Eksperimen 2 : AloiTeori :Aloi ialah bahan yang terdiri daripada campuran dua atau lebih unsur atau logam dengan komposisi tertentu. Aloi terdiri daripada campuran logam utama dengan atom unsur lain yang dipanggil atom asing. Atom asing mempunyai saiz yang berlainan daripada logam utama. Atom asing menempati ruang kosong di dalam kekisi logam tulen. Atom asing mengganggu susunan atom logam tulen yang teratur dan sekata. Ini menghalang atom-atom logam utama daripada menggelongsor. Ketertempaan dan kemuluran logam akan berkurang. Kekerasan aloi lebih tinggi daripada logam tulen.Objektif :Untuk membandingkan kadar pengaratan besi, keluli dan keluli tahan karat.Hipotesis :Besi tulen mudah terkarat, manakala keluli kurang mudah terkarat dan keluli tahan karat tidak berkarat.Pemboleh ubah : I. Manipulasi : jenis pakuII. Bergerak bals : kadar pengaratnIII. Malar : suhu airBahan-bahan dan Alat radas :Paku besi, paku keluli, paku keluli tahan karat, larutan jeli, larutan kalium hexacyanoferrate(III), air, kertas pasir, tabung uji, rak tabung uji.

Prosedur :1. Setiap jenis paku yang berbeza digosok dengan menggunakan kertas pasir.2. Paku besi diletakkan dalam tabung uji A, paku keluli diletakkan dalam tabung uji B, manakala, paku keluli tahan karat diletakkan dalam tabung uji C.3. 5% larutan jeli disediakan dengan cara menambahkan 5g jeli ke dalam 100cm3 air mendidih. Kemudian, beberapa titis larutan kalium heksasianoferat(III) dititiskan kedalam larutan jeli tersebut.4. Larutan jeli yang panas tersebut dituangkan ke dalam tiga tabung uji tersebut sehingga keseluruhan semua paku dalam ketiga-tiga tabung uji tenggelam.5. Tabung uji tersebut diletakkan pad arak tabung uji dan biarkan sehingga tiga hari. Kepakatan warna biru pada tabung uji tersebut diperhatikan.6. Rekod pemerhatian pada jadual dibawah.

Keputusan :Paku keluliPaku besiPaku keluli nirkaratRak tabung uji

Tabung ujiKepekatan warna biruinferens

ATinggiPengkaratan berlaku dengan cepat

BRendahPengkaratan berlaku dengan perlahan

CtiadaTiada pengkaratan berlaku

Perbincangan :Tujuan pengaloian ialah:(a) menambahkan kekerasan dan kekuatan logam tulen. Contohnya: magnalium(aloi magnesium dan aluminium) lebih kerasdaripada aluminium tulen.(b) membaiki rupa logam dan menjadikan bahan lebih indah.Contohnya: piuter (aloi timah, antimoni dan kuprum) lebih indah daripadatimah tulen.(c) mencegah kakisan logam.Contohnya: keluli nirkarat(aloi ferum, karbon, kromium dan nikel) sukar berkarat berbanding dengan ferum(besi) tulen.Dalam eksperimen ini, tiga jenis paku telah dimasukkan ke dalam larutan jeli yang telah dititiskan dengan larutan kalium heksasianoferat (III). Sebelum dimasukkan ke dalam larutan tersebut, paku perlu digosok dengan kertas pasir untuk membuang lapisan pertama yang mempercepatkan kadar pengkaratan paku. Lapisan tersebut merupakan lapisan oksigen yang telah bertindak balas dengan paku. Paku dimasukkan ke dalam larutan jeli kerana larutan jeli digunakan sebagai medium untuk mengesan kadar pengkaratan. Fungsi kalium heksasianoferat (III) pula ialah untuk menguji kehadiran ion ferum (II) yang dapat ditunjukkan dengan kehadiran warna biru pada larutan jeli.Fe Fe++2ePaku besi telah menunjukkan kadar pengaratan yang begitu cepat berbanding paku lain. Hal ini kerana, kepekatan warna biru dalam larutan jeli tersebut adalah tinggi. Manakala, paku yang diperbuat daripada keluli menunjukkan kepekatan warna biru dalam larutan jeli adalah rendah disebabkan kadar pengkaratan berlaku adalah rendah dan berlaku dengan perlahan. Paku nirkarat tidak menunjukkan kehadiran warna biru di dalam larutan jeli kerana tiada pengkaratan yang berlaku pada paku nirkarat tersebut. Semakin tinggi kepekatan warna biru dalam larutan jeli, semakin tinggi kadar pengkaratan yang berlaku.Perbezaan keputusan berlaku disebabkan komposisi ketiga-tiga paku tersebut adalah berbeza. Bagi paku besi komposisinya ialah besi, paku keluli pula komposisinya terdiri daripada besi dan karbon. Manakala, paku nirkarat pula diperbuat daripada campuran besi, karbon dan kromium. Berdasarkan pemerhatian, paku besi lebih cepat karat berbanding keluli dan paku nirkarat tidak berkarat. Komposisi paku yang berbeza mempengaruhi kadar pengkaratan. Paku yang telah dicampurkan dengan bahan lain selain besi seperti karbon dapat memperlahankan kadar pengkaratan tetapi tidak menghalang pengkaratan. Langkah berjaga-jaga:1. Pastikan lima titisan kalium heksasianoferat (III) dimasukkan ke dalam larutan jeli tersebut.2. Pastikan larutan jeli menutupi keseluruhan paku.3. Paku hendaklah digosok dengan betul untuk menghilangkan lapisan pertama paku yang dapat mempercepatkan kadar pengkaratan paku.

Kesimpulan :Hipotesis telah diterima. Semakin tinggi kepekatan warna biru yang terhasil di dalam larutan jeli, semakin tinggi kadar pengkaratan. Besi lebih cepat karat berbanding keluli manakala nirkarat tidak mengalami pengkaratan.

Soalan:1. Jelaskan fungsi larutan kalium heksasianoferat (III).Kalium heksasianoferat (III) ditambah ke dalam larutan jeli sebagai penanda untuk melihat kehadiran ion ferum (II), Fe2+ iaitu kehadiran warna biru dalam larutan jeli.Fe Fe++2e2. Apakah hubungan di antara kepekatan warna biru tabung uji dengan kadar pengkaratan?Semakin tinggi kepekatan warna biru dalam tabung uji, semakin tinggi kadar pengkaratan yang berlaku pada paku tersebut.

3. Jelaskan bagaimana pepejal jeli boleh digunakan untuk membuktikan hasil eksperimen.Pepejal jeli boleh digunakan untuk memerangkap dan melihat warna biru dengan jelas. Hal ini kerana penyerapan berlaku paling lambat di dalam pepejal.

4. Namakan komposisi bagi keluli dan keluli nirkarat.Keluli: 99% besi dan 1% karbonKeluli nirkarat : 74% besi, 8% karbon + nikel dan 18% kromium

5. Berdasarkan inferens yang anda buat, bandingkan kadar pengkaratan besi, keluli dan keluli nirkarat.Berdasarkan pemerhatian, besi akan berkarat lebih cepat berbanding keluli. Manakala, keluli nirkarat tidak berkarat. Paku yang diperbuat daripada keluli nirkarat tidak berkarat kerana ia merupakan aloi yang diperbuat daripada campuran besi, karbon dan kromium. Kehadiran karbon akan melambatkan kadar pengkaratan tetapi tidak enghalang pengkaratan berlaku.6. Bagaimanakah susunan atom pada logam yang mempunyai kaitan dengan ketempaan (boleh ditempa) dan kemuluran logam?

Ketempaan ialah kebolehan logam untuk membentuk kepada bentuk yang lain. Manakala, kemuluran ialah satu sifat fizik iaitu kebolehan untuk mengekalkan cangaan plastik tanpa retakan atau patah (dalam logam, contohnya apabila ditarik menjadi dawai). Apabila logam dikenakan tekanan, maka susunan atom dalam logam tersebut akan berubah.

Susunan atom dalam logamSusunan atom dalam logam setelah dikenakan tekanan

7. Jelaskan perbezaan di antara substitutional alloy dan interstitial alloy

Aloi dapat diklasifikasikan sebagai subtitutional alloy dan interstitial alloy, bergantung kepada cara pembuatannya. Di dalam subtitutional alloy komponen terdiri daripada saiz yang sama dan pelbagai jenis atom mudah berganti antara satu sama lain dalam struktur kristal. Manakala, bagi interstitial alloy berlaku apabila atom-atom daripada satu komponen adalah lebih kecil berbanding atom lain dan atom-atom yang kecil akan mengisi ruang di antara atom-atom yang bersaiz besar.

BibliografiBukuFoong, Y. S. (2001). Kurikulum Bersepadu Sekolah Menengah KIMIA Tingkatan4. Kuala Lumpur: Percetakan Rina Sdn. Bhd.

Kau, T. K. (2005). Ulangkaji Total Kimia Tingkatan 4 & 5 SPM. Petaling Jaya:Sasbadi Sdn. Bhd.

Toon, T. Y. (1995). Panduan Kimia Amali STPM Edisi Kedua. Kuala Lumpur:Penerbit fajar bakti Sdn. Bhd.

InternetWikipedia. (2009). Alloys. Retrieved Julai 24, 2011, from Wikipedia FreeEncyclopedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Alloy

Wikipedia. (2009). Karat. Retrieved Julai 24, 2011, from Wikipedia FreeEncyclopedia: http://id.wikipedia.org/wiki/Karat

Yen. (2010). Manufacture Substances in Industry. Retrieved Julai 24, 2011, fromE-Learning for SPM: http://e-learningspm.blogspot.com/2011/05/chapter9-manufacture-substances-in.html