KIMIA Susan Chin Syuk Man (Teacherpreneur) SPM REVISI CEPAT PELANGI ONLINE TEST PELANGI ONLINE TEST Bonus 4 5 KSSM TINGKATAN AUDIO Refleksi Bab Secara Operasi Definisi Numerikal Masalah Penyelesaian PELANGI
iii iii 4.3 Unsur dalam Kumpulan 18 36 4.4 Unsur dalam Kumpulan 1 37 4.5 Unsur dalam Kumpulan 17 39 4.6 Unsur dalam Kala 3 40 4.7 Unsur Peralihan 43 Praktis SPM 44 5 BAB Ikatan Kimia 48 5.1 Asas Pembentukan Sebatian 49 5.2 Ikatan Ion 49 5.3 Ikatan Kovalen 50 5.4 Ikatan Hidrogen 52 5.5 Ikatan Datif 53 5.6 Ikatan Logam 53 5.7 Sebatian Ion dan Sebatian Kovalen 54 Praktis SPM 59 6 BAB Asid, Bes dan Garam 62 6.1 Peranan Air dalam Menunjukkan Keasidan dan Kealkalian 63 6.2 Nilai pH 66 6.3 Kekuatan Asid dan Alkali 68 6.4 Sifat-sifat Kimia Asid dan Alkali 68 6.5 Kepekatan Larutan Akueus 69 6.6 Larutan Piawai 69 6.7 Peneutralan 70 6.8 Garam, Hablur dan Kegunaan dalam Kehidupan Harian 72 6.9 Penyediaan Garam 74 6.10Tindakan Haba ke atas Garam 79 6.11 Analisis Kualitatif 82 Praktis SPM 89 Tingkatan 4 1 BAB Pengenalan kepada Kimia 1 1.1 Perkembangan Bidang Kimia dan Kepentingan dalam Kehidupan 2 1.2 Penyiasatan Saintifik dalam Kimia 2 1.3 Penggunaan, Pengurusan dan Pengendalian Radas serta Bahan Kimia 2 Praktis SPM 5 2 BAB Jirim dan Struktur Atom 7 2.1 Konsep Asas Jirim 8 2.2 Perkembangan Model Atom 10 2.3 Struktur Atom 12 2.4 Isotop dan Penggunaannya 12 Praktis SPM 14 3 BAB Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia 17 3.1 Jisim Atom Relatif dan Jisim Molekul Relatif 18 3.2 Konsep Mol 18 3.3 Formula Kimia 20 3.4 Persamaan Kimia 26 Praktis SPM 28 4 BAB Jadual Berkala Unsur 32 4.1 Perkembangan Jadual Berkala Unsur 33 4.2 Susunan Unsur dalam Jadual Berkala Unsur Moden 36
7 BAB Kadar Tindak Balas 93 7.1 Penentuan Kadar Tindak Balas 94 7.2 Faktor yang Mempengaruhi Kadar Tindak Balas 95 7.3 Aplikasi Faktor yang Mempengaruhi Kadar Tindak Balas dalam Kehidupan 102 7.4 Teori Perlanggaran 104 Praktis SPM 107 8 BAB Bahan Buatan dalam Industri 111 8.1 Aloi dan Kepentingannya 112 8.2 Komposisi Kaca dan Kegunaannya 114 8.3 Komposisi Seramik dan Kegunaannya 115 8.4 Bahan Komposit dan Kepentingannya 116 Praktis SPM 118 Tingkatan 5 1 BAB Keseimbangan Redoks 121 1.1 Pengoksidaan dan Penurunan 122 1.2 Keupayaan Elektrod Piawai 128 1.3 Sel Kimia 129 1.4 Sel Elektrolisis 133 1.5 Pengekstrakan Logam daripada Bijihnya 143 1.6 Pengaratan 144 Praktis SPM 149 2 BAB Sebatian Karbon 152 2.1 Jenis-jenis Sebatian Karbon 153 2.2 Siri Homolog 155 2.3 Sifat Kimia dan Saling Pertukaran Sebatian antara Siri Homolog 161 2.4 Isomer dan Penamaan Mengikut IUPAC 173 Praktis SPM 177 3 BAB Termokimia 180 3.1 Perubahan Haba dalam Tindak Balas 181 3.2 Haba Tindak Balas 183 3.3 Aplikasi Tindak Balas Eksotermik dan Endotermik dalam Kehidupan Harian 195 Praktis SPM 197 4 BAB Polimer 201 4.1 Polimer 202 4.2 Getah Asli 205 4.3 Getah Sintetik 211 Praktis SPM 213 5 BAB Kimia Konsumer dan Industri 216 5.1 Minyak dan Lemak 217 5.2 Bahan Pencuci 218 5.3 Bahan Tambah Makanan 222 5.4 Ubat-ubatan dan Bahan Kosmetik 224 5.5 Aplikasi Nanoteknologi dalam Industri 227 5.6 Aplikasi Teknologi Hijau dalam Pengurusan Sisa Industri 228 Praktis SPM 231 Penyelesaian Masalah Numerikal 234 Definisi Secara Operasi 259 Kertas Model SPM 261 Jawapan 273 iv
Kimia SPM Bab 2 Jirim dan Struktur Atom 4 Tingkatan Jirim dan Struktur Atom Refleksi Bab 2 BAB Peta Konsep Tema 2 Asas Kimia Kandungan Bab 2.1 Konsep Asas Jirim 2.2 Perkembangan Model Atom 2.3 Struktur Atom 2.4 Isotop dan Penggunaannya 7 Jirim Atom • Definisi jirim • Keadaan jirim • Zarah subatom • Model struktur atom • Definisi isotop • Penghitungan jisim atom relatif bagi isotop • Nombor proton dan nombor nukleon • Perwakilan piawai bagi atom • Struktur atom • Susunan elektron Menentukan takat lebur dan takat didih naftalena Perubahan keadaan jirim Jisim dan Struktur Atom
Kimia SPM Bab 2 Jirim dan Struktur Atom 8 4 Tingkatan 2.1 Konsep Asas Jirim 1. Jirim ialah sesuatu yang memenuhi ruang dan memiliki jisim. 2. Jirim terbentuk daripada zarahzarah yang kecil dan diskrit (atom, molekul atau ion). 3. Susunan dan pergerakan zarah dalam pepejal, cecair dan gas dihuraikan dengan Teori Zarah Jirim. 4. Perubahan keadaan jirim ditunjukkan dalam Rajah 2.1 dan perbezaan antara keadaan jirim dibincangkan dalam Jadual 2.1. Pepejal Pengendapan Pemejalwapan Pendidihan/ penyejatan Gas Cecair Kondensasi Peleburan Pembekuan Rajah 2.1 Perubahan keadaan jirim Jadual 2.1 Perbezaan keadaan jirim Keadaan jirim Pepejal Cecair Gas Susunan zarahzarah Tersusun padat dan teratur Tersusun padat tetapi tidak teratur Berjauhan antara satu sama lain dan secara rawak Pergerakan zarahzarah Bergetar dan berputar pada kedudukan yang tetap Bergetar, berputar dan bergerak secara bebas Bergetar, berputar dan bergerak secara bebas serta rawak Kandungan tenaga kinetik Sangat rendah Tinggi Sangat tinggi Daya tarikan antara zarah-zarah Sangat kuat Lebih kuat daripada gas tetapi lebih lemah daripada pepejal Sangat lemah 5. Takat lebur ialah suhu malar yang menukarkan pepejal kepada cecair pada tekanan tertentu. 6. Takat beku ialah suhu malar yang menukarkan cecair kepada pepejal pada tekanan tertentu. Apakah proses yang terlibat dalam penghasilan embun pada waktu pagi? Kuiz Kuiz
Kimia SPM Bab 2 Jirim dan Struktur Atom 9 4 Tingkatan Lengkung pemanasan naftalena Suhu (°C) Masa (minit) Pepejal + cecair Pepejal Takat lebur A B C D Cecair Rajah 2.2 Lengkung pemanasan naftalena Di titik A, • Naftalena wujud dalam keadaan pepejal. • Zarah-zarah tersusun rapat antara satu sama lain dan bergetar pada kedudukan yang tetap. Di titik A – B, • Naftalena wujud dalam keadaan pepejal. • Zarah-zarah menyerap tenaga haba dan bergetar dengan lebih cepat. • Suhu dan tenaga kinetik bertambah. Di titik B, • Naftalena masih wujud dalam keadaan pepejal. • Tenaga haba yang diserap adalah mencukupi untuk mengatasi daya tarikan antara zarahzarah. • Pepejal naftalena mula melebur. Di titik B – C, • Naftalena wujud dalam keadaan pepejal dan cecair. • Suhu tidak berubah. Suhu tetap ini dikenal sebagai takat lebur. • Tenaga haba yang diserap digunakan untuk mengatasi daya tarikan antara zarah-zarah dengan sepenuhnya. Di titik C, • Naftalena wujud dalam keadaan cecair. • Proses peleburan tamat. Di titik C – D, • Naftalena wujud dalam keadaan cecair. • Zarah-zarah menyerap tenaga haba dan bergerak dengan lebih pantas. • Suhu dan tenaga kinetik bertambah. Lengkung penyejukan naftalena Suhu (°C) Masa (minit) Takat beku P Q R S Pepejal Cecair Cecair + pepejal Rajah 2.3 Lengkung penyejukan naftalena Di titik P, • Naftalena wujud dalam keadaan cecair. • Gas naftalena terkondensasi menjadi cecair. Di titik P – Q, • Naftalena wujud dalam kedaan cecair. • Zarah-zarah membebaskan tenaga haba dan bergerak dengan lebih perlahan. • Suhu dan tenaga kinetik berkurang. Di titik Q, • Naftalena masih wujud dalam keadaan cecair. • Zarah-zarah mendekati satu sama lain dan membentuk daya tarikan yang lebih kuat antara zarah-zarah. • Cecair naftalena mula membeku membentuk pepejal.
Kimia SPM Bab 2 Jirim dan Struktur Atom 10 4 Tingkatan Di titik Q – R, • Naftalena wujud dalam keadaan cecair dan pepejal. • Suhu tidak berubah. Suhu tetap ini dikenal sebagai takat beku. • Tenaga haba yang terhasil semasa pembentukan daya tarikan antara zarah-zarah adalah sama dengan tenaga haba yang terbebas ke persekitaran semasa penyejukan. • Daya tarikan antara zarah-zarah yang paling kuat terbentuk. Di titik R, • Naftalena wujud dalam keadaan pepejal. • Zarah-zarah tersusun rapat dan teratur. Di titik R – S, • Naftalena wujud dalam keadaan pepejal. • Zarah-zarah masih membebaskan tenaga haba. • Suhu dan tenaga kinetik berkurang. • Proses pembekuan berterusan sehingga proses menjadi lengkap. Lengkung penyejukan lampau naftalena Suhu (°C) Masa (minit) Rajah 2.4 Lengkung penyejukan lampau naftalena 2.2 Perkembangan Model Atom Elektron • Simbol: e • Cas relatif: –1 • Jisim relatif: 1 1840 Elektron Proton • Simbol: p • Cas relatif: +1 • Jisim relatif: 1 Neutron • Simbol: n • Cas relatif: 0 • Jisim relatif: 1 Nukleus Rajah 2.5 Zarah subatom Penyejukan lampau berlaku apabila larutan disejukkan terlalu cepat dan tidak dikacau dengan sekata semasa proses penyejukan. Selain daripada naftalena, asetamida menunjukkan lengkung pemanasan dan penyejukan yang serupa. TIP SPM
Kimia SPM Bab 2 Jirim dan Struktur Atom 11 4 Tingkatan Jadual 2.2 Perkembangan model atom Ahli Sains Model Atom Sejarah John Dalton (1766 – 1844) Jirim terdiri daripada jasad berbentuk sfera kecil yang tidak boleh dicipta, dimusnahkan dan dibahagikan, iaitu atom. J.J. Thomson (1856 – 1940) Sfera bercas positif Elektron • Model Puding-plum • Menjumpai elektron, iaitu zarah bercas negatif • Atom sebagai sfera bercas positif yang mengandungi beberapa zarah bercas negatif yang dipanggil elektron Ernest Rutherford (1871 – 1937) Nukleus mengandungi proton Elektron yang bergerak di luar nukleus • Menjumpai proton, iaitu zarah bercas positif • Sebahagian besar jisim atom berpusat di bahagian tengah dan kecil iaitu nukleus • Elektron bergerak di dalam ruang di luar nukleus. Neils Bohr (1885 – 1962) Nukleus mengandungi proton Elektron Petala • Mencadangkan elektron dalam atom bergerak di dalam petala di sekeliling nukleus James Chadwick (1891 – 1974) Nukleus mengandungi proton dan neutron Elektron Petala • Membuktikan kehadiran neutron, iaitu zarah neutral di dalam nukleus • Neutron menyumbang hampir separuh daripada jisim atom
Kimia SPM Bab 2 Jirim dan Struktur Atom 12 4 Tingkatan 2.3 Struktur Atom 1. Nombor proton ialah bilangan proton yang terdapat di dalam nukleus atom. 2. Atom neutral mempunyai bilangan proton dan elektron yang sama. 3. Kation ialah ion bercas positif yang mempunyai lebih banyak proton berbanding dengan elektron. 4. Anion ialah ion bercas negatif yang mempunyai lebih banyak elektron berbanding dengan proton. 5. Rajah 2.6 menunjukkan perwakilan piawai bagi atom. Nombor nukleon A ZX Simbol Nombor proton unsur Rajah 2.6 Perwakilan piawai atom 6. Nombor nukleon ialah jumlah proton dan neutron yang terdapat dalam nukleus atom. Bilangan neutron, N = Z - A 7. Rajah 2.7 menunjukkan rajah susunan elektron atom klorin, manakala Rajah 2.8 menunjukkan rajah struktur atom klorin. 2.4 Isotop dan Penggunaannya 1. Isotop ialah atom daripada unsur yang sama dengan nombor proton yang sama tetapi nombor nukleon yang berbeza. Mg 24 12 Mg 25 12 Mg 26 12 2. Spektrometer jisim ialah alat yang digunakan untuk menentukan: (a) jisim atom relatif isotop (b) kelimpahan relatif isotop (c) jisim atom relatif unsur 3. Kelimpahan semula jadi ialah peratusan isotop dalam suatu sampel semula jadi unsur. 4. Jisim atom relatif boleh dihitung daripada kelimpahan semula jadi isotop: Jisim atom relatif = ∑(% isotop × jisim isotop) 100 Cl Petala pertama Petala kedua Petala ketiga Nukleus 17p 18n Nombor proton: 17 Bilangan elektron: 17 Bilangan neutron: 18 Susunan elektron: 2.8.7 Rajah 2.7 Rajah susunan elektron atom klorin Rajah 2.8 Rajah struktur atom klorin
Kimia SPM Bab 2 Jirim dan Struktur Atom 13 4 Tingkatan Contoh Spektrum jisim unsur E (tidak mengikut skala) ditunjukkan di bawah. 108 6.3 109 25.0 111 65.8 112 2.9 Kelimpahan relatif (%) m/z Hitung jisim atom relatif unsur E. Penyelesaian Jisim atom relatif = [(108 x 6.3) + (109 x 25.0) + (111 x 65.8) + (112 x 2.9)] 100 = 110.34 5. Isotop mempunyai kegunaan penting dalam kehidupan harian kita: Jadual 3.3 Kegunaan isotop Bidang Isotop Kegunaan Perubatan Kobalt-60 • Digunakan dalam radioterapi untuk merawat kanser • Mensterilkan peralatan perubatan Iodin-131 Merawat penyakit tiroid Pertanian Fosforus-32 Mengkaji metabolisme tumbuhan Karbon-14 Mengkaji langkah-langkah yang terlibat dalam fotosintesis tumbuhan Nuklear Uranium-235 Digunakan dalam penjanaan kuasa nuklear untuk menjana kuasa elektrik Arkeologi Karbon-14 Menentukan umur artifak atau fosil Plumbum-210 Digunakan untuk menganggar umur lapisan pasir dan tanah Industri Hidrogen-3 Digunakan untuk mengesan kumbahan dan bahan buangan cecair Kejuruteraan Natrium-24 Digunakan untuk mengesan kebocoran paip bawah tanah Jirim dan Struktur Atom Isotop INFO VIDEO Karbon-14 digunakan dalam bidang perubatan untuk mengesan kehadiran bakteria yang menyebabkan ulser iaitu Heliobacter pylori melalui ujian pernafasan. TIP SPM
14 4 Tingkatan Soalan Objektif 1. Antara yang berikut, yang manakah bukan jirim? A Tenaga B Elektron C Sinaran elektromagnet D Neutron 2. Apakah unit jisim atom relatif? A Tiada unit C mol–1 B g D mol dm–3 3. Rujuk setengah persamaan berikut. Br2 + 2e– → 2Br– Antara pernyataan berikut, yang manakah betul? A Bilangan proton berkurang dua B Bilangan neutron bertambah dua C Bilangan elektron bertambah dua D Bilangan proton berkurang dua dan bilangan elektron bertambah dua 4. Karbon mempunyai dua isotop iaitu 12C dan 13C. Antara yang berikut, yang manakah merupakan anggaran komposisi bagi kedua-dua isotop? [Jisim atom relatif: C = 12.001] % 12C % 13C A 50 50 B 60 40 C 80 20 D 99 1 5. Antara yang berikut, yang manakah bukan Model Atom Dalton? A Atom tidak boleh dibahagibahagikan B Atom berbentuk sfera C Isotop ialah atom unsur yang sama tetapi jisim yang berbeza D Atom tidak boleh dicipta atau dimusnahkan 6. Jisim molekul relatif klorin ialah 71. Apakah kesimpulan yang diperoleh daripada pernyataan ini? A Semua molekul klorin ialah 71 kali lebih berat daripada 1 12 jisim satu atom 12C B Atom klorin mempunyai jisim atom relatif 35.5 C Klorin mempunyai dua isotop berjisim 35 dan 37 dengan nisbah 3:1 D Klorin mempunyai dua isotop berjisim 35 dan 36 dengan nisbah 1:1 7. Bahan manakah yang terhasil daripada ion? A B C D PRAKTISSPM
Kimia SPM Bab 2 Jirim dan Struktur Atom 15 4 Tingkatan Soalan Subjektif Bahagian A 1. Rajah 1 menunjukkan spektrum jisim bagi magnesium. 24 79 25 26 10 11 Kelimpahan relatif (%) m/z Rajah 1 (a) Berapakah isotop semula jadi yang terdapat dalam unsur ini? [1 markah] (b) Takrifkan kelimpahan semula jadi. [1 markah] (c) Tulis simbol bagi semua isotop magnesium. [2 markah] (d) Tulis nombor proton magnesium. [1 markah] (e) Nyatakan kelimpahan semula jadi bagi isotop magnesium. [2 markah] (f) Hitung jisim atom relatif magnesium. [2 markah] (g) Berapa kalikah satu atom magnesium lebih berat daripada satu atom karbon-12? [1 markah] Bahagian B 2. (a) Rajah 2.1 menunjukkan sebuah akuarium di dalam bilik Ryan. Selepas seminggu, Ryan mendapati paras air di dalam akuarium menurun. Selepas seminggu Paras air asal Rajah 2.1 Terangkan situasi ini. [4 markah] (b) Sekumpulan murid terperangkap di sebuah pulau terpencil tanpa bekalan air yang bersih. Mereka hanya mempunyai cermin, botol mineral, beg plastik dan benang di dalam beg mereka. Dengan peralatan yang terhad, terangkan bagaimana sekumpulan murid ini boleh mendapatkan air untuk diminum sebelum diselamatkan. [6 markah] (c) Rajah 2.2 menunjukkan penjana kuasa nuklear di negara X. Rajah 2.2 (i) Namakan isotop yang digunakan dalam Rajah 2.2. [1 markah] (ii) Wajarkan kesan positif dan negatif menggunakan isotop dalam 2(c)(i). [4 markah] (iii) Selain daripada isotop dalam 2(c)(i), cadangkan tiga isotop lain yang sering digunakan serta fungsinya dalam bidang perubatan dan dua isotop lain yang sering digunakan serta fungsinya dalam bidang arkeologi. [5 markah]
Kimia SPM Bab 2 Jirim dan Struktur Atom 16 4 Tingkatan Bahagian C 3. (a) Naftalena digunakan untuk menghasilkan ubat gegat. (i) Rajah 3.1 menunjukkan lengkung penyejukan bagi leburan naftalena. Suhu (°C) Masa (s) 80 E F G H Rajah 3.1 Nyatakan keadaan fizik naftalena di FG dan GH. [2 markah] (ii) Takat lebur naftalena adalah lebih rendah daripada takat didih air. Nyatakan maksud takat lebur. Huraikan satu eksperimen untuk menentukan takat lebur naftalena. [9 markah] (b) Seorang jururawat menyapu bebola kapas yang dibasahi dengan alkohol pada bahagian kulit seorang kanak-kanak sebelum suntikan vaksin diberi. Kulit kanakkanak tersebut terasa sejuk apabila terkena alkohol. Terangkan keadaan ini. Apakah perubahan tenaga kinetik dan susunan zarah alkohol tersebut? [6 markah] (c) Rajah 3.2 menunjukkan rawatan radioterapi untuk pesakit kanser dengan menggunakan isotop X. Isotop X Sinaran gama isotop X Rajah 3.2 Nyatakan isotop X. Pada pendapat anda, adakah isotop X wajar digunakan dalam rawatan kanser tersebut? Terangkan. [3 markah]
201 5 Tingkatan Polimer Refleksi Bab 4 BAB Tema 4 Teknologi Bidang Kimia Kandungan Bab 4.1 Polimer 4.2 Getah Asli 4.3 Getah Sintetik Peta Konsep 201 Polimer Sumber polimer Polimer termoplastik Polimer elastomer Polimer termoset • Digunakan dalam: – Perubatan – Pembungkusan – Pelapisan – Tekstil • Kesan negatif terhadap alam sekitar • Penggumpalan lateks – Larutan berasid – Larutan beralkali • Perbandingan antara getah semula jadi dengan getah tervulkan • Pemvulkanan getah semula jadi Getah semula jadi (Poliisoprena) Polivinil klorida (PVC) Polietena Melamina Bakelit Getah stirena butadiena (SBR) Poliuretana contoh contoh contoh Getah sintetik Semula jadi Sintetik
Kimia SPM Bab 4 Polimer 202 5 Tingkatan 4.1 Polimer 1. Polimer ialah molekul berantai panjang yang terdiri daripada banyak ulangan unit asas. 2. Monomer ialah unit asas, iaitu molekul ringkas yang terikat secara kimia untuk membentuk molekul berantai panjang yang disebut polimer. 3. Pempolimeran ialah tindak balas percantuman unit asas (monomer) untuk membentuk molekul berantai panjang (polimer). 4. Depolimerisasi ialah tindak balas pemecahan polimer kembali kepada monomernya. CH3 C C H H H H H H H CH3 C C H CH3 C C H Monomer Polimer Ikatan ganda dua diputuskan Ikatan bebas bersambung antara satu sama lain untuk membentuk rantaian Molekul berantai panjang yang terbentuk daripada pempolimeran penambahan terdiri daripada unit asas yang berulang CH3 C C H H H CH3 C C H H H CH3 C C H H H CH3 C C H H H CH3 C C H H H CH3 C C H H H Rajah 4.1 Pempolimeran 5. Terdapat dua jenis tindak balas pempolimeran: Pempolimeran penambahan Pempolimeran kondensasi Banyak digunakan untuk membentuk polimer sintetik. Biasanya berlaku secara semula jadi pada tumbuh-tumbuhan atau haiwan untuk membentuk polimer semula jadi. Pengulangan jenis monomer yang sama. Pengulangan pelbagai jenis monomer. Monomer mempunyai ikatan kovalen ganda dua (CC) atau tiga (CC) antara atom karbon. Monomer mempunyai kumpulan berfungsi. Tidak menghasilkan produk sampingan, selain daripada polimer. Menghasilkan produk sampingan seperti air atau hidrogen klorida, selain daripada polimer. Formula empirik polimer adalah sama dengan monomernya. Formula empirik polimer adalah berbeza dengan monomernya. H H + H H C C H H H H C H H C C Pempolimeran penambahan Monomer etena Unit berulang Nilai n boleh lebih daripada 10000 (unit monomer) Polimer polietena H H C H H C H H C H H C H H n C H N R C O C Asid amino Protein Pempolimeran kondensasi O NH H C H H H R H O H C C C HO N H R = H, CH3 atau kumpulan atom yang lain N R R H O C + H2 O C O H
Kimia SPM Bab 4 Polimer 203 5 Tingkatan 6. Terdapat dua sumber polimer: (a) Polimer semula jadi – kanji, protein, susu getah. (b) Polimer sintetik – PVC, nilon, perspeks. Polimer Monomer Sumber polimer Polimer semula jadi diperoleh secara semula jadi daripada tumbuh-tumbuhan atau haiwan. Getah asli Isoprena Selulosa Glukosa Protein Asid amino Lemak Asid lemak dan gliserol Polimer sintetik Polimer sintetik dihasilkan oleh manusia melalui tindak balas kimia menggunakan petroleum di kilang atau di makmal. Polietena Etena Polistirena Stirena Polipropena Propena Polivinil klorida (PVC) Vinil klorida 7. Plastik ialah polimer sintetik yang paling banyak dijumpai di sekeliling kita. 8. Terdapat tiga jenis polimer biasa: (a) Polimer termoplastik (b) Polimer termoset (c) Polimer elastomer Jenis polimer Ciri-ciri Contoh Polimer termoplastik • Polimer terikat oleh daya antara molekul yang lemah. • Boleh dibentuk berulang kali selepas dipanaskan. • Boleh dikitar semula. Polivinil klorida (PVC) Nilon Polimer termoset • Polimer terikat oleh ikatan kovalen yang kuat. • Tidak boleh dibentuk semula selepas dipanaskan. • Tidak boleh dikitar semula. Melamina Bakelit Rangkai silang
Kimia SPM Bab 4 Polimer 204 5 Tingkatan Polimer elastomer • Boleh diregang dan akan kembali semula kepada bentuk asal apabila dilepaskan. • Mempunyai sifat kekenyalan yang tinggi. Poliuretana Getah stirena-butadiena (SBR) 9. Nilon dapat dihasilkan melalui tindak balas antara 1,6-diaminoheksana dan dekanadioil diklorida seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.2. Larutan B (Dekanadioil diklorida + heksana) Larutan A (1,6-diaminoheksana + natrium hidroksida + air suling) Rod kaca Bebenang nilon Larutan B Larutan A Nilon terhasil di antara permukaan dua larutan Rajah 4.2 Penghasilan nilon di dalam makmal (a) Lapisan putih terbentuk antara larutan A dengan larutan B. (b) Lapisan putih boleh ditarik keluar dan dililitkan dengan rod kaca membentuk benang putih. (c) Benang putih ini dapat ditarik berterusan dengan mudah tanpa terputus. (d) Benang putih ini ialah nilon. 10. Nilon ialah polimer sintetik yang boleh menahan regangan, mempunyai sifat kekenyalan yang tinggi dan tahan terhadap haba. 11. Nilon dihasilkan melalui pempolimeran kondensasi antara 1,6-diaminoheksana dan dekanadioil diklorida. 12. Berikut menunjukkan sintesis nilon: H H N C HH n H C H H 1,6-diaminoheksana Dekanadioil diklorida C H H N H C H H C H H C H H C H H C H H C H Nilon H N O C H C H H C H H C H H C H H C H H C H H n Asid hidroklorik C H O C + n HCI H C H H C H H C H H C H H H H C H N + O C CI n H C H H C H H C H H C H H C H H C H H C H O C CI Rajah 4.3 Sintesis nilon Sintesis nilon VIDEO Rangkai silang
Kimia SPM Bab 4 Polimer 205 5 Tingkatan 13. Penggunaan polimer dalam kehidupan seharian: Bidang perubatan Polipropena digunakan dalam pembuatan peralatan perubatan dan makmal Bidang pembungkusan Polietena digunakan dalam pembuatan bekas plastik. Bidang pelapisan Lapisan epoksi digunakan sebagai lantai yang kalis air Bidang tekstil Bebenang nilon dihasilkan untuk industri tekstil 14. Polimer sintetik biasanya tidak boleh terbiodegradasikan. 15. Pelupusan polimer sintetik yang tidak terkawal menyebabkan masalah alam sekitar: (a) Organisma akuatik terancam akibat tertelan polimer sintetik yang dilupuskan. (b) Gangguan rantaian makanan yang sihat oleh mikroplastik. (c) Pelupusan plastik yang tidak terkawal di tapak pelupusan meracuni tanah. (d) Pembakaran polimer sintetik menghasilkan gas toksik. 16. Melalui pelaksanaan Teknologi Hijau serta sains dan teknologi maju, polimer yang lebih mesra alam dan terbiodegradasi dihasilkan untuk mengurangkan pencemaran plastik. 17. Polimer terbiodegradasi lebih mudah diuraikan oleh mikroorganisma dan lebih selamat untuk hidupan liar. 4.2 Getah Asli 1. Getah asli merupakan polimer semula jadi yang terdapat dalam susu getah (lateks). 2. Polimer semula jadi ini ialah poliisoprena. CH2 CH3 CH C CH2 n Rajah 4.4 Poliisoprena 3. Monomer getah asli ialah isoprena. 4. Nama IUPAC untuk monomer isoprena ialah 2-metilbut-1,3-diena. H C C C C H H H CH3 H Rajah 4.5 Isoprena
Kimia SPM Bab 4 Polimer 206 5 Tingkatan 5. Getah asli mempunyai sifat-sifat berikut: Pepejal putih lembut Kenyal Rintangan haba yang rendah Ciri-ciri Getah Asli Kalis air Reaktif secara kimia dengan asid, alkali dan pelarut Mudah teroksida di udara Penebat elektrik 6. Kegunaan getah asli dalam kehidupan harian. Sarung tangan getah But getah Tapak kasut getah Gelang getah Tayar getah Setem getah 7. Lateks boleh menggumpal menjadi pepejal putih dengan penambahan bahan penggumpal lateks seperti: (a) Asid etanoik, CH3COOH (b) Asid formik, HCOOH (c) Asid hidroklorik cair, HCl 8. Lateks akan kekal dalam cecair putih dengan penambahan bahan antigumpal lateks seperti: (a) Larutan ammonia, NH3 (b) Formaldehid, CH2O (c) Larutan natrium sulfit, Na2SO3 (d) Larutan natrium karbonat, Na2CO3 EkspERIMEN 4.1 Tujuan: Untuk mengkaji proses penggumpalan lateks dan cara untuk mencegah penggumpalan. Hipotesis: Asid menyebabkan penggumpalan lateks. Larutan alkali menghalang penggumpalan lateks. Pemboleh ubah: (a) Dimanipulasikan: Asid etanoik dan larutan ammonia (b) Bergerak balas: Penggumpalan lateks (c) Dimalarkan: Isi padu lateks Prosedur: 1. Bikar dilabelkan dengan A, B dan C. 2. 50 cm3 lateks disukat dan masingmasing dituangkan ke dalam bikar A, B dan C. 3. 10 cm3 asid etanoik disukat dan dituangkan ke dalam bikar A dan 10 cm3 larutan ammonia disukat dan dituangkan ke dalam bikar B. 4. Bikar C bertindak sebagai kawalan.
Kimia SPM Bab 4 Polimer 207 5 Tingkatan 5. Semua pemerhatian dijadualkan. Keputusan: Bikar Pemerhatian A (Lateks + asid etanoik) Pepejal putih terbentuk. B (Lateks + larutan ammonia) Cecair putih kekal tidak berubah. C (Lateks sahaja) Pepejal putih terbentuk. Perbincangan: 1. Lateks di dalam bikar A menggumpal kerana asid etanoik mempunyai ion hidrogen yang meneutralkan cas negatif pada membran protein. 2. Lateks di dalam bikar B tidak menggumpal kerana ion hidroksida daripada larutan ammonia meneutralkan ion hidrogen yang dihasilkan oleh bakteria dari udara. 3. Lateks di dalam bikar C menggumpal tanpa penambahan sebarang larutan. Hal ini kerana bakteria dari udara juga menghasilkan asid dengan ion hidrogen untuk meneutralkan cas negatif pada membran protein. 4. Masa yang diambil untuk penggumpalan lateks di bikar A adalah lebih pendek daripada bikar C. 5. Contoh larutan asid lain yang boleh digunakan untuk menggantikan asid etanoik ialah asid metanoik dan asid hidroklorik cair. 6. Contoh larutan alkali lain yang boleh digunakan untuk menggantikan larutan ammonia ialah larutan natrium hidroksida cair dan larutan kalium hidroksida cair. 7. Larutan asid dan alkali yang sangat pekat atau kuat tidak digalakkan untuk ditambahkan ke dalam lateks untuk mengelakkan penyahaslian lateks. Kesimpulan: 1. Asid menggumpalkan lateks. 2. Alkali menghalang penggumpalan lateks. 9. Proses penggumpalan lateks Air 1 2 5 4 6 7 Zarah getah Membran protein yang bercas negatif Polimer getah 3 TIP SPM Semasa murid menerangkan proses penggumpalan lateks dalam peperiksaan, elakkan menyebut tentang asid sahaja tanpa menerangkan ion hidrogen.
Kimia SPM Bab 4 Polimer 208 Zarah-zarah getah asli mempunyai cas negatif pada membran protein. 2 Cas negatif pada membran protein menyebabkan zarah getah tertolak satu sama lain, dengan itu menghalang perlanggaran antara zarah-zarah getah. 3 Asid etanoik ditambah sebagai bahan penggumpal lateks ke dalam lateks. 4 Kehadiran ion hidrogen daripada asid yang ditambahkan meneutralkan cas negatif pada membran protein. 5 Zarah-zarah getah neutral berlanggar antara satu sama lain. 6 Perlanggaran memecahkan membran protein setiap zarah getah. 7 Polimer-polimer getah terbebas dan bergabung antara satu sama lain untuk membentuk gumpalan getah (pepejal putih). Penggumpalan lateks berlaku. 10. Pencegahan penggumpalan lateks: – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – Polimer getah Tolakan Cas negatif (a) Larutan ammonia ditambah sebagai bahan antigumpal lateks ke dalam lateks. (b) Larutan ammonia mengandungi ion hidroksida yang boleh meneutralkan ion hidrogen daripada asid yang dihasilkan oleh bakteria. (c) Cas negatif kekal pada membran protein. (d) Daya tolakan terbentuk di sekitar membran protein menghalang perlanggaran antara zarah-zarah getah. (e) Getah kekal sebagai cecair putih. 11. Produk getah dapat dihasilkan daripada lateks dalam makmal apabila asid ditambahkan melalui proses penggumpalan. 12. Produk getah (kepingan getah) yang dihasilkan ini mempunyai had kekenyalan, tidak tahan panas dan menjadi rapuh dengan masa. 13. Pemvulkanan getah (a) Getah asli menjadi lembut dan mudah dioksidakan selepas terdedah terlalu lama di udara. (b) Pengoksidaan getah asli menyebabkan getah asli rapuh dan tidak sesuai untuk digunakan dalam banyak aplikasi. (c) Sulfur ditambahkan kepada getah asli untuk meningkatkan kualiti getah asli. (d) Proses penambahan sulfur ke dalam getah asli dikenali sebagai pemvulkanan. (e) Sulfur mengurangkan bilangan ikatan ganda dua antara atom karbon dengan membentuk rangkai silang sulfur yang kuat antara polimer getah. (f) Rangkai silang sulfur, juga dikenali sebagai jambatan sulfur, mencegah polimer getah daripada tergelongsor antara satu sama lain, dengan itu meningkatkan kekenyalan. TIP SPM Ion hidroksida daripada alkali lemah digunakan untuk meneutralkan ion hidrogen yang dihasilkan oleh bakteria, bukan untuk membekalkan cas negatif pada membran protein zarah getah. 5 Tingkatan
Kimia SPM Bab 4 Polimer 209 EkspERIMEN 4.2 Tujuan: Untuk mengkaji sifat kekenyalan getah tervulkan dan getah tak tervulkan. Hipotesis: Getah tervulkan lebih kenyal daripada getah tak tervulkan. Prosedur: Kaki retort Pembaris Klip bulldog Jalur getah tak tervulkan Pemberat Pemberat Jalur getah tervulkan Rajah 4.8 1. Sekeping jalur getah dicelupkan di dalam larutan disulfur diklorida dalam metilbenzena selama 5 minit, dalam kebuk wasap. 2. Jalur getah dikeluarkan dan dikeringkan dalam kebuk wasap. Labelkan jalur getah sebagai A. 3. Jalur getah lain dilabelkan sebagai B (bertindak sebagai kawalan). 4. Panjang awal kedua-dua jalur getah diukurkan dan direkodkan. 5. Kedua-dua jalur getah digantungkan di kaki retort dengan klip bulldog dan benang. 6. Pada hujung setiap jalur getah, pemberat 50 g digantungkan. 7. Panjang jalur getah dengan pemberat diukur dengan pembaris meter. 8. Jalur getah dengan pemberat 50 g dibiarkan semalaman. 9. Pemberat 50 g ditanggalkan. 10. Panjang jalur getah selepas pemberat ditanggalkan diukur dengan pembaris meter. 11. Semua pengukuran direkodkan dalam bentuk jadual. Keputusan: Jenis getah Panjang awal (cm) Panjang jalur getah dengan pemberat 50 g (cm) Panjang jalur getah selepas pemberat 50 g dialihkan (cm) Pemanjangan (cm) Getah tervulkan 10.0 16.8 10.0 6.8 Getah tak tervulkan 10.0 25.6 12.0 15.6 Perbincangan: 1. Pemvulkanan getah perlu dilakukan di dalam kebuk wasap kerana larutan disulfur diklorida dalam metilbenzena menghasilkan gas beracun. – CH2 – C = CH – CH2 – CH2 – C = CH – CH2 – – CH2 – C = CH – CH2 – CH2 – C = CH – CH2 – – CH2 – C – CH – CH2 – CH2 – C – CH – CH2 – – CH2 – C – CH – CH2 – CH2 – C – CH – CH2 – CH3 | CH3 CH3 | CH3 | S | S | | S | S | | S | S | | S | S | | CH3 CH3 | CH3 CH3 + Rangkai silang sulfur | | | | + Sulfur ➔ Rajah 4.7 Pemvulkanan getah Polimer getah Getah tervulkan 5 Tingkatan – CH2 – C = CH – CH2 – CH2 – C = CH – CH2 – – CH2 – C – CH – CH2 – CH2 – C – CH – CH2 – – CH2 – C – CH – CH2 – CH2 – C – CH – CH2 – CH3 | CH3 | S | S | | S | S | | S | S | | S | S | | CH3 CH3 | CH3 CH3 Rangkai silang sulfur | | |
Kimia SPM Bab 4 Polimer 210 5 Tingkatan 14. Teknik pemvulkanan alternatif (a) Pemvulkanan getah asli dengan sulfur ialah kaedah yang paling biasa dalam pembuatan getah tervulkan. (b) Walau bagaimanapun, kaedah ini tidak dapat digunakan untuk jenis getah tertentu dan tidak mesra alam kerana akan menghasilkan gas berasid seperti sulfur dioksida atau sulfur trioksida. (c) Terdapat tiga teknik pemvulkanan alternatif: Sinaran • Pemvulkanan radiasi lateks semula jadi (Radiation vulcanisation of natural rubber latex, RVNRL) dijalankan melalui sinaran gama untuk membentuk getah tervulkan yang mempunyai kekenyalan dan kekuatan yang lebih baik serta sitotoksisiti yang sangat rendah. • Getah tervulkan yang dihasilkan mempunyai ketelusan dan kelembutan yang tinggi. Logam oksida Zink oksida digunakan sebagai agen pemvulkanan dengan kadar sulfur yang rendah dan menghasilkan getah halobutil. Peroksida Peroksida digunakan sebagai agen pemvulkanan untuk membentuk getah tervulkan yang mempunyai set pemampatan yang rendah serta rintangan haba dan rintangan ozon yang baik. 15. Perbandingan antara getah tak tervulkan dengan getah tervulkan ditunjukkan dalam jadual di bawah. Getah tak tervulkan Ciri-ciri Getah tervulkan Lebih rendah Kekenyalan Lebih tinggi Lebih rendah Ketahanan Lebih tinggi Lebih lembut Kekuatan dan kekerasan Lebih keras Lebih rendah Rintangan terhadap haba Lebih tinggi Lebih rendah Rintangan terhadap pengoksidaan Lebih tinggi Mudah menggelongsor Keupayaan untuk menggelongsor antara satu sama lain Sukar menggelongsor 2. Semasa pemvulkanan, rangkai silang sulfur dibentuk untuk mengurangkan bilangan ikatan ganda dua antara atom karbon. 3. Getah tervulkan dapat kembali ke panjang asal dan lebih kenyal daripada getah asli kerana rangkai silang sulfur meningkatkan kekuatan dan kekenyalan getah. Kesimpulan: Getah tervulkan lebih kuat dan lebih kenyal daripada getah asli. Pemvulkanan getah VIDEO C ═ C C ═ C C ═ C C ═ C C ═ C C ═ C C | S | S | C C | S | S | C C | S | S | C
Kimia SPM Bab 4 Polimer 211 5 Tingkatan 4.3 Getah Sintetik 1. Getah sintetik ialah elastomer tiruan, iaitu polimer sintetik yang disintesis daripada produk sampingan petroleum. 2. Contoh getah sintetik yang biasa didapati dalam bidang: (a) Industri automotif - Tayar, gasket, tali sawat pemasaan. (b) Pembinaan - Matting, flooring, hos. 3. Getah sintetik biasanya mempunyai ciri-ciri yang lebih unggul daripada getah asli: Keras Kenyal Rintangan haba yang tinggi Rintangan pengoksidaan yang tinggi Ciri-ciri Getah Sintetik Rintangan kimia yang tinggi Penebat elektrik Jenis dan ciri-ciri getah sintetik Contoh kegunaan Neoprena • Rintangan api yang baik • Rintangan pengoksidaan yang tinggi • Rintangan haba yang tinggi Hos getah petrol Hos getah petrol Tali sawat Getah stirena-butadiena (SBR) • Rintangan haba yang tinggi • Rintangan lelasan yang tinggi Tayar Tapak kasut Getah silikon • Lengai secara kimia • Rintangan terhadap suhu yang tinggi Implan perubatan Bahan kedap Getah nitril • Tahan terhadap minyak • Tahan terhadap pelarut Sarung tangan
Kimia SPM Bab 4 Polimer 212 5 Tingkatan 4. Getah sintetik ialah hasil sampingan daripada petroleum yang tidak terbiodegradasikan. 5. Pelupusan getah sintetik yang tidak terkawal menyebabkan pelbagai isu persekitaran. (a) Tayar terbuang menjadi kawasan pembiakan untuk nyamuk Aedes dan meningkatkan kes demam denggi. (b) Pembakaran getah sintetik menghasilkan gas beracun dan asap yang berbahaya kepada sistem pernafasan. (c) Pembuangan tayar ke dalam laut mungkin membebaskan bahan tambahan bertoksik yang membahayakan organisma hidup akuatik. 6. Cara penyelesaian secara kreatif dan inovatif untuk melupuskan getah sintetik. (a) SBR granul dari tayar getah sintetik yang terpakai diproses dan diubah suai menjadi lantai getah di taman-taman, laluan pejalan kaki dan taman permainan. Rajah 4.9 Lantai getah di taman permainan (b) Tayar getah sintetik yang terpakai diubah suai menjadi sofa atau katil sofa. (c) Tayar getah sintetik yang terpakai diubah menjadi bahan seni untuk menarik pelancong. (d) Tayar getah sintetik yang terpakai dijadikan peralatan latihan untuk angkat berat. Rajah 4.10 Tayar besar sebagai peralatan latihan (e) Tayar getah sintetik yang terpakai digunakan sebagai alatan dalam kursus halangan untuk latihan bina pasukan. Rajah 4.11 Tayar sebagai alatan kursus halangan (f) Tayar getah sintetik yang terpakai digunakan sebagai pasu penanaman. Rajah 4.12 Tayar sebagai pasu penanaman Rajah 4.13 menunjukkan sebuah kereta jip. Rajah 4.13 Kereta jip Tayar kereta jip diperbuat daripada getah stirena-butadiena (SBR). Nyatakan satu ciri unggul SBR yang menyebabkan SBR sesuai digunakan sebagai tayar untuk kenderaan jip. Kuiz Kuiz
213 5 Tingkatan Soalan Objektif 1. Rajah 1 menunjukkan struktur suatu polimer. – C – CH2 – C – CH2 – C – CH2 – CH3 | CH3 | CH3 | | H | H | H Rajah 1 Namakan monomernya. A Propana B Propena C Polietena D Terilena 2. Antara berikut, yang manakah ciri-ciri getah tervulkan? I Kekenyalan yang lebih tinggi. II Rintangan haba yang lebih tinggi. III Takat lebur yang lebih rendah. IV Kekuatan dan kekerasan yang lebih rendah. A I dan II B I dan IV C II dan III D III dan IV 3. Antara berikut, yang manakah bukan getah sintetik? A Elastomer B Silikon C Neoprena D Stirena-butadiena (SBR) 4. Antara berikut, yang manakah ciri-ciri getah sintetik? I Kurang elastik daripada getah tervulkan. II Rintangan haba yang lebih tinggi daripada getah tervulkan. III Lebih lengai terhadap pengoksidaan kimia daripada getah asli. IV Kurang penggunaan berbanding dengan getah asli. A I dan II B I dan IV C II dan III D III dan IV 5. Antara berikut, yang manakah bukan kaedah inovatif untuk melupuskan getah sintetik yang terpakai? A Dijadikan sebagai pasu tanaman. B Digunakan sebagai alat angkat berat. C Digunakan sebagai terumbu karang tiruan. 6. Rajah 2 menunjukkan suatu aktiviti manusia. Rajah 2 Antara berikut, yang manakah bukan kesan sampingan daripada aktiviti yang dijalankan dalam Rajah 2? A Menghasilkan dioksin yang bersifat karsinogenik terhadap manusia. B Menghasilkan asap tebal yang menyebabkan asma. C Menghasilkan gas beracun yang membahayakan kesihatan kita. D Menghasilkan abu yang boleh meningkatkan kesuburan tanah. PRAKTISSPM
Kimia SPM Bab 4 Polimer 214 5 Tingkatan Soalan Subjektif Bahagian A 1. Jadual 1 menunjukkan maklumat bagi getah R, S dan T. Jadual 1 Getah Maklumat R • Polimer semula jadi • Kurang elastik • Menjadi lembut dan melekit apabila terdedah kepada haba • Mudah dioksidakan S • Polimer semula jadi • Lebih elastik • Tahan terhadap haba tinggi • Tahan terhadap pengoksidaan T • Produk sampingan petroleum • Tahan terhadap haba tinggi • Tidak mudah terbakar • Tahan terhadap pengoksidaan (a) Nyatakan jenis getah R, S, dan T. [3 markah] (b) Terangkan mengapa getah S lebih elastik dan lebih tahan terhadap pengoksidaan berbanding dengan getah R. [3 markah] (c) (i) Namakan satu contoh getah T. [1 markah] (ii) Nyatakan dua kelebihan getah T berbanding dengan getah S. [2 markah] (iii) Sisa getah T seperti tayar kereta mengambil masa yang sangat lama untuk terurai dan menyukarkan proses pelupusan. Cadangkan satu kaedah pelupusan getah T yang tidak memberikan impak negatif terhadap alam sekitar. [1 markah] Bahagian B 2. Rajah 1 menunjukkan tindak balas pempolimeran bagi polimer A. CH2 CH CH Pempolimeran Banyak Monomer Polimer A CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH2 CH2 Rajah 1 (a) (i) Takrifkan pempolimeran. [1 markah] (ii) Nyatakan jenis pempolimeran seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1. Terangkan jawapan anda. Kemudian, berikan nama bagi polimer sintetik A. [3 markah] (iii) Nyatakan tiga masalah alam sekitar yang disebabkan oleh polimer sintetik A. Berikan alasan untuk setiap masalah tersebut. [6 markah] (b) Polimer sintetik seperti plastik memainkan peranan penting dalam kehidupan seharian kita sebagai bahan pembungkusan. Walau bagaimanapun, plastik sintetik menyebabkan kesan negatif jangka panjang kepada semua organisma hidup di bumi. Plastik sintetik seperti botol plastik dianggarkan mengambil masa 450 tahun untuk terurai sepenuhnya di tapak pelupusan.
Kimia SPM Bab 4 Polimer 215 5 Tingkatan (i) Nyatakan dan terangkan tiga kesan negatif plastik terhadap Bumi. [6 markah] (ii) Ciptaan plastik terbiodegradasi ialah trend baharu dalam industri pembungkusan makanan. Nyatakan empat kelebihan plastik terbiodegradasi. [4 markah] Bahagian C 3. (a) (i) Penoreh getah menghadapi masalah lateks akan bertukar kepada pepejal putih selepas lateks terdedah kepada udara dalam masa satu jam. Lukis satu gambar rajah berlabel zarah lateks dan terangkan proses lateks bertukar kepada pepejal putih. [5 markah] (ii) Lateks ialah bahan mentah dalam pembuatan sarung tangan getah. Cadangkan satu bahan kimia yang sesuai untuk membantu penoreh getah mengekalkan lateks dalam bentuk cecair. Terangkan bagaimana bahan kimia tersebut dapat mencegah penggumpalan lateks. [5 markah] (b) Sarung tangan getah mempunyai jangka hayat yang pendek kerana kekenyalannya menurun apabila diregang dengan kuat. Proses pemvulkanan getah asli menghasilkan getah tervulkan yang lebih kenyal. Rajah 2 menujukkan proses pemvulkanan getah asli dengan menambahkan bahan X. CH3 CH3 CH2 C CH CH2 CH2 C CH CH2 + CH3 CH3 CH2 C CH CH2 CH2 C CH CH2 X Rajah 2 (i) Namakan bahan X. Lukis formula struktur getah tervulkan yang terhasil. Huraikan proses penyediaan kepingan getah tervulkan. [5 markah] (ii) Huraikan satu eksperimen untuk mengkaji sifat kekenyalan getah asli dan getah tervulkan yang telah disediakan di 3(b)(i). [5 markah]
PELANGI Kimia SPM Penyelesaian Masalah Numerikal 234 Penyelesaian Masalah Numerikal Tingkatan 4 BAB 3 | Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia PENYELESAIAN MASALAH NUMERIKAL Bonus: Templat 5 Langkah Unsur Jisim (g) Bilangan mol Nisbah mol Nisbah mol teringkas Contoh 1 Unsur T bertindak balas dengan unsur W untuk membentuk sebatian dengan formula empirik TW3 . Sebatian ini mengandungi 80.28% unsur W. Hitung jisim atom relatif unsur W. [Jisim atom relatif: T = 14] [4 markah] Penyelesaian Unsur T W Jisim (g) 100 – 80.28 = 19.72 80.28 Bilangan mol 19.72 14 = 1.41 80.28 y Nisbah mol – – Nisbah mol teringkas 1 3 Andaikan bahawa jisim atom relatif W = y. 1.41 80.28 y = 1 3 (80.28)(1) y = (3)(1.41) y = 18.98 y = 19 P1 P2 P3 P4 Jisim atom relatif mesti dalam nombor bulat.
Kimia SPM Penyelesaian Masalah Numerikal PELANGI 235 Penyelesaian Masalah Numerikal Penyelesaian Masalah Numerikal Contoh 2 1.68 g karbon bertindak balas dengan 0.28 g hidrogen untuk membentuk hidrokarbon yang mempunyai jisim molar 98 g mol–1. Tentukan formula molekul hidrokarbon. [Jisim atom relatif: C = 12, H = 1] [4 markah] Penyelesaian Unsur C H Jisim (g) 1.68 0.28 Bilangan mol 1.68 12 = 0.14 0.28 1 = 0.28 Nisbah mol 0.14 0.14 = 1 0.28 0.14 = 2 Nisbah mol teringkas 1 2 Formula empirik = CH2 [CH2 ]n = 98 [12 + 2(1)]n = 98 14n = 98 n = 7 Formula molekul = [CH2 ] 7 Formula molekul = C7 H14 Jisim molar untuk [formula empirik]n = jisim molar formula molekul Jawapan akhir untuk formula molekul suatu sebatian mesti dikembangkan. P1 P2 P3 P4 Contoh 3 Suatu sebatian mempunyai jisim molar 216 g mol–1 dan formula empirik C2 H4 Br. Tentukan formula molekul sebatian ini. [Jisim atom relatif: C = 12, H = 1, Br = 80] [2 markah] Penyelesaian [C2 H4 Br]n = 216 [2(12) + 4(1) + 80]n = 216 108n = 216 n = 2 Formula molekul = [C2 H4 Br]2 Formula molekul = C4 H8 Br2 Jisim molar untuk [formula empirik]n = jisim molar formula molekul Jawapan akhir untuk formula molekul suatu sebatian mesti dikembangkan. P4P1 P2
Kimia SPM Definisi Secara Operasi PELANGI 259 Definisi Secara Operasi DEFINISI SECARA OPERASI [Apa yang anda lakukan, apa yang anda perhatikan, kata atau istilah yang akan ditakrifkan] Kereaktifan logam alkali dengan air Apabila ketulan kecil kalium diletakkan di atas permukaan air, kalium bergerak dengan cepat, nyalaan kuning cerah kelihatan di permukaan air dan menghasilkan bunyi “hiss” menunjukkan bahawa kalium ialah logam yang paling reaktif. Kereaktifan kalium dengan gas oksigen Apabila kalium dipanaskan dengan kehadiran gas oksigen, kalium terbakar dengan cepat dengan nyalaa ungu terang menunjukkan bahawa kalium sangat reaktif. Kereaktifan litium dengan gas klorin Apabila litium dipanaskan dengan kehadiran gas klorin, litium terbakar dengan nyalaan merah dan pepejal putih terbentuk menunjukkan bahawa litium reaktif. Oksida asid Apabila larutan alkali ditambah dengan oksida berasid, oksida berasid larut di dalam larutan alkali menunjukkan bahawa pepejal oksida tersebut bersifat asid. Oksida bes Apabila larutan asid ditambah dengan oksida bes, oksida bes larut di dalam larutan asid menunjukkan bahawa pepejal oksida tersebut bersifat bes. Oksida amfoterik Apabila kedua-dua larutan alkali dan larutan asid ditambah dengan oksida amfoterik, oksida amfoterik larut di dalam kedua-dua larutan alkali dan larutan asid menunjukkan bahawa pepejal oksida tersebut bersifat amfoterik. Kekonduksian elektrik Apabila elektrod karbon direndam ke dalam leburan plumbum(II) bromida, mentol menyala menunjukkan bahawa sebatian ion mengkonduksikan elektrik dalam keadaan leburan. Peranan air (untuk menunjukkan sifat asid) Apabila air ditambah kepada pepejal asid oksalik, kertas litmus biru bertukar menjadi merah menunjukkan pembentukan ion hidrogen dengan kehadiran air. Peranan air (untuk menunjukkan sifat alkali) Apabila air ditambah kepada pepejal natrium hidroksida, kertas litmus merah bertukar menjadi biru menunjukkan pembentukan ion hidroksida dengan kehadiran air. Nilai pH (asid) Apabila meter pH direndam ke dalam larutan HCl 0.1 mol dm–3, bacaan meter pH ialah 1 menunjukkan nilai pH untuk larutan asid hidroklorik 0.1 mol dm–3. Nilai pH (alkali) Apabila meter pH direndam ke dalam larutan natrium hidroksida 0.1 mol dm–3, bacaan meter pH ialah 13 menunjukkan nilai pH untuk larutan natrium hidroksida 0.1 mol dm–3. Takat akhir pentitratan Apabila asid hidroklorik (atau mana-mana asid dalam soalan) ditambah kepada larutan natrium hidroksida yang dititiskan dengan penunjuk fenolftalein, larutan merah jambu bertukar menjadi tidak berwarna menunjukkan semua ion hidrogen, H+ meneutralkan semua ion hidroksida, OH− dengan lengkap untuk menghasilkan molekul air. Kesan haba ke atas penguraian garam karbonat Apabila zink karbonat dipanaskan dengan kuat, gelembung gas tidak berwarna yang mengeruhkan air kapur serta pepejal kuning apabila panas, pepejal putih apabila sejuk terbentuk menunjukkan bahawa logam karbonat terurai semasa pemanasan untuk menghasilkan logam oksida dan gas karbon dioksida.
261 Kertas Model SPM 1. Apakah kimia? A Satu set prosedur yang dirancang dan dikawal dalam eksperimen B Pengetahuan yang diperlukan dalam menjalankan penyiasatan saintifik C Cabang sains yang mengkaji komposisi, struktur, ciri dan interaksi antara jirim 2. Antara kemalangan dan pengurusan kemalangan berikut, yang manakah dipadankan dengan betul? Jenis kemalangan Pengurusan kemalangan A Kebakaran minyak Siram air pada api B Tumpahan asid Tuang pada tumpahan asid C Tumpahan merkuri Tutup tumpahan merkuri dengan sulfur dan hubungi jabatan bomba. D Percikan bahan kimia pada mata Cuci mata dengan detergen sebelum dirawat 3. Apakah yang dimaksudkan dengan penyejukan lampau asetamida? A Kaedah pantas dalam sistem penyejukan untuk menukarkan cecair asetamida kepada pepejal B Suatu keadaan apabila cecair asetamida disejukkan sehingga suhu cecair melepasi takat beku tanpa ditukarkan kepada pepejal C Suatu suhu apabila pembentukan pepejal lebih banyak daripada cecair 4. Maklumat berikut menunjukkan sumbangan ahli sains P. • Beliau menjumpai neutron • Nukleus terdiri daripada proton dan neutron • Neutron menyumbangkan hampir separuh daripada jisim atom • Elektron mengelilingi nukleus pada petala yang tetap Siapakah ahli sains P? A John Dalton B J.J. Thomson C Neils Bohr D James Chadwick 5. Suatu atom Q mempunyai nombor proton 20. Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan susunan elektron yang betul untuk ion Q? A 2.8.2 C 2.8 B 2.8.8.2 D 2.8.8 6. Berapakah bilangan atom karbon yang mempunyai jisim yang setara dengan empat atom magnesium? [Jisim atom relatif: C = 12, Mg = 24] A 2 C 6 B 4 D 8 Kertas 1 1 jam 15 minit Jawab semua soalan. Bagi setiap soalan, pilih satu jawapan sahaja. SPM
Kimia SPM Kertas Model SPM 267 Kertas Model SPM Kertas 2 2 jam 30 minit Bahagian A [60 markah] Jawab semua soalan dalam bahagian ini. 1. Rajah 1 menunjukkan spektrum jisim unsur P. 100 50 88 90 92 94 96 98 m/z Kelimpahan relatif (%) Rajah 1 (a) Berapakah isotop yang wujud secara semula jadi dalam unsur P? [1 markah] (b) Nyatakan kelimpahan semula jadi bagi isotop unsur P. [2 markah] (c) Hitungk jisim atom relatif bagi unsur P. [2 markah] 2. Rajah 2 menunjukkan formula struktur bagi kafein di dalam kopi. H H H H H H N C C C N N O N O H H H H C C C C C Rajah 2 (a) Nyatakan formula molekul dan formula empirik bagi kafein. [2 markah] (b) Hitung jisim molar kafein. [1 markah] (c) Hitung bilangan atom karbon di dalam 20 mg kafein. [Pemalar Avogradro, NA = 6.02 × 1023 mol–1] [2 markah] 3. Jadual 1 menunjukkan unsur-unsur Kala 3 dalam Jadual Berkala Unsur. Jadual 1 Na Mg Al Si P S Cl Ar (a) Nyatakan corak perubahan pada jejari atom unsur-unsur apabila merentasi kala dari kiri ke kanan. Terangkan perubahan itu. [2 markah] (b) Unsur dalam Kala 3 bertindak balas dengan oksigen untuk membentuk sebatian oksida. Nyatakan formula kimia bagi sebatian oksida yang terbentuk apabila natrium dan fosforus masing-masing bertindak balas dengan oksigen. [2 markah] (c) Nyatakan sifat istimewa aluminium oksida. Terangkan sifat tersebut. [2 markah]
Kimia SPM Kertas Model SPM 270 Kertas Model SPM Bahagian B [20 markah] Jawab mana-mana satu soalan dalam bahagian ini. 9. Sekumpulan murid menjalankan tiga set eksperimen untuk mengkaji kesan faktor yang berbeza terhadap kadar tindak balas. Masa yang diambil untuk mengumpul 50 cm3 gas karbon dioksida direkodkan dalam Jadual 5. Jadual 5 Set Bahan tindak balas Suhu larutan campuran (oC) Masa yang diambil untuk mengumpul 50 cm3 gas CO2 (s) I 50 cm3 asid nitrik 0.1 mol dm–3 dan 10 g ketulan marmar 30 90 II 50 cm3 asid nitrik 0.2 mol dm–3 dan 10 g ketulan marmar 30 55 III 50 cm3 asid nitrik 0.1 mol dm–3 dan 10 g ketulan marmar 50 25 10. Jadual 6 menunjukkan maklumat mengenai tiga sebatian organik, X, Y dan Z. Jadual 6 Sebatian Maklumat X • Mempunyai empat atom karbon setiap molekul • Mempunyai atom hidrogen dan atom karbon sahaja • Tidak menukarkan warna perang air bromin kepada tidak berwarna Y • Mempunyai empat atom karbon setiap molekul • Mempunyai atom hidrogen dan atom karbon sahaja • Menukarkan warna ungu larutan kalium manganat(VII) berasid kepada tidak berwarna (a) Tulis persamaan kimia yang seimbang bagi tindak balas antara asid nitrik dengan ketulan marmar. Kemudian, hitung isi padu maksimum gas karbon dioksida yang dihasilkan jika 50 cm3 asid nitrik 0.1 mol dm–3 digunakan dalam tindak balas tersebut. [Jisim atom relatif: H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, Ca = 40; Isi padu molar gas pada keadaan bilik = 24 dm3 mol–1] [5 markah] (b) Dengan merujuk kepada teori perlanggaran dan data dalam Jadual 5, bandingkan dan terangkan kadar tindak balas antara (i) Set I dengan Set II. [5 markah] (ii) Set I dengan Set III. [5 markah] (c) Salah seorang murid mendapati susu di dalam beg sekolahnya menjadi masam. Kenal pasti faktor yang terlibat dan terangkan keadaan ini. [5 markah]
Kimia SPM Kertas Model SPM 271 Kertas Model SPM Z • Mempunyai empat atom karbon setiap molekul • Larut di dalam air • Bertindak balas dengan asid etanoik untuk membentuk sebatian yang berbau wangi (a) Berdasarkan Jadual 6, (i) Nyatakan formula molekul dan siri homolog bagi sebatian X, Y dan Z. [6 markah] (ii) Lukis formula struktur bagi isomer sebatian Z. [4 markah] (b) Kedua-dua sebatian X dan Y mudah terbakar dengan nyalaan berjelaga. (i) Sebatian manakah yang menghasilkan lebih banyak jelaga? Jelaskan. [4 markah] (ii) Tulis persamaan kimia yang seimbang untuk pembakaran sebatian X. [2 markah] (c) Sebatian Z bertindak balas dengan asid etanoik untuk menghasilkan sebatian K. (i) Namakan sebatian K. [1 markah] (ii) Nyatakan tindak balas yang terlibat. [1 markah] (iii) Tulis persamaan kimia yang seimbang bagi tindak balas tersebut. [2 markah] Bahagian C [20 markah] Jawab semua soalan dalam bahagian ini. 11. (a) Rajah 5.1 menunjukkan sengatan lebah pada kulit manusia. Rajah 5.1 Sengatan lebah bersifat alkali dan menyebabkan kesakitan. Cadangkan satu bahan yang boleh disapu pada bahagian kulit yang terkena sengatan untuk mengurangkan kesakitan. Wajarkan jawapan anda. [4 markah]
273 Jawapan Tingkatan 4 1 BAB Pengenalan kepada Kimia Kuiz Muka Surat 2 Pemboleh ubah dimanipulasikan dan pemboleh ubah bergerak balas Kuiz Muka Surat 3 Topeng muka PRAKTISSPM Soalan Objektif 1. A 2. C 3. A 4. A 5. C 6. C 7. D 8. B Soalan Subjektif Bahagian A 1. (a) Adakah air menunjukkan sifat kealkalian ubat gigi? (b) Pemboleh ubah dimanipulasikan: Kehadiran air Pemboleh ubah bergerak balas: Perubahan warna pada kertas litmus merah Pemboleh ubah dimalarkan: Jenis ubat gigi (c) Apabila air hadir, kertas litmus merah bertukar menjadi biru. (d) • Kertas litmus biru kering kekal biru • Kertas litmus merah kering kekal merah • Kertas litmus biru lembap kekal biru • Kertas litmus merah lembap bertukar menjadi biru [Mana-mana tiga jawapan] (e) • Ubat gigi larut di dalam air untuk membentuk ion hidroksida. • Kehadiran ion hidroksida menukarkan kertas litmus biru lembap kepada merah. Bahagian B 2. (a) • Bahan reaktif (Li, Na, K) seharusnya diletakkan di dalam minyak parafin. • Hidrokarbon dan pelarut organik yang mudah terbakar atau meruap diletakkan jauh daripada sumber haba atau cahaya matahari. • Bahan mengakis (pH,5 atau pH.9) harus disimpan di dalam kabinet berkunci. • Bahan yang mudah terurai diletakkan di tempat yang gelap. (b) 1. Membuat pemerhatian 2. Membuat inferens 3. Mengenal pasti masalah 4. Membuat hipotesis 5. Mengenal pasti pemboleh ubah 6. Mengawal pemboleh ubah 7. Merancang eskperimen 8. Mengumpul data 9. Mentafsir data 10. Membuat kesimpulan 11. Menyediakan laporan (c) (i) Kalsium karbonat (kulit telur) dan asid asetik (ii) Gelembung gas tidak berwarna terhasil. (iii) Pemboleh ubah dimanipulasikan: Jisim kulit telur Pemboleh ubah bergerak balas: Kuantiti gelembung gas yang terhasil Pemboleh ubah dimalarkan: Jenis kulit telur Bahagian C 3. (a) Bidang Contoh Pemakanan • Asid asetik digunakan sebagai cuka • Sukrosa sebagai gula Perubatan • Penisilin sebagai antibiotik • Propanol sebagai antiseptik Perindustrian • Kuprum sebagai wayar • Seramik sebagai bahan binaan Pertanian • Urea sebagai baja • Kalsium hidroksida digunakan untuk meneutralkan tanah yang berasid. [Mana-mana satu contoh bagi setiap bidang] (b) (i) • Membuat laporan kepada guru atau pembantu makmal dengan sertamerta. • Membilas matanya dengan air. • Untuk mencairkan asid dan mengurangkan kecederaan pada matanya. • Menanggalkan baju makmal sertamerta. • Mencuci badannya dengan pancuran air jika asid membasahi pakaiannya. (ii) 1. Maklumkan tumpahan merkuri kepada guru atau pembantu makmal dengan serta-merta. 2. Jadikan kawasan tumpahan sebagai kawasan larangan. 3. Taburkan serbuk sulfur sehingga menutup tumpahan. 4. Hubungi jabatan bomba untuk tindakan selanjutnya. (c) • Banyak bahan kimia yang mudah terbakar dan beracun
PelangiPublishing PelangiBooks PelangiBooks W.M: RM19.95 / E.M: RM20.95 KC118344 ISBN: 978-629-470-463-3 SPM REVISI CEPAT Bahasa Melayu English Matematik Mathematics Sains Science Sejarah Pendidikan Islam Biologi Biology Fizik Physics Kimia Chemistry Matematik Tambahan Additional Mathematics Ekonomi Perniagaan Prinsip Perakaunan Siri RANGER SPM memudahkan murid membuat ulang kaji ekspres sebelum peperiksaan SPM. Kandungan buku ini berdasarkan DSKP Tingkatan 4 dan Tingkatan 5, buku teks, serta Format Pentaksiran SPM terkini. Bahan digital menarik disediakan untuk memperkukuh penguasaan subjek. Nota Padat KBAT & i-THINK Praktis SPM Penyelesaian Masalah Numerikal Definisi Secara Operasi Kertas Model SPM Jawapan Info, Audio, Video & Kuiz Kod QR Imbas, daftar dan masukkan Enrolment Key. Tingkatan 4 v3CnQ@KN Tingkatan 5 Y7PKzCD* Cara Mengakses Kuiz MCQ Beli eBook di sini!