F5CH03 REDOX REACTION

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS

3.1 Analysing Redox Reaction/ Menganalisis Tindak Balas Redoks

 Redox reaction is a combination of two chemical reactions: oxidation and reduction
Tindak balas redoks adalah kombinasi dua tindak balas kimia; pengoksidaan dan penurunan.

 Redox reaction is a reaction where both oxidation and reduction occur simultaneously.
Tindak balas redoks adalah tindak balas dimana pengoksidaan dan penurunan berlaku dengan
serentak

 Redox reaction can be explained in terms of oxygen, hydrogen, electron transfer and oxidation
number
Tindak balas redoks boleh diterangkan berdasarkan oksigen, hidrogen, perpindahan elektron dan
nombor pengoksidaan.

Aspects Oxidation Reduction
Aspek Pengoksidaan Penurunan
Oxygen
Oksigen Gain Loss
Hydrogen Pertambahan Kehilangan
Hidrogen
Electron Loss Gain
Elektron Kehilangan Pertambahan
Oxidation Number
Nombor Pengoksidaan Loss Gain
Kehilangan Pertambahan

Increase Decrease
Meningkat Menurun

 Oxidising agent/ Agen pengoksidaan:
Chemical substance that oxidises other substance but undergoes reduction.
Bahan kimia yang mengoksidakan bahan lain tetapi mengalami tindak balas penurunan

 Reducing agent / Agen penurunan:
Chemical substance that reduces other substance but undergoes oxidation.
Bahan kimia yang menurunkan bahan lain tetapi mengalami tindak balas pengoksidaan

 Example 1 to 4 shows an example each for the change of each aspects in a chemical reaction.
Contoh 1 hingga 4 menunjukkan setiap satu contoh bagi perubahan setiap aspek dalam tindak balas
kimia.

1

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

1. Redox reaction in terms of oxygen/ Tindak balas redoks dari segi oksigen

Loss or gain of oxygen/ Kehilangan atau pertambahan oksigen

Oxidation/ Pengoksidaan Reduction/ Penurunan

The process of gaining oxygen The process of losing oxygen

Process pertambahan oksigen Process kehilangan oksigen

Example/ Contoh:

Mg + PbO MgO + Pb

In the above redox reaction/ Pada tindak balas redoks diatas:
1. Mg gains oxygen. This process is called oxidation

Mg bertambah oksigen. Process ini dipanggil pengoksidaan
2. PbO loses oxygen. This process is called reduction

PbO kehilangan oksigen. Proses ini dipanggil penurunan
3. Mg is a reducing agent because it reduces lead (II) oxide to lead

Mg ialah agen penurunan kerana ia menurunkan plumbum (II) oksida kepada plumbum.
4. PbO is an oxidizing agent because it oxidises magnesium to magnesium oxide

PbO ialah agen pengoksidaan kerana mengoksidakan magnesium kepada magnesium oksida.

2. Redox reaction in terms of hydrogen/ tindak balas redoks dari segi hidrogen

Loss or gain of hydrogen/ Kehilangan atau pertambahan hidrogen

Oxidation/ Pengoksidaan Reduction/ Penurunan

The process of losing hydrogen The process of gaining hydrogen

Process kehilangan hidrogen Process pertambahan hidrogen

Example/ Contoh:

H2S + Cl2 2 HCl + S

In the above redox reaction/ Pada tindak balas redoks diatas:
1. H2S loses hydrogen to form S. The process is called oxidation

H2S hilang hidrogen untuk membentuk S. Process ini dipanggil pengoksidaan
2. Cl2 gains hydrogen to form HCl. This process is called reduction

Cl2 bertambah hidrogen untuk membentuk HCl. Proses ini dipanggil penurunan
3. H2S is a reducing agent because it reduces Cl2 to HCl. H2S is oxidised to S

H2S ialah agen penurunan kerana ia menurunkan Cl2 kepada HCl. H2S dioksida kepada S.
4. Cl2 is an oxidizing agent because it oxidises H2S to S. Cl2 is reduced to HCl

Cl2 ialah agen pengoksidaan kerana ia mengoksidakan H2S kepada S. Cl2 diturunkan kepada HCl.

2

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

3. Redox reaction in terms of electron transfer/ Tindak balas redoks dari segi pemindahan elektron

Transfer of electrons/ Pemindahan elektron

Oxidation/ Pengoksidaan Reduction/ Penurunan

The process of losing electron The process of gaining electron

Process kehilangan electron Process pertambahan electron

Example/ Contoh:

Half-equations : a) Na Na+ + e

Setengah persamaan : b) Cl2 + 2 e 2 Cl–

In the half-equations above,/ Didalam setengah persamaan diatas,
1. Na loses electron to form Na+. This process is called oxidation
Na kehilangan elektron untuk membentuk Na+. Proses ini dikenali sebagai pengoksidaan
2. Cl2 gained electron to form 2Cl–. This process is called reduction
Cl2 menerima elektron untuk membentuk 2Cl–. Proses ini dikenali sebagai penurunan
3. Na is a reducing agent because it reduces Cl2 and oxidised to Na+
Na ialah agen penurunan kerana ia menurunkan Cl2 dan dioksidakan kepada Na+
4. Cl2 is an oxidizing agent because it oxidises Na and reduced to Cl–
Cl2 ialah agen pengoksidaan kerana ia mengoksidakan Na dan diturunkan kepada Cl–

4. Redox reaction in terms of oxidation number/Tindak balas redoks dari segi nombor pengoksidaan

Changes in oxidation number/ Perubahan nombor pengoksidaan

Oxidation/ Pengoksidaan Reduction/ Penurunan

The increase in oxidation number Reduction in oxidation number

Nombor pengoksidaan bertambah Nombor pengoksidaan menurun.

Chemical equation /Persamaan kimia :

2Na + Cl2 2NaCl

1. Changes in oxidation number

Perubahan nombor pengoskidaan

Na : 0 to +1

Cl : 0 to –1

2. Na is oxidised to Na+. Therefore Na is the reducing agent

Na is dioksidakan kepada Na+. Oleh itu Na ialah agen penurunan

3. Cl2 is reduced to Cl-. Therefore, Cl is the oxidising agent
Cl2 diturunkan kepada Cl –. Cl ialah agen pengoksidaan.

3

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

5. Calculation of Oxidation Numbers/ Pengiraan Nombor Pengoksidaan

Oxidation numbers of elements can be calculated based on the ‘rules in assigning oxidation number’

illustrated below :-

No. Rule Examples Oxidation numbers
Peraturan Contoh Nombor Pengoksidaan
Mg2+
1. The oxidation number of a simple
Al3+
ion is the charge of the ion.
Cl-
Nombor pengoksidaan ion ringkas

ialah caj ion tersebut

Na+ = +1 N3-

2. The sum of oxidation numbers of a MnO4 -
polyatomic ion is equal to the CrO4 2-
charge of the polyatomic ion SO4 2-
Jumlah nombor pengoksidaan ion Sodium atom, Na
poliatom ialah caj poliatom Bromine molecule, Br2
tersebut NaCl

3. The oxidation number of atoms in CO2
elements is zero, 0 H2SO4
Nombor pengoksidaan atom
dalam unsur ialah 0 NaCl
K2O
4. The sum of oxidation number of a LiF
compound is equal to zero, 0 MgBr2
Jumlah nombor pengoksidaan CaCO3
bagi sebatian ialah kosong, 0

Special Circumstances

5. All Group 1 elements have
oxidation number of +1
Semua unsur Kumpulan 1
mempunyai nombor
pengoksidaan +1

6.
All Group 2 elements have
oxidation number of +2

4

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS MgO F5/CH03
BaCl2
Semua unsur Kumpula 2 5
mempunyai nombor Al2O3
pengoksidaan +2
7. All Group 13 elements have NaCl
oxidation number of +3 NaI
Semua unsur Kumpulan 13 KClO3
mempunyai nombor MgO
pengoksidaan +3 Al2O3
8. Most of Group 17 elements have H2O2
oxidation number of –1 Na2O
Kebanyakkan unsur Kumpulan 17 NH3
mempunyai nombor
pengoksidaan –1 H2O
9. Oxygen has the O.N of -2 in most
of its compounds. Except for MgH2
H2O2
Oksigen mempunyai nombor
pengoksidaan –2 dalam
kebanyakkan sebatiannya, kecuali
H2O2
10. All hydrogen, H has the oxidation
number of +1 except when bonded
to more electropositive metal such
as Mg.
Semua hidrogen, H mempunyai
nombor pengoksidaan +1 kecuali
apabila terikat kepada logam yang
lebih elektropositif seperti Mg

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Calculation Example/ Contoh Pengiraan :
1. Calculate the oxidation number of Cr in potassium dichromate (VI), K2Cr2O7 and Mn in potassium

manganate (VII), KMnO4
Hitungan nombor pengoksidaan bagi Cr dalam kalium dikromat (VI), K2Cr2O7 dan Mn dalam
kalium manganate (VII), KMnO4

2. Calculate the oxidation number of the underlined element

Hitungkan nombor pengoksidaan bagi unsur yang digarisi

Compound Oxidation Number Of Element Compound Oxidation Number Of Element
Nombor Pengoksidaan Unsur
Sebatian Nombor Pengoksidaan Unsur Sebatian

HNO3 H2S

H2SO4 MnO4 -

Cl2O7 S2O8 2-

CH4 C2O4 2-

PO43- S2O3 2-

ClO3- MnO2

VO2+ Mn2O3

Cr2O7 2- Cl2O

3. Calculate the oxidation number for chlorine and nitrogen in their compounds below: -
Hitungkan nombor pengoksidaan bagi klorin dan nitrogen dalam sebatian-sebatian dibawah: -

Chlorine compound HCl HClO HClO2 ClO2 HClO3 HClO4
Sebatian klorin

Nitrogen Compound NH3 N2O NO NO2– NO2 NO3–

Sebatian nitrogen

6

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

SAMPLE SPM QUESTIONS/ CONTOH SOALAN SPM

Determine whether the following is a redox reaction or not. Explain the reaction in terms of change in

oxidation number.

Tentukan samaada yang berikut adalah tindak balas redoks atau tidak. Terangkan tindak balas berikut

dari segi perubahan nombor pengoksidaan.

1. The reaction between magnesium and oxygen gas/ Tindak balas antara magnesium dan gas oksigen.

2 Mg + O2 2 MgO

2. Magnesium reacts with zinc sulphate to produce magnesium sulphate and zinc metal

Tindak balas magnesium dan zink sulfat untuk menghasilkan magnesium sulfat dan logam zink.

Mg + ZnSO4 MgSO4 + Zn

3. Lead (II) nitrate reacts with sodium carbonate to produce lead (II) carbonate and sodium nitrate

solution

Plumbum (II) nitrat bertindak balas dengan natrium karbonat untuk menghasilkan plumbum (II)

karbonat dan larutan natrium nitrat.

Pb(NO3)2 + Na2CO3 PbCO3 + 2 NaNO3

4. Sodium hydroxide neutralized with hydrochloric acid to produce water and sodium chloride.

Natrium hidroksida dineutralkan dengan asid hidroklorik untuk menghasilkan air dan natrium

klorida.

NaOH + HCl NaCl + H2O

7

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Redox Reaction in Aqueous Solutions/ Tindak balas redoks dalam larutan akueus.
1. Change of iron (II) ions to iron (III) ions and vice versa

Pertukaran ion ferum (II) kepada ferum (III) dan sebaliknya
 Iron forms two oxidation states; iron (II) Fe2+ and iron (III) Fe3+

Ferum membentuk dua nombor pengoksidaan iaitu ferum (II)
dan ferum (III)
 They both can be interchanged using suitable oxidizing and
reducing agents
Kedua-duanya boleh saling menukar dengan menggunakan agen
pengoksidaan dan agen penurunan yang sesuai.
1. Oxidation of iron (II), Fe2+ to iron (III), Fe3+
Pengoksidaan ferum (II), Fe2+ kepada ferum (III), Fe3+
✓ Procedure/ Prosedur

1. Measure 5 cm3 of 0.1 moldm-3 of iron (II) sulphate and pour into a test tube.
Sukat 5 cm3 larutan ferum ((II) sulfat dan tuang ke dalam tabung uji.

2. Add a few drops of chlorine water into the test tube.
Tambahkan beberapa titis air klorin kedalam tabung uji itu.

3. Swirl the test tube and record the observation
Goncangkan tabung uji itu dan rekodkan pemerhatian

✓ Observations: Green colour of iron (II) sulphate turns to brown
Pemerhatian Larutan hijau ferum (II) sulfat bertukar perang

Half – equation/ Setengah persamaan

Oxidation/ Pengoksidaan Reduction/ Penurunan

Fe2+ Fe3+ + e Cl2 + 2 e 2 Cl –

Explanation/ Penerangan

✓ Iron (II) Fe2+ is oxidized. ✓ Cl2 undergoes reduction.

ferum (II), Fe2+ dioksidakan Cl2 mengalami penurunan

✓ Iron (II) loses electron. Oxidation number of iron ✓ Cl2 gains electron. Oxidation number of chlorine

increases from +2 to +3 decreased from 0 to -1

ferum (II) kehilangan electron. Nombor Cl2 menerima electron. Nombor pengoksidaan

pengoksidaan ferum meningkat dari +2 ke +3 menurun klorin dari 0 ke +1

8

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

2. Reduction of iron (III), Fe3+ to iron (II), Fe2+
Penurunan ferum (III) ke ferum (II)
✓ Procedure/ Prosedur
1. Measure 5 cm3 of 0.1 moldm-3 of iron (III) sulphate and pour into a test tube.
Sukat 5 cm3 larutan ferum (III) sulfat dan tuang ke dalam tabung uji.
2. Add a spatula of zinc powder into the test tube.
Tambahkan beberapa titis serbuk zink kedalam tabung uji itu.
3. Swirl the test tube and record the observation
Goncangkan tabung uji itu dan rekodkan pemerhatian
✓ Observations: Brown colour of iron (III) sulphate turns green
Pemerhatian larutan perang ferum (III) sulfat bertukar hijau.

Half – equation/ Setengah persamaan

Oxidation/ Pengoksidaan Reduction/ Penurunan

Fe2+ + e Fe3+ Zn Zn2+ + 2e

Explanation/ Penerangan

✓ Iron (III) Fe3+ is reduced ✓ Zn undergoes oxidation

Ferum (III), Fe3+diturunkan. Zn mengalami pemgoksidaan

✓ Iron (III) gains electron. Oxidation number ✓ Zn loses electron. Oxidation number increases

decreases from +3 to +2 from 0 to +2

ferum (III) menerima electron. Nombor Zn kehilangan electron. Nombor pengoksidaan

pengoksidaan berkurang dari +3 ke +2 meningkat dari 0 ke +2

2. Displacement of metal from its salt solution
Penyesaran logam dari larutan garamnya
1. Using the electrochemical series, metals are arranged based on their electropositivity.
Menggunakan siri elektrokimia, logam disusun berdasarkan kelektropositifannya
2. More electropositive metal is located above less electropositive metal.
Logam lebih elektrospositif terletak diatas logam kurang elektropositif
3. The higher the position of metal in the electrochemical series, the higher its tendency to release
electron.
Semakin tinggi kedudukan logam didalam siri elektrokimia, semakin tinggi kecenderungannya
untuk melepaskan electron
4. Higher positioned metal able to displace lower positioned metal in a salt solution.
Logam yang lebih tinggi kedudukannya boleh menyesarkan logam lebih rendah di dalam larutan
garam

9

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

 Tendency to release electron decrease More electropositive/Lebih elektropositif K
Kecenderungan untuk melepaskan elektron meningkat Na
Ca
 Strength as REDUCING AGENT increase. Because it’s easier to release Mg
electron and form cations. Al
Kekuatan sebagai agen penurunan meningkat kerana lebih mudah untuk Zn
melepaskan electron dan membentuk kation. Fe
Sn
 Consider the reaction between copper (II) sulphate and magnesium metal, Pb
Pertimbangkan tindak balas antara kuprum (II) sulfat dan logam magnesium H
Cu
In general/ Secara amnya: Ag

Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu

• Magnesium metal is higher than copper in electrochemical series
Logam magnesium adalah lebh tinggi dari kuprum dalam siri elektrokimia

• Magnesium is more electropositive than copper
• Magnesium adalah lebih elektropositif dari kuprum
• Magnesium displaces copper from copper (II) sulphate solution
• Magnesium dapat menyesarkan kuprum dari kuprum (II) sulfat.

 Sample answer/ Jawapan sampel Oxidation e- e-
 Magnesium undergoes oxidation. number:
Magnesium mengalami penoksidaan Mg
 Magnesium loses electron and form Mg2+ 0
Magnesium kehilangan electron dan membentuk Mg2+ Oxidation by
 Oxidation number of magnesium increases from 0 to +2 losing electron
Nombor pengoksidaan magnesium meningkat dari 0 ke +2 Pengoksidaan
 Copper (II) ions, Cu2+ undergoes reduction dengan kehilangan
Ion kuprum (II), Cu2+mengalami penurunan
 Oxidation number of copper decreases from +2 to 0 elektron
Nombor pengoksidaan kuprum berkurang dari +2 ke 0
Oxidation Mg +
 Three observations can be seen from the reaction: number: +
Tiga pemerhatian dapat dilihat dari tindak balas tersebut
1. Magnesium dissolved +2
Magnesium larut
2. Brown solid precipitated Oxidation +
Pepejal perang termendak
3. Blue solution turns colourless number: Cu
Larutan biru bertukar tidak bewarna +2 +

Reduction by
accepting electron
Penurunan dengan
menerima elektron

Oxidation Cu
number:

0

10

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

3. Displacement of Halogens from Its Halide Solution/ Penyesaran halogen dari logam halidanya

Displacement of halogens from its halide solution
Penyesaran halogen dari larutan halidanya

What? Displacement of halogen from its halide solution by a more
electronegative halogen.
Penyesaran halogen dari larutan halidanya oleh halogen yang lebih
elektronegatif

Why? Higher halogen is more electronegative than lower halogen in Group 17
Halogen yang lebih tinggi adalah lebih elektronegatif dari halogen yang
lebih bawah dalam Kumpulan 17

How? Add halogen into a test tube containing another halide solution. Observe
the change
Masukkan halogen kedalam tabung uji yang mengandungi larutan
halida yang lain. Perhatikan perubahan

The electronegativity of Group 17 elements
Kelektronegatifan Unsur Kupulan 17

Size of atom increase
Saiz atom meningkat

Electron Electron Electron

Force of attraction between nucleus and valence electron gets weaker
Daya tarikan antara nukleus dan electron valens semakin lemah
Harder for atoms to accept electron
lebih sukar untuk atom menerima elektron

11

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Halogens in Redox Reaction
Halogen dalam Tindak Balas Redoks

Halogen Halide solution

Oxidising strength increase Group 17 elements Halide solution Reducing strength increase
Kekuatan pengoksidaan meningkat Unsur Kumpulan 17 Larutan Halida Kekuatan penurunan meningkat
Any soluble salt solution containing
Fluorine, Fluorin F
Chlorine, Klorin, Cl halogen
Bromine, Bromin, Br Mana-mana larutan garam yang

Iodine, Iodin. I mengandungi halogen

Potassium chloride, KCl
Kalium klorida

Potassium bromide, KBr
Kalium bromida

Potassium iodide, KI
Kalium iodida

Oxidation number: 0 Reduction by accepting electron Oxidation number: - 1
Penurunan dengan menerima
Cl elektron -

Cl

e- Oxidation by donating electron Chloride ion

Chlorine

Klorin Pengoksidaan dengan menderma elektron Ion klorida

 Halogens are good oxidizing agents, since they undergo reduction by accepting electrons
Halogen adalah agen pengoksidaan yang baik kerana ia mengalami penurunan dengan menerima
elektron

 However, the oxidising strength decrease when going down the group.
Tetapi, kekuatan pengoksidaannya berkurang menuruni kumpulan.

 Size of atom increases going down Group 17
Saiz atom meningkat menuruni Kumpulan 17

 Force of attraction between nucleus and electron gets weaker.
Daya tarikan antara nukleus dan elektron semakin lemah,

 It is harder for atom to accept electron.
lebih sukar untuk atom menerima elektron.

12

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Reaction between chlorine water and potassium bromide solution.
Tindak balas antara air klorin dan larutan kalium bromida

1 23

+ Chlorine water + 1,1,1 – trichloroethane Aqueous
+ Air klorin + 1,1,1 - trikloroetana solution
Larutan
akueus

Bromine
Bromin

10 cm3 of 0.1 moldm-3 potassium Aqueous solution Two layers of liquid formed
bromide solution containing bromine Dua lapisan cecair
terbentuk
Larutan kalium bromida Larutan akueus
mengandungi bromin

1. Pour 10 cm3 of Cl2 is more electronegative than Br2. Chlorine displaces bromine from the
0.1 moldm-3 solution.
potassium Klorin lebih elektronegatif dari bromin. Klorin menyesarkan bromin dari
bromide larutannya.
solution into a
test tube. Equation/ Persamaan: Cl2 + 2 KBr 2 KCl + Br2
Tuangkan 10
cm3 larutan Ionic Equation: Cl2 + 2 Br – 2 Cl– + Br2
kalium bromida
0.1 moldm-3 Persamaan ion
kedalam tabung
uji  Colourless solution turns yellow because bromine has been displaced.

2. Add 1 cm3 of Larutan tanpa warna bertukar kuning kerana bromin telah disesarkan.
chlorine water
into the test  Chlorine, Cl2 is an oxidising agent. It undergoes reduction by accepting
tube.
Masukkan 1 cm3 electron.
air klorin ke
dalam tabung uji Klorin, ialah agen pengoksidaan. Ia mengalami penurunan dengan

menerima electron

 Potassium bromide is a reducing agent. It undergoes oxidation by donating

electron.

Kalium bromida ialah agen penurunan. Ia mengalami pengoksidaan dengan

menderma elektron

1,1,1 – trichloroethane is an organic solvent to separate KCl and Br2. KCl is in the top aqueous layer.
Br2 is in the lower, brown layer.
1,1,1 – trikoloroetana ialah pelarut organic untuk mengasingkan KCl dan Br2. KCl didalam lapisan
akueus atas. Br2 dalam lapisan perang bawah

13

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Reaction between chlorine water and potassium iodide solution.
Tindak balas antara air klorin dan larutan kalium iodida

1 23

+ Chlorine water + 1,1,1 – trichloroethane Aqueous
+ Air klorin + 1,1,1 - trikloroetana solution
Larutan
akueus

Iodine
Iodin

10 cm3 of 0.1 moldm-3 potassium Aqueous solution Two layers of liquid formed
bromide solution containing iodine Dua lapisan cecair
Larutan akueus terbentuk
Larutan kalium bromida mengandungi iodin

1. Pour 10 cm3 of Chlorine is more electronegative than Iodine. Chlorine displaces iodine from
0.1 moldm-3 the solution.
potassium iodide Klorin lebih elektronegatif dari bromin. Klorin menyesarkan iodin dari
solution into a larutannya.
test tube.
Tuangkan 10 cm3 Equation/ Persamaan: Cl2 + 2 KI 2 KCl + I2
larutan kalium
iodida 0.1 Ionic Equation: Cl2 + 2 I – 2 Cl– + I2
moldm-3
kedalam tabung Persamaan ion
uji
 Colourless solution turns brown because iodine has been displaced.
2. Add 1 cm3 of
chlorine water Larutan tanpa warna bertukar perang kerana iodin telah disesarkan.
into the test tube.
Masukkan 1 cm3  Chlorine, Cl2 is an oxidising agent. It undergoes reduction by accepting
air klorin ke
dalam tabung uji electron.

Klorin, ialah agen pengoksidaan. Ia mengalami penurunan dengan

menerima electron

 Potassium iodide, KI/ Iodide ion, I- is a reducing agent. It undergoes

oxidation by donating electron.

Kalium iodide KI/ ion iodide, I- ialah agen penurunan. Ia mengalami

pengoksidaan dengan menderma elektron

1,1,1 – trichloroethane is an organic solvent to separate potassium chloride, KCl and iodine, I2.
Potassium chloride, KCl is in the top aqueous layer. Iodine, I2 is in the lower, purple layer.
1,1,1 – trikoloroetana ialah pelarut organic untuk mengasingkan kalium klorida. KCl dan iodin, I2. Kalium
klorida, KCl didalam lapisan akueus atas. Iodin, I2 dalam lapisan ungu bawah

14

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Summary 1. More electronegative halogen can displace the lower electronegative halogen
Rumusan from its solution
Halogen yang lebih elektronegatif boleh menyesarkan halogen yang kurang
elektronegatif dari larutannya

2. The colour of the halogen displaced can be seen by adding organic solvent
such as 1,1,1 – trichloroethane or tetrachloromethane.
Warna halogen yang disesarkan boleh dilihat dengan menambahkan pelarut
organic seperti 1,1,1 – trikloroetana atau tetraklorometana

3. More electronegative halogen is the oxidising agent and undergoes reduction
by accepting electron
Halogen yang lebih elektronegtaif ialah agen pengoksidaan dan mengalami
penurunan dengan menerima elektron

4. Halide solution is reducing agent and undergoes oxidation by losing electron
Larutan halide ialah agen penurunan dan mengalami pengoksidaan dengan
menderma elektron

Colour Of Halogen In Aqueous Solution And Organic Solvent
Warna Halogen Dalam Larutan Akueus Dan Pelarut Organik

Halogen Colour in aqueous solution Colour in 1,1,1 – trichloroethane
Warna dalam larutan akueus Warna dalam 1,1,1 – trikloroetana
Chlorine
Klorin Colourless Greenish – yellow
Tanpa warna Kuning - kehijauan
Bromine
Bromin Yellow Brown
Iodine Kuning Perang
Iodin
Brown Purple
Perang Ungu

Table of displacement of halogen with halide solution
Jadual penyesaran halogen dengan larutan halida

1 cm3 of halogen Halide Halogen Cl2 Br2 I2 KeyKekunci :
solution
10 cm3 of 0.1 moldm- ✓ Reaction occurs
3 potassium halide Larutan halida Tindak balas berlaku
solution
Larutan kalium KCl    Reaction did not occur
halida Tindak balas tidak berlaku
KBr ✓ 
No reaction
KI ✓ ✓ Tiada tindak balas

15

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

4. Redox Reaction in the Transfer of Electrons at a Distance
4. Tindak Balas Redoks dalam Pemindahan Elektron pada suatu jarak

GG

GG

16

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

4. Redox Reaction in The Transfer Of Electrons At A Distance.
Tindak balas Redoks Dalam Perpindahan Elektron Pada Suatu Jarak
 This experiment is to show that redox reaction can still occur even if the reducing agent and
oxidising agent are separated.
Eksperimen ini adalah untk menunjukkan tindak balas redoks masih boleh berlaku walaupun
agen penurunan dan agen pengoksidaan dipisahkan.
 Using a U – tube, the two solutions; oxidising agent and reducing agent are separated using
dilute sulphuric acid.
Dengan menggunakan tiub U, kedua – dua larutan; agen pengoksidaan dan agen penurunan
dipisahkan dengan asid sulfurik,
 Sulphuric acid is used as a salt bridge.
Asid sulfurik digenakan sebagai titian garam
 Iron (II) sulphate is a reducing agent while acidified potassium manganate (VII) is an oxidising
agent.
Larutan ferum (II) sulfat ialah agen penurunan manakala larutan kalim manganat (VII) berasid
adalah agen pengoksidaan
 Due to the electron transfer, the galvanometer’s needle will be deflected and show the potential
difference for the reaction.
Berikutan dari perppindahan elektron, jarum galvanometer akan bergerak dan menujukkan
bacaan beza keupayaan tindak balas ini.

17

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

 In this reaction,
Dalam tindak balas ini,

Carbon X Carbon Y

Karbon X Carbon Y

• Iron (II) sulphate is a reducing agent • Acidified potassium manganate (VII) is an

Ferum (II) sulfat adalah agen penurunan. oxidising agent.

• Iron (II) undergoes oxidation Kalium manganat (VII) berasid adlah agen

Ion ferum (II) mengalami pengoksidaan pengoksidaan.

• Iron (II) ions loses electron. • Manganate (VII) ions undergoes reduction

Ion ferum (II) kehilangan elektron Ion Manganat (VII) mengalami penurunan

• Oxidation number increases from +2 to • Manganate (VII) ions gains electron

+3 Ion manganat menerima elektron

Nombor pengoksidaan meningkat dari • Oxidation number decreases from +7 to +2

+2 ke +3 Nombor pengoksidaan berkurang dari +7

• Observation/ Pemerhatian : ke +2

Green solution changes to brown • Observation/ Pemerhatian :

Larutan hijau bertukar perang Purple solution turns colourless

• Half – equation/ Setengah persamaan: Larutan ungu bertukar tidak bewarna

Fe2+ Fe3+ + e • Half – equation/ Setengah persamaan:

MnO4 - + 8H+ + 5 e
4H2O + Mn2+

Electron flows from carbon X to Y since X donated electron and Y accepted the electrons

 Possible combinations of oxidising agents and reducing agents are:
kombinasi agen pengoksidaan dan penurunan yang mungkin adalah:

Oxidising Agents Chemical reagents Observation
Agen pengoksidaan Bahan Kimia Pemerhatian

Acidified potassium manganate Purple solution turns colourless
(VII) solution Larutan ungu bertukar tidak
berwarna
Larutan kalium manganat (VII)
berasid

18

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Reducing agents Iron (III) sulphate solution Brown solutions turns green
Agen penurunan Larutan ferum (II) sulfat Larutan perang bertukar hijau

Chlorine water Greenish yellow solution turns
Air klorin colourless

Bromine liquid Larutan kuning kehijauan bertukar
Cecair bromin tidak berwarna

Iodine Brown liquid turns colourless
Iodin Larutan perang bertukar tidak

Potassium iodide solution berwarna
Larutan kalium iodida Yellow liquid turns colourless
Cecair kuning bertukar tidak
Potassium bromide solution
Larutan kalium bromida berwarna
Colourless solution turns brown
Iron (II) sulphate solution Larutan tidak berwarna bertukar
Larutan ferum (II) sulfat
perang
Colourless solution turns yellow
Larutan tidak berwarna bertukar

kuning

Green solution turns brown
Larutan hijau bertukar perang

3.2 Analysing Rusting As Redox Reaction
1. A metal is oxidised when it is exposed to oxygen

19

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Sebuah logam dioksidakan apabila terdedah kepada oksigen
2. Iron oxidises to form rust in the presence of water and oxygen gas

Ferum dioksidakan untuk membentuk karat dengan kehadiran air dan gas okigen
3. This process is known as rusting

Proses ini dikenali sebagai pengaratan
4. In general, the higher the electropositivity of a metal is, the easier it is for the metal to be oxidised. This is

because more electropositive metal donates electron easily.
Secara am, semakin tingi keelektropositifan suatu logam, semakin senang untuk logam itu dioksidakan. Ini kerana
logam yang lebih elektropositif lebih mudah untuk menderma elektron.
5. Aluminium and zinc corrodes slower than iron even though their position is higher than iron in the
electrochemical series. Why does this occur?
Aluminium dan zink terkakis lebih perlahan dari ferum walaupun kedudukan mereka lebih tinggi dari ferum
didalam siri elektrokimia. Megapakah keadaan ini berlaku?
o This is because the oxide layer formed during oxidation of aluminium and zinc is non – porous.

Ini kerana lapisan oksida yang terbentuk sewaktu pengoksidaan aluminium dan zink adalah tidak berongga.
o Therefore it will prevent oxygen and water from entering to react with the metal.

Oleh itu ia dapat menghalang air dan oksigen gas dari masuk untuk bertindak balas dengan logam itu.
o The metal layer inside is protected

Lapisan logam didalam terselamat.

6. Corrosion of iron
Pengaratan besi/ ferum

o Based on the diagram of iron and water molecule,
Berdasarkan pada rajah besi dan molekul air,

20

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

1) Rusting process will occur when oxygen and water molecule are in contact with iron.

Proses pengaratan berlaku apabila oksigen dan molekul air bersentuhan dengan besi.

2) Iron is oxidized to Fe2+

Ferum dioksidakan kepada ion Fe2+

Fe Fe2+ + e

3) Oxygen is reduced to OH –

Oksigen diturunkan kepada OH -

O2 + 2 H2O + 4 e 4 OH -

4) Fe2+ and OH – reacts to form iron (II) hydroxide, Fe(OH)2

Fe2+ dan OH – bertindak balas untuk menghasilkan ferum (II) hidroksida Fe(OH)2

Fe2+ + 2 OH - Fe(OH)2

5) Fe(OH)2 is oxidized further with excess oxygen to form hydrated iron (III) oxide (rust), Fe2O3.xH2O

dioksidakan lebih lanjut dengan oksigen berlebihan untuk membentuk ferum (III) hidroksida terhidrat

(karat), Fe2O3.xH2O

7. Prevention of rusting
o The rusting of iron can be made faster if the iron is in contact with a metal that is less electropositive
than it. Corrosion of metals such as this is known as electrochemical corrosion.
Pengaratan ferum boleh dipercepatkan sekiranya ferum bersentruhan dengan logam yang kurang
elektropositif darinya. Pengaratan logam seperti ini dikenali sebagai pengaratan elektrokimia.
o Electrochemical corrosion is a process where a metal is oxidised to form cations in the presence of an
electrolyte when the metal is in contact with another metal that is less electropositive than it.
Pengaratan elektrokimia ialah sebuah proses dimana suatu loham dioksidakan untuk membentu kation
dengan kehadiran elektrolit apabila logam tersebut menyentuh logam yang kurang elektrospotif darinya.
o The rusting of iron is made slower if the iron is in contact with a metal that is more electropositive
than it.
Pengaratan besi diperlahankan sekiranya besi/ ferum bersentuhan dengan logam yang lebih elektropositif
darinya.
o The higher the difference of the electropositivity between the two metals, the faster the corrosion of
the metals that occurs on the metal which is more electropositive.
Semakin tinggi beza keelektropositifan antara dua logam, semakin cepat proses pengaratan berlaku keatas
logam tersebut
o For example, iron rusts more easily when it pairs with copper metal than when it pairs with tin. On the
other hand, iron is less likely to rust when it pairs with magnesium than when it pairs with zinc.
Sebagai contoh, besi mengarat dengan lebih mudah apabila dipadankan dengan logam kuprum berbanding
logam stanum. Sebaliknya, besi kurang berkarat apabila dipadankan dengan magnesium berbanding dengan
zinc.
o Rusting weakens the affected structure. To prevent rusting, these few steps can be taken:-

21

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Pengaratan melemahkan struktur yang dijangkiti. Untuk menghalang pengaratan, beberapa langkah boleh
diambil:-

1. ALLOYING/ Pengaloian
• Stainless steel is an excellent example of how alloying can prevent rusting.

Keluli nirkarat ialah contoh paling sesuai untuk menunjukkan bagaimana pengaloian dapat menghalang
pengaratan.
• Stainless steel is made by combining iron, chromium and nickel
Keluli nirkarat dibuat daripada kombinasi ferum, kromium dan mikel.
• Chromium and nickel have high resistance to corrosion.
Kromium dan nikel mempunyai ketahanan yang kuat terhadap pengaratan.
• Chromium and nickel forms non-porous oxide layer. Water and oxygen gas are not able to pass
through. Therefore rusting is prevented.
Kromium dan nikel membentuk lapisan oksida yang tidak poros. Air dan oksigen tidak boleh melepasi
lapisan ini. Oleh itu pengaratan dapat dihalang.

2. SACRIFICAL METAL/ LOGAM KORBAN
• When metal is connected to more electropositive metal, the more electropositive will act as the

sacrificial metal/ sacrificial anode
Apabila logam dipasangkan dengan logam yang lebih elektropositif, logam yang lebih elektropositif itu
akan bertindak sebagai logam korban/ anod korban.
• So magnesium will corrodes first and protects the metal its connected to if magnesium is used
Oleh itu, magnesium akan terkakis dahulu dan melindungi logam yang dipasangkan dengan magnesijm itu.

3. PROTECTIVE COATING/ Lapisan perlindungan
• Metals can also be coated with protective layer to prevent or slow down the process of rusting.

Logam juga boleh dilapisi dengan lapisan pelindungan untuk menghalang atau memperlahankan proses
pengaratan.
• Examples of coating applied are paints, plastics, enamel and grease
Contoh-contoh lapisan yang digunakan adalah cat, gris dan enamel.

4. GALVANIZING/ Penggalvanian
• Specially used with iron or steel.

Digunakan terutamanya dengan besi atau keluli
• Steel or iron is coated with thin layer of zinc

Keluli atau besi dilapisi dengan lapisan zink yang nipis.

22

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

• Zinc is protecting the metal by:
Zink melindungi logam dengan:
1. Producing protective oxide layer
Membentuk lapisan oksida yang melindungi logam
2. Corroding first if the zinc is scratched
Terkakis dahulu sekiranya zinc tercalar.

• Examples : roofing and water tanks
Contoh: Atap dan tangki air.

5. TIN PLATING/ Pemplatan timah
• Usually used in canned food.

Biasanya digunakan dalam makanan bertin
• Thin layer of tin is applied to sheets of steel.

Lapisan nipis timah melapisi kepingan keluli
• Tin coating form oxide layer that protects the metal

Lapisan timah membentuk lapisan oksida yang melindungi logam.
• If the tin is dented or scratched, rusting will occur since tin is less electropositive than iron.

Sekiranya tin dicalrkan atau kemek, pengaratan akan berlaku kerana tin adalah kurang elektropositif dari
besi.

3.3 Understanding The Reactivity Series Of Metal And Its Application
Memahami Siri Kereaktifan Logam dan Aplikasinya

1. When a metal is heated in oxygen, a reaction occurs to produce metal oxide. Combustion of metal in oxygen is
an example of redox reaction as well.

23

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Apabila suatu logam dipanaskan dengan oksigen, satu tindak balas berlaku untuk membentuk logam oksida.
Pembakaran logam didalam oksigen adalah satu contoh tindak balas redoks juga.

2. The vigour of the reaction depends on the metal used. More reactive metal combusts faster and brighter in
oxygen whereas less reactive metal would glow or produce dim embers. Below are the order of reactivity of
metal with oxygen.

Kecergasan tindak balas bergantung kepada logam yang digunakan. Logam lebih reaktif terbakar dengan pantas dan
lebih terang manakala logam kurang reaktif akan menyala atau membentuk baraan malap. Berikut adalah susunan
kereaktifan logam dengan oksigen.

METALS Shown below is the apparatus set-up for the experiment to investigate the
reactivity of metals towards oxygen.
K DIberikan dibawah ialah susunan alat radas bagi eksperimen untuk menyiasat
Na kereaktifan logam terhadap oksigen.

Ca

Mg

• Metal used is placed inside a porcelain boat// combustion boat//
asbestos paper.
Logam diletakkan didalam sampan porselin/ bekas pembakaran/ kertas
asbestos.

• Potassium manganate (VII) powder is used to supply oxygen gas for the
reaction.
Serbuk kalium manganate (VII) digunakan untuk membekalkan gas oksigen
pada tindak balas.

• The metal is heated strongly first until it glows before heating potassium
manganate (VII)
Logam dibakar dengan kuat pada permulaan sehingga menyala sebelum kalium
manganate (VI) dipanaskan

• Intensity of the light given off and the reaction is observed and recorded.
Kekuatan nyalaan yang terbebas dan kecergasan tindak balas diperhatikan dan
direkodkan.

24

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

4. Apparatus & materials : porcelain boat, boiling tube, clamp, glass wool, magnesium powder, zinc
Radas dan Bahan powder, lead powder, iron powder, copper powder, potassium manganate
(VII) powder.

magnesium, Boat porselin, tabung didih, kaki retort dan pengepit, wul kaca, serbuk
kuprum, serbuk kalium serbuk zink, serbuk plumbum, serbuk ferum, serbuk
manganat (VII).

Procedures / Prosedur :

1. Add a spatula of potassium manganate (VII) powder into the boiling tube.

Tambahkan satu spatula serbuk kalium manganate (VII) berasid kedalam tabung didih.

2. Insert glass wool into the boiling tube.

Masukkan wul kaca kedalam tabung didih.

3. Clamp the boiling tube horizontally on the retort stand.

Kepitkan tabung didih secara mendatar pada kaki retort.

4. Fill a porcelain boat with magnesium powder.

Isikan sampan porselin dengan serbuk magnesium.

5. Insert the porcelain boat into the boiling tube.

Masukkan sampan porselin kedalam tabung didih.

6. Heat the metal strongly until it glows

Panaskan logam sehingga menyala

7. Heat the potassium manganate (VII)

Panaskan kalium manganate (VII)

8. Observe and record the observation

Perhatikan dan rekod pemerhatian

9. Repeat steps 1 to 8 by replacing magnesium powder with other metal powder.

Ulangi langkah 1 hingga 8 dengan menggantikan serbuk magnesium dengan serbuk logam lain.

Results & Observations :

Metal Used Observation Intensity Of The Reaction
25

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Logam yang digunakan Pemerhatian Kecergasan tindak balas
Magnesium
Magnesium
Zinc
Zink
Iron
Ferum
Lead
Plumbum
Copper
Kuprum

5. Position of carbon and hydrogen in the reactivity series/
Kedudukan karbon dan hydrogen dalam siri kereaktifan logam.
o The position of carbon and hydrogen in the reactivity series can be known using this simple concept:
Kedudukan karbon dan hydrogen dalam siri kereaktifan kimi boleh ditentukan dengan menggunakan konsep
mudah ini:

If carbon or hydrogen is more reactive than metal X, a flame or an ember can be
observed when a mixture of metal X oxide is heated with carbon or hydrogen.

Sekiranya karbon atau hydrogen lebih reaktif dari logam X, nyalaan terang atau bara malap
diperhatikan apabila campuran logam X oksida dipanaskan dengan karbon atau hydrogen.

o Both carbon and hydrogen act as reducing agents that reduces the metal oxides to its metal.
Kedua-dua karbon dan hydrogen bertindak sebagai agen penurunan dan menurunkan logam oksida kepada
logamnya.

METALS Experiment setup to investigate reaction of metal with hydrogen.

K Susunan radas untuk eksperimen menyiasat kereaktifan logan dengan
Na
Ca
Mg

hidrogen 26

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Al

Zn

Fe
Sn
Pb

APPLICATION OF REACTIVITY SERIES OF METALS
APLIKASI SIRI KEREAKTIFAN LOGAM

1. The method that is used in the extraction of metal from its ore depends on the position of the metal in the
reactivity series of metals.
Kaedah yang digunakan untuk mengesktrak logam dari bijihnya bergantung kepada kedudukan logam tersebut dalam
siri kereaktifan logam.
a. metals that are located lower than carbon in the reactivity series of metals can be extracted using the
reduction of metal oxide by carbon in a blast furnace.
Logam yang berada dibawah karbon dalam siri kereaktifan logam boleh diekstrak dengan menggunakan
penurunan logam oksida oleh karbon didalam Relau Bagas
b. metals that are located higher than carbon in the reactivity series of metals are extracted by using
electrolytic melting of metal compounds.

27

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Logam yang terletak di atas karbon dalam siri kereaktifan logam boleh diekstrak dengan menggunakan
elektrolisis leburan bijih tersebut.
2. The chart below shows the method of extraction of certain metals by referring to the reactivity series.
Jadual dibawah menunjukkan cara-cara pengekstrakan logam merujuk kepada siri kereaktifan logam.

METALS Extracted using electrolysis of molten
K compounds
Na
Ca Diekstrak menggunakan elektrolisis
Mg sebatian leburan
Al
C Extracted using the reduction of the metal oxide
Zn using carbon in a blast furnace
H
Fe Diekstrak menggunakan penurunan logam oksida
Sn menggunakan karbon dalam Relau Bagas
Extracted by heating the metal oxides directly with air or
hydrogen

Diekstrak dengan memanaskan logam oksida dengan udara atau
hidrogen dengan terus

No extraction needed
Tidak memerlukan
pengekstrakan

28

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

Pb
Cu
Hg
Ag
Au

Extraction of iron in a blast furnace.
Pengekstrakan ferum didalam relau bagas

Heamatite, 1. Mixture of iron ore heamatite, coke and
Fe2O3 limestone is added from the upper part of
+ the blast furnace.
Coke/ campuran bijih besi hematit, arang kok dan
batu kapur dimasukkan dari bahagian atas
Arang kok relau bagas
+

Limestone
Batu kapur

Hot waste gases Hot waste gases
Gas buangan yang Gas buangan yang

panas panas

29

2.0 REDOX REACTION/ TINDAK BALAS REDOKS F5/CH03

4. Both C and CO now acts as the Heamatite, 2. Hot air is blast from the lower part to melt
reducing agent to reduce the Fe2O3 + Coke + the coke into carbon monoxide.
iron ore Udara panas ditiup dari bahagian bawah
Kedua-dua C dan CO sekarang Limestone untuk meleburkan arang kok kepada
bertindak sebagai agen karbon monoksida
penurunan untuk menurunkan Hematit +
bijih besi. Arang kok + 2C + O2 → 2CO
Batu kapur
3C + 2Fe2O3 → 3CO2 + 4 Fe
And/ dan

3CO + Fe2O3 → 3CO2 + 2 Fe

Hot air Hot air
Udara panas Udara panas

Tap for molten iron Tap for slag
Pili untuk leburan logam Pili untuk sanga

5. Iron formed from the 3. Calcium carbonate reacts with
impurities such as silica to form
reaction melted slag
Kalsium karbonat bertindak
because of the high balas dengan bendasing seperti
silika untuk membentuk sanga
temperature and
CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 +
removed as molten • The same setup is used to extract tin from its CO2
ore. The reactions are all the same except tin’s
iron. ore is SnO2
Susunan yang sama digunakan untuk
Ferum yang terhasil mengekstrak stanum dari bijihnya. Tindak balas
semuanya adalah sama kecuali bijih timah ialah
dari tindak balas SnO2

melebur kerana suhu

yang tinggi dan

dikeluarkan sebagai

leburan ferum.

30