studysmart chapter 3 f5

STUDYSMARTKIMIA TINGKATAN 5

BAB 3 : PENGOKSIDAAN DAN PENURUNAN

3.1 Menganalisis tindak balas redoks3.2 Menganalisis pengaratan sebagai tindak balas redoks3.3 Memahami siri kereaktifan logam dan aplikasinya3.4 Menganalisis tindak balas redoks di sel elektrolisis dan sel kimia

3.1 MENGANALISIS TINDAK BALAS REDOKS Tindak balas redoks adalah tindak balas yang

melibatkan pengoksidaan dan penurunan yang berlaku secara serentak

Agen pengoksidaan (Agen pengoksidaan) ialah bahan yang mengoksidakan bahan tindak balas yang lain. Dalam suatu tindak balas redoks, agen pengoksidaan mengalami proses penurunan supaya dapat mengoksidakan bahan yang lain.

Agen penurunan (Agen penurunan) ialah bahan yang menurunkan bahan tindak balas yang lain. Dalam suatu tindak balas redoks, agen penurunan mengalami proses pengoksidaan supaya dapat menurunkan bahan yang lain.

Study Smartwww.studysmart.page.tl

Pengoksidaan Penurunan

Oksigen Penambahan oksigen

Kehilangan oksigen

Hidrogen Kehilangan oksigen

Penambahan oksigen

Elektron Kehilangan elektron

Penambahan elektron

Nombor pengoksidaan

Penambahan nombor pengoksidaan

Pengurangan nombor pengoksidaan

Bahan yang menyebabkan pengoksidaan bahan lain disebut agen pengoksidaaan. Agen pengoksidaan itu sendiri diturunkan (penurunan) dalam tindak balas redoks

Bahan yang menyebabkan penurunan bahan lain disebut agen penurunan. Agen penurunan itu sendiri dioksidakan (pengoksidaan) dalam tindak balas redoks.

Contoh Penambahan oksigen(Pengoksidaan) a) 2CuO + C 2Cu + CO 2

Kehilangan oksigen (Penurunan) * Bahan dioksidakan : Karbon C * Bahan diturunkan : Kuprum(II) oksida, CuO * Agen pengoksidaan : Kuprum(II) oksida, CuO * Agen penurunan : Karbon C

Penambahan Hidrogen ( Penurunan)

b) 2NH3 + 3Br2 N2 + 6HBr

Penurunan Hidrogen ( Pengoksidaan) * Bahan dioksidakan : Ammonia, NH3 * Bahan Diturunkan : Bromine, Br * Agen pengoksidaan : Bromin, Br * Agen penurunan : Ammonia, NH3

c) 2Mg + O2 MgO Mg Mg2+ + 2e [ Pengoksidaan ] O2 + 4e 2O2- [ Penurunan ]

d) Mg + Cu2+ Mg2+ + Cu Mg Mg2+ + 2e [ __________ ] Cu2+ + 2e Cu [ __________ ]

Nombor Pengoksidaan Syarat penentuan nombor pengoksidaan

1. Nombor pengoksidaan suatu atom dalam unsur ialah sifat (zero, 0). Contoh, nombor pengoksidaan bagi atom - atom Mg, Cu, Na, H2, O2, P4, Fe, Zn, Br2, N2 ialah 0

2. Nombor pengoksidaan suatu ion ringkas adalah sama dengan casnya. Contoh :


Ion Na+ Mg2+ Cl- N3-

Pengoksidaan Number

+1 +2 -1 -3

3. Nombor pengoksidaan hidrogen dalam sebatiannya ialah +1 kecuali dalam hidrid, iaitu -1. Contoh, Nombor Pengoksidaan bagi H di H2O dan NH3 ialah +1. Nombor pengoksidaan hydrogen di Natrium hidrida ialah -1

4. Nombor pengoksidaan oksigen dalam sebatiannya ialah -2 kecuali dalam peroksida iaitu -1. Contoh, nombor pengoksidaan bagi O di dalam MgO ialah -2. Nombor pengoksidaan O do dalah Hidrogen peroksida, H2O2 ialah -1

5. Jumlah nombor pengoksidaan bagi semua unsur dalam suatu sebatian ialah sifar. Contoh, nombor pengoksidaan bagi NaOH ialah sifar.Jumlah nombor pengoksidaan bagi semua unsur dalam suatu ion poliatom adalah bersamaan dengan cas pada ion tersebut. Contoh, nombor pengoksidaan bagi MnO4

- ialah -1. Contoh 1 : Cari nombor pengoksidaan bagi Mn dann Cr dalam sebatian berikut

a) KMnO4 (+1) + x + 4(-2) = 0 x = +7 Potassium manganate (VII) +1 x -2

b) MnO2 x + 2(-2) = 0 x = +4 x -2

c) Cr2O72- (dichromate ion)

2(x) + 7(-) = -2 2x – 14 = -2 2x = 12 x = +6

Nombor Pengoksidaan semasa pengoksidaan dan penurunan Contoh :

Nombor pengoksidaan menurun (Penurunan)

2Na + Cl2 2NaCl -1 O O +1

Nombor pengoksidaan meningkat (Pengoksidaan) * Bahan dioksidakan : Natrium * Bahan diturunkan : Klorin * Agen pengoksidaan : Klorin * Agen penurunan : Natrium

Pengoksidaan ion Ferum (II) ke ferum (III) Ion Fe2+ is ditukar ke Fe3+ melalui proses pengoksidaan di mana nombor pengoksidaan bagi

Ferum (II) meningkat dari +2 ke +3.r


Ferum (II) Ferum (III)Fe2+ Fe3+ + e [ Pengoksidaan ][Agen penurunan]Br2 + 2e Br- [ Penurunan ][Agen pengoksidaan] or Cl2 + 2e Cl- [ Penurunan ][Agen pengoksidaan]Persamaan keseluruhan :2Fe2+ 2Fe3+ + 2eBr2 + 2e Br - .

2Fe2+ + Br2 2Fe3+ + Br-

Semasa proses redox ini, warna hijau Fe2+ akan bertukar ke warna perang (Fe3+) Apabila Kalium permanganat (VII ) digunakan sebagai Agen pengoksidaan , warna ungu kalium

permanganat bertukar menjadi tidak berwarna.MnO4 + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O [ Penurunan ][Agen pengoksidaan]

Apabila Kalium dikromat (VI ) digunakan sebagai Agen pengoksidaan , warna jingga kalium dikromat bertukar menjadi warna hijauCr2O7

2- + 14H+ + 6e 2Cr2+ + 7H2O [ Penurunan ][Agen pengoksidaan] Apabila Hidrogen Peroksida, atai Asid Nitrik pekat digunakan sebagai Agen pengoksidaan, warna

hijau Fe2+ akan bertukar ke warna perang (Fe3+)H2O2 + 2H+ + 2e 2H2O [ Penurunan ][Agen pengoksidaan]NO3

- + 4H+ + 3e NO + 2H2O [ Penurunan ][Agen pengoksidaan]

Penurunan ion Ferum (III) ke ferum (II) Fe3+ boleh ditukar ke Fe2+ melalui proses penurunan dimana nombor pengoksidaan Ferum(II)

akan bertukar dari +3 ke +2.Fe3+ + e Fe2+ [ Penurunan ][Agen pengoksidaan]Warna perang Fe3+ akan bertukar ke warna hijau (Fe2+)

Apabila logam lebih reaktif seperti zink digunakan sebagai Agen Penurunan , persamaan berikut diperolehiZn Zn2+ + 2e [Pengoksidaan ][Agen penurunan]

Apabila sulfur dioksida digunakan sebagai Agen Penurunan , persamaan berikut diperolehiSO2 + 2H2O SO4

2- + 4H+ + 2e [Pengoksidaan ][Agen penurunan] Apabila Hidrogen sulfida digunakan sebagai Agen Penurunan , persamaan berikut diperolehi

H2S 2H+ + S + 2e [Pengoksidaan ][Agen penurunan]Mendakan kuning terbentuk

Apabila natrium sulfida digunakan sebagai Agen Penurunan , persamaan berikut diperolehiSO3

2- + H2O SO42-

+ 2H+ + 2e [Pengoksidaan ][Agen penurunan] Apabila Stanum (II) klorida digunakan sebagai Agen Penurunan , persamaan berikut diperolehi

Sn2+ Sn4+ + 2e [Pengoksidaan ][Agen penurunan]


Penyeseran logam daripada larutan garamnya Dalam sel kimia, logam yang lebih elektropositif akan menggantikan/menyeserkan logam yang

elektropositif Logam yang lebih elektropositif akan melepaskan elektron (katod) Logam yang kurang elektropositif akan menerima elektron (anod)

* Kuprum lebih elektropositif berbanding dengan Argentum, maka kuprum akan mengalami pengoksidaan * Argentum kurang elektropisitif berbanding kuprum, maka argentum akan mengalami penurunan* Cu Cu2+ + 2e (Pembebasan Elektron – Pengoksidaan) 2Ag + + 2e 2Ag (Penambahan Elektron – Penurunan) Tindak balas keseluruhan Cu + 2Ag+ Cu2+ + 2Ag

Jawab soalan – soalan berikut. Tuliskan logam yang akan mengalami pengoksidaan dan penurunan termasuk persaaman setengah dan tidak balas keseluruhan.

SOALAN 1

SOALAN 2


Penyeseran halogen daripada larutan garamnya Satu halogen yang berada di atas kumpulan dalam jadual berkala mempunyai kuasa

pengoksidaan yang lebih kuat dan dapat menyeserkan satu halogen dibawah kumpulan daripada larutan garamnya

Halongen yang lebih elektronegatif akan membebaskan electron dan mengalami proses pengoksidaan.

Halongen yang kurang elektronegatif akan menerima electron dan mengalami proses penurunan.

F2 + 2e 2F-

Cl2 + 2e 2Cl-

Br2 + 2e 2Br-

I2 + 2e 2I-

Contoh 1 : KBATCl2 + 2KBr 2KCl + Br2 Br2 + 2KCl Cl2 + 2e 2Cl- [Penambahan electron] Penurunan Apakah yang akan berlaku pada Br2 + 2e 2Br- [Penurunan electron] Pengoksidaan tindakbalas ini ???

Pemindahan electron pada suatu jarak Pemindahan electron pada suatu jarak berlaku apabila agen pengoksidaan dan agen penurunan

dipisahkan didalam U-tube (Bukan YOUTUBE ) Tindak balas redoks mengambil tempat pada elektrod di mana elektron dipindahkan melalui

wayar penyambung dari terminal negatif ke terminal positif Elektrod di mana elektron itu dibebaskan oleh Agen Penurunan dipanggil terminal negatif

( anod) Elektrod di mana elektron diterima oleh Agen pengoksidaan dipanggil terminal positif ( katod)

Contoh oksida dan penurun dan setengah persamaan yang terlibat:


LebihElektro-negatif

KurangElektro-negatif

PENGOKSIDAAN*Ferum(II) Sulfat menjalani Pengoksidaan Fe2+ Fe3+ + e Hijau Perang- Elektron Dibebaskan- Pengoksidaan- Agen penurunan

PENURUNAN* Kalium Manganat (VII) menjalani penurunan MnO4 + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O Ungu Tidak berwarna- Penambahan elektron- Penurunan- Agen pengoksidaan

TINDAK BALAS KESELURUHAN5Fe2+ 5Fe3+ + 5eMnO4 + 8H + + 5e Mn 2+ + 4H 2O5Fe2+ + MnO4 + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Agen penurunan // pembebasan elektron // terminal negatif // Pengoksidaan

Agen pengoksidaan // menerima elektron // terminal positif // Penurunan

KCl : 2Cl- Cl2 + 2e Air Klorin : Cl2 + 2e 2Cl-

KBr : Air Bromin :KI : Iodin :

Mg : KMnO4/H+ :Zn : K2Cr2O7/H+ :

Al : CuSO4 :

Sn2+ : Sn4+ :

Susunan Radas

Kakisan Logam Kakisan logam adalah tindak balas redoks di mana logam teroksida secara semulajadi kepada ion

M Mn+ ne-

Logam yang lebih elektropositif lebih mudah mengakis

Aluminium tidak mengakis. Ini kerana aluminium bertindak balas dengan oksigen di udara untuk membentuk lapisan oksida aluminium padat dan tidak berliang yang boleh menghalang aluminium daripada kakisan lanjut .

Plumbum dan zink juga tidak terkakis dengan mudah Ferum menghakis perlahan-lahan, lapisan Ferum (III ) oksida yang terbentuk adalah berliang dan

tidak padat. Ini tidak boleh menghalang Ferum daripada kakisan.

3.2 MENGANALISIS PENGARATAN SEBAGAI TINDAK BALAS REDOKS Besi/Ferum bertindak sebagai agen penurunan dan gas oksigen bertindak sebagai agen

pengoksidaan


Apabila permukaan besi dicalar atau terkemek, titisan air terperangkap akan bertindak sebagai elektrolit.

Titisan air bertindak sebagai anod dan pengoksidaan berlaku disini. Besi kehilangan electron dan dioksidakan kepada iron ferum(II), Fe2+

Elektron yang dibebaskan oleh besi akan mengalir melalui besi kepada pinggir titisan Terdapat kepekatan oksigen yang terlarut yang lebih tinggi pada pinggi titisan air Pinggir titisan ini bertindak sebagai katod dan penurunan berlaku disini. Gas oksigen menerima electron dan diturukan kepada ion hidroksida, OH-.

O2 + 2H2O + 4e 4OH-

Ion ferum (II) yang terbentuk akan bergabung dengan ion hidroksida untuk membentuk Ferum(II) hidroksida, Fe(OH)2

Ferum(II) hidroksida dioksidakan selanjutnya oleh oksigen untuk membentuk Ferum(III) oksida, Fe(OH)3 2Fe(OH)2 + ½ O2 + H2O Fe(OH)3

Fe(OH)3 atau Fe2O3 . xH2O dipanggil karat Pengaratan berlaku lebih cepat dalam kehadiran asid dan larutan garam yang bertindak sebagai

elektrolit Mengawal pengaratan :-

Cara lain ialah dengan menggunakan logam yang lebih berelektropositif bersentuhan dengan besi. Contohnya Magnesium bersentuhan dengan besi. Magnesium lebih elektropositif, ia akan kehilangan electron lebih senang daripada besi. Oleh itum magnesium terkakis terlebih dahulu dan akan dioksidakan untuk membentuk ion magnesium.


studysmart chapter 3 f5

Documents