TENAGA & PERUBAHAN KIMIA

1. Perubahan Fizik & Kimia

• Perubahan Fizik 

     Perubahan fizik tu bila keadaan fizikal dia berubah. Xkisahla dari segi bentuk, warna dsb janji fizikal. Bila berubah, ia hanya berubah dari segi fizikal bukan dari segi kimia. Jadi proses ini boleh dibalikkan.

     Macam ais mencair jadi air ke. Kan dah berubah fizikal dia. Tapi fizikal dia je berubah. Sifat kimia dia masih sama iaitu, oksigen dan hidrogen. Walaupun ais tu mencair jadi air, ia masih boleh lagi menjadi ais.

• Perubahan kimia

     Perubahan kimia bila sesuatu benda mghasilkan benda yg baru. Komposisi kimia & sifat yg berbeza daripada yg asal. Selalu  proses ini xboleh dibalikkan.

     Contoh, besi berkarat. Permukaan atas besi teroksida dgn udara sekeliling. Ini membuatkan ia berkarat & berwarna merah keperangan. Sekali karat, kita xboleh nak nyahkarat. Melainkan kita halang karat drpd teruk.

2. Perubahan Haba dlm Tindak Balas Kimia

• Tindak Balas Eksotermik

     Tindak balas yg membebaskan haba. Bila tindak balas berlaku, korang akan rasa tabung uji tu panas je. Itu menunjukkan yg haba sedang dibebaskan. 

      Setiap tindak balas, memerlukan tenaga. Tenaga diperlukan untuk tindak balas ni berlaku adalah sedikit berbanding tenaga yg dilepaskan lepas tindak balas berlaku. Bila nak bertindak balas, ia xserap  byk tenaga. Tapi lepas tindak balas berlaku, tenaga (dlm bentuk haba) yg dilepaskan adalah banyak. (Yelah, tenagakan byk jenis, haba salah satu jenis). Tu yg rasa panas tu.

• Tindak balas endotermik

     TIndak balas yg menyerap haba. Bila tindak balas berlaku, korang rasa tabung uji tu sejuk je. Itu menunjukkan yg haba sedang diserap.

     Setiap tindak balas, memerlukan tenaga. Tenaga diperlukan untuk tindak balas ni berlaku adalah banyak berbanding tenaga yg dilepaskan lepas tindak balas. Jadi bila nak bertindak balas, ia menyerap tenaga (dlm bentuk haba) di sekelilingnya. Bila dah xde haba disekeliling, tulah yg membuatkan rasa sejuk. Tapi lepas tindak balas, haba yg dilepaskan sikit je. So suhu tu seimbang untuk rasa mcm normal balik. 

• Aplikasi dalam industri

     Ada dua iaitu penghasilan ammonia & penghasilan asid sulfurik.

     Penghasilan ammonia dihasilkan menggunakan proses yg kita panggil proses Haber ('Haber' tu nama org, so  kena nama besar). Ia boleh jadi eksotermik & endotermik.

(GAMBAR FORMULA)

     Bila nak tindak balas hasilkan ammonnia, dia jadi eksotermik. Bila nak tindak balas hasilkan nitrogen & hidrogen balikm dia jadi endotermik. Suhu mmg 450 , kalau terlbih nnti dia jadi ntirogen & hidrogen. Kalau kurang tindak balas lambat.

     Penghasilan asid sulfurik dihasilkan dgn menggunakan proses Sentuh (ni pun kena  nama besar). Byk proses Sentuh ni. Tapi formula net @ formula short cut dia 

(GAMBAR FORMULA)

(GAMBAR)

     3. Kereaktifan Logam

• Logam + air

LOGAM + AIR  ---> HIDROGEN +HIDROSIKDA LOGAM

(GAMBAR)

• Logam + asid cair

MAGNESIUM + ASID HIDROKLORIK ---> MAGNESIUM KLORIDA + HIDROGEN

ALUMINIUM + ASID NITRIK ---> ALUMINIUM NITRAT + HIDROGEN

ZINK + ASID SULFURIK ---> ZINK SULFAT + HIDROGEN

     Secara umum, 

LOGAM + ASID CAIR ---> GARAM + HIDROGEN

• Siri kereaktifan logam

     Saintis dah susun logam mengikut keraktifan logam masing2. So enigars kena hafal lah.

K    Kalium

Na  Natrium
Ca  Kalsium
Mg  Magnesium
Al    Aluminium
C    Karbon
Zn   Zink
Fe  Ferum
Sn  Stanum 
Pb  Plumbum
Ag  Argentum
Au  Aurum

     Makin ke bawah makin kurang kereaktifannya.

"Banyaknye cikgu nak kena ingat!"

     Cikgu rasa ramai dah tahu, tpi cikgu tetap akan ajar enigars akronimnya. Akronim cikgu guna dlm SPM sampailah sekarang. InsyaAllah kog akan igat akronim ni sampai mati. (melainkan korg byk makan semut). 

Kalau(K) nak(Na) kahwin(Ca) mesti(Mg) ada(Al) cukup(C) zakat(Zn) fitrah(Fe) supaya(Sn) perjalanan(Pb) cukup(Cu) aman(Ag) & abadi(Au).

     Boleh je kalau  enigars kreatif nak buat akronim lain. Tapi cikgu dh guna akronim ni dari sekolah mengah lagi. Dan sgat membantu smpailah masuk uni.

     Logam ini disusun mengikut kreaktifan bertindak balas dgn oksigen. Makin cepat bertindak balas, makin tinggi kedudukan dlm siri. Tetapi karbon ni special sikit. Karbon diletakkan dlm siri tidak menggunakan kaedah tersebut.

"So karbon guna kaedah apa?"

     Karbon diletakkan dgn menguji kekuatannya untuk menyingkirkan oksigen dalam oksida logam. Bila karbon & oksida logam dipanaskan, karbon boleh menyingkirkan oksigen dan menjadikan ia logam tulen.

     Ia kuat menyingkirkan oksigen dari zink oksida tapi tidak cukup kuat untuk singkirkan oksigen dari aluminium oksida. Jadi kedudukan ia antara zink dan aluminium.

4. Aplikasi siri kereaktifan logam

     Sebenarnya, logam yg enigars belajar bukannya boleh jumpa terus pun. Selalu logam dijumpai dlm bentuk sebatian bukan logam tulen. Selalu dijumpai dalam bentuk karbonat,sulfida & oksida logam. Jadi kita kena tulenkan ia dulu.

"Jadi kenapa kena belajar logam tulen dulu?"

     Sebab kementerian xnak enigars pening. Proses penulenan logam agak kompleks untuk dimulakan. Jadi mereka beri enigars belajar benda simple2 dulu seperti logam tulen. Pastu barulah proses penulenan.

• Pengekstrakan logam daripada bijih logam(metal ore)

     Seperti yg enigars tahu pasal kedudukan special karbon, ia digunakan sebagai benchmark untuk penulenan logam. Jika logam itu dibawah karbon, ia akan dipanaskan bersama-sama untuk menyingkirkan oksigen. Manakala jika logam itu  diatas karbon, ia perlu di elektrolisis kan. Proses ini agak rumit dan mahal.

• Pengekstrakan timah

     Timah wujud dalam kerak bumi dalam bentuk kasiterit atau nama saintifiknya timah(IV) oksida. 

(GAMBAR)

     Timah(IV) oksida akan dipanaskan bersama karbon(arang kok) & batu kapur. Ia dipanaskan dalam relau(furnace) pada suhu yg tinggi. 

"Kenapa tetiba ada batu kapur?"

     Batu kapur tu akan bertindak balas dgn bendasing dlm kasiterit lalu membentuk sanga. . Kasiterit kan dlm bumi, takut tergali sekali dgn benda lain. Kira batu kapur tu untuk membuang bendasingla. 

     Bila sudah dipanaskan sehingga cair, akan terbentuk dua lapisan. Lapisan atas ialah sanga manakala di bawah ialah timah. Ini memudahkan proses pengasingan.

Timah(IV) Oksida + Karbon ---> Timah + Karbon Oksida

• Kepentingan siri kereaktifan logam

     Bila kita tahu kedudukan tu, senangla nak kita nak bandingkan. Sebagai contoh, kalium ialah logam paling tinggi kereaktifannya. Ia tidak boleh disimpan begitu shj (teringat iklan Gardenia). Ia perlu disimpan dalam minyak parafin. Ini supaya ia tidak bertindak balas dgn oksigen di udara. Begitu tinggi kereaktifannya. 

     Paling rendah ialah aurum iaitu emas. Sebab itulah,  ia sentiasa bersinar. Ini  kerana emas tidak bertindak balas dgn oksigen secara langsung. Dan sebab itulah ianya mahal. (Teringin gak nak melabur dlm emas).

5. Elektrolisis

• Elektrolisis plumbum(II) bromida

     Elektrolisis ialah proses pennguraian elektrolit(electrolyte) menggunakan arus elektrik. Elektrolit tu bahasa mudahnya ceccairr yg ada ion.

(GAMBAR)

Elektrod : rod yg digunakan mempunyai cas.

Anod      : elektrod yg disambungkan kepada terminal positif. Bercas (+ve)

Katod     : elektrod yg disambungkan kepada terminal negatif. Bercas (-ve)

Kation    : ion positif yg tertarik kepada katod

Anion     : ion negatif yg tertarik kepada anod.

     Peningkan. Xpe, belajar perlahan2. Lama2 ingatla. Semua orang mcm tu.

"Jap, kenapa tetiba ada mentol?"

     Sebab proses ini memerlukan elektrik. Jika mentol itu menyala, maksudnya ada arus elektrik mengalir. Itu yg kita nak. Kalau xmenyala, maksudnya kita set up eksperimen kita salah. Kalau xde elektrik, elektrolisis xkan berlaku. Kira mentol tu benchmark kita.

     Bila litar itu lengkap, proses pun bermula. Ion bromin yg bercas (-ve) akan bergerak ke anod yg bercas (+ve). Disini  elektron ion bromin akan diambil lalu menjadikan ia atom bromin. Bila dua atom bromin bergabung, ia menjadi gas bromin. Wap perang akan kelihatan di anod pada waktu ketika itu.

     Ion plumbum bercas (+ve) akan bergerak  ke katod (-ve). Ion plumbum akan menerima elektron lalu menjadikan ia atom plumbum. Ia akan menjadi plumbum tulen lalu membentuk enapan kelabu di katod.

P/s : (-ve) terlebih elektron sebab tu ia diambil, (+ve) terkurang elektron sebab tu ia diberi.

• Penggunaan elektrolisis dalam industri

     Cikgu akan mengajar tiga proses kepada enigars. (Sebab tu je ada dalam silibus enigars). Iaitu penyaduran elektrik, pengekstrakan logam & penulenan logam.

     Penyaduarn elektrik(electroplating), bila kita nak sadurkan sesuatu dgn sesuatu yg kurang reaktif. Contoh, kromium, perak dsb. Ini dapat mengurangkan tahan hakisan dan tampak menarik.

(GAMBAR)

     Apa yg nak kita sadur akan diletakkan pada katod, seperti contoh di atas ialah sudu besi. Benda menyalut akan diletakkan pada kaotd, seperti contoh di atas, rod kuprum. Elektrolit digunakan mesti ada ion yg sama jenis dai salah satu elektrod, seperti contoh di atas kuprum(II) sulfat.

     Semasa elektrolisis, anod akan menipis sebab atom kuprum dalam elektrod tu hilang elektron. Ini membuatkan ion kuprum (+ve) terlarut dlm elektrolit. Lain pula cerita di anod. ion2 kuprum dalam elektrolit akan tertarik dengan anod lalu menerima elektron darinya. Ia akan membentuk atom kuprum lalu terenap pada anod(permukaan sudu). 

     Pengekstrakan logam, untuk tulenkan logam. 

(GAMBAR)

     Sebagai contoh bauksit. Atau nama saintifiknya aluminium oksida. Mula2 bauksit dibersihkan dulu. Lalu, dilarutkan dlm kriolit. Inni membuatkan ia ada takat lebur yg rendah. Bila melebur, ion2 akan bergerak bebas. Elektrik akan dialirkan dlm elektrolit. Ion aluminium akan tertarik pada katod, ion oksigen akan tertarik pada anod. Leburan aluminium akan dikeluarkan. Di anod, gas oksigen akan terhasil.

     Penulenan logam. Bila ada dua rod, satu tulen satu xtulen. Proses ni nak tulenkan yg xtulen tu.

(GAMBAR)

     Anod kita letak yg tulen, katod kita letak yg tulen. Anod kuprum akan telarut sebab elektron dlm atom kuprum diambil lalu membentuk ion kuprum (+ve). Ia akan terlarut dlm elektrolit. Ion kuprum (+ve) akan tertarik kpd katod (-ve). Ia akan menerima elektron dari katod lalu membentuk atom kuprum. Atom2 akan terenap lalu membentuk kuprum tulen pada katod.

   
6. Penghasilan Tenaga Elektrik daripada Tindak Balas Kimia

     Maksudnya, dari bahan2 kimia kita jadikan tenaga elektrik. Ya, mmg akan ada arus elektrik. Kalau enigars tengok cerita omputih, kan ada kengkadang budak2 buat eksperimen dgn lemon pastu ada elektrik. Ha, samalah tu.

• Sel ringkas

     Terdiri daripada dua elektrod & satu elektrolit. Bila litar lengkap, tindak balas kimia berlaku lalu mengalirkan elektrik.

(GAMBAR)

     Berdasarkan siri yg kita dah belajar, magnesium lagi reaktif drpd kuprum. Jadi magnesium mudah untuk membebaskan elektron berbanding kuprum. Jadi, rod magnesium cepat menipis. Rod magnesium dikategorikan sbg terminal elektron & rod kuprum sbg terminal postif.

     Elektron yg dibebaskan oleh atom magnesium dlm rod magnesium akan mengalir ke terminal  positif (rod kuprum). Elektron yg sampai akan diterima oleh ion kuprum (+ve) disekitar rod kuprum. Lalu membentuk atom kuprum. Ia akan terenap pada rod kuprum. Ketika ini, rod kuprum akan kelihatan menebal.

• Pelbagai jenis sel

(GAMBAR)

5. Tindak Balas Kimia yg Berlaku dgn Adanya Cahaya

• Fotosintesis

     Rasa enigars dah tahu fotosintesis dlm pokok kan. Dlm daun ada kloroplas. Dlm kloroplas ada klorofil(pigmen warna hijau).

     Semasa, fotosintesis, klorofil serap tenaga cahaya untuk uraikan molekul air kepada oksigen & hidrogen. Oksigen akan terbebas ke udara, atom hidrogen akan bertindak balas dgn karbon dioksida untuk membentuk glukosa.

               Cahaya             

Karbon Dioksida + Air -------> Glukosa + Oksigen

   Klorofil       

• Bahan kimia yg peka cahaya

     Enigars akan belajar 1 contoh. Iaitu permukaan kertas fotografi & argentum klorida atau argentum bromida. 

     Permukaan kertas fotografi, ada argentum bromida atau argentum klorida. Kita mmg perlukan sebatian mcm tu. Kita xnak dlm bentuk atom. Bila sebatian tu terdedah kepada cahaya matahari, ia akan terurai kepada atom argentum. Ini yg menyebabkan fotografi akan nampak kelabu hitam. 

     
     Jadi kertas fotografi akan disimpan dlm bilik yg gelap, bahan kimia yg sensitif akan disimpan dlm botol gelap.

8. Kebijaksanaan Manusia Memanfaatkan Tindak Balas Kimia

     Korg jgn bazir elektrikla, kita hidup dlm zaman GST. Jimat elektrik seboleh-bolehnya, kurangkan beban mak ayah. GST pon dikenakan kat bil api gak tau. Semua benda mahal sekarang ni. Kena kumpul duit untuk Uni nanti. Xkan nak harapkan ptptn semata-mata.

     Barang elektrik korg boleh recycle tau sebenarnya. Lagi2 hp enigars tu. Jual hp tu sbg second hand. Duit yg dapat boleh beli hp baru.