9.1 Memahami Buatan dalam Industri
- KEGUNAAN ASID SULFURIK
-pembuatan detergen
-pencelup,limen,dan cat
-pembuatan gentian buatan (cth : nilon dan raylon)
-metalguri (membersihkan logam)
-penghasilan baja
-melembutkan kulit haiwan
-pembuatan insektisid
-sebagai elektrolit dalam bateri kereta
- PROSES PEMBUATAN ASID SULFURIK
-dalam industri dihasilkan secara besar-besaran melalui Proses Sentuh (sulfur,oksigen ,air)
-melibatkan 4 empat peringkat
I II
Pembentukan sulfur → Pembentukan gas sulfur trioksida →
III IV
Pembentukan oleum → Pencairan oleum
I : -gas sulfur dioksida dihasilkan dengan cara leburan sulfur dibakar dalam udara kering.
S(ce) + O₂(g) → SO₂(g)
- cara lain yang boleh digunakan contoh memanaskan bijih sulfida seperti ferum persulfida, FeS₂ dalam udara yang berlebihan.
4FeS₄(p) + 11O₂(g) → 2Fe₂O₃(p) + 8SO₂(g)
-gas sulfur dioksida yang terbentuk ditulenkan, dikeringkan dan disejukkan
II : -suhu : 450⁰C - 550⁰C
-tekanan : 1 atmesfora
-mangkin : Vanadium(V) oksida (mempercepatkan tindak balas)
-gas sulfur trioksida dan gas oksigen berlebihan dialir melalui mangkin vanadium(V) oksida,V₂ O₅
-gas sulfur trioksida,SO₃
2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)
-melalui tindak balas berbalik eksotermik dalam kira-kira 99.5% gas sulfur trioksida boleh dihasilkan
III : -sulfur trioksida dilarutkan di dalam asid sulfurik pekat untuk membentuk oleum, H₂S₂O₇
SO₃(g) + H₂SO₄(ce) → H₂S₂O₇(ce)
IV : -oleum dicairkan dengain air
-menghasilkan asid sulfurik pekat(98%) dengankuantiti yang banyak
H₂S₂O₇(ce) + H₂O(ce) → 2H₂SO₄(ce)
-Sulfur trioksida tidak dilarutkan secara langsung ke dalam air untuk hasilkan asid sulfurik.
SO₃(g) + H₂O(ce) → H₂SO₄(ce)
-Jika ia larut dalam air, haba yang terbebas dalam tindak balas akan mengewapka cecair asid sulfurik kepada wasap asid sulfurik.(mengakis,cemarkan udara,sukar dikondensasikan)
- SULFUR DIOKSIDA DAN PENCEMARAN ALAM SEKITAR
berpunca daripada sulfur bentuk gas yang tidak berwarna iaitu sulfur dioksida dan sulfur trioksida dan sulfur oksida.
-Sulfur oksida mempunyai karakteristik bau yang tajam dan tidak mudah terbakar di udara.
-Sulfur trioksida komponen tidak reaktif
-dihasilkan melalui :
~pembakaran sulfur dalam proses sentuh
~pengekstrakan logam daripada bijih sulfida
~pembakaran bahan api fosil seperti pertroleum,gas asli,arang batu
-gas yang beracun dan berasid
- asid sulfurus + asid sulfurik menyebabkan hujan asid dengan nilai pH lebih rendah daripada 5.6
-hujan asid bersifat menghakismerosakkan bangunan berstruktur logam,kronkrit dan berbatu marmar.
-hujan asid mengalir dalam sungai,laut dn tasik akan tukar pH air dan mengakibatkan kematian tanaman akuatik
-hujan asid mengubah pH tanah dan akibatkan kualiti tanaman terjejas.
-kita metilah kurangkan pembebasan gas sulfur dioksida ke atmosfera
-kita haruslah menggunakan teknologi untuk menyingkirkan kandungan sulfur dalam bahan api fosil
9.2 Mesintesiskan Pembuatan Ammonia dan Garamnya
- KEGUNAAN AMMONIA
-pembuatan pulpa kertas, laker dan varnis
-pembuatan asid nitrik
-membuat agen pembersih
-pembuatan bahan letupan ammonium nitrat
-pembuatan asid nitrik
-pembuatan gentian sintetik
-pembuatan bahan penyejuk
-membuat ammonium klorida (elektrolit) dalam sel kering
- SIFAT-SIFAT AMMONIA
-titik didih : 28,01 ⁰F (33,34⁰C)
-titik lebur : -107,9 ⁰F (-77,73⁰C)
-gas yang menyengat dengan bau tajam yang khas
-masa molar : 17,031 g/mol
-kepedatan : 0.73 kg/m³
-bersifat alkali
-sangat larut dalam air
- kurang tumpat daripada udara
- PROSES PEMBUATAN AMMONIA SECARA INDUSTRI
-melalui Proses Haber Ammonia, NH₃ dihasilkan
-bahan untuk pembuatannya ialah gas,hidrogen, dan gas nitrogen
- Gas nitrogen : melalui proses penyulingan berperingkat ke atas udara cecair
N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) ∆H = -180 kJ mol-¹
-Gas hidrogen : daripada gas asli
-CH₄ dalam gas asli bertindak balas dengan stim suhu 700⁰C dengan kehadiran mangkin nikel
CH₄ + H₂O ⤍ CO + 3H₂
-karbon monoksida dalam campuran kemudiannya dioksidakan kepada karbon dioksida dengan menggunakan stim dan mangkin besi.
CO + H₂O ⤍ CO + 3H₂
-suhu : 450⁰C - 550⁰C
-tekanan : 200 atmosfera
-mangkin : besi (ferum)
-nisbah 1 mol gas nitrogen kepada 3 mol gas hidrogen dialirkan ke dalam sebuah reaktor
-campuran gas ini dimampatkan di bawah tekanan 200 atmosfera pada suhu 450⁰C hingga 550⁰C dan dimamkingkan dengan serbuk besi bagi mempercepatkan tindak balas.
-kira-kira 98% ammonia dapat dihasilkan melalui tindak balas berbalik yang eksotermik
- Penyediaan baja ammonium
Radas : pipet 25 cm³, buret, kelalang kon 250 cm³ , jubin putih, kaki retort dan pengapit, mangkuk penyejat, corong turas,penunu Bunsen, tungku kaki tiga, kasa dawai, bikar
Bahan : penunjuk fenolftalein, larutan ammonia 2.0 mol dm-³, kertas turas
Prosedur :
A) Menentukan isi padu asid sulfurik untuk meneutralkan 25 cm³ larutan ammonia 2.0 mol dm-³
1. 25 cm³ larutan ammonia 2.0 mol dm-³ dipipet ke dalam sebuah kelalang kon
2. Menggunakan penitis, 2 hingga 3 titik penunjuk fenolftalein ditambah ke dalam larutan ammonia di dalam kelalang kon.
3. Sebuah buret diisi dengan asid sulfurik 1.0 mol dm-³. Bacaan awal buret direkodkan.
4. Asid sulfurik ditambahkan setitik demi titik ke dalam kelalang kon. Pada masa sama, kelalang kon digoncang dengan perlahan-lahan.
5. Penambahan asid diteruskan sehingga penunjuk berubah warna daripada merah jambu kepada tak berwarna. Bacaan akhir buret direkodkan.
6. Isi padu asid sulfurik yang perlu untuk meneutralkan 25 cm³ larutan ammonia 2.0 mol dm-³ ditentukan.(andaikan isi padu asid ialah V cm³)
B) Menyediakan garam ammonium sulfat
1. 25 cm-³ larutan ammonia 2.0 mol dm-³ dipipetkan ke dalam sebuah kelalang kon yang bersih tanpa menambahkan penunjuk fenolftalein.
2. Menggunakan buret, V cm³ asid sulfurik ditambah ke dalam kelalang kon.
3. Campuran larutan digoncang dan dituang ke dalam sebuah mangkuk penyejat.
4. Larutan disejatkan melalui proses pemanasan sehingga membentuk satu larutan tepu.
5. Kemudian, larutan tepu dibiarkan menyejuk ke suhu bilik membentuk untuk proses penghabluran.
6. Larutan dituras. Hablur dalam kertas turas dibilas dengan sedikit air suling.
7. Hablur dikeringkan dengan menekannya diantara dua helai kertas turas.
Persamaan kimia : 2NH₂(ak) + H₂SO₄(ak) →(NH₄)₂SO₄(ak)
9.3 Aloi
Maksud : Campuran dua unsur atau lebih unsur mengikut peratusan yang tertentu dengan unsur utamanya ialah logam
Contoh-contoh aloi : Sifat aloi :
⏳Duralumin ⏳ringan,kuat,tahan,kakisan
⏳Keluli ⏳keras,kuat,tahan kakisan
⏳Keluli nirkarat ⏳kuat,berkilat, dan tahan kakisan
⏳Gangsa ⏳kuat,berkilat, dan tahan kakisan
⏳Loyang ⏳kuat,berkilat
⏳Kupronikel ⏳kuat,berkilat
⏳Piuter ⏳licin berkilat dan tahan kakisan
9.4 Kegunaan Polimer Sintetik
-Maksud Polimer : Molekul berantai panjang yang terbina daripada banyak ulangan unit kecil yang dinamakan monomer.
-monomer bersambung antara satu sama lain melalui ikatan kovalen.
-Polimer dibahagi kepada 2 :
📕polimer semula jadi
📕polimer sintetik
Contoh Polimer semula jadi :
📕protein
📕kanji
📕getah asli
📕karbohidrat
📕selulosa
Polimer sintetik :
🎃 daripada buatan manusia
🎃 digunakan untuk membuat plastik,gentian,resin dan getah sintetik
🎃 dua jenis pempolimeran :
-pempolimeran penambahan
-pempolimeran kondensasi
Polimer sintetik dan kegunaannya :
🎵 Saya rasa tidak wajar kegunaan polimer sintetik dalam kehidupan harian kita kerana
-mengakibatkan pencemaran udara
-mengakibatkan pencemaran tanah
-megakibatkan pencemaran air
-polimer sintetik tidak terbiodegradasikan
-jika pembuangan tidak betul, ia akan memusnahkan keindahan alam semula jadi dan meyebabkan banjir kilat dan mengancam hidupan liar.
9.5 Kegunaan Kaca dan Seramik
Kegunaa Kaca : -Bahan rumah tangga
-Bahan pembinaan
-Radas saintifik
-Alatan industri
- Kegunaan Seramik :
-paip, bumbunng dan batu bata
🎃Refraktori
-alas relau dan mangkuk pijar
🎃 Barangan
-jubin dinding, barangan perhiasan dan barangan sanitari
🎃Bahan teknikal
-bahan untuk kejuteraan
🎃Bidang perubatan
-tulang,gigi dan anggota badan tiruan
🎃Semikonduktor
-komputer, radio dan televisyen
- Jenis kaca dan sifatnya :
-takat lebur tinggi,tahan haba,lutsinar kepada cahaya ultraunggu
🎈Kaca Silikat Terlakur
-takat lebur yang tinggi dan lutsinar
🎈Kaca Plumbum
-ketumpatan tinggi, indeks biasan yang tinggi
🎈Kaca Soda Kapur
-takat lebur yang rendah, tidak tahan haba,mudah dijadikan dalam pelbagai bentuk
- Sifat seramik :
🌛penebat haba dan elektrik yang sangat baik
🌛takat lebur yang sangat tinggi
🌛tiada tindak balas kimia
🌛tahan kakisan dan tahan lusuh
🌛tidak mudah berubah bentuk apabila dimampatkan
9.6 Bahan komposit
- Maksud komposit : Bahan baharu yang dihasilkan daripada campuran dua atau lebih bahan seperti logam,bukan logam,aloi, kaca, seramik dan polimer
- Contoh bahan komposit dan komponennya :
-kaca keras tetapi rapuh
-plastik kenyal dan fleksibel
☔Kaca Fotokromik
-kaca lutsinar
-bahan fotokromik- argentuk halida (e.g AgCl )
☔Konkrit
-simen -kuat tetapi rapuh
-keluli -kekuatan tarik yang tinggi
☔Bahan superkonduktor
-seramik -kuat
-oksida logam -mengalirkan elektrik
☔Gentian optik
-dapat menghantar data dalam kapasiti yang tinggi dan cepat
-stabil secara kimia
☔Gentian kaca
-mudah dibentuk dan diacukan
-ketumpatan yang rendah
-mempunyai kekuatan regangan yang tinggi
-mempunyai kekuatan regangan yang tinggi
🔥Saya menyokong kegunaan baham komposit kerana :
-kebanyakkan bahan komposit ini digunakan dalam kehidupan seharian kita
-potensi yang besar untuk mengurangi berat pesawat terbang
-komposisi bermatrik keramik yang tahan suhu tinggi akan meningkatkan suhu operasi dari mesin
-banyak bahan daripada komposit menyumbangkan peningkatan ekonomi Malaysia dan bahan yang bertaraf dunia. Hal ini, nama negara Malaysia dapat dinobatkan sebagai negara maju.
Maksud: satu cabang sains yang menumpukan kepada jirim2 pada saiz antara 1 hingga 100 nanometer ( 1nm=10-9 ) . Pada dasarnya, nanoteknologii alah peluasan sains yang sedia ada ke skala nan.
Contoh-contoh nanoteknologi :
1. Medis dan pengubatan
-molekul dalam skala nano yang bersifat multifungsi untuk mengesan kanser untuk penghantaran ubat terus ke sel.
( molekul nano melekat pada sel kanser )
2. Kosmetik
-boleh menghantar zat aktif sampai lapisan bawah kulit.
-boleh menghantar zat aktif cepat, sehingga pulih dengan lebih cepat.
3. Tekstil
-Dengan nanopertikel tekstil dan pakaian akan menjadi mudah dibersihkan dan dengan penambahan silver pada kaos kaki yang mempunyai pengaruh pada pengurangan bau kaki.
4. Olahraga
-nanopartikel digunakan untuk membuat peralatan olahraga menjadi lebih kuat,lebih baik dan tahan lama contohnya pada raket merk Yonex yang menggunakan serat carbon.
5. Produk rumah tangga
-digunakan pada gelas, keramik, kasut dan pelbagai seperti pelapis
