MESTI TAHU iii – x Bab 1 Pengenalan kepada Kimia 1 – 9 Nota 1 Kertas 1 3 Kertas 2 7 Kertas 3 9 Bab 2 Jirim dan Struktur Atom 10 – 25 Nota 10 Kertas 1 12 Kertas 2 19 Kertas 3 25 Bab 3 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia 26 – 39 Nota 26 Kertas 1 27 Kertas 2 33 Kertas 3 39 Bab 4 Jadual Berkala Unsur 40 – 53 Nota 40 Kertas 1 42 Kertas 2 48 Kertas 3 53 Bab 5 Ikatan Kimia 54 – 68 Nota 54 Kertas 1 56 Kertas 2 61 Kertas 3 68 Bab 6 Asid, Bes dan Garam 69 – 68 Nota 69 Kertas 1 75 Kertas 2 82 Kertas 3 87 Bab 7 Kadar Tindak Balas 89 – 107 Nota 89 Kertas 1 91 Kertas 2 100 Kertas 3 107 Bab 8 Bahan Buatan dalam Industri 108 – 125 Nota 108 Kertas 1 113 Kertas 2 119 Kertas 3 125 Jawapan 126 – 142 Kandungan
MESTI TAHU Mnemonik Mnemonik (Bab 6) 1 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Mnemonik (Bab 6) 7 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Mnemonik (Bab 6) 3 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Mnemonik (Bab 6) 9 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Mnemonik (Bab 6) 5 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Mnemonik (Bab 8) 11 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Kakak BIRU MERAH suka makan pelam MASAM Warna BIRU kertas litmus berubah menjadi MERAH (Asid) Asid, Bes dan Garam Asid, Bes dan Garam Asid, Bes dan Garam Asid, Bes dan Garam Asid, Bes dan Garam Bahan Buatan dalam Industri • Mendakan putih dalam larutan natrium hidroksida ialah ZAP MgCa (Disebut “ZAP MeCa”) • Garam terlarutkan, NO ANaK NO ANaK Ammonium Natrium Kalium NO3 – • Garam tak terlarutkan PBC – sulfat HPA – klorida P ← PbSO4 B ← BaSO4 C ← CaSO4 H ← Hg2 Cl2 P ← PbCl2 A ← AgCl • Mendakan putih dalam larutan ammonia ialah Zn MgPA (Disebut “Zink Mengapa”) Tambah sedikit larutan natrium hidroksida Tambah sedikit larutan ammonia Tiada mendakan Tiada mendakan Panaskan dan uji dengan kertas litmus merah NH4 + NH4 + , Ca2+ NH4 + Zn MgPA Zn2+ Mg2+ Pb2+ Al3+ ZAP Zn2+ Al3+ Pb2+ Zn Zn2+ MgCa Mg2+ Ca2+ MgPA Mg2+ Pb2+ Al3+ Mendakan putih terbentuk Mendakan putih terbentuk Tambah larutan ammonia berlebihan dan goncang supaya bercampur Tambah larutan natrium hidroksida berlebihan Mendakan larut Mendakan tidak larut • “Angcle Basuh Ferrari dengan Susu Pekat Nestle” (Disebut GangKuTi) Gang Gangsa Ku Kuprum Ti Timah (Disebut LoKuZ) Lo Loyang Ku Kuprum Z Zink (Disebut Keluli CaFe) Keluli Keluli Ca Karbon Fe Ferum Sebarang asid CO3 2– HNO3 AgNO3 Cl– HNO3 Ba(NO)3 SO4 2– H2 SO4 FeSO4 H2 SO4 pekat NO3 – Ang Ba Cle suh Nestle Susu pekat Ferrari ZAP MgCa Zn2+ Al3+ Pb2+ Mg2+ Ca2+ Mendakan larut Mendakan tidak larut
Elektron Simbol: e– Cas relatif: –1 Jisim relatif: 1 1 840 Proton Simbol: p Cas relatif: +1 Jisim relatif: 1 MESTI TAHU Fakta Penting Fakta Penting (Bab 2) 13 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Fakta Penting (Bab 6) 19 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Fakta Penting (Bab 3) 15 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Fakta Penting (Bab 7) 21 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Fakta Penting (Bab 5) 17 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Fakta Penting (Bab 8) 23 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Elektron valens Elektron dinyahsetempatkan daripada “lautan elektron” + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Ion logam bercas positif Neutron Simbol: n Cas relatif: 0 (neutral) Jisim relatif: 1 Jisim Bilangan mol, n Isi padu gas Bilangan zarah: atom, molekul ion ÷ Isi padu molar ÷ Jisim molar ÷ NA × NA × Isi padu molar × Jisim molar Jirim dan Struktur Atom Asid, Bes dan Garam Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia Ikatan Kimia Kadar Tindak Balas Bahan Buatan dalam Industri • Hanya garam sulfat di bawah boleh terurai apabila dipanaskan. FeSO4 → Fe2 O3 + SO2 + SO3 ZnSO4 → ZnO + SO3 CuSO4 → CuO + SO3 (NH4 )2 SO4 → 2NH3 + H2 SO4 Gas ammonia Wap asid sulfurik • Semua garam klorida tidak terurai oleh haba, kecuali ammonium klorida. NH4 Cl → NH3 + HCl Gas Gas ammonia hidrogen klorida • Kebanyakan karbonat logam terurai untuk membentuk oksida logam dan gas karbon dioksida apabila dipanaskan. • Hanya kalium karbonat dan natrium karbonat tidak terurai oleh haba. • Teori Perlanggaran • Faktor yang mempengaruhi kadar tindak balas: ❖ Saiz pepejal bahan tindak balas ❖ Kepekatan cecair bahan tindak balas ❖ Suhu ❖ Kehadiran mangkin • Apabila frekuensi perlanggaran antara zarah-zarah bertambah, frekuensi perlanggaran berkesan antara zarahzarah bertambah. Maka, kadar tindak balas bertambah. • Rajah menunjukkan hubungan antara bilangan mol, jisim bahan, bilangan zarah dan isi padu gas Jenis aloi Komposisi Duralumin • Aluminium, 93%, • Magnesium, 3% • Kuprum, 3% • Mangan, 1% Gangsa • Kuprum, 90% • Stanum, 10% Loyang • Kuprum, 70% • Zink, 30% Keluli • Besi, 98% • Karbon, 0.2 − 2% Keluli nirkarat • Besi,73% • Kromium, 18% • Nikel, 8% • Karbon, 1% Piuter • Stanum, 95% • Antimoni, 3.5% • Kuprum, 1.5% Ikatan logam
MESTI TAHU Rajah Penting Rajah Penting (Bab 2) 25 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 7) 31 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 2) 27 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 7) 33 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 6) 29 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 7) 35 @ Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Jirim dan Struktur Atom Kadar Tindak Balas Jirim dan Struktur Atom Asid, Bes dan Garam Kadar Tindak Balas Kadar Tindak Balas • Graf suhu melawan masa bagi pemanasan naftalena. • Graf suhu melawan masa bagi penyejukan naftalena. Tindak balas eksotermik Tindak balas endotermik Ea Ea ' Tenaga Bahan tindak balas Hasil tindak balas Tanpa mangkin Dengan mangkin Lintasan tindak balas Ea Ea ' Tenaga Bahan tindak balas Hasil tindak balas Tanpa mangkin Dengan mangkin Lintasan tindak balas Suhu (°C) 80°C A B C D Masa (min) Suhu (°C) 80°C P Q R S Masa (min) Semakin berasid Neutral Semakin beralkali 012 3 4 567 8 9 10 11 12 13 14 H H Berlanggar Pemecahan ikatan dan pembentukan ikatan ● Orientasi yang betul ● Jumlah tenaga lebih atau sama dengan tenaga pengaktifan ● Perlanggaran berkesan berlaku Cl Cl H H Cl Cl H H Cl Cl H Berlanggar ● Wrong orientation ● Total energy greater than or equal to the activation energy ● Ineffective collision occurs Cl Cl H H Melantun balik Cl Cl H H H Berlanggar ● Correct orientation ● Total energy less than the activation energy ● Ineffective collision occurs Cl Cl H H Melantun balik Cl Cl pH merupakan pengukuran logaritma ke atas kepekatan ion hidrogen • Orientasi yang salah • Jumlah tenaga lebih daripada atau sama dengan tenaga pengaktifan • Perlanggaran tidak berkesan berlaku • Orientasi yang betul • Jumlah tenaga lebih atau sama dengan tenaga pengaktifan • Perlanggaran berkesan berlaku • Orientasi yang betul • Jumlah tenaga kurang daripada tenaga pengaktifan • Perlanggaran tidak berkesan berlaku
1 Bab 1 Pengenalan kepada Kimia 1.1 Perkembangan Bidang Kimia dan Kepentingan dalam Kehidupan 1. Perkataan 'kimia' dipercayai berasal daripada perkataan Arab 'al-kimiya'. 2. Kimia ditakrifkan sebagai salah satu bidang sains yang mengkaji struktur, sifat, komposisi dan interaksi antara jirim. 3. Jadual di bawah menunjukkan pelbagai bahan kimia yang biasa digunakan dalam pertanian, industri, makanan dan perubatan. Makanan Pengawet Pewarna Perisa Pertanian Pestisid Herbisid Baja Perubatan Analgesik Antibiotik Antiseptik Industri Polimer Kaca Seramik Aloi 4. Kajian dalam pelbagai bidang kimia telah dijalankan pada setiap hari. 5. Keperluan teknologi kimia untuk menyelesaikan masalah mendorong perkembangan teknologi kimia. 6. Jadual berikut menunjukkan kerjaya yang memerlukan pengetahuan dalam bidang kimia. Bidang Kerjaya Skop kerja Bioteknologi Ahli biokimia Mengkaji proses kimia dalam benda hidup. Nanoteknologi Jurutera nanoteknologi Mempelajari benda baharu di peringkat molekul untuk meningkatkan tahap kesihatan, sains, teknologi, dan persekitaran. Pemakanan Ahli dietetik Pakar pemakanan yang mengubah suai diet pesakit berdasarkan penyakit dan keperluan pesakit. Ahli nutrisi Mengkaji nilai nutrisi dalam makanan. Kosmetologi Ahli kimia kosmetik Menformulasikan produk penjagaan kulit, penjagaan peribadi dan kosmetik warna untuk pengilang. Farmaseutikal Ahli farmasi Mengkaji ubatubatan, dadah dan kesannya. 1.2 Penyiasatan Saintifik dalam Kimia 1. Penyiasatan saintifik adalah kaedah saintifik yang sistematik untuk menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan sains. 2. Langkah-langkah dalam kaedah saintifik: Membuat pemerhatian Membuat inferens Membuat hipotesis Mengenal pasti masalah Mengenal pasti pemboleh ubah Mengawal pemboleh ubah Menulis laporan Membuat kesimpulan Mentafsir data Mengumpul data Merancang eksperimen 1.3 Penggunaan, Pengurusan dan Pengendalian Radas serta Bahan Kimia 1. Makmal ialah tempat yang penting untuk mengkaji kimia. Walau bagaimanapun, tempat ini boleh NOTA
3 6. Berikut adalah simptom keracunan merkuri: (a) Loya (b) Batuk (c) Muntah (d) Cirit-birit (e) Sakit dada (f) Sakit tekak (g) Sesak nafas (h) Sakit kepala (i) Kerengsaan mata (j) Peningkatan tekanan darah 3 3TIP SOS Soalan 3: Bahan kimia ialah jirim yang mempunyai jisim dan memenuhi ruang. Setiap soalan dikuti oleh empat pilihan jawapan, A, B, C dan D. Pilih satu jawapan sahaja. KERTAS 1 1.1 Perkembangan Bidang Kimia dan Kepentingan dalam Kehidupan 1. Perkataan 'Kimia' dipercayai berasal daripada perkataan.... A Latin C Arab B Melayu D Inggeris 2. Antara pernyataan berikut, yang manakah benar tentang Kimia? A Kimia mengkaji semua jirim di dalam kerak bumi. B Kimia adalah kajian tentang struktur benda hidup. C Kimia menghubung kait jirim yang membentuk Alam Semesta. D Kimia adalah kajian tentang struktur, sifat, komposisi dan interaksi antara jirim. 3. Antara berikut, yang manakah bukan contoh bahan kimia? A Serat C Tenaga B Belon D Gas cecair 4. Bahan manakah yang digunakan untuk membunuh rumpai? A Fungisid C Pestisid B Herbisid D Karbida 5. Antara bahan kimia berikut, yang manakah digunakan untuk mencegah pengoksidaan makanan? A Penstabil C Pengawet B Pemekat D Pengantioksida 6. Natrium nitrit ditambah ke dalam burger supaya daging burger boleh tahan lebih lama. Natrium nitrit berfungsi sebagai.... A perisa C pewarna B pengawet D penstabil 7. Antara berikut, yang manakah memerlukan pengetahuan kimia? A Peguam C Tukang kayu B Ahli farmasi D Tukang paip 8. Pernyataan berikut merujuk kepada sejenis pekerjaan. Diana mengkaji dan menentukan tahap nutrien makanan dengan menganalisis kandungannya. Diana juga mencari kaedah terbaik untuk mengedar, memproses, mengawet dan membungkus makanan. Berdasarkan penyataan di atas, apakah kerjaya Diana? A Jurutera nanoteknologi B Saintis pemakanan C Ahli nutrisi D Ahli dietetik 1.2 Penyiasatan Saintifik dalam Kimia 9. Antara berikut, yang manakah merupakan langkah pertama dalam kaedah saintifik? A Mengenal pasti masalah B Membuat pemerhatian C Membuat hipotesis D Membuat inferens 10. Langkah manakah dalam kaedah saintifik yang digunakan untuk mengesahkan sama ada inferens itu benar atau salah? A Merancang eksperimen B Mengawal pemboleh ubah C Membuat pemerhatian D Membuat hipotesis 11. Mei Yu sedang memberikan penjelasan tentang suatu peristiwa yang telah diperhatikan olehnya berdasarkan pengalaman lalu. Langkah manakah dalam kaedah saintifik yang diaplikasikan oleh Mei Yu? A Membuat inferens B Mengenal pasti masalah C Membuat hipotesis D Mengenal pasti pemboleh ubah Soalan 10: Berdasarkan pemerhatian, inferens (kesimpulan awal) dapat dibuat untuk menjelaskan sesuatu pemerhatian. Untuk mengesahkan penjelasan tentang pemerhatian itu, hipotesis perlu dibuat. Eksperimen dijalankan untuk menguji sama ada hipotesis yang dibuat diterima atau ditolak.
19 52. Fosforus-31 dan fosforus-32 ialah isotop. Pernyataan manakah yang betul? KBAT Mengaplikasi [Bilangan proton fosforus = 15] A Fosforus-31 mempunyai 15 proton dan 16 elektron. B Fosforus-32 mempunyai 15 elektron dan 17 neutron. C Fosforus-31 mempunyai bilangan elektron yang lebih kecil daripada fosforus-32. D Fosforus-31 mempunyai bilangan neutron yang sama dengan fosforus-32. 53. Rajah 22 menunjukkan simbol yang digunakan untuk melabel makanan yang disinari dengan isotop Q. Rajah 22 Apakah isotop Q? A Karbon-14 C Fosforus-32 B Natrium-24 D Kobalt-60 SPMKLON SPMKLON 54. Seorang ahli teknologi makanan ingin memusnahkan bakteria dengan merawat makanan melalui radiasi. Antara berikut, yang manakah sesuai digunakan? A Plumbum-210 C Karbon-14 B Kobalt-60 D Hidrogen-3 55. Rajah 23 menunjukkan seorang pemuda yang menghidap sejenis penyakit. Rajah 23 Antara berikut, yang manakah sesuai untuk merawat penyakit itu? A Kobalt-60 C Natrium-24 B Iodin-131 D Magnesium-24 SPMKLON SPMKLON 19TIP SOS Soalan 55: Kobalt-60 biasanya digunakan untuk merawat barah tetapi iodin-131 digunakan secara khas untuk merawat barah tiroid. Soalan 1: (b) Jenis zarah merujuk kepada atom, molekul atau ion. (c) Takat lebur = takat beku. Takat beku air tulen ialah 0 ºC dan takat didih air tulen ialah 100 ºC. Bahagian A Jawab semua soalan. 1. Air mempunyai formula H2 O. Rajah 1 menunjukkan susunan zarah air dalam tiga keadaan jirim X, Y dan Z. X Y Z Rajah 1 (a) Apakah keadaan fizik yang berlabel X, Y dan Z? [3 markah] X : Y : Z : (b) Apakah jenis zarah yang terdapat di dalam air? [1 markah] (c) Nyatakan takat lebur bagi air tulen. [1 markah] SPMKLON KERTAS 2
25 KERTAS 3 Anda perlu menentukan takat lebur satu bahan T yang dibekalkan dalam bungkusan plastik. Dengan menggunakan radas yang dibekalkan, jalankan satu eksperimen untuk menentukan takat lebur bahan T. Berikut adalah langkah-langkah ringkas bagi eksperimen: 1. Panaskan bahan T sehingga suhu mencapai 70 °C. 2. Mulakan jam randik dengan serta-merta. 3. Catatkan suhu bahan T pada selang masa 30 saat sehingga suhu mencapai 90 °C. (a) Rekodkan bacaan termometer. [3 markah] (b) Plotkan graf suhu melawan masa dalam kertas graf. [5 markah] (c) Berdasarkan graf yang diplotkan, tanda dan labelkan takat lebur bahan T. [3 markah] (d) Terangkan mengapa suhu bahan T tetap sama untuk satu tempoh masa. [2 markah] (e) Nyatakan keadaan fizik bahan T semasa: [3 markah] (i) 0 s (ii) 90 s (iii) 210 s Nota: Sekiranya anda tidak dapat menjalankan eksperimen seperti yang dihuraikan di atas, perhatikan bacaan termometer dan rekodkan suhu di ruang yang disediakan. Kemudian, jawab soalan dengan menggunakan data yang telah anda rekodkan. Masa (s) Bacaan termometer Suhu (°C) Masa (s) Bacaan termometer Suhu (°C) 0 70 60 (i) 120 80 70 (v) 30 80 70 (ii) 150 80 70 (vi) 60 80 70 (iii) 180 90 80 (vii) 90 80 70 (iv) 210 90 80 (viii) 25TIP SOS (a) Semasa merekod bacaan termometer, pertimbangkan kejituan termometer dengan meletakkan tempat perpuluhan yang betul. Jangan sertakan unit kerana unit telah dituliskan pada tajuk jadual. (c) Pastikan anda melukis garis terputus-putus untuk menunjukkan bagaimana anda menentukan takat lebur.
26 Bab 3 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia NOTA 3.1 Jisim Atom Relatif dan Jisim Molekul Relatif 1. Jisim sesuatu atom apabila dibandingkan dengan atom piawai dipanggil jisim atom relatif, JAR. Jisim atom relatif tidak mempunyai unit kerana bukan jisim sebenar tetapi merupakan nilai bandingan sahaja. Atom piawai Mengapa dipilih Karbon-12 Jisim satu atom karbon-12 ditetapkan sebagai 12 unit. • Karbon-12 digunakan sebagai rujukan piawai dalam spektrometer jisim. • Kebanyakan unsur berpadu dengan karbon-12. • Wujud dalam keadaan pepejal pada suhu bilik dan mudah dikendalikan. 2. Berdasarkan skala karbon-12, jisim atom relatif sesuatu unsur ialah jisim purata satu atom unsur itu apabila dibandingkan dengan 1 12 kali jisim satu atom karbon-12. Jisim atom relatif (JAR) = Jisim purata satu atom unsur 1 12 × Jisim satu atom karbon–12 3. Jisim molekul relatif sesuatu molekul ditakrifkan sebagai jisim purata molekul itu apabila dibandingkan dengan 1 12 kali jisim satu atom karbon-12. Jisim molekul relatif (JMR) = Jisim purata satu molekul 1 12 × Jisim satu atom karbon–12 4. Istilah 'jisim molekul relatif' hanya boleh digunakan untuk bahan yang terdiri daripada molekul. Bagi sebatian ion, jisim formula relatif (JFR) digunakan. 3.2 Konsep Mol 1. Satu mol, dengan simbol 'mol' sesuatu bahan ditakrifkan sebagai: Bahan yang mengandungi 6.02214076 × 1023 entiti asas bahan tersebut. 2. Pemalar Avogadro, NA ditakrifkan sebagai bilangan zarah yang terkandung di dalam satu mol bahan. Erti kata lain, 1 mol bahan mengandungi 6.02 × 1023 zarah yang membentuk bahan tersebut. 3. Apabila kita sebut, 2 pasang kasut, ini bererti 2 × 2 = 4 kasut. Sekiranya kita sebut 2 dozen kasut, ini bererti 2 × 12 = 24 kasut. 4. Sekiranya kita sebut 2 mol kasut? Ini bererti 2 × 6.02 × 1023 = 1.204 × 1023 kasut. Bilangan mol, n Bilangan zarah [Atom // Molekul // Ion] Bilangan mol, n = Bilangan zarah NA × NA ÷ NA 5. Jisim molar ialah jisim bagi satu mol bahan. 6. Jisim molar sesuatu bahan mengandungi 6.02 × 1023 zarah bahan itu. 7. Unit bagi jisim molar ialah g mol–1. Bilangan mol, n Jisim (g) BIlangan mol, n = Jisim Jisim molar × Jisim molar ÷ Jisim molar 8. Isi padu molar ialah isi padu yang ditempati oleh satu mol gas atau 6.02 × 1023 zarah gas. 9. Unit bagi isi padu molar ialah dm3 mol–1. 10. Di bawah suhu dan tekanan yang sama, bilangan mol sebarang gas yang sama akan mempunyai isi padu yang sama. 11. Isi padu molar bergantung kepada keadaan. Isi padu molar Suhu dan tekanan piawai, STP: Suhu = 0 °C Tekanan = 1 atm Keadaan bilik: Suhu = 25 °C Tekanan =1 atm 22.4 dm3 mol–1 24 dm3 mol–1 22400 cm3 mol–1 24 000 cm3 mol–1 Bilangan mol Isi padu BIlangan mol, n = Isi padu Isi padu molar × Isi padu molar ÷ Isi padu molar
27 3.3 Formula Kimia 1. Formula kimia ialah satu perwakilan bagi sesuatu bahan kimia dengan menggunakan huruf bagi mewakili atom dan nombor subskrip untuk menunjukkan bilangan setiap jenis atom yang terdapat di dalam entiti asas bahan itu Contoh: Berdasarkan formula kimia di bawah, kita mengetahui: Air terdiri daripada hidrogen dan oksigen Jisim molekul relatif = 2(1) + 16 = 18 Nisbah hidrogen kepada oksigen = 2 : 1 2 atom hidrogen 1 atom oksigen H2 O 2. Formula molekul hanya dapat ditentukan sekiranya kita mengetahui formula empirik dan jisim molar ATAU jisim molekul relatif bahan itu. Formula molekul = (Formula empirik)n n × Formula empirik = Jisim molar 3. Formula kimia Formula empirik Formula kimia yang menunjukkan nisbah paling ringkas bilangan atom setiap jenis unsur dalam sesuatu sebatian. Formula kimia yang menunjukkan bilangan sebenar atom setiap unsur dalam satu molekul sesuatu sebatian. Formula molekul 3.4 Persamaan Kimia 1. Persamaan kimia ialah penerangan yang tepat tentang sesuatu tindak balas kimia. 2. Persamaan kimia boleh ditafsirkan dari aspek: (a) kualitatif - Memberitahu bahan tindak balas dan hasil tindak balas yang terlibat dalam tindak balas, dan keadaan fizik bahan tindak balas dan hasil tindak balas. (b) kuantitatif - Memberitahu nisbah yang tepat (bilangan mol) bahan tindak balas dan hasil tindak balas dalam suatu tindak balas. Setiap soalan diikuti oleh empat pilihan jawapan, A, B, C dan D. Pilih satu jawapan sahaja. KERTAS 1 3.1 Jisim Atom Relatif dan Jisim Molekul Relatif 1. Mengapakah karbon-12 dipilih sebagai atom piawai untuk menentukan jisim atom relatif unsur-unsur lain? A Karbon mempunyai tiga isotop. B Karbon merupakan pepejal dan lebih mudah dikendalikan. C Karbon lebih berat daripada oksigen dan hidrogen. D Karbon terletak dalam Kumpulan 14 dalam Jadual Berkala Unsur. 2. Sebatian dengan formula X2 CO3 mempunyai jisim formula relatif 138. Apakah jisim atom relatif X? [JAR: C = 12 , O = 16] KBAT Mengaplikasi A 39 C 78 B 69 D 110 3. Ahmad mengisi empat jenis gas ke dalam empat belon seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1. SPMKLON SPMKLON SPMKLON W X Y Z CO2 C4H10 O2 N2 Rajah 1 Belon manakah yang menjadi paling kecil selepas satu hari? KBAT Mengaplikasi [JAR: H = 1, C = 12, N = 14, O = 16] A W C Y B X D Z 4. Formula kimia bagi kalium heksasianoferat(II) ialah K4 Fe(CN)6 . Apakah jisim formula relatifnya? KBAT Mengaplikasi [JAR: C = 12, N = 14, K = 39, Fe = 56] A 121 C 238 B 199 D 368 SPMKLON 27 27TIP SOS Soalan 3: Semakin kecil saiz zarah, semakin mudah zarah menembusi membran separa telap. Oleh itu, saiz belon akan berkurang.
33 Bahagian A Jawab semua soalan. 1. (a) (i) Apakah formula kimia bagi molekul ammonia? [1 markah] (ii) Apakah nama isotop unsur yang digunakan sebagai piawai untuk menentukan jisim atom relatif unsur lain? [1 markah] (b) (i) Berapakah jisim 6.0 dm3 gas ammonia, NH3 pada keadaan bilik? KBAT Mengaplikasi [2 markah] [1 mol gas menempati 24 dm3 pada keadaan bilik; jisim molar NH3 = 17 g mol–1] (ii) Berapakah bilangan molekul dalam gas ammonia 6.0 dm3 ? KBAT Mengaplikasi [1 markah] [Pemalar Avogadro, NA = 6.02 × 1023 mol–1] (iii) Terangkan secara ringkas kaitan antara isi padu, jisim dan bilangan molekul ammonia dalam 1(b)(i) dan 1(b)(ii) pada keadaan bilik. [3 markah] 2. Atom adalah sangat kecil dan tidak mungkin untuk menimbang jisim satu atom dengan sebarang penimbang elektronik. Oleh itu, ahli kimia membandingkan jisim sesuatu atom dengan atom piawai. Jisim yang diperoleh melalui perbandingan disebut sebagai jisim atom relatif. Rajah 1 menunjukkan perbandingan jisim atom litium dengan 1 12 atom karbon-12. Li 1 12 atom karbon-12 1 12 atom karbon-12 C-12 Rajah 1 (a) Apakah maksud jisim atom relatif? [1 markah] SPMKLON SPMKLON KERTAS 2 33 33TIP SOS Soalan 1: (b) (i) Bilangan mol Jisim (g) Bilangan zarah Isi padu gas × NA ÷ NA × Isi padu molar × Jisim molar ÷ Isi padu molar ÷ Jisim molar (b) (iii) Apabila menerangkan perkaitan, hubungkaitkan isi padu, jisim dan bilangan molekul dengan bilangan mol.
38 Bahagian B 7. (a) Persamaan kimia berikut menunjukkan pembakaran karbon. 2C(p) + O2 (g) → 2CO(g) Berdasarkan persamaan, berikan dua maklumat kualitatif dan satu maklumat kuantitatif. [3 markah] (b) Hidrokarbon X terdiri daripada 82.75% karbon dan 17.25% hidrogen mengikut jisim. Jisim molekul relatif hidrokarbon X ialah 58. (i) Tentukan formula empirik hidrokarbon X. [4 markah] (ii) Apakah formula molekul hidrokarbon X? [2 markah] (c) Baja yang baik mengandungi peratusan nitrogen mengikut jisim yang lebih tinggi. Berikut ialah dua jenis baja. Urea, CO(NH2 ) 2 (NH4 ) 3 PO4 Bandingkan peratusan nitrogen mengikut jisim bagi kedua-dua baja. Kemudian, kenal pasti dan terangkan baja manakah merupakan baja yang lebih baik. KBAT Mengaplikasi [6 markah] [JAR: H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, P = 31] Bahagian C 8. (a) Jisim atom relatif satu atom unsur dibandingkan dengan atom piawai. KBAT Mengaplikasi Dengan menggunakan idea di atas, tentukan: [4 markah] (i) bilangan kali 2 atom bromin lebih berat daripada 5 atom oksigen. [JAR: O = 16; Br = 80] (ii) bilangan atom karbon yang mempunyai jisim yang sama dengan 2 atom kripton. [JAR: C = 12; Kr = 84] (b) Rajah 5 menunjukkan dua kaedah yang digunakan di dalam makmal untuk menentukan formula empirik sesuatu sebatian. Kaedah I Kaedah II Penutup Mangkuk pijar Pita magnesium Panaskan Gas hidrogen kering Kuprum(ll) oksida Tabung pembakaran Panaskan Rajah 5 Bandingkan kedua-dua kaedah ini dengan merujuk kepada aspek yang berikut: KBAT Mencipta [6 markah] • Kaedah yang digunakan untuk menentukan formula empirik logam oksida. • Perubahan jisim awal bahan tindak balas dan jisim akhir hasil tindak balas. • Mengapakah terdapat perubahan jisim pada bahan tindak balas dan hasil tindak balas? (c) Pernyataan di bawah adalah tentang logam Y. Logam Y terletak lebih tinggi daripada hidrogen dalam siri kereaktifan. Huraikan satu eksperimen untuk menentukan formula empirik oksida logam Y. KBAT Mencipta [10 markah] Jawapan anda hendaklah merangkumi prosedur eksperimen dan pengiraan formula empirik. SPMKLON 38TIP SOS Soalan 7: (c) Pastikan anda menggunakan kata adjektif superlatif untuk menerangkan perbandingan. Soalan 8: (a) Pertimbangkan formula Bilangan atom P × JAR atom P = Bilangan kali lebih berat × (bilangan atom Q × JAR atom Q) Soalan 8: (b) Rujuk siri kereaktifan untuk menentukan kaedah manakah yang harus digunakan untuk menentukan formula empirik. (c) Hanya gunakan anu dalam pengiraan. Anda tidak dibenarkan mereka sebarang data.
KERTAS 3 Anda diminta untuk menentukan formula empirik magnesium oksida. Dengan merujuk Rajah 1, jalankan eksperimen yang berkaitan. Mangkuk pijar dan penutupnya ditimbang. Mangkuk pijar, penutupnya dan pita magnesium ditimbang. Pita magnesium dipanaskan sehingga bertindak balas lengkap dengan oksigen. Mangkuk pijar, penutupnya dan magnesium oksida yang terhasil ditimbang selepas disejukkan. ON OFF Penutup Mangkuk pijar Penimbang elektronik ON OFF Pita magnesium Pita magnesium Panaskan ON OFF Serbuk putih Rajah 1 (a) Nyatakan dua pemerhatian yang boleh diperoleh daripada eksperimen. [2 markah] (b) Nyatakan inferens yang sepadan dengan pemerhatian di (a). [2 markah] (c) Rekodkan bacaan dalam dua tempat perpuluhan bagi: [3 markah] (i) Jisim mangkuk pijar dengan penutup: ...............g (ii) Jisim mangkuk pijar dengan penutup dan pita magnesium: ...............g (iii) Jisim mangkuk pijar dengan penutup dan magnesium oksida selepas disejukkan: ...............g (d) Berapakah jisim magnesium dan jisim oksigen yang digunakan dalam tindak balas itu? [3 markah] (e) Tentukan formula empirik magnesium oksida. [3 markah] [JAR: Mg = 24 ; O = 16] (f) Merujuk kepada jawapan di (e), tentukan bilangan mol magnesium yang bertindak balas dengan 2 mol atom oksigen. [3 markah] Nota: Jika anda tidak dapat menjalankan eksperimen seperti yang dihuraikan di atas, anda boleh menjawab soalan ini dengan menggunakan sampel data yang berikut: Jisim mangkuk pijar dengan penutup. Jisim mangkuk pijar dengan penutup dan pita magnesium. Jisim mangkuk pijar dengan penutup dan magnesium oksida selepas disejukkan. ON OFF Penutup 38.4972 g Mangkuk pijar Penimbang elektronik ON OFF Pita magnesium 39.2210 g ON OFF Serbuk putih 39.7025 g 39TIP SOS Soalan (a): Pemerhatian tidak melibatkan perubahan angka pada penimbang elektronik. Soalan (b): Inferens ialah kesimpulan awal sesuatu pemerhatian. Inferens merupakan penerangan logik tentang sesuatu pemerhatian yang telah berlaku.
54 Bab 5 Ikatan Kimia NOTA 5.1 Asas Pembentukan Sebatian 1. Sebilangan besar unsur akan berpadu antara satu sama lain untuk membentuk sebatian. 2. Mengapakah unsur perlu membentuk sebatian? Kerana sebatian lebih stabil daripada unsur bebas. Pembentukan sebatian mengakibatkan pembentukan ikatan kimia. 3. Dalam pembentukan ikatan kimia, setiap atom akan mengubah susunan elektronnya untuk mencapai susunan elektron yang stabil melalui: (a) pemindahan elektron (b) perkongsian elektron 4. Terdapat dua jenis ikatan kimia: (a) Ikatan ion (b) Ikatan kovalen 5.2 Ikatan Ion 1. Ikatan ion ialah ikatan kimia yang terbentuk melalui pemindahan elektron dari atom logam kepada atom bukan logam. 2. Atom logam menderma elektron valensnya untuk mencapai susunan elektron duplet atau oktet yang stabil. Kation terbentuk. 3. Elektron dipindahkan ke petala valens atom bukan logam. 4. Atom bukan logam menerima elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil. Anion terbentuk. 5. Ion-ion yang berlawanan cas ini tertarik antara satu sama lain oleh daya elektrostatik yang kuat. Daya elektrostatik yang kuat ini menjurus kepada pembentukan ikatan ion (ikatan elektrovalen). 5.3 Ikatan Kovalen 1. Ikatan kovalen ialah ikatan kimia yang terbentuk melalui perkongsian elektron valens antara atomatom bukan logam. 2. Atom-atom bukan logam termasuklah: (a) Unsur Kumpulan 15, 16, 17 (b) Karbon dan silikon dalam Kumpulan 14 (c) Hidrogen 3. Apabila berkongsi elektron, pasangan elektron yang dikongsi membentuk ikatan kovalen antara dua atom. 4. Atom-atom yang terikat bersama oleh ikatan kovalen menghasilkan molekul. 5. Terdapat tiga jenis ikatan kovalen: Bilangan pasangan elektron yang dikongsi Contoh 1 X X Y atau X Y Ikatan kovalen tunggal 2 X X X Y atau X Y Ikatan kovalen ganda dua 3 X X X X Y atau X Y Ikatan kovalen ganda tiga 5.4 Ikatan Hidrogen 1. Terdapat beberapa atom yang mempunyai keelektronegatifan tinggi. Ini termasuklah atom oksigen, nitrogen atau fluorin. 2. Ikatan hidrogen ialah daya tarikan antara atom hidrogen yang terikat kepada atom yang mempunyai keelektronegatifan yang tinggi, sama ada dengan atom nitrogen, atom oksigen atau atom fluorin; terhadap atom nitrogen, atom oksigen atau atom fluorin dalam molekul lain. Contoh: Ikatan hidrogen di antara dua molekul air, H2 O. H O H H H O Ikatan kovalen Ikatan hidrogen Atom oksigen, O dengan keelektronegatifan yang tinggi 3. Beberapa fenomena dalam kehidupan seharian yang berkait rapat dengan ikatan hidrogen: (a) Rambut yang basah melekat sesama sendiri. (b) Menyelak helaian kertas menjadi lebih mudah apabila hujung jari dibasahkan dengan air.
55 4. Jadual di bawah menunjukkan takat lebur dan takat didih klorin dan etanol. Bahan Takat lebur (o C) Takat didih (o C) Klorin –101.5 –34 Etanol –114.1 78 (a) Walaupun takat didih klorin dan etanol adalah rendah, namun takat didih etanol adalah lebih tinggi daripada klorin disebabkan oleh kehadiran ikatan hidrogen antara dua molekul etanol. (b) Lebih banyak tenaga haba diperlukan untuk mengatasi daya tarikan van der Waals antara molekul etanol di samping memutuskan ikatan hidrogen antara molekul etanol. (c) Keterlarutan etanol di dalam air juga disebabkan oleh kehadiran ikatan hidrogen antara molekul etanol dengan molekul air. 5.5 Ikatan Datif 1. Ikatan datif atau ikatan koordinat merupakan ikatan kovalen antara dua atom, yang mana pasangan elektron yang dikongsi berasal daripada satu atom sahaja. 2. Ion hidroksonium dan ion ammonium adalah dua contoh ion yang mempunyai ikatan datif. (a) Ion hidroksonium + H + H+ H O H H H O Ion hidrogen yang tiada elektron dalam petala. Ion hidroksonium yang terbentuk melalui ikatan datif antara ion hidrogen dengan atom oksigen dalam molekul air. Pasangan elektron bebas dalam molekul air dikongsikan dengan ion hidrogen. (b) Ion ammonium + H + H H+ H N H H H N H Ion ammonium yang terbentuk melalui ikatan datif antara ion hidrogen dengan atom nitrogen dalam ammonia. 5.6 Ikatan Logam 1. Atom logam mempunyai 1, 2, atau 3 elektron valens. 2. Walaupun dalam keadaan pepejal, elektron valens atom logam masih mudah dilepaskan dan dinyahsetempatkan. Ion logam yang bercas positif akan terbentuk. 3. Semua elektron valens yang dinyahsetempatkan bergerak bebas di antara struktur logam dan membentuk lautan elektron. 4. Oleh itu, daya tarikan elektrostatik antara lautan elektron dengan ion logam terbentuk. Maka, ikatan logam terbentuk. Elektron valens Elektron valens yang dinyahsetempatkan dari lautan elektron] + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Ion logam yang bercas positif 5. Logam boleh mengkonduksikan elektrik kerana elektron valens yang dinyahsetempatkan di dalam lautan elektron boleh bergerak bebas dan membawa cas elektrik dari terminal negatif ke terminal positif. 5.7 Sebatian Ion dan Sebatian Kovalen 1. Kekonduksian elektrik (a) Dalam keadaan pepejal, sebatian ion tidak mengkonduksikan elektrik kerana ion tertarik antara satu sama lain oleh daya elektrostatik yang kuat. Maka, ion-ion ini tidak dapat bergerak bebas. (b) Sebatian ion boleh mengkonduksikan elektrik dalam keadaan leburan atau larutan akueus kerana ion boleh bergerak bebas dan membawa cas elektrik. (c) Sebatian kovalen tidak mengkonduksikan elektrik dalam semua keadaan kerana mereka terdiri daripada molekul neutral. Tiada ion yang bergerak bebas. 2. Kelarutan di dalam air dan pelarut organik (a) Kebanyakan sebatian ion boleh larut di dalam air. (b) Sebatian ion tidak boleh larut di dalam pelarut organik. (c) Kebanyakan sebatian kovalen boleh larut di dalam pelarut organik. (d) Sebatian kovalen tidak boleh larut di dalam air. 3. Takat lebur dan takat didih (a) Kation dan anion di dalam kekisi sebatian ion saling tertarik antara satu sama lain oleh daya elektrostatik yang kuat. Tenaga haba yang lebih banyak diperlukan untuk mengatasi daya elektrostatik yang kuat. (b) Disebabkan takat lebur dan takat didih yang tinggi, sebatian ion biasanya wujud sebagai pepejal yang tidak mudah meruap. (c) Molekul dalam sebatian kovalen tertarik antara satu sama lain oleh daya tarikan van der Waals yang lemah. Tenaga haba yang sedikit diperlukan untuk mengatasi daya tarikan van der Waals antara molekul yang lemah. (d) Disebabkan takat lebur dan didih yang rendah, sebatian kovalen biasanya wujud sebagai cecair yang mudah meruap.
56 Setiap soalan diikuti oleh empat pilihan jawapan, A, B, C dan D. Pilih satu jawapan sahaja. KERTAS 1 5.1 Asas Pembentukan Sebatian 1. Ikatan ion terbentuk apabila.... A atom bukan logam berkongsi elektron. B nukleus atom menarik elektron valens. C nukleus atom bukan logam saling tertarik antara satu sama lain. D atom logam memindahkan elektron kepada atom bukan logam. 2. Atom manakah yang membentuk kation? A Klorin B Oksigen C Natrium D Karbon 3. Apakah maksud ikatan kovalen? A Ikatan yang terbentuk apabila atom-atom logam berkongsi elektron antara satu sama lain untuk mencapai susunan elektron yang stabil. B Ikatan yang terbentuk apabila atom-atom bukan logam berkongsi elektron untuk mencapai susunan elektron yang stabil. C Ikatan yang terbentuk apabila atom bukan logam memindahkan elektron kepada atom logam. D Ikatan yang terbentuk apabila atom logam memindahkan elektron kepada atom bukan logam. 4. Pernyataan manakah yang paling baik menerangkan pembentukan ikatan kovalen? A Atom logam berkongsi elektron dengan atom bukan logam. B Atom bukan logam berkongsi elektron dengan atom bukan logam. C Atom logam menderma elektron manakala atom bukan logam menerima elektron. D Atom bukan logam menderma elektron manakala atom logam menerima elektron. 5. Rajah 1 menunjukkan susunan elektron bagi ion kalium. + K Rajah 1 SPMKLON SPMKLON SPMKLON SPMKLON Berapakah bilangan elektron valens dalam atom kalium? A 1 C 8 B 7 D 9 6. Atom unsur E mempunyai 12 neutron. Nombor nukleon bagi unsur E ialah 23. Atom E melepaskan elektron untuk membentuk ion E. Berapakah bilangan elektron dalam ion E? A 1 C 10 B 8 D 11 5.2 Ikatan Ion 7. Rajah 2 menunjukkan seekor siput. Cangkerang siput mengandungi satu sebatian ion semula jadi. Rajah 2 Selain karbon, apakah unsur yang terkandung dalam sebatian ion itu? A Kalsium dan oksigen B Natrium dan oksigen C Kalsium dan hidrogen D Natrium dan hidrogen 8. Bahan manakah yang merupakan sebatian ion? A Karbon monoksida, CO B Sulfur trioksida, SO3 C Silikon dioksida, SiO2 D Magnesium oksida, MgO 9. Sebatian manakah yang terbentuk melalui pemindahan elektron? A Hidrogen klorida, HCl C Ammonia, NH3 B Litium oksida, Li2 O D Oksigen, O2 10. Rajah 3 menunjukkan susunan elektron bagi satu sebatian kimia. Q Q + + R 2– Rajah 3 Apakah unsur yang diwakili oleh Q dan R? SPMKLON SPMKLON SPMKLON SPMKLON SPMKLON 56TIP SOS Soalan 2: Kation ialah ion positif yang terhasil apabila atom neutral melepaskan elektron valensnya. Soalan 6: Nombor nukleon - Nombor proton (bilangan proton) = Bilangan neutron Soalan 8: Sebatian ion terbentuk apabila logam bertindak balas dengan bukan logam.
66 Bahagian B 6. (a) Jadual 2.1 menunjukkan nombor proton bagi tiga unsur X, Y dan Z. Huruf yang digunakan tidak mewakili simbol yang sebenar bagi unsur-unsur tersebut. Unsur Nombor proton X 6 Y 12 Z 17 Jadual 2.1 (i) Tuliskan susunan elektron bagi ion Z. [1 markah] (ii) Tuliskan formula bagi sebatian yang terbentuk antara unsur Y dengan Z. [1 markah] (iii) Nyatakan dua sifat fizik bagi sebatian yang terbentuk antara unsur Y dengan Z. [2 markah] (iv) Lukis susunan elektron bagi sebatian yang terbentuk antara unsur X dengan Z. KBAT Mencipta [2 markah] (b) Jadual 6.2 menunjukkan beberapa sifat fizik bagi dua sebatian, U dan V. Sebatian Takat lebur (°C) Takat didih (°C) Keterlarutan dalam air Keterlarutan dalam pelarut organik U 600 1000 Larut Tidak larut V –95 86 Tidak larut Larut Jadual 2.2 (i) Apakah keadaan fizik bagi sebatian U dan V pada suhu bilik? [2 markah] (ii) Nyatakan jenis sebatian bagi U dan V. [2 markah] 7. Etanol, C2 H5 OH boleh larut di dalam air disebabkan pembentukan ikatan hidrogen antara molekul etanol dengan molekul air. (a) Apakah maksud ikatan hidrogen? [1 markah] (b) Lukiskan ikatan hidrogen yang terbentuk antara etanol dengan air. [1 markah] H H H C C O H H H O H H (c) Ali menjatuhkan beberapa helai kertas A4 secara tidak sengaja ke atas lantai yang basah. Semasa dia cuba memisahkan kertas itu, kertas didapati melekat antara satu sama lain. Terangkan mengapa.. KBAT Mengaplikasi [3 markah] (d) Saiz molekul butana, C4 H10 adalah lebih besar daripada etanol, C2 H5 OH. Apabila saiz molekul meningkat, daya tarikan antara molekul menjadi lebih kuat. Walau bagaimanapun, pada suhu bilik butana wujud sebagai gas manakala etanol wujud sebagai cecair. Terangkan secara ringkas fenomena ini. KBAT Mengaplikasi [4 markah] (e) Dengan menggunakan struktur Lewis, lukis pembentukan ion ammonium daripada molekul ammonia dan ion hidrogen. [2 markah] (f) Terangkan pembentukan ikatan datif dalam ion ammonium. [1 markah] SPMKLON 66TIP SOS Soalan 6: (b) (i) Pertimbangkan takat lebur dan takat didih sebatian untuk menentukan keadaan fizik sebatian itu pada suhu bilik. Soalan 7: (f) Ikatan datif merupakan ikatan kovalen antara dua atom yang mana pasangan elektron yang dikongsi berasal daripada satu atom sahaja. Ikatan datif juga dikenali sebaga ikatan koordinat.
68 KERTAS 3 Anda dikehendaki membandingkan kekonduksian elektrik antara leburan X dan leburan Y. Sediakan susunan radas seperti dalam Rajah 1 dan jalankan eksperimen mengikut prosedur yang diberikan. Prosedur: 1. Isi mangkuk pijar dengan pepejal X hingga separuh penuh. 2. Letakkan elektrod karbon ke dalam pepejal X. 3. Lengkapkan litar dengan menyambungkan elektrod karbon ke suis, mentol dan bateri. 4. Hidupkan suis dan perhatikan sama ada mentol menyala atau tidak. Matikan suis. 5. Kemudian, panaskan pepejal X sehingga menjadi leburan. Hidupkan suis sekali lagi dan perhatikan sama ada mentol menyala atau tidak. 6. Langkah 1 hingga 5 diulang dengan menggunakan pepejal Y. Berdasarkan eksperimen yang dijalankan, jawab soalan yang berikut. 1. Lengkapkan Jadual 1. [6 markah] Sebatian Keadaan fizik Pemerhatian Inferens X Pepejal Leburan Y Pepejal Leburan Jadual 1 2. Untuk eksperimen ini, nyatakan: [3 markah] (a) Pemboleh ubah dimanipulasikan (b) Pemboleh ubah bergerak balas (c) Pemboleh ubah dimalarkan 3. Nyatakan satu hipotesis untuk eksperimen ini. [2 markah] 4. Nyatakan definisi secara operasi bagi kekonduksian elektrik dalam eksperimen ini. [2 markah] 5. Terangkan mengapa leburan sulfur tidak boleh mengkonduksikan elektrik. [2 markah] Nota: Sekiranya anda tidak dapat menjalankan eksperimen seperti yang dihuraikan di atas, anda boleh menjawab soalan dengan menggunakan sampel data yang berikut: Sebatian Keadaan fizik Pemerhatian Inferens X Pepejal Mentol tidak menyala Sebatian X boleh mengkonduksikan elektrik dalam keadaan leburan tetapi tidak dalam keadaan pepejal. Leburan Mentol menyala Y Pepejal Mentol tidak menyala Sebatian Y tidak boleh mengkonduksikan elektrik dalam keadaan pepejal dan leburan. Leburan Mentol tidak menyala Bateri Mentol Suis Mangkuk pijar Panaskan Elektrod karbon Pepejal X Rajah 1
126 BAB 1 Kertas 1 1. C 2. D 3. C Tenaga bukan suatu jirim. Oleh itu, tenaga bukan bahan kimia. 4. B Fungisid adalah untuk membunuh kulat, pestisid adalah untuk membunuh haiwan perosak. 5. D Penstabil digunakan untuk membaurkan minyak atau lemak dan air supaya tidak terasing. Pemekat adalah untuk memekatkan makanan dan pengawet digunakan untuk memperlahankan kadar proses pereputan makanan. 6. B Natrium nitrit ialah pengawet yang menjadikan daging tahan lebih lama. 7. B 8. B Ahli nutrisi mengkaji nilai nutrisi makanan. Ahli dietetik ialah pakar pemakanan yang mengubah suai diet pesakit berdasarkan penyakit dan keperluan pesakit. Jurutera nanoteknologi mempelajari benda baharu yang di peringkat molekul untuk meningkatkan tahap kesihatan, sains, teknologi, dan persekitaran. 9. B 10. D Hipotesis adalah untuk mengesahkan sama ada sesuatu inferens adalah benar atau tidak. 11. A Membuat inferens bermaksud membuat penjelasan tentang sesuatu pemerhatian berdasarkan pengalaman yang lalu. 12. A 13. A Untuk menguji hipotesis, satu eksperimen perlu dijalankan. 14. D 15. D Hipotesis ialah satu pernyataan yang menghubungkaitkan pemboleh ubah dimanipulasikan dengan pemboleh ubah bergerak balas. 16. B 17. C 18. B 19. C 20. B 21. B 22. A 23. B Jisim bikar dan isi padu bikar tidak mempengaruhi keputusan eksperimen. Jenis garam yang digunakan (garam terlarutkan atau garam tak terlarutkan), akan mempengaruhi keputusan eksperimen dan mesti dimalarkan. 24. C 25. B Eyewash ialah peralatan keselamatan di dalam makmal. 26. A Kaca mata keselamatan ialah alat pelindung diri yang harus dipakai oleh seseorang apabila mengendalikan eksperimen yang berbahaya. 27. A 28. C Eyewash ialah peralatan keselamatan untuk membersihkan bahagian mata Jawapan Bab 1 sekiranya berlaku kemalangan. 29. D Kebuk wasap ialah satu almari khas yang digunakan untuk menjalankan eksperimen yang melibatkan pembebasan gas toksik. 30. A 31. A Penyulingan berperingkat adalah untuk memisahkan pecahan petroleum berdasarkan perbezaan takat didihnya. 32. B Etanol mendidih apabila suhu mencapai sekitar 78 ˚C, manakala air mendidih pada suhu 100 ˚C. Oleh itu, penyulingan digunakan untuk memisahkan etanol yang terlarut di dalam air. 33. B Buret dapat mengukur isi padu larutan dengan jitu sehingga dua titik perpuluhan mengikut kejituannya. 34. B 35. C Fenolftalein berubah dari merah jambu menjadi tidak berwarna apabila larutan beralkali dineutralkan pada takat akhir. 36. B Gas yang terbebas dari anod ialah gas oksigen. Jadi, gas ini diuji dengan menggunakan sebatang kayu uji berbara. 37. A 38. A 39. A Logam alkali sangat reaktif dan cenderung bertindak balas dengan air dan oksigen di udara. 40. A Hidrokarbon mudah terbakar dan harus disimpan di tempat yang jauh dari sumber haba. 41. A Argentum nitrat mudah terurai. Maka, perlu disimpan di tempat yang jauh dari cahaya matahari. 42. B Merkuri, plumbum, arsenik, kadmium dan kromium merupakan contohcontoh logam berat. 43. C Bahan kimia yang beracun mesti disimpan di tempat yang elok dan tidak mudah dicapai. Oleh itu, harus dikunci di dalam kabinet. 44. D 45. C Menambahkan air ke dalam asid pekat adalah sangat eksotermik dan haba yang terlepas boleh mengewapkan asid yang bersifat mengakis. (Sentiasa tambahkan asid ke dalam air). 46. D 47. B 48. D 49. D 50. A Menulis laporan adalah untuk menyimpan dokumentasi bagi rujukan pada masa depan. Data yang dikumpulkan tidak boleh diubah dan saintis harus jujur dalam merekod keputusan yang diperoleh. Lebih banyak pengukuran harus dilakukan untuk mendapatkan nilai purata demi meningkatkan kejituannya. Kertas 2 Bahagian A 1. (a) Satu bidang sains yang mengkaji struktur, sifat, komposisi dan interaksi antara jirim. (b) (i) Racun serangga, pewarna dan detergen (ii) Racun serangga: untuk membunuh serangga Pewarna: untuk memberikan warna atau memulihkan warna yang telah hilang semasa pemprosesan makanan Detergen: untuk mencuci fabrik (c) (i) Perunding kosmetik (ii) Ahli bioteknologi (iii) Ahli nutrisi 2. (a) Kaedah saintifik yang sistematik untuk menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan sains. (b) (i) Pemboleh ubah dimanipulasikan : Jumlah luas permukaan yang terdedah kepada cahaya matahari Pemboleh ubah bergerak balas : Kadar penyejatan (ii) Kertas turas yang tidak dilipat menjadi kering tetapi kertas turas yang dilipat masih basah. (iii) Semakin besar luas permukaan yang terdedah, semakin tinggi kadar penyejatan. (c) Membuat pemerhatian, membuat inferens, mengenal pasti masalah, membuat hipotesis, mengenal pasti pemboleh ubah, mengawal pemboleh ubah, merancang eksperimen, mengumpul data, mentafsir data dan membuat kesimpulan. 3. (a) Dilarang makan, minum atau berlari di dalam makmal. Dilarang menuang semula bahan kimia ke dalam botol reagen. (b) Gunakan kaca mata keselamatan apabila mencampur atau memanaskan bahan kimia. Jauhkan bahan mudah terbakar daripada sumber haba. (c) (i) Untuk mengelakkan habuk atau percikan bahan kimia daripada terkena mata secara tidak sengaja. (ii) Untuk melindungi organ pernafasan daripada bahan kimia bertoksik, sama ada dalam bentuk serbuk atau wasap. (iii) Untuk melindungi tangan daripada sebarang kecederaan, pendedahan kepada bahan kimia atau jangkitan. 4. (a) Kalium: Disimpan di dalam minyak parafin Hidrogen peroksida: Disimpan di dalam botol gelap. Etanol: Disimpan di tempat yang teduh dan jauh daripada cahaya matahari dan sumber haba. (b) (i) Fenomena di mana seseorang terdedah kepada merkuri pada kuantiti yang tertentu sama ada disedut secara tidak sengaja atau melalui sentuhan ke atas tumpahan merkuri sehingga
139 28. D Serbuk zink dalam Eksperimen II mempunyai jumlah luas permukaan yang lebih besar. Kadar tindak balas bagi Eksperimen II adalah lebih tinggi. Isi padu gas yang terhasil adalah sama kerana kepekatan dan isi padu asid yang digunakan adalah sama. 29. C Lengkung Q menunjukkan kadar tindak balas yang lebih tinggi. Oleh itu, kepekatan hidrogen peroksida yang lebih tinggi diperlukan. Isi padu gas yang terhasil dalam lengkung Q adalah lebih rendah. Maka, bilangan mol hidrogen peroksida perlulah lebih rendah. 30. A Kepekatan asid yang lebih tinggi menghasilkan kadar tindak balas yang lebih tinggi dengan kecerunan yang lebih tinggi. Bilangan mol asid hidroklorik adalah lebih tinggi. Maka, isi padu gas yang terhasil lebih besar. 31. C 350 kg 300 min = 1.167 kg min–1 200 kg 120 min = 1.67 kg min–1 120 kg 60 min = 2 kg min–1 100 kg 90 min = 1.11 kg min–1 Dalam satu minit, 2 kg sulfur trioksida terhasil pada suhu 450 ºC. 32. D 33. D Suhu yang lebih tinggi meningkatkan tenaga kinetik zarah-zarah bahan tindak balas. 34. D Memanaskan asid akan meningkatkan suhu asid hidroklorik. Pada suhu yang lebih tinggi, kadar tindak balas adalah lebih tinggi. Kuprum(II) sulfat merupakan mangkin dalam tindak balas tersebut. Apabila air yang lebih banyak ditambahkan, kepekatan asid berkurang dan ini akan mengurangkan kadar tindak balas. 35. A Mangkin menyediakan lintasan alternatif dengan tenaga pengaktifan yang lebih rendah. 36. C 37. A Asid sulfurik merupakan asid diprotik yang kuat. Ia mempunyai kepekatan ion H+ yang tertinggi. 38. A Mangkin menyediakan lintasan alternatif dengan tenaga pengaktifan yang lebih rendah. 39. A 40. D 41. D Mangan(IV) oksida berfungsi sebagai mangkin dalam penguraian hidrogen peroksida. 42. D Mengubah kepekatan atau isi padu akan mempengaruhi bilangan mol hidrogen peroksida dan menyebabkan isi padu gas yang terbebas menjadi berlainan. 43. A Mengurangkan saiz akan meningkatkan jumlah luas permukaan zink yang bertindak balas dengan asid. 44. B Garam halus larut dengan lebih cepat. Terdapat 0.02 g garam per 1 cm3 air dalam A, tetapi terdapat hanya 0.015 g garam per 1 cm3 air dalam B. Oleh itu, 3 g garam larut dengan lebih cepat di dalam 200 cm3 air. 45. B Suhu dan kepekatan larutan yang lebih tinggi akan meningkatkan kadar tindak balas. 46. D 47. A Menurut hukum tekanan, tekanan yang lebih tinggi akan menyebabkan suhu menjadi lebih tinggi. 48. D Dalam tindak balas, larutan kuprum(II) sulfat berfungsi sebagai mangkin. Serbuk magnesium mempunyai jumlah luas permukaan yang lebih besar berbanding dengan pita magnesium. 49. C Perlanggaran berkesan merupakan perlanggaran yang menyebabkan tindak balas kimia. 50. B Menaikkan suhu akan meningkatkan tenaga kinetik zarah bahan tindak balas. Justeru, meningkatkan frekuensi perlanggaran antara zarahzarah bahan tindak balas. 51. A 52. C Bilangan mol bahan tindak balas sepatutnya sama untuk menghasilkan kuantiti gas hidrogen yang sama. Kertas 2 1. (a) (i) Perubahan isi padu gas hidrogen per unit masa. (ii) 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2 (iii) Perubahan isi padu gas. (iv) Saiz zink (b) Apabila kentang dipotong menjadi kepingan yang lebih kecil. Pada saiz yang lebih kecil, jumlah luas permukaan yang terdedah kepada air panas adalah lebih besar. Lebih banyak haba yang diserap untuk memasak kentang. (c) Pengaratan dan fotosintesis. 2. (a) Zn + H2 SO4 → ZnSO4 + H2 (b) (i) Semua asid sulfurik habis digunakan. (ii) 1.75 g (c) Zink Air Gas hidrogen Buret Besen Asid sulfurik (d) (i) Pada suhu yang lebih tinggi, tenaga kinetik zarah bertambah dan zarah bergerak dengan lebih cepat. Zarah juga memperoleh lebih banyak tenaga untuk mengatasi tenaga pengaktifan. Frekuensi perlanggaran antara ion H+ dengan atom zink bertambah. Frekuensi perlanggaran berkesan antara ion H+ dengan atom zink juga bertambah. (ii) t1 Masa (s) Jisim zink (g) Lengkung pada suhu 30 °C 5.00 1.75 3. (a) (i) Set I: Kadar tindak balas purata = 30 1.5 = 20 cm3 min–1 Set II: Kadar tindak balas purata = 50 1.5 = 33.33 cm3 min–1 (ii) Kadar tindak balas dalam Set II lebih tinggi. (iii) Pada suhu yang lebih tinggi, tenaga kinetik zarah bertambah dan zarah bergerak dengan lebih cepat. Zarah juga memperoleh lebih banyak tenaga untuk mengatasi tenaga pengaktifan. Frekuensi perlanggaran antara ion H+ dengan kalsium karbonat dalam Set II adalah lebih tinggi. Frekuensi perlanggaran berkesan antara ion H+ dengan kalsium karbonat dalam Set II adalah lebih tinggi. (b) (i) &(ii) Ea Ea ' Lintasan tindak balas Tenaga Zn + 2HNO3 Zn(NO3 ) + H2 4. (a) Saiz kalsium karbonat. (b) Ukur perubahan isi padu karbon dioksida per unit masa. (c) Perubahan isi padu gas karbon dioksida dapat diperhatikan dan boleh diukur dengan menggunakan buret. (d) Suhu dan kepekatan asid hidroklorik. (e) (i) Eksperimen II. Kecerunan lengkung dalam Eksperimen II adalah lebih tinggi. (ii) Semua asid hidroklorik dan kalsium karbonat habis digunakan. (iii) Isi padu gas yang terkumpul adalah sama. Bilangan mol gas karbon dioksida dalam kedua-dua eksperimen adalah sama. Bilangan mol asid dan kalsium karbonat yang digunakan dalam kedua-dua eksperimen juga sama. Bab 7