Showing posts with label Sains_T4_B8. Show all posts
Showing posts with label Sains_T4_B8. Show all posts

Wednesday, 5 August 2015

Bab 8 : Bahan Kimia dalam Perindustrian

Isi Kandungan
8.1 Sifat Aloi dan Penggunaannya dalam Industri
Aktiviti Makmal 8.1.1: Ketahanan Paku Keluli Nirkarat Terhadap Pengaratan
8.2 Kegunaan dan Penghasilan Ammonia dalam Industri
Aktiviti Makmal 8.2.1: Penyediaan Baja Ammonium Sulfat
8.3 Kesan Pembuangan Sisa Industri Terhadap Alam Sekitar
8.4 Keperluan untuk Memelihara dan Memulihara Alam Sekitar daripada Pencemaran oleh Bahan Sisa Industri



⇲ Dapatkan latihan (objektif and subjektif), secara percuma untuk OS Android.

8.4 Keperluan untuk Memelihara dan Memulihara Alam Sekitar daripada Pencemaran oleh Bahan Sisa Industri

Kesan Buruk Pencemaran yang Disebabkan oleh Pembuangan Bahan Sisa Industri Secara Tidak Bertanggungjawab
■ Kesihatan manusia

Alam sekitar yang tercemar menjejaskan kesihatan manusia.

Sebagai contohnya, jelaga dan debu akan menjejaskan sistem respirasi, manakala sinaran radioaktif menyebabkan penyakit kanser.
■ Pemusnahan habitat hidupan dan kepupusan spesies flora dan fauna

Pemusnahan habitat hidupan akibat pencemaran menyebabkan kepupusan spesies haiwan dan tumbuhan.

Kepupusan spesies tersebut bermakna generasi yang akan datang hanya mengenali tumbuhan atau haiwan tertentu melalui gambar foto.

Pemusnahan tumbuhan yang berleluasa mengurangkan kandungan oksigen dalam udara.
■ Kehilangan sumber ekonomi

Hujan asid menjadikan tanah tidak sesuai untuk pertanian.

Pencemaran air menyebabkan kematian haiwan akuatik dan tumbuhan akuatik. Hal ini mengurangkan pendapatan sesetengah orang.
Kepentingan untuk Mempraktikkan Cara Pembuangan Bahan Sisa Industri Secara Bertanggungjawab
■ Pemeliharaan

Merujuk kepada usaha untuk mengekalkan alam sekitar dalam keadaan baik.
■ Pemuliharaan

Merujuk kepada pengurusan alam sekitar untuk mengelakkan kerosakan kepada alam sekitar.
■ Kepentingan untuk memelihara dan memulihara alam sekitar.

Mengekalkan keindahan alam sekitar.

Memelihara kepelbagaian hidupan.

Alam sekitar yang bersih membolehkan aktiviti rekreasi dapat dijalankan.

Mencegah kepupusan sebarang spesies tumbuhan dan haiwan di Bumi.
■ Cara-cara mengawal pencemaran sisa industri:

Kesedaran tentang masalah alam sekitar.

Penguatkuasaan undang-undang yang berkaitan dengan pelupusan sisa industri.

Kerjasama antarabangsa mengenai isu alam sekitar.

Rawatan sisa perindustrian.

Contoh latihan 8.4(a)
Pilih betul [✔] atau salah [✘] untuk kenyataan-kenyataan berikut.
Kenyataan
Bahan pencemaran yang dibebaskan oleh sisa industri boleh memasuki badan manusia melalui sistem respiratori.
Hujan asid menyebabkan tanah menjadi lebih subur.
Kesan rumah hijau memerangkap lebih baha haba di dalam atmosfera yang menjurus kepada pemanasan global.
Klorofluorokarbon (CFCs) yang bertindak sebagai agen penyejuk di dalam peti sejuk merupakan antara sebab kesan rumah hijau.
Pemuliharaan alam sekitar merujuk kepada pengurusan yang berterusan bagi menjana pendapatan.

Contoh latihan 8.4(b)
Pilih bahan pencemaran yang tepat untuk kesan pencemaran yang berikut:
Radiasi radioaktif Sulfur dioksida Karbon dioksida Baja tiruan

Kesan pencemaran Bahan pencemar
Lukemia Radiasi radioaktif
Hujan asid Sulfur dioksida
Kesan rumah hijau Karbon dioksida
Eutrofikasi - pertumbuhan pesat alga yang mengurangkan kandungan oksigen dalam air dan menyebabkan kematian hidupan akuatik. Baja tiruan


⇲ Dapatkan latihan (objektif and subjektif), secara percuma untuk OS Android.

Tuesday, 4 August 2015

8.3 Kesan Pembuangan Sisa Industri Terhadap Alam Sekitar

Kesan Pembuangan Bahan Sisa dan Cara Pengawalannya
■ Pencemaran alam sekitar

Berpunca daripada aktiviti manusia yang tidak bertanggungjawab.

Bahan sisa industri mendatangkan kesan buruk terhadap alam sekitar, dan seterusnya mempengaruhi kemandirian hidupan dan ekosistem alam semula jadi.
■ Bahan pencemar

Merupakan bahan merbahaya yang boleh menjejaskan alam sekitar.

Boleh memasuki tubuh manusia melalui udara yang disedut, air yang diminum dan makanan yang dimakan.
Punca Pencemaran, Kesan Pencemaran dan Cara Pengawalannya
■ Pembakaran bahan api seperti petroleum, gas asli dan arang.

Bahan pencemar utama Kesan pencemaran Cara pengawalan pencemaran
Jelaga dan debu Mengaburi pandangan
Menjejaskan sistem respirasi
Menutupi stoma tumbuhan dan mengganggu proses fotosintesis
Memasang pemendak elektrostatik pada cerobong untuk menyingkirkan bahan pencemar daripada asap sebelum melepaskannya ke udara
Karbon dioksida Menyebabkan kesan rumah hijau Menanam tunbuhan hijau yang banyak untuk menyingkirkan karbon dioksida daripada udara
Karbon monoksida Mengurangkan kebolehan darah untuk mengangkut oksigen dalam badan Memasang alat seperti pengubah mangkin yang dapat menukarkan karbon monoksida kepada karbon dioksida
Sulfur dioksida dan nitrogen dioksida Larut dalam air hujan untuk membentuk hujan asid Melarutkan gas-gas berasid dengan sistem pembersih udara sebelum melepaskannya ke udara
■ Bahan toksik dari industri kimia

Bahan pencemar utama Kesan pencemaran Cara pengawalan pencemaran
Asid dan alkali Mengubah nilai pH air dan tanah Sisa toksik disimpan dalam kolam pengoksidaan untuk proses biologi dan kimia
Sebatian nitrat dan fosfat Meningkatkan kandungan mineral dalam air sungai, tasik atau kolam, yang mengganggu keseimbangan ekosistem akuatik
Logam yang bertoksik Plumbum dan merkuri meracuni otak dan sistem saraf
Nikel menyebabkan kanser peparu
Arsenik dan kadmium meracuni peparu dan ginjal
■ Industri yang menggunakan bahan radioaktif

Bahan pencemar utama Kesan pencemaran Cara pengawalan pencemaran
Sisa bahan radioaktif Menyebabkan kanser, kemandulan, kecacatan terus dan kematian dalam keadaan yang teruk Menyimpan sisa bahan radioaktif di dalam bekas plumbum atau konkrit tebal dan mengikut prosedur pelupusan yang ditetapkan.
■ Industri pertanian

Bahan pencemar utama Kesan pencemaran Cara pengawalan pencemaran
Sisa kelapa sawit Sisa yang dibakar akan mencemarkan udara
Sisa organik direputkan oleh bakteria dan hal ini mengurangkan kandungan oksigen di dalam air
Sisa kelapa sawit diproses untuk menjadi makanan ternakan atau bahan api
Sisa getah Menyebabkan pencemaran air
Sisa yang mereput menghasilkan gas yang sangat busuk
Sisa kimia menjadikan air tidak sesuai untuk hidupan akuatik
Bahan sisa getah digunakan semula untuk membuat kasut dan selipar
■ Hujan asid

Animasi dibawah menunjukkan bagaimana hujan asid terbentuk.

Kesan hujan asid
Meningkatkan keasidan ekosistem akuatik dengan menghapuskan serangga dan beberapa spesies ikan
Logam yang terlarut (seperti merkuri dan kadmium) dalam tanah akan mencemarkan kualiti air.
Merendahkan kualiti tanah dan menjadikannya tidak sesuai untuk pertanian.
Mengakis dan menghakis beberapa bahan bangunan / monumen sejarah / arca
■ Kesan rumah hijau

Animasi dibawah menunjukkan kesan rumah hijau.

Kesan rumah hijau
Menyebabkan pemanasan global - Pemanasan global adalah ancaman sebenar kepada alam sekitar. Ini boleh menyebabkan kepupusan spesies, dan meningkatkan paras air laut.
■ Video ini menunjukkan kesan hujan asid dan pemanasan global

Contoh latihan 8.3(a)
Isikan tempat kosong dengan jawapan yang tepat.
(a) __________Pencemaran alam sekitar adalah disebabkan oleh pelepasan bahan berbahaya daripada aktiviti manusia.
(b) Bahan pencemaran daripada sisa industri boleh memasuki ke dalam badan manusia melalui __________rantai makanan.
(c) Gas berasid yang dibebaskan oleh industri memasuki ke dalam badan manusia melalui__________sistem respirasi.
(d) Kesan rumah hijau yang memerangkap suhu panas di atmosfera Bumi akan menyebabkan __________pemanasan global.
(e) __________Hujan asid merendahkan nilai pH air dan tanah.


⇲ Dapatkan latihan (objektif and subjektif), secara percuma untuk OS Android.

Aktiviti Makmal 8.2.1: Penyediaan Baja Ammonium Sulfat

Aktiviti Makmal 8.2.1:
Penyediaan Baja Ammonium Sulfat
Tujuan: Menyediakan baja ammonium sulfat
Bahan:
» Kertas litmus merah
» Larutan ammonia 2mol dm-3
» Asid sulfurik cair 1mol dm-3
» Air suling
» Kertas turas

Radas:
» Bikar 100cm3
» Rod kaca
» Tungku kaki tiga
» Penunu Bunsen
» Kasa dawai
» Corong turas
» Silinder penyukat
» Mangkuk penyejat

Prosedur:

1. 25cm3 asid sulfurik disukat dengan silinder penyukat. Asid ini dituang ke dalam bikar 100cm3.
2. Larutan ammonia dititis setitik demi setitik ke dalam bikar itu sementara larutan dikacau dengan rod kaca.
3. Larutan yang terhasil diuji dengan kertas litmus merah dari semasa ke semasa. Penitisan larutan ammonia dihentikan sekiranya kertas litmus bertukar kepada biru (atau semasa larutan mengeluarkan bau ammonia).
4. Kemudian, larutan dituang ke dalam mangkuk penyejat.
5. Larutan dididihkan sehingga tepu.
6. Larutan tepu disejukkan pada suhu bilik. Hablur-hablur putih ammonium sulfat akan terbentuk.
7. Hablur-hablur garam itu dituras dan dibilas dengan air suling yang sejuk.
8. Hablur-hablur yang terbentuk dikeringkan dengan kertas turas.
Analisis:

Larutan ammonia adalah berlebihan ketika kertas litmus merah mula bertukar warna.

Larutan tepu perlu disejukkan pada suhu bilik supaya penghabluran dapat berlaku.

Hablur-hablur garam dibilas dengan sedikit air suling yang sejuk untuk menyingkirkan bendasing seperti larutan ammonia.

Kesimpulan:

Baja ammonium sulfat dapat disediakan melalui tindak balas antara larutan ammonia dengan asid sulfurik cair, dan kemudiannya melalui penghabluran.


⇲ Dapatkan latihan (objektif and subjektif), secara percuma untuk OS Android.

Monday, 3 August 2015

8.2 Kegunaan dan Penghasilan Ammonia dalam Industri

Molekul Ammonia dan Sifatnya.
■ Molekul ammonia

Terdiri daripada satu atom nitrogen dan tiga atom hidrogen.
■ Ciri-ciri ammonia:

Gas yang beralkali

Tidak berwarna

Berbau sengit

Larut dalam air
Kegunaan Ammonia dan Sebatiannya dalam Kehidupan Harian

Kegunaan Penerangan
Membuat baja ammonia Larutan ammonia bersifat alkali. Apabila larutan ammonia bertindak balas dengan asid, maka baja ammonia terhasil.
Membuat asid nitrik Asid nitrik yang diperoleh itu digunakan untuk membuat baja, bahan letupan dan sebagainya.
Membuat pewarna Pewarna digunakan dalam industri kain dan kertas.
Membuat agen pencuci Apabila larutan ammonia bertindak balas dengan minyak tumbuhan, agen pencuci terhasil.
Membuat bahan letupan Asid nitrik dihasilkan daripada ammonia. Apabila asid nitrik bertindak balas dengan toluena, bahan letupan terhasil.
Sebagai agen penyejuk Digunakan untuk membuat agen penyejuk dalam peti sejuk dan alat hawa dingin.
Mencegah penggumpalan lateks Ammonia dapat meneutralkan asid yang dihasilkan oleh bakteria dalam lateks dan mencegah lateks daripada menggumpal.

Penghasilan ammonia dalam industri
■ Penghasilan ammonia

Ammonia dihasilkan di kilang secara besar-besaran melalui proses Haber dengan menggunakan nitrogen dan hidrogen.
■ Animasi dibawah menunjukkan penghasilan ammonia melalui proses Haber.
■ Faktor - faktor yang mempengaruhi penghasilan ammonia.

Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi penghasilan ammonia secara optimum :
suhu
tekanan
mangkin

Tindak balas antara gas nitrogen dengan gas hidrogen merupakan tindak balas eksotermik.

Suhu optimum ialah 450℃ - 500℃. Jika suhu yang terlalu rendah akan menyebabkan kadar tindak balas menurun.

Penghasilan ammonia meningkat pada tekanan yang tinggi. Tekanan yang terlalu tinggi akan menimbulkan masalah teknikal kepada peralatan atau mesin yang digunakan. Oleh itu, tekanan 200-500 atmosfera digunakan.

Serbuk besi digunakan sebagai mangkin untuk meningkatkan kadar tindak balas. Namun demikian, mangkin tidak mempengaruhi peratus ammonia yang dihasilkan.
■ Video ini menunjukkan kegunaan ammonia dan penghasilan ammonia melalui proses Haber.
Penghasilan Baja Garam Ammonia dalam Industri
■ Baja ammonia ialah baja bernitrogen yang dapat membekalkan unsur nitrogen kepada haiwan dan tumbuhan untuk pembentukan protein.
■ Baja ammonia dapat disediakan mengikut langkah-langkah yang berikut:

Langkah 1: Larutan ammonia + asid → garam ammonium

Langkah 2: Garam ammonium disejatkan untuk mendapatkan larutan tepu garam ammonium

Langkah 3: Larutan tepu garam ammonium disejukkan dan dihablurkan untuk mendapatkan baja ammonia
■ Contoh baja ammonia

Larutan ammonia + asid sulfurik → Ammonia sulfat

Larutan ammonia + asid nitrik → Ammonia nitrat

Larutan ammonia + asid fosforik → Ammonia fosfat

Aktiviti Makmal 8.2.1: Penyediaan Baja Ammonium Sulfat

Pembuatan Baja Urea dalam Industri
■ Baja urea merupakan baja yang mengandungi peratus nitrogen yang lebih tinggi berbanding dengan baja ammonia.
■ Baja urea dapat disediakan dengan memanaskan campuran cecair ammonia dan cecair karbon dioksida pada suhu 200℃ dan tekanan 200 atmosfera.


Kedua-dua bahan tersebut bertindak balas pada keadaan suhu dan tekanan yang tinggi untuk membentuk garam ammonium karbamat.

Garam ini kemudiannya terurai pada tekanan yang lebih rendah untuk menghasilkan urea dan air.

Contoh latihan 8.2(a)
Isikan tempat kosong dengan jawapan yang tepat.
(a) Antara kegunaan __________ammonia adalah untuk menghasilkan baja, asid nitrik, pewarna dan membuat agen pencuci.
(b) Ammonia dihasilkan di kilang secara besar-besaran melalui __________proses Haber dengan menggunakan nitrogen dan hidrogen.
(c) Nitrogen dan hidrogen yang digunakan untuk penghasilan ammonia adalah dalam nisbah __________1:3 mengikut isipadu.
(d) __________Serbuk besi digunakan sebagai mangkin untuk meningkatkan kadar tindak balas dalam penghasilan ammonia.
(e) __________Urea merupakan baja yang mengandungi peratus nitrogen yang lebih tinggi berbanding dengan baja ammonia.


⇲ Dapatkan latihan (objektif and subjektif), secara percuma untuk OS Android.

Sunday, 2 August 2015

Aktiviti Makmal 8.1.1: Ketahanan Paku Keluli Nirkarat Terhadap Pengaratan

Aktiviti Makmal 8.1.1:
Ketahanan Paku Keluli Nirkarat Terhadap Pengaratan
Tujuan: Mengkaji ketahanan paku keluli nirkarat terhadap pengaratan
Penyata Masalah: Adakah paku keluli nirkarat lebih mudah berkarat berbanding dengan paku besi?
Hipotesis: Paku keluli nirkarat tidak mudah berkarat berbanding dengan paku besi.
Pemboleh ubah
» yang dimalarkan : Kepekatan dan isi padu larutan natrium klorida
» yang dimanipulasikan : Jenis paku
» yang bergerak balas : Pengaratan pada paku

Bahan:
» Larutan natrium klorida 0.5mol dm-3
» Paku besi
» Paku keluli nirkarat

Radas:
» Tabung uji
» Rak tabung uji

Prosedur:

1. Tabung uji A dan B masing-masing diisi dengan 5cm3 larutan natrium klorida.
2. Paku besi dimasukkan ke dalam tabung uji A dan paku keluli nirkarat dimasukkan ke dalam tabung uji B.
3. Kedua-dua tabung uji itu dibiarkan di rak tabung uji selama tiga hari.
4. Pemerhatian tentang paku dicatat.
Pemerhatian:

Jenis paku Pemerhatian
Paku besi Berkarat
Paku keluli nirkarat Tidak berkarat

Analisis:

Paku besi berkarat.

Paku keluli nirkarat adalah tahan terhadap pengaratan.

Larutan natrium klorida meningkatkan kadar pengaratan paku.

Aloi boleh didefinisikan secara operasi sebagai bahan yang tahan karat.

Kesimpulan:

Aloi lebih tahan terhadap pengaratan berbanding dengan logam tulen.

Hipotesis yang dibuat dapat diterima.


⇲ Dapatkan latihan (objektif and subjektif), secara percuma untuk OS Android.

8.1 Sifat Aloi dan Kegunaannya dalam Industri

Aloi
■ Aloi adalah campuran dua atau lebih logam (seperti gangsa atau loyang) atau logam dengan sedikit bukan logam (seperti keluli).
■ Pengaloian

Proses pencampuran atom asing ke dalam logam tulen.

Apabila bendasing (atom asing) ditambahkan kepada logam tulen, sifat logam tulen akan berubah.

Utuk memperbaiki kelemahan dan struktur logam tulen.
■ Pengaloian mengubah sifat sesuatu logam.

Menambah kekerasan logam
Aluminium ditambah dengan magnesium dalam komposisi dalam komposisi yang sesuai untuk menghasilkan aloi yang bersifat keras dan ringan.

Mencegah kakisan
Kromium dan nikel ditambah dalam ke dalam besi dengan kuantiti yang kecil untuk menghasilkan keluli nirkarat yang tahan karat.

Membaiki rupa bentuk logam
Kuprum ditambah dengan zink dalam amaun yang kecil, aloi loyang yang mempunyai permukaan yang berkilat, akan terhasil.
■ Contoh-contoh aloi dan komposisi, sifat serta kegunaannya.

Aloi Komposisi Sifat Kegunaan
Keluli Besi 99.9%
Karbon 0.5%
Keras, kuat Membina rumah, jambatan, mesin, kenderaan dan sebagainya
Piuter Timah 97%
Antimoni dan kuprum 3%
Permukaan yang berkilat, tahan kakisan Membuat barangan perhiasan seperti bingkai gambar
Gangsa Kuprum 88%
Timah 12%
Keras, tidak berkarat Membuat duit syiling, pisau dan sebagainya
Loyang Kuprum 75%
Zink 25%
Kuat, permukaan berkilat, mudah ditempa Membuat kunci, alatan muzik dan sebagainya
Duralumin Aluminium 95%
Kuprum 3%
Magnesium 1%
Mangan 1%
Ringan, kuat, tahan kakisan Membuat badan kenderaan seperti bas, kapal terbang, kereta api dan sebagainya
Hubungan antara Sifat-sifat Aloi dengan Susunan Zarahnya
■ Susunan zarah dalam logam tulen.

Saiz atom dalam logam tulen adalah sama dan disusun secara rapat membentuk lapisan-lapisan atom, dan ini menyebabkan logam tulen lembut dan kurang kuat.

Lapisan-lapisan atom ini mudah menggelongsor atas satu sama lain apabila dikenakan daya.
■ Susunan zarah dalam aloi.

Apabila atom-atom logam lain dengan saiz yang berlainan ditambahkan kepada atom-atom logam tulen, hal ini mengganggu susunan lapisan-lapisan atom dan menyukarkan atom-atom itu menggelongsor atas satu sama lain.

Sedikit logam lain ditambahkan kepada logam tulen untuk menjadikannya lebih keras dan lebih kuat.
■ Persamaan antara aloi dengan logam tulen.

Kedua-duanya adalah konduktor haba dan elektrik yang baik.
■ Perbezaan antara aloi dengan logam tulen.

Perbezaan Aloi Logam tulen
Rupa bentuk Mempunyai permukaan yang sangat berkilat Mempunyai permukaan yang berkilat
Ketertempaan Tidak boleh ditempa Boleh ditempa
Kemuluran Tidak mulur Mulur
Kekerasan Keras Lembut
Kekuatan Kuat Lemah
Ketahanan terhadap kakisan Ya Tidak

Aktiviti Makmal 8.1.1: Ketahanan Paku Keluli Nirkarat Terhadap Pengaratan
Kepentingan Aloi Dalam Industri
■ Aloi superkonduktor

Konduktor elektrik yang membenarkan arus elektrik mengalir melaluinya pada rintangan sifar apabila disejukkan pada suhu yang sangat rendah.

Dapat menjimatkan elektrik jika dibandingkan dengan konduktor yang dibuat daripada kuprum.

Mempunyai sifat magnet.
■ Kegunaan aloi superkonduktor dalam industri

Bidang Kegunaan
Pengangkutan Penggunaan magnet dalam kereta api maglev meningkatkan halajunya.
Telekomunikasi dan astronomi Aloi superkonduktor berupaya untuk mengesan sinaran pada panjang gelombang yang tidak dapat dikesan oleh alat yang sedia ada.
Perindustrian Aloi superkonduktor dapat digunakan untuk menjanakan kuasa dan meningkatkan kestabilan tenaga yang disimpan selepas penjanaan. Wayar elektrik yang dibuat daripada aloi superkonduktor dapat menghantar arus elektrik untuk jarak yang jauh tanpa kehilangan tenaga.
Perubatan Elektromagnet superkonduktor dimasukkan ke dalam badan pesakit untuk memeriksa organ yang tertentu secara visual pada skrin komputer.
Elektronik Suis yang mengawal litar elektrik dalam komputer dapat beroperasi pada kadar yang sangat cepat dan tidak menghasilkan haba.
Ketenteraan Aloi superkonduktor digunakan untuk mengesan periuk api di laut.

Contoh latihan 8.1(a)
Nyatakan jenis aloi yang digunakan untuk menghasilkan benda berikut.
Benda Jenis aloi
Pingat Gangsa
Duit syiling Kupronikel
Tingkap kapal terbang Duralumin
Garfu Keluli tahan karat
Barang perhiasan rumah Piuter


⇲ Dapatkan latihan (objektif and subjektif), secara percuma untuk OS Android.