BAB 5 TING 4: TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA

TENAGA DAN PERUBAHAN
KIMIA

BAB 5

Perubahan Fizik dan
Perubahan Kimia

• Terdapat dua jenis perubahan iaitu
– perubahan fizik
– perubahan kimia.

Perubahan fizik

• Perubahan fizik melibatkan hanya perubahan
dalam sifat fizik.

• Sifat fizik - ciri yang dapat diperhatikan dan
tiada kaitan dengan perubahan dalam jirim

• Contoh sifat fizik - isi padu, jisim, keadaan
jirim, tekstur, bentuk, ketumpatan, dan warna.

• Perubahan keadaan jirim atau sifat jirim yang
tidak melibatkan perubahan kimia.

• Ciri-ciri:
– prosesnya boleh berbalik
– tiada bahan baru dihasilkan.

• Contoh:
– Air membeku menjadi ais
– Gelas yang pecah apabila terjatuh ke lantai
– Lilin melebur apabila dinyalakan
– Telur mengeras apabila direbus

Perubahan fizik

Perubahan kimia

• Berlaku tindak balas kimia
• Contoh: pembakaran kertas

• Satu atau lebih bahan baharu dihasilkan.
• Bahan yang dihasilkan adalah berbeza

daripada bahan asal.

• Perubahan jirim yang berkaitan dengan sifat
kimia dan ada kaitan dengan tindak balas
kimia.

• Proses yang tidak boleh berbalik
• Bahan baru dihasilkan.
• Haba dan Cahaya mungkin dibebaskan.

Perubahan kimia

Kertas terbakar Mancis terbakar

Bikarbonat soda larut
dalam air

Cuba fikirkan???????

• Antara aktiviti di bawah, yang manakah yang
melibatkan perubahan kimia dan yang
manakah perubahan fizik?

Banding dan beza

Perubahan fizik Perubahan kimia

Berubah secara fizik Bahan berubah secara kimia dan

sahaja fizik

Tidak menghasilkan Menghasilkan bahan yang
bahan yang baharu. baharu daripada bahan asal.

Tidak mengubah sifat Bahan baharu mempunyai sifat

kimia bahan kimia yang lain daripada bahan

asal

Boleh dapatkan Tidak boleh dapatkan semula
semula keadaan bentuk bahan asal dengan
bahan asal mudah

Perubahan berbalik Perubahan tidak berbalik

Soalan latih tubi

1. Berikan 2 contoh perubahan fizik dan 2
contoh perubahan kimia.

2. Dengan menggunakan peta buih berganda
banding dan bezakan perubahan fizik dan
perubahan kimia

Perubahan Haba dalam
Tindak Balas Kimia

• Haba boleh menyebabkan dua atau lebih bahan
membentuk bahan yang baharu.

• Pembakaran - proses menggabungkan bahan
dengan oksigen melalui pemanasan.

• Haba dan cahaya dibebaskan.
• Contoh: pembakaran arang

Tindak Balas Kimia.

• Bahan baru terhasil.
• Perubahan haba berlaku sama ada haba diserap

atau dibebaskan.
• Haba diserap untuk memecahkan ikatan antara

atom.
• Atom tersusun semula menghasilkan bahan

yang baru. Apabila ikatan terbentuk haba
dibebaskan.
• Perubahan haba ditunjukkan dengan simbol
∆H.

Tindak Balas Kimia Menyerap atau
Membebaskan Haba

• Jika tenaga haba yang dibebaskan melebihi
tenaga haba yang diserap, keseluruhan tindak
balas akan menyebabkan haba dibebaskan ke
persekitaran dan sebaliknya.

• Endotermik – haba diserap dari persekitaran
– Kesan: bekas menjadi sejuk

• Eksotermik – haba dibebaskan ke persekitaran
– Kesan: bekas menjadi panas

Tindak balas endotermik

• Suhu bekas meningkat, suhu persekitaran
berkurangan

• Perubahan haba (∆H) positif – bahan terima
haba

• Bacaan termometer meningkat
• Contoh:

– Natrium klorida larut dalam air, haba dari
persekitaran diserap untuk memecahkan
ikatan kimia

– Bekas menjadi sejuk

Aras tenaga bagi tindak balas
endotermik

Hasil tindakbalas

Tindak balas eksotermik

• Tenaga haba dibebaskan ke persekitaran.
• Suhu persekitaran bertambah kerana

persekitaran telah menerima tenaga haba
daripada bahan
• Perubahan haba (∆H) negatif – bahan
kehilangan haba
• Contoh: melarutkan logam natrium dalam air,
ikatan dalam molekul air dipecahkan

Aras tenaga bagi tindak balas
eksotermik

Hasil tindakbalas

Perubahan Tenaga dalam Tindak

Balas Kimia dalam Industri

• Tenaga haba banyak dibebaskan ke
persekitaran kerana jumlah bahan tindak
balas yang besar digunakan untuk
menghasilkan bahan yang baharu

• Contoh: Proses Haber
– Gas nitrogen dan hidrogen dicampurkan
untuk menghasilkan gas ammonia

Kereaktifan Logam

• Darjah kecenderungan logam untuk bertindak
balas secara kimia.

• Logam yang sangat reaktif - kalium, natrium,
magnesium dan zink

• Logam yang tidak reaktif - emas dan platinum

Kereaktifan Logam dengan Air

• Ada logam yang bertindak balas dengan segera
apabila dimasukkan ke dalam air
– Kalium, natrium dan kalsium

• Ada logam yang bertindak balas dengan wap
air
– Zink

• Ada pula logam yang tidak bertindak balas
dengan air atau wap air.

Kereaktifan Logam dengan Asid

• Logam yang sangat reaktif bertindak balas
dengan asid cair dan menghasilkan letupan.

• Logam yang tidak reaktif - kuprum, perak, dan
emas tidak bertindak balas dengan asid cair

Kereaktifan Logam dengan
Oksigen

• Ada logam yang menghasilkan logam oksida
apabila dipanaskan dalam gas oksigen

• Logam yang sangat reaktif - kalium dan
natrium menghasilkan api merah

• Logam yang kurang reaktif - kuprum bertindak
balas dengan perlahan

Siri Kereaktifan Logam

• Logam boleh disusun dalam susunan mengikut
kereaktifannya dengan air, asid, dan oksigen

• Logam yang paling reaktif diletakkan di
sebelah atas dan logam yang paling tidak
reaktif diletakkan di bawah.

Siri Kereaktifan Logam

Membina siri kereaktifan logam
berdasarkan tindakbalas dengan oksigen

• Logam yang berlainan mempunyai kadar
tindak balas dengan oksigen yang berlainan

Kedudukan Karbon dalam Siri

Kereaktifan Logam

• Logam oksida yang berkedudukan pada
bahagian bawah siri kereaktifan logam akan
kehilangan oksigen kepada karbon jika
dipanaskan dengan karbon

• Lebih reaktif suatu logam, lebih sukar untuk
karbon memisahkan oksigen daripada
oksida logam tersebut

• Karbon tidak dapat memisahkan oksigen
daripada oksida logam yang sangat reaktif
seperti kalsium

• Karbon tidak boleh digunakan untuk
memisahkan oksida logam yang lebih
reaktif daripada karbon.

• Contoh:

Mengaplikasikan Siri

Kereaktifan logam

• Hampir semua logam yang ditemui dalam
tanah adalah dalam bentuk mineral

• Contoh:
– Timah iaitu stanum ditemui dalam mineral
yang dikenali sebagai kasiterit, iaitu stanum
(IV) oksida.
– Bijih adalah mineral yang mengandungi
logam yang tidak tulen dan bendasing.

• Kaedah pengasingan fizik dan proses kimia
digunakan untuk mendapatkan logam tulen
daripada bijih

Kepentingan Siri Kereaktifan Logam
dalam Pengekstrakan Logam

• Pengekstrakan logam - proses untuk
mendapatkan logam tulen daripada sebatian
logam.

• Logam tulen diperoleh daripada sebatian
logam melalui tindak balas kimia.

• Kaedah yang digunakan untuk mengekstrak
logam bergantung pada kedudukan logam
tersebut dalam siri kereaktifan logam.

• Logam yang berada di atas dalam siri
kereaktifan logam adalah sangat reaktif dan
wujud sebagai sebatian logam dengan ikatan
kimia yang sangat kuat

• Proses elektrolisis - Proses penguraian
sebatian logam yang sangat reaktif kepada
unsurnya menggunakan tenaga elektrik

• Kaedah pemanasan – digunakan untuk
menghasilkan logam tulen daripada logam
yang kurang reaktif apabila dipanaskan
dengan karbon

• Contoh:
– Kuprum, stanum, plumbum

• Kaedah pengasingan fizik
• Contoh:

– perak, dan emas

Kedudukan Logam dalam Siri Kereaktifan
Logam dan Kaedah Pengekstrakan Logam

• Faktor yang penting untuk menentukan
kaedah pengekstrakan logam dari sebatiannya

• Contoh:
– Aluminium berada dalam kedudukan lebih
tinggi daripada karbon dalam siri
kereaktifan logam.
– Tidak boleh diekstrak daripada oksidanya
menggunakan pemanasan dengan karbon

Kaedah pengekstrakan logam dari

sebatiannya.

Kereaktifan bertambah Logam Kaedah Pengekstrakan
Elektrolisis bijih yang
kalium dileburkan
natrium
kalsium Memanaskan campuran
magnesium bijih dan karbon
aluminium
Memanaskan bijih (logam
(karbon) sulfida) dalam udara
Wujud sebagai unsur yang
zink bebas di dalam tanah
besi
timah
plumbum

kuprum
merkuri

perak
emas

Pengekstrakan logam daripada
Bijihnya

• Proses mendapatkan logam tulen daripada
sebatian logam iaitu bijih.

• 2 kaedah:
– memanaskan sebatian dalam karbon.
– proses elektrolisis.

Memanaskan sebatian dalam
karbon

• Bijih timah adalah sebatian timah yang terdiri
daripada stanum(IV) oksida

• Bijih timah dipanaskan dalam udara untuk
mengeluarkan sulfur

sulfur + oksigen sulfur dioksida
• Timah tulen diperoleh dengan memanaskan

campuran bijih timah dan arang kok (karbon)
dalam relau bagas

• Campuran dipanaskan hingga ke suhu
1300°C ke 1400°C untuk memecahkan
stanum (IV) oksida kepada logam timah tulen.

• Timah boleh diekstrak dari stanum (IV)
oksida dengan memanaskannya dalam karbon
kerana timah adalah kurang reaktif daripada
karbon.

Preoses Pengekstrakan Timah



Proses elektrolisis

• Aluminium adalah lebih reaktif daripada
karbon.

• Aluminium diekstrak daripada oksidanya
melalui proses elektrolisis.

• Bauksit - bijih aluminium perlu dileburkan
terlebih dahulu

• Arus elektrik dilalukan melalui leburan
bauksit, iaitu aluminium oksida dan kriolit
pada suhu 900°C.

• Logam aluminium terkumpul pada e1ektrod
negatif yang dikenali sebagai katod.

• Oksigen dibebaskan pada elektrod positif yang
dikenali sebagai anod.

• Leburan aluminium mengalir dan dikumpul
dalam mangkuk pijar

Proses Elektrolisis Aluminium

Elektrolisis

• Gabungan dua perkataan iaitu 'elektro' dan
'lisis‘

• 'Elektro' bermaksud 'elektrik'. 'Lisis'
bermaksud 'terurai‘

• Bermaksud penguraian menggunakan elektrik.

• Apabila tenaga elektrik dilalukan melalui air,
air terurai kepada gas oksigen dan gas
hidrogen.

• Gas oksigen dibebaskan pada elektrod positif
• Gas hidrogen dibebaskan pada elektrod

negatif.
• Elektrolit - cecair atau leburan yang boleh

mengalirkan arus elektrik.
• Contoh - air

• Elektrod - bahan yang membenarkan elektrik
memasuki atau keluar daripada elektrolit.

• Rod karbon digunakan sebagai elektrod.
• Anod - elektrod yang disambung pada

terminal positif sel kering.
• Katod - elektrod yang disambung pada

terminal negatif.
• Ketika elektrolisis, molekul air dipecahkan

kepada ion hidroksida (-) dan ion hidrogen (+).

Pemasangan radas Air terurai kepada gas
pada elektrolisis oksigen dan hidrogen

• Cas yang berlawanan menarik dan cas yang
sama menolak.

• Kation - Ion hidrogen yang bercas positif
mengalir ke katod, iaitu terminal negatif.

• Anion - Ion hidroksida yang bercas negatif
mengalir ke anod, iaitu terminal positif

Anod – elektrod positif Katod – elektrod negatif

Kation – ion positif Anion – ion negatif

Elektrolisis dan Elektrolit

• Ketika elektrolisis, elektrolit diuraikan
kepada unit asas.

• Contoh - leburan kuprum(II) klorida
diuraikan menjadi logam kuprum dan gas
klorin.

• Logam kuprum dienapkan pada katod dan
gas klorin dibebaskan pada anod.