nota kimia

(g) Prosedur: MODUL • Kimia TINGKATAN 4
(i) Satu bola keluli dilekatkan di atas sebuah bongkah
kuprum. Susunan alat radas:
(ii) Sebiji pemberat 1 kg digantung setinggi 50 cm di atas Kaki retort
bongkah kuprum seperti yang ditunjukkan dalam rajah.
(iii) Pemberat 1 kg dijatuhkan ke atas bebola keluli. Benang
(iv) Diameter lekuk yang terbentuk di atas bongkah kuprum Pemberat 1 kg
diukur dengan pembaris. Bebola keluli
(v) Eksperimen diulang tiga kali, pada ruang berbeza pada
bongkah kuprum yang sama. Pita selofan
(vi) Langkah (i) hingga (v) diulang dengan menggunakan
bongkah loyang menggantikan bongkah kuprum.

Bongkah kuprum

(h) Keputusan:

Eksperimen 123 Diameter purata / cm

Diameter lekuk di atas bongkah kuprum / cm a b c a+b+c =x
3

Diameter lekuk di atas bongkah loyang / cm de f d+e+f =y
3

(i) Perbincangan:
Purata diameter lekuk di atas bongkah kuprum, x lebih besar daripada purata diameter lekuk di atas bongkah

loyang y.

(j) Kesimpulan:
Loyang lebih keras daripada kuprum // aloi lebih keras daripada logam tulen.

Eksperimen untuk membandingkan ketahanan pada kakisan di antara aloi dan logam tulen. SP 8.1.2 UNIT 8

(a) Tujuan: Untuk membandingkan ketahanan kakisan antara besi dan keluli tahan karat

(b) Pernyataan masalah: Adakah keluli tahan karat lebih tahan kakisan daripada besi?
(c) Hipotesis: Keluli tahan karat lebih tahan hakisan daripada besi
(d) Pemboleh ubah dimanipulasikan: Paku besi dan paku keluli tahan karat
(e) Pemboleh ubah bergerak balas: Pengaratan paku
(f) Pemboleh ubah dimalarkan: Isi padu dan kepekatan larutan natrium klorida
(g) Radas: Tabung uji, rak tabung uji, silinder penyukat 10 cm3
Bahan: Paku keluli tahan karat, paku besi, larutan natrium klorida 0.5 mol dm–3, kertas pasir

Paku keluli Larutan natrium Paku besi
tahan karat klorida Tabung uji B

Tabung uji A

199

MODUL • Kimia TINGKATAN 4

(h) Prosedur:
1 Paku keluli tahan karat dan paku besi dibersihkan menggunakan kertas pasir untuk menyingkirkan sebarang

karat pada permukaan.
2 Tabung uji yang dilabel A dan B diisi dengan 5 cm3 larutan natrium klorida 0.5 mol dm3.
3 Paku keluli tahan karat dimasukkan ke dalam tabung uji A dan paku besi dimasukkan ke dalam tabung uji B.
4 Kedua-dua tabung uji dibiarkan selama empat hari.
5 Pemerhatian direkod selepas empat hari.

(i) Pemerhatian: Pemerhatian
Jenis paku Tiada perubahan

Paku keluli tahan karat

Paku besi Pepejal perang terbentuk pada paku

(j) Kesimpulan:
Besi berkarat manakala keluli tahan karat tidak berkarat/Keluli tahan karat lebih tahan kakisan berbanding besi

8.2 KOMPOSISI KACA DAN KEGUNAANNYA SK
8.2

Namakan unsur yang membentuk Silikon dioksida, SiO2 yang wujud semula jadi dalam tanah.
komponen utama kaca.
Senaraikan sifat kaca. Lut sinar, keras tetapi rapuh, tidak poros, penebat haba, penebat
elektrik, rintang terhadap bahan kimia, mudah dicuci, dan boleh
SP 8.2.1 menahan mampatan.

Bagaimana untuk membuat jenis Jenis kaca yang berbeza dengan sifat yang berbeza terbentuk dengan
kaca yang berbeza? memanaskan silika bersama dengan bahan kimia yang lain.

Apakah jenis kaca, komposisi, sifat dan kegunaannya? SP 8.2.1

Jenis kaca Komposisi Sifat Istimewa Kegunaan

Soda kapur Silikon dioksida, – Tahan kakisan bahan kimia Membuat kaca,
Natrium – Pekali pengembangan haba tinggi mentol elektrik,
karbonat, , tetapi cermin dan bekas
Kalsium karbonat tidak tahan haba . kaca.

8UNIT Borosilikat Silikon dioksida, – Tahan kakisan bahan kimia Membuat barangan
Boron oksida, memasak dan
Natrium oksida, – Pekali pengembangan haba rendah barangan kaca
Aluminium makmal seperti tabung
oksida – Tahan haba apabila dipanaskan pada didih dan bikar.
suhu tinggi

Kaca silika Silikon dioksida – Lut sinar Barangan kaca
terlakur – Tahan kakisan bahan kimia makmal, kanta,
cermin teleskop dan
– Pekali pengembangan haba rendah gentian optik.

– Boleh dipanaskan pada suhu yang tinggi,
tahan terhadap pertukaran suhu yang cepat.

Kaca Silikon dioksida, – Indeks biasan dan ketumpatan yang Pinggan mangkuk,
plumbum Natrium oksida, tinggi barangan kaca kristal
Plumbum(II) dan kaca hiasan.
oksida – Kelihatan berkilat

© Nilam Publication Sdn. Bhd. 200

MODUL • Kimia TINGKATAN 4

8.3 KOMPOSISI SERAMIK DAN KEGUNAANNYA SK
8.3

Apakah itu seramik? Seramik adalah bahan pepejal bukan organik yang bersifat bukan logam. Ia
terbentuk daripada sebatian logam atau separa logam yang dibentuk dan
SP 8.3.1 dikeraskan dengan pemanasan pada suhu tinggi.

Berikan contoh sebatian – Sebatian logam seperti aluminium oksida, Al2O3 dan magnesium oksida, MgO
yang membentuk – Sebatian separa logam seperti boron nitrida, BN, dan silikon karbida, SiC
seramik. SP 8.3.1
Bagaimana atom-atom – Atom-atom unsur di dalam seramik diikat oleh ikatan ionik dan ikatan
unsur terikat di dalam kovalen yang kuat.
seramik? Terangkan
bagaimana ikatan – Disebabkan ikatan ionik dan ikatan kovalen lebih kuat daripada ikatan logam,
tersebut mempengaruhi bahan seramik menjadi lebih kuat daripada logam.
sifat-sifatnya.
– Ikatan ionik dan ikatan kovalen yang kuat menentukan takat lebur yang
Senaraikan sifat-sifat tinggi dan kestabilan kimia bagi bahan seramik tersebut.
umum bagi seramik.
– Seramik tidak mempunyai elektron yang bergerak bebas sebagaimana
SP 8.3.1 yang terdapat pada logam. Maka, seramik tidak boleh mengkonduksi
elektrik dan haba.
Apakah klasifikasi
seramik? – Disebabkan gabungan ikatan ionik dan ikatan kovalen di dalam seramik,
Apakah itu seramik zarah-zarah tidak mudah untuk menggelongsor antara satu sama lain.
tradisional? Berikan Seramik akan pecah jika daya yang terlalu tinggi dilakukan.
contoh.
(a) Keras dan kuat
Apakah itu seramik (b) Tidak reaktif secara kimia dan tidak mudah mengakis
termaju? Terangkan. (c) Penebat haba yang baik
(d) Kalis haba tinggi dan kekal stabil pada tekanan tinggi
SP 8.3.2 (e) Penebat elektrik yang baik
(f) Mudah pecah

Seramik diklasifikasikan sebagai: (ii) Seramik termaju
(i) Seramik tradisional

– Seramik tradisional diperbuat oleh pemanasan tanah liat seperti kaolin pada UNIT 8
suhu yang sangat tinggi. Komposisi utama bagi kaolin adalah aluminosilikat
(Al2O3.2SiO2.2H2O)

– Apabila air dan tanah liat bercampur, tanah liat menjadi lembut dan boleh
dibentuk pada bentuk dan saiz yang dikehendaki. Tanah liat yang terbentuk
akan dipanaskan pada suhu yang tinggi.

– Contoh kegunaan seramik tradisional adalah untuk membuat batu bata,
pinggan, tembikar dan simen.

– Seramik termaju direka dalam pelbagai bentuk. Ini termasuk seramik oksida
dan seramik bukan oksida seperti karbida dan nitrida.
(i) Contoh seramik oksida adalah alumina (aluminium oksida, Al2O3) dan
zirkonia (zirkonia oksida ZrO2).
(ii) Contoh seramik bukan oksida adalah silikon karbida (SiC) dan silikon
nitrada (SiN)

– Seramik termaju mempunyai sifat rintangan haba dan lelasan yang tinggi,
sangat lengai secara kimia serta memiliki sifat super konduktiviti.

– Contoh kegunaan dan sifat-sifat seramik termaju:
(a) Alumina dan zirkonia adalah bahan yang tidak reaktif secara kimia,
ketahanan yang tinggi, ketumpatan yang tinggi, kekerasan tinggi dan
tahan haus. Zirkonia digunakan sebagai implan pergigian dan alumina
digunakan sebagai pengganti tulang dalam pembedahan ortopedik seperti
penggantian pinggul dan lutut.

201

MODUL • Kimia TINGKATAN 4 (b) Silikon karbida:
(i) Silikon karbida sangat keras dan kuat, ia digunakan untuk membuat
Lengkapkan jadual cakera pemotong.
tentang sifat dan (ii) Silikon karbida mempunyai rintangan yang tinggi terhadap haba dan
kegunaan seramik. tahan kepada kejutan terma. Ia digunakan untuk membuat cakera brek.

SP 8.3.2 (c) Tungsten karbida (WC) sangat keras dan tahan pada lelasan. Ia digunakan
untuk membuat cincin tungsten karbida kerana sifatnya yang sangat kuat.
Bahan yang boleh menyebabkan kesan calar pada tungsten karbida
adalah berlian.

Catatan:
Cakera pemotong adalah alat untuk memotong bahan yang keras, jubin seramik logam, konkrit
dan batu sebagai contoh.

Seramik Klasifikasi Sifat-sifat Kegunaan
Kaolin seramik
Keras dan kuat Bahan binaan seperti
Seramik simen, jubin, bata, dan
tradisional Tidak reaktif secara mangkuk tandas.
kimia dan tidak mudah Kaolin
Kaolin Seramik mengakis
tradisional Mempunyai takat lebur Penebat seperti lapisan
yang tinggi dan penebat relau, dinding reaktor
Seramik Seramik haba yang baik, kekal nuklear dan bahagian
oksida termaju stabil di bawah tekanan enjin.
yang tinggi
Alumina Seramik Penebat elektrik yang Penebat elektrik dalam
termaju baik peralatan elektrik
seperti plug elektrik,
ketuhar dan kabel
elektrik.

8.4 BAHAN KOMPOSIT DAN KEPENTINGANNYA SK
8.4

Apakah bahan komposit? – Bahan komposit terdiri daripada gabungan dua atau lebih bahan yang bukan
homogen.
SP 8.4.1
– Kebanyakan bahan komposit diperbuat daripada dua bahan iaitu bahan
8UNIT matriks atau bahan pengikat dan bahan pengukuhan.

– Matriks atau pengikat mengelilingi dan mengikat bahan pengukuhan (gumpalan
gentian atau serpihan bahan yang lebih kuat) untuk membentuk bahan komposit:

+=

Bahan pengukuhan Bahan matriks Bahan komposit

– Contoh bahan komposit semula jadi adalah kayu. Kayu diperbuat daripada
gentian selulosa yang panjang. Gentian ini dikumpul bersama oleh tumbuhan
polimer lain dipanggil lignin:

⇒ Bahan pengukuhan adalah gentian selulosa

⇒ Bahan matriks adalah lignin

© Nilam Publication Sdn. Bhd. 202

Apakah perbezaan MODUL • Kimia TINGKATAN 4
antara bahan komposit
dan komponennya? Bahan-bahan komposit mempunyai sifat-sifat yang lebih baik berbanding
dengan komponen-komponen asal.
SP 8.4.3

Contoh bahan komposit, komponen, sifat istimewa dan kegunaannya SP 8.4.2

Bahan komposit Komponen Sifat Sifat bahan komposit Contoh kegunaan
komponen
Konkrit yang Tetulang
diperkukuhkan keluli atau – Kekuatan – Sangat kuat dan Pembinaan bangunan,
(i) Konkrit diperkukuhkan jejaring tegangan mampu menahan jalan raya, bata dan
dawai keluli yang tinggi daya tegangan pelantar minyak.
dengan tetulang keluli
atau jejaring dawai. Konkrit – Mudah – Tidak mudah retak
(ii) Konkrit adalah bahan karat – Boleh dibentuk

matriks dan – Kuat tetapi pada sebarang
tetulang keluli, wayar rapuh bentuk
atau jejaring adalah – Tahan kakisan
bahan pengukuhan . – Kekuatan
regangan
Konkrit yang lemah

– Tahan
kakisan

Tetulang Jejaring keluli
keluli

Kaca gentian Gentian Rapuh, kuat – Kekuatan Membuat tangki
(i) Terhasil apabila gentian kaca dan keras regangan tinggi simpanan air, bot
kecil, topi keledar,
kaca ditambah dengan Plastik Lembut, – Keras, ringan dan badan kenderaan,
plastik fleksibel dan kuat bumper kereta, tali
(ii) Gentian kaca adalah ketumpatan raket dan joran.
rendah – Ketumpatan
bahan pengukuhan rendah
dan plastik adalah bahan
– Lengai terhadap
matriks bahan kimia

– Mudah dibentuk UNIT 8
dalam lapisan
nipis tetapi masih
kuat

– Penebat haba dan
elektrik

203

MODUL • Kimia TINGKATAN 4

Bahan komposit Komponen Sifat Sifat bahan komposit Contoh kegunaan
Plastik komponen
Gentian optik
(i) Teras – gentian kaca Gentian – Indeks – Nipis jadi mudah – Dalam
kaca pembiasan dibengkok dan telekomunikasi, di
adalah bahan rendah ringan mana substesen
pengukuhan Kaca/ telefon disambung
Polimer lut – Fleksibel – Stabil secara oleh gentian optik
(ii) Salutan – kaca/plastik sinar – Bukan kimia daripada
adalah bahan Argentum dawai – Kabel domestik
matriks klorida atau konduktor bagi rangkaian
argentum – Data dihantar television
(iii) Jaket pelindung – plastik bromida – Indeks secara digital
adalah bahan pembiasan – Video kamera
matriks rendah – Kapasiti – Menyambungkan
penghantaran
Jaket pelindung Salutan – Keras yang tinggi komputer dalam
Teras – Bukan rangkaian kawasan
– Kurang terdedah tempatan (LAN)
Kaca fotokromik konduktor kepada gangguan – Sebagai laser untuk
(i) Terhasil dengan melakukan
pembedahan
membenamkan kristal – Dalam endoskopi,
argentum klorida di instrumen untuk
dalam kaca/polimer lut memeriksa
sinar. bahagian dalaman
(ii) Kaca/ polimer lut sinar badan
adalah matriks
dan argentum klorida – Lut sinar – Lut sinar – Kanta optik dalam
adalah bahan – Tidak – Menjadi gelap gelas

pengukuhan sensitif apabila terdedah – Cermin depan
pada pada cahaya kereta
cahaya terang dan
menjadi jelas – Pengukur intensiti
– Sensitif apabila terdedah cahaya
pada pada cahaya
intensiti malap
cahaya

– Menyerap
cahaya UV

8UNIT Superkonduktor Kuprum(II) Rintangan Mengkonduksi – Digunakan dalam
Campuran barium oksida, oksida terhadap elektrik tanpa peranti pengimejan
kuprum(II) oksida, itrium elektrik yang rintangan apabila ia magnetik perubatan
oksida boleh dibuat dalam Barium tinggi disejukkan pada (MRI)
seramik dipanggil perovskite, karbonat suhu rendah
YBCO – Penjana dan
Itrium transformer
oksida
– Bahagian komputer
– Kereta api peluru

© Nilam Publication Sdn. Bhd. 204

MODUL • Kimia TINGKATAN 4

PRAKTIS SPM
Soalan Subjektif

1 Jadual menunjukkan ciri-ciri dua kaca yang berbeza. Kaca Y
Komponennya adalah silika, natrium karbonat
Kaca X
Komponennya adalah silika, natrium karbonat, dan kalsium karbonat.

boron oksida dan aluminium oksida.

(a) Namakan jenis kaca X dan Y.

TP2

Kaca X: Kaca borosilikat

Kaca Y: Kaca soda kapur

(b) Rajah berikut menunjukkan kaca yang digunakan pada satu bahagian oven.

TP4

KBAT

P

Kaca X boleh digunakan untuk membuat bahagian P. Apa yang akan terjadi jika kaca Y digunakan untuk
membuat bahagian P? Berikan satu alasan.
Kaca Y akan retak kerana tidak tahan suhu yang tinggi.

2 Gentian optik boleh menggantikan wayar kuprum dalam penghantaran maklumat.

Wayar kuprum Gentian optik

(a) Namakan tiga struktur yang dapat membentuk gentian optik. UNIT 8
TP1 Teras, lapisan salutan dan jaket pelindung

(b) Bagaimanakah gentian optik dapat menghantar data dan maklumat?
TP2 Data dihantar secara digital pada kapasiti penghantaran data yang tinggi.

(c) Banding dan bezakan gentian optik dengan wayar kuprum dalam kabel domestik rangkaian televisyen.
TP4 Kedua-dua gentian optik dan wayar kuprum digunakan dalam membawa data. Gentian optik boleh

membawa data dalam kapasiti yang lebih besar dan tidak terjejas oleh gangguan elektromagnet.

205

MODUL • Kimia TINGKATAN 4

3 Jadual berikut menunjukkan contoh-contoh dan komponen bagi empat jenis bahan buatan dalam industri.

Jenis bahan buatan Contoh Komponen
P Simen, pasir, batu kecil dan keluli
Q Konkrit yang diperkukuhan untuk
membina bangunan Kuprum dan logam S
Kaca
Seramik Pingat yang diperbuat daripada Silikon dioksida, natrium oksida,
gangsa plumbum(II) oksida

Peralatan kaca hiasan yang diperbuat –
daripada kaca jenis R

Silikon karbida

(a) Namakan P, Q, R dan S.
TP2 P: Bahan komposit

R: Kaca plumbum
Q: Aloi

S: Timah/stanum

(b) (i) Nyatakan kegunaan konkrit yang diperkukuhkan.
TP2 Membuat rangka bangunan dan jambatan.

(ii) Apakah kelebihan konkrit yang diperkukuhkan berbanding dengan konkrit?
Konkrit yang diperkukuhkan dapat menahan tekanan yang tinggi/ menyokong muatan berat/lebih

kuat/ kekuatan daya tegangan yang lebih tinggi daripada konkrit.

(c) (i) Lukis susunan atom dalam

TP3 Kuprum tulen Gangsa



Kuprum Kuprum
Stanum

8UNIT (ii) Gangsa lebih keras daripada kuprum. Terangkan.
TP4 Atom-atom logam kuprum tulen mempunyai saiz yang sama dan tersusun dalam lapisan. Lapisan-

lapisan atom lebih senang menggelongsor di antara satu sama lain apabila daya dikenakan. Saiz
atom stanum yang lebih besar berbanding dengan atom kuprum dalam gangsa telah menyebabkan
atom-atom kuprum menjadi tidak tersusun. Kehadiran atom stanum menyukarkan lapisan atom
logam daripada menggelongsor apabila daya dikenakan.

(d) (i) Namakan kategori seramik bagi silikon karbida. Soalan
TP2 Seramik termaju Objektif

(ii) Nyatakan kegunaan silikon karbida dan ciri-ciri berdasarkan kegunaannya.
Untuk membuat cakera pemotong. Ia tahan pada rintangan haba

yang tinggi dan tahan kejutan haba yang tinggi.

© Nilam Publication Sdn. Bhd. 206

Jadual Berkala Unsur

1 2 Simbol unsur Nombor proton 13 14 15 16 17 18
Jisim atom relatif Nama unsur
1 8 9 2
456
1H O F He
Hidrogen
1 Oksigen Fluorin Helium
16 19 4
3 4 Unsur peralihan 5 6 7
789 16 17 10
2 Li Be B C N
Litium S Cl Ne
7 Berilium Boron Karbon Nitrogen
9 11 12 14 Sulfur Klorin Neon
32 35.5 20
11 12 13 14 15
34 35 18
3 Na Mg Al Si P
Se Br Ar
Natrium Magnesium 3 10 11 Aluminium Silikon Fosforus
Selenium Bromin Argon
23 24 12 27 28 31 79 80 40

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 52 53 36

4K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Te I Kr
Kalium
39 Kalsium Skandium Titanium Vanadium Kromium Mangan Ferum Kobalt Nikel Kuprum Zink Galium Germanium Arsenik Telurium Iodin Kripton
40 45 48 51 52 55 56 59 59 64 65 70 73 75 128 127 84

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 84 85 54

5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Po At Xe
Rubidium
85.5 Strontium Yttrium Zirkonium Niobium Molibdenum Teknetium Rutenium Rodium Paladium Argentum Kadmium Indium Stanum Antimoni Polonium Astatin Xenon
88 89 91 93 96 98 101 103 106 108 112 115 119 122 210 210 131

55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 86

6 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Rn
Sesium
133 Barium Lantanum Hafnium Tantalum Tungsten Renium Osmium Iridium Platinum Aurum Merkuri Talium Plumbum Bismut Radon
137 139 178.5 181 184 186 190 192 195 197 201 204 207 209 222

87 88 89 104 105 106 107 108 109 110 111 112

7 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub
Fransium
223 Radium Aktinida Rutherfordium Dubnium Siborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Ununbium
226 227 260 262 262 265 266 271 272 285
257

Lantanida 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
Aktinida
Petunjuk: Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Serium Praseodimium Neodimium Prometium Samarium Europium Gadolinium Terbium Disprosium Holmium Erbium Tulium Itterbium Lutetium
140 141 144 147 150 152 157 159 162.5 165 167 169 173 175

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Torium Proaktinium Uranium Neptunium Plutonium Amerisium Kurium Berkelium Kalifornium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrensium
232 231 238 237 244 243 247 247 249 254 253 254 257
256

Logam Separa logam Bukan logam