WELCOME TO UDAI'S CHEMISTRY BLOG

 

Daripada segi sains, kimia berkait rapat dengan hampir semua cabang sains yang lain, dan disebabkan inilah ia mendapat gelaran "sains pertengahan" atau "central science". Namun, bidang sains lain yang paling rapat dengan kimia ialah fizik. Tidak seperti kimia, fizik lebih menyentuh berkenaan tenaga dan jirim sama ada dalam skala besar ataupun dalam skala kecil.
Ilmu kimia telah digunakan sejak manusia pertama kali menemui cara menghasilkan api. Alkimia, satu bidang separa kimia yang dipelopori oleh orang Yunani, Rom, Islam dan Eropah, melibatkan pencarian "Philosopher's Stone" yang dikatakan boleh menukarkan logam biasa menjadi emas dan perak, dan penghasilan ubat-ubat yang dikatakan boleh menghidupkan seseorang itu selamanya. Kini, kimia moden mempunyai pelbagai kegunaan dalam kehidupan kita, daripada memasak dan membasuh pakaian, ke ubat-ubatan yang menyelamatkan nyawa dan automobil, sehinggalah ke penghasilan keluli dan konkrit untuk pembinaan bangunan, dan juga penyejukan gas-gas untuk menghasilkan bahan bakar roket. Kimia memainkan peranan yang amat besar kepada kehidupan kita. Andainya ilmu kimia tidak pernah diceburi, anda mungkin tidak akan membaca ayat ini pada hari ini.

9.1 ASID SULFURIK

A) PENGGUNAAN ASID SULFURIK

→Pembuatan baja

→Pembuatan pestisid

→Pembuatan detergen

→Pembuatan gentian tiruan

→Pembuatan pigmen cat

→Pembuatan elektrolit dalam akumulator

B) PEMBUATAN ASID SULFURIK

PERINGKAT 1 (PEMBENTUKAN SULFUR DIOKSIDA)

-Sulfur lebur dibakar di dalam udara kering untuk menghasilkan sulfur dioksida.

Persamaan kimia:

  S + O₂   -------------->   SO₂

PERINGKAT 2 (PEMBENTUKAN SULFUR TRIOKSIDA)

-Sulfur dioksida dan gas oksigen yang berlebihan disalurkan melalui mangkin Vanadium(v) oksida pada suhu 450 darjah celcius sehingga 500 darjah celcius dan tekanan 1 atm untuk menghasilkan sulfur trioksida.

Persamaan kimia: 

  2SO₂ + O₂   -------------->   2SO₃

PERINGKAT 3 (PEMBENTUKAN OLEUM)

-Sulfur trioksida dilarutkan dalam asid sulfurik pekat untuk membentuk oleum.

Persamaan kimia:

 H₂SO₄ + SO₃ -------->   H₂S₂O₇

PERINGKAT 4 (PENCAIRAN OLEUM)

-Oleum tersebut dicairkan dengan air untuk menghasilkan asid sulfurik pekat dalam kuantiti yang banyak.

Persamaan kimia:

 H₂S₂O₇ + H₂O ---------->   2H₂SO₄

B) SULFUR DIOKSIDA DAN PENCEMARAN ALAM SEKITAR

1) Sulfur dioksida ialah bahan perantaraan dalam proses sentuh
2) Sulfur dioksida dihasilkan oelh gunung berapi secara semula jadi
3) punca terbesar bagikehadiran sulfur  dioksidaadalah akibat pembakaran bahan api fosil seperti petroleum. Kebanyakan bahanapi fosil mengandungi sedikit sulfur,jadi pembakaran bahan api fosil menghasilkan sulfur dioksida
4) Pembakaran bahan buatan asid sulfurik seperti rayon juga menghasilkan gas sulfur  dioksida
5) Pernafasan udara yang mengandungi gas sulfur dioksida boleh mengakibatkan penyakit di sistem pernafasan dan boleh mengakibatkan penyakit seperti bronkitis dan penyakit peparu
6) Sebahagian gas sulfur dioksida boleh larut dalamair  hujan dan menghasilkan asid sulfurus
7) Sedikit sulfur dioksida yang bertindak balas dengan oksigen di udara danmenghasilkan sulfur trioksida
8) Sulfur  trioksidajuga melarut dalam airhujan untuk menghasilkan asid sulfurik
9) Asid sulfurus dan asid sulfurik mengakibatkan pembentukan hujan asid
10) Kesan buruk hujan asid:

• merosakkan bangunan konkrit
• mempercepatkan kakisan bahan buatan logam
• memjadikan tanah berasid
• merendahkan pH
• menghapuskan nutrien tumbuhan

9.2 PEMBUATAN AMMONIA DAN GARAMNYA

A) KEGUNAAN AMMONIA

-Pembuatan baja bernitrogen seperti ammonium fosfat

-Pembuatan asid nitrik melalui proses ostwald

-Pembuatan elektrolit sel kering

-Pembuatan agen pencuci seperti serbuk pencuci dan detergen

-Pembuatan bahan letupan seperti trinitrotoluena (TNT)

-Pembuatan pencelup

B) PEMBUATAN ASID NITRIK

1) Terdapat banyak kegunaan ammonia. Satu daripada kEgunaan ammonia ialah untuk membuat asid      nitrik melalui proses Haber

2) Penghasilan asid nitrik memerlukan keadaan yang berikut:

    a) suhu 450-500 darjah celcius

    b) tekanan 200 hingga 500 atm

    c) mangkin terdiri daripada serbuk besi (ferum) dengan aluminium oksida sebagai penggalak

C) PEMBUATAN AMMONIA

Proses Haber atau juga dikenali sebagai Proses Haber-Bosch adalah proses untuk menghasilkan ammonia. 

 Bahan mentah bagi menghasikan ammonia ialah gas nitrogen dan gas hidrogen.

Pada tangki pemampat, campuran tersebut akan dimampatkan pada 200 atm. Kemudian, dialirkan ke reaktor.Pada reaktor, campuran dipanaskan pada 450 darjah celcius dan besi digunakan sebagai mangkin bagi mempercepatkan tindakbalas. Seterusmya, campuran mengalir ke kebuk penyejukan dimana di sini gas ammonia hasil daripada tindakbalas tadi akan ditukarkan kepada bentuk cecair. Cecair ammonia yang terhasil  akan dikumpulkan. Manakala gas nitrogen dan gas hidrogen yang tidak bertindakbalas akan dikitar semula dan akan memulakan proses tersebut sekali lagi.

D) PENYEDIAAN BAJA AMMONIUM

9.3 ALOI

A) SUSUNAN ATOM DALAM LOGAM

1. Logam tulen mempunyai sifat-sifat yang berikut 
   a) berkilat
   b) ketumpatan tinggi
   c) konduktor elektrik dan haba yang baik
   d) mulur
   e) kurang kuat
   f) lembut
2. Logam tulen terdiri daripada jenis atom yang sama dengan saiz yang sama.
3. Dalam keadaan pepejal,atom-atom tersusun  secara rapat dan teratur.
4. Lukisan susunan atom-atom dalam logam tulen

5. Kemuluran logam 

Logam tulen yang lembut dan mudah dimulurkan atau boleh ditempakan menjadi logam tidak sesuai untuk banyak tujuan. Proses pembuatan aloi (yang dikenali sebagai pengaloian) dapat memperbaiki sifat kelemahan logam tersebut. Dalam proses pengaloian, unsur-unsur asing dicampurkan kepada leburan logam.Apabila aloi membeku, kedudukan  beberapa atom logam akan digantikan oleh atom-atom unsur asing yang lebih besar atau lebih kecil daripadanya.

6. Kebolehtempaan logam

Terdapat ruang-ruang kosong dalamsusunan atom logam yang teratur. Apibila logam diketuk, atom-atom yang sama saiz mudah menggelongsor ke kedudukan baharu. Maka, logam boleh ditempa (boleh diketukkepada pelbagai bentuk tanpa retak)

B) SUSUNAN ATOM DALAM ALOI

1. Atom-atom bendasing yang dicampurkanmungkin lebih besar atau kecil daripada atom-atom logam tulen.
2.Atom-atom bendasing mengisi ruang kosong di antara atom-atom dalam logam tulen.
3. Atom-atom bendasing ini dapat menghalang lapisan-lapisan atom logam daripada menggelongsor   ke atas satu sama lain dengan mudah.
4. Oleh sebab itu, aloi adalah lebih keras dan kuat daripada logam tulen.
5. Sebagai contoh keluli adalah lebih keras daripada besi.

1. 

TUJUAN PENGALOIAN

1. menambah kekerasan logam
2. mencegah kakisan / pengaratan
3. memperbaiki rupa bentuk logam

Aloi lebih kuat dan lebih keras daripada logam tulennya  kerana kehadiran atom asing yang lebih besar mengganggu susunan logam tulen yang teratur. Lapisan atom menjadi  semakin sukar menggelongsor ke atas stu sama lain.

EKSPERIMEN MENGKAJI LOGAM TULEN DAN ALOINYA 

TUJUAN: Mengkaji kekerasan logam tulen dan aloinya

PERNYATAAN MASALAH : Adakah aloi lebihkeras daripada logam tulennya?

HIPOTESIS: Gangsa lebih keras daripada kuprum.

PEMBOLEHUBAH

    a) dimalarkan : Jisim pemberat

    b) dimanipulasi : Gangsa dan kuprum

    c) bergerakbalas : Kekerasan logam tulen dan aloinya

RADAS: 

Kaki retort dan pengapi, pemberat 1 kg, bebolakeluli, pembaris meter dan benang

BAHAN:

Bongkah kuprum, bongkah  gangsa dan pita selofan

PROSEDUR:

1. Sebiji bebola keluli dilekatkan pada permukaan bongkah kuprum denganmenggunakan pita selofan.

2. Pemberat1 kg digantung sertinggi 50cm di atas bebola keluli.

3. Pemberat itu kemudiannya dilepaskan supaya jatuh pada bebola keluli.

4. Diameter lekuk yang terhasil pada permukaan bongkah kuprum diukur dan direkodkan. 

5. Langkah 1 hingga 4 diulang sebanyak 2 kali pada tempat yang berlainan pada bongkah kuprum untuk mendapatkan purata diameter lekuk yang terbentuk.

6.Langkah 1 hingga 5 diulang dengan menggunakan bongkah gangsa untuk menggantikan bongkah kuprum.

KESIMPULAN: 

1. Hipotesis diterima.

2. Gangsa lebih keras daripada kuprum.

9.4 POLIMER SINTETIK DAN KEGUNAANNYA

Polimer ialah sebatian yang terbentuk daripada molekul yang bergabung secara kimia ke dalam satu rantaian panjang. Molekul yang membentuk rantaian panjang tersebut dipanggil monomer.Dengan kata lain, polimer bermaksud sebatian yang terdiri daripada banyak bahagian yang lebih kecil, iaitu monomer.

POLIMER SEMULA JADI

1. Polimer semula jadi ialah polimer yang wujud secara semula jadi.

2. Polimer ini biasanya dihasilkan oleh organisma hidup.

3. Contoh polimer dan monomernya:

     a) kanji - glukosa

     b) protein - asid amino

     c) getah - isoprena

     d) politena - etena

POLIMER SINTETIK

1. Polimer sintetik (tirusan) ialah polimer buatan manusia yang dihasilkan daripada bahan kimia secara pempolimeran.

2. Plastik,  gentian sintetik, dan getah sintetik adalah tiga contoh polimer sintetik.

3. Pempolimeran terbahagi kepada dua jenis:

    a) pempolimeran tambahan

    b) pempolimeran kondensasi

A) PEMPOLIMERAN TAMBAHAN

1. Monomer-monomer tak tepu yang mengandungi ikatan ganda dua antara dua atom karbon menjalani pempoliran tambahan.

B) PEMPOLIMERAN KONDENSASI

Molekul-molekul  kecil seperti air  dan ammonia terbebas semasa pempolimeran kondensasi.

KESAN PEMBUANGAN BAHAN BUATAN POLIMER SINTETIK TERHADAP ALAM SEKITAR.

• Membebaskan bahan pencemar yang membahayakan kesihatan seperti asao, gas yang beracun dan mengakis misalnya sulfur dioksida yang menyebabkan hujan asid dan kesan rumah hijau.
• Merosakkam keindahan alam
• Menyebabkan banjir kilat semasa hujan lebat
• Mengancam hidupan laut seperti penyu yang termakan polimer sintetik seperti plastik

9.5 PENGGUNAAN KACA DAN SERAMIK

JENIS KOMPOSISI , SIFAT DAN PENGGUNAAN KACA

1. Komponen utama kaca ialah silika atau silikon dioksida yang diperoleh daripada pasir.
2. Sifat-sifat uatama kaca ialah:

• rapuh
• keras
• lengai secara kimia
• lutsinar
• tidak telap kepada gas dan cecair
• tidak mengalirkan elektrik
• penebat haba

3. Kaca yang paling ringkas ialah kaca silika terlakur. Kaca ini mengandungi silika sahaja.
4. Kebanyakan kaca dihasilkan dengan mencampurkan leburan silika dengan sebatian-sebatian lain.
5. Kaca boleh ditukar semula. Kaca boleh dileburkan dan dibekukan berulang kali.

KOMPOSISI, SIFAT DAN PENGGUNAAN SERAMIK

1. Seramik diperbuat daripada tanah liat yang telah dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi.
2. Kandungan utama seramik ialah silikat.
3. Kebanyakan seramik mengandungi silikon, oksigen, dan aluminium.
4. Berbeza daripada kaca, seramik tidak dapat dikitar semula. Pepejal seramik tidak dapat dilebur semula disebabkan seramik sangat tahan haba.
5. Sifat umum seramik adalah :

• rapuh
• sangat keras
• takat lebur sangat tinggi
• tahan mampatan
• retak apabila suhu berubah dengan mendadak
• lengai terhadap baham kimia
• penebat haba dan penebat elektrik yang baik

6. Beberapa penggunaan seramik adalah seperti yang berikut:

• membuat cip mikro komputer
• membuat gigi palsu
• membuat pasu porselin dan barang perhiasan
• membuat pinggan, mangkuk dan periuk
• membuat enjin kereta, kapal angkasa, superkonduktor dan reaktor nuklear
• membuat bahan pembinaan seperti bata-bata, simen, jubin, paip bawah tanah dan atap genting

9.6 PENGGUNAAN BAHAN KOMPOSIT

1. Dalam dunia yang serba moden ini, permintaan bagi bahan yang mempunyai sifat tertentu adalah tinggi.

2. Sebatian-sebatian dengan sifat tertentu telah digabungkan untuk menghasilkan suatu bahan yang dapat memenuhi keperluan dalam bidang-bidang seperti perindustrian, pembinaan dan pengangkutan

BAHAN KOMPOSIT

1. Bahan komposit ialah bahan yang dihasilkan daripada gabungan dua atau lebih sebatian-sebatian seperti aloi, logam, kaca, polimer dan seramik.
2. Sifat-sifat bahan yang dihasilkan ini adalah jangka lebih baik daripada komponen-komponen yang asal.
3. Beberapa contoh penggunaan bahan komposit adalah:

  a) Konkrit yang diperkukuhkan

• diperbuat daripada campuran simen, batu kerikil, pasir, air, besi atau keluli untuk menghasilkan jaring, rod atau tiang.
• Bersifat kuat, tahan regangan dan murah.
• Bahan pembinaan bagi bangunan, jambatan, lebuh raya, dan empangan

   b) Superkonduktor

• diperbuat daripada pelbagai komponen, misalnya campuran niobium dan germanium.
• bahan yang tiada rintangan elektrik
• hanya berfungsi dalam suhu yang terlampau rendah
• diperbuat dalam bidang pengangkuran, telekomunikasi dan astronomi, perindustrian dan perubatan.

   c) Gentian kaca

• terdiri daripada silika, natrium karbonat, kalsium karbonat
• penebat haba dan elektrik yang baik
• dugunakan untuk membuat pakaian angkasawan dan pakaian ahli bomba

   d) Gentian optik

• terdiri daripada kaca, kuprum dan aluminium
• membolehkan maklumat dihantar dalam bentuk cahaya pada kelajuan tinggi.
• digunakan dalam bidang komunikasi untuk membuat kabel elektrik dan dalam bidang perubatan untuk memerhatikan organ dalaman tanpa pembedahan

   e) Kaca fotokromik

• dihasilkan daripada leburan silika yang dicampurkan dengan sedikit argentum klorida
• kaca ini berwarna gelap apabila terdedah kepada cahaya terang dan cerah semula apabila berada dalam keadaan gelap
• digunakan untuk membuat cermin mata gelap dan cermin tingkap kenderaan tertentu

   f) Seramik kaca

• dihasilkan dengan mendedahkan kaca dengan kandungan logam tertentu kepasda sinaran ultraungu dan memanaskannya pada suhu yang tinggi
• tahan haba
• digunakan untuk membuat alatan memasak dan kepala roket

   g) Plastik yang diperkukuhkan dengan gentian kaca

• terdiri daripada plastik dan gentiam kaca
• plastik komposit adalah sangat kuat, ringan, mudah dibentuk dan tahan kakisan
• digunakan untuk membuat topi keledar, bahan kereta dan kapal terbang, joran dan bahagian tertentu pesawat terbang