1 Kandungan Mesti Tahu iii – xii Bab 1 Keseimbangan Redoks 1 – 21 NOTA 1 Kertas 1 4 Kertas 2 10 Kertas 3 20 Bab 2 Sebatian Karbon 22 – 46 NOTA 22 Kertas 1 25 Kertas 2 35 Kertas 3 45 Bab 3 Termokimia 47 – 77 NOTA 47 Kertas 1 50 Kertas 2 62 Kertas 3 73 Bab 4 Polimer 78 – 94 NOTA 78 Kertas 1 80 Kertas 2 87 Kertas 3 93 Bab 5 Kimia Konsumer dan Industri 95 – 113 NOTA 95 Kertas 1 98 Kertas 2 104 Kertas 3 112 Jawapan 114 – 132 Kandungan 1202 BS Kimia Tg5.indd 1 09/12/2021 11:51 AM
Mnemonik (Bab 1) 1 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Mnemonik (Bab 1) 3 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Mnemonik (Bab 1) 5 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Mnemonik (Bab 1) 7 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Mnemonik (Bab 2) 9 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Mnemonik (Bab 3) 11 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Keseimbangan Redoks O Oxidation (Pengoksidaan) I Is (Ialah) L Loss (Kehilangan) R Reduction (Penurunan) I Is (Ialah) G Gain (Penambahan) Awalan bagi Menamakan Sebatian Karbon Meth Monkey Eth Eats Prop Pile But Bananas Monkey Eats a Pile of Bananas Termokimia Sel Kimia dan Sel Elektrolisis FAT CAT Electrons flow From Anode To CAThode. Elektron bergerak dari anod ke katod. Menentukan Agen Pengoksidaan dan Agen Penurunan Berdasarkan Nilai E0 Molekul atau ion dengan nilai E0 lebih positif (kurang negatif): AcRO Ac Accept electron (Terima elektron) R Reduction reaction (Tindak balas penurunan) O Oxidising agent (Agen pengoksidaan) Atom atau ion dengan nilai E0 lebih negatif (kurang positif): DoOR Do Donate electron (Derma elektron) O Oxidation reaction (Tindak balas pengoksidaan) R Reducing agent (Agen penurunan) Bateri e– e– + – + – Anod Elektrolit Katod – Anion + Kation Anod Katod Elektrolit e– e– V Sel kimia Sel elektrolisis Tindak balas eksotermik EXothermic reaction Haba keluar daripada sistem Heat EXits from the system Tindak balas endotermik ENdothermic reaction Haba memasuki sistem Heat ENters the system Haba Haba Sel Elektrolisis • Kation = Ka+ion • Kation ialah ion positif • ANion = Negatif ion • Anion (ion negatif) bergerak ke Anod (elektrod positif) • Kation (ion positif) bergerak ke Katod (elektrod negatif) • OxidAtion (Pengoksidaan) berlaku di Anode (Anod) • ReduCtion (Penurunan) berlaku di Cathode (Katod) TAHU Mnemonik MESTI Mesti tahu_1202 Kimia Tg5.indd 1 14/01/2022 2:39 PM
Definisi Penting (Bab 4) 20 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 5) 22 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 5) 24 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 3) 14 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 3) 16 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 3) 18 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Termoplastik, Termoset dan Elastomer • Termoplastik ialah polimer longgar yang boleh dipanaskan dan dapat dibentuk semula berulang kali. • Termoset ialah polimer tegar yang tidak dapat dibentuk semula selepas dipanaskan. • Elastomer ialah polimer yang boleh diregang dan kembali kepada bentuk asalnya selepas regangan dilepaskan. Sabun dan detergen • Sabun ialah garam natrium atau kalium bagi asid lemak. • Detergen ialah garam natrium bagi asid sulfonik. • Saponifikasi ialah proses hidrolisis minyak atau lemak oleh alkali untuk menghasilkan sabun: • Nanosains ialah kajian pengolahan bahan-bahan pada skala nano, antara 1 nanometer – 100 nanometer. • Nanoteknologi ialah pembangunan bahan atau peranti pada skala nano. • Grafen ialah alotrop karbon. Grafen yang berukuran 0.1 nm disusun dalam kekisi sarang lebah heksagon membentuk helaian grafen. • Helaian grafen digunakan untuk menghasilkan bahan lain seperti grafit, tiub karbon nano, bebola fuleren dan sebagainya. Minyak atau lemak Asid lemak + Gliserol Garam asid lemak (sabun) Pemendakan Pengelasan Tindak Balas Kimia Tindak balas eksotermik: • Tindak balas kimia yang membebaskan haba ke persekitaran. • Suhu persekitaran meningkat. Tindak balas endotermik: • Tindak balas kimia yang menyerap haba daripada persekitaran. • Suhu persekitaran menurun. Haba Penyesaran • Haba penyesaran ialah perubahan haba apabila satu mol logam disesarkan daripada larutan garam akueusnya oleh logam yang lebih elektropositif. • Haba penyesaran = − Q n Perubahan haba, Q = mcθ = V × 4.2 J g−1 °C−1 × θ Bilangan mol, n = MV 1 000 Haba Pembakaran • Haba pembakaran ialah haba yang dibebaskan apabila satu mol bahan api dibakar dengan lengkap dalam oksigen berlebihan. • Haba pembakaran = − Q n Perubahan haba, Q = mcθ = V × 4.2 J g−1 °C−1 × θ Bilangan mol, n = Jisim Jisim molar TAHU Definisi Penting MESTI Mesti tahu_1202 Kimia Tg5.indd 4 14/01/2022 2:39 PM
Panaskan dahulu serpihan porselin sebelum memanaskan dengan perlahan wul kaca yang direndam etanol. Rajah Penting (Bab 1) 49 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 2) 51 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 3) 53 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 4) 55 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 5) 57 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 5) 59 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Bateri e– e– + – + – Anod Elektrolit Katod – Anion + Kation Katod • Menarik kation • Elektrod negatif • Penurunan berlaku Anod • Menarik anion • Elektrod positif • Pengoksidaan berlaku Gas etena Air Tiub pembakaran Wul kaca direndam dalam etanol Serpihan porselin Panaskan Tenaga Bahan tindak balas Hasil tindak balas ΔH positif Gambar Rajah Aras Tenaga Tindak Balas Endotermik Susunan Radas Pendehidratan Etanol Sel Elektrolisis C S C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C S C C S C C S C S C S C C C C C C C S C S C Pemvulkanan Getah tervulkan Getah asli Proses Pemvulkanan Getah Asli Alkilbenzena Asid sulfonik alkilbenzena H2 SO4 pekat NaOH Asid sulfonik alkilbenzena + Air Natrium alkilbenzena sulfonat + Air Langkah 1 Langkah 2 Pensulfonan Peneutralan + + Penyediaan Detergen Anion sabun – – – – – – – – – – – – – – – – Bahagian hidrofobik Bahagian hidrofolik Titisan gris Pembentukan Titisan Gris semasa Tindakan Pencucian Sabun TAHU Rajah Penting MESTI Mesti tahu_1202 Kimia Tg5.indd 9 14/01/2022 2:39 PM
1 Bab 1 Keseimbangan Redoks 1.1 Pengoksidaan dan Penurunan 1. Definisi pengoksidaan dan penurunan: Pengoksidaan Penurunan • Penambahan oksigen • Kehilangan oksigen • Kehilangan hidrogen • Penambahan hidrogen • Kehilangan elektron • Penambahan elektron • Bertambah nombor pengoksidaan • Berkurang nombor pengoksidaan 2. Nombor pengoksidaan atau keadaan pengoksidaan ialah cas unsur dalam sebatian jika pemindahan elektron berlaku dalam atom untuk membentuk ikatan kimia dengan atom lain. 3. Garis panduan penentuan nombor pengoksidaan: (a) Nombor pengoksidaan bagi semua unsur ialah 0. (b) Nombor pengoksidaan bagi ion monoatom adalah sama dengan cas pada ion itu. (c) Fluorin dalam sebatian mempunyai nombor pengoksidaan tetap, iaitu –1. (d) Logam alkali (Kumpulan 1) dalam sebatian mempunyai nombor pengoksidaan +1. (e) Logam alkali bumi (Kumpulan 2) dalam sebatian mempunyai nombor pengoksidaan tetap, iaitu +2. (f) Nombor pengoksidaan hidrogen dalam sebatian ialah +1 apabila bergabung dengan bukan logam dan –1 dalam logam hidrida. (g) Oksigen mempunyai nombor pengoksidaan –2 kecuali dalam sebatian peroksida (–1). (h) Halogen (Cl, Br, I) dalam sebatian biasanya mempunyai nombor pengoksidaan –1. (i) Jumlah nombor pengoksidaan atom unsur dalam sebatian ialah 0. 4. Tindak balas redoks ialah tindak balas kimia yang melibatkan pengoksidaan dan penurunan yang berlaku secara serentak. 5. Agen pengoksidaan ialah bahan yang mengoksidakan bahan lain dan mengalami penurunan. Contoh: (a) Larutan kalium manganat(VII) berasid: MnO4 −(ak) + 8H+(ak) + 5e− → Mn2+(ak) + 4H2 O(ce) (b) Larutan kalium dikromat(VI) berasid: Cr2 O7 2−(ak) + 14H+(ak) + 6e− → 2Cr3+(ak) + 7H2 O(ce) (c) Air klorin: Cl2 (ak) + 2e− → 2Cl−(ak) (d) Air bromin: Br2 (ak) + 2e− → 2Br−(ak) 6. Agen penurunan ialah bahan yang menurunkan bahan lain dan mengalami pengoksidaan. Contoh: (a) Magnesium: Mg(p) → Mg2+(ak) + 2e– (b) Sulfur dioksida: SO2 (ak) + 2H2 O(ce) → SO4 2−(ak) + 4H+(ak) + 2e− (c) Ion ferum(II): Fe2+(ak) → Fe3+(ak) + e− 7. Contoh tindak balas redoks: (a) Pertukaran ion Fe2+ kepada ion Fe3+ Persamaan ion: Br2 (ak) + 2Fe2+(ak) → 2Br−(ak) + 2Fe3+(ak) Setengah persamaan penurunan: Br2 (ak) + 2e− → 2Br−(ak) Setengah persamaan pengoksidaan: Fe2+(ak) → Fe3+(ak) + e− (b) Penyesaran kuprum oleh zink daripada larutan kuprum(II) sulfat Persamaan ion: Zn(p) + Cu2+(ak) → Zn2+(ak) + Cu(p) Setengah persamaan penurunan: Cu2+(ak) + 2e− → Cu(p) Setengah persamaan pengoksidaan: Zn(p) → Zn2+(ak) + 2e− (c) Penyesaran bromin oleh klorin daripada larutan kalium bromida Persamaan ion: Cl2 (ak) + 2Br−(ak) → 2Cl−(ak) + Br2 (ak) Setengah persamaan penurunan: Cl2 (ak) + 2e− → 2Cl−(ak) Setengah persamaan pengoksidaan: 2Br−(ak) → Br2 (ak) + 2e− 8. Penyesaran logam daripada larutan garamnya (a) Logam yang lebih elektropositif menyesarkan logam yang kurang elektropositif daripada larutan garamnya. (b) Keelektropositifan logam ditentukan daripada kedudukannya dalam siri elektrokimia. (c) Suatu logam boleh menyesarkan sebarang logam yang berada di bawahnya dalam siri elektrokimia daripada larutan garamnya. (d) Tiga pemerhatian yang mungkin berlaku semasa tindak balas penyesaran logam. (i) Logam lebih reaktif larut (ii) Logam kurang reaktif termendak (iii) Warna larutan garam mungkin berubah NOTA Bab 1_1202 Kimia Tg5.indd 1 07/01/2022 12:12 PM
2 9. Penyesaran halogen daripada larutan halidanya (a) Halogen ialah agen pengoksidaan. Manakala, ion halida ialah agen penurunan. (b) Molekul halogen, X2 menerima elektron untuk membentuk ion halida, X− : X2 (ak) + 2e− → 2X−(ak) (c) Kereaktifan atau kekuatan pengoksidaan halogen berkurang menuruni Kumpulan 17. (d) Ion halida menerima elektron untuk membentuk molekul halogen, X2 : 2X−(ak) + 2e− → X2 (ak) (e) Kekuatan penurunan ion halida bertambah menuruni Kumpulan 17. 1.2 Keupayaan Elektrod Piawai 1. Keupayaan elektrod piawai, E0 ialah beza keupayaan elektrod (voltan) dalam suatu sel elektrokimia yang terdiri daripada sel setengah suatu elektrod yang digandingkan dengan sel setengah elektrod hidrogen piawai (SHE). Voltmeter Titian garam SHE Elektrod platinum 298 K dan 1 atm H2 (g) Elektrod X Larutan mengandungi ion logam X 1.0 mol dm–3 Larutan asid (kepekatan ion H+ 1.0 mol dm–3 ) V 2. Keadaan piawai bagi mengukur keupayaan elektrod piawai, E0 bagi sel: (a) Kepekatan ion dalam larutan akueus 1.0 mol dm–3 (b) Tekanan gas 101 kPa atau 1 atm (c) Suhu 298 K atau 25 °C (d) Platinum digunakan sebagai elektrod lengai 3. Nilai E0 bagi elektrod hidrogen piawai, SHE = 0.00 V. H+(ak) + e– 1 2 H2 (g) E0 = 0.00 V 4. Sel di atas boleh diwakili dalam bentuk notasi sel. Pt(p) | H2 (g) | H+(ak) || Xn+(ak) | X(p) ⎧ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎩ ⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩ • Mewakili elektrod hidrogen SHE • Mewakili elektrod X 5. Keupayaan elektrod piawai, E0 digunakan untuk meramal: (a) Bahan yang mengalami pengoksidaan dan penurunan. (b) Bahan yang bertindak sebagai agen pengoksidaan dan agen penurunan. (c) Kekuatan agen pengoksidaan atau agen penurunan Contoh: Agen pengoksidaan • Nilai E0 bertambah, kekuatan sebagai agen pengoksidaan bertambah • Susunan menaik kekuatan sebagai agen pengoksidaan: Br2 , Cl2 , F2 + 2e− 2F− E0 = +2.87 V + 2e− 2Cl− E0 = +1.36 V + 2e− 2Br− E0 = +1.07 V F2 Cl2 Br2 1.3 Sel Kimia 1. Sel kimia ringkas terdiri daripada dua logam berlainan jenis yang dicelupkan dalam larutan elektrolit dan disambung dengan wayar penyambung. 2. Sel Daniell ialah contoh sel kimia yang terdiri daripada elektrod zink dan elektrod kuprum yang dicelup dalam larutan ion masing-masing. (+) Voltmeter Zn ZnSO4 CuSO4 Cu KCl e– e– (–) Katod (Penurunan) Anod (Pengoksidaan) Titian garam Zn2+ + 2e– Zn E0 = –0.76 V Cu2+ + 2e– Cu E0 = +0.34 V Zn(p) → Zn2+(ak) + 2e− (Pengoksidaan) Cu2+(ak) + 2e− → Cu(p) (Penurunan) Persamaan ion keseluruhan: Zn(p) + Cu2+(ak) → Zn2+(ak) + Cu(p) Notasi sel Daniell: Zn(p) | Zn2+(ak, 1.0 mol dm–3) || Cu2+(ak, 1.0 mol dm–3) | Cu(p) Voltan sel, E0 sel = E0 katod − E0 anod = E0 Cu − E0 Zn = 0.34 − (−0.76) = +1.10 V 1.4 Sel Elektrolisis 1. Elektrolisis ialah proses penguraian suatu sebatian kimia dalam keadaan lebur atau larutan akueus kepada unsur juzuknya apabila arus elektrik mengalir melaluinya. 2. Elektrolit ialah sebatian kimia yang dapat mengalirkan arus elektrik dalam keadaan lebur atau larutan akueus dan mengalami perubahan kimia. Elektrolit diuraikan kepada juzuk unsur-unsurnya oleh arus elektrik. Contoh: Natrium klorida, magnesium nitrat, asid hidroklorik Bab 1_1202 Kimia Tg5.indd 2 07/01/2022 12:12 PM
4 TIP SOS 5. Kaedah mencegah pengaratan besi: (a) Penggunaan permukaan pelindungan • Bertujuan menghalang air dan oksigen daripada bersentuhan dengan besi. • Contoh: cat, gris, minyak, plastik dan menggunakan logam lain. Contoh menggunakan logam lain: • Penggalvanian melibatkan penyaduran besi dengan lapisan zink. • Penyaduran timah melibatkan proses menyadur besi dengan satu lapisan timah yang nipis. • Penyaduran kromium dilakukan terhadap bahagian kenderaan dan barangan perhiasan. (b) Pengaloian • Aloi seperti keluli nirkarat dihasilkan apabila besi dialoikan dengan karbon, kromium dan nikel. • Keluli nirkarat mempunyai daya tahan terhadap kakisan yang sangat tinggi. Kromium dan nikel membentuk lapisan perlindungan oksida yang kukuh dan tak telap terhadap oksigen dan air. (c) Perlindungan logam korban • Melibatkan besi dihubungkan kepada logam yang lebih elektropositif. • Contoh: Magnesium bertindak sebagai logam korban untuk melindungi paip besi bawah tanah daripada berkarat. Setiap soalan diikuti oleh empat pilihan jawapan, A, B, C atau D. Pilihan satu jawapan sahaja. KERTAS 1 1.1 Pengoksidaan dan Penurunan 1. Etanol merupakah ahli kedua dalam siri homolog alkohol. Etanol bertindak balas dengan larutan kalium dikromat(VI) berasid untuk membentuk asid etanoik. Apakah jenis tindak balas yang terlibat dalam pertukaran ini? A Pengesteran B Pendehidratan C Penghalogenan D Pengoksidaan 2. Agen pengoksidaan digunakan untuk mengoksidakan ferum(II) sulfat kepada ferum(III) sulfat. Antara yang berikut, yang manakah bukan agen pengoksidaan bagi tindak balas ini? A Klorin B Kalium bromida C Hidrogen peroksida D Asid nitrik pekat 3. Apakah nombor pengoksidaan bagi hidrogen dalam aluminium hidrida, AlH3 ? A −1 B 0 C +1 D +2 KLON SPM KLON SPM KLON SPM 4. Karbon ialah unsur bukan logam yang digunakan untuk menurunkan oksida logam. Dalam siri kereaktifan logam, karbon terletak di antara … A kalsium dan aluminium B aluminium dan zink C zink dan ferum D ferum dan plumbum 5. Rajah 1 menunjukkan susunan radas yang digunakan untuk mengkaji tindak balas redoks. Semasa tindak balas redoks, pemindahan elektron pada suatu jarak berlaku antara agen pengoksidaan dan agen penurunan yang telah dipisahkan oleh larutan X. KBAT Menganalisis Elektrod grafit Larutan kalium iodida Larutan kalium manganat(VII) Larutan X G – + Rajah 1 Apakah larutan X? A Etanol B Propil propanoat C Asid sulfurik D Natrium hidroksida KLON SPM KLON SPM Soalan 4: Rujuk kedudukan logam-logam dalam siri kereaktifan logam. Anda hendaklah mengingat siri kereaktifan logam. Soalan 5: Setengah persamaan penurunan: MnO4 − + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2 O Ion H+ dibekalkan oleh larutan akueus asid Bab 1_1202 Kimia Tg5.indd 4 07/01/2022 12:12 PM
10TIP SOS 47. Rajah 16 menunjukkan satu eksperimen untuk mengkaji kadar pengaratan logam yang berlainan. I II Air suling Air suling Ferum Kuprum III IV Magnesium Plumbum Rajah 16 Kadar pengaratan dalam tabung uji manakah yang paling perlahan? A I C III B II D IV 48. Rajah 17 menunjukkan paip besi bawah tanah yang disambung kepada blok magnesium. Blok magnesium Paip besi bawah tanah Rajah 17 Bagaimanakah blok magnesium dapat menghalang paip besi daripada berkarat? A Magnesium membentuk aloi dengan besi. B Magnesium lebih mudah mengalami pengoksidaan berbanding besi. C Magnesium menghalang oksigen daripada bersentuhan dengan besi. D Magnesium membentuk lapisan pelindung iaitu magnesium oksida pada permukaan besi. 49. Rajah 18 menunjukkan beberapa tindak balas logam P. KBAT Menganalisis Larutan tidak berwarna Logam P P oksida Berkarat perlahan-lahan Asid Alkali Rajah 18 Apakah logam P? A Aluminium C Kalsium B Besi D Kuprum 50. Satu cara untuk melindungi besi daripada berkarat ialah dengan menggunakan permukaan perlindungan seperti yang ditunjukkan pada Rajah 19. KBAT Menganalisis Lapisan Besi bahan X Rajah 19 Antara yang berikut, yang manakah bukan bahan X? A Aluminium C Magnesium B Emas D Natrium Bahagian A Jawab semua soalan. 1. Rajah 1 menunjukkan elektrolisis bagi dua asid berlainan, asid X dan asid Y, dengan menggunakan elektrod grafit. Kepekatan kedua-dua asid ialah 1.0 mol dm–3. Asid X Asid Y W X Y Z Elektrod grafit Elektrod grafit Elektrod grafit Sel I Sel II Rajah 1 KERTAS 2 Bab 1_1202 Kimia Tg5.indd 10 07/01/2022 12:12 PM
20TIP SOS Keupayaan elektrod piawai, E0 logam ditentukan berdasarkan perbezaan keupayaan elektrod antara sel setengah elektrod hidrogen piawai, SHE dan sel setengah logam. Rajah 1 menunjukkan susunan radas bagi menentukan keupayaan elektrod piawai, E0 logam. Titian garam H2 (g) 1 atm; 25°C Voltmeter Elektrod logam Larutan asid Elektrod platinum SHE Rajah 1 Sel setengah SHE disambung kepada sel setengah logam berlainan seperti dalam Jadual 1 dan rajah voltmeter yang menunjukkan bacaan dilukiskan. Sistem Anod Katod Rajah voltmeter Bacaan voltmeter (V) SHE + Mg Mg SHE 0 1 2 5 4 3 SHE + Ag SHE Ag 0 1 2 5 4 3 SHE + Cu SHE Cu 0 1 2 5 4 3 SHE + V V SHE 0 1 2 5 4 3 SHE + Ti Ti SHE 0 1 2 5 4 3 Jadual 1 Nilai keupayaan elektrod hidrogen piawai ialah 0.00 V KERTAS 3 Bab 1_1202 Kimia Tg5.indd 20 07/01/2022 12:12 PM
47 Bab 3 Termokimia 3.1 Perubahan Haba dalam Tindak Balas Tindak balas eksotermik Tindak balas endotermik 1. Tindak balas kimia yang membebaskan haba ke persekitaran. 2. Jumlah kandungan tenaga bahan tindak balas lebih tinggi daripada jumlah kandungan tenaga hasil tindak balas. 3. Nilai ∆H negatif. 4. Haba dibebaskan ke persekitaran, suhu persekitaran meningkat. 5. Bekas berasa panas. Contoh: (a) Peneutralan asid oleh alkali NaOH(ak) + HCl (ak) → NaCl (ak) + H2 O(ce) (b) Pembakaran bahan api C2 H5OH(ce) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2 O(ce) (c) Penyesaran kuprum daripada larutan kuprum(II) sulfat oleh logam zink Zn(p) + CuSO4(ak) → ZnSO4(ak) + Cu(p) (d) Pemendakan garam argentum klorida AgNO3(ak) + HCl(ak) → AgCl(ce) + HNO3(ak) Haba dibebaskan 1. Tindak balas kimia yang menyerap haba daripada persekitaran. 2. Jumlah kandungan tenaga hasil tindak balas lebih tinggi daripada jumlah kandungan tenaga bahan tindak balas. 3. Nilai ∆H positif. 4. Haba diserap daripada persekitaran, suhu persekitaran menurun. 5. Bekas berasa sejuk. Contoh: (a) Garam ammonium larut dalam air NH4 NO3(p) → NH4 +(ak) + NO3 −(ak) (b) Garam terhidrat terurai dengan haba untuk membentuk garam kontang CuSO4 .5H2 O(p) → CuSO4(p) + 5H2 O(g) (c) Penguraian garam karbonat oleh haba CaCO3(p) → CaO(p) + CO2 (g) Haba diserap 3.2 Haba Tindak Balas 1. Haba tindak balas, ∆H ialah perubahan haba satu mol bahan tindak balas bertindak balas atau satu mol hasil tindak balas terbentuk. 2. Apabila tindak balas kimia membebaskan haba ke persekitaran, ∆H bertanda negatif. 3. Apabila tindak balas kimia menyerap haba daripada persekitaran, ∆H bertanda positif. 4. Perubahan tenaga dalam tindak balas kimia ditunjukkan dalam gambar rajah aras tenaga. (a) Gambar rajah aras tenaga bagi tindak balas eksotermik: Tenaga Bahan tindak balas Hasil tindak balas ΔH negatif (b) Gambar rajah aras tenaga bagi tindak balas endotermik: Tenaga Bahan tindak balas Hasil tindak balas ΔH positif NOTA Bab 3_1202 Kimia Tg5.indd 47 14/01/2022 3:02 PM
50TIP SOS Setiap soalan diikuti oleh empat pilihan jawapan, A, B, C atau D. Pilihan satu jawapan sahaja. KERTAS 1 3.1 Perubahan Haba dalam Tindak Balas 1. Persamaan termokimia berikut menunjukkan pembakaran etanol dalam oksigen. C2 H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2 O H = −280 kJ mol−1 Berdasarkan persamaan di atas, pernyataan manakah yang betul? A Tindak balas ialah endotermik. B Tenaga pengaktifan ialah 280 kJ mol–1. C Suhu campuran meningkat. D Jumlah kandungan tenaga bahan tindak balas adalah lebih rendah daripada jumlah kandungan tenaga hasil tindak balas. 2. Antara yang berikut, yang manakah tindak balas endotermik? A Pepejal natrium hidroksida dilarutkan dalam air suling. B Pepejal ammonium nitrat dilarutkan dalam air suling. C Asid hidroklorik cair ditambahkan kepada larutan argentum nitrat. D Asid hidroklorik cair ditambahkan kepada larutan kalium hidroksida. 3. Antara yang berikut, yang manakah betul mengenai tindak balas eksotermik dan tindak balas endotermik? Tindak balas eksotermik Tindak balas endotermik A Haba diserap Haba dibebaskan B Ikatan kimia terputus Ikatan kimia terbentuk C Suhu persekitaran bertambah Suhu persekitaran berkurang D Jumlah kandungan tenaga hasil tindak balas lebih tinggi daripada bahan tindak balas Jumlah kandungan tenaga bahan tindak balas lebih tinggi daripada hasil tindak balas 4. Rajah 1 menunjukkan gambar rajah aras tenaga. Tenaga Bahan tindak balas Hasil tindak balas ΔH negatif Rajah 1 Antara pernyataan berikut, yang manakah benar tentang rajah di atas? A Haba diserap B Tindak balas endotermik berlaku. C Suhu persekitaran meningkat semasa tindak balas. D Jumlah kandungan tenaga bahan tindak balas kurang daripada jumlah kandungan tenaga hasil tindak balas. 5. Rajah 2 menunjukkan profil tenaga bagi suatu tindak balas. P + Q R 50 kJ 200 kJ Tenaga Rajah 2 Hitungkan tenaga pengaktifan dan nyatakan jenis tindak balas ini. Tenaga pengaktifan (kJ) Jenis tindak balas A 250 Endotermik B 250 Eksotermik C 200 Eksotermik D 50 Endotermik 6. Rajah 3 menunjukkan suatu gambar rajah aras tenaga. Tenaga OH−(ak) + H+(ak) H2 O(ce) Rajah 3 Soalan 1: Tindak balas eksotermik, ∆H negatif Soalan 5: Tindak balas endotermik, ∆H positif Bab 3_1202 Kimia Tg5.indd 50 14/01/2022 3:02 PM
62TIP SOS Bahagian A Jawab semua soalan. 1. Rajah 1 menunjukkan susunan radas bagi suatu eksperimen untuk menentukan haba pemendakan. 25 cm3 larutan plumbum(II) nitrat 2.0 mol dm–3 dituangkan kepada 25 cm3 larutan natrium sulfat 2.0 mol dm–3 di dalam cawan polistirena yang dibalut dengan tuala tangan. Cawan polistirena dibalut tuala tangan + 25 cm3 larutan plumbum(II) nitrat 2.0 mol dm−3 25 cm3 larutan natrium sulfat 2.0 mol dm−3 Rajah 1 (a) Berdasarkan eksperimen, nyatakan maksud haba pemendakan. [1 markah] (b) Apakah warna mendakan yang terbentuk? [1 markah] (c) Jadual 1 menunjukkan keputusan bagi eksperimen. KBAT Menganalisis Penerangan Suhu (°C) Suhu awal larutan plumbum(II) nitrat 29.0 Suhu awal larutan natrium sulfat 30.0 Suhu tertinggi larutan campuran 41.5 Jadual 1 (i) Tandakan (3) dalam petak yang disediakan untuk menunjukkan proses yang mempunyai haba yang lebih tinggi dalam tindak balas. [1 markah] Haba yang diserap untuk memutuskan ikatan dalam bahan tindak balas. Haba yang dibebaskan semasa pembentukan ikatan dalam hasil tindak balas. (ii) Hitung perubahan tenaga haba dalam tindak balas. [2 markah] [Muatan haba tentu larutan, c = 4.2 J g–1 °C–1; ketumpatan larutan = 1 g cm–3] (iii) Hitung haba pemendakan bagi tindak balas. [2 markah] KERTAS 2 Soalan 1: (c) Tenaga haba diserap untuk memutuskan ikatan dalam bahan tindak balas. Tenaga haba dibebaskan semasa pembentukan ikatan dalam hasil tindak balas. Bab 3_1202 Kimia Tg5.indd 62 14/01/2022 3:02 PM
73TIP SOS 1. Seorang murid telah menjalankan suatu eksperimen untuk menentukan haba pembakaran metanol, etanol, propanol dan butanol. Rajah 1 menunjukkan susunan radas bagi eksperimen tersebut. Pengadang angin Bahan api Bongkah kayu Pelita Bekas kuprum Air Termometer Alkohol Segi tiga tanah liat Rajah 1 Jadual 1.1 menunjukkan jisim pelita sebelum dan selepas pembakaran alkohol tersebut. Alkohol Bacaan penimbang elektronik Jisim alkohol yang digunakan (g) Sebelum pembakaran Selepas pembakaran Metanol, CH3 OH 244.95 g 243.40 g Etanol, C2 H5 OH 202.00 g 200.80 g Propanol, C3 H7 OH 234.40 g 233.30 g Soalan 1: Jisim alkohol yang digunakan = Jisim alkohol yang terbakar KERTAS 3 Bab 3_1202 Kimia Tg5.indd 73 14/01/2022 3:02 PM
78 Bab 4 Polimer 4.1 Polimer 1. Polimer ialah molekul berantai panjang yang terhasil daripada cantuman banyak ulangan unit asas yang dinamakan monomer. 2. Pempolimeran ialah tindak balas pencantuman monomer untuk menghasilkan molekul berantai panjang yang dinamakan polimer. Monomer Polimer Ikatan kovalen Pempolimeran 3. Polimer terdiri daripada polimer semula jadi dan polimer sintetik. Polimer semula jadi Polimer sintetik Monomer Polimer Monomer Polimer Glukosa Kanji Propena Polipropena Isoprena Getah asli Stirena Polistirena Asid amino Protein Etena Polietena 4. Berdasarkan daya antara molekul, polimer dikelaskan kepada termoplastik, termoset dan elastomer. 5. Termoplastik: (a) Polimer rantai panjang, tiada ikatan silang. (b) Dihasilkan melalui pempolimeran penambahan. (c) Boleh berubah bentuk apabila dipanaskan dan disejukkan. (d) Kurang kuat berbanding dengan termoset. (e) Tidak berwarna dan lut sinar. (f) Boleh diacu berulang kali dan boleh dikitar semula. Contoh: • Polietena: Beg plastik, botol • Polipropena: Kerusi, botol susu • Polistirena: Pembungkus makanan • Polivinil klorida: Wayar elektrik dan penebat, penyangkut baju, paip air • Perspeks: Cermin hadapan kenderaan, cermin kapal terbang 6. Termoset: (a) Polimer dengan banyak ikatan silang, membentuk struktur jaringan tiga dimensi. (b) Dihasilkan melalui pempolimeran kondensasi. NOTA (c) Selepas dibentuk, plastik termoset tidak berubah bentuk apabila dipanaskan dan disejukkan. (d) Lebih kuat berbanding dengan termoplastik. (e) Legap. (f) Boleh diacu sekali sahaja dan tidak boleh kitar semula. Contoh: • Bakelit: Palam, suis elektrik, pemegang alat memasak. • Melamina: Pinggan mangkuk, permukaan meja. • Bahan pelekat resin epoksi: Pelekat bagi logam, kaca, kayu dan peti bateri 7. Elastomer: (a) Polimer dengan sedikit ikatan silang. (b) Bersifat seperti getah mungkin merupakan termoplastik atau termoset. (c) Lebih kenyal daripada termoplastik. (d) Boleh diregang dan kembali ke bentuk asal. Contoh: Getah asli dan getah sintetik 8. Dua jenis pempolimeran: Pempolimeran penambahan dan pempolimeran kondensasi. 9. Dalam pempolimeran penambahan, monomer alkena yang mengandungi ikatan ganda dua antara atom karbon bertindak balas antara satu sama lain pada suhu tinggi untuk membentuk polimer. Contoh: H H C H H C H Etena Polietena H n C H n H C 10. Dalam pempolimeran kondensasi, monomer tanpa ikatan ganda dua antara atom karbon bergabung untuk membentuk rantai polimer panjang dan bahan sampingan. Contoh: (a) Pembentukan nilon 6, 10 melalui pempolimeran kondensasi. (CH2 (CH2 )8 )6 1,6-diaminoheksana Dekanadioil diklorida Nilon 6,10 H2 N NH2 +Cl C Cl O C O (CH + 2HCl 2 (CH2 )8 )6 (HN (NH ) C n O C O Bab 4_1202 Kimia Tg5.indd 78 17/01/2022 3:21 PM
79 (b) Molekul glukosa bergabung membentuk kanji dan bahan sampingan molekul ringkas contohnya air. O C H CH2 OH C H OH C OH H H HO C H OH C O C H CH2 OH C H OH C OH H HO H C H OH C O C H CH2 OH C H OH C OH H HO H C H OH C Glukosa O C H CH2 OH C H OH C OH H O H O H H C C O C H CH2 OH C H OH C OH H C C O C H CH2 OH C H OH C OH H C C O H H O H + H2 O Kanji Air 11. Polimer sintetik sangat stabil. Tidak seperti logam, kayu dan kertas, polimer sintetik tidak mudah terkakis, reput atau rosak dengan kehadiran air, oksigen atau bahan kimia lain atau pun di bawah cahaya matahari. 12. Polimer sintetik digunakan secara meluas dalam perubatan, pembungkusan, penyaduran, tekstil, industri elektrik dan elektronik, pelekat, barang rumah dan sebagainya. 13. Kesan penggunaan polimer sintetik kepada alam sekitar: (a) Polimer sintetik tidak terbiodegradasi (tidak mereput oleh mikroorganisma), longgokannya boleh menyumbat longkang dan menyebabkan banjir kilat. (b) Pembakaran polimer sintetik boleh menghasilkan gas beracun. 4.2 Getah Asli 1. Lateks ialah cecair putih yang mengalir keluar apabila torehan dibuat pada kulit pokok getah, proses ini dipanggil ‘menoreh’. 2. Lateks ialah sejenis koloid yang terdiri daripada campuran zarah-zarah getah dan air. 3. Getah asli ialah polimer semula jadi yang terbentuk daripada monomer yang dinamakan isoprena atau 2-metilbut-1,3-diena. H H C H C Isoprena Poliisoprena (getah asli) n C H n H C H H C H C H H C CH3 C CH3 4. Polimer getah asli dinamakan poliisoprena yang mempunyai formula (C5 H8 )n dengan nilai n sehingga 10 000. 5. Lateks menggumpal dengan kehadiran asid manakala penggumpalan lateks dihalang dengan kehadiran larutan ammonia. 6. Untuk menghasilkan getah tervulkan dalam industri, getah asli dipanaskan dengan sulfur dan zink oksida sebagai mangkin. 7. Untuk menghasilkan getah tervulkan di dalam makmal sekolah, jalur getah direndam di dalam larutan disulfur diklorida dalam toluen dan kemudian disejukkan di udara. 8. Getah tervulkan: Rangkai silang sulfur Rantai polimer getah C S S C C S S C C C C S S C (a) Atom sulfur membentuk rangkai silang antara rantai-rantai polimer getah. (b) Rangkai silang sulfur menghalang rantai polimer getah daripada menggelongsor di atas satu sama lain dengan mudah. (c) Rangkai silang sulfur juga membantu rantai polimer getah kembali kepada bentuk asal selepas diregang. (d) Kegunaan: membuat tayar, hos getah dan sarung tangan Getah tervulkan Getah tak tervulkan Tahan haba tinggi Tidak tahan haba tinggi Lebih kenyal Kurang kenyal Lebih keras dan kuat Kurang keras dan lembut Tahan pengoksidaan Mudah teroksida 4.3 Getah Sintetik 1. Getah sintetik ialah polimer buatan manusia yang dihasilkan melalui proses pempolimeran monomer hidrokarbon yang diperoleh daripada pecahan petroleum. Bab 4_1202 Kimia Tg5.indd 79 17/01/2022 3:21 PM
80TIP SOS 2. Ciri-ciri getah sintetik: (a) Tahan haba. (d) Keras. (b) Tahan bahan kimia. (e) Penebat haba. (c) Tahan pengoksidaan. (f) Kenyal. 3. Sifat dan kegunaan beberapa getah sintetik: Getah sintetik Monomer Sifat Contoh kegunaan Stirena-butadiena (SBR) Stirena dan butadiena, C4 H6 • Tahan haba tinggi • Mudah divulkan • Tahan lelasan Tayar Tapak kasut Neoprena Kloroprena, C4 H5 Cl • Kenyal • Tahan haba tinggi • Kekuatan tegangan tinggi • Tahan pengoksidaan • Tidak mudah terbakar Tali sawat, sarung tangan, penebat wayar elektrik, paip getah petrol Getah butil Isobutilena, C4 H8 • Kurang telap daripada getah asli • Tahan haba • Boleh divulkankan dengan sulfur di bawah keadaan normal Tiub tayar, bahan bumbung, lapisan tak telap bagi menghalang resapan air dalam tangki Tiokol 1,2-dikloroetana, C2 H4 Cl2 Tahan terhadap pelarut dan minyak Lapisan tangki simpanan minyak dan pelarut 4. Kelebihan getah sintetik: (a) Tahan cuaca buruk dan suhu tinggi. (b) Tidak terbakar dan tahan haba. (c) Penebat haba dan elektrik yang baik. (d) Tidak telap terhadap gas dan air. (e) Sangat tahan terhadap bahan kimia. 5. Keburukan getah sintetik: (a) Keupayaan menyerap hentakan, getaran dan bunyi yang lebih rendah berbanding getah asli. (b) Kekenyalan dan kekuatan tegangan lebih rendah berbanding getah asli. Setiap soalan diikuti oleh empat pilihan jawapan, A, B, C atau D. Pilihan satu jawapan sahaja. KERTAS 1 4.1 Polimer 1. Antara padanan berikut, yang manakah betul? Polimer semula jadi Monomer A Poliisoprena Propena B Selulosa Asid amino C Kanji Glukosa D Protein Isoprena 2. Bahan manakah ialah polimer semula jadi? A Polietena C Poliisoprena B Polipropena D Polivinil klorida 3. Polimer yang manakah mempunyai formula empirik CH2 ? A H H C H C C n 6 H5 C H H C H C C n 2 H5 B H H C H C H n D H H C H C CH n 3 Soalan 2: Poliisoprena ialah nama bagi polimer getah asli. Soalan 3: Formula empirik bagi polimer adalah sama dengan monomernya. Bab 4_1202 Kimia Tg5.indd 80 17/01/2022 3:21 PM
87TIP SOS Bahagian A Jawab semua soalan. 1. Rajah 1 menunjukkan carta alir perubahan lateks kepada getah tervulkan melalui Langkah I dan Langkah II. S2 Cl2 Asid Langkah I Langkah II Getah asli pepejal Lateks Getah tervulkan Rajah 1 (a) (i) Langkah I melibatkan penggumpalan lateks untuk membentuk pepejal getah asli. Nyatakan bagaimana Langkah I dijalankan di dalam makmal. [1 markah] (ii) Nyatakan dua sifat getah asli. [2 markah] (b) Langkah II melibatkan pemvulkanan getah. Nyatakan bagaimana Langkah II dijalankan. [3 markah] (c) (i) Lukis formula struktur getah tak tervulkan dan getah tervulkan. [2 markah] Getah tak tervulkan Getah tervulkan (ii) Berdasarkan formula struktur di 1(c)(i), nyatakan perubahan struktur yang berlaku apabila getah asli mengalami proses pemvulkanan. [2 markah] KERTAS 2 Soalan 1: (c) (i) Rangkai silang sulfur terdapat dalam getah tervulkan. (ii) Ikatan ganda dua antara karbon pada molekul getah bertindak balas dengan sulfur. Bab 4_1202 Kimia Tg5.indd 87 17/01/2022 3:21 PM
93TIP SOS Jadual 1 menunjukkan keputusan bagi eksperimen untuk mengkaji perbezaan sifat antara getah tak tervulkan dan getah tervulkan. Getah P Getah Q Panjang awal (cm) 8.0 cm 8.0 cm Panjang dengan pemberat 200 g (cm) 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 8 9 10 11 12 Klip Getah P Pemberat 200 g Klip Getah Q Pemberat 200 g 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Panjang selepas pemberat dialihkan (cm) 10.0 cm 8.0 cm Jadual 1 Berdasarkan Jadual 1, rancang suatu eksperimen untuk menyiasat kekenyalan atau kekuatan getah tak tervulkan dan getah tervulkan. 1. Nyatakan pemboleh ubah: [2 markah] (a) dimanipulasikan: (b) bergerak balas: • Pemvulkanan menambah rangkai silang sulfur antara rantai polimer getah. • Pemvulkanan menghasilkan getah yang lebih kenyal dan berkualiti. KERTAS 3 Bab 4_1202 Kimia Tg5.indd 93 17/01/2022 3:21 PM
114 BAB 1 Kertas 1 1. D Kalium dikromat(VI) berasid ialah agen pengoksidaan yang mengoksidakan alkohol kepada asid karboksilik. 2. B Kalium bromida ialah agen penurunan. Ion bromida dioksidakan kepada bromin. 3. A (+3) + 3(x) = 0 3 + 3x = 0 x = −1 4. B Karbon boleh menurunkan zink oksida tetapi tidak boleh menurunkan aluminium oksida. 5. C Larutan KMnO4 bertindak sebagai agen pengoksidaan dalam keadaan berasid. Asid sulfurik membekalkan ion H+ kepada KMnO4 . 6. A Pembakaran logam dalam oksigen membentuk oksida logam ialah tindak balas redoks 7. C Tindak balas penyesaran berlaku, menunjukkan kuprum adalah lebih reaktif daripada logam M. Unsur yang lebih reaktif lebih mudah melepaskan elektron dan dioksidakan. 8. B Ion iodida ialah agen penurunan yang kuat kerana mudah dioksidakan kepada iodin. 9. B Pembakaran dan pengaratan ialah tindak balas redoks. 10. B SiO2 + C Si + CO2 +4 0 11. D Penurunan melibatkan kehilangan oksigen atau penambahan elektron atau hidrogen. 12. B Fe2+ dioksidakan kepada Fe3+ oleh agen pengoksidaan; air klorin. 13. C Semua ion Cu2+ telah disesarkan oleh Mg. Sebahagian Mg dioksidakan kepada Mg2+. 14. D 1(+1) + (Cl) + 4(−2) = 0 Cl = +7 15. B Agen penurunan melepaskan elektron. 16. C Zink menyesarkan ion Cu2+ daripada larutan kuprum(II) nitrat. Apabila semua ion Cu2+ disesarkan, warna biru menjadi tidak berwarna. Ion Cu2+ bertukar kepada atom Cu, menghasilkan enapan pepejal perang. 17. A Al dan Ca berada di atas Ag dalam siri kereaktifan logam. Sulfur ialah unsur bukan logam. 18. B Klorin, Cl2 , ialah agen pengoksidaan. Cl2 mengoksidakan ion I- kepada I2 . Larutan iodin berwarna perang. 19. D KMnO4 berasid ialah agen pengoksidaan yang bertindak balas dengan agen penurunan SO2 dan H2 S. Cl2 ialah agen pengoksidaan; CH4 ialah hidrokarbon. 20. B Persamaan seimbang bagi tindak balas antara kromium(VI) oksida dengan hidrogen ialah CrO3 + 3H2 ˜ Cr + 3H2 O 21. D Logam lebih reaktif menurunkan oksida logam kurang reaktif; Kereaktifan mengikut tertib menurun: Q > R > S > P 22. B Grafit (karbon) dan platinum bersifat lengai, iaitu tidak bertindak balas dengan unsur lain. 23. D Lebih positif nilai E0 , lebih mudah mengalami penurunan; katod (terminal positif). E0 sel = E0 katod – E0 anod = (+0.34) – (−0.44) = + 0.78 V 24. B Elektrod dengan nilai E0 lebih negatif; lebih mudah alami pengoksidaan; agen penurunan lebih kuat. 25. D Elektrod dengan nilai E0 lebih positif; lebih mudah alami penurunan; agen pengoksidaan lebih kuat. 26. A Nilai E0 Zn lebih negatif daripada nilai E0 Fe. Fe ialah katod dan Zn ialah anod. E0 sel = –0.44 – (–0.76) = +0.32 V 27. A Kanan ialah sel kimia: S ialah anod (–) dan R ialah katod (+). Kiri ialah sel elektrolisis: P ialah katod (–) dan Q ialah anod (+). Penurunan berlaku pada katod, R dan P. 28. D Kanan ialah sel kimia: Mg ialah anod (–); Mg dioksidakan kepada ion Mg2+. Kiri ialah sel elektrolisis: Cu ialah anod (+); Cu dioksidakan kepada ion Cu2+. 29. B Sel I: Pengoksidaan Cu kepada Cu2+. Sel II: Pengoksidaan Cl– kepada Cl2 (faktor kepekatan larutan). 30. C Objek disadur pada katod (Q) Logam penyadur pada anod (P) Elektrolit: Garam nitrat logam penyadur, argentum nitrat. 31. D Nilai E0 OH– lebih negatif, maka OH– dioksidakan kepada gas O2 . Nilai E0 H+ lebih positif, maka H+ diturunkan kepada gas H2 . 32. C Faktor kepekatan Cl– yang tinggi, menyebabkan ion Cl– lebih mudah dioksidakan di anod. 33. B Sel I dan Sel III: Gas hidrogen terhasil pada katod; Gas klorin terhasil pada anod. Sel II: Zink terhasil pada anod; Gas klorin terhasil pada katod. 34. C Anod: Gas O2 terhasil; 4OH− → O2 + 4e− + 2H2 O Katod: Gas H2 terhasil; 2H+ + 2e− → H2 35. C Gas hidrogen dihasilkan di katod, gas bromin dihasilkan di anod. Ion OH– bergabung dengan ion Na+ untuk menghasilkan NaOH. 36. B Notasi sel bagi suatu sel kimia ditulis sebagai: Elektrod(p) | Elektrolit(ak) || Elektrolit(ak) | Elektrod(p) 14444244443 14444244443 Anod (terminal negatif) Katod (terminal positif) 37. B Ion Cu2+ diturunkan pada katod dan mendakan logam kuprum terbentuk pada elektrod. Cu2+(ak) + 2e– ˜ Cu(p) 38. A Bauksit ialah bijih aluminium. Aluminium diekstrak melalui elektrolisis leburan bauksit. 39. A Logam di atas karbon dalam siri kereaktifan logam diekstrak melalui elektrolisis leburan bijihnya. Karbon terletak di antara logam aluminium dan zink. 40. C Karbon boleh menurunkan besi oksida dan kuprum oksida. Zink juga boleh menurunkan besi oksida dan kuprum oksida. Elektrolisis digunakan dalam penulenan logam. Bab 1 Jawapan Jwpn_1202 Kimia Tg5.indd 114 17/01/2022 5:45 PM
115 41. C Ca berada di atas Mg dalam siri kereaktifan logam. 42. D Ferum(III) oksida diturunkan oleh karbon dan karbon monoksida kepada besi dan karbon dioksida. 43. D Al dihasilkan di katod melalui proses penurunan. Ion Al3+ menerima elektron untuk membentuk atom Al. 44. C Karbon (kok) lebih reaktif daripada besi, tetapi kurang reaktif daripada aluminium. Karbon (kok) boleh menurunkan besi oksida tetapi tidak boleh menurunkan aluminium oksida. 45. A Kriolit mempunyai takat lebur yang lebih rendah daripada aluminium. Kriolit dicampur untuk menurunkan takat lebur bauksit; Kos tenaga bagi pengekstrakan dikurangkan. 46. D Logam korban mesti lebih elektropositif daripada besi. Logam korban lebih mudah melepaskan elektron. Logam korban mengion sebelum besi; pengaratan besi dihalang/ diperlahankan. 47. B Kuprum ialah logam yang paling kurang elektropositif. Maka, kadar pengaratan paling perlahan. 48. B Magnesium lebih elektropositif daripada besi. Magnesium lebih mudah melepaskan elektron berbanding besi. Magnesium alami pengoksidaan. Pengaratan besi dihalang. 49. A Aluminium mempunyai lapisan oksida yang bertindak sebagai pelindung terhadap pengaratan. Aluminium dan aluminium oksida bersifat amfoterik iaitu larut dalam asid dan alkali. 50. D Natrium ialah logam yang sangat reaktif dan bertindak balas cergas dengan air dan oksigen. Kertas 2 Bahagian A 1. (a) Elektrolisis ialah proses penguraian suatu sebatian dalam keadaan lebur atau larutan akueus kepada unsur juzuknya apabila arus elektrik mengalir melaluinya. (b) Asid X: Asid hidroklorik, HCl(ak) Asid Y: Asid nitrik, HNO3 (ak) (c) Gas klorin (d) (i) 2H+ (ak) + 2e− → H2 (g) (ii) 2H2 O(ce) → O2 (g) + 4H+ (ak) + 4e− (e) (i) Guna kepekatan asid hidroklorik lebih cair. Semakin tinggi kepekatan ion Cl– , semakin mudah ion Cl– dioksidakan kepada gas klorin. (ii) 2Cl− (ak) → Cl2 (g) + 2e− 2. (a) Elektrolit ialah sebatian yang dapat mengalirkan arus elektrik dalam keadaan lebur atau larutan akueus dan mengalami perubahan kimia. (b) (i) Terdapat aliran arus elektrik/elektron dalam litar (ii) Ion kuprum(II), Cu2+ dan ion klorida, Cl− (iii) Gas kuning kehijauan terbebas (iv) 2Cl− (ce) → Cl2 (g) + 2e− (c) (i) Elektrod yang disambung ke terminal negatif bateri (ii) Pepejal perang terenap pada katod (iii) Cu2+(ak) + 2e− → Cu(p) 3. (a) (i) Tindak balas redoks ialah tindak balas kimia yang melibatkan pengoksidaan dan penurunan berlaku secara serentak. (ii) C(p) + 2PbO(p) → 2Pb(p) + CO2 (g) (iii) +2 kepada 0 (iv) Plumbum(II) oksida (b) Karbon lebih reaktif daripada logam X. Karbon kurang reaktif daripada zink. (c) (i) Zink, karbon, plumbum, X (ii) Kuprum (d) Mangkuk pijar Penunu Bunsen Oksida logam + karbon Kasa dawai 4. (a) Zn(p) + Cu2+ (ak) → Zn2+(ak) + Cu(p) (b) (i) dan (ii) Voltmeter Katod Elektrod kuprum Elektrod 2 Anod Larutan kuprum(II) sulfat (c) Bacaan voltmeter (V) Logam 1.10 Zink 0.78 Ferum 0.38 Stanum 0.00 Kuprum (d) Magnesium 5. (a) Elektrolisis air (b) Natrium hidroksida (c) (i) dan (ii) Anod (terminal negatif): Pengoksidaan (kehilangan elektron) Katod (terminal positif): Penurunan (terima elektron) (d) Hasil tindak balas ialah air iaitu bukan bahan toksik. 6. (a) Hematit (b) (i) Batu kapur, CaCO3 (ii) Untuk menyingkirkan silika (silikon dioksida) melalui tindak balas peneutralan antara silikon(IV) dioksida dengan kalsium oksida. CaO + SiO2 → CaSiO3 (c) (i) Karbon monoksida (ii) C + CO2 → 2CO 7. (a) (i) Fe2+ (ii) Fe3+ (b) (i) P: Magnesium/Aluminium/Zink [mana-mana satu] (ii) Mg(p) + Fe2+(ak) → Mg2+(ak) + Fe(p) (c) (i) Q: Karbon (ii) 3C(p) + 2Fe2 O3 (p) → 3CO2 (g) + 4Fe(p) Bahagian B 8. (a) Agen pengoksidaan: Hidrogen peroksida Agen penurunan: Ion iodida (b) Pengoksidaan: 2I− (ak) → I2 (ak) + 2e− Penurunan: H2 O2 (ak) + 2H+ (ak) + 2e− → 2H2 O(ce) (c) Iodin: −1 kepada 0 Oksigen: −1 kepada –2 Hidrogen: Tiada perubahan, +1 (d) Larutan tidak berwarna menjadi perang. (e) Hasil penurunan hidrogen peroksida ialah air. Air adalah bukan bahan toksik. 9. (a) Larutan R:Larutan ferum(II) sulfat Larutan S:Larutan kalium iodida (b) (i) Set I: Agen pengoksidaan: kalium dikromat(VI) berasid Agen penurunan: Larutan ferum(II) sulfat Bab 1 Jwpn_1202 Kimia Tg5.indd 115 17/01/2022 5:45 PM