modul teknologi hijau kimia · 4 kimia teknologi hijau i. pengenalan ii. definisi teknologi hijau...
TRANSCRIPT
KIMIA 1
MODUL TEKNOLOGI HIJAU
PANDUAN GURU
KIMIA
EDISI PERTAMADibiayai oleh:
Akaun Amanah Industri Bekalan Elektrik (AAIBE)
Program di bawah kerjasama:
Kementerian Tenaga, Teknologi Hijau dan Air (KeTTHA)Kementerian Pendidikan Malaysia (KPM)Yayasan Hijau Malaysia (YaHijau)Pusat Pendidikan dan Latihan Tenaga Boleh Baharu, Kecekapan Tenaga dan Teknologi Hijau (CETREE)
YAYASAN HIJAUMALAYSIA
KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIAKEMENTERIAN TENAGA,TEKNOLOGI HIJAU DAN AIR (KeTTHA)
KIMIA2
KIMIA 3
Pengkatalogan Perpustakaan Negara Malaysia dalam Data Penerbitan
Modul Teknologi Hijau : Kimia (Panduan Guru)
Ketua Editor:Hashimah Mohd Yunus
Editor:Mohd Wira Mohd ShafieiMohd Sukri ShafieNurul Syazwani MansorSazwani AnsianNurul Husna Baharuddin
Teknikal Penerbitan:Badrol Hisham Mohd NowaniMaznah Mohamed SaiponSyafiq Saifullah AzmiShahrul Fadli Abd Rahman
Ilustrator/Grafik:Sherrilaida AidarusMohd Raffi Rosmi
ISBN:978-967-394-312-8
Penerbit: CETREE,Bangunan TORAY-USM, Aras Bawah (G), Universiti Sains Malaysia, 11800 Pulau PinangTel: 604-653 3888Fax: 604-653 6701
Teks dan Paparan:CETREE
Dicetak oleh:CETREE
Edisi PertamaBil. Cetakan : 03
CETAKAN KETIGAJANUARI 2018Hak cipta © 2018 oleh CETREE – Pusat Pendidikan dan Latihan Tenaga Boleh Baharu, Kecekapan Tenaga dan Teknologi Hijau ©. Semua hak cipta terpelihara. Melainkan sebagaimana yang diizinkan di bawah Akta Hakcipta Malaysia, tidak ada mana-mana bahagian daripada penerbitan ini yang boleh dihasilkan semula atau diedarkan dalam sebarang bentuk atau menerusi sebarang cara, atau disimpan dalam pangkalan data atau sistem dapatan semula, tanpa keizinan bertulis daripada penerbit.
KIMIA4
Teknologi Hijau i. Pengenalan ii. Definisi Teknologi Hijau iii. Dasar Teknologi Hijau Kebangsaan iv. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
v. Sektor Teknologi Hijau
Sektor Bekalan Tenaga
Kecekapan Tenaga
Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa
Sektor Bangunan
Sektor Pengangkutan
Panduan Menggunakan Modul
Jadual IPCC (2014)
Mewajarkan Teknologi Hijau Dalam Elektrokimia
Melestarikan Polimer Mesra Alam
Minyak Masak Terpakai Ke Arah Kelestarian
Kimia Dan Teknologi Hijau
Panel Penulis
ISI KANDUNGAN
1
7
9
11
13
15
18
24
31
59
77
98
111
KIMIA 1
Definisi Teknologi Hijau
TEKNOLOGI HIJAU
Pengenalan
Populasi masyarakat dunia kini semakin meningkat secara eksponen berikutan peningkatan taraf hidup, kemudahan kesihatan, keperluan harian serta prasarana kehidupan yang semakin selesa. Bagi sesebuah negara yang membangun, pola peningkatan populasi penduduk kini memerlukan penyediaan tenaga kerja dalam bidang industri, pendidikan, perubatan, pentadbiran dan sebagainya. Oleh itu, semakin bertambah penduduk dunia maka kadar permintaan terhadap sesuatu keperluan dan sumber semula jadi turut meningkat secara mendadak.
Namun, pengurusan sumber semula jadi yang tidak terancang boleh menyumbang kepada pencemaran alam sekitar dan ketidakseimbangan ekosistem bio. Penebangan hutan tidak terkawal, pelepasan asap berbahaya dari kilang dan kenderaan bermotor, pembakaran terbuka, pembuangan sisa-sisa pepejal dan air sisa ke dalam sungai, penerokaan tanah yang berleluasa menjadi antara faktor utama terjejasnya kualiti hidup manusia dan alam sekitar. Sekiranya hal ini berterusan sehingga beberapa tahun lagi tanpa pengawasan dan tidak diatasi, nescaya bumi yang kita diami ini akan musnah.
Masalah utama yang sedang dihadapi oleh masyarakat dunia sekarang ialah isu perubahan iklim dan keselamatan tenaga. Kedua-dua cabaran ini harus ditangani dengan bijak dan secara kolektif demi memastikan kelangsungan hidup penghuni bumi baik manusia, haiwan dan tumbuhan pada masa akan datang. Di Malaysia khususnya, Kementerian Tenaga, Teknologi Hijau dan Air (KeTTHA) telah diamanahkan untuk memegang satu portfolio berkaitan Teknologi Hijau. Teknologi Hijau telah dikenal pasti sebagai salah satu cara dan penyelesaian dalam melestarikan alam sekitar.
Teknologi Hijau (TH) didefinisikan sebagai pembangunan dan aplikasi produk, peralatan serta sistem untuk memelihara alam sekitar dan alam semula jadi serta meminimumkan atau mengurangkan kesan negatif daripada aktiviti manusia (KeTTHA, 2016). Segala alat, produk serta sistem yang dapat mengurangkan degradasi kualiti persekitaran, rendah atau sifar pembebasan gas rumah hijau, jimat tenaga dan sumber asli, menggunakan sumber Tenaga Boleh Baharu serta selamat pada alam sekitar adalah merupakan TH (Iskandar, 2015). Jika dibandingkan dengan teknologi sedia ada, TH merupakan teknologi yang mesra alam dan lebih rendah kadar pembebasan karbon ke udara.
KIMIA2
Pada Julai 2009, Perdana Menteri Malaysia Datuk Seri Najib Tun Abdul Razak telah melancarkan Dasar Teknologi Hijau Kebangsaan (DTHK) yang menekankan kepada aspek pemacuan pertumbuhan ekonomi negara dan pembangunan lestari. DTHK mempunyai empat (4) tonggak utama iaitu:
i. Tenaga – Mempromosikan kecekapan tenaga dan mencari ketidakbergantungan tenagaii. Alam sekitar – Meminimumkan kesan dan memulihara alam sekitariii. Ekonomi – Menambah ekonomi negara melalui penggunaan teknologi iv. Sosial – Meningkatkan kualiti hidup untuk semua
Teknologi Hijau didapati dapat menjana tenaga dengan kos yang lebih murah selain selamat dan mesra pengguna justeru menjadikan Teknologi Hijau berpotensi besar sebagai alternatif dalam memacu pembangunan negara. DTHK memberi fokus kepada empat (4) sektor utama iaitu:
i. Sektor Bekalan Tenagaii. Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisaiii. Sektor Bangunaniv. Sektor Pengangkutan
Namun begitu menurut Laporan Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, 2014), terdapat tambahan tiga (3) sektor lagi yang boleh difokuskan dalam Teknologi Hijau iaitu:
i. Sektor Industriii. Sektor Pertanian dan Perhutananiii. Sektor ICT
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) yang ditubuhkan pada 1988 ialah badan antarabangsa yang terlibat dalam bidang sains berkaitan perubahan iklim. Badan ini telahditubuhkan oleh World Meteorological Organization (WMO) dan United Nations Environment Programme (UNEP). Badan ini bertanggungjawab dalam menyediakan penilaian tetap kepada penggubal dasar mengenai dasar saintifik perubahan iklim, kesan dan risikonya pada masa hadapan serta langkah untuk menyesuaikan dan mengurangkannya. Salah satu daripada kaedahnya ialah melalui Teknologi Hijau.
Dasar Teknologi Hijau Kebangsaan
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
KIMIA 3
Definisi sisa ialah apa sahaja lebihan, keluaran yang tidak dikehendaki ataupun apa-apa bahan yang perlu dilupuskan kerana sudah rosak, pecah dan lusuh. Sisa boleh dijana melalui beberapa medium antaranya sisa isi rumah, sisa industri, sisa pembinaan, sisa komersial serta sisa khas. Sisa khas merujuk kepada sisa terkawal yang perlu dilupuskan menggunakan kaedah yang tertentu kerana sifatnya yang bahaya ataupun memudaratkan kesihatan. Contoh sisa khas adalah seperti bahan toksik yang dihasilkan dari premis perindustrian yang tidak boleh dihapuskan di tapak pelupusan biasa. Bahan sisa ini jika tidak dibuang dan dilupuskan secara terkawal akan menyebabkan pencemaran alam.
Manakala, air sisa ialah air yang telah digunakan termasuklah bahan-bahan seperti sisa manusia, sisa makanan, minyak, sabun dan bahan kimia. Air sisa terbahagi kepada beberapa jenis. Sebagai contoh, air sisa domestik, air sisa daripada perindustrian dan air larian stormwater. Pengurusan air sisa secara efisien memainkan peranan penting dalam isu kecekapan penggunaan sumber dan kesihatan awam.
Justeru, TH bagi Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa adalah sangat penting bagi meminimumkan kesan pembuangan sisa terhadap alam. Sisa yang dibuang boleh diolah menjadi suatu benda yang baharu contohnya seperti baja kompos. Salah satu pendekatan yang diketahui umum ialah konsep 3R (Reduce, Reuse and Recycle).
Sektor Pengurusan Sisa dan Air SisaB
Pasaran industri dunia hingga ke hari ini didominasi oleh keperluan dan penggunaan bahan api secara berterusan. Contoh bahan api fosil adalah seperti arang batu, petroleum dan gas asli. Bahan api fosil ini terhasil daripada pereputan hidupan mati yang tertanam di dasar lautan. Proses ini mengambil masa selama jutaan tahun sebelum terbentuknya bahan api fosil yang digunakan sekarang. Namun begitu, permintaan yang sangat tinggi terhadap bahan api fosil ini menjadikan stok bekalannya hampir berkurang selain pembakaran bahan ini yang menyumbang kepada pencemaran alam. Justeru, satu pendekatan yang proaktif dan berkesan harus diambil bagi mencari alternatif untuk menggantikan bahan api fosil ini. Salah satu cara adalah melalui Sektor Bekalan Tenaga yang banyak memfokus kepada Tenaga Boleh Baharu.
Tenaga Boleh Baharu merujuk kepada tenaga yang boleh dijana di sepanjang hayat manusia. Tenaga Boleh Baharu juga dikenali sebagai ‘Tenaga Bersih’ atau ‘Tenaga Hijau’ kerana tidak mencemarkan udara dan air. Antara contoh Tenaga Boleh Baharu yang semakin meluas penggunaannya ialah tenaga hidroelektrik, tenaga angin, tenaga biojisim, tenaga geoterma, tenaga solar, tenaga ombak dan bahan api bio.
Sektor Bekalan TenagaA
Secara umumnya, terdapat tujuh (7) sektor Teknologi Hijau yang utama iaitu Sektor Bekalan Tenaga, Pengurusan Sisa dan Air Sisa, Bangunan, Pengangkutan, Industri, Pertanian dan Perhutanan serta ICT. Berikut adalah penerangan ringkas bagi sektor-sektor tersebut:
Sektor Teknologi Hijau
KIMIA4
Pembebasan gas rumah hijau (Green House Gases, GHG) yang berterusan menyumbang kepada faktor utama pemanasan global. Banyak pendekatan yang boleh diambil bagi mengurangkan kadar pembebasan gas rumah hijau ke udara melalui Sektor Bangunan. Menurut United States Green Building Council (2006), Bangunan Hijau merujuk kepada aplikasi pembangunan lestari dalam Sektor Bangunan yang mengarah kepada sifat tanggungjawab kepada alam, keuntungan ekonomi serta tempat yang sihat untuk manusia bekerja dan tinggal.
Bangunan Hijau boleh dibina dengan menitikberatkan kepada orientasi optimal bangunan di atas tapak bina, penggunaan bahan binaan hijau, penggunaan tenaga dan air yang cekap, penelitian terhadap kualiti persekitaran dalam bangunan, dan penghasilan sisa pepejal yang minimum.
Sektor BangunanC
Kebanyakan kenderaan bermotor menggunakan bahan api fosil (petroleum) sebagai bahan bakar. Pembakaran bahan api fosil ini akan membebaskan gas karbon dioksida ke udara sekaligus meningkatkan jejak karbon negara. TH dalam Sektor Pengangkutan lebih menekankan kepada aspek prasarana pengangkutan, bahan bakar dan juga pengangkutan awam.
Pengangkutan hijau (lestari) merujuk pada sebarang bentuk pengangkutan yang memberi impak minimum kepada persekitaran ataupun kenderaan yang membebaskan kadar gas rumah hijau yang rendah, contoh seperti kenderaan yang menggunakan Tenaga Boleh Baharu. Antara bentuk pengangkutan hijau ialah berjalan kaki, berbasikal dan kenderaan hijau (menggunakan tenaga elektrik dan tenaga solar). Kereta hibrid merupakan salah satu contoh kenderaan hijau.
Sektor PengangkutanD
Bidang industri menggunakan satu per tiga daripada penggunaan tenaga keseluruhan. Perkembangan industri pembuatan dan industri pemprosesan yang agak pesat telah menyebabkan kesan negatif terhadap alam sekitar dan kesihatan manusia. Hal ini disebabkan oleh pembebasan gas rumah hijau dalam kadar yang agak tinggi ke udara dan menyebabkan jerebu dan seterusnya fenomena hujan berasid. Program kecekapan tenaga dan pengurusan tenaga merupakan contoh inisiatif TH yang sesuai bagi Sektor Industri. Inisiatif tersebut perlu dilaksanakan bagi mengurangkan impak negatif daripada sektor ini.
Sektor IndustriE
KIMIA 5
Gas karbon dioksida banyak terhasil daripada pembakaran bahan api fosil bagi menghasilkan tenaga. Kandungan gas karbon dioksida di dalam udara ini boleh dikurangkan dengan adanya tumbuh-tumbuhan. Tumbuh-tumbuhan menyerap gas karbon dioksida untuk membuat makanan dan membebaskan gas oksigen ke udara melalui proses fotosintesis.
Peratus gas karbon dioksida dalam udara dapat dikurangkan dengan menanam lebih banyak pokok serta mengawal aktiviti pembalakan. Selain itu, penggunaan baja kompos untuk meningkatkan nutrien tanah, pengurusan pengairan tanaman (menggunakan air hujan untuk menyiram tumbuhan) serta menambah baik amalan penanaman juga merupakan salah satu pendekatan TH bagi Sektor Pertanian dan Perhutanan.
Sektor Pertanian dan PerhutananF
TH dalam Sektor ICT merangkumi amalan dan kajian dalam penggunaan komputer dan alat komunikasi. Amalan dan kajian ini memfokuskan kepada pembuatan, reka bentuk, penggunaan dan pelupusan alat komputer. Contoh tindakan dan pendekatan yang boleh diambil dalam mengamalkan ICT hijau ialah mengurangkan penggunaan bahan berbahaya, menjimatkan tenaga elektrik, memanjangkan jangka hayat sesuatu peralatan secara efektif serta mempromosikan produk ICT yang boleh dikitar semula ataupun terbiodegradasi.
Sektor ICTG
Walau bagaimanapun hanya 6 sektor sahaja yang sesuai diterapkan dalam modul ini iaitu Sektor Bekalan Tenaga, Pengurusan Sisa dan Air Sisa, Bangunan, Pengangkutan, Pertanian dan Perhutanan serta Industri kecuali Sektor ICT. Sektor-sektor tersebut diterapkan mengikut kesesuaian dengan konsep dan tajuk dalam Kurikulum Bersepadu Sekolah Menengah Kimia.
Seterusnya, infografik disediakan sebagai ringkasan keseluruhan maklumat berkenaan TH diikuti dengan penerangan secara ringkas mengenai sebahagian daripada sektor-sektor tersebut disertakan dalam modul ini. Penerangan Sektor Bekalan Tenaga, Kecekapan Tenaga, Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa, Sektor Bangunan dan Sektor Pengangkutan dijelaskan oleh pakar-pakar TH dari Universiti Sains Malaysia.
KIMIA6
INFO
GR
AFI
K T
ENTA
NG
TEK
NO
LOG
I HIJ
AU
A
pa s
ahaj
a le
biha
n at
au k
elua
ran
yang
tida
k di
kehe
ndak
i, T
ekno
logi
Hija
u be
rper
anan
bag
i mem
inim
umka
n ke
san
pem
buan
gan
sisa
dan
air s
isa d
enga
n ko
nsep
3R
(Red
uce,
Reu
se
& Re
cycl
e), p
engu
rang
an d
an k
itar s
emul
a sis
a el
ektro
nik
dan
raw
atan
air s
isa Mer
ujuk
kep
ada
peng
uran
gan
pem
beba
san
gas
rum
ah h
ijau
(GHG
) Pen
gatu
ran
Bang
unan
Hija
u ya
ng s
empu
rna
PEN
GG
UNA
AN
BA
HAN
BIN
AA
N M
ESRA
ALA
M
PEN
CA
HAYA
AN
SEM
ULA
JA
DI
Mer
ujuk
kep
ada
beka
lan
tena
ga, f
okus
kep
ada
Tena
ga B
oleh
Bah
aru
yang
dik
enal
i seb
agai
Tena
ga B
ersih
ata
u Te
naga
Hija
u ya
ng b
oleh
di
jana
sep
anja
ng h
ayat M
eruj
uk k
epad
a pe
ngan
gkut
an b
erko
nsep
kan
Tekn
olog
i Hija
u de
ngan
pe
nggu
naan
Tena
ga B
oleh
Bah
aru
yang
tida
k m
ence
mar
kan
pers
ekita
ran
Peng
guna
an s
isa p
erta
nian
dan
pem
elih
araa
n pe
rhut
anan
unt
uk
men
gaw
al k
esei
mba
ngan
per
seki
tara
n da
n pe
ngur
usan
sisa
ta
nam
an u
ntuk
pem
buat
an b
aja
kom
pos
lest
ari
Tek
nolo
gi H
ijau
beru
saha
unt
uk m
engu
rang
kan
pem
beba
san
gas
rum
ah h
ijau
yang
ting
gi d
arip
ada
perin
dust
rian
deng
an p
engg
unaa
nte
naga
sec
ara
ceka
p
SEKT
OR
BEKA
LAN
TEN
AG
ASE
KTO
R PE
NG
AN
GKU
TAN
SEKT
OR
PEN
GUR
USA
NSI
SA
DAN
AIR
SISA
SEKT
OR
BAN
GUN
AN
SEKT
OR
INDU
STRI
SEKT
OR
PERT
AN
IAN
DA
NPE
RHUT
AN
AN
THPe
mba
ngun
an d
an a
plik
asi
prod
uk, p
eral
atan
ser
ta s
istem
unt
uk
mem
elih
ara
alam
sek
itar d
an a
lam
se
mul
a ja
di s
erta
mem
inim
umka
n at
au m
engu
rang
kan
kesa
n ne
gatif
da
ripad
a ak
tiviti
man
usia
(K
eTTH
A, 2
016)
TEKN
OLO
GI H
IJA
U
FEN
OM
ENA
PER
UBA
HAN
IKLI
M
KESA
N
KEM
ARA
U BE
RPA
NJA
NG
AN
BAN
JIR
MEL
AM
PAU
KEHI
LAN
GA
NBI
ODI
VERS
ITIRI
BUT,
TAUF
AN
D
AN
PUT
ING
BEL
IUN
G
SUHU
YA
NG
TE
RLA
LUPA
NA
S DA
N
SEJU
K
Mem
beba
skan
G
HG
Badan Bertanggungjawab M
alay
sia -
Kem
ente
rian
Tena
ga, T
ekno
logi
Hija
u dan Air (KeTTHA)
GEO
TERM
ATE
NA
GA
LA
UTA
NSO
LAR A
NG
IN
BAHA
N A
PI A
LTER
NA
TIF
AM
ALA
N P
EMA
NDU
AN
EKO
PERH
UTA
NA
N S
EMUL
A
PEN
GUR
USA
NTE
RNA
KAN
KEC
EKA
PAN
TEN
AG
A
Mem
beri
kesa
n
Peny
eles
aian
m
elal
ui
INDU
STRI
PEN
EBA
NG
AN
HU
TAN
PEN
GA
NG
KUTA
N
PEM
BAKA
RAN
BA
HAN
API
AKT
IVITI
MA
NUS
IAPE
MBU
AN
GA
N
SISA
DA
N A
IRSI
SA
Badan Bertanggungjawab A
ntar
aban
gsa
- Int
ergo
vern
men
tal P
anel
On C
limate Change (IPCC)
Dise
babk
an o
leh
HIDR
O
GA
S RU
MA
H HI
JAU
GRE
EN H
OUS
E G
ASE
S(G
HG)
Met
ana
Karb
on
diok
sida
N
itrus
oks
ida
Klor
oflu
oro
-kar
bon
CH4
CO
2
N2O
CFC
BAHA
N S
ISA
EL
EKTR
ON
IKRA
WA
TAN
AIR
SISA
PUS
AT P
ENG
UMPU
LAN
DA
N K
ITA
R S
EMUL
A S
ISA
KITA
R SE
MUL
A S
ISA
KIMIA 7
SEKTOR BEKALAN TENAGAOleh:Profesor Haslan Bin Abu HassanPengarah Pusat Pemindahan Ilmu (KTP)Universiti Sains Malaysia
Pengenalan
Sektor Bekalan Tenaga merupakan sektor dalam TH yang paling utama dibandingkan dengan sektor-sektor TH yang lain. Ini kerana tenaga memainkan peranan penting dalam Sektor Bangunan, Pengangkutan, Pengurusan Sisa dan Air Sisa, Pertanian dan Perhutanan, Industri dan ICT.
Terdapat dua perkara yang perlu dipertimbangkan dalam Sektor Bekalan Tenaga. Pertama, cara tenaga tersebut dijana atau dibekalkan, dan kedua, cara tenaga yang telah dihasilkan itu diagih atau diguna dengan cekap tanpa pembaziran.
Tenaga yang dijana oleh sumber fosil seperti arang batu, petroleum dan gas asli diklasifikasikan sebagai tenaga tidak hijau atau tidak boleh baharu. Ini kerana sumber fosil yang diperoleh dari bawah permukaan bumi dibentuk beratus juta tahun yang lalu dan tidak dapat diganti dengan cepat selepas habis digunakan. Sejak terciptanya kereta bermotor berkuasa petroleum pada tahun 1865, petroleum telah digunakan dengan meluas bagi memacu kenderaan tersebut. Ketika ini, lebih kurang 70% penghasilan petroleum dunia diguna dalam bidang pengangkutan. Selain petroleum, arang batu dan gas asli dapat juga diguna bagi menjana elektrik. Kebergantungan kepada sumber fosil ini telah meningkatkan kandungan gas rumah hijau iaitu karbon dioksida (CO2) di atmosferaseterusnya menyebabkan pemanasan global dan perubahan iklim.
Perdana Menteri Malaysia telah membuat aku janji pada tahun 2009 semasa menghadiri Persidangan Perubahan Iklim (COP 15) di Copenhagen bahawa Malaysia akan mengurangkan pengeluaran keamatan karbon sebanyak 40% pada tahun 2020 dibandingkan dengan angka keamatan karbon pada tahun 2005. Bagi mencapai hasrat ini kerajaan telah mengenal pasti sektor-sektor yang boleh diimplementasikan dengan TH. Bagi Sektor Bekalan Tenaga, penggunaan tenaga boleh baharu dan amalan kecekapan tenaga telah dikenal pasti dapat membantu pengurangan keamatan karbon.
Seperti yang diketahui sumber tenaga boleh dibahagikan kepada dua iaitu sumber tenaga boleh baharu (boleh dijana semula) dan sumber tenaga tidak boleh baharu (tidak boleh dijana semula). Sumber tenaga hijau atau boleh baharu ditakrifkan sebagai tenaga yang dapat diganti atau dihasilkan semula dalam tempoh hayat manusia. Tenaga juga boleh dikategorikan kepada tenaga primer dan tenaga sekunder. Tenaga primer ialah tenaga mentah yang terkandung dalam sumber-sumber semula jadi seperti arang batu, minyak, cahaya matahari dan biojisim yang tidak menjalani sebarang penukaran. Manakala tenaga sekunder ialah tenaga yang ditukarkan daripada bahan api lain atau sumber tenaga utama. Sebagai contohnya, bagi menjana atau menghasilkan tenaga elektrik kita boleh memilih sama ada untuk membakar bahan api fosil ataupun menggunakan sumber tenaga boleh baharu seperti solar, angin, biojisim, hidro, geoterma dan ombak. Namun di Malaysia, tumpuan tenaga boleh baharu adalah kepada solar, hidro dan biojisim, masing-masing kerana wujud sinaran matahari yang berterusan, taburan hujan yang banyak dan sumber organik yang mencukupi. Malaysia mensasarkan lebih daripada 10% daripada jumlah keseluruhan bekalan tenaga negara dijana oleh sumber tenaga boleh baharu menjelang 2020.
KIMIA8
Contoh
Terdapat dua jenis sistem solar. Jenis pertama dipanggil solar terma yang menghasilkan tenaga haba bagi pemanasan dan pengeringan. Sebenarnya solar terma ini telah lama diamalkan bagi pengeringan baju dan makanan. Apabila reka bentuk peralatannya ditambah baik dengan teknologi, pemanasan yang dihasilkan menjadi lebih cekap sehingga dapat memanas air bagi penggunaan domestik dan industri. Sistem solar jenis kedua dipanggil solar fotovolta yang menghasilkan elektrik secara terus oleh panel solar apabila disinari oleh matahari. Bahan panel solar kebiasaannya terdiri daripada bahan semikonduktor dengan kecekapan tertinggi menghampiri 21% menukar sinaran matahari ke elektrik.
Sistem hidro menukar tenaga keupayaan dan kinetik air yang mengalir dari tanah tinggi ke tanah rendah kepada tenaga mekanik dan kinetik turbin dan seterusnya ditukar menjadi tenaga elektrik oleh penjana. Antara semua sumber Tenaga Boleh Baharu, tenaga hidro paling meluas diguna bagi menjana elektrik di Malaysia.
Biojisim ialah sebarang bahan organik termasuk tumbuhan, sisa perbandaran, rumpai laut dan sisa haiwan yang dapat diguna sebagai sumber tenaga. Sumber asal tenaga biojisim adalah daripada matahari. Biojisim bertindak sebagai stor tenaga kimia. Tenaga kimia ini dapat ditukar kepada tenaga dalam bentuk haba, bahan api cecair dan gas dengan menggunakan teknologi canggih. Contohnya, cecair etanol iaitu bahan api alkohol hasil daripada penapaian selulosa biojisim seperti jagung, tebu, ubi kayu, gandum, beras, kentang dan sisa perladangan. Najis binatang, sisa makanan yang telah diproses dan sisa perbandaran ialah contoh-contoh biojisim yang dicerna oleh bakteria bagi menghasilkan biogas metana.
Kesimpulan
Kerajaan berhasrat mengurangkan kebergantungan kepada sumber fosil sebagai bekalan tenaga negara. Tenaga Boleh Baharu ditetapkan sebagai komponen kelima sumber tenaga negara selepas petroleum, gas asli, arang batu dan hidro. Justeru, pemindahan ilmu berkaitan dengan Tenaga Boleh Baharu perlu dilaksanakan bagi mewujudkan kesedaran, penerimaan dan penggunaan Tenaga Boleh Baharu dalam kalangan masyarakat. Salah satu kaedah yang paling berkesan ialah dengan mendidik murid sekolah bermula daripada peringkat rendah seterusnya menengah. Isi kandungan subjek sekolah yang dapat dikaitkan dengan Tenaga Boleh Baharu mesti diperluaskan supaya merangkumi teknologi terkini tentang Tenaga Boleh Baharu yang berkaitan. Bidang pekerjaan pada masa depan dijangka lebih berunsurkan TH. Justeru itu, pakar tenaga hijau yang terdiri daripada saintis dan jurutera mesti dilahirkan bagi menjamin keselamatan tenaga dan kelestarian negara.
KIMIA 9
KECEKAPAN TENAGAOleh:Dr Mardiana Idayu AhmadPusat Pengajian Teknologi IndustriUniversiti Sains Malaysia
Pengenalan
Setelah kita memahami tentang tenaga, maka lebih mudah bagi kita untuk memahami maksud kecekapan tenaga. Kecekapan tenaga bermaksud penggunaan tenaga yang kurang untuk menjalankan kerja-kerja yang sama atau lebih tanpa menjejaskan keselesaan atau hasil yang diingini. Kecekapan tenaga juga ditafsirkan sebagai nisbah tenaga yang digunakan oleh sesuatu sistem terhadap input tenaganya. Ini merangkumi tenaga yang dibekalkan pada bangunan, pencahayaan, sistem pemanasan, sistem pendingin hawa, kelengkapan elektrik, proses industri, pengangkutan atau kenderaan dan sebagainya. Daripada definisi ini, kita dapat lihat bahawa kecekapan tenaga boleh merujuk kepada penggunaan teknologi untuk mengurangkan tenaga yang diperlukan untuk sesuatu tujuan atau perkhidmatan. Selain itu, ia juga boleh merujuk kepada sikap dan kesedaran kita sebagai pengguna melalui penggunaan tenaga yang cermat, berhemat dan bijaksana. Amalan kecekapan tenaga boleh mengurangkan perbelanjaan, menjimatkan kos sara hidup dan mengelakkan pembaziran.
Contoh
Kajian saintifik telah membuktikan bahawa Sektor Bangunan menyumbang kepada hampir 40% daripada jumlah tenaga yang digunakan di kebanyakan negara di seluruh dunia. Berikutan peratusan ini di samping turun naik harga tenaga dan cabaran perubahan iklim telah menyebabkan peningkatan permintaan untuk penjimatan tenaga bangunan yang seterusnya membawa kepada keperluan kecekapan tenaga dalam bangunan. Kecekapan tenaga dalam bangunan boleh ditakrifkan sebagai menggunakan jumlah minimum tenaga untuk pemanasan, pendinginan, pencahayaan dan kelengkapan yang diperlukan untuk mengekalkan keadaan kondusif di dalam sesebuah bangunan.
Selain itu, Sektor Pengangkutan menyumbang kepada 30% daripada peratusan penggunaan tenaga keseluruhan. Paradigma tenaga dalam sektor ini merangkumi tiga parameter utama iaitu bahan api kenderaan, perjalanan kenderaan dan populasi kenderaan. Oleh itu, langkah kecekapan tenaga bagi Sektor Pengangkutan perlu mengambil kira tiga parameter tersebut. Ini termasuk meningkatkan teknologi kenderaan (meningkatkan kecekapan tenaga kenderaan), sikap dan pemanduan (menggunakan kurang bahan api per jarak yang dipandu), mengurangkan jarak perjalanan per kenderaan dan menggunakan pengangkutan yang lebih lestari.
Manakala bagi Sektor Industri pula, penggunaan tenaga memberi pecahan satu per tiga daripada penggunaan tenaga keseluruhan. Oleh itu, kecekapan tenaga dalam Sektor Industri amat diperlukan yang menumpu kepada penjimatan tenaga, pengurangan pengeluaran gas karbon dioksida dan seterusnya membawa kepada pengurangan kos. Antara inisiatif kecekapan tenaga Sektor Industri ialah program kecekapan tenaga, pengurusan tenaga, insentif tenaga dan penilaian prestasi tenaga.
Penunjuk kecekapan tenaga adalah penting untuk menganalisis interaksi antara ekonomi dan aktiviti manusia iaitu penggunaan tenaga dan pengeluaran gas karbon dioksida. Selain itu, ia dapat mengukur prestasi sebenar tenaga dan mengenal pasti amalan pengurusan tenaga yang terbaik dan sesuai.
KIMIA10
Kesimpulan
Bagi memastikan matlamat kecekapan tenaga ini tercapai, semua pihak harus memainkan peranan sama ada di peringkat individu, peringkat sektor (ekonomi, industri, pengangkutan, komersil), peringkat nasional dan juga antarabangsa. Justeru, amalan kecekapan tenaga dan penyampaian maklumat berkaitan perkara ini wajar dimulakan di peringkat individu sama ada secara formal (di sekolah) ataupun secara tidak formal.
Komitmen Malaysia dalam kecekapan tenaga dapat dilihat melalui pelaksanaan polisi tenaga iaitu Pelan Induk Kecekapan Tenaga Nasional oleh Kementerian Tenaga, Teknologi Hijau dan Air (KeTTHA). Pelan ini merupakan satu pelan induk untuk menjimatkan penggunaan tenaga negara dalam tempoh 10 tahun yang menumpukan kepada tiga sektor utama iaitu industri, bangunan dan kelengkapan elektrik. Bagi merealisasikan objektif pelan ini, antara inisiatif dan usaha yang dijalankan ke arah pelaksanaan kecekapan tenaga ialah menerusi label kecekapan tenaga bagi kelengkapan elektrik, Indeks Bangunan Hijau (Green Building Index), kempen teknologi cekap tenaga, kempen penggunaan tenaga elektrik berasaskan sumber solar dan kempen kesedaran terhadap pengguna melalui amalan penjimatan tenaga.
KIMIA 11
SEKTOR PENGURUSAN SISA DAN AIR SISAOleh:Prof Madya Dr Mohd Suffian YusoffTimbalan KetuaKluster Pengurusan Sisa Pepejal (SWAM@USM)Universiti Sains Malaysia
Pengenalan
Pertambahan kadar penjanaan sisa pepejal dari tahun ke tahun dipengaruhi oleh pertambahan penduduk dunia, peredaran zaman, perubahan gaya hidup dan sosio budaya, pertambahan prasarana dan peningkatan ekonomi. Secara tidak langsung, penjanaan, pelupusan dan penguraian sisa menyumbang kepada penjanaan gas rumah hijau (Green House Gases, GHG) serta perubahan iklim dunia. Amalan pengurusan sisa yang lestari berupaya mengurangkan pelepasan GHG. Inisiatif industri dan negara di seluruh dunia untuk menangani kesan karbon daripada aktiviti sektor sisa membuka peluang untuk pengurangan karbon yang masih belum diterokai sepenuhnya.
Pendekatan TH oleh sektor sisa menawarkan satu portfolio yang mantap, teknologi yang praktikal dan kos yang efektif serta boleh menyumbang kepada pengurangan GHG. TH yang disesuaikan dan digunakan selari dengan tradisi dan keperluan tempatan boleh membantu ke arah pengurangan pelepasan GHG global secara signifikan. Amalan TH dalam pencegahan penjanaan, pengurangan, penggunaan semula dan kitar semula sisa semakin meningkat di seluruh dunia. Malah, amalan tersebut telah menunjukkan potensi yang semakin memberangsangkan dalam usaha mencegah pelepasan GHG melalui pemuliharaan bahan-bahan mentah dan bahan api fosil.
Contoh
Menerusi teknologi rawatan biologi aerobik dan anaerobik, sisa organik boleh diperoleh semula dan diubah menjadi penstabil tanah dan baja organik. Proses-proses ini mengurangkan pelepasan GHG melalui pencegahan karbon biogenik dalam tanah, meningkatkan sifat-sifat fizikal tanah, dan menambah nutrien tanah. Sisa juga berpotensi menjadi sumber penting kepada Tenaga Boleh Baharu. Teknologi pembakaran, penunuan serta pelbagai rawatan haba yang lain untuk penukaran sisa kepada tenaga, perolehan dan penggunaan gas tapak pelupusan, serta penggunaan pencerna biogas anaerobik memainkan peranan yang penting dalam pengurangan penggunaan bahan api fosil dan pelepasan GHG.
Pengkomposan merupakan proses penguraian sisa organik seperti sisa pertanian, sisa makanan, sisa dapur dan sisa taman kepada baja kompos secara semula jadi. Lambakan sisa makanan yang terjana sehingga melebihi 40% daripada jumlah sisa pepejal negara boleh ditukar kepada barangan berharga yang tidak mencemarkan alam sekitar. Kompos ialah bahan organik yang telah terurai dan dikitar semula sebagai baja dan pinda tanah. Kompos adalah bahan utama dalam pertanian organik. Asasnya, pengkomposan memerlukan hanya timbunan buangan organik di kawasan luar dan menunggu bahan-bahan tersebut terurai dari enam minggu atau lebih. Teknologi pengkomposan seperti sistem windrow (windrow system), timbunan statik berudara dan dalam bejana merupakan kaedah konvensional yang dilaksanakan pada skala kecil dan komersial.
KIMIA12
Pencernaan anaerobik untuk penjanaan biogas khususnya metana daripada sisa organik melalui proses penguraian tanpa oksigen adalah salah satu TH bagi menukarkan sisa kepada tenaga. Bahan yang sesuai untuk dijadikan suapan kepada loji reaktor anaerobik termasuklah enapcemar kumbahan, sisa pertanian, tinja haiwan dan sisa makanan. Gas metana yang terhasil boleh digunakan untuk kegunaan dapur dan menghidupkan jana kuasa elektrik. Penjanaan biogas boleh dijalankan pada skala kecil di rumah manakala penjanaan komersial memerlukan teknologi yang tinggi.
Penunuan atau insinerasi ialah satu teknologi olahan sisa yang melibatkan pembakaran bahan dan/atau benda organik. Penunuan dijalankan menggunakan jentera yang dipanggil penunu atau insinerator. Penunuan atau insinerator adalah satu kaedah yang sangat berkesan untuk menghindarkan sisa daripada memenuhi ruang tapak pelupusan. Keberkesanan teknologi moden yang lestari sehingga 90% mampu meningkatkan jangka hayat tapak pelupusan dan mengurangkan kesan pencemaran terhadap alam sekitar kerana penghasilan gas metana dan larut lesap (leachate) dari tapak pelupusan dapat dihindarkan. Terdapat pelbagai teknologi penunuan seperti rotary kiln, stocker grate, pirolisis, plasma dan lain-lain. Hasil sampingan proses penunuan ini adalah haba yang panas boleh menghasilkan stim serta menjana tenaga elektrik.
Air sisa merupakan air yang telah digunakan termasuklah bahan-bahan seperti sisa manusia, sisa makanan, minyak, sabun dan bahan kimia. Air sisa terbahagi kepada beberapa jenis. Sebagai contoh, air sisa domestik, air sisa daripada perindustrian dan air larian stormwater. Pengurusan air sisa secara efisien memainkan peranan penting dalam isu kecekapan penggunaan sumber dan kesihatan awam. Hal ini kerana pengurusan air sisa dan penggunaannya semula merupakan langkah yang tepat dalam menangani masalah kekurangan bekalan air dan mampu meningkatkan kecekapan penggunaan sumber. Selain itu, ianya mampu mengatasi masalah eutrofikasi akibat daripada pelepasan air sisa ke kawasan persekitaran seperti sungai atau perairan pantai.
Loji rawatan efluen yang diwujudkan untuk merawat air kumbahan yang terhasil daripada sumber perbandaran merupakan contoh pengurusan air sisa yang efisien. Loji rawatan air seperti ini mampu mengurangkan kos rawatan air mentah untuk menukar air buangan yang terpilih dengan penggunaan pelbagai teknologi rawatan air. Loji rawatan air sisa kebiasaannya direka untuk mengurangkan beban pepejal organik dan pepejal terampai. Proses rawatan air sisa kebanyakannya terdiri daripada pelbagai kombinasi operasi fizikal, kimia dan biologi untuk menyingkirkan bahan cemar seperti bahan organik dan nutrien daripada air.
Kesimpulan
Kaedah pengurusan sisa yang lestari bermula daripada penjanaan sehinggalah pelupusan boleh membantu dalam mengurangkan pengeluaran GHG serta menghindarkan pencemaran alam sekitar. Penjanaan sisa yang kian meningkat dari hari ke hari memerlukan komitmen daripada segenap lapisan masyarakat. Pendekatan TH boleh diamalkan pada setiap peringkat hierarki pengurusan sisa. Oleh itu pemindahan ilmu berkaitan dengan amalan pengurusan sisa lestari perlu dilaksanakan bagi mewujudkan kesedaran dalam kalangan masyarakat. Salah satu kaedah yang paling berkesan ialah dengan mendidik murid sekolah bermula daripada peringkat pra sekolah, rendah, menengah dan seterusnya. Kandungan mata pelajaran kurikulum dan aktiviti kokurikulum sekolah perlu diterapkan dengan kesedaran pengurusan sisa dan air sisa yang lestari disertai aplikasi TH.
KIMIA 13
SEKTOR BANGUNANOleh:Profesor Madya Dr Mohd Wira Bin Mohd ShafieiPengarahPusat Pendidikan dan Latihan Tenaga Boleh Baharu, Kecekapan Tenaga dan Teknologi Hijau (CETREE)
Pengenalan
Mengikut laporan terkini yang dikeluarkan oleh Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC, 2014), bangunan menggunakan 32% daripada jumlah penggunaan tenaga dunia dan mengeluarkan 19% daripada pengeluaran gas rumah hijau (Green House Gases, GHG) yang berkaitan dengan tenaga. Adalah dijangkakan jumlah guna tenaga dan pengeluaran GHG ini akan bertambah sebanyak dua kali ganda malah hal ini berkemungkinan mencecah sehingga tiga kali ganda pada tahun 2050 sekiranya pola penggunaan tenaga sekarang tidak berubah. Pertambahan populasi dunia, migrasi ke bandar-bandar besar, peningkatan tahap kekayaan dan perubahan gaya hidup selesa adalah faktor-faktor utama yang meningkatkan penggunaan tenaga di dalam bangunan. Bagi menghadapi perubahan ini, masyarakat dunia umumnya, dan Malaysia khasnya, perlu mempunyai rancangan dan tindakan yang menyeluruh supaya guna tenaga bangunan berada pada tahap yang selamat.
Contoh
Antara ciri-ciri utama reka bentuk bangunan hijau adalah: (1) tapak, orientasi dan bentuk bangunan;(2) spesifikasi sampul bangunan yang berprestasi tinggi; (3) memaksimumkan ciri-ciri pasif tenaga bangunan seperti pencahayaan siang, penyejukan bangunan dan ventilasi; (4) sistem mekanikal bangunan yang cekap tenaga; (5) penggunaan alatan dan peranti individu yang cekap tenaga; dan (6) sistem berpiawai di dalam pentauliahan (commissioning) bangunan, sistem dan alatan di dalam bangunan. Dalam tempoh sedekad yang lalu, banyak perubahan positif dan penting telah berjaya dicapai bagi menambahkan kecekapan tenaga di dalam bangunan. Antaranya ialah pencahayaan semula jadi dan pencahayaan berelektrik, alatan elektrik di rumah, bahan penebat (insulator) bangunan, pam haba, penggunaan sistem kawalan automasi bangunan yang berdigital, penggunaan meter pintar (smart meter) dan grid sebagai cara untuk mengurangkan penggunaan elektrik semasa waktu puncak, dan kemajuan di dalam penghasilan tenaga boleh baharu.
Pengalaman pengurusan tenaga bangunan yang cekap menunjukkan penjimatan guna tenaga boleh dicapai secara lebih efektif dengan membuat usaha penjimatan pada tahap sistem, bukannya sekadar pada alatan dan peranti individu seperti pam, motor, kipas, dan sistem penyejukan. Penggunaan kaedah Proses Reka Bentuk Bersepadu (Integrated Design Process) membolehkan penjimatan pada tahap sistem dibuat dengan jayanya. Lebih penjimatan boleh diperoleh sekiranya kesemua pasukan projek pereka seperti arkitek dan jurutera berbincang bersama-sama untuk mereka bentuk bangunan daripada peringkat awal projek.
KIMIA14
Mutakhir ini, kemajuan yang telah dicapai dalam sektor ini ialah amalan reka bentuk dalam pembinaan bangunan dan perubahan sikap pengguna tenaga di dalam bangunan menunjukkan penjimatan penggunaan tenaga elektrik sebanyak dua sehingga sepuluh kali ganda bagi bangunan baru. Bagi bangunan sedia ada pula, penjimatan tersebut adalah di antara dua sehingga empat kali ganda pengurangannya. Kemajuan TH juga membolehkan bangunan cekap tenaga dan bangunan sifar-tenaga dibina dengan keupayaan untuk memberikan pulangan positif kepada pelaburan yang dibuat semasa tempoh hayat bangunan tersebut. Bagi stok bangunan yang sedia ada, bukti yang menunjukkan kaedah penyesuaian semula (retrofit) bangunan mampu memberikan penjimatan tenaga sebanyak 50 sehingga 90 peratus. Selain daripada itu, alatan elektrik cekap tenaga, pencahayaan rendah tenaga, dan teknologi informasi komunikasi mampu menambahkan lagi kadar penjimatan tenaga bagi menghadapi cabaran guna tenaga masa hadapan.
Kesimpulan
Bangunan adalah elemen yang cukup kritikal dalam usaha untuk mengurangkan pelepasan GHG yang berkaitan dengan tenaga. Oleh yang demikian, pihak kerajaan perlu mengambil langkah dalam menggalakkan perkembangan bangunan yang lebih cekap tenaga. Usaha yang boleh diambil ialah dengan merangka instrumen polisi tenaga yang efektif dan menyeluruh. Seterusnya pihak kerajaan boleh membuat pembaharuan terhadap undang-undang kecil berkaitan bangunan. Contohnya, dengan memudahkan proses pembiayaan kewangan dan memberikan insentif kepada industri binaan yang bercirikan TH. Selain itu, pihak berkepentingan dalam industri binaan perlu membuat perubahan dengan melaksana amalan terbaik bangunan cekap tenaga. Salah satu kaedah ialah menjalankan program kecekapan tenaga, menggalakkan penggunaan penjimatan guna tenaga dan penggunaan TH secara menyeluruh di dalam bangunan. Oleh yang demikian, usaha untuk mewujudkan kesedaran pada peringkat sekolah boleh dilaksanakan melalui aktiviti kurikulum dan kokurikulum. Sebagai contoh, menggalakkan penggunaan alatan elektrik yang cekap tenaga dan penggunaan pencahayaan yang rendah tenaga di dalam bangunan sekolah. Maka dengan aktiviti ini hasrat kerajaan untuk mengurangkan pengeluaran gas rumah hijau daripada bangunan dapat dicapai.
KIMIA 15
SEKTOR PENGANGKUTANOleh:Prof Madya Dr Soib bin TaibPusat Pengajian Kejuruteraan Elektrik dan ElektronikUniversiti Sains Malaysia
Pengenalan
Pencemaran daripada pengangkutan merupakan penyumbang terbesar kepada perubahan iklim dunia iaitu menghampiri 25% pengeluaran CO2. Kajian juga menunjukkan bahawa sebanyak 75% daripada jumlah pengeluaran CO2 adalah berpunca daripada pengangkutan jalan dan jumlah ini semakin bertambah dari semasa ke semasa. Didapati hampir 95% daripada Sektor Pengangkutan ini menggunakan bahan api minyak dan ini merupakan 60% daripada penggunaan minyak dunia.Usaha yang sistematik perlu dirancang dan dilaksanakan dalam sektor ini bagi mengurangkan pencemaran udara dan juga untuk mencapai persekitaran yang lestari. Oleh sebab itu, penjenamaan Pengangkutan Hijau adalah berteraskan aktiviti pengangkutan yang mesra alam dan memberi kesan positif terhadap persekitaran sedia ada. Dalam hal ini Pengangkutan Hijau akan melibatkan kecekapan penggunaan sumber dan penstrukturan semula sistem pengangkutan supaya lebih selamat dan selesa.
Contoh
Rajah 1 menunjukkan huraian bagi Hierarki Mod Pengangkutan Hijau:
i. Pejalan kaki. Setiap orang digalakkan berjalan kaki dalam setiap aktiviti. Kaedah berjalan kaki tidak akan melibatkan pencemaran sebarang gas rumah hijau (Green House Gases, GHG) serta percuma di samping menyihatkan badan.
ii. Basikal. Merupakan mod pengangkutan lebih cepat daripada berjalan kaki dan juga kos yang lebih murah serta aktiviti yang menyihatkan badan. Pembelian dan penyelenggaraannya juga murah dan mudah berbanding kereta.
iii. Pengangkutan awam. Merupakan pengangkutan terbesar dalam bandar yang menyediakan infrastruktur yang baik. Pengangkutan yang baik dan murah terutamanya bagi kumpulan warga emas dan pelajar.
iv. Kenderaan perkhidmatan atau pengangkutan barang. Kenderaan mod ini menyumbang hampir 9% pengeluaran gas rumah hijau. Kebanyakan kenderaan mod ini menggunakan diesel dan elektrik atau bateri.
v. Teksi. Penggunaan teksi yang lebih mesra alam iaitu kenderaan hibrid atau kenderaan elektrik merupakan mod pengangkutan terbaik dan menjadi pilihan utama.
vi. Kenderaan penumpang berkumpulan. Juga dikenali sebagai ‘carpool’. Merupakan salah satu mod Pengangkutan Hijau. Sekumpulan rakan-rakan, pekerja atau sebagainya menggunakan pengangkutan yang sama ke tempat yang sama secara berterusan. Berbanding 5 orang berlainan menggunakan 5 jenis kereta menuju tempat yang sama, maka mod ini adalah lebih ekonomik dan mengurangkan pencemaran.
KIMIA16
vii. Kenderaan individu. Mod terakhir dalam Pengangkutan Hijau yang menggunakan teknologi pembakaran terkini.
Rajah 1 : Mod Pengangkutan Hijau
Kelebihan Pengangkutan Hijau
Pengangkutan Hijau mempunyai pelbagai kebaikan dari segi persekitaran, kesihatan ekonomik dan perbelanjaan. Berikut adalah beberapa faedah yang diperoleh menerusi penggunaan Pengangkutan Hijau:
i. Persekitaran yang bersih. Pengeluaran CO2 daripada pembakaran bahan fosil daripada kenderaan merupakan penyumbang utama GHG. Oleh itu penggunaan kenderaan hijau adalah aktiviti penting bagi mengurangkan pencemaran udara.ii. Kesihatan lebih terkawal. Didapati banyak aktiviti berkaitan Pengangkutan Hijau dapat meningkatkan kualiti kesihatan dan cara hidup manusia. Berjalan kaki atau mengayuh basikal menyumbang kepada latihan fizikal badan manakala kurangnya pencemaran udara mampu mengurangkan kesan negatif pada sistem pernafasan. Selain itu, kurangnya kesesakan jalan raya mengurangkan masa dan tenaga serta menjadikan jalan raya lebih selamat.iii. Pembangunan kelestarian lebih ekonomik. Penghasilan dan pembuatan produk kenderaan hijau atau pembaharuan sistem pengangkutan menyediakan lebih banyak peluang pekerjaan, sekaligus memperbaiki ketidakseimbangan sosio-ekonomik.iv. Jimat wang. Aktiviti mod Pengangkutan Hijau dapat mengurangkan penggunaan minyak dan secara tidak langsung menjimatkan perbelanjaan.
KIMIA 17
Kesimpulan
Kerajaan berhasrat mengurangkan pencemaran daripada aktiviti pengangkutan kerana aktiviti ini telah menghasilkan sebanyak 25% pengeluaran CO2. Malah, aktiviti ini turut menjadi penyumbang kepada perubahan iklim dunia. Pelepasan Gas Rumah Hijau (Green House Gases, GHG) melalui aktiviti pengangkutan boleh meningkat pada kadar yang lebih cepat berbanding aktiviti yang lain, contohnya, aktiviti perindustrian. Melalui pengurangan pembebasan GHG secara agresif dan berterusan adalah perlu untuk memastikan pembebasan GHG yang rendah atau sifar. Hal ini kerana kesan positif dihasilkan dapat mengurangkan perubahan iklim dan boleh membantu mengekalkan keadaan alam sekitar yang lebih lestari. Oleh yang demikian, kesedaran mengenai penggunaan Pengangkutan Hijau perlu ditingkatkan dalam masyarakat Malaysia.
KIMIA18
PANDUAN MENGGUNAKANMODUL
KIMIA 19
PANDUAN MENGGUNAKAN MODULPengenalan
Bahagian pengenalan modul telah memberikan maklumat tentang Teknologi Hijau (TH). Para guru perlu memahami tentang Teknologi Hijau dahulu sebelum dapat menggunakan modul ini dengan berkesan. Definisi Teknologi Hijau serta Dasar Teknologi Hijau juga diterangkan untuk membantu guru memahami dengan jelas kepentingan Teknologi Hijau untuk disebar luas kepada murid-murid sebagai persediaan mereka untuk memahami dan mempunyai kesedaran tentang fenomena perubahan iklim. Di samping itu terdapat sedikit penerangan daripada pakar tentang sektor Teknologi Hijau yang tertentu diguna pakai dan sesuai dengan konsep yang diajar dalam mata pelajaran Kimia dalam modul ini. Modul pengajaran dan pembelajaran Teknologi Hijau ini memuatkan beberapa aktiviti berkaitan Teknologi Hijau dalam mata pelajaran Kimia. Bagi setiap mata pelajaran, konsep yang telah dipilih daripada sukatan pelajaran adalah berdasarkan kesesuaian konsep tersebut untuk diintegrasikan dengan sektor Teknologi Hijau berdasarkan Jadual IPCC (2014).
Setiap modul disampaikan dalam satu pakej yang mengandungi dua komponen iaitu:
i. Modul Panduan Guruii. Modul Aktiviti Murid
Modul Panduan Guru Modul ini ditulis dalam format yang tertentu. Berikut merupakan penerangan tentang format bagi setiap aktiviti:
• Tajuk Menyatakan tajuk, fokus atau isu utama keseluruhan aktiviti.
• Konsep Teknologi Hijau Bahagian ini menyatakan sektor dalam TH bagi setiap aktiviti yang dijalankan dalam tajuk tersebut. Penerangan secara ringkas kaitan TH dengan aktiviti tersebut juga dinyatakan. Maklumat lanjut mengenai sektor TH adalah berdasarkan Jadual IPCC (2014). Jadual tersebut menyenaraikan sektor TH dan kategori TH yang terletak di bawah sektor berkenaan.
Contoh: Bagi Sektor Bekalan Tenaga, kategori yang terletak di bawah sektor ini ialah Tenaga Fosil, Tenaga Nuklear dan Tenaga Boleh Baharu. Tenaga Boleh Baharu terdiri daripada Hidroelektrik, Angin, Biojisim dan Biotenaga, Geoterma, Solar Fotovolta dan lain-lain sebagai kaedah menyelesaikan masalah perubahan iklim menggunakan TH.
• Konsep Teknologi Hijau Dalam KimiaBahagian ini memberi penerangan lebih lanjut tentang sektor TH yang terlibat bagi setiap aktiviti dalam mata pelajaran Kimia. Sektor tersebut dikaitkan dengan konsep dalam mata pelajaran Kimia yang ingin disampaikan dalam mata pelajaran mengikut tajuk aktiviti tertentu yang dirancang dalam modul. Bahagian ini juga menyatakan sektor dan kategori TH bagi setiap aktiviti yang dijalankan dalam tajuk tersebut. Penerangan secara ringkas kaitan TH dengan aktiviti tersebut juga dinyatakan. Maklumat lanjut mengenai sektor TH adalah berdasarkan Jadual IPCC (2014). Jadual tersebut menyenaraikan sektor TH dan kategori TH yang terletak di bawah sektor berkenaan.
KIMIA20
Contoh: Bagi Sektor Bekalan Tenaga, kategori yang terletak di bawah sektor ini ialah Tenaga Fosil, Tenaga Nuklear dan Tenaga Boleh Baharu. Tenaga Boleh Baharu terdiri daripada Hidroelektrik, Angin, Biojisim dan Biotenaga, Geoterma, Solar Fotovolta dan lain-lain sebagai kaedah menyelesaikan masalah perubahan iklim menggunakan TH.
• Kerjaya Dalam Teknologi HijauSenarai kerjaya yang berkaitan dengan setiap aktiviti diberikan. Senarai ini diberikan supaya dapat memberikan rangsangan kepada murid bahawa terdapat pekerjaan yang memerlukan pengetahuan dan kemahiran TH sekiranya mereka ingin menceburkan diri dalam bidang berkenaan.
• Soalan UtamaSenarai soalan-soalan berbentuk Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT) bagi menjana idea serta memberi gambaran awal kepada murid tentang aktiviti yang dijalankan. Soalan ini disusun mengikut aktiviti yang disediakan. Guru disaran menggunakan soalan ini untuk tujuan mencetuskan fikiran murid ke arah konsep TH dan kaitannya dengan konsep tajuk mata pelajaran tertentu.
• Tujuan PembelajaranMenyatakan tujuan dan matlamat bagi setiap aktiviti yang akan dilaksanakan serta perkaitannya dengan sektor TH yang diintegrasikan.
• Latar BelakangBahagian ini menerangkan latar belakang konsep bagi tajuk aktiviti termasuk penyataan masalah dan perancangan aktiviti untuk mengatasi masalah berpandukan sektor TH. Bahagian ini bertujuan membantu guru mendapatkan maklumat perkaitan konsep Kimia dengan TH yang boleh diintegrasikan.
• Strategi PengajaranMenyatakan strategi pengajaran yang diaplikasikan bagi setiap aktiviti berserta proses pelaksanaan langkah demi langkah dengan terperinci. Strategi ini diterjemahkan dalam Modul Aktiviti Murid tanpa maklumat yang telah disediakan untuk guru bagi membantu murid. Sedangkan modul murid hanyalah langkah yang mereka perlu lakukan supaya mereka dapat melalui proses pembelajaran secara aktif. Kebanyakan strategi yang dirancangkan dalam modul ini ialah Pembelajaran Berasaskan Projek/Produk bagi memastikan dan menyediakan murid memperolehi kemahiran pembelajaran abad ke-21. Oleh yang demikian guru perlu merancang pengajaran ini bukan untuk dua waktu pengajaran tetapi merancang mengikut cadangan modul untuk murid berupaya menghasilkan produk atau prototaip dalam memahami dan mencuba menyelesaikan masalah dunia sebenar dengan aplikasi TH. Guru perlu sedar strategi ini adalah untuk tempoh masa penghasilan produk yang agak panjang bersesuaian dengan strategi Pembelajaran Berasaskan Projek/Produk.
• GlosariMengandungi penerangan bagi setiap istilah TH yang digunakan di dalam modul serta beberapa istilah penting yang lain.
• AktivitiMerumuskan semua tajuk setiap aktiviti, strategi pengajaran yang digunakan dan tempoh waktu pembelajaran yang diperuntukkan untuk melaksanakan aktiviti.
KIMIA 21
• Tajuk Aktiviti Bahagian ini menerangkan perincian bagi setiap aktiviti termasuk:
o Objektif,o Latar Belakang Aktiviti,o Bahan dan peralatan yang diperlukan (per kumpulan), o Kaedah,o Maklumat untuk Guru,o Pemerhatian,o Soalan Perbincangan, o Kesimpulan,o Kerjaya dalam Teknologi Hijau, o Sumber Rujukan,o Cadangan Jawapan Soalan Perbincangan.
Guru disaran untuk memberi fokus kepada soalan perbincangan serta kesimpulan yangboleh dibuat berdasarkan konsep dalam mata pelajaran dan konsep TH yang diperolehmelalui aktiviti bersama murid. Maklumat dalam perincian aktiviti juga diberikan dalamModul Aktiviti Murid kecuali maklumat guru dan cadangan jawapan soalan perbincangan. Perkara ini adalah untuk memastikan strategi Pembelajaran BerasaskanProduk/Projek yang merangkumi Pembelajaran Koperatif serta inkuiri berdasarkanPendekatan STEM seperti saranan daripada Bahagian Pembangunan Kurikulum, Kementerian Pendidikan Malaysia.
• Sumber Rujukan Bahagian ini menyenaraikan sumber rujukan bagi makluman guru. Rujukan diasingkan mengikut aktiviti. Ini adalah bertujuan memudahkan guru untuk membuat rujukan lanjut di laman sesawang.
• Cadangan Jawapan Soalan Perbincangan Bahagian ini memberikan cadangan jawapan bagi setiap soalan perbincangan mengikut aktiviti. Ini adalah bertujuan membantu guru untuk membimbing murid supaya dapat memahami konsep Kimia dan perkaitannya dengan TH.
KIMIA22
Modul Aktiviti Murid
Modul Aktiviti Murid ditulis berdasarkan Modul Panduan Guru tetapi tidak semua maklumat kepada guru dibekalkan kepada murid. Ini bertujuan untuk murid menjadi murid lebih aktif dan terlibat sepenuhnya dalam pembelajaran. Kebanyakan kaedah menggunakan Pembelajaran Berasaskan Projek/Produk, Inkuiri dan Koperatif yang memerlukan murid berbincang, mencari maklumat dan perlu menghasilkan produk di akhir aktiviti. Modul Aktiviti Murid juga ditulis dalam format yang tertentu. Berikut merupakan penerangan tentang format bagi setiap aktiviti:
• Tajuk Menyatakan tajuk, fokus atau isu utama keseluruhan aktiviti yang menarik.
• Objektif Menyatakan objektif aktiviti yang akan dilaksanakan serta menunjukkan perkaitan dengan sektor TH yang bersesuaian.
• Latar Belakang Menyatakan konsep mata pelajaran yang terlibat dalam aktiviti serta menerangkan perkaitan konsep tersebut dengan sektor TH yang dinyatakan dalam Jadual IPCC (2014). Bahagian ini juga menyatakan sektor dan kategori TH bagi setiap aktiviti yang dijalankan dalam tajuk tersebut. Penerangan secara ringkas kaitan TH dengan aktiviti tersebut juga dinyatakan. Maklumat lanjut mengenai sektor TH adalah berdasarkan Jadual IPCC (2014). Jadual tersebut menyenaraikan sektor TH dan kategori TH yang terletak di bawah sektor berkenaan. Contoh: Bagi Sektor Bekalan Tenaga, kategori yang terletak di bawah sektor ini ialah Tenaga Fosil, Tenaga Nuklear dan Tenaga Boleh Baharu. Tenaga Boleh Baharu terdiri daripada Hidroelektrik, Angin, Biojisim dan Biotenaga, Geoterma, Solar Fotovolta dan lain-lain sebagai kaedah menyelesaikan masalah perubahan iklim menggunakan TH.
• Glosari Senarai glosari diberikan bagi setiap aktiviti. Perkataan atau istilah yang baru disertakan bertujuan memberikan penjelasan ringkas untuk kefahaman murid bagi TH yang berkaitan dalam setiap aktiviti.
• Bahan dan Peralatan Senarai bahan dan peralatan (per kumpulan) yang diperlukan bagi menjalankan aktiviti disertakan. Walau bagaimanapun murid boleh/bebas menggunakan bahan atau peralatan lain mengikut kreativiti mereka.
• Kaedah Penggunaan kaedah adalah mengikut strategi yang dicadangkan dalam Modul Panduan Guru tetapi diubah suai dalam bentuk langkah yang perlu dilakukan oleh murid secara berkumpulan. Kaedah yang diikuti oleh murid ialah mengikut Pembelajaran Berasaskan Projek/Produk, Inkuiri dan Koperatif yang memerlukan murid berbincang, mencari maklumat dan perlu menghasilkan produk di akhir aktiviti. Kaedah sebegini yang memerlukan murid untuk menghasilkan produk akan mengambil tempoh masa yang panjang. Guru akan membimbing murid dalam proses pembelajaran sepanjang tempoh masa yang diperlukan untuk menghasilkan produk. Semasa menjalankan aktiviti, murid perlu bekerja sebagai satu kumpulan. Murid harus sedar aktiviti seperti ini memerlukan mereka untuk bekerjasama secara kolaboratif dalam mencari maklumat terutama melalui laman sesawang di internet dan lain-lain sumber rujukan serta berbincang untuk menghasilkan produk. Produk yang dihasilkan perlu menunjukkan kreativiti murid.
KIMIA 23
• Pemerhatian Bahagian ini menyenaraikan arahan atau soalan yang mengarah murid melakukan pemerhatian bagi setiap aktiviti yang mereka lakukan. Murid perlu berbincang dalam kumpulan untuk mendapatkan jawapan atau penyelesaian.
• Soalan Perbincangan Senarai soalan perbincangan diberikan supaya murid dapat berbincang dalam kumpulan semasa aktiviti dijalankan. Soalan berbentuk Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT) ini bertujuan membantu murid berfikir dengan lebih kritis. Soalan- soalan tersebut bertujuan menguji kefahaman murid tentang konsep Kimia dan konsep TH yang diintegrasikan dalam aktiviti berkenaan.
• Kesimpulan Murid perlu berbincang dan menuliskan kesimpulan daripada aktiviti tersebut dan perlu mengaitkan konsep Kimia dengan TH yang telah diaplikasikan.
• Kerjaya Dalam Teknologi Hijau Beberapa pekerjaan yang sesuai diberikan mengikut aktiviti supaya murid mempunyai pengetahuan tentang pekerjaan yang bersesuaian dengan TH yang tertentu. Maklumat tersebut dapat membuka minda murid serta menarik minat mereka ke arah TH dan Kimia.
• Sumber Rujukan Modul Aktiviti Murid juga diberikan senarai rujukan untuk makluman murid. Rujukan diasingkan mengikut aktiviti untuk memudahkan murid untuk mencari maklumat dan membuat rujukan lanjut di laman sesawang bagi aktiviti yang spesifik.
KIMIA24
REPORT OF INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE (IPCC) 2014
Cambridge University Press32 Avenue of the AmericasNew YorkUnited States of Americawww.cambridge.org
KIMIA 25
RE
PO
RT
OF
TH
E I
NT
ER
GO
VE
RN
ME
NTA
L PA
NE
L O
N C
LIM
AT
E
CH
AN
GE
(IP
CC
, 201
4)
(*A
dapt
ed fr
om IP
CC
repo
rt)
ENER
GY
SUPP
LY
SEC
TOR
ENER
GY
SUPP
LYC
ATEG
ORY
FOSS
IL E
NER
GY
NU
CLE
AR
EN
ERG
YR
ENEW
AB
LE
Coa
l and
Pea
t
Gas
eous
Fue
l
Petr
oleu
m F
uels
Unc
onve
ntio
nal O
il
Nuc
lear
Was
te M
anag
emen
t - F
uel r
epos
itory
- Im
prov
ing
prol
ifera
tion
res
ista
nce
Ura
nium
Exp
lora
tion,
Ext
ract
ion
and
Refi
ning
- r
epro
cess
ing
the
spen
t fue
l
and
ext
ract
ing
the
unus
ed
ura
nium
Nuc
lear
Fus
ion
- fus
ion
of h
eavy
hyd
roge
n fu
el- f
usio
n-po
wer
pro
duct
ion
Hyd
roel
ectr
icity
Win
d
Bio
mas
s an
d B
ioen
ergy
Geo
ther
mal
Sola
r The
rmal
Ele
ctric
Sola
r Pho
tovo
ltaic
Sola
r Hea
ting
and
Coo
ling
Oce
an E
nerg
y
Bio
fuel
s
Hyd
roge
n an
d Fu
el C
ells
Ther
moe
lect
ric G
ener
ator
s
KIMIA26
WA
STE
AN
D W
AST
EWAT
ER M
AN
AG
EMEN
T
SEC
TOR
WA
STE
AN
D W
AST
EWAT
ER M
AN
AG
EMEN
T
CAT
EGO
RYPR
EVEN
TIO
N A
ND
M
INIM
IZAT
ION
SEPA
RAT
ION
AN
D
REC
YCLI
NG
CO
LLEC
TIO
N A
ND
TR
AN
SFER
TREA
TMEN
T A
ND
PR
OC
ESSI
NG
ULT
IMAT
E D
ISPO
SAL
AN
D
LAN
DFI
LLW
AST
EWAT
ER
TREA
TMEN
T
-
Food
was
te
p
reve
ntio
n -
H
otel
was
te
pre
vent
ion
-
Pape
r was
te
min
imiz
atio
n-
C
lean
er
pro
duct
ion
-
Alte
rnat
ives
p
ract
ices
for
pla
stic
film
/
S
tyro
foam
c
onta
iner
-
W
aste
se
greg
atio
n
-
W
aste
re
cycl
ing
-
E
-was
te
Col
lect
ion
met
hod
-
M
echa
nica
l
and
sem
i-
mec
hani
cal.
Sche
dulin
g an
d R
outin
g
-
M
inim
izat
ion
of c
olle
ctio
n
an
d tra
nsfe
r
tim
e -
Min
imiz
atio
n
of fu
el
cons
umpt
ion
-
U
tiliz
atio
n of
bi
ofue
l.
Phys
ical
trea
tmen
t-
M
inim
izat
ion
of
volu
me
and
wei
ght.
-
Alte
ratio
n
of w
aste
form
and
sh
ape
-
Was
te to
ani
mal
food
Ther
mal
Pro
cess
-
Was
te to
ene
rgy
Bio
logi
cal P
roce
ss-
W
aste
to e
nerg
y-
W
aste
to fe
rtiliz
er-
Bi
ogas
pro
duct
ion
-
Bioe
than
ol
pro
duct
ion
-
Bio-
hydr
ogen
p
rodu
ctio
n
-
Lan
dfill
min
ing
-
Met
hane
gas
b
iore
acto
r-
V
olat
ile fa
tty
aci
ds e
xtra
ctio
n
fro
m la
ndfil
l
l
each
ate
-
Lan
dfill
leac
hate
t
reat
men
t
m
etho
ds.
-
U
tiliz
atio
n of
slu
dge
in
in
dust
rial a
nd
a
gric
ultu
ral.
-
Bi
ogas
pro
duct
ion
fro
m s
ludg
e
CAT
EGO
RY
WA
STE
MA
NA
GEM
ENT
AN
D
GH
G-
MIT
IGAT
ION
TE
CH
NO
LOG
IES
CH
4 M
AN
AG
EMEN
T AT
LA
ND
FILL
S
INC
INER
ATIO
N A
ND
O
THER
TH
ERM
AL
PRO
CES
SES
BIO
LOG
ICA
L TR
EATM
ENT
WA
STE
RED
UC
TIO
N,
RE-
USE
AN
D
REC
YCLI
NG
WA
STEW
ATER
AN
D
SLU
DG
E TR
EATM
ENT
-Con
trolle
d la
ndfil
ling
a) la
ndfil
l gas
rec
over
yb)
with
out l
andfi
ll
gas
reco
very
- Opt
imiz
atio
n m
icro
bial
m
etha
ne
oxi
datio
n in
l
andfi
lls c
over
soi
l (
bioc
over
s)
- Ind
ustri
al
co-
com
bust
ion
-Flu
idiz
ed b
ed te
chno
logy
- Com
post
ing
- Ana
erob
ic D
iges
tion
- MB
T (M
echa
nica
l B
iolo
gica
l Tre
atm
ent)
-Was
te m
inim
izat
ion
KIMIA 27
TRA
NSP
OR
T
SEC
TOR
TRA
NSP
OR
TC
ATEG
ORY
RO
AD
TR
AN
SPO
RT
RA
ILAV
IATI
ON
SHIP
PIN
G
Red
ucin
g Ve
hicl
es L
oad
-Use
ligh
twei
ght m
ater
ials
-App
ly a
erod
ynam
ic
impr
ovem
ent
-Mob
ile a
ir co
nditi
onin
g (M
AC) s
yste
m
Impr
ovin
g D
rive
Trai
n Effi
cien
cy-A
dvan
ced
dire
ct in
ject
ion
- Gas
olin
e / D
iese
l eng
ines
and
tra
nsm
issi
on-H
ybrid
driv
e tra
ins
Alte
rnat
ive
Fuel
s-B
iofu
els
-Nat
ural
Gas
(CN
G /
LNG
/ G
TL)
-Hyd
roge
n / f
uel c
ells
-Ele
ctric
veh
icle
s
Wel
l-to-
Whe
els
Ana
lysi
s of
Te
chni
cal M
itiga
tion
Opt
ions
a)
Roa
d tra
nspo
rt: m
ode
shift
s
-P
ublic
tran
spor
t
-N
on-m
otor
ized
tran
spor
t (N
MT)
Eco-
Driv
ing
Prac
tices
Red
ucin
g A
erod
ynam
ic
Res
ista
nce
Red
ucin
g Tr
ain
Wei
ght
Reg
ener
ativ
e B
raki
ng
Hig
her E
ffici
ency
Pr
opul
sion
Sys
tem
Tech
nolo
gy D
evel
opm
ents
Engi
ne D
evel
opm
ents
Airc
raft
Dev
elop
men
ts
Alte
rnat
ive
Fuel
s fo
r Avi
atio
n
Avia
tion
Pote
ntia
l Pra
ctic
es
Low
er F
light
Spe
eds
App
lyin
g C
urre
nt E
nerg
y-Sa
ving
St
rate
gies
Load
Opt
imiz
atio
n
Mai
nten
ance
KIMIA28
BU
ILD
ING
S
SEC
TOR
BU
ILD
ING
S
CAT
EGO
RYTH
ERM
AL
ENVE
LOPE
IND
OO
R
ENVI
RO
NM
ENTA
LQ
UA
LITY
(IE
Q)
CO
OLI
NG
A
ND
C
OO
LIN
G
LOA
DS
HEA
TIN
G,
VEN
TILA
TIO
N
AN
D A
IR
CO
ND
ITIO
NIN
G(H
VAC
) SY
STEM
S
BU
ILD
ING
EN
ERG
Y M
AN
AG
EMEN
T SY
STEM
S
AC
TIVE
C
OLL
ECTI
ON
A
ND
TR
AN
SFO
RM
ATIO
N
OF
REN
EWA
BLE
EN
ERG
Y
DO
MES
TIC
W
ATER
LIG
HTI
NG
SY
STEM
SD
AYLI
GH
TIN
G
HO
USE
HO
LD
APP
LIA
NC
ES,
CO
NSU
MER
EL
ECTR
ON
ICS
AN
D O
FFIC
E EQ
UIP
MEN
T
Insu
latio
n
Win
dow
s
Air L
eaka
ge
Air Q
ualit
y
Com
forta
ble
Hum
idity
Tem
pera
ture
Red
ucin
g th
e C
oolin
g Lo
ad
Pass
ive
and
Low
-Ene
rgy
Coo
ling
Tech
niqu
es-N
atur
al
and
n
ight
-tim
e
ven
tilat
ion
-Eva
pora
tive
c
oolin
g-P
assi
ve
coo
ling
te
chni
ques
Air
Con
ditio
ners
an
d Va
por
Com
pres
sion
C
hille
rs
Alte
rnat
ive
HVA
C
Syst
ems
in
Com
mer
cial
B
uild
ings
-Rad
iant
chi
lled
c
eilin
g co
olin
g-D
ispl
acem
ent
ven
tilat
ion
Com
mis
sion
ing
Ope
ratio
n,
Mai
nten
ance
and
Pe
rfor
man
ce-C
ogen
erat
ion
a
nd D
istri
ct
Hea
ting/
Coo
ling
Bui
ldin
g-In
tegr
ated
PV
(BiP
V)
Sola
r The
rmal
En
ergy
for H
eatin
g an
d H
ot W
ater
Land
scap
e -s
olar
gar
den
Win
d En
ergy
Wat
er
Savi
ng
Fixt
ures
Wat
er
Effici
ent
Was
hing
M
achi
ne
Insu
late
d W
ater
H
eate
rs
Air-
sour
ce
or
Exha
ust-a
irH
eat P
umps
Sola
r Th
erm
alW
ater
H
eate
rs
Wat
er
Rec
yclin
g
Rai
nwat
erH
arve
stin
g
Hig
h Effi
cien
cy
Elec
tric
Ligh
ting
Use
of N
atur
al
Ligh
ting
Stan
dby
and
Low
Po
wer
Mod
e
Effici
ency
of
Biom
ass
Stov
es
Impr
oved
Ac
cess
to C
lean
C
ooki
ng F
uels
Sola
r Coo
kers
Smal
l Ele
ctric
C
ooki
ng
Equi
pmen
t
CAT
EGO
RYM
ATER
IALS
Use
of G
reen
Mat
eria
ls
Vola
tile
Org
anic
Com
poun
d (V
OC
) Pai
nts
Ren
ewab
le R
aw M
ater
ials
KIMIA 29
BU
ILD
ING
S
SEC
TOR
BU
ILD
ING
S
CAT
EGO
RYTH
ERM
AL
ENVE
LOPE
IND
OO
R
ENVI
RO
NM
ENTA
LQ
UA
LITY
(IE
Q)
CO
OLI
NG
A
ND
C
OO
LIN
G
LOA
DS
HEA
TIN
G,
VEN
TILA
TIO
N
AN
D A
IR
CO
ND
ITIO
NIN
G(H
VAC
) SY
STEM
S
BU
ILD
ING
EN
ERG
Y M
AN
AG
EMEN
T SY
STEM
S
AC
TIVE
C
OLL
ECTI
ON
A
ND
TR
AN
SFO
RM
ATIO
N
OF
REN
EWA
BLE
EN
ERG
Y
DO
MES
TIC
W
ATER
LIG
HTI
NG
SY
STEM
SD
AYLI
GH
TIN
G
HO
USE
HO
LD
APP
LIA
NC
ES,
CO
NSU
MER
EL
ECTR
ON
ICS
AN
D O
FFIC
E EQ
UIP
MEN
T
Insu
latio
n
Win
dow
s
Air L
eaka
ge
Air Q
ualit
y
Com
forta
ble
Hum
idity
Tem
pera
ture
Red
ucin
g th
e C
oolin
g Lo
ad
Pass
ive
and
Low
-Ene
rgy
Coo
ling
Tech
niqu
es-N
atur
al
and
n
ight
-tim
e
ven
tilat
ion
-Eva
pora
tive
c
oolin
g-P
assi
ve
coo
ling
te
chni
ques
Air
Con
ditio
ners
an
d Va
por
Com
pres
sion
C
hille
rs
Alte
rnat
ive
HVA
C
Syst
ems
in
Com
mer
cial
B
uild
ings
-Rad
iant
chi
lled
c
eilin
g co
olin
g-D
ispl
acem
ent
ven
tilat
ion
Com
mis
sion
ing
Ope
ratio
n,
Mai
nten
ance
and
Pe
rfor
man
ce-C
ogen
erat
ion
a
nd D
istri
ct
Hea
ting/
Coo
ling
Bui
ldin
g-In
tegr
ated
PV
(BiP
V)
Sola
r The
rmal
En
ergy
for H
eatin
g an
d H
ot W
ater
Land
scap
e -s
olar
gar
den
Win
d En
ergy
Wat
er
Savi
ng
Fixt
ures
Wat
er
Effici
ent
Was
hing
M
achi
ne
Insu
late
d W
ater
H
eate
rs
Air-
sour
ce
or
Exha
ust-a
irH
eat P
umps
Sola
r Th
erm
alW
ater
H
eate
rs
Wat
er
Rec
yclin
g
Rai
nwat
erH
arve
stin
g
Hig
h Effi
cien
cy
Elec
tric
Ligh
ting
Use
of N
atur
al
Ligh
ting
Stan
dby
and
Low
Po
wer
Mod
e
Effici
ency
of
Biom
ass
Stov
es
Impr
oved
Ac
cess
to C
lean
C
ooki
ng F
uels
Sola
r Coo
kers
Smal
l Ele
ctric
C
ooki
ng
Equi
pmen
t
CAT
EGO
RYM
ATER
IALS
Use
of G
reen
Mat
eria
ls
Vola
tile
Org
anic
Com
poun
d (V
OC
) Pai
nts
Ren
ewab
le R
aw M
ater
ials
AG
RIC
ULT
UR
E A
ND
FO
RES
TRY
SEC
TOR
AG
RIC
ULT
UR
E A
ND
FO
RES
TRY
CAT
EGO
RYC
RO
PLA
ND
MA
NA
GEM
ENT
GR
AZI
NG
LA
ND
MA
NA
GEM
ENT
AN
D
PAST
UR
E IM
PRO
VEM
ENT
MA
NA
GEM
ENT
OF
OR
GA
NIC
/PEA
TY
SOIL
SFO
RES
TRY
Impr
oved
Agr
onom
ic P
ract
ices
Nut
rient
Man
agem
ent
Tilla
ge/R
esid
ue M
anag
emen
t
Wat
er M
anag
emen
t
Ric
e M
anag
emen
t
Agr
o-Fo
rest
ry
Land
Cov
er (u
se) c
hang
e
Gra
zing
Inte
nsity
Incr
ease
d Pr
oduc
tivity
Nut
rient
Man
agem
ent
Fire
Man
agem
ent
Spec
ies
Intr
oduc
tion
Res
tora
tion
of D
egra
ded
Land
s
Live
stoc
k M
anag
emen
t
- Im
prov
ed fe
edin
g pr
actic
es- S
peci
fic a
gent
s an
d di
etar
y ad
ditiv
es- L
onge
r-ter
m m
anag
emen
t ch
ange
s an
d an
imal
bre
edin
g
Man
ure
Man
agem
ent
Bio
ener
gy
- Res
idue
s fro
m a
gric
ultu
re- D
edic
ated
ene
rgy
crop
s
Red
ucin
g D
efor
esta
tion
and
Deg
rada
tion
Affo
rest
atio
n/R
efor
esta
tion
Fore
st M
anag
emen
t to
Incr
ease
Sta
nd a
nd
Land
scap
e-Le
vel C
arbo
n D
ensi
ty
Incr
easi
ng O
ff-Si
te C
arbo
n St
ocks
in W
ood
Prod
ucts
and
En
hanc
ing
Prod
uct a
nd
Fuel
Sub
stitu
tion
KIMIA30
IND
UST
RY
SEC
TOR
IND
UST
RY
CAT
EGO
RYEN
ERG
Y EF
FIC
IEN
CY
FUEL
SW
ITC
HIN
GPO
WER
R
ECO
VERY
REN
EWA
BLE
SM
ATER
IAL
EFFI
CIE
NC
YC
AR
BO
N
SEQ
UES
TRAT
ION
Ener
gy M
anag
emen
t Sy
stem
s
Effici
ent M
otor
Sy
stem
s
Ligh
ting
and
HVA
C
Shoe
Pre
ss
Effici
ent D
ryin
g
Refi
nery
Gas
Coa
l to
Nat
ural
G
as a
nd O
il
Was
te F
uels
Bio
gas
Bio
mas
s
Land
fill G
as
Cog
ener
atio
n
Pre-
Cou
pled
Gas
Tu
rbin
e
Pres
sure
Rec
over
y Tu
rbin
e
Hyd
roge
n R
ecov
ery
Ana
erob
ic D
iges
tion
Gas
ifica
tion
Was
te E
nerg
y R
ecov
ery
Bio
mas
s
Bio
gas
Win
d Tu
rbin
es
Hyd
ropo
wer
Bio
fuel
s
Sola
r Dry
ing
Sola
r Coo
ling
Sola
r Pr
oces
s H
eat
Hea
t pum
ps
Rec
yclin
g
Hig
h St
reng
th
Stee
l
Red
uctio
n Pr
oces
s Lo
sses
Thin
ner F
ilm a
nd
Coa
ting
Incr
ease
d Effi
cien
cy
Tran
spor
t Sec
tor
Re-
usab
le C
onta
iner
s
Clo
sed
Wat
er U
se
Oxy
-Fue
l C
ombu
stio
n
CO
2 Sep
arat
ion
from
Flu
e G
as
Hyd
roge
n R
educ
tion
Oxy
gen
Use
in
Bla
st F
urna
ces
App
licat
ion
to
Am
mon
ia,
Ethy
lene
Oxi
de
Proc
esse
s
O2 C
ombu
stio
n in
Kiln
O2 C
ombu
stio
n
KIMIA 31
MEWAJARKAN TEKNOLOGI HIJAU DALAM ELEKTROKIMIA
KIMIA32
TAJUK1.0
Mewajarkan Teknologi Hijau dalam Elektrokimia
KONSEP TEKNOLOGI HIJAU1.1
Konsep Teknologi Hijau (TH) yang diaplikasikan dalam aktiviti ini adalah seperti maklumat di bawah:
MEWAJARKAN TEKNOLOGI HIJAU DALAM ELEKTROKIMIA
Aktiviti Sektor Aplikasi Teknologi Hijau1 i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa
(Waste and Wastewater Management)
• Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir (Ultimate Disposal and Landfill)
• Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan (Landfill Leachate Treatment Methods)
2 i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa (Waste and Wastewater Management)
• Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir (Ultimate Disposal and Landfill)
• Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan (Landfill Leachate Treatment Methods)
ii. Bangunan (Building)
• Air Domestik (Domestic Water)
• Kitar Semula Air (Water Recycling)
3 i. Bekalan Tenaga (Energy Supply)
• Tenaga Boleh Baharu (Renewable)
• Tenaga Lautan (Ocean Energy)
4 i. Bekalan Tenaga (Energy Supply)
• Tenaga Boleh Baharu (Renewable)
• Tenaga Lautan (Ocean Energy)
KIMIA 33
KONSEP TEKNOLOGI HIJAU DALAM KIMIA1.2
Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa mengguna pakai TH dalam pengurusan dan penggunaan sumber air, rawatan kumbahan, sisa pepejal dan kawasan pelupusan sampah. Dengan mengaplikasikan kategori Pelupusan dan Tapak Pelupusan dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan akan membolehkan air sisa dari tapak pelupusan diolah bagi memastikan kandungan berbahaya dalam air sisa dapat disingkirkan.
Aktiviti 1: Mengolah air sisa dari perusahaan batik
• Air sisa dari perusahaan batik mengandungi bahan kimia seperti bahan pewarna organik dan tak organik yang sukar untuk dinyahwarna dan mereput secara biologi (Norazah, 2012).• Melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan yang menggunakan prinsip elektrolisis iaitu elektro-penggumpalan (electrocoagulation) digunakan.• Dalam proses ini, elektrod yang digunakan boleh terdiri daripada logam seperti kuprum atau karbon yang bertindak sebagai anod dan katod.• Air sisa akan bertindak sebagai elektrolit untuk mengalirkan arus elektrik.• Dalam aktiviti ini, air pewarna digunakan sebagai alternatif kepada air sisa dari perusahaan batik.• Melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan, flok iaitu bahan cemar akan tergumpal
di bahagian atas atau bawah larutan (air sisa) dan menghasilkan air sisa yang tidak mencemarkan alam sekitar.
Aktiviti 2: Mengolah air sisa dari rumah
Kategori Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan digunakan untuk mengolah air sisa rumah. Sektor Bangunan dengan kategori Air Domestik melalui Kitar Semula Air bagi Sektor Bangunan diaplikasikan bagi membolehkan air sisa yang telah diolah dapat digunakan semula. Contohnya, air siraman tanaman.
• Kitar Semula Air merujuk kepada perubahan fungsi air iaitu penggunaan pertama adalah sebagai air basuhan dan penggunaan kedua (selepas dikitar semula air) boleh digunakan untuk tujuan yang berbeza seperti siraman tanaman.• Melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan, air sisa rumah boleh digunakan semula.• Air sisa rumah (greywater) yang digunakan adalah semua jenis air basuhan daripada rumah kecuali air tandas.• Dengan cara ini, air sisa rumah boleh digunakan semula untuk tujuan yang berbeza seperti siraman pokok, membasuh kereta, membasuh longkang dan lain-lain.
KIMIA34
Aktiviti 3: Menggunakan air laut untuk menghasilkan arus elektrik
Kategori Tenaga Boleh Baharu dalam Sektor Bekalan Tenaga telah diaplikasikan melalui penggunaan Tenaga Lautan (air laut) untuk menghasilkan arus elektrik. Kategori Tenaga Boleh Baharu bagi Sektor Bekalan Tenaga digunakan. Dalam aktiviti ini, air laut digunakan sebagai sumber yang bertindak untuk menghasilkan arus elektrik.
• Tenaga Boleh Baharu adalah tenaga yang boleh dijana dalam tempoh kewujudan hayat manusia.• Dalam kategori Tenaga Boleh Baharu melalui Tenaga Lautan, air laut digunakan sebagai sumber arus elektrik kerana tahap kemasinan yang dimiliki.• Air laut mengandungi kemasinan 3.5%(35 g/L) iaitu 35 g garam terlarut (ion Sodium, Na+• dan ion Klorida, Cl-) (ScienceDaily 2016).• Namun kemasinan air laut adalah berbeza mengikut tempat, keterlarutan garam dan mineral yang terkandung di dalam air laut tersebut.• Dalam aktiviti ini, air garam digunakan sebagai alternatif kepada air laut.• Prinsip sel kimia diaplikasikan dengan menjadikan air garam sebagai elektrolit.• Dengan tindak balas yang berlaku di terminal positif dan terminal negatif, tenaga elektrik dapat dihasilkan.
Aktiviti 4: Mereka cipta bot yang menggunakan air laut (air garam) sebagai sumber tenaga
Tenaga Lautan (air laut) dalam kategori Tenaga Boleh Baharu bagi Sektor Bekalan Tenaga digunakan untuk menggerakkan bot yang yang dihasilkan.
• Bahan api fosil dapat digantikan dengan mengaplikasikan kategori Tenaga Boleh Baharu melalui Tenaga Lautan (air laut).• Air garam digunakan sebagai alternatif kepada air laut sebagai sumber bahan api bagi menggantikan bahan api fosil dengan tujuan menggerakkan bot yang dibina.• Prinsip yang digunakan adalah sel kimia yang membolehkan tenaga kimia ditukar kepada tenaga elektrik.
KERJAYA DALAM TEKNOLOGI HIJAU1.3
• Jurutera Kimia• Pengurus Sumber Persekitaran• Peguam Persekitaran• Pakar Persekitaran
SOALAN UTAMA1.4
Aktiviti 1
i. Mengapakah air sisa dari tempat pelupusan sampah perlu diolah melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan?ii. Jelaskan kemudaratan air sisa tersebut kepada manusia dan alam sekitar terutamanya kepada air bawah tanah jika air sisa tersebut tidak diolah.
KIMIA 35
Aktiviti 2
i. Nyatakan sumber terbesar yang menyumbang kepada penghasilan air sisa rumah dari kediaman anda.ii. Mengapakah air sisa rumah perlu diolah terlebih dahulu melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan?iii. Mengapakah Kitar Semula Air penting dalam kehidupan seharian kita?
Aktiviti 3
i. Mengapakah air laut (air garam) dikategorikan sebagai salah satu sumber Tenaga Boleh Baharu?ii. Jelaskan kesan jangka masa panjang penggunaan air laut sebagai sumber yang boleh menjana tenaga elektrik kepada alam sejagat.
Aktiviti 4
i. Bagaimanakah bot yang direka ini mengaplikasikan Sektor Bekalan Tenaga dalam TH?ii. Jelaskan kesan rumah hijau apabila Tenaga Lautan diaplikasikan iaitu penggunaan air laut (air garam) sebagai sumber tenaga.
TUJUAN PEMBELAJARAN1.5
Mengaplikasikan TH dalam elektrokimia.
LATAR BELAKANG1.6
Aktiviti Sektor Penerangan1 i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa
• Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir
• Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan
• Perusahaan batik menghasilkan air sisa yang berbahaya kepada alam sekitar dan mampu memberi kesan negatif kepada manusia dalam jangka masa panjang.
• Kategori Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan menggunakan prinsip elektrolisis iaitu elektro-penggumpalan membolehkan bahan tercemar air sisa perusahaan batik tergumpal sama ada di bahagian atas atau bawah larutan sisa.
• Bahan tercemar yang tergumpal dikenali sebagai flok.
• Air sisa yang telah diolah melalui proses ini adalah selamat dan tidak berbahaya kepada alam sekitar dan manusia apabila dibuang.
KIMIA36
Aktiviti Sektor Penerangan2 i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa
• Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir
• Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan
ii. Bangunan • Air Domestik
• Melalui Kitar Semula Air
• Hampir 50% hingga 80% air sisa rumah mengandungi kotoran, sedikit minyak, sisa makanan, detergen dan bakteria tetapi masih selamat untuk diguna semula.
• Kategori Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan digunakan bagi membolehkan air sisa digumpalkan dan diasingkan.
• Dengan mengaplikasikan kategori Air Domestik melalui Kitar Semula Air, air sisa rumah yang telah diolah boleh diguna semula tetapi berbeza kegunaannya.
3 i. Bekalan Tenaga• Tenaga Boleh Baharu
• Tenaga Lautan
• Tenaga Lautan merupakan Tenaga Boleh Baharu dalam Sektor Bekalan Tenaga.
• Tenaga Lautan merupakan Tenaga Boleh Baharu kerana ia merupakan sumber semula jadi yang boleh dihasilkan semula dalam tempoh hayat manusia.
• Air laut mengandungi ion positif (kation) yang terdiri daripada ion natrium dan ion hidrogen manakala ion negatif (anion) adalah terdiri daripada ion klorida dan ion hidroksida.
• Prinsip sel kimia diaplikasikan apabila elektrod yang terdiri daripada dua logam yang berbeza (seperti kuprum dan aluminium) dimasukkan ke dalam elektrolit air laut (air garam), maka tindak balas kimia akan berlaku yang membolehkan tenaga kimia ditukarkan kepada tenaga elektrik.
4 i. Bekalan Tenaga• Tenaga Boleh Baharu
• Tenaga Lautan
• Arus elektrik yang terhasil daripada air laut (air garam) ini akan digunakan untuk menggerakkan bot yang direka.
• Air laut (air garam) bertindak sebagai sumber Tenaga Boleh Baharu melalui Tenaga Lautan.
• Air laut digunakan untuk menggantikan bahan api fosil.
KIMIA 37
STRATEGI PENGAJARAN1.7
Strategi pengajaran yang boleh digunakan bagi semua aktiviti ialah Inkuri Penemuan dan Pembelajaran Berasaskan Produk (PBP). Walau bagaimanapun, guru boleh menggunakan kedua- dua strategi ataupun salah satu strategi sahaja mengikut kreativiti masing-masing.
Inkuiri Penemuan
Sebelum memulakan strategi ini, guru membentuk kumpulan murid yang terdiri daripada enam orang. Dalam strategi ini, guru mengemukakan soalan bagi membolehkan murid menjalankan penyiasatan. Untuk itu, eksperimen (aktiviti hands on dan minds on) akan dilaksanakan. Bagi memulakan strategi ini, langkah yang diperlukan adalah:
i. Penyoalan • Adakah air garam (air laut) yang dicairkan menghasilkan voltan yang berbeza? Jelaskan.• Adakah air sisa yang diolah selamat digunakan semula? Mengapa?
ii. Penyiasatan• Murid menjalankan penyiasatan dengan menggunakan bahan-bahan yang disediakan oleh guru.• Sebagai contoh: menyiasat hubungan pasangan elektrod yang berbeza dengan voltan yang dihasilkan.
iii. Membina Pengetahuan• Murid membina kefahaman dan pengetahuan berdasarkan aktiviti yang dijalankan.• Sebagai contoh: murid menjelaskan maksud flok berdasarkan pemerhatian yang dilakukan.
iv. Perbincangan• Murid berbincang hasil penemuan daripada eksperimen yang dijalankan.• Sebagai contoh: membincangkan nilai pH air sisa sebelum dan selepas Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan dilaksana.
v. Reflek• Murid membuat refleksi dengan merujuk kembali aktiviti yang telah dilaksanakan beserta soalan yang telah dikemukakan oleh guru.
KIMIA38
Pembelajaran Berasaskan Produk (PBP)
PBP merupakan satu strategi yang berpusatkan murid iaitu murid akan bekerjasama dalam kumpulan untuk menghasilkan produk. Bagi memulakan strategi ini, guru perlu memulakan pengajaran dengan langkah berikut :
i. Permulaan• Guru menunjukkan video / gambar yang berkaitan.• Guru mengemukakan soalan yang menggalakkan murid berfikir seperti: o Bagaimanakah pencemaran air sisa dari perusahaan batik mencemarkan sumber air bawah tanah?
ii. Pembentukan Kumpulan• Murid bekerja secara berkumpulan (6 murid / kumpulan).
iii. Pelan Projek• Murid menyenaraikan pembahagian tugas.• Sebagai contoh: melantik ketua kumpulan, pencatat dan sebagainya.• Murid perlu menghasilkan satu kertas kerja projek sebelum melaksanakan projek.
iv. Tugasan Projek• Murid melaksanakan aktiviti mengikut pelan projek.
v. Pembentangan• Setiap kumpulan membentangkan produk yang dihasilkan.
GLOSARI1.8
Air Sisa Rumah – Air sisa rumah seperti air mandian, air basuhan kecuali air tandas.
Air Domestik – Air yang digunakan bagi keperluan di rumah sama ada di dalam dan di luar rumah.
Anod – Elektrod yang bercas positif dalam sel elektrolisis.
Elektrolit – Larutan yang mengandungi ion yang membenarkan pengaliran arus elektrik melaluinya.
Elektro-penggumpalan – Mengolah air sisa dengan menggunakan prinsip elektrolisis bagi menggumpal bahan tercemar.
Elektrod Positif – Adalah terminal positif dalam sel kimia yang menggunakan logam yang kurang elektropositif dalam sel elektrokimia.
Elektrod Negatif – Adalah terminal negatif dalam sel kimia yang menggunakan logam yang lebih elekropositif dalam sel elektrokimia.
Flok – Bahan cemar yang tergumpal di bahagian atas atau bawah larutan air sisa.
Katod – Elektrod yang bercas negatif dalam sel elektrolisis.
Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan – Kaedah yang yang digunakan untuk mengolah air sisa dengan menggunakan prinsip elektrolisis.
Kitar Semula Air – Penggunaan semula air bagi tujuan yang berbeza.
KIMIA 39
Pengoksidaan – Apabila atom / molekul / ion kehilangan elektron. Ia juga melibatkan peningkatannombor pengoksidaan.
Penurunan – Apabila atom / molekul / ion menerima elektron. Ia juga melibatkan penurunan nomborpengoksidaan.
Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir – Tapak akhir untuk pembuangan sisa dan air sisa.
Sektor Bangunan – Mengguna pakai TH dalam pembinaan, pengurusan, pemuliharaan dan pemusnahan bangunan.
Sektor Bekalan Tenaga – Memasukkan elemen TH dalam penjanaan dan pengurusan bekalan tenaga.
Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa – Mengguna pakai TH dalam pengurusan dan penggunaan sumber air, rawatan kumbahan, sisa pepejal dan kawasan pelupusan sampah.
Teknologi Hijau (TH) – Merujuk kepada pembangunan dan aplikasi produk, peralatan serta sistem untuk memelihara alam sekitar dan alam semula jadi dan meminimumkan atau mengurangkan kesan negatif daripada aktiviti manusia.
Tenaga Lautan – Merupakan sumber tenaga boleh baharu yang menggunakan tahap kemasinan air laut untuk menghasilkan arus elektrik.
Tindak balas Redoks – Tindak balas yang melibatkan pengoksidaan dan penurunan yang berlaku secara serentak.
Tenaga Boleh Baharu – Tenaga yang boleh dijana dalam tempoh kewujudan hayat manusia. Contohnya seperti tenaga solar, angin, geoterma, tenaga hidro, biotenaga dan tenaga ombak.
AKTIVITI1.9
Terdapat empat aktiviti yang boleh dilaksanakan dalam tajuk ini. Berikut ialah aktiviti, strategi dan tempoh waktu pembelajaran:
Aktiviti Strategi Tempoh
1 Inkuiri Penemuan 4 jam
2 Inkuiri Penemuan 1 minggu
3 Inkuiri Penemuan 3 jam
4 Pembelajaran Berasaskan Produk 1 bulan
KIMIA40
AKTIVITI 1
ObjektifMengolah air sisa perusahaan batik dengan menggunakan prinsip elektrolisis.
Latar Belakang
Dengan menggunakan kategori Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir, air sisa dari perusahaan batik akan diolah melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa. Pengolahan ini menggunakan elektrod daripada logam atau karbon yang terpakai bagi memperkenalkan konsep elektro-penggumpalan (electrocoagulation). Justeru air sisa perusahaan batik yang digunakan akan bertindak sebagai bahan elektrolit. Tindak balas kimia akan berlaku apabila logam seperti kuprum / karbon dimasukkan ke dalam air sisa tersebut kerana air sisa mengandungi ion boleh teroksida. Proses ini menjadikan air sisa tersebut tidak mencemarkan alam sekitar.
Bahan dan Peralatan
i. 2 unit Elektrod karbonii. 2 unit Elektrod kuprumiii. 2 unit Bikar 500 mliv. 4 unit Klip buayav. Air sisa dari perusahaan batik (pewarna batik digunakan sebagai bahan gantian)vi. Penunjuk universal / pH metervii. Sumber kuasa
Gambar 1Bahan dan peralatan bagi Aktiviti 1
KIMIA 41
Kaedah
Murid perlu membentuk kumpulan yang terdiri daripada enam orang.
i. Guru mengemukakan soalan:• Bagaimanakah air sisa daripada perusahaan batik boleh mencemarkan alam sekitar?• Mengapakah air sisa perusahaan batik perlu diolah melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan sebelum dibuang?• Bagaimanakah Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan mengolah air sisa tersebut?• Apakah nilah pH air sisa perusahaan batik sebelum dan selepas diolah melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan? Jelaskan.
ii. Penyiasatan• Murid melakukan penyiasatan bagi mengenal pasti cara untuk merawat air sisa daripada perusahaan batik dengan menggunakan prinsip elektrolisis melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan.• Menggunakan elektrod karbon yang akan berperanan sebagai anod dan katod.• Menggunakan air sisa daripada perusahaan batik sebagai elektrolit.• Melengkapkan sel elektrolisis (sila rujuk Gambar 2).
Elektrolit : Air pewarna sebagai air sisa perusahaan batik
Anod : Karbon / KuprumKatod : Karbon / Kuprum
Gambar 2 Sel elektrolisis
• Murid melakukan penyiasatan bagi menentukan nilai pH air sisa daripada perusahaan batik sebelum dan selepas diolah.• Murid melakukan penyiasatan terhadap hasil yang diperoleh apabila elektrod karbon digantikan dengan elektrod kuprum.
iii. Membina Pengetahuan• Murid membina kefahaman berdasarkan keputusan yang diperoleh daripada penyiasatan. Murid dapat mengetahui bahawa prinsip elektrolisis boleh digunakan untuk mengolah air sisa daripada perusahaan batik melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa.
KIMIA42
iv. Perbincangan• Murid berbincang mengenai hasil penemuan yang diperoleh daripada aktiviti yang dijalankan.• Sebagai contoh:
o Membincangkan hasil yang diperoleh apabila menggunakan elektrod karbon. o Membincangkan hasil yang diperoleh apabila menggunakan elektrod kuprum.o Membincangkan peranan kategori Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa dalam melestarikan air sisa perusahaan batik.o Membincangkan nilai pH air pewarna batik (air sisa daripada perusahaan batik) sebelum dan selepas proses elektrolisis melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan.
v. Reflek• Murid membuat refleksi terhadap aktiviti yang telah dijalankan dengan membuat perkaitan antara konsep Kimia iaitu konsep elektrokimia dengan kategori dan sektor TH yang diaplikasikan.
Maklumat untuk Guru
Prosedur :
i. Rekod nilai pH air pewarna batik (air sisa daripada perusahaan batik) sebelum eksperimen dijalankan dengan menggunakan penunjuk universal.ii. Catatkan warna air pewarna batik (air sisa daripada perusahaan batik).iii. Masukkan 50 ml air pewarna batik (air sisa daripada perusahaan batik) ke dalam bikar 500 ml.iv. Rendamkan elektrod karbon ke dalam bikar tersebut.v. Sambungkan klip buaya kepada sumber kuasa dengan voltan 4V.vi. Catatkan perubahan warna dan nilai pH bagi setiap 1 jam selama 4 jam.vii. Ulang langkah (iii) hingga (v) dengan menggantikan elektrod karbon dengan elektrod kuprum.
Pemerhatian
i. Perhatikan perubahan warna air pewarna batik (air sisa daripada perusahaan batik) sebelum dan selepas Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan dilakukan.ii. Perhatikan perubahan warna penunjuk universal sebelum dan selepas Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan dilakukan.iii. Jika menggunakan elektrod kuprum, apakah yang berlaku kepada warna dan nilai pH air sisa tersebut? Mengapa?
Soalan Perbincangan
i. Apakah maksud Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan dan apakah kaitannya dengan prinsip elektrolisis?ii. Bandingkan nilai pH air sisa yang telah diolah apabila elektrod yang berbeza digunakan.iii. Mengapakah air sisa perusahaan batik perlu diolah sebelum dibuang sebagai bahan buangan?
KIMIA 43
Kerjaya dalam Teknologi Hijau
• Jurutera Kimia• Pengurus Sumber Persekitaran
Mengolah air sisa dari perusahaan batik mampu mengurangkan pencemaran alam sekitar dan kesan bahaya pada manusia. Perkara ini menunjukkan bahawa Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa sebagai salah satu sektor TH yang telah dipatuhi untuk memastikan semua bahan cemar yang merbahaya digumpalkan sebelum air tersebut dibuang. Pengaplikasian kategori Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan menggunakan prinsip elektrolisis membolehkan air sisa tersebut diolah dengan memisahkan bahan cemar berbahaya daripada air sisa.
Kesimpulan
KIMIA44
AKTIVITI 2
Objektif
Mengolah pelbagai air sisa rumah untuk menghasilkan air sisa yang telah diolah.
Latar Belakang
Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa dengan mengaplikasikan kategori Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan digunakan untuk mengolah air sisa rumah. Air sisa rumah seperti air sisa daripada sinki, mesin basuh dan bilik mandi boleh diolah untuk menghasilkan produk air (air sisa yang telah diolah). Dengan menggunakan kategori Air Domestik melalui Kitar Semula Air dalam Sektor Bangunan, ‘produk air’ tersebut boleh diguna semula dengan fungsi yang berbeza. Maka air sisa rumah yang telah diolah boleh diguna semula untuk kegunaan rumah mengikut kesesuaian seperti siraman tanaman, mencuci kereta dan sebagainya. Contohnya, air beras yang telah diolah melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan, nilai pHnya berubah daripada neutral kepada nilai pH berasid (asid lemah) dan ianya sesuai dijadikan sebagai air kecantikan kerana air kecantikan mempunyai nilai pH 4 hingga 6. Bagi air basuhan ayam yang telah diolah melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan, flok akan terhasil di bahagian atas. Flok yang terhasil perlu diasingkan sebelum dibuang kerana ia mungkin menjadi penyebab kepada masalah sinki tersumbat. Malah, ‘produk air’ tersebut mempunyai nilai pH berasid, namun ianya masih sesuai untuk disalurkan ke sistem saliran.
Bahan dan Peralatan
i. Pelbagai air sisa rumah seperti:• Air basuhan beras• Air daripada mesin basuh• Boleh menggunakan pelbagai jenis air sisa rumah kecuali air tandas
ii. Sumber kuasaiii. 2 unit Elektrod karbon / kuprum iv. 4 unit Klip buayav. 2 unit Bikar 500 mlvi. Penunjuk universal / pH meter
Gambar 3Bahan dan peralatan bagi Aktiviti 2
KIMIA 45
Kaedah
Murid perlu membentuk kumpulan yang terdiri daripada enam orang.
i. Guru mengemukakan soalan seperti :• Mengapakah air sisa rumah perlu diolah melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan?• Bagaimanakah kategori Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan berfungsi dalam aktiviti ini?• Apakah nilai pH air sisa rumah sebelum dan selepas diolah? Jelaskan.• Mengapakah air sisa rumah yang telah diolah boleh diguna semula melalui Kitar Semula Air?• Bagaimanakah kesan air sisa rumah yang telah diolah diguna semula sebagai air siraman
kepada tanaman?
ii. Penyiasatan• Murid melakukan penyiasatan bagi mengenal pasti cara untuk mengolah air sisa rumah (greywater) dengan menggunakan prinsip elektrolisis melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan.
o Menggunakan elektrod karbon yang akan berperanan sebagai anod dan katod. o Menggunakan air sisa rumah sebagai elektrolit.o Melengkapkan sel elektrolisis. Rujuk Gambar 4.o Selepas 30 minit, flok akan terhasil. Rujuk Gambar 5.
Gambar 4Sel elektrolisis
Gambar 5Flok terbentuk di permukaan air sisa semasa
proses elektrolisis
• Murid melakukan penyiasatan bagi menentukan nilai pH air sisa rumah sebelum dan selepas diolah.• Murid melakukan penyiasatan tentang ciri fizikal dan ciri kimia flok yang terhasil.• Murid melakukan penyiasatan apabila air sisa rumah yang belum diolah diguna sebagai siraman tanaman (setiap kumpulan perlu mempunyai sebuah pasu yang mempunyai tanaman – Pasu A).• Murid melakukan penyiasatan apabila air sisa rumah yang telah diolah diguna semula melalui Kitar Semula Air sebagai air siraman tanaman (setiap kumpulan perlu mempunyai sebuah pasu yang mempunyai tanaman – Pasu B).• Murid melakukan penyiasatan terhadap nilai pH air sisa rumah yang terhasil apabila elektrod karbon digantikan dengan elektrod kuprum.
KIMIA46
iii. Membina Pengetahuan• Murid membina kefahaman berdasarkan keputusan yang diperoleh daripada penyiasatan dan dapat mengetahui bahawa prinsip elektrolisis boleh digunakan untuk mengolah air sisa rumah melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa.• Murid membina kefahaman berdasarkan keputusan yang diperoleh daripada penyiasatan iaitu kepentingan kategori Air Domestik melalui Kitar Semula Air dalam Sektor Bangunan bahawa selepas air sisa rumah diolah, air tersebut boleh diguna semula dengan fungsi yang berbeza seperti air siraman tanaman.
iv. Perbincangan• Murid berbincang mengenai hasil penemuan yang diperoleh daripada aktiviti yang dijalankan.• Sebagai contoh:
o Membincangkan hasil yang diperoleh apabila menggunakan elektrod karbon. o Membincangkan hasil yang diperoleh apabila menggunakan elektrod kuprum.o Membincangkan nilai pH air sisa rumah sebelum dan selepas proses elektrolisis melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan bagi Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa.o Membincangkan kesan siraman ke atas tanaman sebelum dan selepas air sisa rumah diolah melalui Kitar Semula Air bagi Sektor Bangunan.
v. Reflek• Murid membuat refleksi terhadap aktiviti yang telah dijalankan dengan membuat perkaitan antara konsep Kimia iaitu konsep elektrokimia dengan kategori dan sektor TH yang digunakan.
Maklumat untuk Guru
Prosedur :
i. Rekod nilai pH pelbagai air sisa rumah sebelum eksperimen dijalankan dengan menggunakan penunjuk universal.ii. Catatkan warna air sisa rumah. iii. Masukkan 50 ml air sisa rumah ke dalam bikar 500 ml.iv. Rendamkan elektrod karbon ke dalam bikar tersebut.v. Sambungkan klip buaya kepada sumber kuasa dengan voltan 4V.vi. Catatkan perubahan warna dan nilai pH bagi setiap 1 jam selama 4 jam.vii. Ulang langkah (i) hingga (v) dengan menggunakan pelbagai air sisa rumah.viii. Ulang langkah (iv) dengan menggunakan elektrod kuprum.
Pemerhatian
i. Perhatikan perubahan warna air sisa rumah sebelum dan selepas Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan dilakukan.ii. Perhatikan perubahan warna penunjuk universal sebelum dan selepas Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan dilakukan.iii. Jika elektrod karbon diganti dengan elektrod kuprum, perhatikan perubahan warna air sisa tersebut dan perubahan warna penunjuk universal.iv. Perhatikan kesegaran tanaman apabila air sisa rumah yang belum diolah dan telah diolah diguna semula melalui Kitar Semula Air sebagai air siraman. Bina dan catatkan pemerhatian dalam Jadual 1.
KIMIA 47
Jadual 1: Pemerhatian Tanaman dalam Pasu
Soalan Perbincangan
i. Mengapakah Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan penting dalam mengolah air sisa rumah?ii. Dengan mengaplikasikan kategori Air Domestik melalui Kitar Semula Air, air sisa rumah yang telah diolah boleh diguna semula. Jelaskan sebab.iii. Jelaskan perkaitan antara prinsip elektrolisis dengan Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan.iv. Bincangkan kebaikan dan kelemahan air sisa rumah yang telah diolah dalam aktiviti ini dengan merujuk kepada hasil siraman pokok.
Kerjaya dalam Teknologi Hijau
• Jurutera Kimia• Pengurus Sumber Persekitaran
HariPemerhatian Pasu A
(Sisa air yangbelum diolah)
Pemerhatian Pasu B (Sisa air yangsudah diolah)
12345
Air sisa rumah sebenarnya boleh diolah menggunakan proses elektrolisis dengan mengaplikasikan kategori Pelupusan dan Tapak Pelupusan Akhir melalui Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa. Maka semua air sisa rumah seperti air mandi, air sinki dan lain-lain kecuali air dari tandas boleh diolah. Maka dengan mengaplikasikan Kategori Air Domestik melalui Kitar Semula Air dalam Sektor Bangunan, air sisa rumah yang telah diolah boleh diguna semula dengan tujuan yang berbeza seperti air siraman tanaman.
Kesimpulan
KIMIA48
AKTIVITI 3
Objektif
Menghasilkan arus elektrik dengan menggunakan air laut.
Latar Belakang
Tenaga Lautan (air laut) dalam kategori Tenaga Boleh Baharu boleh menghasilkan tenaga elektrik bagi Sektor Bekalan Tenaga. Air laut mempunyai ciri elektrolit yang membolehkannya menghasilkan arus elektrik. Perkara ini disebabkan oleh kemasinan air laut tersebut. Untuk itu, prinsip sel kimia diaplikasikan. Situasi ini boleh dilakukan apabila air laut dijadikan sebagai elektrolit dan dua jenis logam (seperti kuprum dan aluminium) bertindak sebagai terminal positif dan terminal negatif. Tindak balas yang berlaku adalah tindak balas redoks. Namun dalam aktiviti ini, air garam digunakan sebagai alternatif kepada air laut. Penggunaan pasangan elektrod yang berbeza mampu menghasilkan arus elektrik yang berbeza voltannya.
Bahan dan Peralatan
i. 30 g Garam (NaCl) (sebagai alternatif kepada air laut)ii. Voltmeter / Digital voltmeteriii. 2 unit Bikar 500 mliv. 400 ml Air suling v. 4 unit Klip buaya vi. Pelbagai jenis elektrod boleh digunakan seperti pasangan Aluminium / Kuprum, pasangan Magnesium / Kuprum dan pasangan Magnesium / Karbonvii. Kertas pasir (digunakan untuk membersihkan logam yang digunakan sebagai elektrod)
Gambar 6Bahan dan peralatan bagi Aktiviti 3
KIMIA 49
Kaedah
Murid perlu membentuk kumpulan yang terdiri daripada enam orang.
i. Guru mengemukakan soalan seperti :• Mengapakah air laut boleh dianggap sebagai sumber Tenaga Boleh Baharu?• Jelaskan kesan rumah hijau apabila air laut digunakan sebagai sumber Tenaga Boleh Baharu yang menjana elektrik.• Apakah kesan ekonomi negara apabila air laut melalui Tenaga Lautan dalam Sektor Bekalan Tenaga digunakan untuk menjana elektrik?
ii. Penyiasatan• Murid melakukan penyiasatan bagi mengenal pasti cara untuk menghasilkan arus elektrik dengan menggunakan prinsip sel kimia melalui Tenaga Lautan dalam Sektor Bekalan Tenaga.
o Menggunakan elektrod Aluminium / Kuprum (atau Magnesium / Kuprum; Magnesium / Karbon) yang akan berperanan sebagai terminal positif dan terminal negatif.o Menggunakan air garam sebagai elektrolit.o Melengkapkan sel kimia. Rujuk Gambar 7.
Gambar 7 : Sel kimia
• Murid melakukan penyiasatan dengan menggunakan pasangan elektrod yang berbeza supaya dapat menghasilkan nilai voltan yang berbeza.• Murid melakukan penyiasatan perubahan voltan apabila air garam dicairkan dengan menggunakan air suling.
iii. Membina Pengetahuan• Murid membina kefahaman berdasarkan keputusan yang diperoleh daripada penyiasatan dan dapat mengetahui bahawa prinsip sel kimia boleh digunakan untuk menghasilkan arus elektrik dengan menggunakan kategori Tenaga Boleh Baharu melalui Tenaga Lautan dalam Sektor Bekalan Tenaga.• Murid membina kefahaman berdasarkan keputusan yang diperoleh daripada penyiasatan dengan membuat perkaitan antara jenis elektrod dengan voltan arus elektrik yang dihasilkan.• Murid membina kefahaman berdasarkan keputusan yang diperoleh daripada penyiasatan dengan membuat perkaitan antara kepekatan air garam yang dicairkan dengan voltan arus elektrik yang dihasilkan.
KIMIA50
iv. Perbincangan• Murid berbincang mengenai hasil penemuan yang diperoleh daripada aktiviti yang dijalankan.• Perbincangan merangkumi perkara berikut:
o Membincangkan jenis elektrod yang menghasilkan voltan arus elektrik yang tertinggi.o Membincangkan hasil yang diperoleh dengan mengaitkan prinsip sel kimia dengan Tenaga Boleh Baharu.o Membincangkan peranan air laut sebagai sumber Tenaga Boleh Baharu melalui Tenaga Lautan dalam Sektor Bekalan Tenaga.o Membincangkan kesan jangka masa panjang terhadap bumi apabila air laut digunakan sebagai sumber Tenaga Boleh Baharu dalam penjanaan elektrik pada masa akan datang.
v. Reflek• Murid membuat refleksi terhadap aktiviti yang telah dijalankan dengan membuat perkaitan antara konsep kimia iaitu elektrokimia dengan kategori dan sektor TH yang diaplikasikan.
Maklumat untuk Guru
Prosedur :
i. Larutkan 30 g NaCl ke dalam 400 ml air suling (pastikan semua garam telah larut).ii. Dengan menggunakan pasangan elektrod Aluminium / Kuprum, tentukan terminal positif dan terminal negatif.iii. Rendamkan terminal positif dan negatif ke dalam bikar yang mengandungi air garam.iv. Sambungkan klip buaya kepada voltmeter (digital voltmeter, jika ada).v. Catatkan nilai voltan yang dihasilkan.vi. Tambahkan 100 ml air suling ke dalam bikar. Catatkan nilai voltan yang dihasilkan.vii. Ulang langkah (ii) hingga (vi) dengan menggunakan pasangan elektrod Magnesium / Kuprum dan Magnesium / Karbon.
Pemerhatian
i. Perhatikan voltan yang dihasilkan dengan menggunakan pasangan elektrod yang berbeza. Pasangan elektrod manakah yang menghasilkan voltan tertinggi? Jelaskan.ii. Adakah terdapat perubahan bacaan pada voltmeter apabila 100 ml air suling ditambah kepada air garam? Berikan justifikasi anda.iii. Hasil daripada pemerhatian, adakah air laut sesuai digunakan sebagai sumber Tenaga Boleh Baharu? Berikan justifikasi.
Soalan Perbincangan
i. Bagaimanakah air laut boleh dikategorikan sebagai sumber Tenaga Boleh Baharu?ii. Jika air laut digunakan sebagai sumber utama Tenaga Boleh Baharu, apakah kesannya pada alam sekitar dan manusia?iii. Mengapakah air laut merupakan sumber Tenaga Lautan? Berikan justifikasi kepada jawapan anda.
KIMIA 51
Kerjaya dalam Teknologi Hijau
• Peguam Persekitaran• Pakar Persekitaran
Penggunaan air laut (air garam) sebagai elektrolit mampu menghasilkan tenaga elektrik dengan menggunakan prinsip sel kimia. Air laut merupakan satu sumber Tenaga Boleh Baharu bagi Sektor Bekalan Tenaga kerana ia merupakan tenaga yang boleh dijana dalam tempoh kewujudan hayat manusia. Kewujudan kemasinan air laut menjadikan ia sebagai sumber Tenaga Lautan yang mampu menjana tenaga elektrik.
Kesimpulan
KIMIA52
AKTIVITI 4
Objektif
Mereka cipta bot yang menggunakan air laut (air garam) sebagai sumber tenaga untuk menggerakkannya.
Latar Belakang
Sektor Bekalan Tenaga yang mengaplikasikan Tenaga Boleh Baharu melalui Tenaga Lautan mampu menggerakkan bot yang dibina. Situasi ini berlaku kerana kemasinan air laut (air garam). Penggunaan air laut (air garam) melalui Tenaga Lautan boleh menjadikan air laut (air garam) sebagai satu sumber alternatif yang boleh menggantikan bahan api fosil. Oleh yang demikian, air laut (air garam) dijadikan sebagai sumber Tenaga Boleh Baharu yang membekalkan tenaga elektrik bagi menggerakkan bot yang direka. Di samping itu, pelbagai pasangan elektrod yang digunakan juga boleh memberikan bacaan voltan yang berbeza serta mampu menggerakkan bot dengan kelajuan yang berbeza.
Bahan dan Peralatan
i. 30 g Garam (NaCl) digunakan bagi menggantikan air lautii. 2 unit Motor 3V (boleh diperoleh daripada CD-rom komputer terpakai atau boleh dibeli dari kedai elektronik seperti HI TECH SKILL n ENGINEERING, Destiny Electronic Centre)iii. Jam randikiv. 2 unit Bikar 500 mlv. 4 unit Klip buaya vi. Pelbagai jenis elektrod boleh digunakan seperti pasangan Aluminium / Kuprum, pasangan Magnesium / Kuprum dan pasangan Magnesium / Karbonvii. Botol mineral (500 ml)viii. Kertas pasir (untuk membersihkan pasangan elektrod yang digunakan)ix. Gunting / pisaux. Pita selofan (kalis air)xi. Putik kapasxii. Kepingan plastik (daripada bahagian botol mineral untuk membina bilah kipas)
KIMIA 53
Kaedah
i. Permulaan• Guru menunjukkan gambar yang berkaitan.
• Guru mengemukakan soalan seperti berikut:o Apakah persamaan yang dapat diperhatikan dalam setiap gambar berikut?o Berdasarkan pemerhatian, bagaimanakah pencemaran udara boleh berlaku? Bagaimanakah masalah tersebut boleh diatasi?
ii. Pembentukan Kumpulan• Murid bekerja secara berkumpulan (6 murid / kumpulan).
iii. Pelan Projek• Murid menyenaraikan pembahagian tugas.• Murid merangka pelan tindakan untuk mengatasi masalah pencemaran udara dengan mengaitkannya dengan Tenaga Lautan dalam kategori Tenaga Boleh Baharu.• Murid mencadangkan reka bentuk bagi membina replika bot. • Murid membina hipotesis.• Murid menghasilkan satu kertas kerja projek sebelum melaksanakan projek.
iv. Tugasan Projek• Murid berbincang untuk melaksanakan pembinaan bot tersebut. Rujuk Gambar 9.• Murid berbincang untuk membuktikan hipotesis yang dibina dalam usaha mencari penyelesaian bagi masalah yang dikenal pasti.
Gambar 9 : Bot
Gambar 8Asap yang dikeluarkan oleh kapal
KIMIA54
v. Pembentangan Hasil Kerja (Produk / Projek)• Setiap kumpulan menulis laporan aktiviti dengan menggunakan format berikut:
o Tajuko Hipotesiso Bahan / Peralatano Prosedur
+ Cara pembinaan bot tersebut.+ Cara pembinaan motor dan bilah kipas.+ Cara bot tersebut dihiaskan berdasarkan kreativiti murid.
o Pemerhatian Murid melakukan pemerhatian seperti :
+ Reka bentuk bot terutamanya kepada bentuk bilah kipas bot.+ Sambungan wayar ke elektrod.+ Sambungan wayar motor ke kipas bot.+ Pergerakan bot.+ Pergerakan bot dengan kelajuan yang berbeza apabila menggunakan pelbagai pasangan elektrod (catatkan masa bergerak dengan jarak yang sama).
o Analisis Pemerhatian+ Bentuk bilah kipas adalah sesuai dan mampu menggerakkan bot berkenaan.+ Sambungan antara motor dan kipas bot.+ Motor bergerak membolehkan bilah kipas bot bergerak.+ Pasangan elektrod yang berbeza membolehkan bot bergerak dengan kelajuan yang berbeza.
o Kesimpulan• Setiap kumpulan membentangkan produk / projek yang dihasilkan berdasarkan laporan.
Maklumat untuk Guru
Prosedur :
i. Potong bahagian tengah botol mineral seperti dalam Gambar 9.ii. Lekatkan pasangan elektrod dengan menggunakan pita selofan yang kalis air di bahagian bawah botol mineral seperti dalam Gambar 9.iii. Dengan menggunakan putik kapas, lekatkan bahagian motor di satu hujung dan bilah kipas di hujung yang lain.iv. Bot yang dibina adalah seperti dalam Gambar 9. Namakan bot tersebut.v. Dengan menggunakan bekas yang besar, masukkan air garam.vi. Letakkan bot di permukaan air garam, perhatikan pergerakkan bot tersebut dalam masa 5 minit dan ukur jarak yang dilalui.vii. Ulang langkah (ii) dengan menggunakan pasangan elektrod yang berbeza.viii. Perhatikan kelajuan bot yang dibina.
Pemerhatian
i. Adakah bot anda bergerak?ii. Jelaskan proses Kimia yang berlaku berdasarkan pemerhatian anda.iii. Sejauh manakah bot anda bergerak selama 5 minit? iv. Pasangan elektrod manakah yang menghasilkan kelajuan bot yang paling tinggi? Mengapa?v. Apakah kelebihan dan kelemahan bot yang telah anda hasilkan? vi. Bagaimanakah anda mengatasi kelemahan tersebut?
KIMIA 55
Soalan Perbincangan
i. Mengapakah air laut boleh digunakan sebagai sumber tenaga yang dapat menggerakkan bot?ii. Bagaimanakah Tenaga Lautan (air laut) dalam Sektor Bekalan Tenaga membantu dalam mengatasi masalah pencemaran udara dan air?iii. Jika air laut dijadikan sebagai sumber bahan api menggantikan bahan api fosil secara komersial, bincangkan kesannya kepada ekonomi negara dan kesihatan sejagat.
Kerjaya dalam Teknologi Hijau
• Peguam Persekitaran• Pakar Persekitaran
Air laut (air garam) merupakan satu bentuk Tenaga Boleh Baharu kerana ia mampu menghasilkan tenaga yang boleh dijana dalam tempoh kewujudan hayat manusia. Maka dengan menggunakan air laut (air garam) sebagai satu sumber bahan api alternatif untuk menggerakkan bot telah menunjukkan pengaplikasian kategori Tenaga Boleh Baharu melalui Tenaga Lautan dalam Sektor Bekalan Tenaga.
Kesimpulan
KIMIA56
SUMBER RUJUKAN1.9.1
Aktiviti 1
i. Green Industry. (2013). http://cp.doe.gov.my/givc/wp-content/uploads/2014/01/Buletin-Cleaner-production- Edisi-2-2013.pdfii. Norazah Masrom (2012). Projek Integrasi Pengeluaran Bersih Pembuatan Batik. Pengeluaran Bersih. 2(2), 1-6.iii. Teknologi Hijau http://cetree.usm.my/index.php/en/berita-cetree/98-teknologi-hijauiv. What is Electrocoagulation? http://www.watertectonics.com/electrocoagulation/v. What is Chemical Engineer? http://www.environmentalscience.org/career/chemical-engineervi. What is an Environmental Resource Manager? http://www.environmentalscience.org/career/resource-manager
Aktiviti 2
i. Lekshmi Mohan, V., Ahammed, M. M., & Nair, A. T. (2014). Greywater Treatment Using Electrocoagulation.ii. Safe use of Household Greywater http://aces.nmsu.edu/pubs/_m/M106.htmliii. ScienceDaily (2016). https://www.sciencedaily.com/terms/seawater.htmiv. Teknologi Hijau http://cetree.usm.my/index.php/en/berita-cetree/98-teknologi-hijauv. What is Chemical Engineer? http://www.environmentalscience.org/career/chemical-engineervi. What is an Environmental Resource Manager? http://www.environmentalscience.org/career/resource-manager
Aktiviti 3
i. How to become an Environmental Specialist: Career Roadmap http://study.com/articles/How_to_Become_an_Environmental_Specialist_Career_ Roadmap.htmlii. Salinity http://science1.nasa.gov/earth-science/oceanography/physical-ocean/ salinity/iii. Stanford researchers use river water and salty ocean water to generate electricity. (2011). Stanford Report, March 28. http://news.stanford.edu/news/2011/march/saline-rechargeable-battery-032811.htmliv. Salt water circuit http://www.hometrainingtools.com/a/saltwater-circuit-projectv. Teknologi Hijau http://cetree.usm.my/index.php/en/berita-cetree/98-teknologi-hijauvi. What is an Energy Manager? http://www.environmentalscience.org/career/energy-manager
KIMIA 57
Aktiviti 4
i. Alternative Fuels for Boats : Fishing Power of The Future. http://www.sportfishingmag.com/alternative-fuels-for-boats-fishing-power-futureii. Electric boat without batteries https://www.youtube.com/watch?v=U0OAaW4En7oiii. Environmental Lawyer http://www.eco.ca/career-profiles/environmental-lawyer/iv. How to become an Environmental Specialist: Career Roadmap http://study.com/articles/How_to_Become_an_Environmental_Specialist_Career_ Roadmap.htmlv. McGill, R., Remley, W., & Winther, K. (2013). Alternative fuels for marine applications. IEA-AMF Organization, A Report from the IEA Advanced Motor Fuels Implementing Agreement.vi. Teknologi Hijau http://cetree.usm.my/index.php/en/berita-cetree/98-teknologi-hijauvii. What is an Energy Manager? http://www.environmentalscience.org/career/energy-manager
CADANGAN JAWAPAN SOALAN PERBINCANGAN1.9.2
Aktiviti 1
i. Memisahkan bahan tercemar daripada air sisa perusahaan batik. Ion-ion yang ada dalam air sisa perusahaan batik mengalami pengoksidaan dan penurunan iaitu tindak balas redoks berlaku.ii. Pemerhatian perlu dilakukan, nilai pH yang berbeza kerana elektrod karbon adalah bersifat lengai tetapi elektrod kuprum mengambil bahagian dalam tindak balas tersebut.iii. Air sisa perusahaan batik mengandungi bahan tercemar seperti pewarna batik, lilin, resin, sodium silicate yang boleh mencemarkan air sungai / laut apabila dibuang tanpa diolah kerana bahan tersebut sukar mereput secara biologi. Kandungan bahan tercemar ini menyebabkan air sisa perusahaan batik mempunyai nilai pH yang tinggi iaitu pH 11.8.
Aktiviti 2
i. Boleh memisahkan bahan kotoran daripada air sisa rumah (greywater) supaya air tersebut lebih ‘bersih’.ii. Bahan kotoran tersebut yang telah digumpalkan dikenali sebagai flok telah dapat diasingkan, dengan itu air sisa rumah (greywater) boleh digunakan semula.iii. Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan membolehkan ion-ion yang terdapat dalam air sisa rumah (greywater) teroksida dan diturunkan melalui tindak balas redoks.iv. Kebaikan – menjimatkan penggunaan air, mengurangkan kos pembayaran bil air, mengurangkan pencemaran air. Kelemahan – perlu memastikan nilai pH air sisa rumah (greywater) yang diolah sesuai digunakan untuk siraman tanaman.
KIMIA58
Aktiviti 3
i. Air laut (air garam) mengandungi ion Na+ dan Cl- yang membolehkan tindak balas redoks berlaku.ii. Air laut merupakan satu contoh Tenaga Boleh Baharu kerana boleh didapati sepanjang tempoh kewujudan hayat manusia. Oleh itu, air laut boleh dijadikan sumber untuk membekalkan arus tenaga elektrik yang berterusan dan ianya tidak mencemarkan alam semula jadi dan tidak memberi kesan buruk kepada kesihatan manusia.iii. Air laut sebagai sumber Tenaga Lautan kerana tahap kemasinan air laut membolehkannya menjana elektrik.
Aktiviti 4
i. Air laut merupakan elektrolit yang mengandungi ion-ion seperti Na+ dan Cl- yang membolehkan tindak balas redoks berlaku melalui prinsip sel kimia.ii. Oleh kerana air laut merupakan salah satu sumber tenaga boleh baharu, maka ia mampu bertindak sebagai sumber tenaga yang tidak mencemarkan alam sekitar (udara dan air) sebagaimana bahan api konventional seperti petroleum, diesel dan arang batu.iii. Ekonomi – boleh dijadikan sumber ekonomi negara dengan membekalkan arus tenaga elektik kepada negara jiran yang memerlukan serta tidak perlu membeli sumber bahan api konventional dari negara luar. Kesihatan – air laut tidak menghasilkan bahan tercemar yang membahayakan alam sekitar dan kurang memberi kesan kepada kesihatan manusia.
KIMIA 59
MELESTARIKAN POLIMER MESRA ALAM
KIMIA60
TAJUK2.0
Melestarikan Polimer Mesra Alam.
KONSEP TEKNOLOGI HIJAU2.1
Konsep Teknologi Hijau (TH) yang diaplikasikan dalam aktiviti ini adalah seperti maklumat di bawah:
KONSEP TEKNOLOGI HIJAU DALAM KIMIA2.2
Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa mengguna pakai TH dalam pengurusan sisa pepejal bahan polimer. Plastik mengambil masa beratus tahun untuk mereput kerana ianya bahan tidak biodegradasi. Plastik yang diguna pakai pada hari ini ialah polimer sintetik. Sekiranya dibakar, polimer sintetik akan membebaskan gas beracun (karsinogenik) seperti furan dan dioksina (dioxin) yang boleh menyebabkan pencemaran udara dan pemanasan global. Justeru, bagi mengurangkan lambakan sampah di tapak pelupusan sampah, kategori Pencegahan dan Pengurangan melalui Amalan Alternatif untuk Filem Plastik / Bekas Stirofoamboleh diaplikasikan.
Aktiviti 5 : Menghasilkan bioplastik menggunakan bahan polimer semula jadi
• Dengan mengaplikasikan TH, bioplastik daripada bahan polimer semula jadi akan dihasilkan sebagai alternatif kepada penggunaan plastik sintetik dan polisterina kerana plastik sintetik yang dibuang bukan sahaja mencemarkan alam sekitar malahan menjejaskan flora dan fauna.• Dalam aktiviti ini, tepung jagung yang merupakan polimer semula jadi digunakan sebagai bahan asas pembinaan bioplastik.
MELESTARIKAN POLIMER MESRA ALAM
Aktiviti Sektor Aplikasi Teknologi Hijau5 i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa
(Waste and Wastewater Management)
• Pencegahan dan Pengurangan (Prevention and Minimization)
• Amalan Alternatif untuk Filem Plastik / Bekas Stirofoam (Alternatives Practices for Plastic Film / Styrofoam Container)
6 i. Bangunan (Building)
• Sampul Bangunan (Thermal Envelope)
• Penebat (Insulation)
KIMIA 61
Aktiviti 6 : Menghasilkan penebat mesra alam menggunakan bahan polimer semula jadi
• Bagi mencari alternatif kepada penebat bangunan yang sedia ada, kategori Sampul Bangunan melalui kaedah Penebat bagi Sektor Bangunan digunakan.• Penebat merujuk kepada bahan yang digunakan untuk mengurangkan atau menghalang pemindahan haba. Penebat ini diperlukan dalam sesebuah bangunan bagi memastikan suhu dalam bangunan tersebut dapat dikekalkan.• Penggunaan serat daripada bahan polimer sintetik sebagai bahan penebat bangunan membawa kepada pelbagai kesan yang buruk terhadap alam sekitar seperti pembuangan sisa bahan binaan dan juga pembebasan gas rumah hijau apabila dibakar.• Selain itu, penggunaan penebat daripada bahan polimer sintetik seperti gentian kaca yang diperbuat daripada bahan mentah pasir dan batu kapur juga membawa kepada pencemaran air dan udara hasil daripada perlombongan yang dijalankan.• Maka, polimer semula jadi seperti sabut kelapa digunakan. Gabungan antara polimer semula jadi iaitu kanji dan sabut kelapa akan menjadi satu bentuk penebat yang boleh menghalang pemindahan haba.
KERJAYA DALAM TEKNOLOGI HIJAU2.3
• Juruteknik Kawalan Kualiti (Industri Polimer)• Penyelia Operasi (Industri Pengeluaran Plastik)• Pengurus Kualiti Bahan• Pakar Reka Bentuk Perindustrian dan Reka Bentuk Produk
SOALAN UTAMA2.4
Aktiviti 5
i. Daripada video yang ditayangkan, apakah kesan penggunaan plastik terhadap alam sekitar dan kehidupan laut?ii. Bagaimanakah kita boleh mengurangkan penggunaan plastik dalam kehidupan seharian dengan menggunakan amalan TH?iii. Pada pendapat anda, bagaimanakah kita boleh meningkatkan kualiti hidup masyarakat tanpa perlu bergantung kepada polimer sintetik?iv. Pada pendapat anda, bagaimanakah cara untuk meningkatkan kesedaran terhadap bahayanya polimer sintetik dalam kalangan masyarakat hari ini dengan pengetahuan TH?
Aktiviti 6
i. Pada pendapat anda, bagaimanakah TH dapat diaplikasikan dalam pembuatan struktur binaan yang dapat bertindak sebagai penebat?ii. Bagaimanakah konsep Sektor Bangunan yang menggunakan kategori Sampul Bangunan dalam TH dapat membantu melestarikan alam sekitar?iii. Apakah bahan lain yang dapat berfungsi sebagai penebat yang menepati ciri kategori Sampul Bangunan dalam Sektor Bangunan?
KIMIA62
TUJUAN PEMBELAJARAN2.5
Mengaplikasikan TH dalam polimer semula jadi.
LATAR BELAKANG2.6
Aktiviti Sektor Penerangan5 i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa
• Pencegahan dan Pengurangan
• Amalan Alternatif untuk Filem Plastik / Bekas Stirofoam
• Polimer terbahagi kepada dua iaitu polimer semula jadi dan polimer sintetik.
• Pencemaran alam berlaku akibat daripada pembuangan polimer sintetik yang tidak terkawal. • Isu ini menjadi cabaran yang hebat dalam usaha mengekalkan kelestarian alam sekitar.
• Penggunaan polimer semula jadi seperti tepung jagung boleh digunakan sebagai bahan asas dalam bioplastik.
6 i. Bangunan • Sampul Bangunan
• Penebat
• Penggunaan polimer semula jadi dalam Sektor Bangunan perlu digalakkan bagi meminimumkan penggunaan polimer sintetik.
• Penggunaan penebat adalah penting bagi memastikan suhu dalam bangunan tersebut dapat dikekalkan kerana semua bukaan kecil yang terdapat dalam sesebuah bangunan perlu ditutup.
• Polimer semula jadi iaitu tepung kanji dijadikan sebagai bahan pelekat yang membolehkan serat iaitu sabut kelapa “diikat” untuk dijadikan sebagai penebat suhu dalam sesebuah bangunan.
KIMIA 63
STRATEGI PENGAJARAN2.7
Pembelajaran Berasaskan Projek / Produk (PBP)
Strategi pengajaran yang dicadangkan dalam tajuk ini adalah Pembelajaran Berasaskan Projek / Produk (PBP). Maka, pada akhir pengajaran, murid akan menghasilkan satu projek / produk. Dalam Aktiviti 5, murid akan bekerja dalam kumpulan seramai 6 orang untuk menghasilkan produk iaitu bioplastik. Manakala dalam Aktiviti 6, murid akan bekerja dalam kumpulan seramai 6 orang untuk menghasilkan penebat.
Bagi memulakan strategi ini, langkah yang diperlukan ialah:
i. Permulaan:• Guru menayangkan video dan menanyakan soalan bagi mencetuskan kesedaran awal kepada pelajar. Soalan adalah seperti berikut:
o Bagaimanakah masalah ini boleh bermula?o Daripada video yang ditayangkan, apakah kesan penggunaan plastik terhadap alam sekitar?o Pada pendapat anda, bagaimanakah kita boleh meningkatkan kualiti hidup masyarakat tanpa perlu bergantung kepada polimer sintetik?
ii. Pembentukan Kumpulan• Murid bekerja secara kumpulan.
iii. Pelan Projek• Murid menyenaraikan pembahagian tugas dalam kalangan ahli kumpulan.• Sebagai contoh, melantik ketua kumpulan, setiausaha, pencatat, pembentang dan lain-lain.• Murid perlu menghasilkan satu kertas kerja projek sebelum melaksanakan projek.
iv. Tugasan Projek• Murid melaksanakan aktiviti mengikut pelan projek.
v. Pembentangan Hasil Kerja (Produk)• Setiap ahli kumpulan mengambil peranan membentangkan produk yang telah dihasilkan.
GLOSARI2.8
Amalan Alternatif untuk Filem Plastik / Bekas Stirofoam – Penggunaan bahan alternatif bagi plastik atau polisterina.
Biodegradasi – Proses pereputan atau penguraian bahan organik seperti sisa makanan, kertas, daun dan sebagainya secara semula jadi oleh mikroorganisma seperti bakteria.
Bioplastik – Plastik yang dibuat daripada bahan semula jadi.
Monomer – Berasal daripada perkataan Yunani. Mono bermaksud “satu” dan meros bermaksud “bahagian”. Monomer merupakan molekul kecil yang boleh terikat secara kimia dengan monomer lain untuk membentuk polimer.
KIMIA64
Pencegahan dan Pengurangan – Satu proses untuk menyokong kehidupan manusia yang lestari melalui penyingkiran dan pengurangan jumlah sisa yang dihasilkan oleh manusia dan penyingkiran sisa yang berbahaya.
Penebat Haba – Bahan yang digunakan untuk mengurangkan atau menghalang pemindahan haba.
Pempolimeran – Proses penggabungan monomer-monomer melalui pembentukan ikatan kimia untuk menghasilkan polimer yang mempunyai rantai molekul yang panjang.
Polimer – Sebatian (sama ada terbentuk secara semula jadi atau buatan) seperti kanji, politena dan lain-lain yang terdiri daripada molekul kompleks yang terbentuk daripada gabungan unit-unit kecil (ringkas) yang serupa.
Sampul Bangunan – Merupakan kompenon bangunan yang mengawal pergerakan tenaga diantara permukaan luar bangunan dengan permukaan dalam bangunan. Ia memainkan peranan penting dalam melindungi pengguna dan bangunan itu sendiri. Sebuah sampul bangunan yang baik mestilah menyeimbangkan suhu, haba termal dan kelembapan pada waktu siang dan malam.
Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa – Mengguna pakai TH dalam pengurusan dan penggunaan sumber air, rawatan kumbahan, sisa pepejal dan kawasan pelupusan sampah.
Sintetik – Sesuatu benda yang disediakan daripada bahan kimia atau bahan tiruan iaitu bukan daripada sumber semula jadi
Sektor Bangunan – Mengguna pakai TH dalam pembinaan, pengurusan, pemuliharaan dan pemusnahan bangunan.
Teknologi Hijau (TH) – Merujuk kepada pembangunan dan aplikasi produk, peralatan serta sistem untuk memelihara alam sekitar dan alam semula jadi dan meminimumkan atau mengurangkan kesan negatif daripada aktiviti manusia.
AKTIVITI2.9
Terdapat dua aktiviti yang boleh dilaksanakan dalam tajuk ini. Berikut ialah aktiviti, strategi dan tempoh waktu pembelajaran:
Aktiviti Strategi Tempoh
5 Pembelajaran Berasaskan Projek / Produk 1 minggu
6 Pembelajaran Berasaskan Projek / Produk 3 hari
KIMIA 65
AKTIVITI 5
Objektif
Menghasilkan bioplastik menggunakan bahan polimer semula jadi.
Latar Belakang
Kesan bahaya penggunaan dan pembuangan bahan polimer sintetik menjadi cabaran yang sangat besar dalam usaha melestarikan alam sekitar. Isu pencemaran alam hasil daripada pembuangan polimer sintetik yang tidak terkawal telah menjadi isu sejagat yang tidak boleh diambil mudah. Maka, Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa bagi kategori Pencegahan dan Pengurangan melalui Amalan Alternatif untuk Filem Plastik / Bekas Stirofoam dipilih dalam usaha mencari alternatif baru bagi menggantikan polimer sintetik. Polimer semula jadi akan dijadikan bahan asas dalam pembuatan bio plastik. Polimer semula jadi yang digunakan adalah bahan yang mudah diperoleh dan merupakan bahan mesra alam.
Bahan dan Peralatan
i. 15 g Tepung jagungii. 100 ml Airiii. 10 ml Cukaiv. 10 g Gliserin atau gliserol (boleh didapati di farmasi atau kedai menjual bahan kek)v. Pewarna makananvi. Kerajang aluminiumvii. Bikar 500 mlviii. Spatulaix. Penunu Bunsenx. Dawai kasaxi. Tungku kaki tigaxii. Penitis (dropper)
Nota
Gliserin berfungsi untuk memberi sifat fleksibel pada plastik yang dihasilkan dan pada masa yang sama menjadikan plastik tersebut lebih kukuh.
KIMIA66
Kaedah
i. Permulaan• Guru menunjukkan video Bird Island-Plastic Vs Nature (https://www.youtube.com/ watch?v=5s3b2wMf1KY)• Guru bertanyakan soalan bagi mencetuskan kesedaran kepada murid:
o Bagaimanakah masalah ini boleh bermula?o Daripada video yang ditayangkan, bincangkan kesan penggunaan plastik terhadap alam sekitar dan hidupan laut.o Pada pendapat anda, bagaimanakah kita boleh meningkatkan kualiti hidup masyarakat tanpa perlu bergantung kepada polimer sintetik?o Bagaimanakah TH membantu dalam menyelesaikan masalah yang dihadapi?
• Guru memberi penerangan ringkas mengenai Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa melalui kategori Pencegahan dan Pengurangan yang menggunakan Amalan Alternatif untuk Filem Plastik / Bekas Stirofoam dalam usaha mencari alternatif bagi menggantikan penggunaan plastik sintetik dan polistirena yang menjadi punca kepada kematian burung-burung di pulau dalam video yang telah ditonton tadi.
ii. Pembentukan Kumpulan• Murid membentuk kumpulan seramai enam orang dalam setiap kumpulan.• Kumpulan perlu mempunyai kepelbagaian bangsa dan jantina.
iii. Pelan Projek• Murid menyenaraikan pembahagian tugas dalam kalangan ahli kumpulan.• Murid merangka pelan tindakan bagi menyelesaikan masalah yang dihadapi dengan menggunakan TH.• Murid merangka pelan tindakan untuk menghasilkan bioplastik dengan bimbingan guru (*prosedur menghasilkan bioplastik dilampirkan).• Murid merangka pelan tindakan untuk menguji ketahanan bioplastik yang menggunakan polimer semula jadi yang berbeza.• Murid merangka hipotesis.• Murid perlu menghasilkan satu kertas projek sebelum melaksanakan projek.
iv. Tugasan Projek• Murid berbincang untuk menghasilkan bioplastik dengan menggunakan polimer semula jadi.• Murid berbincang untuk melakukan ujian ketahanan terhadap bioplastik yang dibina.• Murid berbincang untuk membuktikan hipotesis yang dirangka.
v. Pembentangan Hasil Kerja (Produk)• Setiap kumpulan menulis laporan aktiviti dengan menggunakan format berikut:
o Tajuko Hipotesiso Bahan / Peralatano Proseduro Pemerhatian
Murid melakukan pemerhatian seperti :+ Ketebalan lapisan yang dihasilkan.+ Proses pengeringan lapisan yang dihasilkan sekurang-kurangnya 2 hari.+ Tempat pengeringan bukan di tempat yang mempunyai kesan langsung cahaya matahari (bukan di tepi tingkap).
KIMIA 67
o Analisis Pemerhatian+ Ketebalan bagi setiap polimer semula jadi yang digunakan.+ Ketahanan bagi setiap bioplastik yang dihasilkan.+ Sifat fizikal bioplastik.
o Kesimpulan• Setiap ahli kumpulan perlu mengambil peranan dalam membentangkan produk yang dihasilkan.
Maklumat untuk Guru
Berikut adalah prosedur menghasilkan bioplastik.
Prosedur :
i. 100 ml air , 10 ml cuka, 10 g gliserin dan 15 g tepung jagung dicampur di dalam bikar.ii. Masukkan dua titik pewarna ke dalam campuran tadi dan kacau sebati.iii. Campuran dipanaskan dengan api sederhana dan dikacau sehingga campuran bertukar pekat dan seterusnya agak jernih berkilat.iv. Padamkan api penunu Bunsen.v. Campuran tadi dituang ke atas kerajang aluminium dan diratakan sehingga menjadi satu lapisan yang nipis.vi. Murid diminta mereka bentuk bioplastik mengikut kreativiti masing-masing.vii. Plastik yang terhasil disejukkan sekurang-kurangnya dua hari.viii. Murid diminta mengenal pasti ciri-ciri fizikal plastik yang dihasilkan berdasarkan warna api dan asap apabila terbakar serta ketumpatannya.ix. Kemudian, sediakan dua lubang sedalam 1 kaki dan dilabelkan sebagai A dan B. Lubang B adalah untuk plastik sintetik sebagai pemboleh ubah kawalan.x. Masukkan bioplastik yang dihasilkan ke dalam lubang A dan tutupkan. xi. Perhatikan perubahan ciri fizikal kedua-dua plastik tersebut dalam tempoh 3 hari.xii. Pemerhatian direkodkan dalam jadual.
Nota: Guru boleh menggalakkan murid untuk mempamerkan kreativiti masing-masing dari segi warna dan bentuk plastik yang dihasilkan.
KIMIA68
Bahan dan alat radas Campuran air, cuka, gliserol, tepung jagung, dan pewarna
dipanaskan dan dikacau sehingga pekat
Ratakan sehingga nipis dan sejukkan Tuangkan pada keranjang
*keringkan selama 2 hari di tempat yang sesuai pada suhu bilik.
Rajah 1Carta Alir Prosedur Penghasilan Bioplastik
Pemerhatian
i. Perhatikan ketahanan bioplastik yang dihasilkan sama ada mudah rapuh atau tidak.ii. Perhatikan ketahanan bioplastik yang dihasilkan untuk membawa beban.iii. Bandingkan bioplastik yang dihasilkan dengan plastik polimer sintetik yang telah ditanam.iv. Rekodkan pemerhatian dalam jadual.
Jadual 2: Sifat Fizikal Bioplastik
Sifat fizikalPlastik daripada tepung jagung
Jenis PlastikWarna api
Warna asapJisim beban yang boleh
ditampungKerapuhan
KIMIA 69
Gambar 16Berat yang mampu ditampung
oleh bioplastik
Jadual 3: Ujian Pereputan
Jenis Pemerhatian (lihat kepada warna dan saiz)Plastik sintetik
Bioplastik
* Produk perlu ditanam sedalam 1 kaki sebelum pengujian kadar pereputan dijalankan.
Soalan Perbincangan
i. Nyatakan sifat fizikal plastik yang terhasil daripada tepung jagung.ii. Pada pendapat anda, mengapakah kita perlu menggunakan bioplastik berbanding plastik sintetik?iii. Bagaimanakah kita boleh mengurangkan penggunaan plastik dalam kehidupan seharian melalui kategori Pencegahan dan Pengurangan melalui Amalan Alternatif untuk Filem Plastik / Bekas Stirofoam dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa?iv. Berdasarkan video yang telah ditayangkan, bagaimanakah cara untuk meningkatkan kesedaran awam terhadap TH dan menggalakkan penggunaannya secara meluas untuk melestarikan alam sekitar?v. Berdasarkan kualiti dan ciri plastik yang dihasilkan, apakah penambahbaikan yang boleh dilakukan kepada aktiviti ini? Jelaskan.
Kerjaya dalam Teknologi Hijau
• Penyelia Operasi (Industri Pengeluaran Plastik)• Pengurus Kualiti Bahan• Pakar Reka Bentuk Perindustrian dan Reka Bentuk Produk
Penggunaan polimer sintetik sebagai bahan asas bagi plastik sintetik perlu diminimumkan. Dengan mengguna pakai TH iaitu Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa yang mengaplikasikan kategori Pencegahan dan Pengurangan melalui Amalan Alternatif untuk Filem Plastik / Bekas Stirofoam membolehkan polimer semula jadi seperti tepung kanji, jagung dan lain-lain dijadikan bahan asas dalam penghasilan bioplastik seterusnya dapat mengurangkan pencemaran alam sekitar.
Kesimpulan
KIMIA70
AKTIVITI 6
Objektif
Menghasilkan penebat mesra alam menggunakan bahan polimer semula jadi.
Latar Belakang
Suhu di dalam rumah boleh diturunkan dengan penggunaan kipas atau penghawa dingin. Walau bagaimanapun, sifat tidak kalis haba pada struktur bangunan menyebabkan agak sukar untuk mengekalkan suhu rendah di dalam rumah. Situasi ini mengakibatkan peningkatan kadar penggunaan tenaga elektrik. Kategori Sampul Bangunan melalui kaedah Penebat bagi Sektor Bangunan akan diaplikasikan dalam aktiviti ini. Maka, bahan yang diperbuat daripada polimer semula jadi akan digunakan sebagai bahan penebat bangunan.
Bahan dan Peralatan
i. Botol plastik (500 ml)ii. Termometeriii. 500 ml Airiv. 4 sudu Besar tepung ubi kayu / tepung kanjiv. Sabut kelapa (telah dicarik halus atau dihancurkan menjadi serbuk)vi. Bikar 500 mlvii. Ais (Ais perlu dihancurkan sehingga boleh dimasukkan melalui mulut botol)viii. Spatulaix. Berus cat kecil x. Gam UHUxi. Kapas xii. Penunu Bunsenxiii. Tungku kaki tigaxiv. Dawai kasaxv. Kerajang aluminium
Nota
Sabut kelapa boleh didapati daripada kedai runcit yang menjual barangan mentah harian atau kilang yang menjual bahan fertigasi (pertanian).
Kaedah
i. Permulaan• Guru bertanyakan soalan bagi mencetuskan kesedaran tentang TH kepada murid.
o Pada pendapat anda, bagaimanakah TH dapat diaplikasikan sebagai sumber utama dalam pembuatan struktur binaan yang dapat bertindak sebagai penebat?o Bagaimanakah Sektor Bangunan dengan menggunakan kategori Sampul Bangunan dapat membantu melestarikan alam sekitar?o Mengapakah penebat perlu dibina dengan menggunakan bahan yang mesra alam?
KIMIA 71
• Guru memberi penerangan ringkas mengenai Sektor Bangunan yang mengaplikasikan kategori Sampul Bangunan melalui kaedah Penebat dan menjelaskan kepada murid bahawa penggunaan penebat dalam bangunan adalah penting bagi memastikan suhu dalam bangunan tersebut dapat dikekalkan. Semua bukaan kecil yang terdapat dalam sesebuah bangunan perlu ditutup atau ditampal. Oleh itu, penggunaan bahan yang bertindak sebagai penebat diperlukan.
ii. Pembentukan Kumpulan• Murid membentuk kumpulan dengan enam orang murid dalam setiap kumpulan.• Kumpulan perlu mempunyai kepelbagaian bangsa dan jantina.
iii. Pelan Projek• Murid menyenaraikan pembahagian tugas dalam kalangan ahli kumpulan.• Murid merangka pelan tindakan bagi menyelesaikan masalah yang dihadapi dengan menggunakan TH.• Murid merangka pelan tindakan untuk menghasilkan penebat dengan bimbingan guru (prosedur menghasilkan penebat dilampirkan).• Murid merangka pelan tindakan untuk menguji sifat kalis haba penebat yang dibina.• Murid merangka hipotesis.• Murid perlu menghasilkan satu kertas kerja projek sebelum melaksanakan projek.
iv. Tugasan Projek• Murid berbincang untuk menghasilkan penebat dengan menggunakan bahan yang disediakan.• Murid berbincang untuk melakukan ujian kalis haba dengan menggunakan botol yang mempunyai penebat dan tanpa penebat.• Murid berbincang untuk membuktikan hipotesis.
v. Pembentangan Hasil Kerja (Produk)• Setiap kumpulan menulis laporan aktiviti dengan menggunakan format berikut:
o Tajuko Hipotesiso Bahan / Peralatan o Proseduro Pemerhatian
Murid melakukan pemerhatian seperti :+ Lapisan penebat yang dibina.+ Daya tahan kalis haba.
o Analisis Pemerhatian+ Lapisan penebat yang dibina.+ Perbezaan penurunan suhu dalam botol yang berpenebat dan botol tanpa penebat.
o Kesimpulan• Setiap ahli kumpulan mengambil peranan membentangkan produk yang dihasilkan.
KIMIA72
Maklumat untuk Guru
Berikut adalah prosedur menghasilkan penebat daripada bahan polimer semula jadi.
Prosedur:
i. Masukkan 500 ml air ke dalam bikar.ii. Seterusnya, masukkan 4 sudu besar tepung kanji ke dalam bikar tersebut.iii. Nyalakan penunu Bunsen.iv. Campuran dikacau sehingga larutan menjadi pekat. Tutup nyalaan api dan biarkan larutan menjadi sejuk.v. Bentangkan sabut kelapa yang telah diceraikan secara halus di atas hamparan kapas. Pastikan sabut disusun dengan padat dan rapat. Murid juga boleh meletakkan serbuk sabut (coco peat) atau serbuk kayu di setiap ruang kosong bagi meningkatkan kecekapan penebat yang dihasilkan.vi. Kemudian, tuangkan cecair kanji tadi ke atas sabut yang disediakan. Ratakan.vii. Dengan segera, bentukkan hamparan sabut tadi mengelilingi botol plastik yang bersaiz 500 ml. Pastikan penutup botol masih boleh dibuka dan ditutup.viii. Dengan menggunakan berus kecil, bahagian luar botol boleh disapu dengan lapisan gam yang nipis untuk memperkemaskan bahagian luar yang berkapas tadi.ix. Biarkan sehingga bahan tadi betul-betul sejuk dan mengeras.x. Kemudian, masukkan ais yang telah dihancurkan ke dalam botol plastik yang telah dibungkus dengan lapisan sabut kelapa untuk diuji keberkesanan penebat yang dihasilkan.xi. Catat bacaan suhu awal.xii. Tutup botol dengan rapat.xiii. Rekod suhu dalam botol dalam selang 5 minit pada jadual yang disediakan.xiv. Ulang langkah di (xiii) dengan menggunakan botol yang tidak diletakkan penebat.
KIMIA 73
Campuran tepung kanji dan air dimasak sehingga pekat
Sabut kelapa dibentang di atas hamparan kapas
Hamparan sabut digulung mengelilingi botol Cecair kanji dituang ke atas sabut
Biarkan selama 3 hari sehingga kering sepenuhnya
Rajah 2 Carta Alir Proses Penghasilan Penebat
KIMIA74
Pemerhatian
i. Apakah peranan tepung kanji dalam aktiviti ini?ii. Bandingkan perubahan suhu ais dalam botol tanpa penebat dengan botol yang mempunyai penebat.iii. Perhati dan catat bacaan suhu air sejuk seperti contoh Jadual 4 di bawah.
Jadual 4: Rekod Bacaan Suhu Air Sejuk
SuhuBacaan ais yang
dimasukkan ke dalam botol tanpa penebat
Bacaan ais yang dimasukkan ke dalam botol yang mempunyai
penebatSuhu awalMinit ke-5
Minit ke-10Minit ke-15Minit ke-20Minit ke-25Minit ke-30
Soalan Perbincangan
i. Apakah bahan lain yang dapat berfungsi sebagai penebat yang menepati ciri kategori Sampul Bangunan dalam Sektor Bangunan? Terangkan justifikasi pemilihan bahan.ii. Mengapakah sabut kelapa sesuai dijadikan sebagai penebat dalam Sektor Bangunan?iii. Nyatakan peranan tepung kanji dalam aktiviti ini. Berikan sebab kepada jawapan yang diberikan.
Kerjaya dalam Teknologi Hijau
• Juruteknik Kawalan Kualiti (Industri Polimer)• Pengurus Kualiti Bahan• Pakar Reka Bentuk Perindustrian dan Reka Bentuk Produk
Bagi memastikan pengurangan penggunaan polimer sintetik sebagai penebat haba (insulator), maka polimer semula jadi dan serat digunakan. Oleh itu, dalam Sektor Bangunan dengan kategori Sampul Bangunan melalui Penebat, sabut kelapa dan tepung kanji telah digunakan. Maka dalam hal ini, polimer semula jadi iaitu tepung kanji dijadikan sebagai pelekat yang membolehkan serat seperti sabut kelapa diikat untuk dijadikan sebagai penebat haba bagi mengekalkan suhu dalam sesebuah bangunan.
Kesimpulan
KIMIA 75
SUMBER RUJUKAN2.9.1
Aktiviti 5
i. Buku Teks Kimia Tingkatan 4, ms 162- 163ii. Bird Island-Plastic Vs Nature. https://www.youtube.com/watch?v=5s3b2wMf1KYiii. Glycerine in Bioplastic: Do you need it? What are Alternatives? What Is It For? http://green-plastics.net/posts/433/glycerine-bioplastic-it-alternatives-for/iv. Make it and Break It: Bioplastic From Plant Starch.(Contoh Kaedah Untuk Menguji Ketahanan Plastik) http://csp.umn.edu/wp-content/uploads/2015/03/Starch-to-Plastics-Lab-March_26_2015.pdfv. Make Your Own Algae Bioplastic. http://green-plastics.net/posts/39/how-to-make-algae-bioplastic/vi. Make Your Own Bioplastic. https://www.youtube.com/watch?v=5M_eDLyfzp8vii. Malaysia’s Bioplastic Transformation. http://www.sirim.my/document/Case%20Study/SIRIM%20Bioplastic%20White%20 Paper-v6-highres.pdfviii. The difference between degradable, biodegradable and Compostable. http://green-plastics.net/posts/85/the-difference-between-degradable-biodegradable- and-compostable/ix. USM Pelopori Kampus Tanpa Plastik. http://ww1.utusan.com.my/utusan/info.asp?y=2010&dt=0127&pub=Utusan_ Malaysia&sec=Kampus&pg=ka_01.htm
Aktiviti 6
i. All About Fibers https://en.wikipedia.org/wiki/Fiberii. Buku teks Kimia Tingkatan 4, ms 162- 163iii. Building Insulation Materials https://en.wikipedia.org/wiki/Building_insulation_materialsiv. Environmental Considerations of Building Insulation National Park Service-Pacific West Region https://www.doi.gov/sites/doi.gov/files/migrated/greenin g/buildings/upload/ iEnvironmentalConsiderations-of-Building-Insulation-National-Park-Service-insulation.pdfv. Insulation material http://www.sustainablebuild.co.uk/InsulationMaterials.htmlvi. Insulation Materials And Their Properties. http://www.greenspec.co.uk/building-design/insulation-materials-thermal-properties/vii. Kajian Pemindahan Haba Dalam Ruang Yang Menggunakan Syiling Berpenebat Fiber Sabut Kelapa http://eprints.uthm.edu.my/2389/1/ALINAH_BINTI_SULAIMAN.pdfviii. Natural Polymers. http://www.pslc.ws/macrog/natupoly.htmix. The Building Envelope. http://www.greenbuildingadvisor.com/green-basics/green-enclosures-do-four-things
KIMIA76
CADANGAN JAWAPAN SOALAN PERBINCANGAN2.9.2
Aktiviti 5
i. Sifat fizikal plastik yang terhasil daripada tepung jagung ialah lut sinar, ringan dan mempunyai sedikit sifat kekenyalan.ii. Kita perlu menggunakan plastik biodegradasi berbanding plastik sintetik kerana bioplastik tidak bertoksik, mesra alam dan mengambil tempoh yang singkat untuk terurai.iii. Kita boleh mengurangkan penggunaan bahan polimer sintetik atau plastik yang mencemarkan alam sekitar. Contohnya, pihak USM telah mengharamkan penggunaan polistirena dalam kampus dan menggantikannya dengan bahan yang diperbuat daripada kelapa sawit.iv. Berdasarkan video, kita boleh meningkatkan kesedaran awam dengan lebih meluas dengan mengedarkan poster-poster kesedaran alam sekitar. Selain itu, penggunaan meluas TH boleh ditingkatkan sejak dari bangku sekolah melalui penerapan dalam mata pelajaran di sekolah.v. Daripada sifat-sifat plastik yang dihasilkan, penambahbaikan yang boleh dilakukan ialah dengan menggunakan tepung kanji sebagai ganti kepada tepung jagung.
Aktiviti 6
i. Selain daripada sabut, kita juga boleh menggunakan sekam padi atau habuk kayu. Sekam padi atau habuk kayu mudah didapati kerana merupakan bahan buangan semula jadi.ii. Sabut kelapa sesuai dijadikan sebagai penebat kerana ia murah, mesra alam serta selamat. Pemindahan haba ke luar dapat dikurangkan seterusnya dapat menjimatkan penggunaan tenaga dalam bangunan.iii. Dalam aktiviti ini, tepung kanji bertindak sebagai pelekat atau gam. Ia juga merupakan polimer semula jadi. Selain mudah diperolehi, tepung kanji juga murah, selamat dan senang digunakan.
KIMIA 77
MINYAK MASAK TERPAKAI KE ARAH KELESTARIAN
KIMIA78
TAJUK3.0
Minyak Masak Terpakai Ke Arah Kelestarian.
KONSEP TEKNOLOGI HIJAU3.1
Konsep Teknologi Hijau (TH) yang diaplikasikan dalam aktiviti ini adalah seperti maklumat di bawah:
MINYAK MASAK TERPAKAI KE ARAH KELESTARIAN
Aktiviti Sektor Aplikasi Teknologi Hijau7 i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa
(Waste and Wastewater Management)
• Pencegahan dan Pengurangan (Prevention and Minimization)
• Pencegahan Sisa Makanan (Food Waste Prevention)
• Hasil Lebih Bersih (Cleaner Production)
8a i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa (Waste and Wastewater Management)
• Pengasingan dan Kitar Semula (Separation and Recycling)
• Kitar Semula Sisa (Waste Recycling)
8b i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa (Waste and Wastewater Management)
• Pungutan dan Pemindahan (Collection and Transfer)
• Penjadualan dan Rutin – Penggunaan Biodiesel (Scheduling and Routing – Utilization of Biofuels)
KIMIA 79
KONSEP TEKNOLOGI HIJAU DALAM KIMIA3.2
Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa mengguna pakai TH dalam pengurusan dan penggunaan minyak masak terpakai. Dengan mengaplikasikan kategori Pencegahan dan Pengurangan melalui Pencegahan Sisa Makanan dan Hasil Lebih Bersih, minyak masak terpakai digunakan untuk menghasilkan sabun. Minyak masak terpakai yang tidak dikendali dengan sempurna boleh mengakibatkan sistem perparitan tersumbat dan seterusnya mengancam hidupan akuatik.
Aktiviti 7 : Menghasilkan sabun daripada minyak masak terpakai
• Dengan TH, penghasilan sabun daripada minyak masak terpakai boleh mengelakkan sistem perparitan daripada tersumbat dan seterusnya meminimumkan gangguan ekosistem hidupan akuatik.• Minyak masak terpakai merupakan salah satu contoh ester (bahan organik) bersaiz besar yang boleh dirawat dalam keadaan beralkali untuk menghasilkan sabun melalui proses saponifikasi.• Dengan itu, minyak masak terpakai yang dikumpulkan daripada pelbagai sumber boleh diproses untuk menghasilkan sabun dan diguna semula di rumah / sekolah sebagai agen pembersih.• Pembuatan sabun hanya memerlukan minyak masak terpakai, air serta natrium hidroksida (NaOH) yang senang diperoleh.• Secara tidak langsung, pengolahan semula minyak masak terpakai menjadi sabun boleh mencegah pencemaran air dan juga mengurangkan penggunaan bahan kimia.
TH mementingkan penggunaan atau pengitaran semula bahan buangan untuk menghasilkan produk yang lebih mesra persekitaran. Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa mengguna pakai TH dalam pengurusan dan penggunaan minyak masak terpakai. Dengan mengaplikasikan kategori Pengasingan dan Kitar Semula melalui Kitar Semula Sisa, minyak masak terpakai dikitar semula untuk menghasilkan biodiesel dan gliserol. Aktiviti 8a : Penghasilan biodiesel daripada minyak masak terpakai
• Minyak masak terpakai yang dikitar semula menjadi biodiesel boleh mengurangkan kebergantungan terhadap diesel yang diperoleh daripada sumber semula jadi yang tidak boleh baharu.• Minyak masak terpakai boleh diproses dan dikitar semula di rumah atau sekolah untuk• menghasilkan biodiesel dan gliserol (atau dikenali sebagai gliserin). Aktiviti ini bertujuan memberi galakan kepada murid bahawa minyak masak terpakai mempunyai potensi untuk dikitar semula. • Nama kimia gliserol ialah propan-1,2,3-triol.• Biodiesel dan gliserol merupakan produk TH yang dihasilkan bukan sahaja mesra alam malah turut mempunyai nilai ekonomi.• Gliserol merupakan hasil sampingan daripada biodiesel yang mempunyai sifat pelembap dan boleh dipisahkan daripada biodiesel dan boleh dirawat untuk menghasilkan sabun.• Secara tidak langsung, pengolahan semula minyak masak terpakai boleh mencegah pencemaran air dan juga mengurangkan kebergantungan terhadap bahan sumber asli yang tidak boleh baharu.
Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa yang menggunakan kategori Pungutan dan Pemindahan melalui Penjadualan dan Rutin-Penggunaan Biodiesel membolehkan biodiesel digunakan sebagai sumber bahan api alternatif yang mesra persekitaran. Biodiesel daripada minyak masak terpakai boleh mengurangkan kebergantungan terhadap sumber bahan api fosil iaitu diesel.
KIMIA80
Aktiviti 8b : Menguji kecekapan biodiesel
• Dua eksperimen ringkas akan dilakukan untuk menguji kandungan karbon serta kadar tenaga pembakaran yang dihasilkan oleh biodiesel berbanding dengan diesel.• Keputusan yang diperoleh daripada aktiviti ringkas ini boleh membuktikan bahawa biodiesel lebih mesra alam daripada diesel kerana kandungan karbon dalam biodiesel lebih rendah.• Maka, penggunaan biodiesel boleh mengurangkan pembebasan karbon di udara sekaligus mengurangkan kesan pemanasan global.• Selain daripada itu, kandungan sulfur yang dibebaskan daripada biodiesel juga lebih rendah berbanding dengan diesel. Sulfur merupakan salah satu unsur yang mengakibatkan hujan asid.• Dalam konteks penghasilan tenaga pula, biodiesel dan diesel menghasilkan tenaga yang lebih kurang sama.• Tenaga haba yang dihasilkan daripada biodiesel dan diesel dapat digunakan dalam aplikasi pengangkutan.
KERJAYA DALAM TEKNOLOGI HIJAU3.3
• Pereka Industri• Pengeluar / Pengusaha (Industri Pembuatan Sabun)• Usahawan Teknologi Hijau (Biodiesel)• Penyelidik Teknologi Hijau• Saintis (Industri Sawit)• Jurutera Kimia• Operator Loji Biodiesel• Pengurus Tenaga• Pengurus Tenaga Boleh Baharu
SOALAN UTAMA3.4
Aktiviti 7
i. Bolehkah minyak masak diguna pakai berulang kali? Berikan justifikasi.ii. Mengapakah masyarakat tidak digalakkan mengguna semula minyak masak terpakai?iii. Bagaimanakah cara terbaik untuk menguruskan minyak masak terpakai secara mesra alam?
Aktiviti 8a
i. Bagaimanakah biodiesel dapat dihasilkan daripada minyak masak terpakai? Jelaskan dengan menggunakan konsep TH.ii. Bagaimanakah gliserol dan bahan sampingan boleh dikomersialkan?iii. Adakah biodiesel boleh dikategorikan sebagai ‘hijau’? Mengapa?iv. Bagaimanakah anda membuktikan bahawa biodiesel adalah ‘hijau’?
Aktiviti 8b
i. Mengapakah biodiesel dikategorikan sebagai ‘hijau’?ii. Bagaimanakah anda membuktikan bahawa biodiesel adalah ‘hijau’?
KIMIA 81
TUJUAN PEMBELAJARAN3.5
Mengaplikasikan TH dalam pengurusan minyak masak terpakai.
LATAR BELAKANG3.6
Aktiviti Sektor Penerangan7 i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa
• Pencegahan dan Pengurangan• Pencegahan Sisa
Makanan • Hasil Lebih Bersih
• Cara paling mudah untuk menguruskan minyak masak terpakai adalah dengan membuangnya ke dalam sinki / longkang.
• Tindakan sedemikian sebenarnya boleh memudaratkan alam sekitar secara tidak langsung dan memerlukan kos penyelenggaraan yang tinggi untuk membersihkan sistem perparitan.
• Pengumpulan minyak masak terpakai bertujuan untuk mencegah dan mengurangkan kesannya terhadap sistem perparitan dan ekosistem hidupan akuatik.
• Dengan itu, minyak masak terpakai digunakan untuk menghasilkan produk yang mesra alam dan mempunyai nilai ekonominya yang tersendiri iaitu sabun melalui proses saponifikasi.
8a i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa • Pengasingan dan Kitar Semula • Kitar Semula Sisa
• Minyak masak terpakai juga boleh dikitar semula untuk menghasilkan biodiesel melalui proses transesterifikasi.
• Kebergantungan kepada sumber asli yang tidak boleh baharu juga dapat dikurangkan.
8b i. Pengurusan Sisa dan Air Sisa • Pungutan dan Pemindahan • Penjadualan dan Rutin – Penggunaan Biodiesel
• Biodiesel dihasilkan untuk menggantikan bahan api fosil yang semakin berkurangan.
• Penghasilan biodiesel yang mesra alam turut mempunyai nilai ekonomi yang tinggi.
KIMIA82
STRATEGI PENGAJARAN3.7
Strategi pengajaran yang boleh digunakan bagi semua aktiviti ialah Pembelajaran Berasaskan Kontekstual dan Mengeksperimen. Walau bagaimanapun, guru boleh menggunakan kedua-dua strategi ataupun salah satu strategi mengikut kreativiti masing-masing. Pembelajaran Berasaskan Kontekstual Bagi memulakan strategi ini, langkah yang diperlukan adalah:
i. Menghubung kait (Relate)• Guru menghubung kait proses saponifikasi dan transesterifikasi dalam keadaan sebenar kepada murid melalui penghasilan sabun dan biodiesel dalam Aktiviti 7 dan Aktiviti 8.
ii. Pengalaman (Experience)• Guru mewujudkan pengalaman pembuatan sabun dan biodiesel dalam kalangan murid secara skala kecil melalui penerokaan.• Memberi pendedahan kepada murid bahawa mereka juga boleh menyumbang kepada persekitaran dengan menghasilkan sabun dan biodiesel.
iii. Mengaplikasikan (Application)• Guru menggalakkan murid mengaplikasikan pengetahuan kimia asid-bes semasa penyediaan sabun dengan mengambil kira nilai pH sabun yang dihasilkan (Aktiviti 7).• Guru juga boleh menggalakkan murid menghasilkan sabun dan biodiesel di rumah masing-masing.• Guru mengutamakan keselamatan murid dan menggalakkan murid mengaplikasikan pengetahuan langkah-langkah keselamatan yang perlu diberi perhatian semasa aktiviti berlangsung dengan pengetahuan kimia yang sedia ada.
iv. Bekerjasama (Cooperation)• Guru menggalakkan nilai bekerjasama dalam kalangan murid. Dengan itu, murid berupaya menyelesaikan masalah yang dihadapi melalui komunikasi dengan rakan serta perkongsian ilmu kimia.
v. Memindahkan (Transfer)• Guru memindahkan situasi pembelajaran tradisional kepada pembelajaran berfokus iaitu memahami sesuatu konsep dengan menghubungkaitkan pengalaman dengan konteks sebenar.• Murid melakukan aktiviti menghasilkan sabun dan biodiesel di samping menulis persamaan kimia.• Murid boleh memindahkan pengetahuan penghasilan sabun dan biodiesel dalam kalangan komuniti.
Mengeksperimen Bagi memulakan strategi ini, langkah yang diperlukan adalah:
i. Hipotesis• Guru menerangkan kaitan antara konsep kandungan karbon dengan jelaga dan konsep tenaga haba daripada pembakaran (Aktiviti 8b) kepada murid.• Seterusnya, murid membuat hipotesis tentang kandungan karbon dalam diesel dan bio diesel berdasarkan formula kimia umum serta keberkesanan diesel dan biodiesel dalam menghasilkan tenaga haba melalui pembakaran Aktiviti 8b.
KIMIA 83
ii. Merancang• Guru menggalakkan murid merancang prosedur eksperimen berdasarkan panduan yang diberi melalui perbincangan dalam kumpulan.• Guru perlu memberi perhatian terhadap perancangan eksperimen dengan mengambil kira langkah-langkah keselamatan.
iii. Merekod Data dan Pemerhatian• Guru meminta murid merekod data dan pemerhatian yang diperlukan sepanjang eksperimen berdasarkan aktiviti yang dijalankan.• Guru perlu memastikan murid menimbang berat mangkuk pijar bersama biodiesel / diesel sebelum dan selepas pembakaran serta mencatat perubahan suhu air.
iv. Membuat Kesimpulan• Murid membuat kesimpulan berdasarkan data dan pemerhatian dan seterusnya menghubungkaitkan dengan TH.• Guru memberi motivasi kepada murid untuk melibatkan diri dengan aktif dalam aktiviti berunsurkan TH.
GLOSARI3.8
Bahan Api Alternatif – Penggunaan bahan api alternatif yang menggantikan petroleum seperti biobahan api.
Biodiesel – Sumber bahan api yang seakan sama dengan diesel tetapi boleh dihasilkan daripada minyak tumbuhan, lemak haiwan atau minyak terpakai. Pembakaran biodiesel tidak membebaskan bahan kimia yang berbahaya terhadap persekitaran.
Hasil Lebih Bersih – Mengurangkan sisa pelepasan dan memaksimumkan output produk yang bersih.
Kitar Semula Sisa – Sisa diguna semula untuk tujuan yang berbeza.
Minyak Masak Terpakai – Lebihan minyak masak yang diperoleh khususnya selepas menggoreng makanan. Boleh dikumpul daripada restoran, hotel, industri dan juga isi rumah. Minyak masak terpakai ini perlu ditapis untuk mengasingkan sisa makanan yang terperangkap didalamnya.
Pencegahan Sisa Makanan – Sisa makanan dikurangkan pengeluarannya.
Pencegahan dan Pengurangan – Satu proses untuk menyokong kehidupan manusia yang lestari melalui penyingkiran dan pengurangan jumlah sisa yang dihasilkan oleh manusia dan penyingkiran sisa yang berbahaya.
Pengasingan dan Kitar Semula – Bahan terpakai diasingkan mengikut jenis bahan dan diguna semula.
Saponifikasi – Tindak balas antara ester dengan alkali untuk menghasilkan sabun dan gliserol. Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa – Mengguna pakai TH dalam pengurusan dan penggunaan sumber air, rawatan kumbahan, sisa pepejal dan kawasan pelupusan sampah.
Teknologi Hijau (TH) – Merujuk kepada pembangunan dan aplikasi produk, peralatan serta sistem untuk memelihara alam sekitar dan alam semula jadi supaya dapat meminimumkan atau mengurangkan kesan negatif daripada aktiviti manusia.
KIMIA84
Transesterifikasi – Proses transformasi molekul kimia trigliserida yang besar untuk menjadi molekul yang lebih kecil. Struktur molekul ini akan kelihatan sama atau hampir serupa seperti molekul yang terkandung dalam bahan bakar diesel.
AKTIVITI3.9
Terdapat dua aktiviti yang boleh dilaksanakan dalam tajuk ini. Berikut ialah aktiviti, strategi dan tempoh waktu pembelajaran:
Aktiviti Strategi Tempoh
7 Pembelajaran Berasaskan Kontekstual 1 jam
88a Pembelajaran Berasaskan Kontekstual 2 jam
8b Mengekperimen 1 jam
KIMIA 85
AKTIVITI 7
Objektif
Menghasilkan sabun daripada minyak masak terpakai.
Latar Belakang
Pembuatan sabun daripada minyak masak terpakai lebih mesra alam kerana tidak meninggalkan bahan kimia dalam ekosistem. Sabun yang dihasilkan ini mengaplikasikan kategori Pencegahan dan Pengurangan melalui Pencegahan Sisa dan Hasil Lebih Bersih dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa. Penghasilan sabun daripada minyak terpakai melibatkan proses saponifikasi. Selain itu, murid juga boleh menggunakan kreativiti masing-masing untuk menghasilkan sabun yang berlainan aroma dan bentuk.
Bahan dan Peralatan
i. 60 ml Minyak masak terpakaiii. 10 g Serbuk / butiran Natrium hidroksida (NaOH) (Pastikan bekas NaOH sentiasa tertutup kerana NaOH bersifat hygroscopic – mudah meresap kelembapan daripada persekitaran)iii. 50 ml Air sulingiv. 2 sudu Garamv. Sarung tanganvi. Gogal (goggles)vii. Penutup hidung dan mulut (masks)viii. 2 unit Bikar 100 mlix. Bikar 250 mlx. Alat pengacau (hand mixer / electric stirrer / magnetic stirring plate)xi. Acuan pelbagai bentuk (jika perlu)xii. Kertas lilin (wax paper)xiii. Indikator pHxiv. Spatulaxv. Aisxvi. Pandanxvii. Termometer
Nota
Sebelum memulakan aktiviti ini, minyak masak terpakai perlu ditapis bagi memisahkan bendasing yang terkandung dalam minyak masak terpakai. Langkah yang diperlukan adalah seperti berikut:
• Campurkan minyak masak terpakai dan air dengan nisbah 1:1 dalam satu bekas tertutup.• Letakkan di bawah matahari selama 2 hari dan goncangkan bekas berkenaan sekerap yang boleh.• Biarkan campuran berkenaan termendap kepada dua lapisan, lapisan minyak terapung di atas bekas dan lapisan air akan menjadi keruh.
KIMIA86
Kaedah
i. Guru memberi pengenalan tentang kesan tumpahan minyak dengan memaparkan video :• The Truth about the Exxon Valdez Oil Spill (2 minit) https://www.youtube.com/ watch?v=UsBYe68PHqg• Grease down the drain? (4 minit) https://www.youtube.com/watch?v=1wywhEuEztQ
ii. Guru mengaplikasikan Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa dengan mengaitkan minyak masak terpakai boleh dirawat melalui proses saponifikasi untuk menghasilkan sabun (pengeluaran yang lebih bersih) dan seterusnya mencapai matlamat pencegahan dan pengurangan dalam TH. Guru boleh mengemukakan soalan seperti:
o Apakah perasaan murid terhadap video pertama yang dipaparkan?o Adakah amalan menuang minyak masak ke dalam singki berlaku di rumah anda?o Adakah anda ingin menyumbang terhadap alam sekitar?o Apakah sumbangan berkaitan dengan TH yang mampu anda beri?o Adakah terdapat pusat pengumpulan minyak masak terpakai di kawasan perumahan anda seperti yang dipaparkan dalam video kedua?o Apakah yang boleh anda lakukan terhadap minyak masak terpakai di rumah anda?
iii. Guru bertanya kepada murid sama ada pernah menggunakan sabun DIY semula jadi atau pernah menghasilkannya di rumah sebelum ini. Guru meminta murid yang pernah membuat sabun untuk berkongsi pengalaman dengan rakan sekelas.
iv. Seramai 4 orang murid dalam satu kumpulan perlu mencari maklumat berkenaan cara-cara menghasilkan sabun dan merancang aktiviti berkenaan.
v. Semasa perancangan aktiviti, murid perlu mengaplikasikan pengetahuan Kimia yang sedia ada dan langkah keselamatan yang perlu dititikberatkan ketika membuat sabun.
vi. Kemudian, murid-murid bekerjasama menghasilkan sabun. Guru boleh menggunakan prosedur penghasilan sabun sebagai panduan.
*Nota : Sebelum memulakan aktiviti ini, guru perlu mengambil langkah berjaga-jaga seperti :• Apabila melarutkan NaOH, pastikan butiran NaOH harus dimasukkan ke dalam air dan bukan sebaliknya.• Proses tersebut perlu dilakukan dalam kukusan ais (ice bath) kerana ia melibatkan proses eksotermik.• Sekiranya terkena larutan NaOH, basuh tangan di bawah laluan air paip yang mengalir.• Murid perlu memakai sarung tangan, gogal (goggles), dan penutup hidung dan mulut (masks) semasa menghasilkan larutan NaOH.• Pastikan peralatan yang digunakan dalam keadaan yang bersih supaya sabun berjaya dihasilkan.
KIMIA 87
Maklumat Untuk Guru
Prosedur Penghasilan Sabun
i. Masukkan 60 ml minyak masak terpakai ke dalam bikar.ii. Larutkan 10 g serbuk / butiran NaOH dalam 50 ml air dengan menggunakan kukusan ais (ice bath) seperti dalam Gambar 10.
Air suling
Ais
Masukkan 10 g NaOH ke dalam air suling dan kacau
dalam kukusan ais (ice bath) sehingga larutan jernih
diperoleh. Pastikan murid memakai sarung tangan,
gogal (goggles) dan penutup hidung dan mulut (mask)
Gambar 10: Proses pelarutan NaOH dalam kukusan ais (ice bath)
iii. Panaskan larutan NaOH sehingga 50-55°C (sekiranya larutan NaOH yang diperoleh rendah daripada 50°C).iv. Tuangkan larutan NaOH ke dalam minyak masak terpakai secara perlahan-lahan dan kacau campuran dengan kuat sehingga mendapat larutan homogeneous yang melekit iaitu campuran sabun.v. Sekiranya larutan tidak melekit selepas 30 minit, masukkan 2 spatula garam ke dalam campuran.vi. Masa yang diperlukan ialah lebih kurang ½ jam (boleh menggunakan alat pengacau elektrik sekiranya mendapati campuran sabun tidak memekat).vii. Campurkan cebisan daun pandan atau wangian yang sesuai untuk menambahkan kewangian sabun dan menghilangkan bau minyak (boleh juga digantikan dengan kelopak mawar, air ros, perasa vanila atau mengikut kreativiti murid).viii. Tuangkan campuran sabun ke dalam acuan mengikut pilihan bentuk sabun yang ingin diperoleh (Gambar 11).ix. Keluarkan sabun daripada acuan selepas 1 hari dan bungkus dengan kertas lilin. Nilai pH sabun ialah 10-12 pada masa ini (Gambar 12).x. Biarkan ketulan sabun kering selama 4-6 minggu untuk mencecah nilai pH 7-8. Sabun yang dihasilkan dicadangkan untuk kegunaan luaran sahaja (external use only), contohnya pembersihan kasut sekolah, lantai dan sebagainya.
KIMIA88
Pemerhatian
i. Ukur dan catatkan nilai pH campuran sabun semasa langkah (ix) dan (x).
Soalan Perbincangan
i. Apakah jangkaan nilai pH campuran sabun yang dihasilkan? Bandingkan nilai pH jangkaan dengan nilai pH sebenar. Apakah yang perlu dilakukan untuk memastikan sabun yang dihasilkan sesuai digunakan?ii. Apakah yang perlu dilakukan untuk mengelakkan sabun yang dihasilkan terlalu beralkali?iii. Bagaimanakah anda boleh menjadikan sabun yang dihasilkan daripada minyak masak terpakai mempunyai nilai ekonomi yang lebih tinggi? Justifikasikan dengan Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa melalui Pencegahan Sisa dan Hasil Lebih Bersih.
Kerjaya dalam Teknologi Hijau
• Pereka Industri• Pengusaha / Pengeluar (Industri Pembuatan Sabun)
Gambar 11Tuangkan campuran sabun ke
dalam acuan
Gambar 12 Hasil sabun yang diperoleh
pada keesokan hari
Dalam aktiviti ini, kategori Pencegahan dan Pengurangan melalui Pencegahan Sisa Makanan dan Hasil Lebih Bersih bagi Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa telah diaplikasikan bagi mengelakkan minyak masak terpakai daripada disalurkan ke dalam sistem perparitan dan menyebabkan pencemaran persekitaran. Melalui aktiviti ini, produk pembersih (sabun) juga dapat dihasilkan daripada minyak masak terpakai.
Kesimpulan
KIMIA 89
AKTIVITI 8a
Objektif
Menghasilkan biodiesel daripada minyak masak terpakai.
Latar Belakang
Minyak masak terpakai boleh digunakan untuk menghasilkan biodiesel dengan mengaplikasikan kategori Pengasingan dan Kitar Semula melalui Kitar Semula Sisa dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa. Biodiesel semakin popular untuk digunakan sebagai sumber Tenaga Boleh Baharu. Secara teorinya, biodiesel membebaskan kandungan karbon yang lebih rendah berbanding dengan diesel. Masyarakat mengharapkan produk yang mempunyai tahap keberkesanan yang tinggi di samping tidak mencemarkan alam sekitar. Selain biodiesel, gliserol merupakan hasil sampingannya. Gliserol yang terhasil ini boleh dirawat dan diproses untuk dijadikan sabun.
Bahan dan Peralatan
i. 60 ml Minyak masak terpakaiii. 14 ml Etanoliii. 0.5 g Serbuk / butiran Natrium hidroksida (NaOH)iv. Silinder penyukat 25 mlv. Silinder penyukat 100 mlvi. Bikar 500 mlvii. Bikar 250 mlviii. Corong pemisah (Alternatif: Menggantikan corong pemisah dengan botol kaca tetapi tunggu sehingga gliserol membeku. Kemudian asingkan dengan menggunakan pipet.)ix. Termometerx. Sarung tanganxi. Gogal (goggles)xii. Penutup hidung dan mulut (mask)xiii. 1 ml Air garamxiv. 1 g Natrium sulfida kontang
Nota
Jika etanol tiada di sekolah, guru boleh menggantikannya dengan metanol.
KIMIA90
Kaedah
i. Guru memulakan kelas dengan mencetuskan minat murid bahawa minyak masak terpakai boleh dikitar semula untuk menghasilkan satu lagi produk yang juga mempunyai nilai ekonomi yang tinggi. Pada masa yang sama, guru boleh bertanya soalan berkaitan dengan biodiesel seperti berikut:
o Pernahkah anda mendengar tentang biodiesel?o Pada pendapat anda, apakah nilai ekonomi biodiesel berbanding diesel?o Pada pendapat anda, bagaimanakah biodiesel boleh dihasilkan?o Bolehkan kita menghasilkan biodiesel sendiri di rumah? Jelaskan.
ii. Guru mengaitkan pengalaman murid menghasilkan sabun dengan objektif Aktiviti 8a melalui transesterifikasi, minyak masak terpakai boleh menghasilkan biodiesel. Pada masa yang sama, murid memindahkan pengetahuan TH dalam Aktiviti 7 kepada Aktiviti 8a. Bahan yang digunakan untuk menghasilkan sabun dan biodiesel adalah hampir sama tetapi berbeza dari segi pelarut.
iii. Guru menggalakkan murid bekerjasama dalam kumpulan untuk mencari kaedah penghasilan biodiesel. Pada masa yang sama, pelajar sepatutnya dapat mengenal pasti bahawa metanol merupakan pelarut yang lebih kerap digunakan berbanding dengan etanol. Murid boleh menentukan pelarut yang sesuai digunakan dalam penghasilan biodiesel berdasarkan justifikasinya. Di samping itu, guru juga boleh menggalakkan murid membuat perbandingan antara langkah-langkah menghasilkan sabun dan biodiesel.
iv. Selepas itu, guru mewujudkan pengalaman menghasilkan biodiesel dengan membekalkan bahan seperti minyak masak terpakai, NaOH dan etanol kepada pelajar.
Maklumat Untuk Guru
Berikut merupakan panduan menghasilkan biodiesel.
Prosedur:
i. Sukat 14 ml etanol ke dalam corong pemisah.ii. Sukat 0.5 g serbuk / butiran NaOH dan larutkan NaOH ke dalam larutan etanol. (Pastikan NaOH dimasukkan ke dalam etanol dan bukan sebaliknya)iii. Sukat 60 ml minyak masak terpakai dengan silinder penyukat dan masukkan ke dalam bikar.iv. Panaskan minyak masak terpakai sehingga 50°C-55°C dalam kukusan air (water bath).v. Tambahkan minyak masak terpakai ke dalam corong pemisah yang mengandungi NaOH dan etanol. Jangan hidu bau yang terbebas.vi. Goncangkan corong pemisah berkenaan dengan kuat selama 5 hingga 10 minit. Pastikan corong ditutup dengan ketat semasa menggoncang.vii. Pastikan pili corong pemisah dibuka sekali-kala untuk melepaskan ‘angin’.viii. Biarkan larutan di dalam corong pemisah menjadi dua lapisan selama 30 minit.ix. Keluarkan lapisan bawah iaitu gliserol di dalam bikar.x. Lapisan yang tertinggal dalam corong pemisah ialah lapisan biodiesel.xi. Cucikan biodiesel dengan 1 ml air garam.xii. Keluarkan lapisan bawah dan tambahkan sedikit natrium sulfida kontang.xiii. Biarkan biodiesel dalam corong pemisah dan simpan untuk Aktiviti 8b.
KIMIA 91
Nota
• Gliserol yang dihasilkan boleh digunakan untuk menghasilkan sabun seperti dalam Aktiviti 7. • Oleh itu, gliserol perlu dilarutkan terlebih dahulu dengan air berdasarkan nisbah 1:4.• Selain menghasilkan sabun, guru boleh menggalakkan murid mencari maklumat mengenai penghasilan produk lain seperti lilin dan sebagainya.
Corong pemisah, etanol, NaOH, minyak
Gambar 13: Bahan dan alat yang diperlukan untuk penghasilan biodiesel
Larutkan NaOH dalam etanolTuangkan etanol ke dalam bikar
Campuran minyak dan larutan ethoxida (NaOH dan etanol)
Rajah 3: Carta alir proses penghasilan biodiesel dan gliserol
Pemerhatian
i. Catatkan perubahan warna campuran dari awal sehingga biodiesel dan gliserol terbentuk.ii. Berapa lapisan yang boleh diperhatikan dalam corong pemisah? Apakah yang diwakili oleh setiap lapisan berkenaan?iii. Apakah nisbah biodiesel kepada gliserol yang terhasil?
Goncangkan campuran Selepas digoncang Biodiesel dan gliserol
KIMIA92
Soalan Perbincangan
i. Apakah tujuan mengoncang botol dengan kuat selepas ethoxida (NaOH dan etanol) dicampurkan dengan minyak masak terpakai?ii. Bagaimanakah anda boleh mengetahui bahawa biodiesel telah terbentuk?iii. Nyatakan sebab / rasional perlu menukarkan gliserol kepada produk yang boleh digunakan dalam kehidupan seharian. Kaitkan dengan Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa.iv. Senaraikan produk-produk yang boleh dihasilkan daripada gliserol.v. Apakah tujuan mencuci biodiesel yang terhasil dengan air garam?
Kerjaya dalam Teknologi Hijau
• Usahawan Teknologi Hijau (Biodiesel)• Penyelidik Teknologi Hijau• Saintis (Industri Sawit)• Jurutera Kimia• Operator Loji Biodiesel
Biodiesel dapat dihasilkan melalui Kitar Semula Sisa dengan mengaplikasikan kategori Pengasingan dan Kitar Semula dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa. Oleh itu, mengitar semula minyak masak terpakai kepada biodiesel bukan sahaja dapat mengurangkan gangguan sistem perparitan, malah juga dapat menghasilkan sumber bahan api alternatif. Di samping itu, bahan sampingan yang dihasilkan seperti gliserol juga dapat dirawat dan diproses untuk dijadikan sabun.
Kesimpulan
KIMIA 93
AKTIVITI 8b
Objektif
i. Membandingkan kandungan karbon yang dibebaskan antara biodiesel dan diesel.ii. Membandingkan keberkesanan penjanaan tenaga antara diesel dan biodiesel.
Latar Belakang
Penggunaan biodiesel yang terhasil ini melibatkan kategori Pungutan dan Pemindahan melalui Penjadualan dan Rutin-Penggunaan Biodiesel dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa. Maka dalam hal ini, murid menggunakan biodiesel sebagai bahan api alternatif. Secara teorinya, biodiesel membebaskan kandungan karbon yang lebih rendah berbanding dengan diesel. Masyarakat mengharapkan produk yang mempunyai tahap keberkesanan yang tinggi di samping tidak mencemarkan alam sekitar. Melalui aktiviti ini, murid diharap dapat membuat perbandingan antara diesel dan biodiesel dari segi pembebasan karbon dan penjanaan tenaga seterusnya membuat justifikasi dalam memilih sumber bahan api yang sesuai pada masa akan datang.
Bahan dan Peralatan
i. Penitis (dropper)ii. Kayu lidiiii. Mancisiv. Mangkuk pijarv. Kertas penapis (filter paper)vi. Biodiesel (daripada Aktiviti 8a)vii. Dieselviii. Bikar kuprum / tin aluminiumix. 70 ml Air sulingx. Silinder penyukat 100 mlxi. Silinder penyukat 10 mlxii. Termometerxiii. Tungku kaki tigaxv. Sumbu pelitaxvi. Bongkah kayuxvii. Penghadang
Kaedah
i. Guru memulakan kelas dengan menekankan kepentingan Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa. Perbandingan antara biodiesel dengan diesel boleh diperoleh melalui pemerhatian dan analisis terhadap hasil eksperimen. Dengan itu, murid akan mengetahui kepentingan TH dalam kehidupan harian.
ii. Sebelum eksperimen bermula, guru meminta murid menyatakan hipotesis eksperimen berdasarkan objektif aktiviti iaitu perbandingan antara biodiesel dan diesel terhadap:
• Kandungan karbon yang dibebaskan• Penjanaan tenaga yang dibebaskan
KIMIA94
iii. Guru boleh menggunakan pengetahuan sedia ada dalam topik alkena dan haba pembakaran untuk menjalankan aktiviti ini.
iv. Murid merancang dan membuat pengubahsuaian secara berkumpulan berdasarkan objektif aktiviti.
Maklumat untuk Guru
Prosedur:
A. Membandingkan kandungan karbon yang dibebaskan antara biodiesel dan diesel
i. Tuangkan 10 titis biodiesel yang terhasil daripada Aktviti 8a dan diesel ke dalam mangkuk pijar yang berasingan.ii. Nyalakan api dengan kayu lidi dan bakarkan biodiesel dan diesel pada masa yang sama.iii. Bandingkan kandungan jelaga yang dihasilkan.
B. Membandingkan keberkesanan penjanaan tenaga antara diesel dan biodiesel
i. Sukat 70 ml air suling dan masukkan ke dalam tin aluminium dengan menggunakan silinder penyukat.ii. Catatkan suhu awal air suling selepas diisi ke dalam tin aluminium.iii. Letakkan tin aluminium di atas tungku kaki tiga tanpa menggunakan kasa dawai.iv. Isikan 2 ml biodiesel ke dalam mangkuk pijar yang terdapat sumbu dan rekodkan jisimnya.v. Nyalakan sumbu dan selaraskan kedudukan mangkuk pijar dengan bongkah kayu supaya nyalaan sumbu dapat sampai sehampir yang mungkin dengan tin aluminium.vi. Kacau air di dalam tin aluminium dengan menggunakan termometer (pastikan bebuli termometer tidak bersentuh pada tapak tin aluminium).vii. Padamkan api pelita apabila suhu air dalam tin aluminium telah menaik sebanyak kira-kira 30°C.viii. Catatkan suhu tertinggi yang dicapai.ix. Timbangkan semula pelita dengan kandungan diesel yang tertinggal dengan serta-merta dan catatkan jisimnya (elakkan proses penimbangan sekiranya mangkuk pijar masih panas).x. Ulangi langkah (i) hingga (ix) dengan menggantikan biodiesel dengan diesel.xi. Kirakan tenaga haba yang dibebaskan dalam J/g dan bandingkan keberkesanan kedua-dua diesel dan biodiesel.
C. Menjalankan Eksperimen
i. Murid mengira tenaga haba yang dibebaskan berdasarkan data yang dikumpulkan dan seterusnya membuat kesimpulan berdasarkan pemerhatian. Pemerhatian yang diperoleh daripada eksperimen menunjukkan bahawa penggunaan biodiesel adalah mesra persekitaran kerana membebaskan kandungan karbon yang rendah di udara berbanding diesel. Justeru, penggunaan biodiesel dianggap sebagai ‘hijau’.ii. Bincangkan kandungan karbon yang dibebaskan dan kaitannya dengan keberkesanan pembakaran.iii. Bincangkan keberkesanan penjanaan tenaga diesel dan biodiesel berdasarkan pengiraan data.iv. Guru membantu murid membuat rumusan dengan mengaitkan dengan TH.
KIMIA 95
Pemerhatian
i. Bandingkan jumlah jelaga yang dibebaskan oleh biodiesel dan diesel semasa pembakaran.ii. Catat tempoh masa yang diambil untuk meningkatkan suhu sebanyak 30°C dan bandingkan dengan tenaga haba yang dibebaskan. Bincangkan keberkesanan diesel dan biodiesel berdasarkan pemerhatian dan kiraan yang diperoleh.
Soalan Perbincangan
i. Apakah kesan karbon terhadap persekitaran?ii. Mengapakah biodiesel menghasilkan jelaga yang kurang jika dibandingkan dengan diesel?iii. Bincangkan pemilihan antara diesel dan biodiesel sebagai sumber api yang berkesan daripada aspek kesannya terhadap persekitaran dan juga tenaga yang dapat dijanakan berdasarkan analisis eksperimen yang dilakukan. Kaitkan dengan Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa.
Kerjaya dalam Teknologi Hijau
• Pengurus Tenaga• Pengurus Tenaga Boleh Baharu
Gambar 14Proses pembakaran diesel
dan biodiesel
Gambar 15Kesan jelaga bagi biodiesel (kiri)
serta diesel (kanan)
Pembebasan karbon daripada biodiesel lebih rendah berbanding dengan diesel. Penghasilan biodiesel merupakan satu contoh TH yang semakin dipergiatkan untuk menjadi sumber tenaga alternatif. Eksperimen berskala kecil ini dapat membuktikan kepada murid bahawa biodiesel sememangnya mempunyai potensi tinggi sebagai sumber tenaga alternatif. Maka dengan mengaplikasikan kategori Pungutan dan Pemindahan melalui Penjadualan dan Rutin-Penggunaan Biodiesel dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa membuktikan biodiesel adalah bahan api yang mempunyai ciri ‘hijau’.
Kesimpulan
KIMIA96
SUMBER RUJUKAN3.9.1
Perhatian
Guru digalakkan menyemak semula kebolehsediaan pautan sebelum digunakan di sekolah. Sekiranya pautan yang dicadangkan tidak dapat diakses, guru boleh mencuba dengan menaip tajuk untuk mendapatkan laman sesawang berkenaan.
Aktiviti 7
i. JooSoap; Eco Soap Studio www.joosoap.orgii. Kriti Saraswat. (2015, December 03). Reusing oil -- why is it dangerous for your health? http://www.thehealthsite.com/fitness/reusing-oil-why-is-it-dangerous-for-your-health/iii. NCTCOG E&D. (2012, Jun 21). Grease down the drain? https://www.youtube.com/watch?v=1wywhEuEztQiv. Super Easy Soap for Beginners. (2013, April 03) https://www.youtube.com/watch?v=qGfXLznJJY0v. Soap Making In Chemistry Class http://sanmccarron.blogspot.my/2012/01/soapmaking-in-chemistry-class.htmlvi. TheBlueSeals. (2010, May 17. )The Truth about the Exxon Valdez Oil Spill https://www.youtube.com/ watch?v=UsBYe68PHqgvii. Virtogil. (2009, June 11). Soap with used cooking oil http://www.instructables.com/id/Soap-with-used-cooking-oil/step2/Soap-recipe-and- fabrication/Soap with used cooking oil.
Aktiviti 8a
i. Biodiesel Learn How To Make Your Own Biodiesel From Vegetable Oil (2009, January 15). https://www.youtube.com/watch?v=9-SaPRccSDEii. Biodiesel-Using renewable resources. http://www.umsl.edu/~biofuels/Biodiesel%20activites/Lab-Workshop-BIODIESEL microscale- 07.pdfiii. John Carr. (2009, July 31).How to Make BioDiesel #5 Draining Glycerine. https://www.youtube.com/watch?v=CXTmZECsKBU&t=122siv. John Carr. (2009, July 31) .How to Make BioDiesel#6The Wash. https://www.youtube.com/watch?v=XolFY8wFWMAv. Making Biodiesel in the Chemistry Classroom. http://www.coloradoscienceconference.org/userfiles/Making%20Biodiesel%20in%20 the%20 Chemistry%20Classroom.pdfvi. Making Glycerin Soap from Biodiesel By-Products. http://www.permaculture.com/node/535vii. Zhiyou Wen, Christopher Bachmann, Robert Grisso, Jactone Arogo & David Vaughan. Making Your Own Biodiesel. https://biology.mit.edu/sites/default/files/Make_Biodiesel.pdf
KIMIA 97
Aktiviti 8b
i. Biodiesel-Using renewable resources. http://www.umsl.edu/~biofuels/Biodiesel%20activites/Lab-Work shop-BIODIESEL microscale- 07.pdfii. Haluzan, N. (n.d.). Renewables-info.com. http://www.renewablesinfo.com/interesting_energy_articles/biodiesel_and_standard_ diesel_comparison.html
CADANGAN JAWAPAN SOALAN PERBINCANGAN3.9.2
Aktiviti 7
i. Nilai pH sabun dijangka 8 kerana sabun bersifat alkali lemah secara teori. Namun, nilai pH sabun yang baru dihasilkan jauh lebih tinggi daripada nilai 8, maka sabun berkenaan perlu dibiarkan selama 4 - 6 minggu sehingga nilai pH jatuh kepada nilai pH yang selamat digunakan.ii. Biarkan sabun pada tempoh masa yang lebih panjang.iii. Minyak masak terpakai yang dikumpulkan daripada rumah sendiri, jiran atau restoran berdekatan digunakan untuk menghasilkan sabun dalam pelbagai bentuk dan mempelbagaikan wangian. Kemudian, sabun tersebut boleh dipasarkan di pasar tani.
Aktiviti 8a
i. Supaya proses transesterifikasi berlaku.ii. Dua lapisan terbentuk, lapisan atas mempunyai warna keemasan dan mempunyai bau yang kurang menyenangkan.iii. Memandangkan aktiviti ini menggunakan minyak masak terpakai (sisa) untuk menghasilkan biodiesel, maka sisa tidak patut dihasilkan selepas minyak masak terpakai ditukarkan kepada biodiesel. Sisa yang dihasilkan haruslah dikurangkan atau ditukar bentuk. Gliserol pula perlu diuruskan secara hijau kerana ianya mempunyai banyak kegunaan.iv. Gliserol yang merupakan sisa dalam proses penghasilan biodiesel boleh digunakan untuk menghasilkan sabun. Sabun yang dihasilkan boleh digunakan untuk membersihkan lantai dan sebagainya. Elakkan daripada menggunakannya ke atas tubuh badan.v. Menyingkirkan pemangkin natrium hidroksida.
Aktiviti 8b
i. Menyebabkan kenaikan suhu bumi, pencemaran udara, penipisan lapisan ozon dan gangguan kesihatan kepada manusia.ii. Biodiesel mempunyai sifat pelincir yang unggul. Penggunaan biodiesel juga boleh mengurangkan pembebasan hidrokarbon yang tidak terbakar / unburned hydrocarbons (UHC), gas karbon monoksida dan pengeluaran zarah yang bersifat toksik melalui ekzos kenderaan secara signifikan.iii. Biodiesel merupakan sumber tenaga yang lebih berkesan daripada diesel kerana tidak mencemarkan alam sekitar. Selain itu, tenaga yang dihasiikan oleh biodiesel adalah lebih kurang sama dengan diesel. Kategori Pungutan dan Pemindahan melalui Penjadualan dan Rutin-Penggunaan Biodiesel dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa boleh diaplikasikan dalam aktiviti ini.
KIMIA98
KIMIA DAN TEKNOLOGI HIJAU
KIMIA 99
TAJUK4.0
Kimia Dan Teknologi Hijau
KONSEP TEKNOLOGI HIJAU4.1
Konsep Teknologi Hijau (TH) yang diaplikasikan dalam aktiviti ini adalah seperti maklumat di bawah:
KONSEP TEKNOLOGI HIJAU DALAM KIMIA4.2
TH bertujuan untuk mengurangkan atau meminimumkan kesan negatif terhadap alam sekitar akibat daripada aktiviti manusia. Ciri TH adalah menggalakkan persekitaran alam sekitar yang sihat dan selamat (KeTTHA, 2016). Justeru pengaplikasian sektor TH adalah diperlukan dalam memastikan bahan-bahan kimia yang digunakan dalam kehidupan seharian tidak akan memusnahkan kelestarian alam sekitar.
Aktiviti 9 : Mengenal pasti sektor-sektor TH dengan menggunakan keratan akhbar
• Kategori Tenaga Boleh Baharu melalui kaedah Biojisim dan Biotenaga diaplikasikan dalam Sektor Bekalan Tenaga.• Biojisim adalah sumber tenaga boleh baharu yang merujuk kepada jirim organik iaitu tenaga yang dihasilkan daripada bahan-bahan tumbuhan. Manakala, biotenaga adalah sumber tenaga boleh baharu yang diperolehi daripada sumber Biologi (Majalah Sains, 2014).• Pembuangan sisa organik seperti sisa makanan, tumbuhan dan haiwan akan menyebabkan penguraian anerobik berlaku kerana kekurangan oksigen akibat daripada tindak balas penguraian oleh mikroorganisma tertentu.
KIMIA DAN TEKNOLOGI HIJAU
Aktiviti Sektor Aplikasi Teknologi Hijau9 i. Bekalan Tenaga
(Energy Supply)• Tenaga Boleh Baharu (Renewable)
• Biojisim dan Biotenaga (Biomass and Bioenergy)
ii. Bangunan (Building)
• Pencahayaan Siang (Daylighting)
• Pencahayaan Semula Jadi (Use of Natural Lighting)
iii. Pengangkutan (Transport)
• Pengangkutan Jalan (Road Transport)
• Bahan Api Alternatif - Kenderaan Elektrik (Alternative Fuels-Electric Vehicles)
KIMIA100
• Tindak balas tersebut akan menghasilkan gas metana dan karbon dioksida. Pembebasan gas metana dan karbon dioksida secara berlebihan ke atmosfera akan memberi kesan kepada alam sekitar.• Melalui kaedah Biotenaga dan Biojisim dalam kategori Tenaga Boleh Baharu, masalah pembebasan gas metana dan karbon dioksida dapat diatasi.• Malah, sumber tenaga boleh baharu seperti biotenaga dan biojisim dapat mengurangkan kebergantungan terhadap sumber bahan api fosil seperti petroleum dan gas asli.• Rujuk keratan akhbar pada Lampiran (a) dan (b) yang membincangkan tentang sampah sarap di Melaka yang digunakan untuk menghasilkan biojisim dan biotenaga. • Kategori Pencahayaan Siang melalui kaedah Pencahayaan Semula Jadi bagi Sektor Bangunan dapat menjimatkan penggunaan tenaga elektrik. Melalui kaedah Pencahayaan Semula Jadi, cahaya daripada matahari digunakan bagi tujuan pencahayaan dalam ruangan bangunan pada waktu siang.• Sektor Pengangkutan yang mengaplikasikan kategori Pengangkutan Jalan melalui kaedah Bahan Api Alternatif-Kenderaan Elektrik akan dibincangkan dalam aktiviti ini. Sila rujuk keratan akhbar pada Lampiran (c).• Kaedah Bahan Api Alternatif-Kenderaan Elektrik dapat menggantikan penggunaan bahan api fosil iaitu petroleum serta tidak mencemarkan alam sekitar.
KERJAYA DALAM TEKNOLOGI HIJAU4.3
• Pakar Perancang Bandar• Arkitek Landskap• Pengurus Persekitaran
SOALAN UTAMA4.4
Aktiviti 9
i. Jelaskan sektor-sektor TH yang terdapat dalam keratan akhbar.ii. Bagaimanakah sektor tersebut boleh diaplikasikan dalam kehidupan anda dan masyarakat setempat?iii. Bincangkan kesan jangka panjang penggunaan Biojisim dan Biotenaga, Pencahayaan Semula Jadi dan Bahan Api Alternatif-Kenderaan Elektrik kepada alam sekitar.
TUJUAN PEMBELAJARAN4.5
Mengaplikasikan pengetahuan dan maklumat mengenai TH.
KIMIA 101
LATAR BELAKANG4.6
STRATEGI PENGAJARAN 4.7
Strategi pengajaran yang boleh digunakan bagi semua aktiviti ialah Pembelajaran Berasaskan Masalah (PBM). Terdapat satu aktiviti yang boleh dilaksanakan dalam tajuk ini. Cadangan pelaksanaan aktiviti adalah di luar waktu pengajaran dan pembelajaran.
Pembelajaran Berasaskan Masalah (PBM)
PBM adalah salah satu kaedah pembelajaran yang dapat membantu murid membina kemahiran untuk berhujah dan berkomunikasi. Kaedah ini memerlukan murid berfikir secara kreatif dan kritis, dapat menganalisis masalah sebenar dan berkebolehan dalam berkomunikasi. Kaedah ini juga memerlukan murid bekerjasama dalam kumpulan supaya mereka dapat berkongsi pendapat dan idea untuk menyelesaikan masalah tersebut. Bagi memulakan strategi ini, guru perlu memulakan pengajaran dengan langkah berikut.
i. Pembentukan Kumpulan• Murid dibahagikan kepada kumpulan kecil. Kumpulan adalah berdasarkan sektor TH yang akan dibincangkan iaitu Sektor Bekalan Tenaga, Bangunan dan Pengangkutan.• Setiap kumpulan terdiri daripada 5 orang murid.
ii. Mengemukakan Masalah• Guru menunjukkan video mengenai masalah sumber asli yang semakin berkurang, isu longgokan sampah yang semakin membimbangkan serta masalah pencemaran yang disebabkan oleh kenderaan.• Untuk menggalakkan percambahan minda murid, guru mengemukakan soalan seperti:
o Bagaimana masalah ini diatasi? Berikan justifikasi anda.
iii. Mengenal pasti Masalah• Murid berbincang di dalam kumpulan bagi mengenal pasti masalah melalui video yang telah dipaparkan oleh guru.
Aktiviti Sektor Penerangan9 i. Bekalan Tenaga
• Tenaga Boleh Baharu • Biojisim dan Biotenaga
ii. Bangunan• Pencahayaan Siang
• Pencahayaan Semula Jadi
iii. Pengangkutan Jalan• Pengangkutan Jalan
• Bahan Api Alternatif – Kenderaan Elektrik
• Murid dikehendaki mencari keratan akhbar dan bahan internet yang berkaitan dengan TH serta pengetahuan Kimia yang sedang dibincangkan di dalam negara mahupun antarabangsa.
• Bahan-bahan ini termasuklah sebarang berita, imej, video, aktiviti sekolah, kempen dan sebagainya.
• Segala maklumat yang diperoleh perlu dibincangkan serta mengaitkannya dengan sektor dan kategori dalam TH yang bersesuaian.
KIMIA102
iv. Mencari Alternatif Penyelesaian• Murid berbincang di dalam kumpulan untuk mencari jalan penyelesaian kepada masalah yang dihadapi.
v. Menilai Alternatif Penyelesaian Masalah• Setiap kumpulan membentangkan dan menilai alternatif penyelesaian masalah yang dihasilkan. Sumbang saran dan komen daripada semua kumpulan dapat memberi alternatif yang terbaik untuk penyelesaian masalah.
vi. Membuat Refleksi Penyelesaian Masalah• Setiap kumpulan membuat refleksi hasil daripada pembentangan dan komen daripada kumpulan lain.
GLOSARI4.8
Biotenaga – Biotenaga adalah sumber Tenaga Boleh Baharu yang diperoleh daripada sumber Biologi.
Biojisim – Biojisim adalah sumber Tenaga Boleh Baharu yang merujuk kepada jirim organik iaitu tenaga yang dihasilkan daripada tumbuhan.
Pencahayaan Siang – Penggunaan cahaya semula jadi untuk mengurangkan dan menjimatkan penggunaan tenaga.
Pencahayaan Semula Jadi – Menggunakan cahaya secara efektif dalam reka bentuk bangunan supaya dapat memaksimumkan visual dan mengurangkan penggunaan tenaga.
Pengangkutan Jalan – Penggunaan kenderaan seperti kereta di jalan raya.
Sektor Bekalan Tenaga – Memasukkan elemen TH dalam penjanaan dan pengurusan bekalan tenaga.
Sektor Bangunan – Mengguna pakai TH dalam pengurusan, pemuliharaan dan pemusnahan bangunan.
Sektor Pengangkutan – Memasukkan elemen TH dalam prasarana pengangkutan dan kenderaan khususnya biobahan api dan pengangkutan awam.
Tenaga Boleh Baharu – Tenaga yang boleh dijana dalam tempoh kewujudan hayat manusia. Contohnya seperti tenaga solar, angin, geoterma, tenaga hidro, biotenaga dan tenaga ombak.
Bahan Api Alernatif-Kenderaan Elektrik – Penggunaan kereta yang menggunakan tenaga elektrik. Kereta digerakkan oleh satu atau lebih motor elektrik di mana elektrik disimpan di dalam bateri yang boleh dicas semula atau peranti penyimpanan tenaga.
Teknologi Hijau (TH) – Merujuk kepada pembangunan dan aplikasi produk, peralatan serta sistemyang memelihara alam sekitar dan alam semula jadi dengan cara meminimumkan atau mengurangkan kesan negatif aktiviti manusia.
KIMIA 103
AKTIVITI4.9
Terdapat dua aktiviti yang boleh dilaksanakan dalam tajuk ini. Berikut ialah aktiviti, strategi dan tempoh waktu pembelajaran:
Aktiviti Strategi Tempoh
9 Pembelajaran Berasaskan Masalah 1 minggu
KIMIA104
AKTIVITI 9
Objektif
Mengenal pasti sektor-sektor TH yang sedang dibincangkan di dalam negara mahupun antarabangsa dengan menggunakan keratan akhbar dan bahan internet.
Latar Belakang
Murid dikehendaki mencari keratan akhbar dan bahan internet yang berkaitan dengan tiga sektor TH iaitu Sektor Bekalan Tenaga, Sektor Bangunan dan Sektor Pengangkutan. Bahan-bahan ini termasuklah sebarang berita, imej, video, aktiviti sekolah, kempen dan sebagainya yang dilaporkan oleh media massa. Bahan-bahan ini hendaklah mempunyai perkaitan dengan TH serta pengetahuan Kimia yang sedang dibincangkan di dalam negara mahupun antarabangsa.
Segala maklumat yang diperoleh perlu dibincangkan bersama guru di dalam kelas dengan mengaitkannya dengan sektor dan kategori TH yang bersesuaian. Antara sektor yang diberi perhatian adalah Sektor Bekalan Tenaga, Sektor Bangunan serta Sektor Pengangkutan. Sebagai contoh, maklumat dalam Lampiran (a) menekankan kategori Tenaga Boleh Baharu melalui kaedah Biotenaga bagi Sektor Bekalan Tenaga manakala maklumat dalam Lampiran (b) menekankan Sektor Bangunan yang mengaplikasikan kategori Pencahayaan Siang. Sektor Pengangkutan yang mengaplikasikan kategori Pengangkutan melalui penggunaan Bahan Api Alternatif-Kenderaan Elektrik ditekankan dalam Lampiran (c). Bahan-bahan maklumat yang dikumpulkan boleh dipaparkan pada papan kenyataan Sains di sekolah semasa minggu Sains.
Bahan dan Peralatan
Keratan akhbar dan bahan internet.
Kaedah
i. Pembentukan Kumpulan• Murid dibahagikan kepada kumpulan kecil. • Setiap kumpulan terdiri daripada 5 orang. • Setiap kumpulan perlu memilih sektor TH yang disukai untuk dibincangkan.
ii. Mengemukakan Masalah• Guru menunjukkan video mengenai masalah sumber asli yang semakin berkurang, isu longgokan sampah yang semakin membimbangkan serta masalah pencemaran yang disebabkan oleh kenderaan.• Guru mengemukakan soalan yang menggalakkan percambahan minda seperti :
o Bagaimana masalah ini diatasi? Berikan justifikasi anda.
iii. Mengenal Pasti Masalah• Murid berbincang di dalam kumpulan untuk mengenal pasti masalah berdasarkan video yang dipaparkan oleh guru.
KIMIA 105
iv. Mencari Alternatif Penyelesaian• Murid berbincang dalam kumpulan dalam usaha mencari jalan penyelesaian bagi masalah yang dihadapi dengan mengaplikasikan sektor TH yang sesuai.
v. Menilai Alternatif Penyelesaian Masalah• Setiap kumpulan membentangkan dan menilai alternatif penyelesaian masalah yang dihasilkan. Sumbang saran dan komen daripada semua kumpulan dalam mendapatkan alternatif yang terbaik untuk menyelesaikan masalah.
vi. Membuat Refleksi Penyelesaian Masalah• Setiap kumpulan membuat refleksi hasil daripada pembentangan dan cadangan daripada kumpulan lain.
Maklumat untuk Guru
Guru perlu memastikan murid telah mengumpulkan dan membawa keratan akhbar atau bahan internet yang berkaitan dengan ketiga-tiga sektor TH yang hendak dibincangkan.
Pemerhatian
i. Murid menggunakan bahan keratan akhbar dan internet untuk mencari jalan alternatif bagi menyelesaikan masalah yang dihadapi.ii. Murid berkomunikasi dan berbahas dalam kumpulan mengenai jalan penyelesaian dengan menggunakan sektor dan kategori TH yang sesuai.
Soalan Perbincangan
i. Sejauh manakah sumbangan TH seperti Sektor Bekalan Tenaga melalui kaedah Biojisim, Biotenaga dan Angin dalam kelestarian bumi kita?ii. Sejauh manakah TH seperti Sektor Bangunan dengan menggunakan kategori Pencahayaan Siang di kawasan penempatan anda boleh diaplikasikan?iii. Sejauh manakah anda dapat mengaplikasikan TH seperti Sektor Pengangkutan yang melibatkan kategori Pengangkutan Jalan melalui kaedah Bahan Api Alternatif-Kenderaan Elektrik di bandar yang anda tinggal?iv. Sebagai generasi muda, jelaskan peranan anda dalam memberi kesedaran kepada masyarakat setempat tentang ketiga-tiga sektor TH yang telah dipelajari di sekolah.
Pengetahuan dan tindakan selepas mengetahui keperluan terhadap mengaplikasikan sektor TH adalah suatu impak yang besar kepada kehidupan yang lebih sihat dan mesra alam. Hasilnya dapat melahirkan murid dan guru yang literasi TH.
Kesimpulan
KIMIA106
Kerjaya dalam Teknologi Hijau
• Pakar Perancang Bandar• Arkitek Landskap• Pengurus Persekitaran
SUMBER RUJUKAN4.9.1
Aktiviti 9
i. All Electric Vehicles http://www.afdc.energy.gov/vehicles/electric_basics_ev.html ii. Aplikasi Grafin-Hasilkan Elektrik Dari Tumbuhan http://www.majalahsains.com/aplikasi-grafin-hasilkan-elektrik-dari-tumbuhan/ iii. Biodiesel Ganti Bahan Api Fosil http://www.majalahsains.com/biodiesel-ganti-bahan-api-fosil/ iv. Careers in Sustainability & Green Jobs www.environmentalscience.org/careers/sustainability-and-green-jobs v. Construction of the Largest Wind Farm in Southeast Asia www.youtube.com/watch?v=b7_ix42ghCQ vi. How does a Biogas Plant Work? www.youtube.com/watch?v=3UafRz3QeO8 vii. Kelebihan Teknologi Hijau http://www.slideshare.net/kelebihan-teknologi-hijau viii. Kelebihan Pencahayaan Semula Jadi http://www.archlighting.com/technology/the-benefits-of-natural-light_o ix. Kementerian Tenaga, Teknologi Hijau dan Air www.kettha.gov.my/portal/index.php? x. Looking for a Career in the Green economy? https://www.hmc.edu/hcsed/2016/10/31/looking-career-green-economy/ xi. Mengintegrasikan HVAC Dan Lampu Kawalan Untuk Kecekapan Tenaga http://facilityexecutive.com/2014/10/benefits-of-integrating-lighting-and-hvac-controls xii. Pencemaran Alam Sekitar Sisa Pepejal www.youtube.com/watch?v=frHSi96KpGk xiii. Sayangilah Bumi Kita www.youtube.com/watch?v=ScDRHehygyo. xiv. Tenaga dan Masa Depan http://www.majalahsains.com/tenaga-dan-masa-depan-2/ xv. Teknologi Hijau Tingkat Kualiti Hidup, Pacu Ekonomi Negara http://www.bharian.com.my/node/40615 xvi. Tenaga Lestari Afrika http://www.sustainable.org.za/ xvii. What is Biomass? www.youtube.com/watch?v=dQ-cIVJuDks
KIMIA 107
CADANGAN JAWAPAN SOALAN PERBINCANGAN4.9.2
Aktiviti 9
i. Sektor Bekalan Tenaga melalui kategori Tenaga Boleh Baharu yang menggunakan Biojisim dan Biotenaga mampu mengurangkan kebergantungan kepada sumber bahan asli seperti petroleum dan gas asli (hasil pembakarannya mencemarkan alam sekitar). Metana digunakan sebagai gas memasak dan ianya paling kurang membebaskan karbon dioksida tetapi kepanasannya adalah tinggi berbanding bahan bakar yang lain.
ii. Sektor Bangunan yang menggunakan kategori Pencahayaan Siang melalui kaedah Pencahayaan Semula Jadi mempunyai banyak manfaatnya kepada kesihatan dan mempunyai nilai estetika yang tinggi. Kategori Penggunaan Pencahayaan Siang melalui kaedah Pencahayaan Semula Jadi ini boleh menjimatkan tenaga elektrik. Sebagai contoh, pada waktu siang bangunan tidak perlu menggunakan lampu untuk pencahayaan tetapi hanya perlu menggunakan pencahayaan daripada matahari bagi mencerahkan ruangan bangunan tersebut. Hasilnya, penggunaan tenaga elektrik dapat dikurangkan bagi tujuan pencahayaan.
iii. Kategori Pengangkutan Jalan melalui kaedah Bahan Api Alternatif-Kenderaan Elektrik dapat mengurangkan penggunaan bahan api fosil iaitu petroleum yang boleh mengakibatkan pencemaran kepada alam sekitar. Petroleum merupakan antara bahan bakar yang banyak membebaskan gas karbon dioksida. Penggunaan Bahan Api Alternatif-Kenderaan Elektrik ini mampu mengurangkan pencemaran alam sekitar khususnya pencemaran udara kerana meminimumkan pembebasan gas karbon dioksida. Kesan jangka panjang daripada penggunaannya ialah dapat meningkatkan kualiti udara yang lebih segar dan tidak menjejaskan kesihatan manusia. iv. Antara contoh peranan dalam memberi kesedaran kepada masyarakat setempat ialah:
- Mengamalkan TH dan mengaplikasikan di dalam kehidupan harian.- Mengajak masyarakat setempat untuk membudayakan dan mengamalkan TH.- Menyebarkan pada masyarakat setempat tentang kepentingan TH dalam kehidupan.- Memperluaskan maklumat dan teknologi berkaitan TH.
KIMIA108
Lampiran (a)
KIMIA 109
Lampiran (b)
KIMIA110
Lampiran (c)
KIMIA 111
PANEL PENULIS
TURUT MENYUMBANG
1. Prof. Haslan Abu Hassan Pengarah Pusat Pemindahan Ilmu (KTP) Universiti Sains Malaysia (USM)
2. Dr. Mardiana Idayu Ahmad Pusat Pengajian Teknologi Industri, USM
3. Prof. Madya Dr. Mohd Suffian Yusoff Timbalan Ketua Kluster Pengurusan Sisa Pepejal (SWAM@USM), USM
4. Prof. Madya Dr. Mohd Wira Mohd Shafiei
Pengarah Pusat Pendidikan dan Latihan Tenaga Boleh Baharu, Kecekapan Tenaga dan Teknologi Hijau (CETREE), USM
5. Prof. Madya Dr. Soib Taib Pusat Pengajian Kejuruteraan Elektrik dan Elektronik, USM
1. Dr. Nooraida Yakob Pusat Pengajian Ilmu Pendidikan, USM
2. Nurul Iliani Mustapha SMK Pondok Upeh, Pulau Pinang
3. Dr. Salwati Yaakub Kolej Matrikulasi Pulau Pinang (KMPP)
4. Tay King Eng Kolej Matrikulasi Perak (KMPk)
KIMIA112
PENGHARGAAN
1. Puan Rozainum Ahmad Pengarah Bahagian Kokurikulum dan Kesenian (BKK)
2. YBhg. Datin Dr. Ng Soo Boon Timbalan Pengarah Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan Matematik, Bahagian Pembangunan Kurikulum(BPK)
3. YBrs. Dr. Rusilawati Othman Ketua Sektor Sains dan Matematik, BPK
4. Tuan Hj. Naza Idris Saadon Ketua Sektor Pendidikan Teknik dan Vokasional, BPK
5. Puan Zalina Kamis Penolong Pengarah Sub Unit Sains, Matematik dan Teknologi, BKK
6. Puan Norhashimah Ismail Penolong Pengarah Unit Kejuruteraan Awam, BPK
7. Puan Suriani Ngatiman Penolong Pengarah Unit Kejuruteraan Awam, BPK
8. Encik Kasdi Kamin Penolong Pengarah Unit Sains Menengah, BPK
9. Puan Norfadhillah Yusoff Penolong Pengarah Unit Sains Tulen, BPK
10. Encik Anandan a/l Kanniapan Penolong Pengarah Unit Sains Tulen, BPK
11. Puan Nor’Aidah Nordin Penolong Pengarah Unit Sains Tulen, BPK
KIMIA 113
KIMIA114