BAB 2: STRUKTUR ATOM

1. Resapan- resapan ialah proses di mana zarah-zarah sesuatu bahan bergerak di antara zarah-zarah bahan yang lain.

2. resapan boleh berlaku dalam medium gas, cecair dan pepejal.

Resapan dalam gas Resapan dalam cecair Resapan dalam pepejal

3. teori kinetik dalam jirim

Pepejal Cecair Gas

Zarah-zarah hanya boleh bergetar dan berputar dalam bentuk yang tetap

Zarah-zarah boleh bergetar,berputar dan bergerak dalam cecair

Zarah-zarah boleh bergetar, berputar dan bergerak bebas

Ikatan yang kuat antara zarah-zarah

Ikatan kuat tetapi kurang kuat berbanding dengan pepejal

Ikatan lemah di antara zarah-zarah

Mempunyai bentuk yang tetap

Mengikut bentuk bekas cecair

Tiada bentuk yang tetap dan boleh dimampat

4. Dalam proses pemanasan untuk peleburan naftalene, suhu kekal sama walaupun proses pemanasan berterusan kerana haba yang diserap digunakan untuk memecahkan ikatan dalam zarah-zarah supaya pepejal bertukar menjadi cecair.

5. Dalam proses penyejukan untuk pembekuan naftalene, suhu kekal sama walaupun proses penyejukan berterusan kerana haba yang hilang ke persekitaran diseimbangi oleh haba yang terbebas di mana zarah-zarah tarik antara satu sama lain untuk membentuk pepejal.

* maklumat lanjut sila baca eksperiment penentuan takat lebur dan takat beku naftalene

6. *****NOMBOR NUKLEON = NOMBOR PROTON + NOMBOR NEUTRON

X

Xe.g atom klorin mempunyai 17 proton dan 18 neutron. Apakah no. proton

dan no nucleon bagi atom tersebut?

35

A

No proton= 17 no nukloen

17

Z

No nucleon = 17 + 18 = 35 no proton

Petala pertama ( first shell) : 2 elektron

Petala kedua ( second shell): 8 elektron

Petala ketiga ( third shell) : 8 elektron

* valens elektron adalah elektron yang terletak di petala yang paling luar.

7. Isotop adalah atom yang sama unsure dengan nombor proton yang sama tetapi nombor

neutron @ nukleon yang berbeza.

Contoh isotop: carbon- 12 & carbon-14 : klorin-35 & klorin-37

Ciri-ciri yang sama dalam isotop bagi sesuatu unsur

● Nombor proton

● Nombor elektron

● Susunan elektron

● Ciri-ciri kimianya kerana mempunyai susunan elektron yang sama

Ciri-ciri yang tak sama dalam isotop bagi sesuatu unsur

● Nombor nukleon

● Nombor neutron

● Cirri-ciri fizikanya seperti ketumpatan, takat didih dan takat lebur

Kegunaan isotop dalam kehidupan seharian

● Dua jenis isotop iaitu radioaktif ( berbahaya) dan tidak radioaktif

● iodine-131 untuk rawatan penyakit tiroid, cobalt -60 untuk rawatan

kanser, karbon-14 untuk mengesan usia tulang dan kayu.

BAB 3 – FORMULA DAN PERSAMAAN KIMIA

Jisim atom relatif Na = 23 , Cl = 35.5 , Mg = 23, N= 14 , O=16, Zn= 65

Jisim molekul relatif NaCl = 23 + 35.5 = 58.5

MgCl2 = 24 + 35.5 (2) =95 molar mass

Zn( NO3)2 = 65 + ( 14 + 3× 16) ( 2) (jisim molar)

= 65 + 62(2)

=65 + 124 = 189

e.g.

jisim molekul relatif bagi suatu sebatian ( compound) dengan formulanya Y2SO4 ialah 142. Kirakan jisim atom relatif bagi unsur Y. ( jisim atom relatif: O= 16, S=32)

Y2SO4 = 142

Y (2) + 32 + 16(4) = 142

2Y + 96 = 142

2Y = 142-96

2Y= 46

Y = 46 ÷ 2 = 23

Jadi, jisim atom relatif bagi unsur Y ialah 23.

*******CARI MOLE

Jisim( mass) molekul relative / jisim atom relatif

1. Mol =

2. Mol= bilangan zarah (ion, molekul, atom) ÷ NA ( nilai NA akan diberi dlm soalan)

3. Mol = isipadu gas ( dm3) ÷ isipadu molar ( 22.4 dm3 mol-1 @ 24 dm3 mol-1 –soalan akan beri nilainya)

4. Mol = MV (M= kepekatan mesti dlm unit mol dm-3 , V=isipadu dlm mesti dlm unit dm3)

e.g

berapakah bilangan molekul dalam 6 dm3 gas hidrogen pada suhu bilik?

( molar volume: 24 dm3 mol-1 , NA = 6.02 × 1023 mol-1 )

langkah 1 :

cari bilangan mol dulu. ( sekiranya bilangan mol diberi dalam soalan, terus ke langkah 2)

mol = isipadu gas ÷ isipadu molar

= 6 dm3 ÷ 24 dm3 mol-1

= 0.25 mol

Langkah 2 :

Cari bilangan molekul seperti yang diminta oleh soalan

Mol= bilangan zarah (ion, molekul, atom) ÷ NA

Mol × NA = bilangan zarah

Bilangan zarah = Mol × NA

= 0.25 mol ×6.02 × 1023 mol-1

= 1.505 × 1023 molekul

* formula empirik = nisbah yang paling ringkas bagi setiap atom yang wujud dalam sebatiannya.

( sila ambil perhatian eksperiment penentuan formula empirik bagi MgO dan CuO - report)

e.g 1: carikan formula empirik bagi magnesium oxide (magnesium oksida)

jisim mangkuk pijar ( crucible) + penutup (lip)= 11.02 g

jisim mangkuk pijar + penutup + magnesium = 12.94 g

jisim mangkuk pijar + penutup + magnesium oxide = 14.22 g

Unsur( element)

Magnesium , Mg Oksigen, O

Jisim (mass) 12.94 – 11.02 = 1.92g

Sila ingat kembali

Mol =

14.22 – 12.94 = 1.28g

Mol 1.92 ÷ 24 =0.08 1.28 ÷ 16 = 0.08

Nisbah 0.08 ÷0.08 = 1 0.08 ÷0.08 = 1

Jadi, formula empiric bagi magnesium oxide = Mg1O1 = MgO

e.g2:

kuprum (II) iodide mengadungi 20.13 % kuprum dalam jisimnya. Carikan formula empiriknya.

(jisim atom relative: Cu, 64 ; I, 127)

Unsur( element) Kuprum, Cu Iodide , I

Jisim (mass) 20.13% = 20.13 g Sila ingat kembali

Mol =

100- 20.13= 79.87

Mol 20.13 ÷ 64 =0.315 79.87 ÷ 127 = 0.629

Nisbah 0.315 ÷0.315 = 1 0.629 ÷0.315 = 2

Jadi, formula empirik = Cu1I2 = CuI2

e.g 3: sila cuba cari formula empirik sendiri !!

1.08 g aluminium bertindak balas secara kimia dengan 0.96g oksigen untuk membentuk suatu oksida. Apakah formula empirik bagi oksida tersebut?

( jisim atom relatiF: O, 16; Al, 27)

* formula molekul= sebatian yang menunjukkan bilangan atom yang sebenar dalam sebatiannya

Formula molekul = (formula empirik)n

e.g

8.5g hidrogen peroksida mengandungi 0.5g hidrogen. Jika jisim molar bagi hidrogen peroksida ialah 34 g mol-1, cari formula molekulnya.

(jisim atom relative: H, 1; O, 16)

Langkah 1 :

carikan formula empiriknya. Jika formula empirik diberi dalam soalan, terus ke langkah 2

Unsur( element) Hidrogen, H Okside, O

Jisim (mass) 0.5 g Sila ingat kembali

Mol =

8.5 -0.5 = 8 g

Mol 0.5 ÷ 1 =0.5 8 ÷ 16 = 0.5

Nisbah 0.5 ÷0.5 = 1 0.5 ÷0.5 = 1

Jadi, formula empirik = HO

Langkah 2: cari formula molekul seperti yang diminta oleh soalan

SOALAN BERI

jisim molar bagi hidrogen peroksida ialah 34 g mol-1

jisim molar = molar mass = jisim molekul relatif= 34gmol-1

Formula molekul = (formula empirik)n

34 g mol-1 = (HO) n

34 g mol-1 = ( 1 + 16 )n

34 g mol-1 = 17n

n= 34÷17 =2

jadi: Formula molekul = (formula empirik)n

= (HO)n

= (HO)2

= H2O2

Cation ( kation) Anion

Sodium (natrium) ion = Na+ Flouride ion= F-

Potassium ( kalium ) ion = K+ Cloride ion = Cl-

Hydrogen ion = H+ Bromide ion = Br-

Copper (II) ( kuprum) ion + Cu 2+ iodide = I-

Magnesium ion : Mg2+ hydroxide ion = OH-

Zinc ( zink) ion = Zn2+ nitrate ion = NO3-

Lead (II)(plumbum) ion = Pb2+ Oxide ion= O2-

Iron (II)( ferum) ion = Fe2+ carbonate ion = CO32-

Iron (III) ( Ferum) ion = Fe3+ sulphate ion = SO42-

Aluminium ion = Al3+

e.g Aluminium oxide

unsur Aluminium, Al Oxide,O

ion Al3+ O2-

Cas +3 -2

Sonsangkan nilai casnya!!

2 3

Jadi, hasilnya Al2O3

Tentukan Persamaan kimia yang berikut samada seimbang atau tidak

(kiri)Fe + CuCl2 → FeCl3 + Cu(kanan)

Kiri: Kanan:

Fe = 1 Fe =1 tak seimbang!!!

Cu= 1 Cu= 1

Cl= 2 Fe = 3

Topik 4: jadual berkala ( periodic table)

Jadual berkala moden ( yang kini kita pakai dan belajar) diperkenalkan oleh H.J.G. Moseley

- disusun secara melintang ( dari kiri ke kanan) mengikut nombor proton secara menaik

- setiap baris melintang dipanggil kumpulan ( group). Kumpulan yang sama mempunyai bilangan elektron valen (valence electron) yang sama dan menunjukkan sifat kimianya yang sama.

- setiap jalur menegak dipanggil kala (period)

Kumpulan 18: juga dipanggil noble gases ( gas adi), inert gases( gas lengai), monoatomic gas

He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

-mempunyai susunan elektron yang stabil dipanggil susunan duplet (elektron valen =2***hanya helium, He sahaja) dan susunan oktat (electron valen=8). Oleh itu,semua unsur 18 adalah sangat stabil dan tidak boleh menerima atau menderma elektron kepada unsur lain.

- saiz atom bertambah apabila menuruni kumpulan kerana bilangan petala yang diisi electron bertambah

-takat lebur dan takat didih rendah kerana ikatan diikat bersama oleh daya van der waals yang lemah.jadi, sedikit tenaga sahaja diperlukan untuk memecahkan ikatan di antaranya.

-akan tetapi, takat lebur dan takat didih bertambah apabila menuruni kumpulan kerana bertambahnya saiz atam akan meningkatkan ikatan van der waals dalam dalam atom-atomnya

- semua unsur 18 tidak boleh mengkonduksikan elektrik dan tidak larut dalam air

* sila ambil tahu kegunaan gas adi dalam kehidupan seharian kita!!

Kumpulan 1: alkali metal ( logam alkali) –

Semua unsur dalam kumpulan 1 ialah konduksi elektrik dan haba yang baik, mempunyai takat lebur dan takat didih yang rendah , berketumpatan rendah dan merupakan pepejal lembut yang senang dipotong!!

Li, Na, K, Rb, Cs, Fr ( semua alkali metal ini sangat reaktif dan mesti disimpan dalam minyak parafin untuk mengelaknya dari bertindak balas dengan oksigen dan wap air di udara)

Apakah yang perubahan fizikal yang berlaku kepada unsur kumpulan 1 apabila menuruni kumpulan??

- Saiz atom/ jejari atom bertambah apabila menuruni kumpulan 1 kerana bertambahnya bilangan petala yang diisi oleh elektron

- takat lebur dan takat didih berkurang apabila menuruni kumpulan 1 kerana saiz atom yang bertambah menyebabkan ikatan logam ( metallic bonding)dalam atom menjadi lemah. Jadi kurang tenaga haba diperlukan untuk mengatasi ikatan logamnya.

Apakah sifat-sifat kimia bagi unsur kumpulan 1 dan apakah perubahannya apabila menuruni kumpulan????

- semua unsur kumpulan 1mempunyai sifat kimia yang sama kerana mempunyai bilangan elektron valen yang sama. ( kumpulan 1 , elektron valen = 1)

- kereaktifan unsur kumpulan 1 bertambah apabila menuruni keumpulan 1. Mengapa??

- semua unsur kumpulan 1 mempunyai satu electron valen. Jadi, setiap atom logam alkali akan menderma satu elektron valen apabila bertindak balas untuk mencapai susunan duplet atau oktat yang stabil. ***ION BERCAS +1 AKAN TERBENTUK

-apabila menuruni kumpulan, saiz atom yang bertambah menyebabkan elektron valen terletak jauh dari tarikan nukleus. Jadi, elektron valennya lebih mudah didermakan. Jadi, kereaktifannya bertambah apabila menuruni kumpulan 1.

*** notes that unsur kumpulan 1 adalah agen penurunan( reducing agent) yang baik dan kuat. Apabilan menuruni kumpulan, kekuatannya sebagai agen penurunan pun bertambah.

**** sila ambil perhatian eksperimen chemical properties Group 1 in reactions with water, oxygen, chlorine/bromine gas)

Kumpulan 17 : halogens

F2, Cl2, Br2, I2, At2 ( wujud dalam dwiatom- diatomic)

- takat lebur dan takat didih yang rendah kerana semua molekul halogen diikat bersama oleh daya van der waals yang lemah. Oleh itu, sedikit tenga haba sahaj diperlukan untuk mengatasi ikatanya semasa peleburan dan pendidihan proses.

- tidak mengkondusikan elektrik , konduksi haba yang lemah dan berketumpatan rendah.

Apakah perubahan cirri-ciri fizikalnya apabila menuruni kumpulan 17???

- saiz atom bertambah apabila menuruni kumpulan 17 kerana petala yang diisi oleh elektron bertambah.

- takat lebur dan takat didih bertambah apabila menuruni kumpulan keran saiz yang bertambah akan menyebabkan daya van der waals pun bertambah. Jadi, lebih banyak tenaga haba diperlukan untuk mengatasi ikatan di atara molekulnya.

- warna unsur kumpulan 17 menjadi lebih gelap apabila menuruni kumpulan.

Apakah perubahan sifat-sifat kimianya apabila menuruni kumplan 17??

- semua halogen mempunyai elektron valen 7. Jadi, semua halogen perlu menerima 1 elektron untuk mencapai susunan gas adi ( duplet / octat) yang stabil.**bentuk ion bercas -1

- apabila menuruni kumpulan 17, saiz atom yang bertambah menyebabkan petala terluar ( outermost shell) terletak jauh dari nukleus.

- oleh itu, keupayaan nukleus untuk menarik satu elektron ke petala terluar untuk mencapai susunan (konfigurasi) elekton gas adi yang stabil menjadi lemah.

- Jadi, kereaktifannya berkurang apabila menuruni kumpulan 17.

***notes that unsur kumpulan 17 adalah agen pengoksidaan yang baik ( good reducing agent). Apabila menuruni kumpulan 17, kekuatan unsur kumpulan 17 sebagai agen pengoksidaan berkurang.

*** sila ambil tahu serba sikit pasal eksperimen unsur kumpulan 17 bertindak balas dengan air, ferum ( iron), dan natrium hidroksida ( sodium hydroxide)

Unsur dalam kala ( selalunya exam tanya kala 3 sahaja)

- kala yang sama mempunyai bilangan petala yang sama. Bilangan kala menunjukkan bilangan petala yang diisi oleh elektron. E.g : kala 3 = 3petala diisi elektron

- alumiunium oxide = amphoteric oxides ( menunjukkan sifat acid + alkali)

Apakah perubahan yang berlaku apabila merentasi kala 3 dari kiri ke kanan??

- saiz atom berkurang apabila merentasi kala dari kiri ke kanan

- bilangan proton( cas positif dalam nucleus) dan bilangan valen bertambah apabila merentasi kala dari kiri ke kanan.

- ini menyebabkan daya tarikan dari nukleus ke atas elektron yang terletak di petala terluar menjadi kuat. Jadi, saiz atom berkurang apabila merentasi kala.

Unsur peralihan logam ( transition metal)

Ciri-ciri istimewa peralihan logam:

1. membentuk ion atau sebatian berwarna2. menunjukkan nombor pengoksidaan yang berbeza-beza3. membentuk ion kompleks4. boleh bertindak sebagai mangkin ( catalyst)

***mangkin adalah bahan yang boleh mempercepatkan tindak balas kimia di mana tindak balas akan melalui lintasan tenaga pengaktifan yang lebih rendah.

Proses haber –proses penghasilan amonia = mangkinnya ialah Fe

Proses sentuh ( contact process)-proses penghasilan sulfurik asid = mangkinnya ialah V2O5

Proses Ostwald-proses penghasilan nitrik acid = mangkinya ialah Pt

TOPIK 5 : IKATAN KIMIA ( CHEMICAL BONDS)

- semua unsur kumpulan 18 tidak terlibat dalam membentuk sebatian kimia ini kerana semua unsur kumpulan 18 mempunyai susunan duplet dan octat yang stabil dan bersifat sacara lengai secara kimia.

** Jenis-jenis ikatan kimia

1. Ikatan ionik ( ionic bond)

- membentuk sebation ionik( ionic compound)

- terbentuk hasil dari pemindahan elektron(transfer electron)dari unsur logam(kumpulan 1, 2,13) ke unsur bukan logam ( kumpulan 16,17) **Hidrogen adalah unsur bukan logam!!!

2. Ikatan kovalen ( covalent bond)

- membentuk sebatian kovalen ( covalent compound)

- terbentuk hasil dari perkongsian elektron ( sharing electron) antara unsur bukan logam dengan unsur bukan logam.

CUBA LUKISKAN SUSUNAN ELEKTRON YANGMENUNJUKKAN CARA PEMBENTUKAN SEBATIAN BAGI:

a. NaCl b. MgO

a. HCl d. K2O

a. Cl2 f. NO2

a. N2 h. CO2

( pastikan anda faham susunan elektron bagi sebatian ionik dan kovalen )

Perbandingan cirri-ciri antara sebatian ionik dengan sebatian kovalen

Sebatian ionik Sebatian kovalen

Takat lebur dan takat didih yang tinggi

* kerana ion-ion positif dan negatif ditarik bersama oleh daya elektrostatik yang kuat. Jadi banyak tenaga diperlukan untyk mengatasi ikatanya yang kuat itu.

Takat lebur dan takat didih yang rendah

* daya tarikan yang lemah antara molekul-molekuk. Jadi, hanya sedikit tenaga diperlukan untuk mengatasi ikatannya.

Boleh konduksi elektrik dalam keadaan leburan (molten state) atau larutan berair ( aqueus solution) tetapi tidak konduksi elektrik dalam keadaan pepejal

* kerana dalam keadaan leburan atau larutan berair, ion-ion positif dan negatif bergerak bebas( free mobile ions)

Dalam keadaan pepejal, ion-ion berada dalam keadaan yang tetap dan tidak bebas bergerak. Jadi dalam keadaan pepejal tidak boleh konduksi elektrik

Tidak mengkonduksikan elektrik dalam apa jua keadaan

* wujud dalam keadaan molekul dalam apa jua keadaan. Jadi, tiada ion yang bebas bergerak tidak boleh mengkonduksikan elektrik.

Biasanya larut dalam air tetapi tidak larut dalam larutan organik seperti benzene,alkohol

Biasanya larut dalam larutan organik dan tidak larut dalam air

TOPIK 6 : ELEKTROKIMIA ( electrochemistry)

Elektrolisis ialah proses di mana suatu sebatian bercerai kepada komposisinya apabila bekalan elektrik melaluinya.

Proses elektrolisis melibatkan 2 langkah:

i. pergerakan ion-ion dalam elektrod.

- kation (ion positif) bergerak ke arah katod (elektrod negatif, anion ( ion negatif) bergerak ke arah anod ( elektrod positif)

ii. nyahcas ion

-ion yang dipilih untuk dinyahcas dipengaruhi oleh kedudukan ion dalam siri

elektrokimia, kepekatan ion dalam elektrolit dan jenis elektrod yang digunakan.

-kation dinyahcas di katod dengan menerima elektron manakala anion dinyahcas di

anod dengan menderma elektron.

-elektron mengalir dari anod ke katod melalui sambungan wayar.

-apabila ion dinyahcas di elektrod, atom @ molekul akan terbentuk.

Proses elektrolisis

A

Elektrolisis leburan plumbum (II) bromide ( molten lead (ii) bromide)

Karbon/ grafit elektrod

Leburan plumbum (II) bromide

Dalam keadaan leburan plumbum (II) bromide,

Hanya ion plumbum , Pb2+ dan ion bromide , Br-sahaja dalam leburan!! Ingat !!

Mangkuk pijar

Heat

Anod: 2Br- → Br2 + 2e

Pemerhatian: gelembung gas terbebas / gas perang terbebas.

Inference / conclusion: gas bromin terbebas

Katod: Pb2+ + 2e → Pb

Observation: shiny grey solid found at the bottom of the crucible

Inference/ conclusion: pepejal plumbum termendak di dasar mangkuk pijar

Elektrolisis larutan berair ( aqueous solution)

Asid Sulfurik cair , H2SO4

Ion yang wujud: H+, SO42-, OH-

Anod: OH- dipilih untuk dinyahcas 4OH- → O2 + 2H2O + 4e

Katod: H+ dipilih untuk dinyahcas 2H+ + 2e → H2

Sodium chloride, NaCl solution

Ion yang wujud: Na+, H+, Cl-, OH-

Anod: OH- dipilih untuk dinyahcas 4OH- → O2 + 2H2O + 4e

Katod: H+ dipilih untuk dinyahcas 2H+ + 2e → H2

A

Carbon/grafit elektrod

SIRI ELEKTROKIMIA MESTI INGAT!! ION YANG KEDUDUKANNYA TERLETAK DI BAWAH SIRI ELEKTROKIMIA DIPILIH DINYAHCAS

KATION ANION

K+ kalo F- Fazrul

Na+ nak SO42- Sangat

Ca2+ cari NO3- Nak

Mg2+ makwe Cl- Cari

Al3+ Ali Br- Bini dipengaruhi oleh kepekatan (

concentrated)

Zn2+ Zamru I- Isteri

Fe2+ Fredy OH- Orang

Sn2+ Sanggup

Pb2+ Pergi

H+ Hari2

Cu2+ Curi

Ag+ Ayam

Makin senang dinyahcas

Ringkasan :

Elektrolit (electrolyte)

Leburan NaCl Larutan NaCl 2.0moldm-3 NaCl solution ( concentrated)

elektrod Karbon/grafit Karbon/grafit Karbon/grafit

Ion-ion yang wujud Na+ , Cl- Na+ , Cl- , OH-, H+ Na+ , Cl- , OH-, H+

Ion dipilih dinyahcas Na+ , Cl- OH-, H+

(ion yang kedudukan terletak di bawah siri elektrokimia dipilih untuk dinyahcas)

Cl- , H+

(Cl- dipilih dinyahcas kerana dalam keadaan pekat)

Anod 2Cl- → Cl2 + 2e 4OH- → O2 + 2H2O + 4e

2Cl- → Cl2 + 2e

katod Na+ + e → Na 2H+ + 2e → H2 2H+ + 2e → H2

PENGARUH JENIS ELEKTRODA

Cu elektrod / Ag elektrod

CuSO4 / AgCl

Mangkuk pijar

Heat

Jenis elektrod Anod Katod

Cu Cu → Cu2+ + 2e Cu2+ + 2e → Cu

Ag Ag → Ag+ + e Ag+ + e → Ag

Pemerhatian Anod menipis ( thinner) Katod menebal ( thicker)

Bagi elektrolit yang menggunakan CuSO4, kepekatan warna larutan biru bagi elektrolit kekal sama kerana kepekatan ion Cu2+ kekal sama.

Elekrolisis dalam industri

* Cryolite ditambah untuk untuk merendahkan takat lebur Al2O3 (dr 2045 ke 900oc)

Anod: O2- -2e → O2

Katod: Al3+ + 3e → Al

* oksigen gas yang terbebas di anod akan bertindak balas dengan elektrod carbon dan menghasilkan carbon dioxide gas!! C + O2→C O2

OLEH ITU, ANOD AKAN MENIPIS

+

a. Pengekstrakan logam ( extraction of metals)-

Karbon ( katod)

Karbon ( anod)

Leburan Al2O3 + Cryolite

Leburan Al

(keadaan leburan, ion wujud Al3+ , O2-)

Penulenan logam ( purification of metals)A

b. ANOD: kuprum tak tulen (impure copper)

Pemerhatian: anod menipis Cu → Cu2+ + 2e

KATOD: kuprum tulen ( pure copper)

Pemerhatian : katod menebal Cu2+ + 2e →Cu

* kuprum yang tak tulen akan larut dan bendasing akan termendak di dasar bikar

CuSO4

ANOD: kuprum

Pemerhatian: anod menipis Cu → Cu2+ + 2e

KATOD: sudu besi ( iron spoon )

Pemerhatian : pepejal coklat meyaluti pada permukaan sudu Cu2+ + 2e →Cu

* tujuan penyaduran adalah untuk melindungi objek ( sudu) daripada terhakis serta memperbaiki kecantikan permukaanya.

Penyaduran logam ( electroplating of metalA

c. )

CuSO4

V

Sel Voltaic / Daniel Sel ( voltaic cell/ Daniel cell)

Mg Cu

ZnSO4 CuSO4

Titian garam ( salt bridge) *berfungsi membenarkan pengaliran ion untuk melengkapkan litar

Mg bertindak sebagai terminal negatif (anod) kerana Mg kedudukannya terletak di atas Cu siri elektrokimia.

e.g: tentukan terminal negative dan nilai perbezaan keupayaan,V (potential difference) bagi pasangan logam yang berikut:

Mg

2.7 v

0.3 v

Zn 1.6 v

Fe

Cu

Pasangan logam Terminal negatif Perbezaan keupayaan, VMg & Cu Mg 2.7VZn & Cu Zn [2.7-1.6 (cari atr Fe&Cu) +

0.3] = 1.4 V

Fe & Cu Fe 2.7- 1.6 = 1.1 VCu & Cu - 0.0

* Contoh sel :

Jenis sel Kebaikan Kelemahan Lead-acid accumulator (plumbum asid akumulator)

Boleh dicas balik apbl bateri hbs pakai

Mahal

Dry cell ( sel kering) Murah Tidak boleh dicas balik , tidak tahan pakai lama

Sel basah Tahan pakai lama Tidak boleh dicas balikTOPIK 7: ASID DAN BES ( ACID AND BASE)

- Asid ialah bahan yg bercerai (ionizes/dissociates)dalam air untuk menghasilkan ion hidrogen,H+

Asid KUAT ( STRONG ACID)

Nitric acid , HNO3 Hydrochloric acid, HCl Sulphuric acid, H2SO4

H2O

HNO3 → H+ + NO3-

H2O

HCl → H+ + Cl-

H2O

H2SO4 → 2H+ + SO42-

Monoprotic acid

1mol HNO3 bercerai

menghasilkan 1 mol H+

Monoprotic acid

1mol HCl bercerai

menghasilkan 1 mol H+

Diprotic acid

1mol H2SO4 bercerai

menghasilkan 2 mol H+

H2O

Acid lemah ( weak acid) CH3COOH CH3COO- + H+

- Bes ialah bahan yang bercerai di dalam air untuk menghasilkan ion hidroksida, OH-

-alkali ialah base yang larut dalam air dan bercerai untuk menghasilkan ion hidroksida, OH-

alkali KUAT ( STRONG Alkali)

Natrium hidroksida , NaOH Kalium hidroksida , KOH

H2O

NaOH → Na+ + OH-

H2O

KOH → K+ + OH-

Alkali lemah ( weak alkali) NH3 + H2O OH- + NH4+

*** asid dan alkali hanya menunjukkan sifat asid dan sifat alkalinya apabila larut dalam air. Ini adalah kerana hanya dengan wujudnya air, baru acid dan alkali data bercerai untuk menghasilkan H+ & OH-. Tanpa air, acid dan alkali wujud dalam bentuk molekul.

** asid dan alkali juga boleh konduksi elektrik dengan wujudnya air kerana adanya ion-ion yang bebas bergerak ( free mobile ions @ free moving ions)

pH 1 7 14makin kuat asid neutral makin kuat

alkali

Acid kuat,( HCl, HNO3, H2SO4)

Acid lemah ( CH3COOH)

Alkali lemah ( NH3) Alkali kuat (KOH, NaOH)

Bercerai lengkap dalam air untuk menghasilkan kepekatan ion hidrogen yang tinggi

Bercerai separa dalam air untuk menghasilkan kepekatan ion hidrogen yang rendah

Bercerai separa dalam air untuk menghasilkan kepekatan ion hidroksida yang rendah

Bercerai lengkap dalam air untuk menghasilkan kepekatan ion hidroksida yang tinggi

** molarity is the number of moles solute present in 1dm3 of solution.

÷ m. mass

Kepekatan ( concentration)

× m. mass

Kepekatan (g dm-3) =

Molarity (mol dm-3)=

e.g

200cm3= dm3

= 0.2 dm3

4.0g natrium hidroksida, NaOH dilarutkan dalam 200cm3 air. Berapakah kepekatan larutan yang dihasilkan dlm unit g per dm3?

Kepekatan=

= 20 g dm-3

e.g (Jisim atom relatif:Na, 23; O,16; H,1)

4.0g natrium hidroksida, NaOH dilarutkan dalam 200cm3 air. Berapakah kepekatan larutan yang dihasilkan dlm unit mol per dm3?

Mol =

Step 1: cari mol dulu

Mol =

200cm3= dm3

= 0.2 dm3

= 0.1 mol

Molarity =

= 0.5 mol dm-3

Rumus BAGI proses pencairan ( dilution process) M1V1=M2V2

E.G : berapakah isipadu ( volume) 2.0 mol dm-3 asid sulfurik diperlukan untuk menyediakan 100cm3 1.0 mol dm-3 asid sulfurik?

M1 = 2.0 mol dm-3 M2= 1.0 mol dm-3 Ganti msk rumus M1V1=M2V2

V1 = cari V2= 100cm3 2.0 mol dm-3×V1 =1.0 mol dm-3×100cm3

V1= 50cm3

Proses Peneutralan ( neutralisation process)

Kaedah penitratan ( titration process)

Asid (e.g 0.1 mol dm-3 HCl)

Alkali ( e.g 25cm3 0.1 mol dm-3 NaOH)+

beberapa titik penunjuk (indicator)

( indicator such as phenolphthalein / methyl orange)

Penunjuk acid Neutral Alkali Phenolphthalein Colourless Colourless Pink Methly orange Red Orange yellow

Sorg pelajar menjalankan eksperimen di atas, keputusan diperolehi spt di bwh:

Trial 1 2 3

Isipadu HCl ( cm3)

25.10

24.50 24.60

* ingat!!Bacaan buret mesti 2tempat perpuluhan

a. Kirakan isipadu HCl yg digunakan

= 24.73 cm3

b. Apakah perubahan warna yang berlaku jika phenolphthalein sebagai penunjuk?Warna berubah dari tidak berwarna kepada warna merah jambu ( colourless to pink)

***sila baca soalan dgn teliti, kalau alkali berada di buret dan acid berada dlm kelalang kon, warna berubah dr merah jambu ke tidak berwarna jika phenolphthalein sbg penunjuk.

e.g apakah isipadu 2.0 mol dm-3 asid nitrik diperlukn untuk meneutralkan 0.14g kalium hidroksida? ( O,16; k,39, H,1)

langkah 1: tulis persamaan kimia yg seimbang dulu, petik maklumat dari soalan dan carikan bilangan mol bagi salah satu reactant.

HNO3 + KOH → KNO3 + H2O

V=??, M=2.0 mol dm-3 jisim (mass)=0.14g

Mol =MV Mol=

= 0.0025mol

Dari persmn di atas, 1 mol HNO3Ξ 1mol KOH

Jadi , ? mol HNO3Ξ 0.0025mol KOH

Sudah tentu 0.0025 mol HNO3 !

Mol = MV

0.0025mol = 2.0 mol dm-3 V

V= 0.0125 dm-3 = 12.5 dm-3

Kegunaan Proses peneutalan dlm kehidupan seharian

a. dalam sektor pertanian- merawat tanah yang terlalu berasid atau beralkalib. dalam perubatan- Mg(OH)2 untuk rawatan sakit gastrik

TOPIK 8: GARAM ( SALT)

Warna-warna logam

Cu - brown

Cu0 - black

Zn0 - when hot : yellow , when cold : white

Mg0 - when hot : brown , when cold : yellow

Pb0 - when hot : brown , when cold : yellow

Fe2+ ~ pale green

Fe3+ ~ brown / pale yellow

* all metal shiny grey but/ except Cu !!!

Ujian pengesahan kehadiran anion

Carbonate ion, CO3

2-

Chloride ion , Cl- Sulphate ion, SO42- Nitrate ion, NO3

-

+ HCl cair + HNO3 cair + AgNO3 + HCl cair + BaCl2 + H2SO4 cair + FeSO4 + H2SO4 pekat

Gas terhasil menukar air kapur menjadi keruh

Mendakan putih ( white precipitate) terbentuk

Mendakan putih terbentuk

Brown ring

Ujian pengesahan kehadiran kation

Ammonium ion, NH4+

Iron(II) ion, Fe2+ Iron(III) ion, Fe3+ Lead (II) ion, Pb2+

+ nessler’s reagent + potassium hexacyanoferrate(III)

+ potassium hexacyanoferrate(II)

+ NaCl

Brown precipitate formed

Dark blue precipitate formed

Dark blue formed

* if use potassium thiocyanate, KSCN, blood-red colour seen

Mendakan putih larut dalam air panas dan muncul balik apabila sejuk

Garam larut dan garam tak larut

Jenis garam Larut ATAU tak larut dalam air ??

Ammonium salts (NH4+) Semua larut dlm air . cthnya garam NH4Cl

Nitrate salts (NO3-) Semua larut dlm air. Contohnya garam Mg(NO3)2

Sodium & potassium (Na+, K+)

Semua larut dlm air. Cthnya garam NaCl, KNO3

Chloride salts (Cl-) Semua larut kecuali AgCl, HgCl dan PbCl2

Sulphate salts ( SO42-) Semua larut kecuali PbSO4, CaSO4, BaSO4, Ag2SO4

Carbonate salts ( CO32-) Semua tak larut kecuali Na2CO3, K2CO3, (NH4)2CO3

Lead (II) salts (Pb2+) Semua tak larut kecuali Pb(NO3)2

Reaction double decomposition

Prosedur:

1. pilih larutan garam larut yang mengandungi kation bagi garam yg tak larut itu

2. pilih larutan garam larut yang mengandungi anion bagi garam yang tak larut itu

3. campurkan dua larutan berkenaan

4. turas, basuh dan keringkan mendakan yang terhasil.

Tindak balas:

Acid + metal @ acid + metal oxide @ acid+ metal hydroxide @ acid + metal carbonate

Prosedur:

1. tambah pepejal ke dalam larutan asid cair yang panas

2. turaskan pepejal yang berlebihan

3. didihkan larutan garam agar proses penyejatan berlaku untuk mendptkan larutan garam yang pekat.

4. biarkan larutan garam yg pekat sejuk untuk mendpt Kristal garam

5. turas,basuh dan keringkan Kristal garam

Cara penyediaan garam larut dan tak larut

No

Garam larut tak??

Tindak balas peneutralan ( asid + alkali→ garam + air

Prosedur:

1. gunakan kaedah penitratan untuk meneutralkan larutan asid dan alkali utk menghasilkan larutan garam ( refer to titration acid-base)2. sejatkan larutan untuk menghasilkan larutan garam yang pekat3. biarkan larutan sejuk utk membtk Kristal garam4. turas, basuh dan keringkan Kristal garam

yes

No

Adakah garam Na+, k+ , NH4+ ????

yes

TOPIC 9: BAHAN BUATAN DALAM INDUSTRY ( manufactured substances in industry)

Proses sentuh ( contact process)- proses penghasilan asid sulfurik

Peringkat 1: penghasilan sulfur dioksida

Sulfur dibakar di udara untuk menghasilkan sulfur dioksida S + O2 → SO2

Peringkat 2: penukaran sulfur dioksida kepada sulfur dioksida

Campuran sulfur dioksida dengan oksigen yang berlebihan dialirkan melalui converter

Sulfur dioksida dioksidakan mengaji sulfur trioksida SO2 + O2 2SO2

Suhu (Temperature): 4000C

Tekanan(Pressure): 1atm

Mangkin (Catalyst): vanadium (V) oxide

Peringkat 3: penghasilan sulfurik asid

Sulfur trioksida dilarutkan dalam asid sulfurik yang pekat untuk menghasilka oleum, H2S2O7

SO3 + H2SO4 → H2S2O7

Oleum kemudian dilarutkan dalam air untuk menghasilkan asid sulfurik. H2S2O7 + H20 → 2H2SO4

**Asid Sulfurik digunakan dlm pembuatan baja, detergen.

**kesan hujan acid termasuk menyebabkan kakisan bangunan dan menjejaskan pertanian kerana tanah menjadi berasid.

Proses haber (Haber process)-proses penghasilan ammonia

Campuran gas hidrogen dan gas nitrogen dengan nisbah 1: 3 pada suhu 4500c 200 atm dialirkan ke atas lapisan mangkin ferum dalam mesin tindak balas( reactor)

N2 + 3H2 → 2NH3

1mol 3mol

*** ammonia digunakan untuk membuat baja, mengelak pembekuan lateks getah.

Proses Ostwald( Ostwald process) –proses penghasilan nitrik asid.

Ammonia dioksidakan kepada nitrogen monoksida dgn kehadiran Pt sbgi mangkin

4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O

Nitrogen monoksida kemudianya dioksidakan kepada nitrogen dioksida

2NO + O2 → 2NO2

Campuran nitrogen dioksida dan udara dilarutkan dalam air untuk menghasilkan asid nitrik

4NO2 + O2 + H2O → 4HNO3

Aloi ( alloy)

- Aloi adalah campuran 2 atau lebih unsur dengan komposisi yang tertentu.

- Aloi lebih kuat,keras, tahan kakisan, tahan karat&lebih cantik permukaanya berbanding dgn logam tulen.

- kehadiran atom unsur lain telah menganggu susunan atom dalam logam.dengan itu,lapisan atom logam dielakkan daripdan tergelincir antara satu sama lain. Ini menjadikan aloi lebih keras

*** sila rujuk buku rujukan anda ttg eksperimen “ to compare the hardness pure metal and its alloy “ dan eksperimen “ to compare the rate rusting of iron, steel and stainless steel” . Ada pihak yg spot keluar soalan ini dalam kertas 3.

aloi komposisi Ciri-ciri Kegunaan

Bronze 90% kuprum, 10% stanum(tin)

Keras, kuat, tidak mudah hakis, bersinar permukaan

Sbgi bahan seni ( art objects)

Brass 20% kuprum, 30% zink Keras, kuat, tidak mudah hakis, bersinar & cantik permukaan

Alatan muzik, barangan dapur

Steel 99% ferum, 1% karbon Kuat dan keras Badan kereta

Duralumin 93% aluminium, 3% kuprum, 3%magnesium, 1% mangan

Ringan dan kuat Badan kapal terbang

Pewter 37.5% gold, 11% silver, 51.5% copper

Kuat, bersinar, tidak mudah berkarat

Bahan seni, souvenirs

Polymer ( polimer)

Cth polimer semula jadi ialah lateks ( monomer isoprene)

Cth polimer sintesis ialah plastic. Polimer sintesis dihasilkan melalui proses penambahan polimer dan kondensasi polimer.

Nama polimer Ciri-ciri kegunaan

Polyethylene Ringan dan mudah lebur Plastik cawan, alat mainan

Polypropylene Ringan, mudah lebur Botol, alat mainan

Polyvinyl chloride Elastik, blh diwarnakan Paip air, wayar

polystyrene Ringan, penebat haba Alat mainan, penebat haba

Kaca

Fused glass Takat lebut yg tinggi, lutsinar erhadap sinaran UV

Peralatan kaca dlm makmal, kanta teleskop

Soda-lime glass Takat lebur rendah, mudah retak dgn perubahan suhu

Cermin, mentol

Borosilicate glass Tahan dgn bahan kimia, tahan dgn perubahan suhu

Peralatan masak, peralatan kaca dlm makmal

Lead crystal glass Lembut dan senang lebur, ketumpatan tinggi

Kanta, kristal

Seramik ( ceramics)

-Seramik diperbuat daripada tanah liat yang dipanggil kaolin yang kaya dengan kaolinite.

- seramik sangat kuat dan tahan, takat lebur tinggi, penebat haba elektrik yang baik, bersifat lengai dan tidak terhakis.

Bahan komposit ( composite materials)

-Bahan komposit adalah bahan yang terhasil daripada gabungan dua atau lebih bahan seperti logam, aloi, kaca, seramik dan polimers.

- bahan komposit mengabungkan kebaikan&kekuatan bahan-bahan terpilih tanpa kelemahanya.

-example composite materials: reinforced concrete,superconductor, fibre optic, fiber glass, photochromic glass ( refer to reference. Text books abt the properties & the uses of each materials)