modul ithink bab 5 sc form 4

BAB 5TENAGA

DAN

PERUBAHAN KIMIA

5.1Perubahan Fizik

Dan Perubahan Kimia

Perubahan Fizik

Tidak memerlu

kan banyak tenaga

Tiada bahan baru

terhasilMelibatkan

perubahan fizik sahaja

Komposisi dan sifat

kimia sama

dengan bahan tindak balas

Perubahan yang berlaku tidak kekal

dan berbalik

Perubahan Kimia

Memerlukan

banyak tenaga

Bahan baru

terhasilMelibatk

an perubaha

n sifat kimia

Komposisi dan sifat

kimia bahan

sebelum dan

selepas tindak balas

berbeza

Perubahan yang berlaku

kekal dan tidak

berbalik

JENIS PERUBAHAN

Perubahan Fizik Perubahan Kimia

Kitar air

Pembentukan embun

Melarutkan garam dalam air

Pemejalwapan iodin

Penghabluran kuprum (II) sulfat

Pembakaran Magnesium

Pengaratan Besi

Penghadaman makanan

Fotosintesis

Tindakbalas peneutralan

Perbandingan antara Perubahan Fizik dan perubahan Kimia

Perubahan Fizik

Tiada

pembentukan baha

n baha

ruTenaga

kurang

diperluka

n

Perubaha

n tidak kekal dan berbalik

Perubaha

n sifat fizik

Perubahan Kimia

Bahan

baru terhasilBerla

ku perubaha

n komposis

i kimi

a

Perubaha

n kekal dan

tidak berbalik

Tenaga

banyak

diperluka

n

Bahan mengalami perubahan

Memerlukan tenaga

5.2Perubahan Haba

dalam Tindak Balas Kimia

JENIS TINDAK BALAS

Eksotermik Endotermik

bebaskan haba

suhu sekeliling panas

Contoh:•Pembakaran•Peneutralan•Tindak balas antara logam reaktif dengan air

serap haba

suhu sekeliling sejuk

Haba digunakan untuk pecahkan molekul besar menjadi molekul

kecil.

Contoh:•Fotosintesis •Penguraian dengan haba

Perubahan haba dalam tindak balas Eksotermik

Cik Norazmah Bt Mohd Noor 9

Hasil tindak balas

Bahan tindak balas

Haba dibebaskan ΔH adalah negatifΔH

Masa

Tenaga

Respirasi -Guna oksigen dan hasilkan C02, wap air dan haba -Aktiviti: hembus udara ke tangan.

Pembakaran (daun kering)-Oksigen + karbon --- C02 dan haba

Asid + alkali --- haba (suhu larutan naik)

Contoh Tindakbalas Eksotermik

Aras tenaga bagi tindak balas Endotermik

Cik Norazmah Bt Mohd Noor Sains Ting 4 SMKBR '12' 11

Tenaga

Masa

ΔH

Bahan tindak balas

Hasil tindak balas

Haba diserap ΔH adalah positif

Haba + kalsium karbonat hasilkan kalsium oksida + C02

Fotosintesis CO2 + air +cahaya@haba--glukosa

Contoh Tindakbalas Endotermik

Mengkaji Fenomena Telur Goreng

Apakah suhu awal sebiji telur? Telur dimasukkan dalam kuali panas,

terangkan apa yang berlaku. Apakah suhu akhir telur? Adakah tindakbalas telur,

endotermik@eksotermik?

Proses Haber

Nitrogen + hidrogen -- ammonia + haba Tindakbalas

eksotermik berbalik. Suhu antara 450'C-

500'C

Penghasilan asid sulfurik.

Tindakbalas berbalik eksotermik.

Suhu 450'C-500'C Mangkin

vanadium(v)

Proses Sentuh

Proses Sentuh

5.3Kereaktifan

Logam

Tindakbalas Logam dengan Air• Logam yang sangat reaktif akan bertindakbalas

dengan air untuk membebaskan lebih banyak gas hidrogen.

• Logam yang kurang reaktif akan bertindakbalas dengan air dan membebaskan sedikit gas hidrogen.

Logam + Air → Hidrogen + Hidroksida Logam

18

Tindakbalas logam dengan air.

Cik Norazmah Bt Mohd Noor Sains Ting 4 SMKBR '12' 19

Gas HidrogenAir

Logam

Tindakbalas Logam dengan Asid

• Logam yang sangat reaktif akan bertindakbalas dengan asid untuk membebaskan lebih banyak gas hidrogen.

• Logam yang kurang reaktif akan bertindakbalas dengan asid dan membebaskan sedikit gas hidrogen.

Cik Norazmah Bt Mohd Noor Sains Ting 4 SMKBR '12' 20

Tindakbalas logam dengan Asid Hidroklorik

21

Gas HidrogenAsid Hidroklorik

Logam

• Persamaan perkataan menunjukkan hasil tindakbalas logam dengan asid yang berlainan.

1. Magnesium + Asid Hidroklorik → Magnesium Klorida + Hidrogen

2. Aluminium + Asid Nitrik → Aluminium nitrat + Hidrogen

3. Zink + Asid Sulfurik → Zink sulfat + Hidrogen

Cik Norazmah Bt Mohd Noor Sains Ting 4 SMKBR '12' 22

Tindakbalas Logam dengan Oksigen

• Logam yang sangat reaktif akan menghasilkan nyalaan yang cerah apabila bertindakbalas dengan oksigen.

• Logam yang sederhana reaktif akan menghasilkan baraan yang cerah.

• Logam yang kurang reaktif akan menghasilkan baraan yang malap.

Cik Norazmah Bt Mohd Noor Sains Ting 4 SMKBR '12' 23

• Kalium manganat (VII) – membekalkan oksigen

Cik Norazmah Bt Mohd Noor Sains Ting 4 SMKBR '12' 24

Panaskan Panaskan

Serbuk logam

Serbuk kalium manganant (VII)

Wul kaca

Siri Kereaktifan Logam

25

Kalium (K) Natrium (Na) Kalsium (Ca)

Stanum (Sn) Ferum (Fe)

Plumbum (Pb)

Aluminium (Al) Magnesium (Mg)

Zink (Zn)

Kuprum (Cu)Argentum (Ag) Aurum (Au)

Kereaktifan semakin

berkurang

Kedudukan Karbon dalam Siri Kereaktifan Logam

• Kedudukan karbon ditentukan dengan membandingkan kecenderungannya menyingkirkan oksigen daripada oksida logam.

• Karbon akan menyingkirkan oksigen apabila dipanaskan bersama oksida logam sekiranya karbon lebih reaktif daripada logam tersebut.

Cik Norazmah Bt Mohd Noor Sains Ting 4 SMKBR '12' 26

Na Ca Mg Al C Zn Fe Sn PbK Cu

Paling reaktif

Paling kurang reaktif

5.4Aplikasi Siri

Kereaktifan Logam

Pengekstrakan Logam

Menggunakan logam yang berada pada atas siri kereaktifan logam untuk menurunkan oksida logam di bawah siri.

Contoh proses ThermiteAluminium dipanaskan dengan bijih ferum untuk mengekstrak ferum.

Aluminium + ferum ---- aluminium + ferum oksida oksida

Pengekstrakan LogamLogam Kaedah Pengekstrakan

Kalium

Elektrolisis

Natrium

Kalsium

Magnesium

Aluminium

Karbon --------------------------------------------------

ZinkPemanasan bijih logam dengan

karbon (kok) di dalam relau bagasFerum

Tin

Kuprum Pemanggangan bijih logam dalam udara

Argentum Wujud dalam bentuk unsur

Pengekstrakan Bijih Timah

Dikenali kasiterit. Dilombong dengan

menggunakan kapal korek atau pam kerikil.

Bendasing seperti sulfur dan arsenik.

Pengekstrakan Timah

Dalam relau bagas. Bijih timah + karbon + batu kapur. Dipanaskan suhu 1300'C-1400'C. Tindakbalas penurunan berlaku. Stanum(IV) oksida diturunkan oleh

karbon untuk hasilkan stanum dan karbon dioksida.

Batu kapur ditambah untuk asingkan bendasing.

Timah lebur jadi jongkong.

Pengekstrakan Bijih Timah

Kepentingan Siri Elektrokimia

Disusun berdasarkan kereaktifan logam dengan oksigen.

Logam yang berada pada atas siri elektrokimia mudah berkarat berbanding logam di bawah.

Untuk meramalkan kereaktifan logam dengan oksida logam lain.

Untuk mengetahui teknik bagi pengekstrakan logam dari bijihnya.

5.5Elektrolisis

Pengenalan

Proses Elektrolisis menguraikan sebatian kepada unsurnya dengan mengalirkan arus elektrik.

Elektrolit ialah sebatian yang alirkan arus elektrik dalam leburan atau larutan.

Contoh: larutan asid, larutan garamBukan elektrolit tidak boleh aruskan elektrik.Contoh: gula, glukosa, alkohol

Sel Elektrolisis Contoh: Bateri@akumulator Elektrod: alirkan arus elektrik ke

elektrolit. Anod: bahagian positif bateri. Katod: bahagian negatif bateri. Anion: ion negatif (bgerak ke anod). Kation: ion positif (bgerak ke

katod).

Pergerakan ion ke anod dan katod alirkan cas elektrik.

Elektrolisis Leburan Plumbum Bromida

Apabila litar tertutup@lengkap, mentol akan menyala.

Membuktikan leburan plumbum bromida mengalirkan arus elektrik.

Hasilkan:- Pepejal berkilat pada katod.- Wap berwarna perang pada anod.

Elektrolisis Leburan Plumbum Bromida

Penyaduran Elektrik

Definisi: menyaluti logamm dengan lapisan logam lain.

Tujuan: -melindungi permukaan daripada

berkarat. -memperbaiki permukaan logam.

Objek disadur pd katod.Logam pd anod.Elektrolit mengandungi ion logam penyadur.Di anod: kuprum terlarut menjadi ion positif kuprum.Di katod: Ion kuprum tertarik pada kunci (anod) dan termendap.

(+) Anod (-) katod

Larutan Kuprum Sulfat

Pengekstrakan Aluminium

Aluminium oksida dan kriolit dicampur.

Katod: tangki ferum disaluti karbon.

Anod: elektrod karbon.

ProsesKatod: menarik ion aluminium dan termendak di dasar tangki.Anod: gas oksigen dibebaskan.

Penulenan Logam

Anod: logam tak tulen.Katod: logam tulen.Elektrolit: mengandungi ion logam.

ProsesAnod: kuprum tak tulen melarut dan membentuk ion kuprum (bercas positif).Katod: menarik ion kuprum dan dienapkan sebagai kuprum tulen.

5.6Penghasilan Tenaga

Elektrik daripada Tindak Balas Kimia

Pengenalan Bateri

Bateri menyimpan tenaga kimia dan boleh diubah menjadi tenaga elektrik.

Penghasilan bateri:-2 logam berbeza dicelup dalam larutan elektrolit.-elektron mengalir dari logam reaktif ke logam yang kurang reaktif.-menghasilkan arus elektrik.

Sel RingkasSel ringkas dinamakan sel kimia atau sel galvani.Contoh elektrod zink dan kuprum. Terminal negatif - dikenali anod (logam yang lebih reaktif) - elektrod membebaskan elektron. - contoh zink melepaskan elektron dan membentuk

ion.Terminal posit - dikenali katod (logam kurang reaktif). - menerima elektron.

- ion hidrogen (cas positif), menerima elektron (cas negatif) dan membentuk gas hidrogen.

Nilai voltan bergantung kepada jarak antara 2 jenis logam elektrod.

Semakin jauh kedudukan logam dalam siri elektrokimia, semakin tinggi nilai voltan yang dihasilkan.

Contoh:elektrod magnesium da argentum hasilkan voltan tinggi berbanding ferum dan plumbum.

Sel RingkasSiri Kereaktifan

MagnesiumAluminiumKarbonZinkFerumStanumPlumbumKuprumMagnesium

Sel Kering

Jenis Ammonium KloridaTidak dapat dicas semula.Tidak tahan lama.Bekas zink bocor.Jenis Sel AlkaliNatrium HidroksidaBekas zink tidak

terhakis/bocor.Mahal tetapi tahan lama.

Sel Alkali

Kegunaan: -kamera dan permainan.Kelebihan -voltan malar. -tahan lebih lama. -Arus lebih besar dari sel kering.

Kekurangan -tidak dapat dicas semula.

Akumulator Asid Plumbum

Kegunaan: -bateri kereta.Kelebihan -voltan tinggi. -boleh dicas semula. -tahan lama.

Keburukan -berat dan mahal. -asid mungkin tumpah.

Sel Merkuri

Kegunaan -jam tangan, kalkulator.Kelebihan -kecil dan ringan. -voltan tinggi -arus sekata. -tahan lama.Kekurangan -tidak dapat dicas. -lebih mahal dari sel kering.

Sel Nikel-Kadmium

Kegunaan -telefon mudah alih. -kamera digital.Kelebihan -boleh dicas semula. -tahan lama. -tidak mudah tumpah.Kekurangan -mahal

5.7Tindak Balas Kimia

yang Berlaku dengan Adanya

Cahaya

FotosintesisTumbuhan menyerap

karbon dioksida+cahaya+air untuk membentuk karbohidrat (glukosa).

Foto (cahaya)Sintesis (membina)

• Pigmen hijau klorofil menyerap cahaya untuk memecahkan molekul air kepada O2 dan H2 (fotolisis air).

Fotosintesis

Kesan Cahaya ke Atas Kertas Fotografi

Filem fotografi disaluti oleh lapisan argentum bromida.

Semasa menganmbil gambar argentum bromida didedahkan kepada cahaya.

Imej terhasil dan filem fotografi perlu dicuci.Ini menunjukkan kertas fotografi sensitif terhadap cahaya.

Bahan Kimia Sensitif-Cahaya

Bahan kimia yang sensitif terhadap cahaya dikenali kimia fotosensitif (bahan peka cahaya).

Contoh bahan: -argentum bromida. -argentum klorida. -hidrogen peroksida.Apabila argentum bromida terdedah kepada cahaya, bahan akan terurai menjadi atom argentum dan bromida.

Penyimpanan Bahan Kimia

Bahan kimia peka cahaya perlu disimpan dalam botol gelap.

Contohnya seperti peluntur bleach perlu disimpan dalam botol gelap.

Untuk elakkan air klorin terurai menjadi asid hidroklorik dan oksigen apabila terdedah kepada cahaya.

5.8Kebijaksanaan

Manusia Memanfaatkan

Tindak Balas Kimia

Stesen Janakuasa Elektrik

Perubahan Tenaga

Tenaga ------- tenaga ------- tenagakimia kinetik elektrik

Stesen janakuasa menggunakan bahan api arang batu (tenaga kimia) untuk menghasilkan stim.

Stim memutarkan turbin dalam dinamo (tenaga kinetik).

Hasilkan tenaga elektrik. Arang batu merupakan sumber yang tidak dapat

dikitar semula. Maka perlu dijimatkan.

Penggunaan Elektrik secara

efisyen

Tutup pintu peti sejuk selepas

mengambil barang

Berkongsi kenderaan ke tempat

kerja.Gunakan peralatan yang jimat

tenaga

Tutup suis peralatan elektrik

sekiranya tidak

menggunakannya

Gosok baju seminggu

sekali

Mari Berkongsi Kenderaan

Pelupusan Bateri

Logam dalam bateri adalah toksik.

Sekiranya dibuang ke tapak pelupusan sampah, bahan toksik meresap ke sumber air bawah tanah dan mencemarkannya.

Bateri perlu dikitar semula atau dilupuskan dengan cara betul.

Apakah fungsi alatan berwarna biru?

Aktiviti (1): Kenalpasti Alatan

Amaran: Jangan Tiru Aksi Ini!