BAB 1 Pengenalan Kepada Kimia

BAB 1Pengenalan Kepada Kimia

'Alchemy' berasal dari perkataan Arab, 'al-kimiya' (kimiya = seni yangbertukar-tukar/berubah-ubah).1.1 Kimia dan Kepentingannya

1.2 Kepentingan Kimia

Kimia kajian berkaitan Jirim

Ilmu kimia (chemistry) ialah bidang kajian sains yang berkenaan dengan komposisi , struktur, sifatdan interaksi antara jirim.

Berikut adalah beberapa contoh kepentingankimia. Perubatan:untuk memerangi penyakit dan memanjangkan jangka hayat.Baja dan racun perosak: meningkatkan hasil tanaman.Pengawet: membantu memanjang masa penyimpanan makanan.Bahan yang digunakan untuk membuat pakaian seperti kapas (cotton), sutera (silk) dan nilon(nylon).Bahan binaan seperti simen (cement), konkrit (concrete) dan kaca (glass).Komponen (components) automobil dan komputer.Produk pengguna seperti sabun (soap) dan bahan pencuci (detegent).

1.2 Kepentingan Kimia

1.2 Kepentingan Kimia

1.3 Kaedah SaintifikKimia ialah cabang sains yang amat mementingkan eksperimen sama seperti Biologi dan Fizik yangmana ianya memerlukan kajian saintifik.Kaedah saintifik adalah satu pendekatan yang sistematik dalam penyelidikan. Ianya terdiridaripada langkah-langkah berikut:1. Membuat pemerhatian tentang situasi.Penyelidikan saintifik bermula dengan pemerhatian. Sebagai contoh, seorang pelajar mengalami dan memerhatikan keadaan seperti berikut:

Apabila dia menambah 20g gula 100cm3air panas dan dikacau, semua gula tersebut yang dilarutkan. Walau bagaimanapun, apabila 20g gula ditambah kepada 100cm3air pada suhu bilik dan dikacau, masih terdapat sebahagian gula tidak larut dalam air. Beliau juga mendapati bahawa jika 20g gula ditambah 200cm3air pada suhu bilik dan dikacau, semua gula larut di dalamnya, tetapi tidak semua 20g gula akan larut dalam 100cm3air pada suhu bilik.1.3 Kaedah Saintifik2. Mengenal pasti pemboleh ubah.Pemboleh-ubah adalah satu faktor yang memberi kesan kepada keputusan eksperimen.Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan gula di dalam air adalah dipanggil pemboleh-ubah. Didapati bahawa suhu dan isipadu air mempengaruhi kelarutan gula di dalam air.

Pemboleh-ubah dikawal adalah faktor yang dimalarkan sepanjang eksperimen.Untuk mengkaji kesan suhu terhadap kelarutan gula di dalam air, isipadu air yang digunakan didalam eksperimen mestilah dimalarkan. Isipadu air tersebut dipanggil pemboleh-ubah dikawal (controlled variable).

Pemboleh-ubah yang bertukar sepanjang eksperimen dijalankan dipanggil pemboleh-ubah dimanipulasi. Satu eksperimen boleh dijalankan dengan memanaskan air kepada suhu 30C, 40C, 50C, 60C dan 70C. Jisim gula yang larut pada suhu air yang berbeza kemudiannya disukat. Suhu air tersebut dipanggil pemboleh-ubah dimanipulasi (manipulated variable).

Pemboleh-ubah bertindak balas adalah pemboleh-ubah yang memberi respons kepada perubahan yang disebabkan oleh pemboleh-ubah dimanipulasi. Jumlah gula yang larut dalam air pada suhu yang berbeza dipanggil pemboleh-ubah bertindak balas (responding variable).

Oleh itu,Pemboleh-ubah dimanipulasiSuhu air.Pemboleh-ubah bertindak balasJumlah gula yang larut dalam air pada suhu yang berbeza.Pemboleh-ubah dikawalIsipadu air.1.3 Kaedah Saintifik3.Mencadangkan satu kenyataan masalah.Ini adalah soalan yang mengenal pasti masalah yang berkaitan dengan pemerhatian.

'Adakah kebolehlarutan gula meningkat berkadar terus dengan peningkatan suhu air?'

Seterusnya, ini akan membawa kepada pembentukan hipotesis.1.3 Kaedah Saintifik4.Membentuk/membuat hipotesis.Hipotesis adalah cadangan, idea, teori, atau apa-apa pernyataan lain yang diterima pakai sebagai titik permulaan untuk perbincangan, penyiasatan atau kajian. Sebagai contoh, untuk mengkaji kesan suhu air pada jumlah gula yang larut, hipotesis akan berbentuk seperti berikut;

'Semakin tinggi suhu air, lebih besar jumlah gula yang boleh larut di dalamnya.'

1.3 Kaedah Saintifik5.Radas dan bahan-bahan.Apabila merancang eksperimen, radas yang sesuai dan bahan-bahan yang diperlukan untuk menjalankan eksperimen mestilah dipilih.1.3 Kaedah Saintifik6.Penyenaraian prosedur kerja.Prosedur adalah senarai langkah-langkah yang perlu diambil untuk menjalankan eksperimen. Adalah lebih baik untuk menyenaraikan langkah-langkah dalam bentuk fakta (point).1.3 Kaedah Saintifik7.Menjalankan eksperimen.Selepas merancang eksperimen, ahli sains akan menjalankan eksperimen mengikut prosedur.

1.3 Kaedah Saintifik8.Mengumpul data.Kemudian, seseorang ahli sains itu mestilah merekodkan keputusan eksperimen dengan tepat. Beliau juga tidak sepatutnya mengubah keputusan eksperimen dan mesti bersikap jujur.1.3 Kaedah Saintifik9.Mentafsir data.Selepas mengumpul data, seseorang ahli sains akan menganalisis keputusan eksperimen tersebut. Keputusan boleh dipersembahkan atau dibentangkan dalam pelbagai bentuk seperti jadual, graf atau pengiraan..1.3 Kaedah Saintifik10 Membuat kesimpulan

Kemudian, seseorang ahli sains itu perlu kepada membuat satu kesimpulan berdasarkan keputusan eksperimen.11.Menulis laporan.Akhir sekali, seseorang ahli sains itu perlu menulis sebuah laporan tentang hasil serta kerja-kerja yang telah dilakukannya. Ini bagi membolehkan serta memudahkan beliau untuk berkomunikasi dengan ahli-ahli sains yang lain. 1.3 Kaedah Saintifik

TAMATKaedah dalam menjalankan penyiasatan saintifik1. Buat pemerhatian (making observation) tentang sesuatu kejadian / masalah / persoalan.

2. Mengenal pasti masalah tersebut (identifying the problem).

3. Mengenal pasti sebarang kemungkinan yang menyumbang kepada permasalahan tersebut (identifying the variables).

4. Membuat hipotesis (making a hypothesis).

5. Membuat perancangan penyelidikan/penyiasatan (planning the the investigation).

6. Menjalankan penyelidikan/penyiasatan (carrying out the investigation).

7. Mengumpul data (collecting data).

8. Menganalisis dan mentafsir data (analysing and interpreting data).

9. Membuat kesimpulan (making a conclusion).

10. Menulis laporan (writing a report) tentang penyelidikan saintifik yang dijalankan.

CONTOH PENULISAN LAPORANTopik: Kadar Eksperimen Reaksi No: ........ 1.3 .......Matlamat : Untuk menyiasat kesan suhu ke atas kadar tindak balas.Pernyataan masalah: Bagaimana suhu mempengaruhi kadar tindak balas?Hipotesis: Semakin tinggi suhu bahan tindak balas, semakin tinggi kadar tindak balas.

5. Pembolehubah

Pembolehubah dimanipulasikan: Suhu natriumtiosulfat penyelesaian Pembolehubah bergerakbalas: Masa yang diambil untuk salib `X` kepada hilang dari penglihatan.

Pembolehubah terkawal: Kepekatan dan jumlah kedua-dua asid sulfurik dan natriumtiosulfat penyelesaian

6.Bahan: 0.2 mol dm-3 250 cm3 natrium tiosulfat penyelesaian, 1.0 mol dm-3 25 cm3 asid sulfurik, kertas putih bertanda `X` di pusat

7. Radas : 50 cm3 silinder penyukat, 10 cm3 silinder penyukat, 150 cm3 kelalang kon, berhenti menonton, termometer, pembakar bunsen, tripod pendirian dan kasa dawai.

8. Prosedur

1. 50 cm3 0.2 mol tiosulfat penyelesaian dm-3 natrium diukur dengan menggunakan silinder penyukat dan dituang ke dalam sebuah kelalang kon.2. Suhu larutan diukur dengan termometer.3. Kelalang kon diletakkan di atas kertas putih ditanda `X`.4. 5 cm3 1 mol dm-3 asid sulfurik diukur menggunakan silinder penyukat.5. Asid cepat dicurahkan ke dalam larutan natrium tiosulfat.6. Jam randik dimulakan serta-merta dan kelalang kon berpusar.7. Tanda `X` dilihat dari atas.8.The jam randik dihentikan secepat tanda hilang dari penglihatan.9.Time diambil direkodkan.10. Langkah 1 hingga 9 diulangi dengan menggunakan suhu yang berbeza larutan natrium tiosulfatpada 400C, 500C, 600C dan 700C.

9. Data CONTOH JAWAPAN:

10.

11.Mentafsir data

1. Berdasarkan graf, semakin tinggi Suhu larutan natrium tiosulfat, pendek masa yang diambil untuk salib `X` untuk hilang dari pandangan2. Kadar tindak balas berkadar terus dengan suhu larutan natrium tiosulfat digunakan.12.Kesimpulan:

Hipotesis diterima. ( Semakin tinggi suhu bahan tindak balas, semakin tinggi kadar tindak balas).

LATIHAN

JAWAPAN: Pelajar Pernyataan Masalah

Bagaimanakah saiz bahan mempengaruhi kadar tindabalas?b) Pembolehubah

a) Pembolehubah dimanipulasikan : Saiz bahan

b) Pembolehubah bergerakbalas : Masa yang diambil untuk mengumpulkan gas

c) Pembolehubah dimalarkan : Isipadu asid hidroklorik cair

c) Radas dan bahan-2g ketulan kalsium karbonat-20cm3 asid hidroklorik cair-buret -jam randikd) Penjadualan dataSaiz bahan tindak balasMasa /sKetulan 59.00 Serpihan 29 .00Serbuk 14 .00e) Lakaran Graff) Kesimpulan

- Saiz bahan dalam keadaan serbuk bertindak balas dengan cepat berbanding ketulan dan serpihan.Masa (s)Saiz bahan CONTOH 1 : Seorang pelajar menjalankan satu kajian tentang bahan yang boleh mengalirkan elektrik .Soalan:-Dalam eksperimen ini apakah keadaan fizik semua bahan yang diuji? ______________________________________________________2. Apakah inferens yang boleh diperolehi dari eksperimen ini?_______________________________________________________LATIHAN PENYIASATAN SAINTIFIK ...............BAHANPENGALIRAN ELEKTRIKBAHAN PENGALIRAN ELEKTRIKKacaTidak BolehJubinTidak BolehKuprumBolehTimahBolehKayu Tidak BolehEmasBolehPlastikTidak BolehPolistirenaTidak BolehBesiBolehNikelBolehAluminiumBolehPasuTidak BolehGetahTidak BolehKapurTidak BolehCONTOH 1 : Seorang pelajar menjalankan satu kajian tentang bahan yang boleh mengalirkan elektrik .Soalan:-Dalam eksperimen ini apakah keadaan fizik semua bahan yang diuji? Pepejal2. Apakah inferens yang boleh diperolehi dari eksperimen ini?Semua logam boleh mengalirkan arus elektrik(JAWAPAN) LATIHAN PENYIASATAN SAINTIFIK ...............BAHANPENGALIRAN ELEKTRIKBAHAN PENGALIRAN ELEKTRIKKacaTidak BolehJubinTidak BolehKuprumBolehTimahBolehKayu Tidak BolehEmasBolehPlastikTidak BolehPolistirenaTidak BolehBesiBolehNikelBolehAluminiumBolehPasuTidak BolehGetahTidak BolehKapurTidak BolehBAHANDICAMPURKAN DENGAN ASID HIDROKLORIK CAIRBAHAN DICAMPURKAN DENGAN ASID HIDROKLORIK CAIRZinkZink larut bebas gas hidrogenFosforusTidak ada tindak balasMagnesiumMagnesium larut bebas gas hidrogenKarbonTidak ada tindak balas

ArgentumTidak ada tindak balasStanumTidak ada tindak balasSulfurTidak ada tindak balasPlumbumTidak ada tindak balasKuprumTidak ada tindak balasBesiBesi larut bebas gas hidrogenIodinTidak ada tindak balasKalsiumKalsium larut bebas gas hidrogenAluminiumAluminium larut bebas gas hidrogenEmasTidak ada tindak balasSOALAN:-

Dalam eksperimen ini nyatakan Pembolehubah yang dimanupulasikan? _________________________________ii. Pemboleh ubah yang dimalarkan? _________________________________iii. Pembolehubah yang bergerak balas? _________________________________iv. Inferens yang diperolehi? ___________________________________CONTOH 2 : Satu eksperimen dijalankan untuk mengkaji tindak balas antara bahan dengan asid hidroklorik. Keputusan eksperimen adalah seperti jadual dibawah.(JAWAPAN) LATIHAN PENYIASATAN SAINTIFIK ...............CONTOH 2 : Satu eksperimen dijalankan untuk mengkaji tindak balas antara bahan dengan asid hidroklorik. Keputusan eksperimen adalah seperti jadual dibawah.BAHANDICAMPURKAN DENGAN ASID HIDROKLORIK CAIRBAHAN DICAMPURKAN DENGAN ASID HIDROKLORIK CAIRZinkZink larut bebas gas hidrogenFosforusTidak ada tindak balasMagnesiumMagnesium larut bebas gas hidrogenKarbonTidak ada tindak balas

ArgentumTidak ada tindak balasStanumTidak ada tindak balasSulfurTidak ada tindak balasPlumbumTidak ada tindak balasKuprumTidak ada tindak balasBesiBesi larut bebas gas hidrogenIodinTidak ada tindak balasKalsiumKalsium larut bebas gas hidrogenAluminiumAluminium larut bebas gas hidrogenEmasTidak ada tindak balasSOALAN:-

Dalam eksperimen ini nyatakan Pembolehubah yang dimanupulasikan? Unsur logam dan bukan logamii. Pemboleh ubah yang dimalarkan? Jenis asid yang samaiii. Pembolehubah yang bergerak balas? Gas yang terbebasiv. Inferens yang diperolehi? Kebanyakkan logam boleh bertindak balas dengan asid membebaskan gas hidrogen