M 8 Bahan Kimia Dan Perindustrian
-
Upload
amira-jamburi -
Category
Documents
-
view
529 -
download
4
description
Transcript of M 8 Bahan Kimia Dan Perindustrian
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
217
MODUL 8: BAHAN KIMIA DALAM INDUSTRI
OBJEKTIF PEMBELAJARAN
8.1 Memahami sifat aloi dan kegunaannya dalam industri. 8.2 Menganalisis kegunaan dan penghasilan ammonia dalam industri. 8.3 Menganalisis kesan pembuangan bahan sisa industri terhadap alam sekitar.
8.1 CIRI-CIRI ALOI DAN KEGUNAANYA
1. Aloi ialah campuran dua atau lebih logam atau campuran logam dengan sedikit
bukan logam.
Rajah 8.1 Susunan zarah dalam aloi
2. Logam tulen adalah lembut kerana saiz atomnya adalah sama dan disusun secara rapat.
3. Lapisan ini mudah menggelongsor apabila dikenakan daya. 4. Apabila atom-atom logam lain ditambahkan, hal ini mengganggu susunan
atom dan menyukarkan atom-atom itu menggelongsor di atas satu sama lain menjadikannya lebih keras dan lebih kuat.
Rajah 8.2 Susunan zarah dalam logam tulen 5. Secara amnya, ciri-ciri aloi:-
Lebih kuat dan lebih keras daripada logam
Lebih tahan kakisan
Permukaan lebih menarik
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
218
Contoh-contoh aloi, komposisi dan kegunaan
Aloi komposisi Ciri-ciri Contoh kegunaannya
Duralumin
Aluminium – 95 % Kuprum – 4 % Logam lain -1 %
Ringan Tahan kakisan
Digunakan dalam pembinaan badan kapal terbang dan kereta api peluru
Gangsa Kuprum – 88 % Timah -12 %
keras Tahan kakisan
Pingat, syiling,patung
Piuter
Timah -97 % antimoni & kuprum – 3 %
Berkilat, tahan kakisan
barang perhiasan, piala
Keluli Besi – 99 % Karbon – 1 %
Keras Tahan kakisan
Bahan binaan seperti bangunan, jambatan dan bahagian kereta
Loyang Kuprum -75 % Zink – 25 %
Kuat Berkilat Tahan kakisan
Kunci, barang perhiasan, alatan muzik
ALOI SUPERKONDUKTOR 1. Ciri-ciri superkonduktor
Membenarkan arus elektrik mengalir melaluinya pada rintangan sifar pada suhu yang sangat rendah.
Menghasilkan kurang haba apabila arus elektrik mengalir melaluinya
Mengelakkan pembaziran tenaga
Sangat ringan
Menhasilan kuasa magnet yang lebih kuat daripada magnet 2. Aloi superkonduktor digunakan dalam kereta api peluru.
8.2 PENGHASILAN DAN KEGUNAAN AMMONIA DALAM INDUSTRI
1. Ammonia adalah gas tanpa warna, berbau sengit dan bersifat alkali. 2. Sangat larut dalam air membentuk ammonium hidroksida. 3. Penghasilan ammonia dalam industri
i. Ammonia dihasilkan di kilang secara besar-besaran melalui Proses Haber menggunakan nitrogen dan hidrogen dalam nisbah 1:3
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
219
250
atmosfera
Rajah 8.3 Penghasilan ammonia dalam industri
ii. Persamaannya adalah seperti berikut
iii. Syarat optimum penghasilan ammonia adalah:
Suhu 450°C - 500°C
Tekanan 250 atmosfera (atm)
Mangkin – Serbuk besi
4.Kegunaan ammonia dan sebatiannya dalam kehidupan harian
(i) Membuat baja ammonia/garam ammonium.
Ammonia + asid sulfurik ammonium sulfat
Ammonia + asid nitrik ammonium nitrat
Ammonia + asid fosforik ammonium fosfat
(ii) Membuat asid nitrik bagi menghasilkan baja dan bahan letupan.
(iii) Membuat pewarna dalam industri kain dan kertas
(iv) Mencegah penggumpalan lateks
(v) Sebagai agen penyejuk
(vi) Membuat bahan letupan
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
220
5. Ammonia juga digunakan untuk membuat baja urea iaitu baja yang mengandungi peratus nitrogen yang tinggi - Urea disediakan dengan memanaskan campuran cecair ammonia dan cecair karbon dioksida pada suhu 200°C dan tekanan 200 atmosfera.
8.3 KESAN PEMBUANGAN BAHAN SISA INDUSTRI TERHADAP ALAM SEKITAR
1. Pencemaran alam sekitar berpunca daripada bahan sisa yang membahaya dibebaskan ke alam sekitar akibat daripada aktiviti manusia yang tidak bertanggungjawab.
2. Punca utama pencemaran dari aktiviti industri : a) pembakaran bahan api fosil b) bahan toksik dari industri kimia c) bahan buangan radioaktif d) bahan buangan pertanian
a) Pembakaran bahan api (petroleum, arang batu dan gas asli)
Bahan Pencemar : Sulfur dioksida Karbon monoksida Nitrogen dioksida
Kesan bahan pencemar: Hujan asid Kesan rumah hijau Merendahkan kualiti air dan udara Merendahkan kadar fotosintesis
b) Bahan toksik industri kimia Bahan pencemar : Asid dan alkali Sebatian nitrat Fosfat Logam berat seperti plumbum, merkuri dan kadmium c) Bahan buangan radioaktif Bahan pencemar : Bahan radioaktif membebaskan sinaran alfa, beta dan
gama yang merbahaya kepada persekitaran Kesan : Kanser Mandul Kecacatan janin Kematian dalam keadaan yang teruk d) Bahan buangan pertanian Bahan pencemar : Sisa kelapa sawit dan getah Kesan : Terurai dan membebaskan gas toksid ke persekitaran Menyebabkan pencemaran air dan haiwan akuatik mati.
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
221
LATIHAN
Tandakan (√) bagi pernyataan yang betul dan (x) bagi pernyataan yang salah. 1. Bahan pencemar daripada sisa industri dapat masuk ke dalam badan manusia
melalui rantai makanan. ( ) 2. Bahan pencemar daripada sisa industri dapat masuk ke dalam badan manusia
melalui udara yang disedut. ( ) 3. Hujan asid menyebabkan tanah pertanian menjadi kurang subur. ( ) 4. Kandungan oksigen dalam udara akan berkurang jika banyak tumbuhan hijau
mati akibat hujan asid. ( ) 5. Pembuangan bahan sisa industri tidak menyebabkan kepupusan spesies fauna dan flora. ( ) 6. Rajah 1 menunjukkan susunan atom dalam suatu aloi . Tentukan atom X dan atom Y.
atom Y
atom X
Rajah 1
Aloi Atom X Atom Y
Keluli
Gangsa
Loyang
Piuter
Duralumin
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
222
7. (a) Berikan satu hasil buatan (kegunaan) setiap aloi dalam jadual di bawah.
Aloi Hasil buatan
Keluli
Gangsa
Loyang
Puiter
Duralumin
(b) Nyatakan tiga tujuan pengaloian
i. Menambahkan _________________________ logam
ii. Mencegah ____________________________ logam
iii. Membaiki _____________________________ logam
8. Lengkapkan Proses Haber di bawah
9. Lengkapkan persamaan kimia di bawah untuk menunjukkan pembentukan garam ammonium (baja).
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
223
SOALAN OBJEKTIF Tiap-tiap soalan yang berikut diikuti oleh empat pilihan jawapan, A, B, C dan D. Pilih jawapan yang terbaik. 1. Rajah 1 menunjukkan suatu aloi gangsa dengan atom-atomnya.
Antara yang berikut, yang manakah mewakili atom X dan Y? X Y A Karbon Besi B Kuprum Timah C Plumbum Timah D Kuprum Aluminium
2. Apakah logam utama yang digunakan dalam pembentukan gangsa? A Besi B Timah C Kuprum D Aluminium
3. Aloi gangsa terdiri daripada logam....
A kuprum dan zink B plumbum dan timah C kuprum dan timah D besi dan karbon
4. Proses yang menambahkan kekerasan logam adalah A elektrolisis B pengaloian C pempolimeran D penghabluran
5. Pelupusan bahan toksik dari industri kimia ke alam sekitar menyebabkan A Penipisan lapisan ozon B Peningkatan suhu dunia C Kemusnahan hidupan akuatik D Gangguan ke atas fotosintesis pada tumbuhan hijau
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
224
6. Antara berikut, yang manakah cara untuk menjadikan suatu logam tulen supaya menjadi lebih keras?
A Dilebur dan unsur lain ditambah B Merendamkan di dalam asid pekat C Menyadurkan satu lapisan logam yang lain D Menambahkan logam tulen yang lebih banyak
7. Antara campuran yang berikut, yang manakah membentuk loyang? A Besi dan karbon B Kuprum dan zink C Timah dan kuprum D Aluminium dan kuprum
8. Maklumat yang berikut menunjukkan kegunaan bahan Y.
Antara yang berikut, yang manakah Y? A Etanol B Ammonia C Asid sulfurik D Natrium klorida
9.
Persamaan perkataan di atas menunjukkan tindak balas yang menghasilkan baja X. Apakah baja X? A Ammonium nitrat B Ammonium sulfat C Ammonium fosfat D Ammonium klorida
10. Antara yang berikut, yang manakah merupakan kesan buruk pembakaran bahan api fosil?
A Menipiskan lapisan ozon
B Merendahkan suhu dunia
C Mengurangkan kandungan oksigen dalam air
D Menyebabkan hujan asid dan pemanasan global
Untuk menghasilkan baja
Untuk menghalang pengumpulan lateks
Ammonia + asid nitrik baja X
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
225
11. Antara bahan yang berikut, yang manakah sesuai digunakan untuk membina badan kapal terbang yang ringan dan kuat?
A Keluli B Gangsa C Aluminium D Duralumin
12. Rajah 10 menunjukkan sebuah kapal terbang.
Rajah 10
Apakah bahan yang digunakan untuk membina bahagian berlabel S? A Besi B Keluli
C Duralumin D Aluminium
13. Antara gas yang dibebaskan oleh aktiviti perindustrian, yang manakah penyebab utama
hujan asid? A Ammonia B Sulfur dioksida C Karbon dioksida D Karbon monoksida
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
226
SOALAN SUBJEKTIF Jawab semua soalan dalam bahagian ini.
1. Jadual 1 menunjukkan jenis aloi dan komposisinya.
Aloi Komposisi
Aloi M
75% kuprum
25% zink
Keluli
99.5% besi
0.5% karbon
Gangsa
88% kuprum
12% timah
Jadual 1
(a) (i) Namakan aloi M.
__________________________________________________ (ii) Namakan proses untuk menghasilkan aloi M.
__________________________________________________ (iii) Berdasarkan Jadual 1,lengkapkan ayat di bawah. Aloi adalah campuran dua
__________________________________________________
_________________________________________________
(b) Dalam Jadual 1.1,tandakan (√) kegunaan aloi dalam kehidupan harian.
Jadual 1.1
(c) Nyatakan dua sifat aloi.
1 ___________________________________________________
2 ___________________________________________________
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
227
2. Rajah 2 menunjukkan tindak balas yang berlaku dalam penghasilan ammonia dalam
industri.
Rajah 2
(a) Namakan proses bagi pembuatan ammonia.
__________________________________________________________________
(b) Apakah bahan X?
__________________________________________________________________
(c) Apakah nisbah isi padu nitrogen kepada bahan X yang digunakan dalam industri?
__________________________________________________________________
(d) Lengkapkan jadual di bawah untuk menunjukkan tiga keadaan yang diperlukan
untuk penghasilan ammonia.
Mangkin
Suhu
Tekanan
Jadual 1
(e) (i) Apakah kegunaan utama ammonia dalam industri?
______________________________________________________________
(ii) Lengkapkan persamaan perkataan di bawah untuk menunjukkan tindak balas
antara ammonia dan asid sulfurik dalam penghasilan bahan di (e)(i)
Ammonia + asid sulfurik
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
228
2 Gangsa dan keluli adalah dua contoh aloi. Gangsa yang terdiri daripada kuprum dan
unsur-unsur lain adalah lebih keras daripada kuprum tulen.
(a) Apakah unsur utama yang dicampur kepada kuprum untuk membentuk gangsa?
_________________________________________________________________
(b) Apakah jenis zarah yang terdapat dalam kuprum tulen?
_________________________________________________________________
(c) Lukis dan labelkan susunan zarah yang terdapat dalam kuprum dan dalam
gangsa.
(i) Kuprum tulen (ii) Gangsa
(d) Terangkan mengapa gangsa lebih keras daripada kuprum tulen. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________
3. Rajah 3 menunjukkan pembuangan bahan sisa industri daripada kilang kimia yang
mengeluarkan bahan kimia yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman.
Rajah 3
(a) Nyatakan satu bahan yang dihasilkan oleh kilang itu.
_____________________________________________________________
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
229
(b) Nyatakan dua bahan pencemar yang mungkin dibuang daripada kilang itu ke
dalam sungai.
i ____________________________________________________________
ii ____________________________________________________________
(c) Nyatakan satu kesan buruk bahan pencemar di (b) terhadap alam sekitar.
_____________________________________________________________
(d) Kilang itu menggunakan petroleum sebagai sumber tenaga.
(i) Nyatakan satu gas berasid yang dihasilkan daripada pembakaran bahan
api fosil itu. ___________________________________________________________
(ii) Nyatakan satu kaedah untuk mengawal pencemar udara di (d)(i) daripada
kilang ini.
___________________________________________________________
SOALAN ESEI Jawab soalan-soalan yang berikut.
1
(a) Berdasarkan pernyataan di atas, cadangkan satu hipotesis untuk menyiasat
pernyataan di atas. [1 markah]
(b) Huraikan satu eksperimen yang boleh anda jalankan di makmal untuk
menguji hipotesis itu. Huraian anda hendaklah mengandungi perkara
berikut:
(i) Tujuan eksperimen [1 markah]
(ii) Mengenal pasti pemboleh ubah [2 markah]
(iii) Senarai radas dan bahan [1 markah]
(iv) Kaedah [4 markah]
(v) Penjadualan data [1 markah]
Paku besi berkarat lebih cepat daripada paku keluli
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
230
2 (a) Nyatakan satu persamaan dan tiga perbezaan antara aloi dan logam tulen.
[4 markah]
(b) Jadual 2 menunjukkan susunan atom bagi tiga jenis aloi iaitu gangsa, loyang
dan keluli.
Jenis aloi Susunan atom
Gangsa
Loyang
Keluli
Jadual 2
Kaji maklumat dalam Jadual 2 dan bina konsep aloi. Jawapan anda hendaklah berdasarkan aspek-aspek berikut: (i) Kenal pasti dua ciri-ciri sepunya [2 markah] (ii) Berikan satu contoh lain bagi aloi [1 markah] (iii) Beri satu contoh bukan aloi dan sebabnya [2 markah] (iv) Hubungkaitkan ciri sepunya untuk membina konsep aloi [1 markah]
Atom kuprum
Atom timah
Atom kuprum
Atom zink
Atom besi
Atom karbon
Atom kuprum
Atom timah
Atom besi
Atom karbon
Modul 8 Sains Tingkatan Empat GCBP
231
Lengkapkan silang kata berikut:
1 2 3 4
5
6
7
8
9 10
11
12
Melintang :
3 Proses bagi pembuatan ammonia.
6 Satu bidang yang menggunakan aloi superkonduktor.
7 Digunakan untuk membuat duit syiling.
8 Proses yang menambahkan kekerasan logam.
11 Digunakan untuk membina badan kapal terbang yang ringan dan kuat.
12 Unsur utama yang dicampur kepada kuprum untuk membentuk gangsa.
Ke bawah :
1 Digunakan untuk membina jambatan dan rangka bangunan.
2 Terdiri daripada campuran satu atau lebih logam dengan bahan lain.
4 Mangkin yang diperlukan untuk proses Haber berlaku.
5 Aloi yang mengalirkan elektrik dalam keadaan tanpa rintangan.
9 Unsur utama yang dicampur kepada zink untuk membentuk loyang.
10 Digunakan untuk membuat pingat dan patung (contoh Tugu Negara)