bab 4-sebatian karbon

SEBATIAN KARBON

CHAPTER 4

Rafizal@SMK AIR TAWAR

KEPELBAGIAN SEBATIAN CARBON

• Atom karbon boleh terikat dengan 4 atom yang lain.

• Ia boleh bergabung secara kimia dengan kebanyakkan jenis unsur. Ia juga boleh bergabung dengan atom carbon yang lain untuk membentuk rantaian atau cincin.

• Sebatian karbon adalah molekul yang mengandungi unsur karbon.

• Karbon wujud dalam carbon dioxide di udara, dan merupakan bahagian terbesar bagi arang batu, minyak mentah dan gas asli.

• Juga wujud dalam makanan, pakaian, kosmetik, cat dan petrol.

Benzena, sebatian yang menandungi atom carbon

dalam bentuk cincinlaman-ilmu81.blogspot.com

• Kebanyakkan sebatian carbon mengandungi unsur yang sama (contohnya, hanya mengandungi atom karbon dan hidrogen sahaja) tetapi berbeza dari segi bilangan dan susunannya.

• Unsur yang paling penting bergabung dengan carbon adalah hydrogen, oxygen, dan nitrogen

KOMPONEN ORGANIK

• Mengandungi ikatan carbon -hydrogen • Kebanyakan sebatian yang ditemui dalam

tumbuhan dan haiwan mengandungi karbon. • Hormones, enzymes, proteins, kanji, klorofil,

sellulosa adalah sebatian carbon. • Boleh ditemui pada benda hidup dan benda

bukan hidup.

SEBATIAN BUKAN ORGANIK

• Tidak mengandungi ikatan carbon-hydrogen • Biasanya ditemui pada benda bukan hidup

wujud sebagai garam mineral dalam kerak bumi dan gas dalam atmosfera

• Contoh : Sebatian hidrogen karbonat, sebatian karbonat, dan karbon dioksida

• Contoh lain carbonates ialah sodium carbonate atau serbuk soda.

• Digunakan untuk menghasilkan gelas dan seramik.

• Sodium bicarbonate (baking soda) digunakan untuk pembersihan, mencuci, menyahbau dan meneutralkan asid.

Perbandingan antara sebatian organic dan inorganic.

Sebatian Organic Sebatian Bukan organik

Berasal dari benda hidup Berasal dari benda bukan hidup

Mengandungi ikatan carbon-hydrogen

Mungkin ada unsur carbon tapi tidak mengandungi ikatan carbon-hydrogen

Terdiri daripada molekul Terdiri daripada sebatian logamTidak larut dalam air Larut dalam pelarut organik

Larut dalam air dan sebatian formingionic

Mudah terbakar (menghasilkan carbon dioxide dan carbon monoxide)

Tidak mudah terbakar

Hidrokarbon dan sumbernya• Dikelaskan sebagai sebatian carbon yang hanya

mengandungi atom karbon dan hidrogen sahaja. • Sumber utama hydrocarbons adalah arang batu,

petroleum, and gas asli – dikenali sebagai bahan bakar fosil

• Ditemui dalam kerak bumi. • Petroleum dikenali sebagai minyak mentah. • Sebatiannya diasingkan melalui proses

penyulingan berperingkat.

ALCOHOL DAN KESANNYA KEPADA KESIHATAN

• Alcohols adalah sebatian organik yang mengandungi unsur carbon, hydrogen, dan oxygen.

• Alcohols dikenali berdasarkan siri homolognya. • Atom oxygen and hydrogen membentuk ikatan

oxygen-hydrogen di dalam molekul alkohol. • Ikatan oxygen-hydrogen dikenali sebagai

kumpulan hidroksil atau O-H.

PENGHASILAN ALCOHOL • Kebanyakkan alcohols

dihasilkan melalui penapaian buah atau bijirin dengan yis (sejenis kulat).

• Alcohol juga boleh dihasilkan daripada gas asli dan petroleum melalui proses hidrasi.

Yis digunakan untuk penapaian gula

• Semasa penapaian, yis dicampurkan dengan jus buah atau campuran bijirin.

• Jus buah atau campuran bijirin mengandungi gula. • Yis menghasilkan enzim zimase yang akan

menukarkan gula kepada ethanol dan karbon dioksida.

• Sedikit haba akan dibebaskan. • Persamaan kimia: enzyme (zymase) Larutan gula + yis → ethanol + haba + carbon dioxide

laman-ilmu81.blogspot.com

• Ethanol boleh diasingkan daripada larutan penapaian melalui proses penyulingan.

• Ethanol mendidih pada 78°C manakala air mendidih pada 100°C.

• Hidrasi – menghasilkan alkohol dengan menambahkan air pada alkene – pada suhu dan tekanan tinggi

Penyulingan ethanol

• Alkohol lain yang biasa digunakan ialah methanol.

• Dihasilkan melalui penapaian kayu. • Juga boleh dihasilkan daripada gas sintetik. • Carbon monoxide ditambah kepada gas

hydrogen gas dan wap pada suhu dan tekanan tinggi.

CIRI UMUM ALCOHOL

• Mudah tersejat walau pada suhu rendah dan berbau tajam.

• Ketumputan alkohol lebih rendah daripada air. • Alcohol larut dengan mudah di dalam air dan

lemak dan merupakan plarut organik. • Alcohol mudah terbakar, dengan nyalaan biru. • Alcohol kurang menghasilkan jelaga

berbanding pembakaran hidrokarbon.

laman-ilmu81.blogspot.com

Proses Pengesteran

• Ester – terhasil daripada tindak balas antara alkohol dan asid organik

• Sebatian neutral yang berbau harum• Digunakan untuk menghasilkan perisa

makanan, bahan kosmetik dan minuman keras• Ester berlainan menghasilkan bau berlainan

KEGUNAAN ALCOHOLS

• Pelarut ubat, minyak wangi dan perasa sayuran seperti vanilla

• Sesuai sebagai bahan bakar. • Methylated spirit, campuran ethanol and

methanol, digunakan sebagai spirit perubatan- untuk penstrilan (antiseptik).

KESAN ALCOHOL KEPADA KESIHATAN

• Mabuk - Penglihatan kabur. Percakapan tidak jelas. Kepekaan berkurangan.

• Keseimbangan badan terjejas. Tindakan reflex menjadi perlahan.

• Aliran darah ke permukaan kulit meningkat, menyebabkan lebih banyak kehilangan haba.

• Degupan jantung dan tekanan darah meningkat.

KESAN ALCOHOL KEPADA KESIHATAN

• Hati gagal berfungsi dengan penggunaan 0.5 dan 1 auns alkohol per jam.

• Alcohol akan diserap oleh perut dan usus kecil: alkohol yang berlebihan di dalam perut boleh menyebabkan muntah-muntah.

• Ginjal kehilangan lebih banyak air berbanding biasa.

KESAN ALCOHOL KEPADA KESIHATAN

• Kesan jangka panjang pengambilan alkohol termasuklah kerosakkan otak, penyakit sirosis hati, dan kegagalan ginjal.

• Kecacatan otak pada bayi (sindrom fatal alkohol – FAS)

• Sesetengah alkohol lebih merbahaya berbanding etanol.

• Contohnya: methanol boleh menyebabkan buta malah kematian.

LEMAK DAN KESANNYA KEPADA KESIHATAN

• Diperlukan dalam diet untuk membekalkan asid lemak dan lain-lain bahan yang penting untuk pertumbuhan.

• Lemak boleh ditemui di dalam daging, minyak masak, mentega,

magerin dan kekacang. • Terdiri daripada unsur karbon, hidrogen dan oksigen.

LEMAK TEPU DAN LEMAK TAK TEPU

• Lemak tepu terhasil daripada haiwan – tidak melebur pada suhu bilik

• Lemak tak tepu terhasil daripada tumbuhan – melebur pada suhu bilik

• Menyebabkan lemak tak tepu berada dalam keadaan cecair pada suu bilik.

PersamaanBerminyak

Tidak larut airSumber penghasilan asid lemak

LEMAK TEPU DAN LEMAK TAK TEPU

Lemak tepu Lemak tak tepuDihasilakan daripada haiwan (mentega, minyak sapi,lemak ayam dan daging)

Dihasilakan daripada tumbuhan(magerin, minyak bunga matahari, minyak sawit dan minyak zaitun)

Pepejal pada suhu bilik Cecair pada suhu bilik Takat lebur tinggi Takat lebur rendahTidak baik untuk kesihatan, kolesterol tinggi

Baik untuk kesihatan, kolesterol rendah

Perbezaan

LEMAK DI DALAM DIET KITA

• Vitamins A, D, E, and K larut lemak, bermaksud ia hanya boleh dicerna, diserap dan diangkut oleh lemak.

• Untuk mendapatkan vitamin tersebut perlu makan bahan berlemak.

• Asid lemak penting untuk fungsi tubuh, contohnya lemak linoleic: - untuk membina membran sel.

• Lemak merupakan sumber tenaga yang baik – mengandungi 2 kali lebih tenaga berbanding carbohydrates atau proteins

• Dipecahkan dalam tubuh untuk membebaskan glycerol asid lemak bebas.

• Glycerol – ditukar kepada glukosa di dalam hati sebagai sumber tenaga.

• Asid lemak – sumber tenaga yang baik bagi tisu badan terutama sekali jantung dan otot rangka.

laman-ilmu81.blogspot.com

Bahaya Lemak Tepu

• Terlalu banyak lemak tepu boleh menyebabkan peningkatan aras kolesterol dalam darah.

• Menyumbang kepada penyakit kardiovaskular bila diambil secara berlebihan.

• Meningkatkan risiko salur arteri tersumbat (arterioklorosis) dan tekanan darah tinggi.

• Menyebabkan serangan penyakit jantung dan strok.

• Lemak tak tepu boleh mengantikan lemak tepu di dalam diet.

• Menggantikan lemak tepu kepada lemak tak tepu boleh membantu merendahkan tahap kolesterol dalam darah.

• Contoh lemak tak tepu: - Minyak kelapa sawit, minyak bijan, minyak jagung dan minyak bunga matahari.

MINYAK SAWIT • Sabut - mengandungi

sel minyak (menghasilkan minyak sawit).

• Isirung- mengandungi minyak isirung.

• Minyak isirung kelapa sawit lebih bermutu berbanding minyak kelapa sawit.

laman-ilmu81.blogspot.com

tempurung

sabut

isirung

PENGEKSTRAKKAN MINYAK SAWIT

(i) Pensterilan• Tandan sawit didedahkan pada wap panas

bersuhu (kira-kira 140°C) untuk 75-90 minit.• Tujuan pensterilan: · melembutkan dan meleraikan buah dari

tandan. · membunuh mikroorganisma seperti bakteria dan kulat· memecahkan sel-sel minyak.

PENGEKSTRAKKAN MINYAK SAWIT

(ii) Peleraian tandan• Tandan sawit dimasukkan ke dalam mesin

pelerai buah yang berpusing. • Buah yang lerai akan terjatuh ke bawah

melalui celah-celah jaring mesin tersebut. • Kemudian, ia akan dikumpulkan dan dihantar

ke mesin pencerna.

PENGEKSTRAKKAN MINYAK SAWIT

(iii) Pencernaan• Melibatkan proses melembutkan buah sawit

menggunakan wap. • Mesin pencerna berbentuk silinder dan

mempunyai mata pisau yang berputar. • Tindakan oleh mata pisau yang berpusing akan

memisahkan bahagian sabut dengan tempurung dan isirung

PENGEKSTRAKKAN MINYAK SAWIT

(iv) Pengekstrakan minyak• Minyak akan diperah daripada sabut

menggunakan mesin penekan hidraulik. • Campuran minyak sawit mentah (CPO)

dikumpulkan dalam tangki minyak sawit mentah.

• Isirung dihancurkan dan dipanaskan untuk mendapatkan minyak isirung.

laman-ilmu81.blogspot.com

PENGEKSTRAKKAN MINYAK SAWIT

(v) Pembersihan dan Penulenan• CPO mengandungi campuran minyak mentah

(35-45%), air (45-55%), serat dan bahan-bahan lain.

• Asid fosforik digunakan untuk menghilangkan kotoran

• Stim dialirkan untuk menyingkirkan asid yang menyebabkan minyak menjadi masam

• Karbon teraktif digunakan untuk menyingkirkan warna.

PENGEKSTRAKKAN MINYAK SAWITPensterilan

Peleraian tandan

Pencernaan

Pengekstrakan

Penulenan

KEGUNAAN MINYAK SAWIT• Membuat produk makanan: margarine, lemak

sayuran, perasa tiruan, krimer kopi dan minyak sapi berasaskan sayuran.

• Menghasilkan produk penjagaan kulit dan kosmetik berasakan minyak sawit.

• Menghasilkan produk pembersihan seperti sabun dan serbuk pencuci..

• Bahan bukan makanan berasaskan minyak sawit: - minyak hidraulik, dakwat pencetak berwarna, lilin gam pelekat.

MINYAK SAWIT ADALAH BERKHASIAT

• Mengandungi lemak tak tepu, boleh menghalang arteri tersumbat -penyakit koronari jantung.

• Mengurangkan kolesterol LDL dan Meningkatkan kolesterol HDL dalam darah.

• Membekalkan asid lemak pada badan. • Mengandungi karotinoid, bahan yang

diperlukan untuk menghasilkan vitamin A. • Kaya dengan vitamin E, K dan magnesium.

laman-ilmu81.blogspot.com

KAJIAN DAN PEMBANGUNAN

• Malaysian Palm Oil Board (MPOB) – Menghasilkan santan serbuk– menghasilkan biodiesel.– Menghasilkan plastik yang kuat dan boleh

terbiodegradasi – Memproses batang sawit untuk menghasilkan

papan gentian. – Sesuai digunakan untuk menghasilkan kertas

bermutu tinggi dan tanah untuk tanaman.

PEMBUATAN SABUN DAN TINDAKAN PENCUCIAN

• Sabun – sebatian kimia yang mempunyai ciri-ciri pembersihan.

• Merupakan garam yang terhasil daripada tindakbalas antara lemak (minyak) dengan alkali.

• Lemak dan minyak terbina daripada asid lemak dan glycerols.

• Minyak sawit mengandungi asid lemak yang dikenali sebagai palmitic acids.

Molecule Lemak

Glycerol

Asid lemak

PENYEDIAAN SABUN• Dihasilkan melalui proses peneutralan –

tindakbalas antara asid dan alkali menghasilkan garam dan air.

acid + alkali → garam + air• Asid lemak daripada lemak atau minyak

bertindakbalas dengan alkali menghasilkan garam (sabun) dan air.

Asid lemak + alkali → garam (sabun) + air• Dikenali sebagai proses saponifikasi Lemak/minyak + alkali → sabun + air + glycerol.

• Sabun terhasil dalam bentuk cecair. • Untuk menukar larutan sabun kepada pepejal,

garam perlu ditambah. • Kepingan sabun dituras. • Pada peringkat ini, pewangi atau pewarna

boleh dicampurkan. • Kemudian sabun dicetak kepada pelbagai

bentuk.

laman-ilmu81.blogspot.com

• Sabun boleh dibuat sendiri di rumah dengan menggunakan minyak sawit yang ditambah dengan sodium.

• Campuran dipanaskan pada suhu 80°C hingga l00°C.

• Persamaan proses saponifikasi minyak sawit dan sodium hydroxide:

minyak + sodium hyroxide → sabun + glycerol sawit

TINDAKAN PENCUCIAN SABUN

• Molekul sabun terdiri daripada 2 bahagian: kepala dan ekor.

• Kepala larut dalam air manakala ekor tidak larut dalam air.

• Ekor larut dalam bahan berminyak seperti daki dan kotoran.

• Berbentuk seperti berudu

Kepalahidrofilik

Ekorhidrofobik

• Semasa sabun digunakan untuk membasuh, ekor molekul sabun akan melekat pada bahagian berminyak pada kotoran.

• Kemudian, kotoran akan dikelilingi oleh molekul sabun, hanya bahagian kepala mengenai air.

• Pergerakkan pakaian semasa dibasuh menyebabkan kotoran tertanggal daripada pakaian.

• Sabun dihasilkan daripada asid lemak daripada minyak sawit, detergen pula dihasilkan daripada petroleum

TINDAKAN PENCUCIAN SABUN

Pakaian

Molekul sabun

Kotoran minyak

POLYMER SEMULAJADI

• Getah, kayu, kanji, sutera, plastik, gentian halus kertas, otot dan rambut adalah contoh polimer semulajadi.

• Manik dalam rantaian mewakili polimer.

• Manik-manik mewakili monomers

laman-ilmu81.blogspot.com

Polymers dan monomernya

Polymer MonomersPolietena (plastics) EtenaPolivinil klorida (PVC) Vinyl chloride

Polistirena StyreneSellulosa (pada gentian kayu) Glucose

Polysaccharide (dalam DNA, bahan genetik)

Saccharides

Poliisoprena (dalam getah asli) Isoprena

POLIMER SEMULAJADI DAN SYNTHETIC

• Polimer semulajadi: ditemui pada haiwan dan tumbuhan

• Contoh: Selulosa (ditemui dalam gentian kayu) polipeptida (dalam sutera) dan getah (ditemui dalam susu getah daripada pokok getah)

• Polimer sintetik adalah polimer buatan. - boleh dibentuk, kuat dan ringan

• Contoh: Plastik, PVC, perspeks dan nilon

PEMPOLIMERAN DAN PENYAHPOLIMERAN

• Pempolimeran – proses kimia untuk menghasilkan polimer daripada monomernya.

• Contoh: penghasilan polyethena (sejenis plastics), monomer ethena dipanaskan pada suhu dan tekanan tinggi menyebabkanya terikat.

• Penyahpolimeran berlawanan dari proses pepolimeran.

• Proses kimia memecahkan polimer kepada monomer.

PEMPOLIMERAN DAN PENYAHPOLIMERAN

Pempolimeran

Penyahpolimeranmonomer polimer

GETAH ASLI• Bahan elastik yang diperolehi daripada susu getah

(latek) dari pokok getah. • Susu getah dituang di dalam dulang leper dan

dicampurkan dengan asid formik, yang bertindak sebagai penggumpal.

• Selepas beberapa jam, kepingan getah yang basah ditekan menggunakan peralatan untuk menyingkirkan air berlebihan.

• Dihantar ke kilang untuk proses pemvulkanan dan proses-proses lain.

• Ada susu getah yang dihantar ke kilang dalam bentuk cecair.

• Ammonia dicampurkan untuk mengelakkan susu getah menggumpal atau membeku.

• Susu getah cair digunakan untuk menghasilkan sarung tangan getah, tilam, benang getah dan sebagainya.

laman-ilmu81.blogspot.com

CIRI-CIRI GETAH ASLI

• Elastik/ kenyal dan lembut• Takat kebur rendah• Melekat sesama getah atau bahan lain • Kalis air , kuat• Tidak boleh mengkonduksikan elektrik• Kurang tahan terhadap kesan alam semulajadi

seperti haba, cahaya dan ozon.

TINDAKBALAS ANTARA SUSU GETAH DENGAN ASID DAN

AMONIA• Zarah susu getah mengandungi polimer getah

(monomer – isoprena) yang dilindungi membran protein yang bercas negatif.

• Mencegah zarah-zarah getah menggumpal kerana cas-cas yang sama akan menolak di atara satu sama lain.

• Acid mengandungi ion hidrogen bercas positif. • Apabila asid ditambah kepada susu getah, ion

hidrogen akan meneutralkan membran protein yang bercas negatif.

• Ini menyebabkan membran tersebut pecah dan polomer getah akan terbebas.

• Polimer getah yang bebas bergabung sesama sendiri menyebabkan penggumpalan susu getah (membeku).

Penggumpalan getah

• Susu getah boleh membeku tanpa penambahan asid.

• Berlaku secara semulajadi melalui aktiviti bakteria di dalam susu getah – akan menghasilkan asid.

• Mengambil masa yang lama dan menyebabkan bau yang busuk.

• Untuk mengelakkan penggumpalan, ammonia ditambahkan.

• Larutan ammonia adalah alkali – mengandungi cas negatif iaitu ion hidroksida (OH-)

• Ion bercas negatif meneutralkan ion bercas positif, yang dihasilkan oleh bakteria dalam susu getah.

• Mengelakkan membran protein daripada pecah, seterusnya mengekalkan susu getah dalam keadaan cecair.

PEMVULKANAN• Proses kimia yang mencampurkan getah dengan sulfur

pada suhu tinggi untuk meningkatkan kekenyalan, kekerasan, lebih tahan haba dan kekuatan.

• Getah tervulkan tidak terlalu lembut dan tidak melekit apabila dipanaskan.

• Proses ini tidak berbalik.• Setiap molekul polimer getah akan bersambungan di

antara satu sama lain oleh atom sulfur. • Atom sulfur akan memegang polimer getah bersama-

sama, menyebabkan molekul getah melekat bersama-sama.

laman-ilmu81.blogspot.com

VULCANISATION

Atom sulfur +Getah Sulfur

Kelebihan getah tervulkan

• Lebih keras, kuat, tahan lama dan tahan haba• Menukarkan permukaan getah yang melekit

kepada permukaan yang lebih lembut • Digunakan untuk membuat tayar, bahagian-

bahagian mesin, penebat elektrik, kasut getah dan gelang getah.

MENGHARGAI KAJIAN SAINTIFIK BAGI PENGGUNAAN SEBATIAN KARBON

• Teknologi karbon digunakan untuk menghasilkan pelbagai bahan menggunakan sebatian karbon.

• Penting untuk menghasilkan ubat, cat, fabrik sintetik, perasa makanan, plastik, kosmetik, gentian karbon, dan gam.

• Biasanya menggunakan arang batu, minyak mentah, gas asli dan tumbuh-tumbuhan.

Latihan1. Rajah di bawah menunjukkan peringkat yang

terlibat dalam penghasilan getah tervulkan

a) Apakah monomer bagi getah? b) Namakan:

i. Larutan X:ii. Process Y:

c) Lukiskan molekul getah tervulkan. d) Senaraikan 2 kegunaan getah tervulkan.

laman-ilmu81.blogspot.com