2 cm3 larutan ferum(II) sulfat dimasukkan ke dalam tabung uji. (ii) Menggunakan penitis, air bromin ditambahkan titik demi titik ke dalam larutan sehingga tiada perubahan yang dapat diperhatikan. (iii) Campuran tersebut digoncang dan dipanaskan perlahan-lahan. (iv) Larutan natrium hidroksida ditambahkan perlahan-lahan sehingga berlebihan dan semua perubahan direkodkan. Observation and inference: / Pemerhatian dan inferens: Observation / Pemerhatian Inference / Inferens (i) Iron(II) solution changes colour from pale green to brown . (ii) When sodium hydroxide solution is added to the solution until excess, a brown precipitate is formed. It is insoluble in excess sodium hydroxide solution. (i) Larutan ferum(II) berubah warna daripada hijau pucat kepada perang . (ii) Apabila larutan natrium hidroksida ditambahkan kepada larutan tersebut sehingga berlebihan, mendakan perang terbentuk. Ia tak larut dalam larutan natrium hidroksida berlebihan. (i) Iron(II) ions Fe2+ has changed to iron(III) ion, Fe3+ . (ii) The brown precipitate formed when tested with sodium hydroxide solution confirms the presence of iron(III) ion, Fe3+ . (i) Ion ferum(II), Fe2+ telah bertukar kepada ion ferum(III), Fe3+ . (ii) Warna mendakan perang yang terbentuk apabila diuji dengan larutan natrium hidroksida mengesahkan kehadiran ion ferum(III), Fe3+ . Identify substance that undergoes oxidation. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami pengoksidaan. Terangkan. Iron(II) sulphate undergoes oxidation. Iron(II) ions loses its electron to form iron(III) ion, Fe3+ . / Ferum(II) sulfat mengalami pengoksidaan. Ion ferum(II) kehilangan elektron untuk membentuk ion ferum(III), Fe3+ . Oxidation half equation: / Setengah persamaan pengoksidaan: Fe2+ Fe3+ + e– Identify substance that undergoes reduction. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami penurunan. Terangkan. Bromine water undergoes reduction. Bromine molecule gains electrons to form bromide ion, Br– . / Air bromin mengalami penurunan. Molekul bromin menerima elektron untuk membentuk ion bromida, Br– . Reduction half equation: / Setengah persamaan penurunan: Br2 + 2e– → 2Br–

MODULE • Chemistry FORM 5 17 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 Ionic equation Persamaan ion Br2 + 2Fe2+ → 2Fe3+ + 2Br– Conclusion Kesimpulan Bromine have oxidised iron(II) ion, Fe2+. Bromine is an oxidising agent. Iron(II) ion, Fe2+ has reduced bromine molecule. Iron(II) ion, Fe2+ is a reducing agent. / Bromin telah mengoksidakan ion ferum(II), Fe2+. Bromin adalah agen pengoksidaan . Ion ferum(II), Fe2+ telah menurunkan molekul bromin kepada ion bromida, Br– . Ion ferum(II) ialah agen penurunan . What are other oxidising agents that can replace bromine water to change iron(II) ion, Fe2+ to iron(III) ion, Fe3+? Apakah agen pengoksidaan lain yang boleh menggantikan air bromin untuk mengubah ion ferum(II), Fe2+ kepada ion ferum(III), Fe3+? Oxidising agent Agen pengoksidaan Half equation for reduction Setengah persamaan penurunan Chlorine water Air klorin Cl2 + 2e– → 2Cl– Acidified potassium manganate(VII) solution Larutan kalium manganat(VII) berasid MnO4 – + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O Acidified potassium dichromate(VI) solution Larutan kalium dikromat(VI) berasid Cr2O7 2– + 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H2O Hydrogen peroxide, H2O2 Hidrogen peroksida, H2O2 H2O2 + 2e– → 2OH– or in the presence of acid / atau dalam kehadiran asid H2O2 + 2e– + 2H+ → 2H2O How to write reduction half equation for acidified potassium manganate(VII) solution? Bagaimanakah cara untuk menulis setengah persamaan penurunan bagi larutan kalium manganat(VII) berasid? Step 1 Langkah 1 Write the formula of the reactant and products. / Tulis formula bagi bahan dan hasil tindak balas. MnO4 – + H+ → Mn2+ + H2O Step 2 Langkah 2 Balance the number of atoms on the left and right, calculate the total charge. / Seimbangkan bilangan atom di sebelah kiri dan kanan, hitung jumlah cas. MnO4 – + 8H+ → Mn2+ + 4H2O Left / Kiri Right / Kanan –1 + 8(+1) = +7 +2 (not balanced tidak seimbang) Step 3 Langkah 3 Balance the total charge by adding electrons, then calculate the total charge. / Seimbangkan jumlah cas dengan menambah elektron, kemudian hitung jumlah cas. MnO4 – + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O Left / Kiri Right / Kanan –1 + (+8) + (–5) = +2 +2 (balanced / seimbang) Show all the steps to write reduction half equation for acidified potassium dichromate(VI) solution. Tunjukkan semua cara untuk menulis setengah persamaan penurunan bagi larutan kalium dikromat(VI) berasid. Step 1 Langkah 1 Write the formula of the reactant and products. / Tulis formula bagi bahan dan hasil tindak balas. Cr2O7 2– + H+ → Cr3+ + H2O Step 2 Langkah 2 Balance the number of atoms on the left and right, calculate the total charge. / Seimbangkan bilangan atom di sebelah kiri dan kanan, hitung jumlah cas. Cr2O7 2– + 14H+ → 2Cr3+ + 7H2O Left / Kiri Right / Kanan –2 + 14(+1) = +12 +6 (not balanced tidak seimbang) Step 3 Langkah 3 Balance the total charge by adding electrons, calculate the total charge. / Seimbangkan jumlah cas dengan menambah elektron, kemudian hitung jumlah cas. Cr2O7 2– + 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H2O Left / Kiri Right / Kanan –2 + 14(+1) + (–6) = +6 +6 (balanced / seimbang) Changing of iron(III) ion, Fe3+ to iron(II) ion, Fe2+ / Perubahan ion ferum(III), Fe3+ kepada ion ferum(II), Fe2+ Can iron(III) ion be converted to iron(II) ion? Explain your answer based on redox reaction. Bolehkah ion ferum(III) diubah kepada ion ferum(II)? Terangkan jawapan anda berdasarkan tindak balas redoks. – Iron(III) ion can be changed to iron(II) ion. – Iron(III) ion receive electron to form iron(II). Iron(III) ion undergoes reduction. – Ion ferum(III) boleh diubah kepada ion ferum(II). – Ion ferum(III) menerima elektron untuk membentuk ferum(II). Ion ferum(III) mengalami penurunan. Reduction half equation: / Setengah persamaan penurunan: Fe3+ + e– → Fe2+ ⇒ Iron(III) ion is reduced. ⇒ Ion ferum(III) diturunkan. ⇒ Iron(III) ion is an oxidising agent. ⇒ Ion ferum(III) ialah agen pengoksidaan.

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 18 UNIT 1 Suggest the possible oxidising agent for the change of iron(III) ion to iron(II) ion. / Cadangkan agen pengoksidaan bagi perubahan ion ferum(III) kepada ion ferum(II). Zinc and magnesium Zink dan magnesium Procedure: / Prosedur: (i) 2 cm3 of iron(III) sulphate solution is poured in to a test tube. (ii) Half spatula of zinc powder is added into the solution. (iii) The mixture is shaken and warmed gently. (iv) The mixture is filtered. (v) Sodium hydroxide solution is added to the filtrate slowly until excess and the changes are recorded. Excess zinc powder Serbuk zink berlebihan Iron(III) sulphate Ferum(III) sulfat (i) 2 cm3 larutan ferum(III) sulfat dimasukkan ke dalam tabung uji. (ii) Separuh spatula serbuk zink ditambah ke dalam larutan. (iii) Campuran digoncangkan dan dipanaskan perlahan-lahan. (iv) Campuran tersebut dituras. (v) Larutan natrium hidroksida ditambah kepada hasil turasan perlahan-lahan sehingga berlebihan dan semua perubahan direkodkan. Observations and inference: / Pemerhatian dan inferens: Observation / Pemerhatian Inference / Inferens (i) Iron(III) solution changes colour from brown to pale green . (ii) Some zinc powder dissolved . (iii) When sodium hydroxide solution is added to the solution until excess, a green precipitate is formed. It is insoluble in excess sodium hydroxide solution. (i) Larutan ferum(III) berubah warna daripada perang kepada hijau pucat . (ii) Sedikit serbuk zink terlarut . (iii) Apabila larutan natrium hidroksida ditambahkan ke dalam larutan tersebut sehingga berlebihan, mendakan hijau terbentuk. Ia tidak larut dalam larutan natrium hidroksida berlebihan. (i) Iron(III) ions, Fe3+ has changed to iron(II) ion, Fe2+ . (ii) The green precipitate formed when tested with sodium hydroxide solution confirms the presence of iron(II) ion, Fe2+. (i) Ion ferum(III), Fe3+ telah bertukar kepada ion ferum(II), Fe2+ . (ii) Mendakan hijau yang terbentuk apabila diuji dengan larutan natrium hidroksida mengesahkan kehadiran ion ferum(II), Fe2+ . Identify substance that undergoes oxidation. Explain. / Kenal pasti bahan yang mengalami pengoksidaan. Terangkan. Zinc undergoes oxidation. Zinc atom loses electrons to form zinc ion, Zn2+. Zinc mengalami pengoksidaan. Atom zink kehilangan elektron untuk membentuk ion zink, Zn2+. Oxidation half equation: / Setengah persamaan pengoksidaan: Zn → Zn2+ + 2e– Identify substance that undergoes reduction. Explain. Kenal pasti bahan yang mengalami penurunan. Terangkan. Iron(III) sulphate undergoes reduction. Iron(III) ion , gains electron to form iron(II) ion, Fe2+ . Ferum(III) sulfat mengalami penurunan. Ion ferum(III) , menerima elektron untuk membentuk ion ferum(II), Fe2+ . Reduction half equation: / Setengah persamaan penurunan: Fe3+ + e– → Fe2+ Ionic equation Persamaan ion Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+ Conclusion Kesimpulan Zinc has reduced iron(III) ion, Fe3+. Zinc is a reducing agent. Iron(III) ion, Fe3+ has oxidised zinc. Iron(III) ion, Fe3+ is an oxidising agent. Zink telah menurunkan ion ferum(III), Fe3+. Zink ialah agen penurunan . Ion ferum(III), Fe3+ telah mengoksidakan zink. Ion ferum(III) ialah agen pengoksidaan .

MODULE • Chemistry FORM 5 19 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 1 The following is an equation that represents a redox reaction. Berikut adalah satu persamaan yang mewakili suatu tindak balas redoks. H2S(g/g) + 2Fe3+(aq/ak) 2Fe2+(aq/ak) + 2H+ (aq/ak) + S(s/p) For the given redox reaction: / Bagi tindak balas redoks yang diberikan: (a) Write half equation for / Tuliskan setengah persamaan bagi (i) oxidation: / pengoksidaan: H2S → 2H+ + S + 2e– (ii) reduction: / penurunan: Fe3+ + e– → Fe2+ (b) State the name of the substance that acts as / Nyatakan nama bahan yang bertindak sebagai (i) an oxidising agent: / agen pengoksidaan: Iron(III) ion / Ion ferum(III) (ii) a reducing agent: / agen penurunan: Hydrogen sulphide / Hidrogen sulfida (c) State the change in oxidation number of the / Nyatakan perubahan dalam nombor pengoksidaan bagi (i) oxidising agent: / agen pengoksidaam: Oxidation number of iron in iron(III) decreases from +3 to +2 Nombor pengoksidaan ferum dalam ferum(III) berkurang dari +3 kepada +2 (ii) reducing agent: / agen penurunan: Oxidation number of sulphur in hydrogen sulphide increases from –2 to 0 Nombor pengoksidaan sulfur dalam hidrogen sulfida bertambah dari –2 kepada 0. 2 The diagram below shows the set-up of apparatus to investigate the reactions that take place in test tubes X, Y and Z. Complete the following table to explain redox reactions in the three test tubes. Rajah di bawah menunjukkan susunan alat radas untuk mengkaji tindak balas yang berlaku dalam tabung uji X, Y dan Z. Lengkapkan jadual berikut untuk menghuraikan tindak balas redoks dalam ketiga-tiga tabung uji. Eksperimen Experiment X Y Z Copper plate Kepingan kuprum Silver nitrate solution Larutan argentum nitrat Acidified potassium manganate(VII) solution Larutan kalium manganat(VII) berasid Iron(II) sulphate solution Larutan ferum(II) sulfat Chlorine water Air klorin Potassium bromide solution Larutan kalium bromida Observation Pemerhatian Silver nitrate solution: Larutan argentum nitrat: Colourless to blue Tanpa warna kepada biru Copper plate: / Kepingan kuprum: Becomes thinner, shiny grey solid deposited / Menjadi lebih nipis, pepejal kelabu berkilat terenap Acidified potassium manganate(VII) solution: Laruan kalium manganat(VII) berasid: Purple to colourless Ungu kepada tanpa warna Iron(II) sulphate solution: Larutan ferum(II) sulfat: Pale green to brown Hijau pucat kepada perang Chlorine water: / Air klorin: Pale yellow to colourless Kuning pucat kepada tanpa warna Potassium bromide solution: Larutan kalium bromida: Colourless to brown Tanpa warna kepada perang Exercise / Latihan TP4 What are other reducing agents that can replace zinc to change iron(III) ion, Fe3+ to iron(II) ion, Fe2+? Apakah agen penurunan lain yang boleh menggantikan zink untuk mengubah ion ferum(III), Fe3+ kepada ion ferum(II), Fe2+? Reducing agent Agen penurunan Half equation for oxidation Setengah persamaan pengoksidaan Magnesium, Mg Magnesium, Mg Mg → Mg2+ + 2e– Sulphur dioxide, SO2 Sulfur dioksida, SO2 SO2 + 2H2O → SO4 2– + 4H+ + 2e– Hydrogen sulphide, H2S Hidrogen sulfida, H2S H2S → 2H+ + S + 2e– Sodium sulphite solution, Na2SO3 Larutan natrium sulfit, Na2SO3 SO3 2– + H2O → SO4 2– + 2H+ + 2e– TP1 TP1 TP2

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 20 UNIT 1 Oxidising agent Agen pengoksidaan Silver nitrate / Argentum nitrat Acidified potassium manganate(VII) Laruran kalium manganat(VII) Chlorine water / Air klorin Reducing agent Agen penurunan Copper / Kuprum Iron(II) sulphate Ferum(II) sulfat Potassium bromide Kalium bromida Oxidation half equation Setengah persamaan pengoksidaan Cu → Cu2+ + 2e– Fe2+ → Fe3+ + e– 2Br– → Br2 + 2e– Reduction half equation Setengah persamaan penurunan Ag+ + e– → Ag MnO4 – + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O Cl2 + 2e– → 2Cl– Ionic equation Persamaan ion Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag MnO4 – + 8H+ + 5Fe2+ → Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+ Cl2 + 2Br – → Br2 + 2Cl– Explain redox reaction in terms of transfer of electron Terangkan tindak balas redoks dari segi pemindahan elektron Copper atoms, Cu release electrons and are oxidised to copper(II) ions, Cu2+. Silver ions, Ag+ receive electrons and are reduced to silver atom, Ag. Atom kuprum, Cu melepaskan elektron dan teroksida kepada ion kuprum(II), Cu2+. Ion argentum, Ag+ menerima elektron dan mengalami penurunan kepada atom argentum, Ag. Iron(II) ions, Fe2+ release electrons and are oxidised to iron(III) ions, Fe3+. Manganate(VII) ions, MnO4 – receive electrons and are reduced to manganese(II) ions, Mn2+. Ion ferum(II), Fe2+ melepaskan elektron dan teroksida kepada ion ferum(III), Fe3+. Ion manganat(VII), MnO4 – menerima elektron dan mengalami penurunan kepada ion mangan(II), Mn2+. Bromide ions, Br– release electrons and are oxidised to bromine molecule, Br2. Chlorine molecule, Cl2 receive electrons and are reduced to chloride ions, Cl – . Ion bromida, Br – melepaskan elektron dan teroksida kepada molekul bromin, Br2. Molekul klorin, Cl2 menerima elektron dan mengalami penurunan kepada ion klorida, Cl– . Explain redox reaction in terms of change in oxidation number Terangkan tindak balas redoks dari segi perubahan nombor pengoksidaan Copper, Cu is oxidised as oxidation number of copper increases from 0 to +2 . Silver nitrate, AgNO3 is reduced as oxidation number of silver in silver nitrate decreases from +1 to 0 . Kuprum, Cu mengalami pengoksidaan kerana nombor pengoksidaannya meningkat daripada 0 kepada +2 . Argentum nitrat, AgNO3 mengalami penurunan kerana nombor pengoksidaan argentum dalam argentum nitrat berkurang daripada +1 kepada 0 . Iron(II) ion, Fe2+ is oxidised as oxidation number of iron in iron(II) ion increases from +2 to +3 . Manganate(VII) ion, MnO4 – is reduced as oxidation number of manganese in manganate(VII) ion decreases from +7 to +2 . Ion ferum(II), Fe2+ mengalami pengoksidaan kerana nombor pengoksidaan ferum dalam ion ferum(II) meningkat daripada +2 kepada +3 . Ion manganat(VII), MnO4 – mengalami penurunan kerana nombor pengoksidaan mangan dalam ion manganat(VII) berkurang daripada +7 kepada +2 . Bromide ion, Br – is oxidised as oxidation number of bromine in bromide ion increases from –1 to 0 . Chlorine molecule, Cl2 is reduced as oxidation number of chlorine in chlorine molecule, Cl2 decreases from 0 to –1 . Ion bromida, Br – teroksida kerana nombor pengoksidaan bromin dalam ion bromida meningkat daripada –1 kepada 0 . Molekul klorin, Cl2 mengalami penurunan kerana nombor pengoksidaan klorin dalam molekul klorin, Cl2 berkurang daripada 0 kepada –1 .

MODULE • Chemistry FORM 5 21 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 How can transfer of electron at a distance occur? Bagaimanakah pemindahan elektron pada suatu jarak boleh berlaku? Transfer of electron at a distance occurs when two solutions of reducing agent and oxidising agent are separated by an electrolyte in a U-tube. Pemindahan elektron pada satu jarak berlaku apabila dua larutan yang merupakan agen penurunan dan agen pengoksidaan dipisahkan oleh suatu elektrolit dalam tiub-U. Remark: / Catatan: The basic concepts needed for understanding the electron transfer at a distance will be studied in Voltaic Cell on page 32. / Konsep asas yang diperlukan untuk memahami pemindahan elektron pada satu jarak akan dipelajari dalam Sel Kimia pada muka surat 32. Redox Reaction in the Transfer of Electron at a Distance Tindak Balas Redoks dalam Pemindahan Elektron pada Satu Jarak LS / SP 1.1.1 To investigate electron transfer at a distance in a redox reaction. Untuk mengkaji pemindahan elektron pada suatu jarak dalam tindak balas redoks. G – + Positive terminal (Cathode) Terminal positif (Katod) Carbon electrode Elektrod karbon Sulphuric acid Asid sulfurik Negative terminal (Anode) Terminal negatif (Anod) Reducing agent (loses electron and undergoes oxidation ) Agen penurunan (kehilangan elektron dan mengalami pengoksidaan ) Oxidising agent (gains electron and undergoes reduction ) Agen pengoksidaan (menerima elektron dan mengalami penurunan ) Procedure: / Prosedur: (a) Fill the U-tube half-full with dilute sulphuric acid dan clamp it vertically. (b) Using dropper, fill one arm of U-tube with solution of a reducing agent and the other arm of U-tube with solution of an oxidising agent. (c) Dip the carbon electrodes into the solutions and connect to galvanometer using connecting wire as shown in the diagram. (d) Observe the galvanometer pointer and the colour changes of the solutions of oxidising agent and reducing agent. (a) Isi tiub-U dengan asid sulfurik cair hingga separuh penuh dan apitkan menegak. (b) Menggunakan penitis, isikan satu lengan tiub-U dengan larutan agen penurunan dan satu lengan tiub-U lagi dengan larutan agen pengoksidaan. (c) Celup elektrod karbon dalam kedua-dua larutan dan sambungkan kepada galvanometer menggunakan wayar penyambung seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas. (d) Perhatikan jarum galvanometer dan perubahan warna pada larutan agen pengoksidaan dan agen penurunan. How do you know that redox reaction occurs? Bagaimanakah anda tahu tindak balas redoks berlaku? Redox reaction occurs as a result of electrons flow through an external circuit or connecting wire . Tindak balas redoks berlaku disebabkan oleh pengaliran elektron melalui litar luar atau wayar penyambung . State the direction of electron flow. Nyatakan arah aliran elektron. Electrons flow from the reducing agent (loses electrons) to the oxidising agent (gains electrons) through the connecting wires and can be detected by a galvanometer . Elektron mengalir dari agen penurunan (kehilangan elektron) kepada agen pengoksidaan (menerima elektron) melalui wayar penyambung dan boleh dikesan oleh galvanometer . Which carbon electrode is negative terminal? Elektrod karbon yang manakah terminal negatif? Carbon electrode that is dipped in a reducing agent is known as the negative terminal (anode). Elektrod karbon yang dicelupkan dalam agen penurunan dikenali sebagai terminal negatif (anod). Which carbon electrode is positive terminal? Elektrod karbon yang manakah terminal positif? Carbon electrode that is dipped in an oxidising agent is known as the positive terminal (cathode). / Elektrod karbon yang dicelupkan dalam agen pengoksidaan dikenali sebagai terminal positif (katod). What is the function of sulphuric acid? / Apakah fungsi asid sulfurik? The electrolyte allows the movement of ions and completes the electrical circuit. Elektrolit membenarkan pergerakan ion-ion dan melengkapkan litar elektrik.

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 22 UNIT 1 Complete the table for the examples of common substances used as reducing agents. Lengkapkan jadual bagi contoh-contoh bahan yang biasa digunakan sebagai agen penurunan. TP4 Half equation for oxidation Setengah persamaan pengoksidaan Observation / Confirmatory test Pemerhatian / Ujian pengesahan Potassium iodide Kalium iodida 2I– → I2 + 2e– The colourless potassium iodide turns brown . When a few drops of starch solution are added, the solution changes colour from brown to dark blue . Larutan tanpa warna kalium iodida bertukar warna menjadi perang . Apabila beberapa titik larutan kanji ditambah, larutan berubah warna daripada perang kepada biru tua . Potassium bromide Kalium bromida 2Br – → Br2 + 2e– The colourless potassium bromide turns brown . The solution is added to 1 cm3 of trichloroethane. The mixture is shaken well. Trichloroethane layer at the bottom turns brown . Larutan tanpa warna kalium bromida bertukar warna menjadi perang . Larutan tersebut ditambahkan dengan 1 cm3 trikloroetana. Campuran digoncangkan. Lapisan trikloroetana yang berada di lapisan bawah bertukar warna menjadi perang . Iron(II) sulphate, iron(II) chloride Ferum(II) sulfat, ferum(II) klorida Fe2+→ Fe3+ + e– The pale green iron(II) sulphate solution turns brown . When sodium hydroxide solution is added to the mixture until excess, a brown precipitate is formed. It is insoluble in excess sodium hydroxide solution. Larutan hijau pucat ferum(II) sulfat bertukar menjadi perang . Apabila larutan natrium hidroksida ditambahkan kepada campuran sehingga berlebihan, mendakan perang terbentuk. Ia tak larut dalam larutan natrium hidroksida berlebihan. Remark: / Catatan: In a chemical cell or U-tube cell, the electrode that is dipped in the reducing agent becomes the negative terminal or anode because the agent loses electrons and undergoes oxidation. / Dalam sel kimia atau sel tiub-U, elektrod yang dicelupkan dalam agen penurunan menjadi terminal negatif atau anod kerana agen tersebut kehilangan elektron dan mengalami pengoksidaan. Complete the table for the examples of common substances used as oxidising agents. Lengkapkan jadual bagi contoh-contoh bahan yang biasa digunakan sebagai agen pengoksidaan. Half equation for reduction Setengah persamaan penurunan Observation / Confirmatory test Pemerhatian / Ujian pengesahan Acidified potassium manganate(VII) Kalium manganat(VII) berasid MnO4 – + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O The purple colour of acidified potassium manganate(VII) solution decolourises . / Warna ungu larutan kalium manganat(VII) berasid menjadi tanpa warna . Acidified potassium dichromate(VI) Kalium dikromat(VI) berasid Cr2O7 2– + 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H2O The orange colour of acidified potassium dichromate(VI) solution turns green . / Warna jingga larutan kalium dikromat(VI) berasid bertukar menjadi hijau . Chlorine water Air klorin Cl2 + 2e– → 2Cl– The pale yellow colour of chlorine water decolourises . Warna kuning pucat air klorin menjadi tanpa warna . Bromine water Air bromin Br2 + 2e– → 2Br – The brown colour of bromine water decolourises . Warna perang air bromin menjadi tanpa warna . Iron(III) sulphate, iron(III) chloride Ferum(III) sulfat, ferum(III) klorida Fe3+ + e– → Fe2+ The brown colour of iron(III) sulphate solution turns pale green . Sodium hydroxide solution is added to the mixture until excess. A green precipitate is formed. It is insoluble in excess sodium hydroxide solution. / Warna perang larutan ferum(III) sulfat bertukar menjadi hijau pucat . Larutan natrium hidroksida ditambahkan kepada campuran sehingga berlebihan. Mendakan hijau terbentuk. Ia tidak larut dalam larutan natrium hidroksida berlebihan. Remark: / Catatan: In a chemical cell or U-tube cell, the electrode that is dipped in an aqueous solution of an oxidising agent becomes the positive terminal or cathode because the agent gains electrons and undergoes reduction. / Dalam sel kimia atau sel tiub-U, elektrod yang dicelupkan dalam larutan akueus bagi agen pengoksidaan menjadi terminal positif atau katod kerana agen tersebut menerima elektron dan mengalami penurunan.

MODULE • Chemistry FORM 5 23 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 Complete the table below for the electron transfer at a distance / Lengkapkan jadual berikut untuk pemindahan elektron pada suatu jarak TP4 Reactants Bahan tindak balas Oxidising agents Agen pengoksidaan Reducing agents Agen penurunan Write the half equation for oxidation at negative terminal, observations and confirmatory test Tulis setengah persamaan pengoksidaan pada terminal negatif, pemerhatian dan ujian pengesahan Write the half equation for reduction at positive terminal, observations and confirmatory test Tulis setengah persamaan penurunan pada terminal positif, pemerhatian dan ujian pengesahan Write the ionic equation Tulis persamaan ion Draw the diagram for the set-up of apparatus and mark / Lukis rajah bagi susunan radas dan tandakan – the direction of electron flow arah pengaliran elektron – positive or negative terminal terminal positif atau negatif Iron(II) sulphate solution and bromine water Larutan ferum(II) sulfat dan air bromin Bromine water Air bromin Iron(II) sulphate Ferum(II) sulfat Fe2+ → Fe3+ + e– – The pale green iron(II) sulphate solution turns brown. Warna hijau pucat larutan ferum(II) sulfat bertukar menjadi perang. – Add sodium hydroxide solution to the mixture until excess. A brown precipitate is formed. It is insoluble in excess sodium hydroxide solution. Tambahkan larutan natrium hidroksida ke dalam campuran sehingga berlebihan. Mendakan perang terbentuk. Mendakan tersebut tidak terlarut dalam larutan natrium hidroksida berlebihan. Br2 + 2e– → 2Br – The brown colour of bromine water decolourises. Warna perang air bromin luntur 2Fe2+ + Br →2 2Fe3+ + 2Br – G – + FeSO2 (aq/ak) Br2 (aq/ak) Carbon electrode Elektrod karbon Dilute sulphuric acid Asid sulfurik cair Potassium iodide solution and acidified potassium manganate(VII) solution Larutan kalium iodida dan larutan kalium manganat(VII) berasid Acidified potassium manganate(VII) solution Larutan kalium manganat(VII) berasid Potassium iodide Kalium iodida 2I– → I2 + 2e– – Colourless solution turns brown. Add a few drops of starch solution. The solution changes colour from brown to dark blue. Larutan kalium iodida yang tidak berwarna bertukar menjadi perang. Tambah beberapa titik kanji. Warna larutan bertukar dari perang ke biru tua. MnO4 – + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H O2 The purple colour of acidified potassium manganate(VII) solution decolourises. Warna ungu larutan kalium manganat(VII) berasid luntur 10I– + 2MnO4 – + 16H+ → 5I2 + 2Mn2+ + 8H O2 G – + Kl (aq/ak) KMnO4 (aq/ak) Carbon electrode Elektrod karbon Dilute sulphuric acid / Asid sulfurik cair Iron(II) sulphate solution and acidified potassium dichromate(VI) solution Larutan ferum(II) sulfat dan larutan kalium dikromat(VI) berasid Acidified potassium dichromate(VI) solution Larutan kalium dikromat(VI) berasid Iron(II) sulphate Ferum(II) sulfat Fe2+ → Fe3+ + e– The pale green iron(II) sulphate solution turns brown. Add sodium hydroxide solution to the mixture until excess. A brown precipitate is formed. It is insoluble in excess sodium hydroxide solution. / Warna hijau pucat larutan ferum(II) sulfat bertukar menjadi perang. Tambahkan larutan natrium hidroksida ke dalam campuran sehingga berlebihan. Mendakan perang terbentuk. Mendakan tersebut tidak terlarut dalam larutan natrium hidroksida berlebihan. Cr O2 72– + 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H O2 The orange colour of acidified potassium dichromate(VI) solution turns green. Warna jingga larutan natrium dikromat(VI) berasid bertukar menjadi hijau. 6Fe2+ + Cr O2 72– + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H O2 G – + FeSO4 (aq/ak) K Cr 2 O2 2 (aq/ak) Carbon electrode Elektrod karbon Dilute sulphuric acid Asid sulfurik cair

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 24 UNIT 1 STANDARD ELECTRODE POTENTIAL KEUPAYAAN ELEKTROD PIAWAI 1.2 CS / SK 1.2 Describe The Standard Electrode Potential Memerihal Keupayaan Elektrod Piawai LS / SP 1.2.1 What is a half-cell? Apakah sel setengah? A half-cell is a metal dipped in a solution of its ion. Sel setengah adalah logam yang dicelup dalam larutan ionnya. What happens when metal M is dipped in a solution containing its ion? Apa berlaku apabila logam M dicelup dalam larutan yang mengandungi ionnya? When metal M is dipped in a solution of its ion, a half-cell of metal M is formed. Apabila logam M dicelup dalam larutan ionnya, sel setengah bagi logam M terbentuk. The diagram below shows a half-cell of metal M. Rajah di bawah menunjukkan sel setengah bagi logam M. Metal M Logam M Mn+ Mn+ Mn+ Mn+ Aqueous solution contains Mn+ ion Larutan akueus mengandungi ion Mn+ – When M metal is dipped in an aqueous solution containing Mn+ ions: (a) Metal atoms lose electrons to form metal ions and dissolve in the solution. This leaves electrons on the surface of the metal plate. (b) Ions in the solution accepting electrons from the metal plate and being deposited as metal atoms on the surface of the metal plate. (c) The ions are being reduced and the metal is being oxidised so that an equilibrium is achieved: Mn+(aq) + ne– M(s) – By convention, the equilibrium is written with the electrons on the left-hand side of the equation. – The equation is the half-cell equation and it is written in the form of reduction (metal ions receive electrons). – Apabila logam M dicelup dalam larutan akueus mengandungi ion Mn+: (a) Atom logam kehilangan elektron untuk membentuk ion logam dan larut dalam larutan itu. Ini meninggalkan elektron pada permukaan kepingan logam. (b) Ion di dalam larutan menerima elektron daripada kepingan logam untuk dienap sebagai atom logam pada permukaan kepingan logam. (c) Ion akan diturunkan dan logam akan dioksidakan supaya keseimbangan tercapai: Mn+(ak) + ne– M(p) – Secara konvensional, keseimbangan ditulis dengan elektron di sebelah kiri persamaan. – Persamaan ini adalah persamaan sel setengah dan ia ditulis dalam bentuk penurunan (ion-ion logam menerima elekton). Compare and explain redox equilibrium of half cells of copper and zinc metals. Banding dan terangkan keseimbangan redoks bagi sel setengah logam kuprum dan zink. TP4 Half-cell of copper metal / Sel setengah logam kuprum – Copper is less electropositive metal. The equilibrium lies further over to the right. Cu2+(aq) + 2e– Cu(s) – Copper(II) ions are therefore relatively easy to reduce. Copper(II) ions gain electrons easily to form copper atoms. – Kuprum adalah logam yang kurang elektropositif. Keseimbangan lebih cenderang ke sebelah kanan. Cu2+(ak) + 2e– Cu(p) – Oleh itu, ion kuprum(II) lebih mudah diturunkan. Ion kuprum(II) menerima elektron dengan mudah untuk membentuk atom kuprum. Copper plate Kepingan kuprum Copper(II) sulphate solution Larutan kuprum(II) sulfat Cu2+ Cu2+ Cu2+ Cu2+ e– e– e– e–

MODULE • Chemistry FORM 5 25 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 Half-cell of zinc metal / Sel setengah logam zink – Zinc is more electropositive metal. The equilibrium lies further over to the left. Zn2+(aq) + 2e– Zn(s) – Zinc ions are therefore relatively difficult to reduce. Zinc atoms release electrons easily to form zinc ions. – Zink adalah logam yang lebih elektropositif. Keseimbangan lebih cenderung ke sebelah kiri. Zn2+(ak) + 2e– Zn(p) – Oleh itu, ion zink sukar untuk diturunkan. Atom zink membebaskan elektron dengan mudah untuk membentuk ion zink. Remark: / Catatan: – More electrons accumulated on the zinc electrode than copper electrode as shown in the diagram. – If the zinc and copper plate are connected with connecting wire in a complete circuit, the electrons will flow from zinc to copper. – Banyak elektron terkumpul pada elektrod zink daripada elektrod kuprum seperti yang ditunjukkan dalam rajah. – Jika kepingan zink dan kuprum disambung pada wayar penyambung dalam litar lengkap, elektron-elektron akan mengalir dari zink ke kuprum. What is electrode potential? Apakah keupayaan elektrod? Electrode potential for the metal is the potential difference established when the equilibrium is reached between metal and metal ions solution. Keupayaan elektrod bagi logam adalah perbezaan keupayaan dihasilkan apabila keseimbangan dicapai antara logam dan larutan ion logam. How to measure electrode potential of a half-cell? Bagaimanakah cara untuk menghitung keupayaan elektrod bagi sel setengah? – The electrode potential cannot be measured directly. – To measure the standard electrode of a half-cell, the half-cell is connected to a standard electrode reference system. – The system used for reference is the standard hydrogen electrode. – Keupayaan elektrod tidak boleh diukur secara langsung. – Untuk mengukur elektrod piawai bagi sel setengah, sel setengah itu dihubungkan pada sistem rujukan elektrod piawai. – Sistem yang digunakan sebagai rujukan itu adalah elektron hidrogen piawai. Describe the standard hydrogen electrode. Huraikan elektron hidrogen piawai. The diagram below shows a half-cell of a standard hydrogen electrode. Rajah di bawah menunjukkan sel setengah bagi elektrod hidrogen piawai. Hydrogen gas at 1 atm Gas hidrogen pada 1 atm Platinum wire Wayar platinum Platinum electrode is coated with platinum oxide Elektrod platinum disadur dengan platinum oksida Acid solution containing 1.0 mol dm–3 H+ ion Larutan berasid mengandungi 1.0 mol dm–3 ion H+ (a) The standard hydrogen electrode consists of a platinum electrode dipped into an acidic solution containing 1.0 mol dm–3 H+ ion and hydrogen gas at 1 atm pressure bubbled into the solution. (b) The function of platinum oxide is to increase the surface area of the platinum, hence the equilibrium between H2 gas and H+ ions is achieved faster. (c) The platinum electrode is inert so it does not take part in the reaction. (d) When a half-cell of a standard hydrogen electrode connected to another half-cell, the value read on the voltmeter gives the standard electrode potential for that half-cell. (e) The half-equation for the hydrogen electrode can be written: 2H+(aq) + 2e– H2 or H+(aq) + e– 1 2 H2 (f) The standard electrode potential for hydrogen electrode: H+(aq) + e– 1 2 H2 E0 = 0.00 V Zinc plate Kepingan zink Zinc sulphate solution Larutan zink sulfat Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn e 2+ – e– e– e– e– e– e– Zn2+

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 26 UNIT 1 (a) Elektrod hidrogen piawai terdiri daripada elektrod platinum yang dicelup dalam larutan berasid mengandungi 1.0 mol dm–3 ion H+ dan gas hidrogen pada tekanan 1 atm yang dialirkan dalam larutan. (b) Fungsi platinum oksida adalah untuk meningkatkan luas permukaan platinum, maka keseimbangan antara gas H2 dan ion H+ dicapai dengan cepat. (c) Elektrod platinum adalah lengai. Oleh itu, ia tidak mengambil bahagian dalam tindak balas tersebut. (d) Apabila sel setengah bagi elektron hidrogen piawai disambung pada sel setengah yang lain, nilai bacaan pada voltmeter memberi keupayaan elektrod piawai bagi sel setengah tersebut. (e) Setengah persamaan bagi elektrod hidrogen boleh ditulis: 2H+(ak) + 2e– H2 atau H+(ak) + e– 1 2 H2 (f) Keupayaan elektrod piawai bagi elektrod hidrogen: H+(ak) + e– 1 2 H2 E0 = 0.00 V Remark: / Catatan: The stoichiometry of the half-equation does not affect to the value of E0 . The equation does not affect the tendency for the element to gain electrons. Stoikiometri bagi setengah persamaan tidak mempengaruhi nilai E0 . Persamaan itu tidak mempengaruhi kecenderungan unsur untuk menerima elektron. What is standard electrode potential, E0 for a half-cell? Apakah keupayaan elektrod piawai, E0 bagi sel setengah? – The standard electrode potential, E0 for a half-cell is the voltage measured under standard conditions with a standard hydrogen electrode as the other half-cell. – The standard conditions are: (i) concentration of ions 1.0 mol dm–3 (ii) any gases should be at a pressure of 1 atm (101 kPa) (iii) a temperature of 25°C (298 K) (iv) platinum is used as an inert electrode when the half-cells are not the metal electrodes – Keupayaan elektrod piawai, E0 bagi sel setengah adalah voltan yang diukur di bawah keadaan piawai bersama dengan elektrod hidrogen piawai sebagai sel setengah yang lain. – Keadaan piawai itu adalah: (i) kepekatan ion-ion adalah 1.0 mol dm–3 (ii) mana-mana gas mesti berada pada tekanan 1 atm (101 kPa) (iii) suhu pada 25°C (298 K) (iv) platinum digunakan sebagai elektrod lengai apabila sel setengah bukan elektrod logam. Remark: / Catatan: The voltage measured is affected by changes in the concentration of solutions, temperature and pressure of gases. Therefore, the standard electrode potential should be measured in the standard conditions. Voltan yang diukur dipengaruhi oleh perubahan dalam kepekatan larutan, suhu dan tekanan gas. Maka, keupayaan elektrod piawai mesti diukur dalam keadaan piawai. How to connect the half-cell to the standard hydrogen electrodes? Bagaimanakah cara untuk menyambungkan sel setengah pada elektrod hidrogen piawai? The two half-cells are connected together using: (a) Connecting wire to connect the electrode in each half-cell to a voltmeter. The electrons flow through this external circuit from the negative terminal to the positive terminal of the cells. (b) A salt bridge to complete the circuit and allowing the movement of ions between the two half-cells. A salt bridge does not allow the flow of electrons. A salt bridge can be made from a strip of filter paper soaked in of potassium nitrate solution. Dua sel setengah disambungkan bersama dengan menggunakan: (a) Wayar penyambung untuk menyambungkan elektrod pada setiap sel setengah kepada voltmeter. Elektron-elektron mengalir melalui litar luar dari terminal negatif ke terminal positif sel. (b) Titian garam untuk melengkapkan litar dan membenarkan pergerakan ion-ion di antara dua sel setengah. Titian garam tidak membenarkan pengaliran elektron-elektron. Titian garam boleh diperbuat daripada kepingan kertas turas yang direndam dalam larutan kalium nitrat. How to determine standard electrode potential, E0 of zinc half-cell? Explain the reaction occurring on the electrodes in terms of redox reaction. Bagaimanakah keupayaan elektrod piawai, E0 bagi sel setengah zink ditentukan? Terangkan tindak balas yang berlaku pada elektrod dari segi tindak balas redoks. The diagram below shows the apparatus set-up for determining the standard electrode potential of zinc. Rajah di bawah menunjukkan susunan radas bagi menentukan keupayaan elektrod piawai zink. Salt bridge Titian garam Zinc electrode Elektrod zink Zn2+(aq/ak) 1.0 mol dm–3 H2 gas at 1 atm Gas H2 pada 1 atm Platinum electrode Elektrod platinum H+(aq/ak) 1.0 mol dm–3 0.76 V

MODULE • Chemistry FORM 5 27 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 (a) The voltmeter reading is –0.76 V. – The standard electrode potential of hydrogen half-cell: H+(aq) + e– 1 2 H2 E0 = 0.00 V The standard electrode potential of Zn2+/Zn half-cell, E0 : Zn2+(aq) + 2e– Zn(s) E0 = –0.76 V – The E0 values show that Zn2+ ions are more difficult to reduce than H+ ions (the electrode potential of zinc half-cell is more negative). Zn2+ ions are difficult to gain electrons than H+ ions. (a) Bacaan voltmeter adalah –0.76 V. – Keupayaan elektrod piawai bagi sel setengah hidrogen: H+(ak) + e– 1 2 H2 E0 = 0.00 V – Keupayaan elektrod piawai bagi sel setengah Zn2+/Zn, E0 : Zn2+(ak) + 2e– Zn(p) E0 = –0.76 V – Nilai E0 menunjukkan ion Zn2+ lebih sukar untuk diturunkan daripada ion H+ (keupayaan elektrod bagi sel setengah zink lebih negatif). Ion Zn2+ sukar untuk menerima elektron berbanding ion H+. Determine oxidising agent and reducing agent based on the value of standard electrode potential / Menentukan agen pengoksidaan dan agen penurunan berdasarkan nilai keupayaan elektrod piawai LS / SP 1.2.2 How does the value of standard electrode potential, E0 related to redox reaction? Bagaimanakah nilai bagi keupayaan elektrod piawai, E0 berkait dengan tindak balas redoks? – Electrode potential values give an indication of how easy it is to reduce a substance. It is the measure of a tendency of a substance to receive or release electrons. – By convention, the electrode potential refers to the reduction reaction. Therefore, the electrons are always on the left-hand side of the half-equation. – The more positive or less negative the standard electrode potential, the easier it is to reduce the ions on the left. So, the ions on the left has high tendency to receive electrons and is good oxidising agent. – The more negative or less positive the standard electrode potential, the more difficult it is to reduce the ions on the left. So, the metal on the right has high tendency to release electrons and is a good reducing agent. – Nilai keupayaan elektrod piawai menerangkan bagaimana mudahnya sesuatu bahan diturunkan. Ia adalah pengukuran kecenderungan bahan untuk menerima atau membebaskan elektron. – Secara konvensional, keupayaan elektrod merujuk kepada tindak balas penurunan. Maka, elektron sentiasa berada di sebelah kiri bagi setengah persamaan. – Semakin positif atau kurang negatif keupayaan elektrod piawai, semakin mudah untuk menurunkan ion di sebelah kiri. Maka, ion di sebelah kiri mempunyai kecenderungan yang tinggi untuk menerima elektron dan adalah agen pengoksidaan yang baik. – Semakin negatif atau kurang positif keupayaan elektrod piawai, semakin sukar untuk menurunkan ion di sebelah kiri. Maka, logam di sebelah kanan mempunyai kecenderungan yang tinggi untuk membebaskan elektron dan adalah agen penurunan yang baik. Example: / Contoh: Electrode potential of Ag half-cell: Keupayaan elektrod sel setengah Ag: Ag+(aq/ak) + e– Ag(s/p) E0 = +0.80 V Electrode potential of Zn half-cell: Keupayaan elektrod sel setengah Zn: Zn2+(aq/ak) + 2e– Zn(s/p) E0 = –0.76 V Silver ions, Ag+ are therefore relatively easy to reduce . Silver ions, Ag+ gain electrons to form silver atoms: Ion argentum, Ag+ secara relatifnya mudah untuk diturunkan . Ion argentum, Ag+ menerima elektron untuk membentuk atom argentum: Ag+ + e– → Ag Zinc atoms, Zn are therefore easy to oxidise . Zinc atoms, Zn release electrons easily to form zinc ions, Zn2+: Atom zink, Zn dengan itu mudah untuk dioksidakan . Atom zink, membebaskan elektron untuk membentuk ion zink, Zn2+: Zn → Zn2+ + 2e– Silver ion, Ag+ is an oxidising agent. Ion argentum, Ag+ adalah agen pengoksidaan . Zinc, Zn is a reducing agent. Zink, Zn adalah agen penurunan

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 28 UNIT 1 Stronger oxidising agent Agen pengoksidaan kuat Stronger reducing agent Agen penurunan kuat Oxidising Agent Agen pengoksidaan Reducing Agent Agen penurunan As the value of E0 become more positive or less negative: Apabila nilai E0 semakin positif atau kurang negatif: (i) The tendency of the ions or molecule on the left to gain electrons increases. Kecenderungan ion atau molekul di sebelah kiri untuk menerima elektron meningkat. (ii) The atoms or molecules on the left are easily to be reduced. Atom atau molekul di sebelah kiri mudah untuk diturunkan. (iii) The strength of the ions or molecule on the left as an oxidising agent increases. Kekuatan ion atau molekul di sebelah kiri sebagai agen pengoksidaan meningkat. As the value of E0 become more negative or less positive: Apabila nilai E0 semakin negatif atau kurang positif: (i) The tendency of the atoms or ions on the right to release electrons increases. Kecenderungan atom atau ion di sebelah kanan untuk membebaskan elektron meningkat. (ii) The atoms or ions on the right are easily to be oxidised. Atom atau ion di sebelah kanan mudah untuk dioksidakan. (iii) The strength of the atom or ions on the right as a reducing agent increases. Kekuatan atom atau ion di sebelah kanan sebagai agen penurunan meningkat. Li+(aq/ak) +e– Li(s/p) E0 = –3.04 V K+(aq/ak) +e– K(s/p) E0 = –2.92 V Ca2+(aq/ak) +2e– Ca(s/p) E0 = –2.87 V Na+(aq/ak) +e– Na(s/p) E0 = –2.71 V Mg2+(aq/ak) +2e– Mg(s/p) E0 = –2.38 V Al3+(aq/ak) +3e– Al(s/p) E0 = –1.66 V Zn2+(aq/ak) +2e– Zn(s/p) E0 = –0.76 V Fe2+(aq/ak) +2e– Fe(s/p) E0 = –0.44 V Ni2+(aq/ak) +2e– Ni(s/p) E0 = –0.25 V Sn2+(aq/ak) +2e– Sn(s/p) E0 = –0.14 V Pb2+(aq/ak) +2e– Pb(s/p) E0 = –0.13 V 2H+(aq/ak) +2e– H2(g/g) E0 = 0.00 V Cu2+(aq/ak) +2e– Cu(s/p) E0 = +0.34 V O2(g) + 2H2O(l/ce) +4e– 4OH– (aq/ak) E0 = +0.40 V I2(s/p) +2e– 2I– (aq/ak) E0 = +0.54 V Fe3+(aq/ak) +e– Fe2+(aq/ak) E0 = +0.77 V Ag+(aq/ak) +e– Ag(s/p) E0 = +0.80 V Br2(l/ce) +2e– 2Br– (aq/ak) E0 = +1.07 V Cr2O7 2–(aq/ak) + 14H+(aq/ak) +6e– 2Cr3+(aq/ak) + 7H2O(l/ce) E0 = +1.33 V Cl2(g) +2e– 2Cl– (aq/ak) E0 = +1.36 V MnO4 – (aq/ak) + 8H+(aq/ak) +5e– Mn2+(aq/ak) + 4H2O(l/ce) E0 = +1.52 V H2O2(aq/ak) + 2H+(aq/ak) +2e– 2H2O(l/ce) E0 = +1.77 V S2O8 2–(aq/ak) +2e– 2SO8 2–(aq/ak) E0 = +2.01 V F2(g) +2e– 2F– (aq/ak) E0 = +2.87 V Weaker reducing agent Agen penurunan lemah Weaker oxidising agent Agen pengoksidaan lemah What is the relationship between the value of standard electrodes potential, E0 and the strength of a substance as an oxidising or reducing agent? Apakah hubungan antara nilai keupayaan elektrod piawai, E0 dengan kekuatan bahan sebagai agen pengoksidaan atau agen penurunan? Standard Electrode Potential Series Siri Keupayaan Elektrod Piawai

MODULE • Chemistry FORM 5 29 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 Exercise / Latihan Refer to the list of electrode potentials to answer the following questions: Rujuk senarai keupayaan elektrod untuk menjawab soalan-soalan berikut: TP2 Based on the list above: / Berdasarkan senarai di atas: (a) Which metal is the best reducing agent? Logam yang mana agen penurunan paling baik? Zinc, Zn / Zink, Zn (b) Which metal is the weakest reducing agent? Logam yang mana agen penurunan paling lemah? Silver, Ag / Argentum, Ag (c) Which metal ion is the most difficult to reduce? Ion logam mana yang paling sukar untuk diturunkan? Zinc ion, Zn2+ / Ion zink, Zn2+ (d) Which metal ion is the strongest oxidising agent? / Ion logam yang mana agen pengoksidaan paling kuat? Silver ion, Ag+ / Ion argentum, Ag+ (e) Which metal is the most electropositive? / Ion logam mana paling elektropositif? Zinc, Zn / Zink, Zn (f) Which metal ion is the easiest to reduce? / Ion logam mana paling mudah untuk diturunkan? Silver ion, Ag+ / Ion argentum, Ag+ Based on the value of standard electrode potential, E0 , explain the following: Berdasarkan nilai keupayaan elektrod, E0 , terangkan berikut: (a) Zinc can displace copper from copper(II) sulphate solution. Zink boleh menyesar kuprum dari larutan kuprum(II) sulfat. Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu List of half-cell equations with its E0 values listed in ascending order from most negative to most positive. Senarai persamaan sel setengah dengan nilai E0 dalam susunan menaik dari yang paling negatif ke paling positif. Cu2+(aq/ak) + 2e– Cu(s/p) E0 = +0.34 V Zn2+(aq/ak) + 2e– Zn(s/p) E0 = –0.76 V Stronger oxidising agent Agen pengoksidaan kuat Stronger reducing agent Agen penurunan kuat Reactant Bahan Reactant Bahan The E0 value for Cu2+ ion is more positive than E0 value for Zn2+ ion. Nilai E0 bagi ion Cu2+ lebih positif dari nilai E0 ion Zn2+. The E0 value for Zn is more negative than E0 value for Cu. Nilai E0 bagi Zn lebih negatif dari nilai E0 Cu. • Copper(II) ion, Cu2+ on the left is a stronger oxidising agent. / Ion kuprum(II), Cu2+ di sebelah kiri adalah agen pengoksidaan yang lebih kuat. • Copper(II) ion, Cu2+ undergoes reduction . Ion kuprum(II), Cu2+ mengalami penurunan . • Copper(II) ion, Cu2+ receives electrons to form copper atom. Ion kuprum, Cu2+ menerima elektron menghasilkan atom kuprum. Cu2+(aq/ak) + 2e– → Cu(s/p) • Zinc, on the right is a stronger reducing agent. Zink, di sebelah kanan adalah agen penurunan yang lebih kuat. • Zinc undergoes oxidation . Zink mengalami pengoksidaan . • Zinc atom, Zn releases electrons to form zinc ion, Zn2+. Atom zink, Zn melepaskan elektron menghasilkan ion zink, Zn2+. Zn(s/p) → Zn2+(aq/ak) + 2e– ⇒ Ionic equation: / Persamaan ion: Zn(s/p) + Cu2+(aq/ak) → Zn2+(aq/ak) + Cu(s/p) ⇒ Zinc can displace copper from copper(II) sulphate solution. Zink dapat menyesar kuprum daripada larutan kuprum(II) sulfat. Ag+(aq/ak) + e– Ag(s/p) E0 = +0.80 V Cu2+(aq/ak) + 2e– Cu(s/p) E0 = +0.34 V Pb2+(aq/ak) + 2e– Pb(s/p) E0 = –0.13 V Zn2+(aq/ak) + 2e– Zn(s/p) E0 = –0.76 V

MODULE • Chemistry FORM 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 30 UNIT 1 (b) Copper cannot displace zinc from zinc sulphate solution. Kuprum tidak boleh menyesar zink dari larutan zink sulfat. TP4 Cu + ZnSO4 → no reaction / tiada tindak balas List of half-cell equations with its E0 values are listed in ascending order from the most negative to the most positive. Senarai persamaan sel setengah dengan nilai E0 dalam susunan menaik dari yang paling negatif ke paling positif. Weaker reducing agent Agen penurunan lemah Zn2+(aq/ak) + 2e– Zn(s/p) E0 = –0.76 V Cu2+(aq/ak) + 2e– Cu(s/p) E0 = +0.34 V Weaker oxidising agent Agen pengoksidaan lemah Reactant Bahan Reactant Bahan The E0 value for Zn2+ ion is more negative than E0 value for Cu2+ ion. / Nilai E0 bagi ion Zn2+ lebih negatif dari nilai E0 ion Cu2+. The E0 value for Cu is more positive than E0 value for Zn. Nilai E0 bagi Cu lebih positif dari nilai E0 Zn. • Zinc ion, Zn2+ on the left is a weaker oxidising agent. Ion zink, Zn2+ di sebelah kiri adalah agen pengoksidaan . yang lebih lemah. • Zinc ion, Zn2+ is difficult to gain electron. Ion zink, Zn2+ sukar untuk menerima elektron. • Zinc ion, Zn2+ is not reduced. Ion zink, Zn2+ tidak diturunkan. • Copper atom on the right is a weaker reducing agent. Atom kuprum di sebelah kanan adalah agen penurunan yang lebih lemah. • Copper atom is difficult to release electron. Atom kuprum sukar untuk melepaskan elektron. • Copper atom is not oxidised. Atom kuprum tidak dioksidakan. ⇒ Reaction between zinc sulphate and copper does not occur because copper is a weaker reducing agent. Tindak balas antara zink sulfat dengan kuprum tidak berlaku kerana kuprum adalah agen penurunan yang lemah. Exercise: Latihan: (a) Will chlorine oxidise Fe2+ ions to Fe3+ ions? Explain your answer by referring to the standard electrode potential for chlorine and iron(II) ion. Adakah klorin akan mengoksidakan ion Fe2+ kepada ion Fe3+? Terangkan jawapan anda dengan merujuk kepada keupayaan elektrod piawai bagi ion klorin dan ferum(II). List of two half equations with the less positive E0 value first. Senarai dua setengah persamaan dengan nilai E0 yang kurang positif dahulu. CI2(g) + 2e– 2CI– (aq/ak) E0 = +1.36 V Fe3+(aq/ak) + e– Fe2+(aq/ak) E0 = +0.77 V Reactant / Bahan Reactant / Bahan (a) The E0 value for Fe2+ is less positive than E0 value for CI– ion. Iron(II) ion, Fe2+ is a stronger reducing agent. Iron(II) ion, Fe2+ undergoes oxidation . Iron(II) ion, Fe2+ releases electrons to form iron(III) ion, Fe3+. Nilai E0 bagi Fe2+ adalah kurang positif dari nilai E0 ion Cl– . Ion ferum(II), Fe2+ adalah agen penurunan yang lebih kuat. Ion ferum(II), Fe2+ mengalami pengoksidaan . Ion ferum(II), Fe2+ melepaskan elektron menghasilkan ion ferum(III), Fe3+. Fe2+(aq/ak) → Fe3+(aq/ak) + e– (b) The E0 value for CI2 is more positive than E0 value for Fe3+ ions. Chlorine molecule, CI2 is a stronger oxidising agent. Chlorine molecule, Cl2 undergoes reduction . Chlorine molecule, Cl2 receives electrons to form chloride ion, Cl– . Nilai E0 bagi Cl2 lebih positif daripada nilai E0 ion Fe3+. Molekul klorin, CI2 adalah agen pengoksidaan yang lebih kuat. Molekul klorin, Cl2 mengalami penurunan . Molekul klorin, Cl2 menerima elektron menghasilkan ion klorida, Cl– . CI2(aq/ak) + 2e– → CI(aq/ak) ⇒ Ionic equation: / Persamaan ion: Cl2(g) + 2Fe2+(aq/ak) → 2Cl– (aq/ak) + 2Fe3+(aq/ak) ⇒ Chlorine has oxidised iron(II) ion, Fe2+ to iron(III) ion, Fe3+. Klorin telah mengoksidakan ion ferum(II), Fe2+ kepada ion ferum(III), Fe3+.

MODULE • Chemistry FORM 5 31 © Nilam Publication Sdn. Bhd. UNIT 1 (b) Will iodine oxidise Fe2+ ions to Fe3+ ions? Explain your answer by referring to the standard electrode potential for iodine and iron(II) ion. Adakah iodin akan mengoksidakan ion Fe2+ kepada ion Fe3+? Terangkan jawapan anda dengan merujuk kepada keupayaan elektrod piawai bagi ion iodin dan ferum(II). List of two half equations with the less positive E0 value first. Senarai dua setengah persamaan dengan nilai E0 yang kurang positif dahulu. Fe3+(aq/ak) + e– Fe2+(aq/ak) E0 = +0.77 V I2 (s/p) + 2e– 2I– (aq/ak) E0 = +0.54 V Reactant / Bahan Reactant / Bahan (a) The E0 value for I2 is less positive than E0 value for Fe3+ ion. Iodine molecule, I2 on the left is a weaker oxidising agent. Iodine molecule, I2 is difficult to gain electron. Iodine molecule, I2 is not reduced. / Nilai E0 bagi I2 kurang positif dari nilai E0 ion Fe3+. Molekul iodin, I2 di sebelah kiri adalah agen pengoksidaan . yang lebih lemah. Molekul iodin, I2 sukar untuk menerima elektron. Molekul iodin, I2 tidak diturunkan. (b) The E0 value for Fe2+ is more positive than E0 value for I– ion. Iron(II) ion, Fe2+ on the right is a weaker reducing agent. Iron(II) ion, Fe2+ is difficult to release electron. Iron(II) ion, Fe2+ is not oxidised. / Nilai E0 bagi Fe2+ lebih positif dari nilai E0 ion l – . Ion ferum(II), Fe2+ di sebelah kanan adalah agen penurunan . yang lebih lemah. Ion ferum(II), Fe2+ sukar untuk melepaskan elektron. Ion ferum(II), Fe2+ tidak dioksidakan. ⇒ Reaction between iodine and iron(II) ion, does not occur because iodine molecule, I2 is a weaker oxidising agent. / Tindak balas antara ion iodin dan ferum(II) tidak berlaku kerana molekul iodin, I2 adalah agen pengoksidaan yang lemah . 1 The table shows a standard electrode potential, E0 for Cu, Fe and Pb. Jadual menunjukkan keupayaan elektrod piawai, E0 bagi Cu, Fe dan Pb. Half-cell reaction / Tindak balas sel setengah E0 /V Cu2+(aq/ak) + 2e– Cu(s/p) +0.34 Fe2+(aq/ak) + 2e– Fe(s/p) –0.44 Pb2+(aq/ak) + 2e– Pb(s/p) –0.13 (i) Which of these three metals forms ions most readily? Yang manakah antara tiga logam ini yang paling mudah membentuk ion? Iron, Fe / Ferum, Fe (ii) Which of these equilibrium lies furthest to the right? Yang manakah antara keseimbangan ini yang paling cenderung ke sebelah kanan? Cu2+(aq/ak) + 2e– Cu(s/p) (iii) Which of these ions would be the easiest to convert to metal? Yang manakah ion yang paling senang ditukarkan menjadi logam? Copper(II) ion, Cu2+ / Ion kuprum(II), Cu2+ (iv) Arrange metals of Cu, Fe and Pb in descending order of electropositivity. Susun logam Cu, Fe dan Pb dalam urutan elektropositiviti menurun. Fe, Pb, Cu TP3 TP2 TP2 TP1 Exercise / Latihan TAHAP PENGUASAAN (TP) Menguasai Belum menguasai TP2 Memahami tindak balas redoks serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut dengan contoh. TP3 Mengaplikasikan pengetahuan mengenai tindak balas redoks untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah.

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 32 VOLTAIC CELL SEL KIMIA 1.3 CS / SK 1.3 Explain Redox Reaction in Voltaic Cells Through Experiment Menerangkan Tindak Balas Redoks dalam Sel Kimia melalui Eksperimen LS / SP 1.3.1 What is a simple voltaic cell? Apakah sel kimia? – A cell made up of two different metals which are dipped in an electrolyte and connected by an external circuit . Sel yang terdiri daripada dua logam berlainan dicelup dalam elektrolit dan disambung dengan litar luar . – It is a cell that produces electrical energy when chemical reactions occur in it. Sel yang menghasilkan tenaga elektrik apabila berlaku tindak balas kimia di dalamnya. What is the energy change in a simple voltaic cell? Apakah perubahan tenaga dalam sel kimia? Energy change in voltaic cell is from chemical energy to electrical energy . Perubahan tenaga dalam sel kimia ialah dari tenaga kimia kepada tenaga elektrik . How to determine the negative terminal and positive terminal of voltaic cell? Bagaimanakah terminal negatif dan terminal positif sel kimia ditentukan? (a) A metal with more negative or less positive standard potential electrode, E0 become the negative terminal or anode. Negative terminal or anode is an electrode in which oxidation occur. Logam yang mempunyai keupayaan elektrod piawai, E0 lebih negatif atau kurang positif menjadi terminal negatif atau anod. Terminal negatif atau anod adalah elektrod yang berlakunya pengoksidaan. (b) A metal with more positive or less negative standard potential electrode, E0 become the positive terminal or cathode. Positive terminal or cathode is an electrode in which reduction occur. Logam yang mempunyai keupayaan elektrod piawai, E0 lebih positif atau kurang negatif menjadi terminal positif atau katod. Terminal positif atau katod adalah elektrod yang berlakunya penurunan. Set up of apparatus of simple voltaic cell (showing that a chemical reaction in a simple voltaic cell produces electricity). Susunan radas sel kimia (menunjukkan tindak balas kimia dalam sel kimia menghasilkan tenaga elektrik). Electrical current produced is detected by the voltmeter (Chemical energy ➝ Electrical energy) Arus elektrik yang terhasil dikesan oleh voltmeter (Tenaga kimia ➝ Tenaga elektrik) Negative terminal: Terminal negatif : • Metal with more negative or less positive E0 value Logam dengan nilai E0 yang lebih negatif atau kurang positif. • Metal atom will release electrons that will flow through the external circuit. Metal atom becomes metal ion (becomes thinner). Atom logam akan melepaskan elektron yang akan mengalir di litar luar. Atom logam menjadi ion logam (semakin nipis). Positive terminal: Terminal positif : • Metal with more positive or less negative E0 value Logam dengan nilai E0 yang lebih positif atau kurang negatif. • The electrons that flow from the external circuit are received by the positive ion in the electrolyte through this terminal. Elektron yang akan mengalir dari litar luar diterima oleh ion positif dalam elektrolit melalui terminal ini. _ + V e– e– Remark: / Catatan: – Metal atom from negative terminal releases electrons to form metal ions – the electrode become thinner. Atom logam daripada terminal negatif melepaskan elektron untuk membentuk ion logam – elektrod menipis. – Electrons flow through positive terminal, electrons are received by the cations in the electrolyte. Elektron mengalir melalui terminal positif, elektron diterima oleh kation dalam elektrolit. – If hydrogen ions receive electrons, bubbles are released at the negative terminal. Jika ion hidrogen menerima elektron, gelembung gas dibebaskan di terminal negatif. – If metal ions receive electrons, the solid metal deposited at the positive terminal. Jika ion logam menerima elektron, pepejal logam terenap di terminal positif.

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 33 © Nilam Publication Sdn. Bhd. Explain redox reaction in chemical cell. / Terangkan tindak balas redoks dalam sel kimia. • The metal with a more negative or less positive standard electrode potential value, E0 becomes the negative terminal or anode. The metal atom releases electrons and undergoes oxidation . / Logam yang mempunyai keupayaan elektrod piawai, E0 lebih negatif atau kurang positif menjadi terminal negatif atau anod. Atom logam membebaskan elektron dan mengalami pengoksidaan . • The metal with a more positive or less negative standard electrode potential value, E0 becomes the positive terminal or cathode. The ion in the electrolyte that is selected for discharge in the solution undergoes reduction . / Logam yang mempunyai keupayaan elektrod piawai, E0 lebih positif atau kurang negatif menjadi terminal positif . atau katod. Ion di dalam elektrolit yang dipilih untuk dinyahcas di dalam larutan mengalami penurunan . Negative Terminal or Anode Terminal Negatif atau Anod – Metal with more negative or less positive E0 value – Oxidation occur – Logam dengan nilai E0 yang lebih negatif atau kurang positif – Pengoksidaan berlaku Positive Terminal or Cathode Terminal Positif atau Katod – Metal with more positive or less negative E0 value – Reduction occur – Logam dengan nilai E0 yang lebih positif atau kurang negatif – Penurunan berlaku Electrons flow from negative terminal (anode) to positive terminal (cathode) Elektron mengalir dari terminal negatif (anod) ke terminal positif (katod) Current flows from positive terminal (cathode) to negative terminal (anode) Arus mengalir dari terminal positif (katod) ke terminal negatif (anod) Explain how redox reaction occur when copper and magnesium electrodes are dipped in copper(II) solution. Terangkan bagaimana tindak balas redoks berlaku apabila elektrod kuprum dan magnesium dicelup dalam larutan kuprum(II). The diagram below shows a set-up of apparatus for simple voltaic cell. Rajah di bawah menunjukkan susunan radas bagi sel ringkas. Magnesium Magnesium Copper(II) sulphate solution Larutan kuprum(II) sulfat Copper Kuprum V e– e– For the simple voltaic cell above, the two relevant half-equations are: Bagi sel ringkas di atas, dua setengah persamaan yang berkaitan: Mg2+(aq/ak) + 2e– Mg(s/p) E0 = –2.38 V Cu2+(aq/ak) + 2e– Cu(s/p) E0 = +0.34 V (a) Magnesium electrode is a negative terminal or anode because standard electrode potential value of magnesium (E0 = –2.38 V) is more negative than E0 for copper . – Magnesium is a strong reducing agent. – Magnesium atom releases electrons to form magnesium ion, Mg2+. Magnesium is oxidised. – Half equation: Mg Mg2+ + 2e– . – Magnesium electrode becomes thinner . – Electrons flow through external circuit to the copper electrode. (b) Copper electrode is a positive terminal or cathode because standard electrode potential value, E0 of copper (E0 = +0.34 V) is more positive than magnesium . – Electrons from magnesium flow through external circuit to copper electrode. – Copper(II) ion is a strong oxidising agent. – Copper(II) ion in the electrolyte receives electron to form copper atom. Copper(II) ion is reduced. – Half equation: Cu2+ + 2e– Cu . – Brown solid is deposited on the surface of copper electrode.

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 34 (c) The concentration of copper(II) sulphate decreases because copper(II) ions discharged to copper atom at the positive terminal. The intensity of blue colour of copper(II) sulphate decreases. (d) If the magnesium metal is replaced with a zinc metal, the voltage reading decreases because standard electrode potential value, E0 of zinc is less negative than magnesium (zinc nearer to copper in the electrochemical series). (a) Elektrod magnesium adalah terminal negatif atau anod kerana nilai keupayaan elektrod piawai bagi magnesium (E0 = –2.38 V) adalah lebih negatif daripada E0 kuprum . – Magnesium adalah agen penurunan yang kuat. – Atom magnesium membebaskan elektron untuk membentuk ion magnesium, Mg2+. Magnesium dioksidakan. – Setengah persamaan : Mg Mg2+ + 2e– . – Elektrod magnesium menjadi nipis . – Elektron mengalir melalui litar luar ke elektrod kuprum . (b) Elektrod kuprum adalah terminal positif atau katod kerana keupayaan elektrod piawai, E0 bagi kuprum (E0 = +0.34 V) adalah lebih positif daripada magnesium . – Elektron dari magnesium mengalir melalui litar luar ke elektrod kuprum. – Ion kuprum(II) adalah agen pengoksidaan yang kuat. – Ion kuprum(II) dalam elektrolit menerima elektron untuk membentuk atom kuprum. Ion kuprum(II) diturunkan. – Setengah persamaan : Cu2+ + 2e– Cu . – Pepejal perang terenap di permukaan elektrod kuprum. (c) Kepekatan larutan kuprum(II) sulfat berkurang kerana ion kuprum(II) dinyahcaskan kepada atom kuprum. Keamatan warna biru larutan kuprum(II) sulfat berkurang. (d) Jika logam magnesium digantikan dengan logam zink, bacaan voltan akan berkurang kerana nilai keupayaan elektrod piawai, E0 bagi zink adalah kurang negatif daripada magnesium (zink lebih dekat dengan kuprum dalam Siri Elektrokimia). What is Daniel cell? Apakah sel Daniel? (a) It is an example of voltaic cell which consists of zinc electrode dipped in zinc sulphate solution, copper electrode dipped in copper(II) sulphate solution and connected by a salt bridge or porous pot. Merupakan satu contoh sel kimia yang terdiri daripada elektrod zink yang dicelup ke dalam larutan zink sulfat, elektrod kuprum dicelupkan ke dalam larutan kuprum(II) sulfat dan dihubungkan dengan titian garam atau pasu berliang. Zinc Zink Copper Kuprum Zinc sulphate solution Larutan zink sulfat Copper(II) sulphate solution Larutan kuprum(II) sulfat Sulphuric acid Asid sulfurik Copper Kuprum Zinc / Zink Zinc sulphate solution Larutan zink sulfat Porous pot Pasu berliang Copper(II) sulphate solution Larutan kuprum(II) sulfat (b) The function of porous pot or salt bridge is to allow the movement of ions through it so that the electric circuit is completed. / Fungsi pasu berliang atau titian garam adalah untuk membenarkan ion-ion bergerak melaluinya dan melengkapkan litar. What is cell notation? Apa itu notasi sel? Cell notation is a shorthand method of describing a voltaic cell. Notasi sel adalah kaedah ringkas dalam menghuraikan sel kimia. How to write chemical cell notation? Bagaimana untuk menulis notasi sel kimia? Steps to write cell notation: / Langkah untuk menulis notasi sel: (i) The anode and cathode of the half-cells are separated by two lines, which represent a salt bridge. (ii) The anode is placed on the left and the cathode is placed on the right. (iii) Every solid (electrode) and aqueous states (electrolyte) within each half-cell are separated by a single line. (i) Anod dan katod bagi sel setengah dipisahkan oleh dua garisan, yang mewakili titian garam. (ii) Anod diletakkan di sebelah kiri dan katod diletakkan di sebelah kanan. (iii) Setiap pepejal (elektrod) dan larutan akueus (elektrolit) berada dalam lingkungan setiap sel setengah yang dipisahkan dengan garisan tunggal. Electrode (s) | Electrolyte (aq) || Electrolyte (aq) | Electrode (s) Elektrod (p) | Elektrolit (ak) Elektrolit (ak) | Elektrod (p) Salt bridge / Titian garam Anode(Negative terminal) Anod (Terminal negatif) Cathode (Positive terminal) Katod (Terminal positif)

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 35 © Nilam Publication Sdn. Bhd. Write cell notation for Daniel cell. / Tulis notasi sel bagi sel Daniel. Cell notation for Daniel cell: / Notasi sel bagi sel Daniel: Zn(s/p) | ZnSO4 (aq/ak) || CuSO4(aq/ak) | Cu(s/p) Explain redox reaction that occur in Daniel cell. Terangkan tindak balas redoks yang berlaku dalam sel Daniel. Zinc / Zink Copper / Kuprum Cu2+ Zn2+ e– Sulphuric acid / Asid sulfurik Zinc sulphate solution Larutan zink sulfat e– Copper(II) sulphate solution Larutan kuprum(II) sulfat (a) Zinc electrode is a negative terminal (anode) because the standard electrode potential value of zinc is more negative than E0 for copper . Zinc is a reducing agent. Elektrod zink adalah terminal negatif (anod) kerana nilai keupayaan elektrod piawai bagi zink adalah lebih negatif daripada E0 kuprum . Zink adalah agen penurunan . – Zinc atom releases electron to form zinc ion, Zn2+. Zinc is oxidised . Atom zink membebaskan elektron untuk membentuk ion zink, Zn2+. Zink dioksidakan . – Half equation: / Setengah persamaan : Zn Zn2+ + 2e– . – Zinc electrode becomes thinner . / Elektrod zink menjadi nipis . – Electron flows through external circuit to the copper electrode. Elektron mengalir melalui litar luar ke elektrod kuprum . (b) Copper electrode is a positive terminal because the standard electrode potential value of copper is more positive than E0 for zinc . Copper(II) ion is an oxidising agent. Elektrod kuprum adalah terminal positif kerana nilai keupayaan elektrod piawai bagi kuprum adalah lebih positif daripada E0 zink . Ion kuprum(II) adalah agen pengoksidaan . – Electrons from zinc electrode flow through external circuit to copper electrode. Elektron dari elektrod zink mengalir melalui litar luar ke elektrod kuprum. – Copper(II) ion in the electrolyte receives electron to form copper atom. Copper(II) ion is reduced . / Ion kuprum(II) dalam elektrolit menerima elektron untuk membentuk atom kuprum. Ion kuprum(II) diturunkan . – Half equation: / Setengah persamaan : Cu2+ + 2e– Cu . – Brown solid is deposited on the surface of copper electrode. Pepejal perang terenap di permukaan elektrod kuprum. (c) The concentration of copper(II) sulphate solution decreases because copper(II) ions are discharged to copper atoms. The intensity of blue colour of copper(II) sulphate decreases. / Kepekatan larutan kuprum(II) sulfat berkurang kerana ion kuprum(II) telah dinyahcaskan kepada atom kuprum. Keamatan warna biru larutan kuprum(II) sulfat berkurang. (d) If zinc metal is replaced with a magnesium metal and zinc sulphate solution is replaced with magnesium sulphate solution, the voltage reading increases because the difference in electrode potential value of magnesium and copper is larger. Jika logam zink digantikan dengan logam magnesium dan larutan zink sulfat digantikan dengan larutan magnesium sulfat, bacaan voltan bertambah kerana perbezaan nilai elektrod piawai bagi magnesium dan kuprum yang lebih besar. How to calculate the voltage of voltaic cell, E0 cell? Bagaimana untuk menghitung voltan bagi sel kimia, E0 sel? TP3 Voltage of voltaic cell, E0 cell can be calculated with the following formula: Voltan bagi sel kimia, E0 sel boleh dihitung dengan menggunakan formula: E0 cell = E0 (positive terminal) – E0 (negative terminal) or E0 cell = E0 (cathode) – E0 (anode) E0 sel = E0 (terminal positif) – E0 (terminal negatif) atau E0 sel = E0 (katod) – E0 (anod) Remark: / Catatan: E0 for half-cell at the negative terminal (anode) is more negative or less positive. E0 for half-cell at the positive terminal (cathode) is more positive or less negative. E0 bagi sel setengah pada terminal negatif (anod) lebih negatif atau kurang positif. E0 bagi sel setengah pada terminal positif (katod) lebih positif atau kurang negatif.

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 36 Calculate cell voltage of Daniel cell, E0 cell. Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu. Hitung sel voltan bagi sel Daniel, E0 sel. Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu. Cu2+(aq/ak) + 2e– Cu(s/p) E0 = +0.34 V E0 cell / sel = E0 (cathode / katod) – E0 (anode / anod) Zn2+(aq/ak) + 2e– Zn(s/p) E0 = –0.76 Negative terminal (anode) / Terminal negatif (anod) Positive terminal (cathode) / Terminal positif (katod) E0 +1.00 +0.20 +0.60 –0.20 –0.80 +0.80 0.00 –0.60 +0.40 –0.40 –1.00 E0 cell / sel = (+0.34 V) – (–0.76 V) = +1.10 V Calculate voltage for the cells, E0 cell from the cell notation. Hitung voltan sel, E0 sel dari notasi sel. Remark: / Catatan: Use the Standard Electrode Potential Series on page 28 to calculate the cell voltage. Gunakan Siri Keupayaan Elektrod Piawai pada muka surat 28 untuk menghitung sel voltan. (a) Ni(s/p) | Ni2+(aq/ak) || Sn4+(aq/ak), Sn2+(aq/ak) | Pt(s/p) Anode(positive terminal) Anod (terminal positif) Cathode (negative terminal) Katod (terminal negatif) E0 cell / sel = E0 (cathode / katod) – E0 (anode / anod) E0 cell / sel = +0.14 V – (–0.25 V) E0 cell / sel = +0.39 V E0 cell / sel = E0 (cathode / katod) – E0 (anode / anod) E0 cell / sel = +0.80 V – (+0.54 V) E0 cell / sel = +0.26 V E0 cell / sel = E0 (cathode / katod) – E0 (anode / anod) E0 cell / sel = +0.80 V – (+0.77 V) E0 cell / sel = +0.03 V E0 cell / sel = E0 (cathode / katod) – E0 (anode / anod) E0 cell / sel = +1.36 V – (+1.07 V) E0 cell / sel = +0.29 V (b) Pt(s/p) | I– (aq/ak), I2(s/p) || Ag+(aq/ak) | Ag(s/p) (c) Pt(s/p) | Fe2+(aq/ak), Fe3+(aq/ak) || Ag+(aq/ak) | Ag(s/p) (d) Pt(s/p) | Br– (aq/ak), Br2(l/ce) || CI2(g), CI– (aq/ak) | Pt(s/p) Plan an experiment to determine the potential differences of different pairs of metal. Rancang eksperimen untuk menentukan beza keupayaan bagi pasangan logam yang berbeza. To determine the potential difference (voltage) of voltaic cell using different pairs of metal Untuk menentukan beza keupayaan (voltan) bagi sel kimia menggunakan pasangan logam yang berbeza (a) Problem statement: How does different pair of metals dipped into electrolyte affect the voltage of the voltaic cell? Pernyataan masalah: Bagaimanakah pasangan logam yang berbeza dicelup dalam elektrolit mempengaruhi nilai voltan sel kimia? (b) Manipulated variable: Metal paired with copper Responding variable: Voltmeter readings Constant variable: Volume and concentration of electrolyte, copper plate Pemboleh ubah dimanipulasikan: Logam yang dipasangkan dengan kuprum Pemboleh ubah bergerak balas: Bacaan voltmeter Pemboleh ubah dimalarkan: Isi padu dan kepekatan elektrolit, kepingan kuprum (c) Hypothesis: Metal paired with copper with a greater difference of standard electrode potential value will produce greater voltage reading. Hipotesis: Logam yang dipasangkan dengan kuprum dengan perbezaan nilai keupayaan elektrod piawai yang besar akan menghasilkan nilai voltan yang lebih besar. (d) Materials: Magnesium ribbon, aluminium plate, zinc plate, iron plate, copper plate, 1.0 mol dm–3 copper(II) sulphate solution Bahan: Pita magnesium, kepingan aluminium, kepingan zink, kepingan ferum, kepingan kuprum, larutan kuprum(II) sulfat 1.0 mol dm–3 Apparatus: Connecting wires with crocodile clips, beaker, sandpaper, and voltmeter Radas: Wayar penyambung dengan klip buaya, bikar, kertas pasir dan voltmeter Copper Kuprum Copper(II) sulphate solution Larutan kuprum(II) sulfat Magnesium Magnesium V (e) Procedure: 1 Clean all metals with sandpaper. 2 Fill a beaker with copper(II) sulphate solution until it is two-thirds full. 3 Dip the magnesium ribbon and copper plate into copper(II) sulphate solution. 4 Both metals are connected to a voltmeter using connecting wires. 5 Record the reading of voltmeter and negative terminal of the cell. 6 Repeat steps 1 to 5 using other metals as shown in the table to replace magnesium ribbon.

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 37 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 1 The diagram below shows the apparatus set up to measure the voltage of cell, E0 cell of a chemical cell. Rajah di bawah menunjukkan susunan radas untuk mengukur voltan sel, E0 sel bagi sel kimia. Manganese(II) sulphate Mangan(II) sulfat Nickel(II) sulphate Nikel(II) sulfat Manganese Mangan Nickel Nikel Potassium chloride Kalium klorida V The substances used for the cell: Nickel plate, manganese plate, 1 mol dm–3 of nickel(II) sulphate solution, 1 mol dm–3 of manganese(II) sulphate solution and potassium chloride solution. / Bahan yang digunakan bagi sel: Kepingan nikel, kepingan mangan, 1 mol dm–3 larutan nikel(II) sulfat, 1 mol dm–3 larutan mangan(II) sulfat dan larutan kalium klorida. For the chemical cell above, the two relevant half-equations are: Bagi sel kimia di atas, dua setengah persamaan yang berkaitan: Mn2+(aq/ak) + 2e– Mn(s/p) E0 = –1.18 V Ni2+(aq/ak) + 2e – Ni(s/p) E0 = –0.25 V (a) (i) Label the diagram above with the substances provided. / Label rajah di atas dengan bahan yang disediakan. (ii) Complete the diagram so that the circuit is complete. Show the direction of electron flow in the diagram above. Lengkapkan rajah supaya litar menjadi lengkap. Tunjukkan arah elektron mengalir di dalam rajah di atas. (b) Write the cell notation for the cell. / Tulis notasi sel bagi sel ini. Mn(s/p) | Mn2+(aq/ak) || Ni2+(aq/ak) | Ni(s/p) Prosedur: 1 Bersihkan semua logam dengan kertas pasir. 2 Isikan bikar dengan larutan kuprum(II) sulfat sehingga dua per tiga penuh. 3 Celupkan pita magnesium dan kepingan kuprum ke dalam larutan kuprum(II) sulfat. 4 Kedua-dua logam disambung kepada voltmeter menggunakan wayar penyambung. 5 Catatkan bacaan voltmeter. 6 Langkah 1 hingga 5 diulang dengan menggantikan pita magnesium dengan logam lain seperti ditunjukkan di dalam jadual. (f) Tabulation of data / Penjadualan data Pair of electrodes Pasangan elektrod Voltmeter reading (V) Bacaan voltmeter (V) Negative terminal Terminal negatif Magnesium and copper / Magnesium dan kuprum Aluminium and copper / Aluminium dan kuprum Zinc and copper / Zink dan kuprum Iron and copper / Besi dan kuprum TP3 TP2 Exercise / Latihan TAHAP PENGUASAAN (TP) Menguasai Belum menguasai TP1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas mengenai konsep pengoksidaan dan penurunan. TP2 Memahami tindak balas redoks serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut dengan contoh. TP3 Mengaplikasikan pengetahuan mengenai tindak balas redoks untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah.

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 38 (c) Calculate the voltage of cell, E0 cell. / Hitung voltan bagi sel, E0 sel. E0 cell / sel = E0 (cathode / katod) – E0 (anode / anod) E0 cell / sel = –0.25 V – (–1.18 V) E0 cell / sel = +0.93 V (d) State in which cell oxidation occur. Explain. / Nyatakan di mana pengoksidaan berlaku. Terangkan. Manganese is oxidised. Manganese electrode is a negative terminal (anode) because the standard electrode potential value of manganese is more negative . Manganese atom releases electrons to form manganese(II) ion . Mangan dioksidakan. Elektrod mangan adalah terminal negatif (anod) kerana nilai keupayaan elektrod bagi mangan adalah lebih negatif . Atom mangan membebaskan elektron untuk membentuk ion mangan(II) . Oxidation half equation: / Setengah persamaan pengoksidaan: Mn(s/p) → Mn2+(aq/ak) + 2e– (e) Which substance is the reducing agent? / Bahan manakah adalah agen penurunan? Manganese is the reducing agent. Manganese atom releases electrons to nickel(II) ion . Mangan adalah agen penurunan. Atom mangan membebaskan elektron kepada ion nikel(II) . Reduction half equation: / Setengah persamaan penurunan: Ni2+(aq/ak) + 2e– → Ni(s/p) (f) Write the ionic equation for the cell. / Tulis persamaan ion bagi sel ini. Mn(s/p) + Ni2+(aq/ak) → Mn2+(aq/ak) + Ni(s/p) (g) What is the function of potassium chloride solution? / Apakah fungsi larutan kalium klorida? As a salt bridge to complete the circuit and allow the flow of ions through it. Sebagai titian garam untuk melengkapkan litar dan membenarkan ion-ion melaluinya. ELECTROLYTIC CELL SEL ELEKTROLISIS CS / SK 1.4 1.4 Describe Electrolysis Menghurai Elektrolisis LS / SP 1.4.1 What is conductor? Apakah konduktor? Element that can conduct electricity in solid or molten state without any chemical changes , normally metals and carbon. / Unsur yang boleh mengkonduksi arus elektrik dalam keadaan pepejal atau leburan tanpa perubahan kimia , biasanya logam dan karbon. What are electrolytes? Apakah elektrolit? Compounds that can conduct electricity in *molten state or *aqueous solution and undergo chemical changes . Sebatian yang boleh mengkonduksikan arus elektrik dalam keadaan *lebur atau *akueus serta mengalami perubahan kimia . What are non-electrolytes substances? / Apakah bahan bukan elektrolit? Compounds that cannot conduct electricity in solid, molten and aqueous solution. Sebatian yang tidak boleh mengkonduksikan arus elektrik dalam keadaan pepejal, lebur dan larutan akueus. What is electrolysis? Apakah elektrolisis? Electrolysis is a process whereby an electrolyte is decomposed to its constituent elements when electric current passes through it. / Elektrolisis ialah proses penguraian elektrolit kepada unsur juzuknya apabila arus elektrik dialirkan melaluinya. TP3 TP2 TP2 TP1 TP1

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 39 © Nilam Publication Sdn. Bhd. Compare conductor and electrolyte. Bandingkan konduktor dan elektrolit. Conductor Konduktor Electrolyte Elektrolit Type of substance is element Example: Metal and graphite Jenis bahan adalah unsur Contoh: Logam dan grafit Type of substance is compound Example: Ionic compound such as sodium hydroxide, acid and alkali Jenis bahan adalah sebatian Contoh: Sebatian ionik seperti natrium klorida, asid dan alkali Can conduct electricity in solid and molten state / Boleh mengkonduksi elektrik dalam keadaan pepejal dan leburan Can conduct electricity in molten and aqueous state Boleh mengkonduksi elektrik dalam keadaan leburan dan akueus The presence of delocalised electrons that are able to move freely / Kehadiran elektron dinyahsetempat yang boleh bergerak secara bebas The presence of free moving ions Kehadiran ion-ion yang bebas bergerak No chemical changes Tiada perubahan kimia Undergoes chemical changes Melalui perubahan kimia Electrical conductivity decreases as temperature increases / Kekonduksian elektrik berkurang apabila suhu meningkat Electrical conductivity increases as temperature increases / Kekonduksian elektrik meningkat apabila suhu meningkat Compare electrolyte and non-electrolyte. Bandingkan elektrolit dan bukan elektrolit. Electrolyte Elekrolit Non-electrolyte Bukan elektrolit – Aqueous solution of ionic compound such as copper(II) sulphate solution and sodium chloride solution. – Aqueous solution of *acid or alkali such as hydrochloric acid (HCl) and ammonia solution (NH3). – Molten ionic compounds such as molten lead(II) bromide, molten sodium chloride and molten aluminum oxide. – Larutan akueus bagi sebatian ionik seperti larutan kuprum(II) sulfat dan larutan natrium klorida. – Larutan akueus *asid atau alkali seperti larutan asid hidroklorik (HCI) dan ammonia (NH3). – Leburan sebatian ionik seperti leburan plumbum(II) bromida, leburan natrium klorida dan leburan aluminium oksida. Molten covalent compound such as naphthalene, molten sulphur and liquid bromine. Leburan sebatian kovalen seperti naftalena, leburan sulfur dan cecair bromin. – Cannot conduct electricity when in solid form but is able to conduct electricity when in molten or aqueous form. – In solid form, the ions are not free to move . – In molten or aqueous state, the ions are free to move to be attracted to the anode or cathode. – Tidak boleh mengkonduksi elektrik apabila dalam keadaan pepejal tapi boleh mengkonduksi elektrik dalam keadaan leburan atau akueus . – Dalam keadaan pepejal, ion tidak bebas untuk bergerak . – Dalam keadaan leburan atau akueus, ion bebas untuk bergerak dan tertarik kepada anod atau katod. – Cannot conduct electricity in molten and aqueous form. – Covalent compound is made up of neutral molecules . – No free moving ions in molten or aqueous state. – Tidak boleh mengkonduksi elektrik dalam larutan leburan dan akueus . – Sebatian kovalen dibuat daripada molekul-molekul neutral . – Tiada ion-ion yang bebas bergerak dalam keadaan leburan atau akueus.

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 40 What is electrolytic cell? Apakah sel elektrolisis? An electrolytic cell is a set up of apparatus that contains two electrodes which are dipped in an electrolyte and produce a chemical reaction when connected to a battery (source of electricity). / Sel elektrolisis adalah susunan radas yang terdiri daripada dua elektrod yang dicelup ke dalam elektrolit menghasilkan tindak balas kimia apabila disambungkan kepada bateri (sumber arus elektrik). The set up of typical electrolytic cell Susunan bagi sel elektrolisis yang biasa e e e e Cathode / Katod (Electrode / Elektrod ) Anode / Anod (Electrode / Elektrod ) e– e– anions / anion e– electrons / elektron cations / kation Important terminology: / Terminologi penting: 1 Electrode: / Elektrod: – Conductor which is dipped into electrolyte which carries electric current in and out of electrolyte. Konduktor yang dicelup dalam elektrolit yang mengalirkan arus elektrik ke dalam dan keluar daripada elektrolit. 2 Cathode: / Katod: – An electrode that is connected to the negative terminal of the battery. (Negatively charged electrode) / Elektrod yang disambung kepada terminal negatif bateri. (Elektrod bercas negatif) 3 Cations: / Kation: – Positive ions which are attracted and move to the negatively charged electrode, cathode . / Ion positif akan tertarik dan bergerak ke arah elektrod katod yang bercas negatif . 4 Anode: / Anod: – An electrode that is connected to the positive terminal of the battery. (Positively charged electrode) / Elektrod yang disambung kepada terminal positif bateri. (Elektrod bercas positif) 5 Anions: / Anion: – Negative ions which are attracted and move to the positively charged electrode, anode . / Ion negatif akan tertarik dan bergerak ke arah elektrod anod yang bercas positif . Explain redox reaction in electrolysis process. Terangkan tindak balas redoks dalam proses elektrolisis. (a) The anions release electrons to the surface of anode and become neutral atoms or molecule. The anions are discharged at the anode. The anions are oxidised . (b) Electrons flow from the anode to the cathode through the connecting wire in the external circuit . (c) The cations receive electrons at the surface of cathode and become neutral atoms or molecules. The cations are discharged at the cathode. The anions are reduced . (d) Electrolyte decomposed to its constituent elements. (a) Anion membebaskan elektron ke permukaan anod dan menjadi atom atau molekul neutral. Anion dinyahcaskan di anod. Anion dioksidakan . (b) Elektron mengalir dari anod ke katod melalui wayar penyambung dalam litar luar . (c) Kation menerima elektron pada permukaan katod dan menjadi atom atau molekul neutral. Kation dinyahcaskan di katod. Anion diturunkan . (d) Elektrolit terurai kepada unsur-unsur juzuknya. Remark: / Catatan: Electricity is conducted in electrolytic cell by: / Elektrik dikonduksi dalam sel elektrolisis dengan: (i) Free moving anion and cation in the electrolyte. / Anion dan kation yang bebas bergerak dalam elektrolit. (ii) Flow of electrons in the connecting wire. / Aliran elektron dalam wayar penyambung. Explain the energy change in electrolysis. Terangkan perubahan tenaga dalam elektrolisis. The stages in electrolysis process are: / Peringkat dalam proses elektrolisis: – Electrons flow through the external circuit. / Elektron mengalir melalui litar luar. – Chemical changes occur at the anode and cathode. / Perubahan kimia berlaku di anod dan katod. Energy change in electrolysis: / Perubahan tenaga dalam elektrolisis: – Electric Energy to Chemical Energy / Tenaga Elektrik kepada Tenaga Kimia

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 41 © Nilam Publication Sdn. Bhd. Formation of Free Moving Ions in the Electrolyte Pembentukan Ion Bergerak Bebas dalam Elektrolit LS / SP 1.4.1 What is ionisation equation? Apakah persamaan pengionan? It is an equation to determine the ions present in molten or aqueous electrolyte. Persamaan yang menunjukkan ion yang hadir dalam elektrolit sama ada dalam keadaan leburan atau akueus. Example of ionisation of molten electrolyte (a compound that is heated until it melts). Contoh pengionan elektrolit dalam keadaan leburan (sebatian yang dipanaskan hingga lebur). (i) Molten sodium chloride: / Natrium klorida lebur: NaCl(s/p) Na+(l/ce) + Cl– (l/ce) (ii) Molten lead(II) bromide: / Plumbum(II) bromida lebur: PbBr2(s/p) Pb2+(l/ce) + 2Br– (l/ce) (iii) Molten sodium oxide: / Natrium oksida lebur: Na2O(s/p) 2Na+(l/ce) + O2–(l/ce) (iv) Molten aluminium oxide: / Aluminium oksida lebur: Al2O3(s/p) 2Al3+(l/ce) + 3O2–(l/ce) Example of the ionisation on an aqueous electrolyte (a compound that is dissolved in water): Contoh pengionan elektrolit dalam keadaan akueus (sebatian yang dilarutkan dalam air): (i) Sodium chloride solution: NaCl(aq/ak) Na+(aq/ak) + Cl– (aq/ak) Larutan natrium klorida: H2O 2H+(aq/ak) + OH– (aq/ak) (ii) Copper(II) sulphate solution: CuSO4(aq/ak) Cu2+ + SO4 2– Larutan kuprum(II) sulfat: H2O 2H+ + OH– (iii) Sulphuric acid: H2SO4(aq/ak) 2H+ + SO4 2– Asid sulfurik: H2O 2H+ + OH– Reactions at the Electrodes Tindak Balas di Elektrod LS / SP 1.4.1 Define discharged of cation or anion. Takrifkan nyahcas bagi kation atau anion. The process of cation gaining electron at the cathode or anion losing electrons at the anode. Proses bagi kation menerima elektron di katod atau anion hilang elektron di anod. (a) A cation is discharged when it receives electrons at the cathode. Kation dinyahcaskan apabila menerima elektron di katod. (b) An anion is discharged when it releases electrons at the anode. Anion dinyahcaskan apabila melepaskan elektron di anod. (c) When ions are discharged, they become neutral atoms or molecules . Apabila ion dinyahcaskan, ianya akan menjadi atom atau molekul yang neutral. Remark: / Catatan: The process of discharging results in the: / Proses nyahcas menghasilkan: – Conduction of electricity by the electrolyte. / Pengkonduksian elektrik oleh elektrolit. – Decomposition of electrolyte into its component elements. / Penguraian elektrolit kepada komponen unsurnya. Example of electrolytic cell. Contoh sel elektrolisis. A A A A A A Electrodes Elektrod Electrodes Elektrod Electrolyte Elektrolit Electrolyte Elektrolit Electrolyte Elektrolit Electrode Elektrod Electrode Elektrod Heat Panaskan Electrolysis of aqueous electrolyte (Gas is released) Elektrolisis elektrolit dalam bentuk akueus (Gas dibebaskan) Electrolysis of aqueous electrolyte (No gas released) Elektrolisis elektrolit dalam bentuk akueus (Tiada gas dibebaskan) Electrolysis of molten electrolyte Elektrolisis elektrolit lebur (i) (ii) (iii)

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 42 What is half equation? / Apakah setengah persamaan ? The equation representing reaction that take place at the anode and cathode involve ions and electrons. Persamaan yang mewakili tindak balas yang berlaku di anod dan katod melibatkan ion dan elektron. – Half equation at the anode: Anions or metal atoms release electrons to produce neutral atom or molecules. Setengah persamaan di anod: Anion atau atom logam melepaskan elektron untuk menghasilkan atom atau molekul neutral. Xn– X + ne– – Half equation at the cathode: Cations receive electrons to produce neutral atom or molecule. Setengah persamaan di katod: Kation menerima elektron untuk menghasilkan atom atau molekul neutral. Ym+ + me– Y Example 1: Chloride ions release electrons to form chlorine molecule at anode. Contoh 1: Ion klorida melepaskan elektron untuk membentuk molekul klorin di anod. Step 1 Langkah 1 Write the formula of the reactant and products Tulis formula bagi bahan dan hasil tindak balas CI– CI2 Step 2 Langkah 2 Balance the number of atoms on the left and right, calculate the total charge Imbangkan bilangan atom di kiri dan kanan, hitung jumlah cas 2CI– CI2 Left / Kiri Right / Kanan 2(–1) = –2 0 (not balanced / tidak seimbang) Step 3 Langkah 3 Balance the total charge by adding electrons, calculate the total charge Imbangkan jumlah cas dengan menambahkan elektron, hitung jumlah cas 2CI– CI2 + 2e– Left / Kiri Right / Kanan 2(–1) = –2 0 + 2(–1)= –2 (balanced / seimbang) Example 2: Hydrogen ions receive electrons to form hydrogen molecule at the cathode. Contoh 2: Ion hidrogen menerima elektron untuk membentuk molekul hidrogen di katod. Step 1 Langkah 1 Write the formula of the reactant and products Tulis formula bagi bahan dan hasil tindak balas H+ H2 Step 2 Langkah 2 Balance the number of atoms on the left and right, calculate the total charge Imbangkan bilangan atom di kiri dan kanan, hitung jumlah cas 2H+ H2 Left / Kiri Right / Kanan 2(+1) = +2 0 (not balanced / tidak seimbang) Step 3 Langkah 3 Balance the total charge by adding electrons, calculate the total charge Imbangkan jumlah cas dengan menambahkan elektron, hitung jumlah cas 2H+ + 2e– H2 Left / Kiri Right / Kanan +2 + 2(–1) = 0 0 (balanced / seimbang) 1 What are the common half equation at the anode? (anion or metal atom releases electrons) Apakah persamaan yang biasa di anod? (anion atau atom logam membebaskan elektron) (a) 4OH– 2H2O + O2 + 4e– Four hydroxide ions release four electrons to form two water molecules and one oxygen molecule . Empat ion hidroksida melepaskan empat elektron membentuk dua molekul air dan satu molekul oksigen. (b) 2Cl– Cl2 + 2e– Two chloride ions release two electrons to form one chlorine molecule . Dua ion klorida melepaskan dua elektron membentuk satu molekul klorin. (c) 2Br– Br2 + 2e– Two bromide ions release two electrons to form one bromine molecule . Dua ion bromida melepaskan dua elektron membentuk satu molekul bromin. Exercise / Latihan

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 43 © Nilam Publication Sdn. Bhd. Electrolysis of Molten Electrolyte Elektrolisis Elektrolit Lebur LS / SP 1.4.2 1 Aim : To investigate the electrolysis of molten lead(II) bromide Tujuan : Mengkaji elektrolisis plumbum(II) bromida lebur 2 Apparatus: Battery, switch, carbon electrodes, connecting wires, ammeter, crucible, tripod stand, pipe-clay triangle, Radas : Bunsen burner. / Bateri, suis, elektrod karbon, wayar penyambung, ammeter, mangkuk pijar, segi tiga tanah liat, penunu Bunsen. 3 Material : Lead(II) bromide powder Bahan : Serbuk plumbum(II) bromida (d) Cu Cu2+ + 2e– Copper atom releases two electrons to form copper(II) ion . Atom kuprum melepaskan dua elektron membentuk ion kuprum(II) . (e) Ag Ag+ + e– Silver atom releases one electron to form silver ion . Atom argentum melepaskan satu elektron membentuk ion argentum . 2 What are the common half equation at the cathode? Apakah setengah persamaan yang biasa di katod? (a) 2H+ + 2e– H2 Two hydrogen ions receive two electrons to form one hydrogen molecule . Dua ion hidrogen menerima dua elektron membentuk satu molekul hidrogen. (b) Cu2+ + 2e– Cu Copper(II) ion receives two electrons to form one copper atom . Ion kuprum(II) menerima dua elektron membentuk satu atom kuprum. (c) Ag+ + e– Ag Silver ion receives one electron to form one silver atom . Ion argentum menerima satu elektron membentuk satu atom argentum. 3 Write the equation of discharge of ion: Tuliskan persamaan nyahcas ion: (a) Lead(II) ion to lead atom: / Ion plumbum(II) kepada atom plumbum: Pb2+ + 2e– Pb (b) Silver ion to silver atom: / Ion argentum kepada atom argentum: Ag++ e– Ag (c) Iodide ion to iodine molecule: / Ion iodida kepada molekul iodin: 2I– I2 + 2e–

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 44 4 Procedure: / Prosedur: (a) A crucible is filled with lead(II) bromide powder until it is half full. (b) Two carbon electrodes are placed into lead(II) bromide and connected to the batteries and ammeter using connecting wire as shown in the diagram. (c) Lead(II) bromide powder is then heated until it melts. (d) The observations at the anode and the cathode are recorded. (e) Both electrodes are taken out from the electrolyte and the molten lead(II) bromide are poured out of crucible carefully to observe the product at cathode. (a) Mangkuk pijar diisi dengan serbuk plumbum(II) bromida hingga separuh penuh. (b) Dua elektrod karbon dimasukkan ke dalam serbuk plumbum(II) bromida dan disambung kepada bateri dan ammeter menggunakan wayar penyambung seperti yang ditunjukkan dalam rajah. (c) Plumbum(II) bromida dipanaskan hingga lebur. (d) Pemerhatian di anod dan katod direkodkan. (e) Kedua-dua elektrod dikeluarkan dari elektrolit dan dituangkan keluar dengan berhati-hati dan perhatikan hasil yang terbentuk pada katod. 5 Observation: / Pemerhatian: Electrode / Elektrod Observation / Pemerhatian Anode / Anod Brown gas is released. Gas perang dibebaskan. Cathode / Katod A shiny grey globule is formed at the bottom of cathode. Titisan kelabu berkilat terbentuk di bahagian bawah katod. Lead(II) bromide Plumbum(II) bromida Bulb Mentol Heat Panaskan Explain electrolysis of molten lead(II) bromide / Terangkan elektrolisis plumbum(II) bromida lebur TP3 Draw a labelled diagram for the set up of apparatus and by using arrows to show the movement of particles that occur in lead(II) bromide and the direction of electron flow in the external circuit. Lukiskan rajah berlabel susunan radas dengan menggunakan anak panah untuk menunjukkan pergerakan zarah yang berlaku dalam plumbum(II) bromida dan arah aliran elektron dalam litar luar. Carbon electrodes Elektrod karbon Lead(II) bromide Plumbum(II) bromida Heat Panaskan List all the ions present in molten lead(II) bromide. Senaraikan semua ion yang ada dalam plumbum(II) bromida lebur. The ions present are lead(II) ions, Pb2+ and bromide ions, Br– Ion yang hadir adalah ion plumbum(II), Pb2+ dan ion bromida, Br– Explain redox reaction in the electrolysis of molten lead(II) bromide. Terangkan tindak balas redoks dalam elektrolisis plumbum(II) bromida lebur. (a) At the anode: / Di anod: – Bromide ion, Br– move to the anode. Ion bromida, Br– bergerak ke arah anod. – Bromide ion, Br– releases one electron to form bromine atom at the anode. Bromide ions are oxidised. Ion bromida, Br– membebaskan satu elektron untuk membentuk atom bromin di anod. Ion bromida dioksidakan. – Two bromine atoms combine to form bromine molecule. Dua atom bromin bergabung untuk membentuk molekul bromin. – Half equation: / Setengah persamaan : 2Br– Br2 + 2e– – Brown gas is released. Gas perang dibebaskan. (b) At the cathode: / Di katod: – Lead(II) ions, Pb2+ move to the cathode. Ion plumbum(II), Pb2+ bergerak ke arah katod. – Lead(II) ions, Pb2+ receive two electrons to form lead atom at the cathode. Ion plumbum(II), Pb2+ menerima dua elektron untuk membentuk atom plumbum di katod. – Half equation: / Setengah persamaan : Pb2+ + 2e– Pb – Shiny grey solid is formed. Pepejal kelabu berkilat terbentuk.

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 45 © Nilam Publication Sdn. Bhd. How many types of cations and anions usually present in an aqueous solution? / Berapa jenis kation dan anion yang biasanya terdapat dalam suatu larutan akueus? Two types of cations and two types of anions. Dua jenis kation dan dua jenis anion. State the sources of these ions. Nyatakan sumber ion-ion ini. – A cation and an anion from the dissolved substance. Satu kation dan satu anion daripada bahan terlarut. – Hydrogen(H+) ions and hydroxide(OH– ) ions from water. Ion hidrogen(H+) dan ion hidroksida(OH– ) daripada air. Remark: / Catatan: Water is a weak electrolyte that partially ionises to H+ and OH– ions. Air ialah elektrolit lemah yang mengion separa kepada ion H+ dan OH– . Example: Contoh: Solution Larutan Ions from dissolved substance Ion daripada bahan terlarut Ions from water Ion daripada air Dilute potassium iodide solution Larutan kalium iodida cair K+, I– H+, OH– Concentrated sodium chloride Natrium klorida pekat Na+, Cl– H+, OH– Copper(II) sulphate solution Larutan kuprum(II) sulfat Cu2+, SO4 2– H+, OH– Concentrated hydrochloric acid Asid hidroklorik pekat H+, Cl– H+, OH– What is selective discharge? Apakah pemilihan nyahcas? When more than one type of ion are attracted towards the electrodes during electrolysis, only one type of ion is selected to be discharged at each electrode. Apabila lebih dari satu jenis ion tertarik kepada elektrod semasa elektrolisis, hanya satu jenis ion yang dipilih untuk dinyahcas pada setiap elektrod. 1 The selection of ion for discharge depends on three factors: Pemilihan ion untuk nyahcas bergantung pada tiga faktor: (a) The value of standard electrode potential, E0 (normally in dilute solution and inert electrode). Nilai keupayaan elektrod piawai, E0 (biasanya dalam larutan cair dan elektrod lengai). (b) The concentration of electrolyte (normally in concentrated solution and inert electrode). Kepekatan elektrolit (biasanya dalam larutan pekat dan elektrod lengai). (c) The types of electrode (when metal as electrode is used). Jenis elektrod (apabila elektrod logam digunakan). Factors affecting the selective discharge of ions Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan nyahcas ion Factors that Affect the Electrolysis of an Aqueous Solution Faktor-faktor yang Mempengaruhi Elektrolisis Larutan Akueus LS / SP 1.4.3

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 46 Experiments To Determine The Selective Discharge Of Ions At The Electrode Factor: The Value of Standard Electrode Potential, E Electrolysis of sodium nitrate solution using carbon electrode Aim : To investigate the electrolysis of 0.1 mol dm–3 sodium nitrate solution using carbon electrodes. Apparatus : Electrolytic cell, test tubes, batteries, ammeter, carbon electrodes and connecting wires Materials : 1 mol dm–3 sodium nitrate solution, wooden splinter Carbon electrodes Sodium nitrate solution Procedure: 1 1 mol dm–3 sodium nitrate solution is poured into electrolytic cell until the solution covers the carbon electrodes. 2 Test tubes are filled with sodium nitrate solution and inverted on the carbon electrodes as shown in the diagram. 3 The carbon electrodes are connected to the batteries and ammeter using connecting wires. 4 The electricity is passed through the electrolyte for 10 to 15 minutes. 5 The observation at the anode and cathode are recorded. 6 The collected gases are tested with wooden splinter: • Use glowing wooden splinter at anode. • Use lighted wooden splinter at cathode. Observation: Anode Cathode Factor: Concentration of Electrolyte Electrolysis of 0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid and 2 mol dm–3 of hydrochloric acid using carbon electrodes Aim : To investigate the effect of concentration of electrolyte on the product of electrolysis at the anode. Problem statement : How does the concentration of electrolyte affect the product at the anode during electrolysis? Manipulated variable: Concentration of hydrochloric acid Responding variable : Product at the anode Constant variable : Hydrochloric acid / type of acid, carbon electrodes Hypothesis: When very dilute hydrochloric acid is used as electrolyte, the product at the anode is oxygen gas. When concentrated hydrochloric acid is used as electrolyte, chlorine gas is released at the anode. Material : 0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid, 2 mol dm–3 hydrochloric acid, blue litmus paper, carbon electrodes, wooden splinter Apparatus : Electrolytic cell, test tube, batteries, ammeter, connecting wires Carbon electrodes Hydrochloric acid Procedure: 1 0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid is poured into the electrolytic cell until it covers both carbon electrodes. 2 Both test tubes are filled with 0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid and the test tubes are inverted on carbon electrodes as shown in the diagram. 3 The carbon electrodes are connected to the batteries and ammeter using connecting wires. 4 The electricity is passed through the electrolyte for 10 to 15 minutes. 5 The collected gases are tested with wooden splinter: • Use glowing wooden splinter at anode. • Use lighted wooden splinter at cathode. 6 All the observations are recorded. 7 Steps 1 to 6 are repeated using 2 mol dm–3 hydrochloric acid to replace 0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid. The gas released at the anode is tested with the moist blue litmus paper. Observation: Electrolyte Observation Anode Cathode 0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid 2 mol dm–3 hydrochloric acid Factor: Type of Electrode Electrolysis of copper(II) sulphate solution using copper electrode and carbon electrode. Aim : To investigate the effect of the types of electrodes on the product of electrolysis at the anode. Problem statement : Do the types of electrodes affect the product of electrolysis at the anode? Manipulated variable: Copper electrode and carbon electrode Responding variable : Product at the anode Constant variable : Copper(II) sulphate solution Hypothesis: When copper is used as electrode in electrolysis of copper(II) sulphate solution, copper(II) is produced at the anode. When carbon is used as electrode in electrolysis of copper(II) sulphate solution, oxygen gas is released at the anode. Apparatus : Electrolytic cell, test tubes, batteries, ammeter, carbon electrodes, connecting wires, beaker. Material : 1.0 mol dm–3 copper(II) sulphate solution, wooden splinter, copper metal plate, sand paper Electrolysis of the copper(II) Copper(II) sulphate solution Carbon electrodes sulphate using carbon electrodes Procedure: 1 1 mol dm–3 copper(II) sulphate solution is poured into electrolytic cell until the solution covers the carbon electrodes. 2 Test tubes are filled with copper(II) sulphate solution and inverted on the carbon electrodes as shown in the diagram. 3 The carbon electrodes are connected to the batteries and ammeter using connecting wires as shown in diagram. 4 The electricity is passed through the electrolyte for 10 to 15 minutes. 5 The observation at the anode and cathode are recorded. 6 The gas collected at the anode is tested with a glowing wooden splinter. Electrolysis of copper(II) Copper(II) sulphate solution Copper electrodes sulphate using copper electrodes Procedure: 1 Copper(II) sulphate solution is poured into a beaker until half full. 2 Two copper plates are cleaned using sand paper. 3 Copper electrodes are dipped into copper(II) sulphate solution and connected to the batteries using connecting wires as shown in the diagram. 4 The electricity is passed through the electrolyte for 10 to 15 minutes. 5 The observations at the anode, cathode and electrolyte are recorded. Observation: Electrode Observation Anode Cathode Electrolyte Carbon Copper 0

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 47 © Nilam Publication Sdn. Bhd. Eksperimen Untuk Menentukan Pemilihan Nyahcas Ion Di Elektrod Faktor: Nilai Keupayaan Elektrod Piawai, E Elektrolisis larutan natrium sulfat menggunakan elektrod karbon Tujuan : Mengkaji elektrolisis larutan natrium nitrat 0.1 mol dm–3 menggunakan elektrod karbon. Radas : Sel elektrolitik, tabung uji, bateri, ammeter, elektrod karbon dan wayar penyambung Bahan : Larutan natrium nitrat 1 mol dm–3, kayu uji Elektrod karbon Larutan natrium nitrat Prosedur: 1 Larutan natrium nitrat 1 mol dm–3 dituangkan ke dalam sel elektrolitik sehingga menutupi elektrod karbon. 2 Tabung uji diisi dengan larutan natrium nitrat dan diterbalikkan ke atas elektrod karbon seperti yang ditunjukkan dalam rajah. 3 Elektrod karbon disambung kepada bateri dan ammeter menggunakan wayar penyambung. 4 Arus elektrik dialirkan melalui elektrolit selama 10 hingga 15 minit. 5 Pemerhatian di anod dan katod direkodkan. 6 Gas yang terkumpul di anod dan katod diuji dengan kayu uji: • Gas di anod diuji dengan kayu uji berbara. • Gas di katod diuji dengan kayu uji menyala. Pemerhatian: Anod Katod Faktor: Kepekatan Elektrolit Elektrolisis asid hidrklorik 0.0001 mol dm–3 dan asid hidroklorik 2 mol dm–3 menggunakan elektrod karbon Tujuan : Mengkaji kesan kepekatan elektrolit kepada hasil elektrolis di anod. Pernyataan masalah : Bagaimanakah kepekatan elektrolit mempengaruhi hasil elektrolisis di anod? Pemboleh ubah dimanipulasikan : Kepekatan asid hidroklorik Pemboleh ubah bergerak balas : Hasil di anod Pemboleh ubah dimalarkan : Asid hidroklorik / jenis asid, elektrod karbon Hipotesis : Apabila asid hidroklorik yang sangat cair digunakan sebagai elektrolit, hasil di anod adalah gas oksigen. Apabila asid hidroklorik pekat digunakan sebagai elektrolit, hasil di anod adalah gas klorin. Bahan : Asid hidroklorik 0.0001 mol dm–3, asid hidroklorik 2 mol dm–3, kertas litmus biru, elektrod karbon, kayu uji Radas : Sel elektrolitik, tabung uji, bateri, ammeter, wayar penyambung. Elektrod karbon Asid hidroklorik Prosedur: 1 Asid hidroklorik 0.0001 mol dm–3 dituangkan ke dalam sel elektrolitik hingga menutupi elektrod karbon. 2 Kedua-dua tabung uji diisi dengan asid hidroklorik 0.0001 mol dm–3 dan tabung uji diterbalikkan di atas elektrod karbon seperti yang ditunjukkan dalam rajah. 3 Elektrod karbon disambung kepada bateri dan ammeter menggunakan wayar penyambung. 4 Arus elektrik dialirkan melalui elektrolit selama 10 hingga 15 minit. 5 Gas yang terkumpul di anod dan katod diuji dengan kayu uji: • Gas di anod diuji dengan kayu uji berbara. • Gas di katod diuji dengan kayu uji menyala. 6 Semua pemerhatian direkodkan. 7 Langkah 1 hingga 6 diulangi menggunakan asid hidroklorik 2 mol dm–3 menggantikan asid hidroklorik 0.0001 mol dm–3. Gas yang terbebas di anod diuji dengan kertas litmus biru lembap. Pemerhatian: Elektrolit Pemerhatian Anod Katod Asid hidroklorik 0.0001 mol dm–3 Asid hidroklorik 2 mol dm–3 Faktor: Jenis Elektrod Elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat menggunakan elektrod kuprum dan elektrod karbon Tujuan : Mengkaji kesan jenis elektrod ke atas hasil elektrolisis di anod. Pernyataan masalah : Adakah jenis elektrod mempengaruhi hasil elektrolisis pada anod? Pemboleh ubah dimanipulasikan : Elektrod kuprum dan elektrod karbon Pemboleh ubah bergerak balas : Hasil di anod Pemboleh ubah dimalarkan : Larutan kuprum(II) sulfat Hipotesis : Apabila kuprum digunakan sebagai elektrod dalam elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat, kuprum(II) dihasilkan pada anod. Apabila karbon digunakan sebagai elektrod dalam elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat, gas oksigen dibebaskan pada anod. Radas : Sel elektrolitik, tabung uji, bateri, ammeter, elektrod karbon, wayar penyambung, bikar. Bahan : Larutan kuprum(II) sulfat 1.0 mol dm–3, kayu uji, kepingan logam kuprum, kertas pasir Elektrolisis larutan kuprum(II) Larutan kuprum(II) sulfat Elektrod karbon sulfat menggunakan elektrod karbon Prosedur: 1 Larutan kuprum(II) sulfat 1 mol dm–3 dituangkan ke dalam sel elektrolitik sehingga larutan melitupi elektrod karbon. 2 Tabung uji diisi dengan larutan kuprum(II) sulfat dan diterbalikkan ke atas elektrod karbon seperti yang ditunjukkan dalam rajah. 3 Elektrod karbon disambung kepada bateri dan ammeter menggunakan wayar penyambung seperti yang ditunjukkan dalam rajah. 4 Arus elektrik dialirkan melalui elektrolit selama 10 hingga 15 minit. 5 Pemerhatian di anod dan katod direkodkan. 6 Gas yang terkumpul di anod diuji dengan kayu uji berbara. Elektrolisis larutan kuprum(II) Larutan kuprum(II) sulfat Elektrod kuprum sulfat menggunakan elektrod kuprum Prosedur: 1 Larutan kuprum(II) sulfat dituangkan ke dalam bikar hingga separuh penuh. 2 Dua kepingan kuprum dibersihkan dengan kertas pasir. 3 Kepingan kuprum dicelup dalam larutan kuprum(II) sulfat dan disambung kepada bateri serta ammeter menggunakan wayar penyambung seperti yang ditunjukkan pada rajah. 4 Arus elektrik dialirkan melalui elektrolit selama 10 hingga 15 minit. 5 Pemerhatian pada anod, katod dan elektrolit direkodkan. Pemerhatian: Elektrod Pemerhatian Anod Katod Elektrolit Karbon Kuprum 0

MODULE • Chemistry FORM 5 UNIT 1 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 48 When is the factor of the value of standard electrode, E0 being applied? Bilakah faktor nilai keupayaan elektrod piawai, E0 digunakan? When electrolysis is conducted on an aqueous solution and inert electrodes. Apabila elektrolisis dijalankan ke atas larutan akueus dan elektrod lengai. How to choose cation and anion to be discharged based on this factor? Bagaimana memilih kation dan anion untuk dinyahcas berdasarkan faktor ini? Cation: / Kation: – The more positive or less negative of the standard electrode potential, E0 of cation, the greater the tendency for the cation to receive electron and undergoes reduction. – The cation in the half-equation with the more positive, E0 value will be discharged. – Semakin lebih positif atau kurang negatif keupayaan elektrod piawai, E0 kation, semakin tinggi kecenderungan kation untuk menerima elektron dan mengalami penurunan. – Kation bagi setengah persamaan dengan nilai E0 yang lebih positif akan dinyahcaskan. E 0 is the most negative / E0 paling negatif E 0 is the most positive / E0 paling positif K+(aq/ak) + e– K(s/p) Ca2+(aq/ak) + 2e– Ca(s/p) Na+(aq/ak) + e– Na(s/p) Mg2+(aq/ak) + 2e– Mg(s/p) Al3+(aq/ak) + 3e– AI(s/p) Zn2+(aq/ak) + 2e– Zn(s/p) Fe2+(aq/ak) + 2e– Fe(s/p) Sn2+(aq/ak) + 2e– Sn(s/p) Pb2+(aq/ak) + 2e– Pb(s/p) 2H+(aq/ak) + 2e– H2(s/p) Cu2+(aq/ak) + 2e– Cu(s/p) Ag+(aq/ak) + e– Ag(s/p) kation dinyahcaskan pada katod Meningkatkan kemudahan bagi cation at the cathode Increasing ease of discharge of Anion: / Anion: – The less positive the standard electrode potential, E0 of anion, the greater the tendency for the anion to release electrons and undergoes oxidation. – The anion with less positive standard electrode potential, E0 value will be discharged. – Semaking kurang positif keupayaan elektrod piawai, E0 bagi anion, semakin meningkat kecenderungan anion untuk membebaskan elektron dan mengalami pengoksidaan. – Anion yang nilai keupayaan elektrod piawainya, E0 adalah kurang positif akan dinyahcaskan. E 0 is the most positive E0 paling positif SO4 2–(aq/ak), NO3 – (aq/ak), CI– (aq/ak), OH– (aq/ak), Br– (aq/ak), I– (aq/ak) E 0 is the least positive E0 paling kurang positif Increasing ease of discharge of anion at the anode Meningkatkan kemudahan bagi anion dinyahcas pada anod Choose the ion to be discharged from the pairs of ions. State the electrode where it occurs and write the half equation for the discharge of ion. Pilih ion yang dinyahcas dari pasangan ion. Nyatakan elektrod di mana ia berlaku dan tulis setengah persamaan bagi ion yang dinyahcas. (i) Hydroxide & sulphate ions : Half equation: 4OH– 2H2O + O2 + 4e– at the anode . Ion hidroksida & ion sulfat : Setengah persamaan : 4OH– 2H2O + O2 + 4e– di anod . (ii) Hydroxide & nitrate ions : Half equation: 4OH– 2H2O + O2 + 4e– at the anode . Ion hidroksida & ion nitrat : Setengah persamaan : 4OH– 2H2O + O2 + 4e– di anod . (iii) Hydrogen & copper(II) ions : Half equation: Cu2+ + 2e– Cu at the cathode . Ion hidrogen & ion kuprum(II): Setengah persamaan : Cu2+ + 2e– Cu di katod . (iv) Hydrogen & potassium ions : Half equation: 2H+ + 2e– H2 at the cathode . Ion hidrogen & ion kalium : Setengah persamaan : 2H+ + 2e– H2 di katod . (v) Hydrogen & silver ions : Half equation: Ag+ + e– Ag at the cathode . Ion hidrogen & ion argentum : Setengah persamaan : Ag+ + e– Ag di katod . The value of standard electrode, E0 Nilai keupayaan elektrod piawai, E0