Folio kimia Tingkatan 4

BAHAN BUATAN DALAM INDUSTRI

NAMA:FADHLI ZIL IKRAM

BIN NAZARI

KELAS:4 AL KHAWARIZMI

GURU:PUAN NUR AZULI ERNI

AKTIVITI 1

Kegunaan asid sulfurik dirumuskan dalam carta di bawah.

AKTIVITI 2

Pembuatan Asid Sulfurik.

Asid sulfurik dibuat secara industri melalui proses sentuh.Bahan mentah yang digunakan dalam proses sentuh ialah sulfur(atau bijih sulfida),udara dan air.

Carta aliran proses sentuh.

Peringkat 1:Pengeluaran Sulfur DioksidaSulfur lebur dibakar di dalam udara kering untuk menghasilkan sulfur dioksida ,SO2.Gas yang terbentuk ditulenkan dan disejukkan.

Peringkat 2:Pembentukan Sulfur TrioksidaSulfur dioksida,SO2 dan gas oksigen,O2 yang berlebihan disalurkan melalui mangkin vanadium(V) oksida,V2O5 pada suhu 450˚C dan tekanan 1 atm untuk menghasilkan sulfur trioksida,SO3

Kira-kira 99.5% sulfur dioksida,SO2 ditukarkan kepada sulfur trioksida,SO3 melalui tindak balas berbalik itu.

Peringkat 3:Pembentukan Asid SulfurikSulfur trioksida,SO3 dilarutkan di dalam asid sulfurik,H2SO4 pekat untuk membentuk oleum,H2S2O7.

S + O2 SO2

2SO2 + O2 2SO3

SO3 + H2SO4 H2S2O7

Kemudian ,oleum,H2S2O7 dicairkan dengan air untuk menghasilkan asid sulfurik,H2SO4 pekat dalam kuantiti yang banyak.

Tindak balas dalam peringkat 3 adalah setara dengan mencampurkan sulfur trioksida,SO3 secara langsung ke dalam air.

SO3 + H2O H2SO4

Tindak balas ini tidak dilakukan di dalam industri kerana sulfur trioksida, SO3 bertindak balas terlalu cergas dengan air.Tindak balas ini akan menghasilkan haba dan wasap asid sulfurik,H2SO4 yang banyak. Wasap ini mengakis, tidak mudah dikondensasikan dan mencemarkan udara.

H2S2O7 + H2O 2H2SO4

AKTIVITI 3Sulfur Dioksida Mencemarkan Alam Sekitar

Sulfur dioksida,SO2 ialah salah satu hasil sampingan Proses Sentuh.Gas ini mencemarkan alam sekitar.Hampir semua gas itu terhasil daripada pembakaran bahan api fosil yang mengandungi sulfur.Gas ini menyebabkan kita batuk,sakit dada,sesak nafas,dan penyakit paru-paru.Gas ini juga larut di dalam air hujan lalu menyebabkan Hujan Asid.Air hujan biasanya mempunyai nilai pH 5.4.Hujan asid berlaku apabila nilai pH air hujan berada antara 2.4 dengan 5.0.Hal ini disebabkan oleh tindak balas sulfur dioksida,SO2 dengan air hujan.

2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4

Hujan asid menimbulkan banyak kesan buruk seperti:

a) Mengakis bangunan yang dibuat daripada batu marmar atau batu kapur.

b) Mengakiskan bangunan dan struktur yang dibuat daripada logam.c) Meningkatkan keasidan tanah.d) Menghauskan nutrien tanah.e) Meningkatkan keasidan air dalam tasik dan sungai.

Cara mengatasi kesan buruk hujan asid ialah:

a) Keasidan dalam tanah dan tasik dapat dikurangkan dengan menambahkan bahan bes.

b) Kalium oksida digunakan untuk menyerap sulfur dioksida dalam gas buangan proses sentuh.

AKTIVITI 4Ammonia dan garamnya

Kegunaan Ammonia

Membuat baja bernitrogen dalam bentuk ammonium

sulfat,ammonium nitrat dan urea.

Cecair ammonia digunakan sebagai

penyejuk dalam peti sejuk.

Ditukarkan pada asid nitrik yang seterusnya

digunakan dalam pembuatan bahan

letupan.

Sebagai bahan mentah dalam

pembuatan asid nitrik dalam proses

Ostwald.

Sebagai alkali untuk mencegah susu getah membeku supaya susu getah dapat disimpan dalam bentuk cecair.

Menghasilkan ammonium klorida

yang digunakan dalam pembuatan sel kering.

AKTIVITI 5Sifat Ammonia

gas yang tidak bewarna dan berbau sengit

menukar kertas litmus

merah ke biru,iaitu

bersifat alkali

larut dalam air

mengion separa untuk menghasilkan

satu alkali lemah

bertindak balas dengan gas

hidrogen klorida membentuk wasap putih ammonium

klorida

AKTIVITI 6PERINKAT PEMBUATAN AMMONIA

Gas ammonia yang diperoleh disejukkan (suhu -50°C) sehingga menjadi cecair ammonia.

Campuran gas ini kemudian dialirkan ke atas serbuk ferum (mangkin) pada suhu 450-550°C dan dimampatkan di bawah tekanan antara 200-

500 atmosfera

Gas hidrogen tu diperoleh daripada gas asli metana, sejenis gas semula jadi manakala gas nitrogen tu pula daripada penyulingan berperingkat

yang dilakukan ke atas udara dalam bentuk cecair.

Dalam proses Haber, gas hidrogen dan nitrogen dicampurkan dalam nisbah isipadu atau mol 1:3.

Ammonia dihasilkan secara besar-besaran di kilang melalui proses Haber.

AKTIVITI 7BajaBaja ialah sebatian kimia yang diberikan kepada tumbuhan-tumbuhan untukmenggalakkan pertumbuhan. Ia seringkali dikenakan ke atas tanih, tetapi boleh jugadiletakkan terus pada akar atau disembur pada daun-daun tumbuhan. Baja terbahagikepada dua, iaitu baja asli dan kimia. Baja asli, kadangkala dikenali sebagai bajaorganik, mengandungi bahan-bahan organik atau berasal daripada organisma hidup,

manakala baja kimia pula, kadangkala dikenali sebagai baja tak organik atau bajabuatan, mengandungi bahan-bahan kimia tak organik atau galian-galian.

Baja boleh wujud secara semula jadi seperti gambut dan bahan galian, ataudikilangkan setelah melalui proses semula jadi (seperti penguraian) atau proses kimia(seperti proses Haber). Sebatian kimia sebegini menjadikan halaman, taman-tamandan tanah tampak lebih indah kerana ia membekalkan zat-zat penting yangmenggalakkan kesuburan tumbuhan.

Baja diformulasi khusus bagi tujuan tertentu, contohnya untuk membantu pertumbuhandaun atau pengeluaran buah. Ia lazimnya mengandungi tiga unsur kimia utama, iaitunitrogen, fosforus dan kalium dalam kadar yang berbeza-beza. Unsur-unsur lain sepertikalsium, sulfur, magnesium atau zat-zat mikro (micronutrients) turut digunakanberdasarkan keperluan atau penggunaan baja tersebut. Walaupun nitrogen bolehdidapati di atmosfera bumi, hanya terdapat sekumpulan kecil tumbuhan (contohnya

kekacang) yang melakukan proses ikatan nitrogen (proses penukaran nitrogenatmosfera kepada bentuk-bentuk yang lebih berguna seperti nitrat, ammonia dannitrogen oksida). Hampir semua tumbuhan memerlukan sebatian nitrogen di dalam tanih untuk tumbuh subur.Jenis-Jenis Baja

Baja AsliBaja asli, kadangkala dikenali sebagai baja organik, mengandungi bahan-bahan

organik atau berasal daripada organisma hidup.

Sisa haiwanNajis ternakan yang dijadikan sebagai baja, sama ada digunakan secara terus atau

setelah diproses. Biasanya, najis tersebut diasingkan daripada rumput dan sampah,

dan disimpan selama 40 hari sehingga mengalami penguraian bakteria bagi

menghasilkan baja kompos. Baja ini boleh digunakan terus atau dikeringkan. Baja ini

dalam bentuk kering sering digunakan kerana keadaannya yang lebih mudah ditangani

dan tidak berbau.

GambutDihasilkan melalui proses penguraian secara semulajadi. Organisma-organisma hidup

seperti dedaun, bahagian-bahagian tumbuhan lain, bangkai-bangkai haiwan,

cangkerang dan sebagainya diurai oleh bakteria-bakteria di dalam tanah dalam tempoh

tertentu.

Baja Buatan ManusiaBaja KimiaBaja yang diproses kepada bentuk-bentuk butiran, hablur dan cecair.

Baja kimia jenis butiran boleh digunakan secara terus kepada tanaman manakala jenis

hablur dan cecair hendaklah dicampurkan dengan air terlebih dahulu sebelum

disembur.Contohnya ialah seperti baja Urea, CIRP, Nitrophoska, Byfolan, Welgrow dan

sebagainya. Baja kimia jenis butiran pula terdapat dalam 2 jenis baja butiran kompaun

(compound fertilizer) dan baja tunggal (single dressing fertilizer)

Baja KompaunBaja yang telah diproses lengkap dengan pelbagai unsur.Seperti NPK 15:15:15 & NPK

12:12:17+2 TE

Baja tunggalBaja yang punyai satu jenis unsur sahaja.Seperti Urea (N), TSP- Triple super fosfat(P2O5), MOP- Muriate of potash (K2O)

Garam Amonia Sebagai Baja : Jenis : Jadual

Baja Analisis N (%) P2O5 (%) K2O (%)

Ammonium 33-0-0 33 0 0

Nitrate

Ammonium 21-0-0-24S 21 0 0

sulfate*

Diammonium 18-46-0 18 46 0

Phosphate

Penyediaan Baja Garam Ammonia

Objektif

Menyediakan Baja Ammonia

Radas dan Bahan

Larutan ammonia (2M), larutan asid sulfurik cair (1M), bikar, rod kaca, penunu

Bunsen, tungku kaki tiga, kasa dawai, corong turas, kertas turas

Prosedur

I. 30cm3 larutan asid sulfurik cair dituangkan ke dalam bikar.

II. Larutan ammonia ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam bikar sambil

mengacau larutan tersebut.

III. Apabila larutan mula mengeluarkan bau ammonia, larutan ammonia

dihentikan daripada ditambahkan ke dalam bikar.

IV. Larutan tersebut dipanaskan sehingga ia menjadi daripada isipadu asal.

V. Larutan tersebut disejukkan dalam campuran air batu dan air. Kristal garam

yang dihasilkan dituraskan dengan menggunakan corong turas dan kertas

turas.

Rajah: Penyediaan baja garam ammonia

Gambarajah Penyediaan Baja Garam Ammonia

Pemerhatian

Hablur berwarna putih terbentuk : Garam ammonia sulfat telah dihasilkan

Soalan Dan Perbincangan

I. Tuliskan persamaan kimia seimbang untuk mewakili pembentukan ammonia

sulfat dalam eksperimen ini

H2SO4 (aq) + 2NH4OH(aq) (NH4)2SO4(aq) + 2H2O(l)

Justifikasi

2 mol ammonia hidroksida diperlukan untuk meneutralkan 1 mol asid sulfurik.

Maka dengan kepekatan yang sama 2 isipadu ammonia hidroksida

diperlukan untuk meneutralkan 1 isipadu asid sulfurik.

II. Bagaimanakah penambahan ammoniua sulfat akan mempengaruhi pH

tanah?

Ciri kimia ammonia sulfat : Formula: (NH4)2SO4, N : 21% , S : 24%

keterlarutan air :750 g/L , Solution: pH 5 to 6. Penambahan ammonia sulfat

ke dalam tanah akan menyebabkan penurunan pH tanah pada kadar yang

sedikit. Ini memandangkan bahawa baja jenis ini agak bersifat sedikit berasid.

Maka dengan itu bagi seseorang peladang yang mempunyai pH tanah yang

agak beralkali pada pH 8-pH 7.5, boleh menggunakan baja ammonia sulfat ini

untuk menurunkan pH tanah ke pH 7.2 – pH 7.1

III. Selain sebagai baja, ammonia sulfat juga menjadi bahan adjuvant dalam

tangki semburan. Di sini ammonia sulfat boleh membantu meningkatkan

aktiviti pesticides dalam air, sedikit menyelaraskan pH untuk menambahkan

keberkesanan pesticides, agen mengekalkan kandungan bahan dalam

pesticides dengan mengurangkan antogonisme dalam campuran pesticides.

IV. Namakan tiga contoh baja asli digunakan dalam pertanian

1. Najis haiwan 2. Kompos cacing 3. Rumpai laut

V. Namakan tiga contoh baja sintetik digunakan dalam pertanian

1. urea 2. ammonium sulfate 3. ammonium phosphate

VI. Tuliskan persamaan kimia untuk mewakili pembentukan

a. Amonium fosfat : 3NH3 (aq) + H3PO4 (aq) (NH4)3PO4(aq)

b. Amonium nitrat : N2O(g) + 2H2O(aq) NH4NO3 (aq)

c. Urea : 2NH3(aq) + CO2(g) (NH2)2CO (aq)

VII. Kira peratus nitrogen dalam 1 mol baja di atas

Jisim Nitrogen

% Nitrogen = ------------------------ X 100%

Jisim Molekul Baja

a. ammonia fosfat : NH4NO3

Jisim (NH4)3PO4 = ( 42+12+31+62 ) = 147

Jisim Nitrogen = 42

42

% Nitrogen = ------- X 100 = 28.57 %

147

b. ammonia nitrat : NH4NO3

Jisim NH4NO3 = (14+4+14+48) = 80

Jisim Nitrogen = 14+14 = 28

28

% Nitrogen = ---------- X 100 = 35%

80

c. Urea : (NH2)2CO

Jisim (NH2)2CO = ( 28+4+12+16 ) = 60

Jisim Nitrogen = 28

28

% Nitrogen = ---- X 100 = 46.66%

60

VIII. Manakah diantara baja di atas paling sesuai untuk pertumbuhan tumbuhan?

Terangkan jawapan.

Kalau dibuat secara perbandingan didapati bahawa baja urea mengandungi

kandungan nitrogen yang paling tinggi berbanding ammonia fosfat dan

ammonia nitrat. Maka untuk proses pertumbuhan yang sempurna unsur

nitrogen adalah diperlukan oleh tumbuhan. Maka baja urea adalah

menjadi pilihan disini. Nitrogen (N) adalah zat pemakanan yang

terpenting, ia adalah komponen utama protein. Nitrogen bertanggungjawab

di dalam pengeluaran klorofil, seterusnya terlibat di dalam proses - proses

tumbesar serta di dalam pembinaan struktur vegetatif dan buah.

Kebanyakan Nitrogen yang diserap oleh tumbuhan dalam bentuk Nitrat,

manakala sebahagian yang lain dalam bentuk ion Amonium dan urea. Setelah

diserap Nitrat diturun menjadi Amonium N (NH4±N) NH4±N yang terbentuk

menghasilkan asid glutamik, seterusnya membentuk lebih 100 jenis asid

amino. Rangkaian asid amino ini membentuk protein. Protein yang

terbentuk di dalam sel-sel tumbuhan kebanyakannya berfungsi sebagai enzim

yang mengatur tugas-tugas tertentu di dalam tumbuhan.

Bekalan Nitrogen yang mencukupi membolehkan tumbuhan tumbuh

dengan cepat dan hijau. Kuantiti N yang berlebihan boleh melanjutkan

tempoh kematangan pokok. Tumbuhan yang mengalami kekurangan N

akan terencat dan berwarna kuning, warna kuning atau klorosis

biasanya bermula di bahagian bawah daun. Simptom ini bermula

pada hujung daun merebak ke tulang daun.

Kesimpulan

Ammonia telah digunakan dengan meluas dalam penghasilan baja dan asid

nitrik. Ammonia adalah satu-satu nya gas beralkali dan sangat larut dalam air. Ia

bertindak balas dengan asid untuk menghasilkan garam dan air. Ammonia boleh

dihasilkan melalui proses Haber.

AKTIVITI 81.

apakah itu aloi?

Campuran logam tulen dan logam lain atau

bahan bukan logam

Proses mencampur logam tulen

dengan bahan lain-

“Pengaloian”

Mempunyai sifat yang berbeza daripada

logam tulen.

Campuran logam

berdasarkan peratus jisim

tertentu

Tujuan:

Memperbaiki rupa luaran

Menjadikan logam lebih keras

Mencegah pengaratan

2.Tujuan pembuatan aloi adalah untuk membuatkannya lebih kuat, lebih keras, tahan kakisan, dan mempunyai sifat kilauan dan hiasan yang lebih baik. Contoh-contoh aloi adalah keluli (besi dan karbon), loyang (tembaga dan timah), dan duralumin (aluminium dan tembaga). Aloi direka khusunya untuk aplikasi permintaan tinggi, seperti enjin jet, yang mungkin mengandungi lebih daripada sepuluh unsur.

3.Jenis Aloi Komposisi Sifat Kegunaan

Loyang 70% kuprum Lebih keras daripada kuprum. Alat elektrik, alat dapur

30% zink

Gangsa 80% kuprum

20% timah

Cantik dan keras.

Tidak berkarat.

Barang perhiasan, pingat

Kupronikel 75% kuprum

25% nikel

Cantik dan berkilat.

Keras dan tahan lasak.

Tidak berkarat.

Duit syiling

Keluli karbon 99% besi

1% karbon

Sangat keras dan tahan tekanan.

Tahan kakisan.

Bangunan, kereta, kabel

Keluli nirkarat

74% besi

8% karbon

18% kromium

Serupa dengan keluli karbon tetapi berkilat.

Lebih tahan kakisan daripada keluli karbon.

Sudu, garfu dan pisau

Duralumin 93% aluminium

3% kuprum

3% magnesium

1% mangan

Keras tetapi sangat ringan. Kapal terbang, tangga mudah alih

Piuter 96% timah

1% antimony

3% kuprim

Berkilat, keras dan tahan kakisan. Barang perhiasan seperti teko, dulang dan pasu

AKTIVITI 9

Logam tulen aloiAtom-atom mempunyai saiz yang sama.

Atom-atom mempunyai saiz yang berbeza.

Mengandungi satu jenis atom sahaja.

Mengandungi lebih daripada satu jenis atom

Susunan atom teratur dan sekata.

Susunan atom kurang teratur dan kurang sekata.

Lapisan atom mudah menggelongsor

Lapisan atom sukar menggelongsor.

Mulur, tertempa dan mudah terkakis

Keras, indah dan tahan kakisan.

AKTIVITI 101.

Polimer ialah rangkaian atom yang panjang dan berulang-ulang dan dihasilkan daripada sambungan beberapa molekul lain yang dinamakanmonomer. Monomer-monomer ini mungkin serupa, atau mungkin juga mempunyai satu atau lebih kumpulan kimia yang diganti. Perbezaan-perbezaan ini boleh mempengaruhi sifat-sifat polimer seperti keterlarutan, kebolehan untuk dilenturkan atau kekuatan. Dalam protein, perbezaan-perbezaan ini membolehkan polimer menjadi suatu struktur tertentu, bukannya menjadi lingkaran rawak. Sungguhpun kebanyakan polimer ialah polimer organik, terdapat juga polimer inorganik, yang juga dikenali sebagai polimer sintetik.

Istilah polimer merangkumi kumpulan molekul yang besar, termasuk protein dan gentian Kelvar yang mempunyai kekuatan tinggi. Satu sifat yang membezakan polimer daripada molekul besar lain adalah pengulangan unit-unit atom (monomer) dalam rangkaian. Hal ini berlaku ketika proses pengpolimeran, di mana banyak molekul monomer bersambung antara satu sama lain. Contohnya, dalam proses pembentukan polietena, ribuan molekul etena bersambung untuk menjadi lingkaran -CH2- berulang.

Lazimnya, polimer dinamakan daripada unit monomernya. Istilah polimer berasal daripada perkataan Yunani polus yang bermakna "banyak" danmeris yang bermakna "bahagian".

Oleh sebab polimer-polimer dibezakan dengan monomer-monomer utamanya, rangkaian polimer dalam sesuatu bahan biasanya tidak sama panjang; tidak seperti molekul-molekul lain di mana setiap atom mempunyai jisim molekul relatif yang sama. Kejadian ini berlaku kerana rangkaian polimer hanya berhenti berlingkaran selepas pemanjangan rangkaian yang berlaku pada selang masa rawak.

Protein ialah polimer yang terdiri daripada asid amino. Daripada sedozen sehingga beberapa ratus monomer, yang terdiri daripada kira-kira dua puluh

jenis, membentuk rangkaian polimer protein, urutan monomer menentukan bentuk dan aktiviti protein yang terbentuk. Tidak seperti pembentukan polyetena, yang berlaku serta-merta dengan keadaan-keadaan tertentu, penghasilan biopolimer seperti protein dan asid nukleik memerlukan mangkin. Sejak tahun 1950-an, mangkin telah membolehkan penghasilan polimer sintetik berlaku. Dengan mengawal tindak balas proses penghasilan polimer, polimer dengan sifat-sifat baru, seperti polimer yang boleh menghasilkan cahaya berwarna dapat dihasilkan.

2.

AKTIVITI 11Jenis-jenis kaca Komposisi Sifat istimewa Kegunaan

a. Kaca soda kapur Silicon dioksida, natrium oksida, atau kalsium oksida

Good chemical durability, high thermal expansion coefficient.

Membuat kaca rata, mentol eletrik, cermin

b. Kaca borosilikat. Silicon dioksida, boron dioksida, natrium oksida, aluminium oksida

Kalis haba, chemical durability. Membuat alat memasak, alat radas makmal, automobile, lampu

c. Kaca Fused Silica/silicon dioksida

Lutsinar, tidak raektif secara kimia, boleh dipanaskan pada suhu yang tinggi

Alat radas makmal, kanta, cermin teleskop, gentian kaca

d. Lead crystal glass Silicon dioksida, natrium oksida, plumbum(II) oksida

Ketumpatan tinggi, lutsinar. Pinggan mangkuk, Kristal dan lain-lain.

SERAMIK1. Namakan unsur-unsur yang terkandung dalam seramik.

Aluminium, silikon, oksigen dan hidrogen.

2. Seramik dibuat daripada tanah liat. Namakan komponen utama tanah liat.

Kaolin yang kaya dengan aluminium silikat terhidrat, Al2O3 2SiO2.2H2OSifat Kegunaan

A Keras dan kuat Membuat material seperti semen,jubin, batu-

bata, atap dan tandas.

B Tidak reaktif secara kimia dan tidak menghakis.

- Perkakas dapur seperti periuk dan pinggan.

- Barang hiasan seperti pasu dan lain-lain.

C Mempunyai takat lebur yang tinggi dan penebat haba yang baik serta stabil dalam suhu yang tinggi.

Insulation such as lining of furnace and engine parts.

D Penebat elektrik yang baik. Penebat elektrik bagi alat-alat elektrik seperti plug elektrik, ketuhar dan wayar elektrik.

E Tidak boleh dimampatkan Alat-alat perubatan dan pergigian seperti pebukaran sendi orthopendik, pembetulan gigi dan pemindahan tulang.

AKTIVITI 12Bahan komposit ialah bahan yang dihasilkan daripada gabungan dua atau lebih sebatian sebatian seperti aloi,logam, kaca, polimer dan seramik.