sains tingkatan 4 bab 8

Bab 8: Bahan Kimia dalam

Perindustrian

8.1 Sifat Aloi dan Kegunaannya

• Aloi merupakan campuran yang mempunyai sekurang-kurangnya satu jenis unsur logam.

• Contoh aloi yang biasa digunakan ialah keluli, piuter, gangsa, loyang, duralumin.

• Umumnya, logam tulen adalah lembut dan mudah berkarat.

• Penambahan logam yang lain dalam kuantiti yang kecil boleh mengubah sifat asal logam.

Duralumin (also called duraluminum, duralum, duraluminium, duralium or dural) is the trade name of one of the earliest types of age-hardenable aluminium alloys.

Kandungan, sifat khas, dan kegunaan aloi yang biasa dijumpai.Aloi Kandungan Sifat Khas Kegunaan

Keluli 99.5% besi,0.5% karbon

Keras dan kuat Bahan pembinaan untuk bangunan, jambatan, kenderaan, dan mesin

Piuter 97% timah,3% antimoni kuprum

Berkilat, lembut, dan mudah ditempa

Membuat barangan rumah, alat perhiasan, dan alatan meja seperti teko teh, pinggan, dan sudu

Gangsa 88% kuprum, 12% timah

Keras, kuat, lebih tahan geseran dan kakisan berbanding dengan kuprum

Membuat alatan seni seperti patung, pingat, piala, dan pisau

Loyang 75% kuprum, 25% zink

Keras, kuat, mudah ditempa, dan tahan kakisan

Membuat alat perhiasan, alat muzik, dan bekas makanan

Duralumin 95 aluminium,3% kuprum, 1% magnesium,1% mangan

Ringan, kuat dan tahan kakisan

Membuat badan kapal terbang, kapal dan basikal lumba

Aloi adalah lebih keras dan kuat daripada logam tulen. Selain itu, aloi juga lebih tahan kakisan dan menarik berbanding dengan logam tulen.Bagaimana perubahan ini berlaku?

Rajah 8.1 Susunan zarah di dalam logam tulen Rajah 8.2 Sususan zarah di dalam aloi

Atom tulen

Atom tulen

Atom asing

Atom- atom di dalam logam tulen tersusun secara teratur dan berlapis-lapis (Rajah 8.1). Lapisan atom logam mudah menggelongsor apabila dikenakan daya. Oleh itu, logam tulen bersifat lembut.

Apabila logam lain dicampurkan ke dalam logam tulen, atomnya menghalang penggelongsoran antara lapisan. Hal ini demikian kerana atom logam asing mempunyai saiz yang berlainan (Rajah 8.2). Maka, aloi adalah lebih keras dan kuat daripada logam tulen.

Sifat Aloi dan Kegunaannya• Aloi dihasilkan untuk pelbagai kegunaan. Aloi

mempunyai sifat yang berbeza daripada unsur logamnya.

8.3 Tugu negara kita diperbuat daripada gangsa

8.2 Keluli digunakan dalan pembinaan Bangunan dan Pembuatan kenderaan

8.4 Saksofon diperbuat Daripada loyang

Piuter yang berkilat, lembut, dan mudah ditempa sesuai digunakan untuk membuat barangan rumah dan alat perhiasan.

Duralumin banyak digunakan untuk membuat badan kapal terbang dan basikal lumba kerana aloi ini adalah kuat, ringan, dan

tahan kakisan

8.5 Barangan perhiasanyang diperbuatdaripada piuter.

8.6 Kebanyakan jet moden diperbuat daripadaduralumin

Kepentingan aloi dalam industri

• Aloi mempunyai sifat yang lebih baik berbanding logam tulen.

• Misalnya, industri kereta dan pembinaan banyak menggunakan keluli kerana sifatnya yang kuat dan tahan kakisan.

• Duralumin pula digunakan dalam industri pembuatan kapal terbang kerana duralumin adalah kuat dan ringan.

Aloi superkonduktor • MRI membolehkan doktor membuat diagnosis dengan lebih tepat sebelum pembedahan. • Superkonduktor ialah konduktor elektrik yang mempunyai rintangan sifat terhadap aliran elektrik. • Aloi superkonduktor seperti niobium titanium dan

nibonium timah digunakan dalam pembuatan peralatan MRI untuk perubatan.

• Selain itu, aloi konduktor juga digunakandalam pembuatan landasan kereta apiBerkelajuan tinggi dan penapis di dalamKetuhar gelombang mikro.

8.2 Penghasilan dan Penggunaan Ammonia dalam Industri

Kegunaan Ammonia

Ammonia

Asid nitrik

Bahan letupanAgen pencuci

Perubatan Agen penyejuk

Penghasilan nilon

Baja

Penghasilan Ammonia dalam Industri

Rajah 8.4 Penghasilan ammonia melalui proses Haber

Dalam proses Haber, gas nitrogen dan hidrogen dicampurkan dan dialirkan menerusi mangkin besi untuk membentuk ammonia.

• Mangkin besi digunakan untuk meningkatkan kadar tindak balas.• Faktor lain yang mempengaruhi penghasilan ammonia ialah suhu dan

tekanan.• Proses Haber bersifat eksotermik dan berbalik. Apabila suhu meningkat,

sebahagian ammpnia akan terurai untuk menyerap haba yang berlebihan dan menyebabkan penghasilan ammonia berkurangan.

• Tp kadar tindak balas akan menurun sekiranya suhu yang lebih rendah digunakan. Oleh itu, suhu optimum 450°C digunakan dalam proses Haber

• Tekanan yang tinggi, iaitu 200 atmosfera digunakan untuk meningkatkan penghasilan ammonia.

Proses penghasilan ammonia

Kegunaan Ammonia dalam Industri

• Ammonia digunakan secara meluas dalam industri penghasilan baja. Baja kimia yang diperbuat daripada ammonia termasuklah ammonium nitrat, ammonium sulfat, ammonium fostat, dan urea.

• Ammonia banyak digunakan dalam penghasilan asid nitrik. Asid nitrik digunakan dalam pembuatan pewarna, baja kimia, dan bahan letupan

Penghasilan baja garam ammonium

Larutan ammonia + Asid nitrik Ammonium nitrat + Air

Larutan ammonia + Asid sulfurik Ammonium sulfat+ Air

Larutan ammonia + Asid fosforik Ammonium fosfat + Air

Penghasilan Baja Urea• Urea juga digunakan sebagai baja dalam pertanian untuk meningkatkan

hasil tanaman. Urea melarut dengan lebih perlahan berbanding dengan garam ammonium. Oleh itu, urea merupakan baja yang bertindak balas secara perlahan.

• Baja urea dihasilkan dalam industri melalui tindak balas antara ammonia dengan karbon dioksidam pada suhu 200°C dan tekanan 200 atmosfera.

Ammonia + Karbon dioksida Urea

8.3 Kesan pembuangan bahan sisa industri terhadap alam sekitar.

Punca pencemaran dan kesannya terhadap alam sekitar

Punca pencemaran Bahan pencemar Kesan terhadap alam sekitar

Pembakaran bahan api fosil (di loji penjanaan elektrik)

Hidrokarbon, sulfur dioksida, nitrogen dioksida, karbon dioksida, dan zarah2 asap

-asma/bronkitis -sakit kepala, keletihan, kerosakan minda, bawa maut-pemanasan global-hujan asid

Industri kimia Sisa toksik -merosakkan otak dan ginjal-kecacatan pada bayi

Perlombongan dan permprosesan mineral radioaktif

Sisa radioaktif -masalah kesihatan pd benda hidup-kanser, mutasi, kecacatan bayi

Industri pertanian Baja kimia, peristid, dan sisa organik yang berlebihan

-kanser dan kecacatan pada bayi-eutrofikasi-menggalakkan pembiakan vektor penyakit ; tikus & lalat

Eutrophication; excessive richness of nutrients in a lake or other body of water, frequently due to run-off from the land, which causes a dense growth of plant life

Kaedah pengawalan pembuangan bahan sisa industri

a) Penguatkuasaan undang-undangb) Aplikasi teknologic) Kitar semulad) Pendidikane) Kerjasama sejagat

8.4 Kepentingan Pemeliharaan dan Pemuliharaan Alam Sekitar

8.15 Laut yang tercemar 8.16 Laut yang bersih

Pemeliharaan merujuk kepada usaha untuk mengekalkan keadaan persekitaran yang sedia ada.Pemuliharaan ialah pengurusan alam sekitar untuk mengelakkan sebarang kemusnahan.Udara dan air merupakan sumber yang penting untuk benda hidup.

Pencemaran air mengancam kehidupan organisma akuatik dan menyebabkan kepupusan spesies.

Pencemaran udara mendatangkan kesan negatif terhadap sistem respirasi manusia.

Oleh itu semua pihak haruslah mengamalkan sikap tanggungjawab dalam pengurusan bahan sisa industri. Setiap lapisan masyarakat juga perlu memainkan peranan masing-masing dalam memelihara dan memulihara alam sekitar.

//AFAFPUNYE @2014

THE END :D