gambarajah aras tenaga, tindak balas endotermik dan eksotermik

SCE 3109 TENAGA DALAM KIMIA

TUTORIAL 1

Disediakan Oleh:AMRI BIN ZAKARIA

NOR AFFANDI KHIRUDDIN

TUTORIAL 1

1.Bincangkan pelbagai jenis tenaga dan perubahan bentuk tenaga.

2. Bincangkan aras tenaga, gambar rajah tindak balas eksotermik dan endotermik.

1.Bincangkan pelbagai jenis tenaga dan perubahan bentuk tenaga.

Maksud TENAGA• TENAGA ialah sesuatu yang berkemampuan untuk membuat kerja atau memindahkan haba.• Digunakan dalam semua bidang seperti menyalakan lampu elektrik, memasak makanan dan sebagainya.• Tenaga wujud dalam pelbagai bentuk.

BENTUK-BENTUK TENAGA1. Tenaga Kinetik - Suatu objek mengandungi

tenaga apabila ia bergerak atau berputar. Tenaga suatu objek yang bergerak dipanggil sebagai tenaga kinetik.

2. Tenaga kinetik adalah pergerakan – sama ada gelombang, atom, molekul, bahan dan objek yang bergerak.

3. Contoh tenaga kinetik• Tenaga Haba• Tenaga Elektrik• Tenaga Cahaya • Tenaga Bunyi

TENAGA BUNYI• Bunyi terhasil apabila satu daya yang menyebabkan objek atau bahan untuk bergetar – tenaga dipindahkan menerusi bahan dalam bentuk gelombang. • Contoh : drum yang dipukul• Tenaga bunyi boleh bergerak menerusi pepejal, cecair dan gas. • Tenaga bunyi tidak boleh bergerak menerusi keadaan vakum .• Tenaga bunyi melibatkan pergerakan getaran objek

TENAGA ELEKTRIK• Tenaga elektrik terhasil daripada pergerakan cas – cas elektrik.• elektron (bercas negatif), proton (bercas positif) dan

neutron (cas neutral).  

• Apabila elektron bergerak di antara jirim atom, cas elektrik terhasil lalu bergerak mengalir melalui wayar dan ini dikenali sebagai arus elektrik. 

TENAGA HABA• Tenaga haba membuatkan objek menjadi panas. Jika lebih banyak haba dibekalkan kepada objek, objek itu akan menjadi lebih panas. Sebaliknya, jika tenaga haba dibebaskan daripada objek, ia akan menjadi sejuk.• boleh terhasil dengan cara pembakaran sebarang bahan bakar 

• Tenaga haba melibatkan pergerakan atom dan molekul.• Suhu adalah ukuran berapa banyak tenaga haba yang terkandung dalam sesuatu.• Semakin tinggi suhu, semakin laju pergerakan molekul – bergerak bebas dan bergetar.

TENAGA CAHAYA• Tenaga cahaya melibatkan pergerakan zarah cahaya iaitu foton. • Sumber utama cahaya ialah Matahari dan bintang – bintang. 

TENAGA KEUPAYAAN1. Tenaga tersimpan dan tenaga bergantung

kepada kedudukan/ketinggian2. Contoh tenaga keupayaan

• Tenaga keupayaan elastik• Tenaga keupayaan graviti• Tenaga kimia • Tenaga Nuklear

• Tenaga kimia – tenaga yang tersimpan di dalam ikatan atom dan molekul.• Bahan bakar seperti biojisim, petroleum, gas asli dan propana, dan juga makanan serta bateri adalah contoh – contoh tenaga kimia tersimpan. • Tenaga nuklear – tenaga yang tersimpan dalam nukleus atom• Dibebaskan apabila atom Uranium berpecah dalam proses yang dipanggil pembelahan (fission) di Loji Kuasa Nuklear atau dalam proses pelakuran (fusion) apabila nukleus atom hidrogen bergabung di matahari.

TENAGA KEUPAYAAN ELASTIK

• Tenaga yang tersimpan melalui ketegangan• Apabila satu gelang getah diregangkan, tenaga keupayaan akan terhasil. • Semakin jauh gelang itu diregangkan, semakin besar tenaga keupayaan yang dihasilkan.• Contoh-contoh lain:• Mampatan spring• Pengembangan belon

TENAGA KEUPAYAAN GRAVITI• Objek yang berada di atas paras tanah mempunyai tenaga keupayaan bergantung kepada ketinggian di mana ia berada.• Semakin tinggi jarak objek dari lantai, semakin bertambah tenaga keupayaan yang terhasil.• Contoh:• Kuasa hidro, air yang berada di dalam empangan.

PERUBAHAN BENTUK-BENTUK TENAGA

• Tenaga tidak boleh dicipta atau dimusnahkan.• Semua bentuk tenaga adalah diubah antara satu sama lain.• Dalam aktiviti harian, perubahan tenaga dari satu bentuk ke bentuk yang lain akan melibatkan kehilangan tenaga.

Contoh – contoh perubahan tenaga.

• Aktiviti – aktiviti:• Menghidupkan lampu : Tenaga elektrik → tenaga cahaya • Kalkulator kuasa solar : Tenaga solar → tenaga elektrik →

tenaga cahaya • Memanaskan air menggunakan cerek elektrik : Tenaga

elektrik → tenaga haba• Memasak menggunakan dapur gas : Tenaga kimia →

tenaga haba + tenaga cahaya

2. Bincangkan aras tenaga, gambar rajah tindak balas eksotermik dan endotermik.

PENGENALAN• Tenaga yang terkandung di dalam bahan kimia dipanggil tenaga kimia.• Tindak balas kimia biasanya disertai dengan perubahan tenaga.• Perubahan tenaga yang terlibat mungkin adalah :1-Tenaga Kimia2-Tenaga Haba3-Tenaga Cahaya4-Tenaga Elektrik5-Tenaga Kinetik6-Tenaga Keupayaan

ARAS TENAGA• Gambarajah aras tenaga ialah satu graf yang menunjukkan perubahan tenaga bagi suatu tindak balas kimia.• Aras tenaga menunjukkan keadaan kandungan tenaga bagi bahan dan hasil tindak balas yang berlaku.• Perubahan tenaga diwakili dengan ΔH• H = entalpi (haba tindak balas)• ΔH ialah perbezaan antara kandungan tenaga bahan tindak balas dengan kandungan tenaga hasil tindak balas.

ΔH = H product – H reactant

CONTOH & MAKLUMAT YANG BOLEH MENERANGKAN GAMBARAJAH ARAS TENAGA

Tenaga 1. Nilai perubahan tenaga haba.2. Kandungan tenaga bahan

tindak balas lebih tinggi atau lebih rendah daripada kandungan tenaga hasil tindak balas.

3. Mengenalpasti tindak balas yang berlaku adalah jenis tindak balas eksotermik atau tindak balas endotermik.

4. Mengenalpasti tindak balas yang berlaku disertai dengan kenaikan atau penurunan suhu.

Nota: Persamaan kimia yang disertakan dengan ΔH disebut persamaan termokimia.

MASIHKAH ANDA INGAT ?

GAMBARAJAH ARAS TENAGA TINDAK BALAS EKSOTERMIK

• Kandungan tenaga bahan tindak balas melebihi kandungan tenaga hasil tindak balas maka perubahan tenaga negatif (-) (ΔH-)• Negatif = haba hilang kepersekitaran.• Tenaga yang dibebaskan daripada pembentukan ikatan adalah melebihi tenaga yang diperlukan untuk pembentukan ikatan.

CONTOH GAMBARAJAH ARAS TENAGA TINDAKAN EKSOTERMIK

1. Perubahan tenaga sebanyak -126 kJ berlaku.

2. Kuantiti haba yang terbebas ialah 126kJ.

3. Kandungan tenaga bahan tindak balas lebih tinggi daripada kandungan tenaga hasil tindak balas.

4. Tindak balas berlaku dengan kenaikan suhu.

TINDAK BALAS EKSOTERMIK• Dalam tindak balas eksotermik jumlah kandungan tenaga bahan tindak balas adalah lebih tinggi daripada jumlah kandungan tenaga hasil tindak balas.• Tenaga “dalaman” bahan tindak balas yang berlebihan ini “hilang” ke persekitaran dan akan meningkat.• Oleh itu, suhu persekitaran akan meningkat. Persekitaran yang dimaksudkan termasuk larutan tindak balas (molekul air dalam larutan), bekas dimana tindak balas berlaku, dan udara disekeliling.

CONTOH TINDAK BALAS EKSOTERMIK

1. Respirasi2. Pembakaran bahan api dalam oksigen3. Tindak balas peneutralan antara asid dengan

alkali.

GAMBARAJAH ARAS TENAGA TINDAK BALAS ENDOTERMIK

• Kandungan tenaga bahan tindak balas kurang daripada kandungan tenaga hasil tindak balas, maka perubahan tenaga positif (ΔH+)• Δpositif = haba dari persekitaran.• Tenaga yang diperlukan untuk memecah ikatan adalah melebihi tenaga yang dibebaskan semasa pembentukan ikatan.

CONTOH GAMBARAJAH ARAS TENAGA TINDAKAN ENDOTERMIK

1. Perubahan tenaga sebanyak +225 kJ berlaku

2. Kuantiti haba yang diserap ialah 225 Kj

3. Kandungan tenaga bahan tindak balas lebih rendah daripada kandungan tenaga hasil tindak balas

4. Tindak balas berlaku dengan penurunan suhu.

TINDAK BALAS ENDOTERMIK• Hasil tindak balas endotermik mempunyai jumlah kandungan tenaga yang lebih tinggi daripada bahan tindak balas.• Oleh itu, bagi membolehkan tindak balas endotermik berlaku, bahan tindak balas perlu menyerap tenaga daripada persekitaran.• Oleh sebab kehilangan tenaga haba kepada tindak balas endotermik, suhu persekitaran menurun.• Tindak balas haba (dari persekitaran) berubah menjadi tenaga kimia (hasil tindak balas) semasa tindak balas endotermik berlaku.• Tindak balas endotermik jarang berlaku berbanding dengan tindak balas eksotermik.

CONTOH TINDAK BALAS ENDOTERMIK

1. Penguraian garam terhidrat kepada garam kontang dan air.

2. Tindak balas antara asid cair dengan kalium hidrogen karbonat.

3. Pelarutan garam-garam seperti natrium hidrogen karbonat, ammonium klorida, ammonium nitrat dan kalium nitrat dalam air.

PERBEZAAN:CIRI-CIRI EKSOTERMIK ENDOTERMIK

Tenaga Haba Dibebaskan di persekitaran

Diserap di persekitaran

Suhu Termometer Meningkat Menurun

Pertukaran bentuk tenaga

Tenaga kimia -> tenaga haba

Tenaga haba -> tenaga kimia

Ikatan Ikatan terbentuk Ikatan terpecah