BAB 9 KIMIA INDUSTRI (NAZ)

BAB 9

KIMIA INDUSTRI

Disediakan oleh
Cikgu Nor Azlina bt Abdul Muttlib
SMK Balai Besar, 23000 Dungun Terengganu

9.1 ALOI
Apakah aloi?

■ Aloi merupakan campuran beberapa jenis logam atau campuran logam dan bukan logam
mengikut peratusan tertentu.

■ Contoh aloi: keluli, piuter, gangsa, Loyang dan duralumin.
■ Logam tulen adalah lembut dan mudah terkakis. Ini tidak sesuai untuk menghasilkan

kebanyakan benda disekeliling kita.
■ Proses pembentukan aloi atau pengaloian dilakukan untuk memperbaiki sifat logam tulen.

Komposisi, sifat dan kegunaan aloi

ALOI KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN
Keluli • Keras dan kuat
Piuter Besi 99% • Membina bangunan dan jambatan
Gangsa Karbon 1% • Permukaan berkilau • Membuat badan kenderaan dan landasan kereta api
Loyang Timah 96% • Tahan kakisan • Membuat barangan perhiasan seperti bingkai gambar
Kuprum 3%
Duralumin Antimoni 1% • Keras • Membuat tugu, ukiran logam, duit syiling, pingat dan
Kuprum 88% • Tahan kakisan sebagainya
Timah 12% • Warna yang menarik
• Membuat kunci, tombol pintu, alatan muzik seperti
Kuprum 75% • Kuat trompet dan sebagainya
Zink 25% • Permukaan berkilat
• Mudah ditempa • Membuat badan pesawat, kapal terbang dan
Aluminium • Warna keemasan sebagainya
95%
Kuprum 3% • Ringan
Magnesium • Kuat
1% • Tahan kakisan
Mangan 1%

ATOM DI DALAM LOGAM
TULEN TERSUSUN

SECARA TERATUR DAN
BERLAPIS-LAPIS.

LAPISAN ATOM LOGAM
TULEN MUDAH

MENGGELONGSOR
APABILA DIKENAKAN

DAYA.

Susunan atom dalam logam tulen

❑ APABILA 1 ATAU LEBIH UNSUR LOGAM
ATAU BUKAN LOGAM LAIN
DICAMPURKAN KE DALAM LOGAM
TULEN,
ATOM-ATOM INI AKAN MENYUKARKAN
PENGGELONGSORAN ANTARA
LAPISAN ATOM LOGAM TULEN. INI
KERANA ATOM UNSUR ASING
MEMPUNYAI SAIZ YANG BERLAINAN.
ALOI ADALAH LEBIH KUAT DAN KERAS
BERBANDING LOGAM TULEN.
KOMPOSISI ATAU PERITUS
KANDUNGAN SETIAP UNSUR DALAM
ALOI BOLEH DIUBAH MENGIKUT
KESESUAIAN PENGGUNAANNYA.

Eksperimen untuk mengkaji ciri-ciri aloi

Lebih keras dan kuat Lebih tahan kakisan

/ gangsa Perhatian
Perhatian Paku keluli tidak berkarat manakala paku besi berkarat
Blok gangsa menghasilkan lekukan yang kecil Inferens
berbanding blok kuprum Kerana paku keluli lebih tahan kakisan berbanding paku
Inferens besi
kerana gangsa lebih kuat/ keras berbanding blok Hipotesis
kuprum Aloi lebih tahan kakisan berbanding logam tulen.
Hipotesis
Aloi lebih kuat/ keras berbanding logam tulennya.

PERBANDINGAN DI ANTARA ALOI DAN LOGAM TULEN

Persamaan
❑ Kedua-duanya adalah konduktor elektrik

❑ Kedua-duanya adalah konduktor haba

Perbezaan

Aloi Logam tulen

Lebih keras dan kuat Kuat dan keras

Lebih tahan kakisan Kurang tahan kakisan

Lebih menarik Kurang menarik

Terdiri daripada dua atau lebih unsur Terdiri daripada satu unsur

Sukar ditempa Mudah ditempa

Sukar dimulurkan Mudah dimulurkan

Atom tidak mudah menggelongsor Atom mudah menggelongsor

Atom tidak disusun mengikut tertib susunan Atom disusun mengikut tertib susunan

Kegunaan aloi dalam kehidupan harian

❑ Beberapa jenis unsur logam dan bukan logam yang menunjukkan sifat superkonduktor
pada suhu yang rendah dan dicampurkan untuk membuat aloi superkonduktor.

❑ Superkonduktor ialah bahan yang boleh mengalirkan arus elektrik pada kecekapan yang
tinggi tanpa rintangan.

❑ Superkonduktor berupaya untuk menolak medan magnet dan menyebabkan bahan
superkonduktor treapung apabila diletakkan di atas magnet.

❑ Superkonduktor dapat menjimatkan elektrik jika dibandingkan dengan konduktor yang
diperbuat daripada kuprum tetapi kos pengendaliannya sangat tinggi.

Kereta api Maglev Aloi superkonduktor digunakan Aloi suprekonduktor Mesin pengimejan
membuat landasan kereta api seperti niobium titanium resonans magnetic
berkuasa tinggi supaya kereta dan niobium timah (MRI)
api dapat bergerak secara digunakan dalam
terapung dan dapat pembuatan peralatan
mengelakkan geseran antara mesin pengimejan
landasan dengan badan resonans magnetic
kereta api. Ini membolehkan (MRI) untuk prngimejan
kereta api bergerak dengan perubatan
sangat laju

Keluli digunakan dalam Badan kapal terbang diperbuat
pembinaan bangunan daripada duralumin yang ringan
pencakar langit kerana dan kuat.
sifatnya yang kersa dan
tahan kakisan. Alatan muzik yang diperbuat
daripada Loyang yang berkilat
dan tahan kakisan.

9.2 KACA DAN SERAMIK

❖ Kaca diperbuat daripada silika.
❖ Silika ialah sebatian yang mengandungi silicon dioksida dan wujud secara

semulajadi di dalam pasir.
❖ Silika tulen dileburkan sekitar 1500 °C sehingga menjadi cecair dan dibentuk

menjadi kaca.

silika Botol kaca

Jenis kaca dengan komposisi dan ciri-
cirinya.

Kaca komposisi Ciri-ciri
Kaca silika terlakur o Tahan terhadap haba
Kaca soda kapur ▪ Silika o Lengai terhadap bahan kimia
o Takat lebur yang rendah
Kaca borosilikat ▪ Silika o Mudah dibentuk
▪ Kalsium karbonat
Kaca plumbum ▪ Natrium karbonat o Ketahanan yang sangat tinggi terhadap
haba dan bahan kimia berbanding
▪ Silika dnegan kaca soda kapur
▪ Boron oksida
▪ Natrium oksida o Takat lebur yang rendah
▪ Aluminium oksida o Mempunyai indeks biasan yang tinggi

▪ Silika
▪ Plumbum (II) oksida
▪ Natrium oksida

Apakah seramik?

■ Terdiri daripada bahan bukan logam yang terbentuk hasil daripada tindakan haba
pada suhu yang tinggi.

■ Seramik diperbuat daripada tanah liat
■ Komponen utama tanah liat ialah aluminium silikat
■ Tahan haba dan tekanan yang tinggi.
■ Sangat keras,rapuh, lengai terhadap bahan kimia dan tidak berkarat
■ Penebat haba dan elektrik yang baik

Aluminium silikat Pinggan mangkuk seramik

Aplikasi Kaca

Radas makmal seperti bikar dan Penutup kaca mentol diperbuat
kelalang kon diperbuat daripada daripada kaca soda kapur
kaca borosilikat kerana ciri kerana cirinya yang tahan haba
ketahanannya yang sangat tinggi dan mudah dibentuk.
terhadap haba dan bahan kimia
Tingkap kaca yang lutsinar
membenarkan cahaya masuk
ke dalam rumah

Prisma kaca yang diperbuat
daripada kaca plumbum
digunakan untuk mengkaji
penyebaran cahaya kerana
mempunyai indeks biasan yang
tinggi.

APLIKSI SERAMIK

Pinggan mangkuk yang Jubin seramik digunakan
diperbuat daripada sebagai lantai kerana cirinya
seramik kerana cirinya yang berkilau, menjadikan
yang tahan haba dan tidak lantai kelihatan bersih dan
terkakis cantik

Seramik digunakan dalam Pasu bunga seramik adalah keras
pembuatan gigi palsu dan kuat
kerana cirinya yang keras
dan kuat serta lengai
trehadap bahan kimia

9.3 POLIMER Molekul besar berbentuk rantai yang terdiri
daripada gabungan unit molekul kecil.
Unit-unit molekul kecil yang membentuk
polimer ini dikenal sebagai monomer.
Polimer dapat dikelaskan kepada polimer
semulajadi dan polimer sintetik
Polimer semula jadi adalah polimer yang
wujud secara semula jadi.
Polimer sintetik adalah polimer buatan
manusia yang menggunakan bahan kimia

Polimer semula jadi

Polimer semula jadi monomer Kegunaan
Kanji Glukosa Memberikan tenaga
Protein Asid amino Membina sel dan tisu badan
Getah asli Isoprena Membuat produk berasaskan getah

Polimer sintetik

Polimer sintetik monomer Kegunaan
Polietena Etena Membuat botol plastic, beg plastic, baldi
Polistirena Stirena Membuat bekas pembungkusan peralatan elektrik
Perpeks Metil metakrilat Membuat cermin pesawat,tingkap kenderaan
Getah sintetik Neoprena Membuat sarung tangan, tayar kereta, tapak kasut

Proses Pempolimeran
dan Penyahpolimeran

■ Proses pempolimeran ialah
proses pencantuman
monomer melalui
pembentukan ikatan kimia
untuk menghasilkan polimer
yang bermolekul besar
berbentuk rantai.

■ Penyahpolimeran ialah
proses molekul polimer
berbentuk rantai dipisahkan
kepada monomer-
monomernya melalui tindak
balas kimia.

Proses
pempolimeran
penambahan

■ Pempolimeran yang
melibatkan monomer jenis
yang sama dengan
pemecahan ikatan ganda
dua menjadi ikatan tunggal
dikenali sebagai
pempolimeran penambahan.

■ Polietana ialah contoh
polimer yang dihasilkan
melalui proses pempolimeran
penambahan daripada
monomernya iaitu etena.

Getah Asli

■ Susu getah asli (lateks) didapati apabila batang pokok getah ditoreh.
■ Susu getah asli diproses menjadi getah asli (polimer semulajadi)
■ Ciri getah asli ialah kenyal, lembut, tidak tahan haba, penebat elektrik yang baik

serta tidak telap udara.

Tindakan Asid dan Alkali terhadap Lateks

❑ Di dalam lateks, molekul-molekul getah berbentuk rantai yang diselaputi oleh satu lapisan
membrane protein.

❑ Terdapat cas-cas negatif yang mengelingi permukaan luar membrane.

❑ Ini menyebabkan molekul getah menolak di antara satu sama lain.

❑ Apabila asid ditambah ke dalam lateks, ion-ion hydrogen yang bercas positif daripada asid
akan meneutralkan cas negative pada permukaan membrane protein.

❑ Tanpa cas-csa negative , molekul-molekul getah akan berlangggaran antara satu sama lain.

❑ Maka, membrane protein pecah dan rantai polimer getah akan keluar dan saling berbelit lalu
membentuk gumpalan pepejal.

❑ Jika lateks dibiarkan tanpa asid, lama - kelamaan lateks itu akan menggumpal juga akibat
daripada tindakan bakteria yang menghasilkan asid dan meneutralkan asid dan
meneutralkan membran protein molekul getah.

❑ Apabila alkali ditambah ke dalam lateks, ion-ion hidroksida daripada alkali akan meneutralkan
ion hidrogen daripada asid. Tanpa asid, casa-cas negatif kekal pada membran protein dan
molekul getah tetap menolak antara satu sama lain dan tidak berlanggaran. Maka, molekul
getah akan kekal dalam keadaan cecair.

Eksperimen: Mengkaji ciri-ciri getah asli

Hipotesis:
Getah asli bersifat kenyal
Getah asli mempunyai takat
lebur rendah.

DSO:
Getah asli ialah bahan yang
bersifat kenyal dan menjadi
melekit apabila dipanaskan.

Eksperimen: Mengkaji kesan asid dan alkali terhadap lateks.

Pemerhatian
Lateks dalam bikar P/ rajah 1.1 akan
menggumpal manakala pada bikar Q/ rajah 1.2
tidak menggumpal.

Inferens
Kerana cas negatif dalam alkali/ ammonia
menghalang lateks dari menggumpal

Hipotesis
Asid boleh menggumpalkan lateks manakala
alkali menghalang penggumpalan lateks.

DSO
Asid ialah bahan yang menggumpalkan lateks
Alkali ialah bahan yang mencegah
penggumpalan lateks.

Pemvulkanan getah

■ Getah asli adalah lembut dan tidak tahan haba. Ia tidak sesuai digunakan untuk
membuat bahan seperti tayar kenderaan.

■ Proses pemvulkanan akan membaiki sifat getah dan menjadikannya lebih kuat.

■ Pemvulkanan ialah proses pemanasan getah bersama sulfur. Melalui proses
pemvulkanan, atom-atom sulfur akan ditambahkan ke dalam molekul-molekul
polimer getah asli yang berbentuk rantai. Maka, terhasillah getah tervulkan.

■ Semasa proses pemvulkanan, atom sulfur membentuk rantai silang antara polimer
getah

■ Apabila daya dikenakan, rantai polimer getah tervulkan sukar untuk menggelongsor antara satu
sama lain.

■ Apabila haba dikenakan struktur molekul getah tervulkan sukar diputuskan.

■ Getah tervulkan adalah lebih keras dan mempunyai ketahanan terhadap haba yang tinggi.

■ Getah tervulkan digunakan untuk membuat tayar kenderaan, sarung tangan getah dan tapak
kasut.

Tayar kenderaan Sarung tangan Tapak kasut

Tahan Keras dan Penebat
terhadap lebih kenyal elektrik yang

haba Ciri getah baik
Tidak telap tervulkan Tidak
terhadap mudah
cecair dan Tidak teroksida di
bertindak udara
udara
balas
dengan asid

dan alkali

Perbandingan di antara getah tervulkan dan getah asli

PERSAMAAN

o Sejenis polimer o Tidak telap udara
o Penebat elektrik yang baik o Penyerap getaran dan bunyi yang baik
o Penebat haba yang baik o Kalis air dan minyak

PERBEZAAN

Getah tervulkan Getah asli

Keras dan kuat Lembut

Mempunyai rangkai silang Tiada rangkai silang

Lebih kenyal Kenyal

Lebih tahan haba/ takat lebur yang tinggi Tidak tahan haba/ takat lebur rendah

Sukar dioksidakan Mudah dioksidakan

Teknologi Terkini Berasaskan Getah

➢ Industri getah meningkatkan ekonomi negara.

➢ Penyelidikan dan pembangunan terhadap getah dijalankan oleh Lembaga Getah Malaysia

➢ Beberapa penemuan baru telah dihasilkan menggunakan keistimewaan getah dalam bidang
pembuatan dan pembinaan.

Alfalt Terubahsuai Getah Colour Pad landasan yang
Getah Bekuan (CMA) merupakan cat lukisan diperbuat daripada
sebagai konkrit asfalt yang dihasilkan getah diletakkan di
untuk menurap jalan daripada lateks untuk antara landasan
raya supaya tahan kegunaan seni visual dengan enjin kereta api
lebih lama, tahan untuk mengurangkan
haba, mengurangkan getaran dan bunyi
bunyi bising dan
keretakan jalan raya