4.2.3 Hubung kait bilangan mol molekul dengan jisim molekul dan
	 jisim molekul relatif
Apakah pula hubung kait bilangan mol molekul dengan jisim molekul dan jisim molekul
relatif? Molekul terbentuk daripada dua atau lebih atom. Formula kimia bagi sesuatu
molekul menunjukkan bilangan dan jenis atom yang terkandung dalam molekul tersebut.
	 Contohnya formula kimia bagi molekul karbon dioksida ialah CO2. Formula kimia ini
menunjukkan terdapat 1 atom karbon dan 2 atom oksigen. Maka, jika bilangan atom untuk
sesuatu molekul diketahui, jisim molekul relatif bagi molekul tersebut boleh dihitung.
	 Contoh menghitung jisim molekul relatif bagi molekul AaBb adalah seperti berikut:
Jadual 4.2 Contoh jisim molekul relatif, jisim 1 mol bahan dan jisim molar.
Bahan                  Jisim molekul relatif  Jisim 1 mol bahan  Jisim molar
                                                         (g)       (g mol–1)
         Air, H2O       2(1) + 16 = 18
Natrium klorida, NaCl  23 + 35.5 = 58.5                  18            18
                                                        58.5          58.5
Pengiraan bilangan mol sesuatu molekul adalah seperti berikut:
Contoh 7
Hitung bilangan mol bagi 2.8 g gas nitrogen, N2.
(JAR N = 14)
Penyelesaian:
      Contoh 8                                                                4.2.3
      Hitung jisim 0.05 mol gas karbon dioksida, CO2.                            91
      (JAR C = 12, O = 16)
      Penyelesaian:
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI
4.2.4 Pemalar Avogadro (NA)
Apakah Pemalar Avogadro (NA)? Pemalar Avogadro digunakan secara meluas jika ia
melibatkan jisim molar sesuatu bahan. Simbol bagi Pemalar Avogadro ialah NA. Nama
Pemalar Avogadro diambil sempena nama saintis Amedeo Avogadro (1776 – 1856), iaitu
seorang saintis dari Itali yang terkenal.
Pemalar Avogadro (NA) didefinisikan sebagai bilangan zarah yang
terkandung di dalam satu mol bahan, iaitu                  mol–1
Maka, satu mol bahan (atom, molekul atau ion) mengandungi           bilangan zarah.
   1 mol bahan atom mengandungi                            atom
1 mol bahan molekul mengandungi                            molekul
                                                           ion
      1 mol bahan ion mengandungi
Contoh 9
Kirakan bilangan atom magnesium bagi 2 mol atom magnesium.
1 mol atom =     atom
Penyelesaian:
Contoh 10
Kirakan bilangan molekul air bagi 3 mol molekul air.
1 mol molekul =       molekul
Penyelesaian:
Contoh 11
Kirakan bilangan ion bagi 0.5 mol ion bromida, Br−.
1 mol ion =      ion
Penyelesaian:
                                                                                                                               4.2.4
92 STOIKIOMETRI BAB 4 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
4.2.5 Hubung kait Pemalar Avogadro (NA) dengan bilangan zarah dan
	 bilangan mol
Apakah kaitan antara bilangan mol, bilangan zarah dan Pemalar Avogadro? Mari lihat
hubungannya dalam Rajah 4.3.
                              × NA
Bilangan moI                        Bilangan zarah
                                             ÷ NA
       Rajah 4.3 Hubungan bilangan mol, pemalar Avogadro dan bilangan zarah
Contoh 12
Berapakah bilangan atom yang terdapat di dalam 2.5 mol atom emas?
Penyelesaian:
Contoh 13
Sebuah bekas kaca tertutup mengandungi 0.5 mol gas oksigen, O2.
Berapakah bilangan atom oksigen di dalam bekas kaca tersebut?
(JAR O = 16)
Penyelesaian:
Di dalam 1 molekul oksigen mengandungi 2 atom oksigen.
                                                                 Jawab latihan  4.2.5
                                                                 tambahan         93
                                                                 Boleh
                                                                 dicapai pada
                                                                 11/7/2019.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI
4.2.6 Penyelesaian masalah melibatkan bilangan mol
 Mari kita selesaikan beberapa masalah yang melibatkan bilangan mol dengan
 menggunakan konsep-konsep yang telah dipelajari sebelum ini.
              Contoh 14
              Di dalam dua bekas berbeza yang tertutup mengandungi 1 mol atom helium
              dan 1 mol atom uranium masing-masing. Bekas yang mana mengandungi lebih
              banyak zarah? Bekas yang mana pula mempunyai jisim yang lebih besar?
              (JAR He = 4, U = 238)
              Penyelesaian:
              Bilangan zarah bagi atom helium dan uranium sama kerana bilangan mol
              kedua-dua atom adalah sama.
              Maka, jisim yang terbesar ialah atom uranium.
          Uji Minda 4.2
     1.	 Hitung jisim:
           (a) 2 mol atom oksigen
           (b) 1 mol atom aluminium
           (c) 0.5 mol atom nitrogen
     2.	 Berapakah mol atom yang terdapat dalam 2.8 g ferum?
     3.	 Kirakan bilangan mol molekul:
           (a)	 8 g gas bromin, Br2
           (b)	 4.4 g gas karbon dioksida, CO2
     4.	 Berikan definisi Pemalar Avogadro (NA).
     5.	 Kirakan bilangan mol molekul nitrogen, N2 yang mengandungi 3.01 × 1023 molekul
          nitrogen.
     6.	 Antara 1 mol gas oksigen, O2 dengan 0.5 mol nitrogen dioksida, NO2 yang manakah
          mengandungi atom oksigen yang lebih banyak? Terangkan.
     7.	 Satu sampel cecair mengandungi 1.204 × 1023 molekul glukosa. Berapakah mol glukosa
          yang terdapat dalam sampel cecair tersebut?
     	 (JAR H = 1, N = 14, Al = 27, O = 16, Fe = 56, Br = 80, C = 12) NA = 6.02 × 1023
                                                                                                                               4.2.6
94 STOIKIOMETRI BAB 4 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
4.3 Formula Kimia
          4.3.1 Pembentukkan ion positif dan ion negatif
Adakah susunan elektron boleh mempengaruhi pembentukan ion? Ya, susunan elektron
akan mempengaruhi pembentukan ion positif dan ion negatif. Atom logam cenderung untuk
menderma elektron dan membentuk ion positif manakala atom bukan logam cenderung
untuk menerima elektron dan membentuk ion negatif.
                     Pembentukan Ion
     Atom logam                                Atom bukan logam
(Kumpulan 1, 2, 13)                            (Kumpulan 16, 17)
  Derma elektron                                 Terima elektron
Ion positif                                          Ion negatif
Rajah 4.4 Kecenderungan atom logam dan atom bukan logam membentuk ion positif
                                               dan ion negatif
    Setiap atom unsur mempunyai sifat untuk mencapai susunan elektron yang stabil, iaitu
susunan duplet (2 elektron terluar) atau susunan oktet (8 elektron terluar) seperti dalam
Rajah 4.5. Apabila atom mencapai susunan elektron yang stabil, tindak balas secara kimia
untuk membentuk sebatian lain tidak akan berlaku.
Duplet
                     Oktet                     Oktet
        Rajah 4.5 Susunan elektron atom yang stabil
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI                                  95
Untuk lebih memahami tentang pembentukan ion positif dan ion negatif, mari kita lihat
 Rajah 4.6 dan Rajah 4.7.
 Pembentukan ion positif
 Atom natrium, Na mempunyai 1 elektron di petala terluar menjadikannya tidak stabil.
 Atom natrium, Na membentuk ion natrium, Na+ setelah mencapai susunan elektron yang
 stabil dengan mendermakan 1 elektron terluarnya.
                                         Na Na
                                 Persamaan setengah bagi pembentukan ion natrium, Na+
                                                              Na → Na+ + e–
                                                      Rajah 4.6 Pembentukan ion positif
 Pembentukan ion negatif
 Atom klorin, Cl mempunyai 7 elektron di petala terluar menjadikannya tidak stabil.
 Atom klorin lebih mudah untuk menerima 1 elektron daripada menderma 7 elektron. Maka,
 atom klorin menerima 1 elektron membentuk ion klorida, Cl– untuk mencapai susunan
 elektron oktet yang stabil.
                                    Cl Cl
                          Persamaan setengah bagi pembentukan ion klorida, Cl–
                                                        Cl + e– → Cl–
                                              Rajah 4.7 Pembentukan ion negatif
                                                                                                                               4.3.1
96 STOIKIOMETRI BAB 4 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
4.3.2 Formula Kimia
Sebatian ion terbentuk apabila ion positif dan ion negatif bergabung. Formula kimia
merupakan simbol unsur-unsur yang bergabung dan ditulis bersama untuk membentuk
satu sebatian.
	 Apakah maklumat yang diperoleh daripada formula kimia tersebut? Maklumat yang
akan diperoleh dari formula kimia diterangkan dalam Rajah 4.8.
Huruf K dan O menunjukkan simbol                                 Senang
unsur yang terdapat dalam sebatian, iaitu                        Ingat !
kalium dan oksigen.
                                                            •	 Bilangan ion ditunjukkan
                               K2O                             pada nombor subskrip.
                                                            •	 Jumlah 1 ion tidak ditulis
                                                               dalam formula kimia.
Nombor subskrip 2 menunjukkan terdapat dua
atom kalium dan satu atom oksigen. Hal ini
menunjukkan nisbah atom bagi setiap unsur
dalam sebatian.
Rajah 4.8 Maklumat yang diperoleh daripada formula kimia
	 Bagaimanakah cara untuk menulis formula kimia? Cara untuk menulis formula kimia
adalah seperti berikut:
•	 Kenal pasti formula ion positif dan ion negatif yang hadir dalam sebatian.
•	 Seimbangkan bilangan cas ion positif dan bilangan cas ion negatif supaya sama untuk
    membentuk sebatian yang neutral.
Contoh 15
Tunjukkan pembentukan sebatian natrium klorida, NaCl.
Penyelesaian:             Natrium, Na          Klorin, Cl   atau,
                Bahan                                       Na+	Cl–
                                Na+                Cl–      1	 1
 Cas pada setiap ion            +1                  –1
Nisbah ion                  1                         1     1	 1
                                                            Na	Cl
Jumlah cas pada sebatian  1×1                     1 × (–1)
yang neutral               =1                       = –1         NaCl
Formula sebatian                            NaCl
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI                                              97
Contoh 16
Apakah formula kimia bagi sebatian litium oksida?
Penyelesaian:
       Bahan              Litium, Li Oksigen, O                                   atau,
                                                                                  Li+	
Cas pada setiap ion       Li+ O2–                                                 1	         O2–
                          +1 –2                                                              2
Nisbah ion                21                                                      2	 1
                                                                                  Li	 O
Jumlah cas pada sebatian  2×1                                           1 × (–2)
yang neutral               =2                                             = –2         Li2O
Formula sebatian               Li2O
Aktiviti 4.2                                                                                      Abad
                                                                                                   21
Tujuan: Menulis formula kimia melalui kaedah permainan Susun Suai Gambar (Jigzaw Puzzle).
Bahan: Kad manila, kertas sebak, penebuk lubang, gunting dan pen penanda.
Arahan:
1.	 Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2.	 Tuliskan ion-ion seperti dalam Rajah 4.9 pada kad manila dan guntingkan.
 Na+                 K+        Al3+                                               Lubangkan guna penebuk
SO42–                O2–       Cl–
                                                                                  Hitamkan dengan pen
                                                                                  penanda
                                 Rajah 4.9 Contoh kad ion
3.	 Cantumkan kad ion Na+, K+ dan Al3+ yang dihitamkan kepada kad ion yang dilubangkan
iaitu SO42–, O2– dan Cl– mengikut susunan dalam Jadual 4.3 supaya kesemua lubang pada
kad dipenuhi.
4.	 Senaraikan formula kimia yang terbentuk dengan ion-ion di atas. Lengkapkan jadual yang
diberikan. Pemenang akan dikira berdasarkan jumlah formula kimia yang dapat dibentuk
dalam masa terawal.
5.	 Keputusan dicatat dalam Jadual 4.3.                                 O2–              Cl
                                                            Jadual 4.3
                        Ion SO42–
                        Na+ Na2SO4
                        K+
Al3+
6.	 Persembahkan hasil permainan susun suai gambar (jigsaw puzzle) di hadapan kelas. 4.3.2
98 STOIKIOMETRI BAB 4 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
4.3.3 Eksperimen bagi mendapatkan formula kimia sebatian dan persamaan
	 tindak balas
Eksperimen 4.1
Formula kimia sebatian dan persamaan tindak balas bagi magnesium oksida.
Pernyataan masalah: Apakah formula kimia bagi magnesium oksida?
Tujuan: Menjalankan eksperimen untuk mendapatkan formula kimia bagi magnesium oksida.
Bahan: 10 cm pita magnesium dan kertas pasir.
Radas: Mangkuk pijar dan penutup, penyepit, tungku kaki tiga, segi tiga tanah liat, penimbang
	 elektronik dan penunu Bunsen.
Prosedur:                                              Mangkuk              Pita
1.	 Timbang mangkuk pijar yang kosong bersama          pijar                magnesium
     penutupnya.                                         Tungku             Segi tiga
                                                         kaki tiga          tanah liat
2.	 Gosokkan 10 cm pita magnesium menggunakan
     kertas pasir sehingga bersih.
3.	 Gulungkan pita magnesium dan letakkan                             Dipanaskan
     di dalam mangkuk pijar.                                Rajah 4.10 Susunan radas
4.	 Timbang mangkuk pijar bersama isinya dan penutup.
5.	 Sediakan susunan radas seperti Rajah 4.10.
6.	 Panaskan mangkuk pijar dengan kuat sehingga pita magnesium mula terbakar. Tutup
     mangkuk pijar dengan penutup.
7.	 Pembakaran diteruskan dan penutup mangkuk pijar diangkat sekali sekala dengan
     penyepit dan tutup semula secepat mungkin.
8.	 Jika tiada lagi pembakaran pada magnesium, angkat penutup dan bakar lagi dalam 4
     hingga 5 minit.
9.	 Sejukkan mangkuk pijar dan kandungannya serta penutup pada suhu bilik.
10.	 Timbang mangkuk pijar dan kandungannya serta penutup.
11.	 Ulangi langkah 1 hinggga 10 untuk mendapatkan jisim tetap.
12.	 Rekodkan bacaan penimbang dalam Jadual 4.4.
Keputusan:
                Jadual 4.4
                                 Item                            Jisim (g)
Mangkuk pijar + penutup
Mangkuk pijar + penutup + magnesium
Mangkuk pijar + penutup + magnesium oksida
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI                                                  99
Pentafsiran data:                   Jadual 4.5
1.	 Lengkapkan Jadual 4.5.	
  Unsur                             Mg                       O
  Jisim (g)
  Bilangan mol
  Nisbah terendah
(JAR Mg = 24, O = 16)
2.	 Apakah formula kimia bagi magnesium oksida?
3.	 Apakah persamaan tindak balas yang berlaku?
Kesimpulan: Apakah kesimpulan yang dapat anda buat?
Contoh 17
Hasil pembakaran pita plumbum setelah ditimbang ialah 25.80 g plumbum
dan 2.00 g oksigen. Apakah formula kimia bagi plumbum oksida dan
persamaan bagi tindak balas yang berlaku?
(JAR Pb = 207, O = 16)
Penyelesaian:                 Pb                 O    Tulis simbol setiap unsur
        Unsur                25.80              2.00
                                                      Tulis jisim setiap unsur
      Jisim (g)
   Bilangan mol                                       Jisim dibahagi dengan
                                                      jisim molar
       Nisbah
                                                      Pilih nilai terkecil dan
                                                      dibahagikan dengan
                                                      setiap nombor
 Nisbah                      1                  1
terendah
Maka, 1 mol atom plumbum, Pb bergabung dengan 1 mol atom oksigen
membentuk formula kimia PbO.
Persamaan tindak balas yang berlaku: 2Pb + O2 2PbO
      Uji Minda 4.3
1.	 Bagaimanakah pembentukan ion negatif. Berikan contoh.
2.	 Rajah 4.11 menunjukkan atom magnesium. Terangkan cara pembentukan ion bagi atom
     magnesium. Lukiskan pembentukan ion bagi atom magnesium.
                 Rajah 4.11 Susunan elektron atom magnesium                      4.3.3
100 STOIKIOMETRI BAB 4 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
4.4 Konsep Mol dalam Persamaan Kimia
           4.4.1 Persamaan kimia yang seimbang bagi tindak balas kimia
Bagaimanakah menulis persamaan kimia yang seimbang dalam satu tindak balas?
Dalam satu persamaan kimia, perlu ada bahan tindak balas dan hasil tindak balas. Bahan
dan hasil tindak balas harus memiliki bilangan atom yang sama. Contoh 18 merupakan
langkah untuk menulis persamaan kimia yang seimbang.
Contoh 18
Tindak balas antara zink dan oksigen menghasilkan zink oksida
Langkah 1: Kenal pasti bahan tindak balas dan hasil tindak balas.
Bahan tindak balas: Zink dan gas oksigen
Hasil tindak balas: Zink oksida
Langkah 2: Tulis formula kimia bagi bahan tindak balas dan hasil tindak balas.
Bahan tindak balas: Zn, O2
Hasil tindak balas: ZnO
Langkah 3: Tulis persamaan kimia bagi tindak balas.
                                       Zn + O2 ZnO
Langkah 4: Kenal pasti bilangan atom bagi setiap unsur bahan tindak balas
dan hasil tindak balas.
Bahan tindak balas:  Zn + O2 ZnO               Hasil tindak balas:
      1 atom zink,                                  1 atom zink,
    2 atom oksigen                                1 atom oksigen
Langkah 5: Seimbangkan bilangan atom bahan tindak balas dan hasil
tindak balas dengan mengubah pekali (angka di hadapan formula kimia)
sehingga persamaan kimia seimbang.
                     2Zn + O2  2ZnO
Contoh 19
Seimbangkan persamaan kimia    Penyelesaian:
berikut:
(a)	 H2 + O2 H2O               (a)	 2H2 + O2 2H2O
(b)	 Al + Cl2 AlCl3            (b)	 2Al + 3Cl2 2AlCl3
(c)	 KOH + H2SO4 K2SO4 + H2O (c)	 2KOH + H2SO4 K2SO4 + 2H2O
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI                                   101
Aktiviti 4.3                                                                      Abad
                                                                                   21
Tujuan: Menulis persamaan kimia seimbang yang ringkas dan menggunakan konsep mol
	 untuk menyeimbangkan persamaan kimia.
Kaedah: Pilih Kipas (Fan-n-Pick)
Arahan:
1.	 Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada lima orang murid.
2.	 Setiap kumpulan perlu memilih satu kad yang disusun seperti kipas.
3.	 Setiap kad mengandungi soalan. Selesaikan soalan yang diberi pada masa yang
     ditetapkan oleh guru.
	 Peneutralan antara asid hidroklorik       Pembentukan kuprum(ll) sulfat melalui tindak
      dengan natrium hidroksida             balas antara kuprum(ll) oksida dengan asid
      menghasilkan natrium klorida dan air  sulfurik
Tindak balas antara logam natrium           Penghasilan gas ammonia apabila gas
dengan air menghasilkan natrium             nitrogen bertindak balas dengan gas
hidroksida dan gas hidrogen                 hidrogen
4.	 Bentangkan jawapan di hadapan kelas.
4.4.2 Konsep mol berdasarkan persamaan kimia bagi tindak balas kimia
Dalam persamaan kimia, anda boleh mendapatkan bilangan mol bagi sebatian atau bahan
yang terlibat. Sebelum ini, kita sudah mempelajari cara untuk mengira bilangan mol serta
persamaan kimia. Ini yang dinamakan stoikiometri, iaitu perhubungan kuantitatif antara
bahan tindak balas dan hasil tindak balas dalam sesuatu tindak balas kimia.
Contoh 20        4Na + O2 2Na2O             2 molekul atau
                                            2 mol Na2O
    4 atom atau     1 molekul atau
    4 mol Na        1 mol O2
  	 Bagi persamaan dalam Contoh 20, pekali dalam persamaan menunjukkan bahawa
  4 atom natrium bertindak balas dengan 1 molekul gas oksigen menghasilkan 2 molekul
  natrium oksida. Dalam konsep mol pula, 4 mol atom natrium bertindak balas dengan 1 mol
  molekul gas oksigen menghasilkan 2 mol molekul natrium oksida.
                                                                                                                          4.4.1 4.4.2
102 STOIKIOMETRI BAB 4 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
Untuk menghasilkan produk atau bahan kimia, kuantiti bahan yang bertindak balas perlu
diketahui secara relatif. Pekali dalam persamaan kimia akan memberikan maklumat tersebut
untuk menyelesaikan masalah perhitungan dalam sebarang tindak balas kimia. Contoh 21
ialah cara menyelesaikan masalah berkaitan konsep mol berdasarkan persamaan kimia.
Contoh 21
Persamaan yang berikut menunjukkan tindak balas apabila 40 g kalsium
karbonat dipanaskan dengan kuat. Berikut merupakan tindak balas yang
berlaku:                CaCO3 CaO + CO2
Hitung jisim kalsium oksida yang terbentuk.
(JAR: Ca = 40, O = 16, C = 12)
Penyelesaian:
Langkah 1
CaCO3      CaO + CO2                                        Tuliskan bilangan mol bagi
1 mol      1 mol                                            bahan-bahan yang terlibat.
Langkah 2
Bilangan mol CaCO3                                          Tukarkan jisim kepada
                                                            bilangan mol dengan
                                                            menggunakan formula:
Langkah 3                                                   Kirakan bilangan mol
                                                            kalsium oksida
Daripada persamaan kimia, 1 mol kalsium karbonat
menghasilkan 1 mol kalsium oksida. Oleh itu,                Kirakan jisim kalsium oksida
bilangan mol kalsium oksida sama dengan bilangan
mol kalsium karbonat.
Bilangan mol kalsium oksida = Bilangan mol mol
                                          kalsium karbonat
                                       = 0.4 mol
Langkah 4
Maka, jisim kalsium oksida yang terhasil ialah
Jisim kalsium oksida = 0.4 mol × (40 + 16) g mol–1
                            = 22.4 g
Uji Minda 4.4
1.	 Hitung jisim air yang terhasil daripada pengoksidaan 2.00 g glukosa, C6H12O6.
	C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
2.	 Penguraian kalium klorat,KClO3 biasa digunakan dalam penyediaan gas oksigen dalam skala
     kecil di makmal. Hitungkan jisim gas oksigen yang terhasil daripada 5.50 g kalium klorat, KClO3.
	 2KClO3 → 2KCl + 3O2
3.	 Pencemaran asap dari kilang perindustrian yang menyebabkan pencemaran udara. Antara
kandungan asap kilang ialah sulfur dioksida. Apabila sulfur dioksida ini bertindak balas dengan
gas oksigen yang berada di udara akan menghasilkan sulfur trioksida yang merupakan salah
satu penyebab hujan asid berlaku. Tuliskan persamaan kimia yang seimbang bagi tindak
balas yang dinyatakan.                                                                    4.4.2
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI                                             103
4.5 Larutan Piawai
           4.5.1 Kepekatan larutan menggunakan konsep bilangan mol
Mengapakah penting untuk kita mengetahui kepekatan sesuatu cecair atau larutan?
Kepekatan larutan bergantung kepada bahan larut dalam pelarut. Bidang perindustrian
memerlukan jumlah bahan larut dan pelarut yang tertentu untuk menghasilkan produk.
Oleh sebab itu, ahli kimia menggunakan cara pengiraan untuk mendapatkan kepekatan
larutan menggunakan konsep mol dengan tepat. Larutan piawai ialah larutan yang diketahui
kepekatannya. Terdapat cara untuk menyediakan larutan piawai seperti yang ditunjukkan
dalam Rajah 4.12.
Zat                       Air suling                 Rod kaca
terlarut
                                                                               Larutan
           Neraca         Zat                                                  Kelalang
         elektronik       terlarut                                             isi padu
1.	Timbang zat terlarut.   2.	Letakkan zat terlarut  3.	Larutkan zat terlarut  4.	Pindahkan larutan
                              di dalam bikar dan       dalam air suling          ke dalam kelalang
                              tambahkan air            dengan mengacau           isi padu. Bilas bikar
                              suling.                  larutan menggunakan       dengan air suling
                                                       rod kaca.                 beberapa kali dan
                                                                                 masukkan ke dalam
                                                                                 kelalang isi padu.
                                      Penitis
 Air suling               Corong                                                         Penutup
                          turas                                                          gabus
Kelalang
isi padu                                             Tanda
                                                     senggatan
                                      Kelalang                      Larutan
                                      isi padu                      piawai
5.	Bilas corong turas dengan          6.	Tambahkan air suling       7.	Tutup kelalang isi padu
  air suling beberapa kali dan          sehingga paras bawah          dengan penutup dan
  masukkan ke dalam kelalang            tanda senggatan. Gunakan      goncangkan larutan piawai
  isi padu.                             penitis untuk menambahkan     yang disediakan sehingga
                                        air suling hingga mencapai    sekata.
                                        tanda senggatan pada
                                        kelalang isi padu.
                          Rajah 4.12 Kaedah menyediakan larutan piawai
104 STOIKIOMETRI BAB 4 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
Setelah mempelajari cara penyediaan larutan piawai, kita akan belajar cara pengiraan
kepekatan larutan piawai. Unit yang digunakan untuk kepekatan larutan piawai ialah
mol dm–3. Simbol bagi kemolaran ialah M.
                Contoh 22
                Kirakan kepekatan 250 cm3 bagi 0.5 mol larutan piawai plumbum(ll) nitrat,
                Pb(NO3)2 yang disediakan.
                Penyelesaian:
                                                                           Tukarkan unit cm3 kepada dm3
                                                                                      Guna formula
Aktiviti 4.4
Tujuan: Penyediaan 250 cm3 larutan berkepekatan 0.1 M, 0.5 M dan 1 M daripada pepejal
	 natrium klorida, NaCl.
Bahan: Pepejal natrium klorida, NaCl dan air suling.
Radas: Kelalang isi padu 250 cm3, corong turas dan bikar 50 ml.
1.	 Kira jisim natrium klorida yang diperlukan untuk menyediakan setiap larutan piawai.
     Catatkan dalam Jadual 4.6.
                                                             Jadual 4.6
Kepekatan larutan (M)  0.1                                       0.5 1.0
Bilangan mol
            Jisim NaCl                                                                   105
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI
2.	 Timbang natrium klorida, NaCl untuk setiap kepekatan larutan piawai.
3.	 Masukkan pepejal natrium klorida, NaCl ke dalam bikar dan larutkan dengan air suling.
4.	 Pindahkan larutan ke dalam kelalang isi padu. Bilas bikar dengan air suling beberapa kali
     dan masukkan ke dalam kelalang isi padu.
5.	 Tambahkan air suling sehingga paras bawah tanda senggatan. Gunakan penitis untuk
     menambahkan air suling sehingga mencapai tanda senggatan pada kelalang isi padu.
6.	 Tutup kelalang isi padu dengan penutup dan goncangkan larutan piawai yang disediakan
     sehingga sekata.
4.5.2 Kaedah pencairan                        Cabaran
                                              Minda
             Gambar foto 4.2 Air minuman
           yang pekat ditambah dengan air  Air minuman yang manis
           akan menghasilkan air minuman   telah ditambah dengan
                                           sejumlah air. Kini, air
                       yang lebih cair     minuman tersebut sudah
                                           menjadi tawar. Adakah
                                           kandungan gula dalam
                                           air minuman
                                           tersebut berkurangan?
Air minuman yang pekat boleh dicairkan dengan menambah air ke dalamnya. Kaedah ini
dinamakan sebagai pencairan. Bagaimanakah cara pengiraan untuk mendapatkan isi padu
atau kepekatan yang tertentu dengan menggunakan kaedah pencairan?
                           M1V1 = M2V2
M1 = Kepekatan larutan sebelum air ditambahkan
V1 = Isi padu larutan sebelum air ditambahkan
M2 = Kepekatan larutan selepas air ditambahkan
V2 = Isi padu larutan selepas air ditambahkan
  	 Penambahan air kepada sesuatu larutan pekat akan mengubah kepekatan larutan
  tersebut tetapi tidak mengubah jisim zat terlarut. Hal ini menyebabkan bilangan mol larutan
  sebelum dan selepas pencairan adalah sama.
                                                                                                                          4.5.1 4.5.2
106 STOIKIOMETRI BAB 4 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
Contoh 23
Kirakan kepekatan baharu kalium hidroksida, KOH, jika 200 cm3 air suling
ditambahkan ke dalam 100 cm3 kalium hidroksida, KOH 2 mol dm–3.
Penyelesaian:
                   		
Aktiviti 4.5
Tujuan: Penyediaan 100 cm3 larutan berkepekatan 0.1 M dan 0.5 M daripada cecair 1 M
	 kuprum(ll) sulfat, CuSO4.
Bahan: 250 cm3 larutan piawai kuprum(ll) sulfat, CuSO4 dan air suling.
Radas: Kelalang isi padu 100 cm3, corong turas, pipet 10 ml, pipet 50 ml dan bikar 50 ml.
Kirakan isi padu larutan piawai kuprum(ll) sulfat, CuSO4 yang akan digunakan untuk
menghasilkan larutan dengan kepekatan 0.1 M dan 0.5 M dengan kaedah pencairan seperti
dalam Jadual 4.7.
                                                            Jadual 4.7
Kepekatan (M)          0.1                     0.5
Isi padu CuSO4
(Formula M1V1 = M2V2)
Prosedur penyediaan 0.1 M larutan piawai kuprum(ll) sulfat, CuSO4
1.	 Sukat 10 cm3 larutan piawai kuprum(ll) sulfat, CuSO4 dengan menggunakan pipet 10 ml
     dan masukkan ke dalam kelalang isi padu.
2.	 Tambahkan air suling sehingga paras bawah tanda senggatan. Gunakan penitis untuk
     menambahkan air suling sehingga mencapai tanda senggatan pada kelalang isi padu.
3.	 Tutup kelalang isi padu dengan penutup dan goncangkan larutan yang disediakan
     sehingga sekata.
4.	 Ulangi langkah 1 hingga 3 untuk penyediaan 0.5 M larutan piawai kuprum(ll) sulfat, CuSO4.
      Uji Minda 4.5
1.	 50 cm3 larutan natrium hidroksida, NaOH 0.5 mol dm–3 dicairkan dengan 40 cm3 air suling.
     Kirakan kepekatan larutan yang terhasil.
2.	 Hitung isi padu asid hidroklorik, HCl 2.0 mol dm–3 yang diperlukan untuk menyediakan
     200 cm3 asid hidroklorik, HCl 1.0 mol dm–3.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI                                                  107
Kuiz                                            STOIKIOMETRI                                               Rumusan
                     Pantas 4
                Boleh
             dicapai pada
         11/7/2019.
108
STOIKIOMETRI BAB 4 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4       Jisim                                                 Formula Kimia            Larutan Piawai
                                                  Jisim relatif                                                   Pembentukan      Kaedah pencairan
                                               •	 Jisim atom                                                       •	 Ion positif       M1V1 = M2V2
                                                                                                                   •	 Ion negatif
                                                 relatif
                                               •	 Jisim molekul         Konsep Mol
                                                 relatif                                                    Pemalar Avogadro
                                               •	 Jisim formula                                         = zarah
                                                 relatif
                                                                 Jisim
Refleksi Kendiri
Pada akhir bab ini, murid dapat mempelajari:
  4.1 Jisim Atom Relatif, Jisim Molekul Relatif dan Jisim Formula Relatif
          Memerihalkan jisim atom relatif.
          Mengira jisim molekul relatif dan jisim formula relatif.
          Menyelesaikan masalah numerikal berkaitan jisim molekul relatif dan jisim formula relatif.
  4.2 Konsep Mol
          Menerangkan konsep mol.
          Menghubungkaitkan bilangan mol atom dengan jisim bahan dan jisim atom relatif atau
          jisim molekul relatif.
          Menghubungkaitkan bilangan mol molekul dengan jisim molekul dan jisim molekul relatif.
          Menerangkan maksud Pemalar Avogadro (NA).
          Menghubungkaitkan Pemalar Avogadro (NA) dengan bilangan zarah dan bilangan mol.
          Menyelesaikan masalah numerikal yang melibatkan bilangan mol.
  4.3 Formula Kimia
          Menerangkan bagaimana ion positif dan ion negatif terbentuk dengan
          menggunakan lakaran.
          Menulis formula kimia sebatian.
          Menjalankan eksperimen untuk mendapatkan formula kimia sebatian dan persamaan
          tindak balas.
  4.4 Konsep Mol dalam Persamaan Kimia
          Menulis persamaan kimia seimbang bagi tindak balas kimia.
          Menyelesaikan masalah berkaitan konsep mol berdasarkan persamaan kimia bagi tindak
          balas kimia.
  4.5 Larutan Piawai
          Menentukan kepekatan larutan menggunakan konsep bilangan mol.
          Mengira kepekatan sesuatu larutan dengan menggunakan kaedah pencairan.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI  109
Penilaian Sumatif 4
  1.	 Kira isi padu asid sulfurik, H2SO4 1.0 mol dm–3 dalam cm3 yang diperlukan untuk
       menyediakan 2.0 dm3 larutan asid sulfurik, H2SO4 0.4 mol dm–3.
  2.	 Berapakah jisim natrium dalam unit gram yang diperlukan untuk bertindak dengan
       0.5 mol atom klorin bagi menghasilkan sebatian dengan formula kimia NaCl? 	
       (JAR Na = 23, Cl = 35.5)
  3.	 Persamaan kimia yang berikut tidak seimbang:
  	 Fe+ Cl2 FeCl3
       (a)	 Nyatakan bahan tindak balas dan hasil tindak balas bagi tindak balas di atas.
       (b)	 Seimbangkan persamaan di atas.
       (c)	 Hitungkan:
            (i)	 Bilangan mol gas klorin, Cl2 yang bertindak balas lengkap dengan 11.2 g ferum, Fe.
            (ii)	 Jisim ferum (III) klorida yang terbentuk.	
  	 (JAR: Fe = 56, Cl = 35.5)
  4.	 Pepejal natrium hidroksida digunakan untuk menyediakan larutan piawai.
                                                                                              Pepejal natrium
  	 hidroksida
                                                                  Rajah 1
       (a)	 Hitung jisim pepejal natrium hidroksida yang diperlukan untuk menyediakan larutan
            piawai 2.0 mol dm–3 sebanyak 250 cm3.
       (b)	 Jelaskan secara ringkas cara untuk menyediakan larutan piawai natrium hidroksida
            2.0 mol dm–3 sebanyak 250 cm3.
       (c)	 Apakah langkah berjaga-jaga yang perlu diambil untuk memastikan semua natrium
            hidroksida dipindahkan ke dalam kelalang isi padu?
110 STOIKIOMETRI BAB 4 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
LATIHAN PENGAYAAN
1.	
                                                      Rajah 2
Rajah 2 menunjukkan pengeluaran asap dari kawasan perindustrian. Pembebasan
asap dari kilang perindustrian menyebabkan pencemaran udara. Antara kandungan
asap kilang ialah nitrogen oksida. Apabila nitrogen oksida ini bertindak balas dengan
gas oksigen yang berada di udara, tindak balas ini akan menghasilkan nitrogen
dioksida yang merupakan salah satu penyebab hujan asid berlaku.
(a)	 Tuliskan persamaan kimia yang berlaku pada situasi di atas.
(b)	 Cadangkan langkah-langkah yang perlu diambil oleh pengusaha kilang untuk
    mengatasi masalah hujan asid tersebut.
(c)	 Apakah langkah yang boleh diambil oleh kerajaan bagi meningkatkan kesedaran
    orang ramai tentang kepentingan menjaga alam sekitar.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 4 STOIKIOMETRI  Jawapan
                                               Bab 4
                                               Boleh
                                               dicapai pada
                                               11/7/2019.
                                                               111
•	 Apakah ikatan yang terbentuk antara ion positif  •	 Duplet
   dan ion negatif?                                 •	 Oktet
                                                    •	 Susunan elektron
•	 Apakah kegunaan sebatian ion dan sebatian        •	 Ion positif
   kovalen dalam kehidupan seharian?                •	 Ion negatif
                                                    •	 Ikatan ion
•	 Bagaimanakah melakar susunan elektron            •	 Ikatan kovalen
   sebatian yang terbentuk?
112 IKATAN KIMIA BAB 5 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
STANDARD KANDUNGAN
5.1 Kestabilan Unsur
      5.1.1	 Melakar dan menerangkan susunan 	
      	 elektron duplet dan oktet bagi gas adi.
      5.1.2	 Menerangkan ciri gas adi.
      5.1.3	 Menghubungkaitkan kestabilan gas adi
      	 dengan susunan elektronnya.
      5.1.4	 Menerangkan dengan contoh bagaimana
      	 unsur lain mencapai susunan elektron 	
      	stabil.
5.2 Ikatan Ion
      5.2.1	 Menerangkan pembentukan ion positif 	
      	 dan ion negatif dengan lakaran susunan 	
      	elektron.
      5.2.2	 Memerihalkan pembentukan ikatan ion
      	 dalam sebatian ion.
      5.2.3	 Merumuskan sifat fizik bagi sebatian ion.
      5.2.4	 Menerangkan dengan contoh sebatian 	
      	 ion dalam kehidupan harian.
5.3 Ikatan Kovalen
      5.3.1	 Menerangkan pembentukan ikatan 	
      	 kovalen tunggal dan ganda dua.
      5.3.2	 Melakarkan susunan elektron sebatian
      	kovalen.
      5.3.3	 Merumuskan sifat fizik bagi sebatian 	
      	kovalen.
      5.3.4	 Menerangkan dengan contoh sebatian
      	 kovalen dalam kehidupan harian.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 5 IKATAN KIMIA  113
5.1Kestabilan Unsur
         5.1.1 Susunan elektron duplet dan oktet bagi gas adi
Masihkah anda ingat susunan elektron bagi gas adi atau Kumpulan 18? Gas adi sudah
mencapai susunan elektron duplet atau oktet yang stabil. Apakah sebenarnya yang
dimaksudkan dengan susunan elektron duplet dan oktet?
Susunan elektron duplet ialah atom yang mempunyai dua                                 He
elektron valens di petala terluar seperti yang ditunjukkan               Rajah 5.1 Susunan
Rajah 5.1.
                                                                            elektron duplet
Susunan elektron oktet ialah atom yang mempunyai lapan
elektron valens di petala terluar seperti yang ditunjukkan                Ar
Rajah 5.2.
                                                                     Ne
                                        Rajah 5.2 Susunan elektron oktet
Aktiviti 5.1
Tujuan: Melakar susunan elektron duplet dan oktet bagi gas helium, neon dan argon.
Arahan:
1.	 Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2.	 Lengkapkan jadual berikut:
                                        Jadual 5.1
                                Helium               Neon                 Argon
                                                      2.8
Tuliskan susunan
      elektron
Lakaran susunan                 He
      elektron
3.	 Bentangkan hasil perbincangan di hadapan kelas.
                                                                                                                                5.1.1
114 IKATAN KIMIA BAB 5 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
5.1.2 Ciri gas adi                                              Fakta Sains
Dua ciri utama gas adi ialah stabil dan lengai.         Pada tahun 1919, seorang
                                                        saintis Irving Langmuir telah
Stabil  Elektron di petala terluar telah mencapai       memperkenalkan octet
        susunan duplet atau oktet.                      theory yang masih digunakan
                                                        sehingga sekarang.
Lengai  •	 Tidak bertindak balas secara kimia dengan unsur lain.
        •	 Tidak reaktif bertindak balas.
        •	 Wujud sebagai monoatom kerana tidak reaktif secara kimia.
5.1.3 Kestabilan gas adi dan susunan elektron
Kestabilan atom dapat dicapai melalui dua cara, iaitu:
        Perkongsian elektron  Pendermaan dan penerimaan elektron
	 Mengapakah gas adi merupakan gas yang stabil? Gas adi ialah gas yang stabil
kerana susunan elektron di petala terluar sudah mencapai susunan duplet atau oktet.
Hal ini menyebabkan atom gas adi tidak perlu berkongsi elektron atau menderma serta
menerima elektron.
         Aktiviti 5.2
Tujuan: Membuat risalah tentang ciri gas adi.
Arahan:
1.	 Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2.	 Cari maklumat tentang ciri gas adi yang menjadikannya sebagai gas yang stabil.
3.	 Persembahkan hasil dapatan anda dalam bentuk risalah.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 5 IKATAN KIMIA                                       5.1.2 5.1.3
                                                                                            115
5.1.4 Unsur lain mencapai susunan elektron stabil
Susunan elektron atom yang stabil dicapai melalui perkongsian elektron atau pendermaan
dan penerimaan elektron.
Pendermaan   Natrium mempunyai satu elektron        2.8.1         2.8
   elektron  di petala terluar.
             Natrium lebih mudah untuk              Rajah 5.3 Natrium menderma satu
             mendermakan satu elektron berbanding     elektron membentuk ion natrium
             menerima tujuh elektron untuk
             mencapai susunan elektron oktet
             yang stabil.
Penerimaan   Fluorin mempunyai tujuh elektron       2.7 2.8
  elektron   di petala terluar.
                                                    Rajah 5.4 Fluorin menerima satu
             Fluorin lebih mudah untuk menerima      elektron membentuk ion flurida
             satu elektron berbanding menderma
             tujuh elektron untuk mencapai susunan
             elektron oktet yang stabil.
             Atom klorin mempunyai tujuh elektron   2.8.7                2.8.7
             di petala terluar.
Perkongsian
   elektron  Jika terdapat dua atom klorin, maka
             kedua-dua atom lebih mudah untuk
             berkongsi elektron bagi mencapai
             susunan elektron oktet yang stabil.
                                                           2.8.8  2.8.8
                                                    Rajah 5.5 Dua atom klorin berkongsi
                                                         dua elektron di petala terluar
          Uji Minda 5.1
      1.	 Berikan dua ciri gas adi.
      2.	 Mengapakah gas argon wujud sebagai monoatom?
      3.	 Nyatakan cara unsur berikut mencapai susunan elektron yang stabil:
           (a)	Atom aluminium
           (b)	Atom klorin
           (c)	Molekul klorin
      4.	 Apakah cara atom natrium dan atom klorin mencapai susunan elektron yang stabil? 5.1.4
116 IKATAN KIMIA BAB 5 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
5.2 Ikatan Ion
          5.2.1 Pembentukan ion positif dan ion negatif
Setiap atom akan berusaha untuk mencapai kestabilan susunan elektron. Atom yang
neutral mempunyai bilangan proton yang sama dengan bilangan elektron. Apabila atom
menderma atau menerima elektron, maka bilangan proton tidak lagi sama dengan
bilangan elektron. Hal ini menyebabkan pembentukan ion positif dan ion negatif. Ikatan
ion terbentuk melalui pemindahan elektron antara atom logam dengan atom bukan logam.
Atom logam menderma elektron manakala atom bukan logam menerima elektron untuk
mencapai susunan elektron yang stabil.
      Ion positif
•	 Pembentukan ion positif disebabkan oleh pendermaan elektron.
•	 Contohnya atom magnesium, Mg mempunyai susunan elektron 2.8.2.
•	 Dua elektron di petala terluar lebih mudah untuk didermakan berbanding dengan menerima
     enam elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil dan membentuk ion
     magnesium, Mg2+.
                                                           2e–
       2.8.2                                   2.8
       Rajah 5.6 Pembentukan ion magnesium
     Ion negatif
•	 Pembentukan ion negatif disebabkan oleh penerimaan elektron.
•	 Contohnya atom sulfur, S yang mempunyai susunan elektron 2.8.6.
•	 Atom sulfur lebih mudah menerima dua elektron berbanding dengan menderma enam
    elektron bagi mencapai susunan elektron oktet yang stabil membentuk ion sulfida, S2–.
              2e–
2.8.6                                               2.8.8
       Rajah 5.7 Pembentukan ion sulfida                        5.2.1
                                                                  117
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 5 IKATAN KIMIA
5.2.2 Pembentukan ikatan ion dalam sebatian ion
Pembentukan ikatan ion dalam sebatian ion mesti melibatkan pendermaan elektron dan
penerimaan elektron untuk menghasilkan sebatian yang neutral dan susunan elektron
yang stabil. Mari kita lihat contoh pembentukan sebatian ion natrium klorida, NaCl dan
magnesium oksida, MgO.
Susunan elektron atom natrium ialah 2.8.1.     2.8.1                2.8.7
Atom natrium akan menderma satu elektron       2.8 2.8.8
untuk membentuk ion Na+.
                                                Rajah 5.8 Pembentukan
Susunan elektron atom klorin ialah 2.8.7.      sebatian ion natrium klorida
Atom klorin akan menerima satu elektron bagi
membentuk ion Cl–.
Maka sebatian ion yang terbentuk ialah
natrium klorida, NaCl.
Susunan elektron atom magnesium ialah 2.8.2.
Atom magnesium akan menderma dua elektron bagi membentuk ion Mg2+.
Susunan elektron atom oksigen ialah 2.6.
Atom oksigen akan menerima dua elektron membentuk ion O2–.
Maka sebatian ion yang terbentuk ialah magnesium oksida, MgO.
2.8.2  2.6                                            Pembentukan
                                                      sebatian ion
                                                      magnesium
                                                      oksida
                                                      Boleh
                                                      dicapai pada
                                                      11/7/2019.
                   2.8 2.8                                   Cabaran
           Rajah 5.9 Pembentukan sebatian ion                Minda
                       magnesium oksida                    Bagaimanakah pembentukan sebatian
                                                           ion aluminium oksida?
118
                                                                                                              5.2.2
                                               IKATAN KIMIA BAB 5 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
5.2.3 Sifat fizik sebatian ion
Sebatian ion mempunyai sifat fizik yang membezakannya dengan sebatian kovalen.
Rajah 5.10 menunjukkan sifat fizik bagi sebatian ion.
                                                   SIFAT FIZIK
                                                SEBATIAN ION
 Kekonduksian elektrik      Takat lebur dan                             Keterlarutan
                                takat didih
Mengkonduksikan elektrik                                       Larut dalam air tetapi tidak
 dalam keadaan leburan    Takat lebur dan takat                larut dalam pelarut organik
    dan larutan akueus       didih yang tinggi
                          Rajah 5.10 Sifat fizik sebatian ion
5.2.4 Sebatian ion dalam kehidupan harian
Apakah contoh sebatian ion yang digunakan dalam kehidupan harian anda? Jadual 5.2
merupakan contoh sebatian ion yang digunakan dalam kehidupan harian.
Jadual 5.2 Kegunaan sebatian ion dalam kehidupan harian
Kalsium oksida            Natrium klorida                      Magnesium oksida
Kegunaan:                 Kegunaan:                            Kegunaan:
Meneutralkan tanah yang   Dimasukkan ke dalam                  Bertindak sebagai
bersifat asid.            masakan sebagai bahan                antasid untuk melegakan
                          perasa.                              pedih hulu hati atau
                                                               ketidakhadaman.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 5 IKATAN KIMIA                  5.2.3 5.2.4
                                                                       119
Aktiviti 5.3                                                                Abad
                                                                             21
Tujuan: Menyenaraikan sebatian ion dan kegunaannya dalam kehidupan harian.
Kaedah: Jelajah Galeri (Gallery Walk)
Arahan:
1.	 Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2.	 Setiap kumpulan diberikan satu kad yang memaparkan satu jenis industri, iaitu industri
     makanan, pembinaan dan perubatan.
3.	 Cari maklumat di perpustakaan atau Internet mengenai sebatian ion yang terlibat dalam
     bidang masing-masing.
4.	 Bincang dan tuliskan hasil dapatan kumpulan anda di atas kertas sebak.
5.	 Tampal di dinding kelas setelah selesai.
6.	 Setiap kumpulan akan bergerak ke kumpulan berdekatan mengikut arah lawan jam
     sehingga tamat.
7.	 Murid akan berbincang dengan guru tentang hasil Jelajah Galeri (Gallery Walk) setiap
     kumpulan dan buat kesimpulan.
Uji Minda 5.2
1.	 Lengkapkan jadual di bawah:
      Atom     Nombor               Susunan                     Ion           Susunan
                proton           elektron atom                  Mg2+        elektron ion
    Kalium, K
Magnesium, Mg      19                  2.8.2                                      2.8
   Oksigen, O      12
                   8
2.	 Bentukkan enam sebatian ion daripada ion-ion yang berikut:
               Li+ K+ Mg2+
               O2- F-                                           Cl-
3.	 Senaraikan tiga sifat fizik bagi sebatian ion.
4.	 Senaraikan lima sebatian ion yang anda gunakan dalam kehidupan harian.
                                                                                                                                5.2.4
120 IKATAN KIMIA BAB 5 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
5.3 Ikatan Kovalen
          5.3.1 Ikatan kovalen tunggal dan ganda dua
      Fakta Sains        Ikatan kovalen terbentuk apabila atom-atom bukan logam
                         berkongsi elektron untuk mencapai susunan elektron yang
Gilbert Newton Lewis     duplet atau oktet yang stabil.
(1875 – 1946) merupakan
ahli kimia yang menemui      Terdapat dua jenis ikatan kovalen yang akan kita pelajari
ikatan kovalen.          dalam topik ini.
                         •	 Ikatan kovalen tunggal
                         •	 Ikatan kovalen ganda dua
Ikatan kovalen tunggal                                      Rajah 5.11 Pembentukan
•	 Terbentuk apabila sepasang elektron dikongsi oleh          ikatan kovalen tunggal
   atom-atom untuk mencapai susunan elektron yang           Rajah 5.12 Pembentukan
   stabil sama ada duplet atau oktet.                       ikatan kovalen ganda dua
•	 Sebagai contoh dua atom hidrogen, masing-masing
   memerlukan 1 elektron untuk mencapai susunan                                             121
   elektron duplet yang stabil.
•	 Oleh itu, atom hidrogen masing-masing menyumbang
   1 elektron dan membentuk 1 ikatan kovalen tunggal.
•	 Maka, terhasil 1 molekul hidrogen, H2 seperti yang
   ditunjukkan dalam Rajah 5.11.
Ikatan kovalen ganda dua
•	 Terdapat sesetengah atom yang perlu berkongsi
   2 pasang elektron untuk mencapai susunan elektron
   yang stabil sama ada duplet atau oktet.
•	 Sebagai contoh dua atom oksigen masing-masing
   memerlukan 2 elektron untuk mencapai susunan
   elektron oktet yang stabil.
•	 Oleh itu, setiap atom oksigen akan menyumbang
   2 elektron dan membentuk ikatan ganda dua.
•	 Maka, terhasil 1 molekul oksigen, O2 seperti yang
   ditunjukkan dalam Rajah 5.12.
    Cabaran
    Minda
Adakah ikatan ganda tiga boleh terbentuk? Jika ya, berikan
satu contoh pembentukan ikatan kovalen ganda tiga.
      SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 5 IKATAN KIMIA
5.3.2 Susunan elektron sebatian kovalen
Pembentukan sebatian kovalen melibatkan perkongsian elektron antara unsur-unsur
bukan logam. Pembentukan ikatan kovalen tunggal atau ganda dua berlaku adalah untuk
mencapai susunan elektron duplet atau oktet yang stabil.
Pembentukan sebatian kovalen air, H2O
Atom hidrogen memerlukan 1 elektron untuk mencapai  Pembentukan
susunan elektron duplet yang stabil.                sebatian
                                                    kovalen
Atom oksigen memerlukan 2 elektron untuk mencapai   molekul air
susunan elektron oktet yang stabil.
                                                    Boleh
                                                    dicapai pada
                                                    11/7/2019.
                          Rajah 5.13 Pembentukan sebatian kovalen molekul air
Satu atom oksigen berkongsi dua pasang elektron dengan dua atom hidrogen untuk
mencapai susunan elektron duplet dan oktet masing-masing. Satu atom oksigen
membentuk dua ikatan kovalen tunggal dengan dua atom hidrogen.
Aktiviti 5.4
Tujuan: Melakar sebatian kovalen yang terbentuk antara pasangan atom.
Arahan:
1.	 Secara berpasangan, lakarkan sebatian kovalen yang terbentuk antara pasangan atom
     yang berikut:
     (a)	 Atom hidrogen dan atom nitrogen
     (b)	 Atom hidrogen dan atom klorin
     (c)	 Atom karbon dan atom oksigen
     (d)	 Atom nitrogen dan atom oksigen
     (e)	 Atom karbon dan atom hidrogen
     (f)	 Atom karbon dan atom klorin.
2.	 Semak jawapan dengan pasangan anda.                                                5.3.2
122 IKATAN KIMIA BAB 5 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
5.3.3 Sifat fizik bagi sebatian kovalen
Apakah sifat fizik bagi sebatian kovalen? Adakah sifat fizik sebatian kovalen berbeza
dengan sebatian ion? Mari kita lihat Rajah 5.14.
                                                   SIFAT FIZIK
                                            SEBATIAN KOVALEN
Kekonduksian elektrik                 Takat lebur dan                    Keterlarutan
                                          takat didih
Tidak mengkonduksikan                                           Tidak larut dalam air tetapi
           elektrik                 Takat didih dan takat       larut dalam pelarut organik
                                     lebur yang rendah
                       Rajah 5.14 Sifat fizik sebatian kovalen
Aktiviti 5.5
Tujuan: Mengkaji sifat sebatian kovalen dan sebatian ion dari segi kekonduksian elektrik, takat
	 lebur dan keterlarutan dalam air.
A. Kekonduksian elektrik
Bahan: Serbuk plumbum(ll) bromida, PbBr2 dan serbuk glukosa, C6H12O6.
Radas: Bateri, wayar penyambung, klip buaya, ammeter, mangkuk pijar, elektrod karbon, segi
	 tiga tanah liat, tungku kaki tiga, penunu Bunsen, suis dan spatula.
                            Bateri                              Langkah
           Suis Ammeter                                         berjaga-jaga
           Elektrod                 Serbuk                          Berhati-hati semasa
           karbon                   plumbum(II)                 mengendalikan mangkuk
                                    bromida                     pijar yang panas. Pastikan
                     Panaskan                                       anda menggunakan
                                                                       pengepit untuk
                                                                      mengalihkannya.
Prosedur:  Rajah 5.15 Susunan radas
1.	 Sambungkan bateri kepada elektrod karbon menggunakan wayar penyambung.
2.	 Masukkan dua spatula serbuk pepejal plumbum(ll) bromida ke dalam mangkuk pijar.
3.	 Tutupkan suis.
4.	 Perhati dan rekodkan bacaan awal ammeter.
5.	 Panaskan serbuk plumbum(ll) bromida sehingga lebur.
6.	 Perhatikan jarum ammeter dan rekodkan bacaan ammeter.
7.	 Ulangi langkah 1 hingga 6 dengan menggunakan serbuk glukosa, C6H12O6.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 5 IKATAN KIMIA                                                 123
Pemerhatian:                            Jadual 5.3
             Bahan
                               Keadaan fizikal  Bacaan ammeter  Inferens
 Plumbum(ll) bromida
 Glukosa                       Pepejal
                               Leburan
                               Pepejal
                               Leburan
B. Takat lebur
Bahan: Serbuk natrium klorida, NaCl dan serbuk sulfur, S.
Radas: Mangkuk pijar, tungku kaki tiga, penunu Bunsen, segi tiga tanah liat dan spatula.
Prosedur:
1.	 Masukkan dua spatula serbuk natrium klorida ke dalam mangkuk pijar dan masukkan juga
     dua spatula serbuk sulfur ke dalam mangkuk pijar yang berlainan.
2.	 Panaskan secara serentak kedua-dua mangkuk pijar.
3.	 Perhatikan perubahan yang berlaku dan rekodkan pemerhatian.
Pemerhatian:                             Jadual 5.4             Inferens
                                        Pemerhatian
                  Bahan
 Natrium klorida
 Sulfur
C. Keterlarutan dalam air
Bahan: Air, serbuk natrium klorida, NaCl dan serbuk naftalena, C10H8.
Radas: Tabung uji, rod kaca dan spatula.
Prosedur:
1.	 Masukkan sedikit serbuk natrium klorida ke dalam tabung uji yang mengandungi 5 cm3 air
     menggunakan spatula.
2.	 Kacau dan perhatikan perubahan yang berlaku.
3.	 Ulangi langkah 1 hingga 2 dengan serbuk naftalena dan rekodkan perubahan yang berlaku.
     Pemerhatian:                        Jadual 5.5             Inferens
                                        Pemerhatian
                        Bahan
       Natrium klorida                                                                                   5.2.3 5.3.3
       Naftalena                                IKATAN KIMIA BAB 5 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
124
5.3.4 Sebatian kovalen dalam kehidupan harian
Terdapat banyak kegunaan sebatian kovalen dalam kehidupan harian kerana sifatnya
tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik. Kebanyakan sebatian kovalen
berfungsi sebagai pelarut seperti alkohol. Rajah 5.16 menunjukkan kegunaan sebatian
kovalen dalam kehidupan harian.
Kosmestik  Perubatan
                                                                      Penghasilan cat
Rajah 5.16 Kegunaan sebatian kovalen dalam kehidupan harian
       Uji Minda 5.3
1.	 Terangkan pembentukan ikatan kovalen tunggal bagi dua atom klorin. Bilangan proton
     klorin ialah 17.
2.	 Apakah maksud ikatan kovalen?
3.	 Lakarkan susunan elektron bagi pembentukan ammonia, NH3. Bilangan proton nitrogen,
     N ialah 7, manakala hidrogen, H ialah 1.
4.	 Minyak wangi diperbuat daripada ester, iaitu hasil tindak balas asid karbosilik dan alkohol.
     Apakah sifat-sifat ester yang membolehkannya sesuai digunakan sebagai minyak wangi?
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 5 IKATAN KIMIA                                                     125
126 IKATAN KIMIA BAB 5 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4                                              IKATAN KIMIA
                                                   Kestabilan Unsur                                                                        Ikatan Kovalen        Rumusan
                                                        Kumpulan 18                                                      Pembentukan            Sifat fizik          Kegunaan
                                                      •	 Susunan duplet                                                 •	 Ikatan tunggal                        •	 Perindustrian
                                                                                                                                           •	 Tidak              •	 Kosmetik
                                                        dan oktet yang                                                     berkongsi         mengkonduksikan     •	 Perubatan
                                                        stabil                                                             sepasang          elektrik dalam
                                                      •	 Tidak reaktif   Ikatan Ion                                        elektron          semua keadaan
                                                        dalam tindak                                                    •	 Ikatan ganda
                                                        balas                                                              dua berkongsi   •	 Takat didih dan
                                                      •	 Wujud sebagai                                                     dua pasang        takat lebur yang
                                                        gas monoatom                                                       elektron          rendah
                                                                                                   Kegunaan                                •	 Tidak larut dalam
                                                                                               •	 Perindustrian                              air tetapi larut
                                                                                               •	 Pemakanan                                  dalam pelarut
                                                                                               •	 Penjagaan kulit                            organik
                                                     Pembentukan               Sifat fizik                                                                Kuiz
                                                                                                                                                      Pantas 5
                                                   •	 Mendermakan        •	 Mengkonduksikan
                                                     elektron              elektrik dalam                                                         Boleh
                                                     membentuk ion         keadaan leburan                                                    dicapai pada
                                                     positif               dan larutan akueus                                              11/7/2019.
                                                   •	 Menerima           •	 Takat didih dan
                                                     elektron              takat lebur yang
                                                     membentuk ion         tinggi
                                                     negatif
                                                                         •	 Larut dalam air
                                                                           tetapi tidak larut
                                                                           dalam pelarut
                                                                           organik
Refleksi Kendiri
Pada akhir bab ini, murid dapat mempelajari:
  5.1 Kestabilan Unsur
          Melakar dan menerangkan susunan elektron duplet dan oktet bagi gas adi.
          Menerangkan ciri gas adi.
          Menghubungkaitkan kestabilan gas adi dengan susunan elektronnya.
          Menerangkan dengan contoh bagaimana unsur lain mencapai susunan elektron stabil.
  5.2 Ikatan Ion
          Menerangkan pembentukan ion positif dan ion negatif dengan lakaran susunan elektron.
          Memerihalkan pembentukan ikatan ion dalam sebatian ion.
          Merumuskan sifat fizik bagi sebatian ion.
          Menerangkan dengan contoh sebatian ion dalam kehidupan harian.
  5.3 Ikatan Kovalen
          Menerangkan pembentukan ikatan kovalen tunggal dan ganda dua.
          Melakarkan susunan elektron sebatian kovalen.
          Merumuskan sifat fizik bagi sebatian kovalen.
          Menerangkan dengan contoh sebatian kovalen dalam kehidupan harian.
 Penilaian Sumatif 5
1.	 Rajah 1 menunjukkan susunan elektron bagi atom unsur A.
				  Rajah 1
(a)	 Tuliskan susunan elektron bagi atom unsur A.                       Jawapan
(b)	 Atom unsur A membentuk ikatan ion dengan atom klorin, Cl.          Bab 5
                                                                        Boleh
     (i)	 Lukis susunan elektron bagi pembentukan sebatian ion          dicapai pada
     	 tersebut. Bilangan proton klorin ialah 17.                       11/7/2019.
     (ii)	 Tulis formula kimia bagi sebatian yang terbentuk.
     (iii)	 Nyatakan tiga sifat fizik sebatian tersebut.                                127
2.	 Sifat-sifat sebatian B adalah tidak larut dalam air dan
     mempunyai takat lebur yang rendah.
     (a)	 Adakah B sebatian ion atau sebatian kovalen?
     (b)	 Nyatakan satu sifat fizik sebatian B selain yang dinyatakan.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 5 IKATAN KIMIA
•	 Apakah proses pengoksidaan dan proses            •	 Pengoksidaan
   penurunan?                                       •	 Penurunan
                                                    •	 Sel kimia ringkas
•	 Bagaimanakah membina sel kimia ringkas?          •	 Tindak balas redoks
                                                    •	 Elektrod
•	 Bagaimanakah tindak balas redoks berlaku?        •	 Tenaga elektrik
•	 Adakah proses redoks boleh menghasilkan tenaga?
128 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA BAB 6 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
STANDARD KANDUNGAN
6.1 Penghasilan Tenaga Elektrik daripada Tindak Balas Kimia
      6.1.1 	 Memerihalkan proses pengoksidaan dan penurunan.
      6.1.2 	 Membina dan memerihalkan cara sel kimia ringkas beroperasi.
      6.1.3 	 Mengenal pasti tindak balas pengoksidaan dan penurunan di elektrod.
6.2 Tindak Balas Redoks
      6.2.1 	 Menerangkan tindak balas redoks dari segi penambahan dan penyingkiran elektron.
      6.2.2 	 Memerihalkan kegunaan tindak balas redoks dalam kehidupan.
      6.2.3 	Mencipta sumber yang menggunakan proses redoks bagi menghasilkan tenaga.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 6 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA                                    129
6.1 Penghasilan Tenaga Elektrik daripada Tindak Balas Kimia
          6.1.1 Proses pengoksidaan dan proses penurunan
       Fakta Sains
                          Apakah yang dimaksudkan dengan proses pengoksidaan
Pengaratan ialah salah    dan penurunan? Bagaimanakah untuk mengenal pasti
satu contoh tindak balas  proses pengoksidaan dan proses penurunan? Rajah
pengoksidaan dan          6.1 menunjukkan cara untuk mengenal pasti proses
penurunan. Pengaratan     pengoksidaan dan penurunan dalam sesuatu tindak
juga merupakan tindak     balas kimia.
balas redoks.
Proses pengoksidaan                            Proses penurunan
Penambahan oksigen        Oksigen              Kehilangan oksigen
Kehilangan hidrogen       Hidrogen             Penambahan hidrogen
Kehilangan elekton        Elektron             Penerimaan elektron
Nombor pengoksidaan       Nombor pengoksidaan  Nombor pengoksidaan
        bertambah                                      berkurang
Rajah 6.1 Ciri-ciri proses pengoksidaan dan proses penurunan
Apakah yang dimaksudkan dengan agen pengoksidaan dan agen penurunan?
•	 Agen pengoksidaan bermaksud bahan yang mengoksidakan bahan lain dan diturunkan
   dalam tindak balas kimia.
•	 Agen penurunan bermaksud bahan yang menurunkan bahan lain dan dioksidakan
   dalam tindak balas kimia.
Mari kita lihat contoh-contoh berikut untuk memahami dengan lebih lanjut mengenai
proses pengoksidaan, proses penurunan, agen pengoksidaan dan agen penurunan.
Penambahan dan kehilangan oksigen
                                   Proses pengoksidaan berlaku apabila berlaku pertambahan
                                   oksigen pada magnesium lalu membentuk magnesium oksida.
    Mg : Agen penurunan   2Mg + CO2 2MgO + C
CO2 : Agen pengoksidaan
                           Proses penurunan berlaku apabila berlaku kehilangan
                           oksigen pada karbon dioksida lalu membentuk karbon.
130 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA BAB 6 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
Penambahan dan kehilangan hidrogen
                         Proses pengoksidaan berlaku apabila
                         berlaku kehilangan hidrogen pada hidrogen
                         sulfida lalu membentuk sulfur.
H2S : Agen penurunan
Cl2 : Agen pengoksidaan  H2S + Cl2 S + HCl
                                    Proses penurunan berlaku apabila
                                    berlaku penambahan hidrogen pada gas
                                    klorin lalu membentuk asid hidroklorik.
Kehilangan dan penerimaan elektron
                         Proses pengoksidaan apabila magnesium
                         kehilangan elektron.
                         Mg Mg2+ + 2e–
Mg : Agen penurunan
O2 : Agen pengoksidaan   2Mg + O2   2MgO
                         Proses penurunan berlaku apabila pertambahan
                         bilangan elektron.
                         O2 + 4e–   2O2–
Perubahan nombor pengoksidaan
    Mg : Agen penurunan  Proses pengoksidaan berlaku apabila pertambahan
O2 : Agen pengoksidaan   nombor pengoksidaan daripada 0 ke 2.
                            2Mg + O2 2MgO
                                 Proses penurunan berlaku apabila pengurangan
                                 nombor pengoksidaan daripada 0 ke –2.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 6 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA                    131
Aktiviti 6.1
Tujuan: Mengumpul maklumat untuk memahami istilah proses pengoksidaan, proses
	 penurunan, agen pengoksidaan dan agen penurunan.
Arahan:
 1.	 Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
 2.	 Layari Internet untuk mengumpul maklumat tentang proses pengoksidaan, proses
     penurunan, agen pengoksidaan dan agen penurunan.
 3.	 Persembahkan dalam bentuk multimedia di hadapan kelas.
6.1.2 Sel kimia ringkas                                     Voltmeter
                                                                                 Logam
Sel kimia ialah sel elektrokimia yang menghasilkan
tenaga elektrik daripada tindak balas kimia. Sel kimia
ringkas terdiri daripada dua jenis logam yang berbeza
dicelup ke dalam elektrolit dan disambung pada wayar
penyambung melalui litar luar seperti yang ditunjukkan
dalam Rajah 6.2. Logam-logam yang disambung dengan
wayar penyambung dinamakan elektrod.
	 Terminal positif (katod) dan terminal negatif (anod)                               Elektrolit
ditentukan berdasarkan siri elektrokimia. Logam yang        Rajah 6.2 Sel kimia ringkas
berada pada kedudukan lebih tinggi dalam siri elektrokimia
cenderung untuk menderma elektron dan menjadi
terminal negatif. Manakala, logam yang berada pada kedudukan lebih rendah dalam siri
elektrokimia cenderung untuk menerima elektron dan menjadi terminal positif. Rajah 6.3
menunjukkan siri elektrokimia.
Logam                                                       Senang
  K                                                         Ingat !
Na Siri elektrokimia
Ca K	 Kalau
Mg Na 	 Nak
                                                            Ca 	 Cantik
Al                              Lebih mudah                 Mg 	 Macam
Zn                              menderma                    Al 	 Alina
Fe                              elektron                    Zn 	 Zum
Sn                                                          Fe 	 Fokus
                                                            Sn	 Siti Nadiah
Pb Pb 	 Pabila
Cu Cu 	 Cuti
Ag Ag	 Aja
    Rajah 6.3 Siri elektrokimia                                              6.1.1 6.1.2
132 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA BAB 6 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
Mari kita lihat apa yang berlaku pada sesuatu sel kimia ringkas dalam Jadual 6.1.
                      Jadual 6.1 Perubahan yang berlaku pada sel kimia ringkas
Terminal negatif (anod)                          Terminal positif (katod)
Logam yang berada di kedudukan lebih Logam yang berada di kedudukan lebih
tinggi dalam siri elektrokimia.              rendah dalam siri elektrokimia.
Melepaskan elektron dan terlarut untuk Ion positif dalam elektrolit akan menerima
membentuk ion logam.                         elektron dan membentuk logam.
Proses pengoksidaan.                         Proses penurunan.
                                 Voltmeter
Elektrod magnesium                           Elektrod kuprum
                                             Larutan kuprum(II)
                                             sulfat
Rajah 6.4 Sel kimia ringkas dengan elektrod logam magnesium dan kuprum
	 Rajah 6.4 menunjukkan sel kimia ringkas yang terdiri daripada elektrod magnesium dan
kuprum yang dicelupkan ke dalam larutan kuprum(II) sulfat. Berdasarkan siri elektrokimia,
logam magnesium berada di kedudukan lebih tinggi berbanding logam kuprum. Maka
elektrod magnesium ialah terminal negatif dan elektrod kuprum ialah terminal positif.
Magnesium akan membebaskan dua elektron dan membentuk ion magnesium, Mg2+
menyebabkan logam magnesium menjadi lebih nipis.
                                              Mg Mg2+ + 2e–
	 Elektron akan bergerak melalui litar luar dari terminal negatif ke terminal positif. Ion
kuprum dalam larutan akan menerima dua elektron dan membentuk atom kuprum, Cu.
Maka, logam kuprum menjadi lebih tebal.
                                 Cu2+ + 2e–  Cu
	 Apabila aliran elektron berlaku, maka tenaga elektrik terhasil. Arus elektrik mengalir ke
arah yang bertentangan dengan aliran elektron. Perubahan tenaga yang berlaku dalam
sel kimia adalah dari tenaga kimia kepada tenaga elektrik.
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 6 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA                        6.1.2
                                                                                     133
6.1.3 Proses pengoksidaan dan proses penurunan di elektrod
Bagaimanakah cara untuk mengenal pasti proses pengoksidaan dan proses penurunan
yang berlaku dalam sel kimia ringkas seperti Rajah 6.4? Mari kita lihat semula persamaan
setengah yang berlaku di anod dan di katod.
Persamaan setengah di anod:       1 Magnesium kehilangan elektron.
Mg Mg2+ + 2e–
                                  2 Magnesium dioksidakan kepada
                                      ion magnesium.
                                  3 Proses pengoksidaan berlaku.
Persamaan setengah di katod:      1 Ion kuprum menerima elektron.
Cu2+ + 2e–  Cu                    2 Ion kuprum diturunkan kepada logam
                                      kuprum.
                                  3 Proses penurunan berlaku.
Uji Minda 6.1
1.	 Apakah maksud pengoksidaan dan penurunan?
2.	 Berikan definisi
     (a)	 Agen pengoksidaan
     (b)	 Agen penurunan
3.	 Lukiskan satu struktur sel kimia ringkas antara logam aluminium dan logam kuprum
     menggunakan elektrolit larutan kuprum(II) sulfat.
     (a)	 Tentukan terminal negatif
     (b)	 Terangkan penghasilan tenaga elektrik daripada sel kimia ringkas tersebut
4.	 Berikut ialah persamaan persamaan setengah yang berlaku di elektrod. Kenal pasti dan
     tulis proses pengoksidaan atau proses penurunan yang berlaku pada elektrod tersebut:
       Elektrod  Persamaan setengah  Proses pengoksidaan atau proses
Anod                                                 penurunan
Katod
                 Zn Zn2+ + 2e–
                 2H+ + 2e–    H2
                                                                                                                                6.1.3
134 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA BAB 6 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
6.2 Tindak Balas Redoks
           6.2.1 Tindak balas redoks dari segi penambahan dan
           	 penyingkiran elektron
       Fakta Sains            Apakah yang dimaksudkan dengan tindak balas redoks?
                              Tindak balas redoks ialah tindak balas kimia yang
Perkataan redoks berasal      melibatkan proses pengoksidaan dan penurunan berlaku
daripada perkataan redox,     pada masa yang sama. Rajah 6.5 menunjukkan contoh
iaitu hasil gabungan          tindak balas redoks.
RED-reduction (penurunan)
OX-oxidation (pengoksidaan).
                              Tindak balas
                              penyesaran
                                  logam
Elektrokimia
                                 Contoh                                        Pembakaran
                              tindak balas                                         logam
                                 redoks
Pengekstrakan
     logam
                              Kakisan
                               logam
                                         Rajah 6.5 Contoh tindak balas redoks              6.2.1
                                                                                             135
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 6 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA
Mari kita lihat contoh tindak balas redoks dari segi penambahan dan penyingkiran
elektron bagi tindak balas antara pepejal natrium dengan gas klorin.
                2Na + Cl2                        2NaCl
Persamaan setengah bagi tindak balas ini ialah:
Persamaan setengah untuk pepejal natrium
                                     Penambahan nombor pengoksidaan
Na Na+ + e–                             0 +1
                •	 Atom natrium melepaskan satu elektron
                •	 Natrium dioksidakan menjadi ion natrium
                •	 Proses pengoksidaan berlaku
Persamaan setengah untuk gas klorin
Cl2 + 2e– 2Cl–        Pengurangan nombor pengoksidaan
                                        0 –1
                •	 Atom klorin menerima satu elektron
                •	 Klorin diturunkan menjadi ion klorida
                •	 Proses penurunan berlaku
	 Berikut merupakan contoh tindak balas redoks dalam larutan akueus. Sekeping pita
magnesium dicelupkan ke dalam larutan kuprum(II) sulfat. Pada akhir tindak balas ini,
warna biru larutan kuprum(II) sulfat bertukar menjadi tidak berwarna.
                Mg + CuSO4                       MgSO4 + Cu
	 Persamaan di atas ialah tindak balas antara pepejal magnesium dalam larutan
kuprum(II) sulfat untuk menghasilkan larutan magnesium sulfat dan mendakan kuprum.
Persamaan setengah bagi tindak balas ini ialah:
Persamaan setengah untuk magnesium
                                          Penambahan nombor pengoksidaan
Mg Mg2+ + 2e–                               0 +2
                •	 Atom magnesium melepaskan dua elektron
                •	 Magnesium dioksidakan menjadi ion magnesium
                •	 Proses pengoksidaan berlaku
Persamaan setengah untuk ion kuprum
                                     Pengurangan nombor pengoksidaan
                                                 +2 0
Cu2+ + 2e– Cu   •	 Ion kuprum menerima dua elektron
                •	 Ion kuprum diturunkan menjadi atom kuprum
                •	 Proses penurunan berlaku                               6.2.1
136 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA BAB 6 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
6.2.2 Kegunaan tindak balas redoks dalam kehidupan
Terdapat banyak kegunaan tindak balas redoks dalam kehidupan terutamanya dalam
sektor perindustrian bagi menghasilkan produk-produk tertentu. Antara kegunaannya
adalah untuk:
Pengekstrakan bijih timah                                          Gas                     Gas
Dalam proses pengekstrakan bijih timah, stanum(IV)
oksida diturunkan kepada stanum oleh karbon manakala                          Biji logam
karbon bertindak sebagai agen penurunan.                                            +
Penyaduran                                                                       Arang
Proses penyaduran logam seperti sudu besi yang mudah                                +
berkarat disadur dengan menggunakan logam yang
kurang elektropositif daripadanya. Proses ini bertujuan                       Batu kapur
untuk mengelakkan berlakunya pengaratan supaya sudu
besi kelihatan lebih cantik.                                     Udara                     Udara
                                                                 panas                     panas
Fotosintesis                                                 Sanga
Proses pengoksidaan berlaku pada ion hidroksida              disingkirkan                   Logam
daripada air untuk menghasilkan gas oksigen. Proses
penurunan pula berlaku pada unsur karbon daripada                  Rajah 6.6 Relau bagas
karbon dioksida bagi menghasilkan glukosa.
                                                                              Bateri
                                                             Elektrod                     Sudu
                                                             argentum
                                                                                          Larutan
                                                                                          AgNO3
                                                                   Rajah 6.7 Elektrolisis
                                                                          O2          Cahaya
                                                                   CO2                matahari
                                                                                        Daun yang
                                                                                        mengandungi
                                                                                        klorofil
                                                                              Air dari akar
                                                                   Rajah 6.8 Fotosintesis
         Aktiviti 6.2
Tujuan: Mendapatkan pemahaman tentang tindak balas redoks dan kegunaannya dalam
	 kehidupan harian.
Arahan:
1.	 Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2.	 Layari laman sesawang bagi mendapatkan pemahaman mengenai tindak balas redoks
     dan kegunaannya dalam kehidupan harian.
3.	 Hasil perbincangan dipersembahkan dalam bentuk persembahan multimedia.                   6,2,2
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 6 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA                                        137
6.2.3 Penciptaan sumber yang menggunakan tindak balas redoks bagi
	 menghasilkan tenaga
Setelah mempelajari tindak balas redoks, terdapat pelbagai kegunaannya dalam proses
penghasilkan tenaga. Peluang penciptaan tenaga baharu perlu diterokai untuk menampung
keperluan tenaga sesuai dengan pertambahan penduduk dunia.
	 Bidang ini juga memberikan peluang kepada murid untuk menjana pemikiran secara
kritis dan kreatif. Contohnya penghasilan bateri mudah alih yang boleh dibina dengan
menggunakan bahan yang terdapat dalam rumah.
	 Antara bahan yang boleh digunakan dalam rumah ialah kelengkapan dapur adalah
seperti sudu, garfu, pisau dan sebagainya. Sementara elektrolit yang boleh digunakan
untuk membenarkan pengaliran elektron juga mudah didapati seperti air paip, air
garam ataupun cuka. Bahan-bahan tersebut boleh menggunakan konsep tindak balas
menghasilkan bateri mudah alih dalam keadaan darurat.
         Aktiviti 6.3
Tujuan: Mereka cipta sumber tenaga daripada dua jenis logam yang berlainan dan
	 satu elektrolit.
            Tindak balas kimia menghasilkan tenaga elektrik yang penting dalam
            kehidupan hari ini.
Arahan:
1.	 Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2.	 Setiap kumpulan perlu mereka cipta satu sumber tenaga elektrik daripada logam berlainan
     jenis dan satu elektrolit.
3.	 Layari laman sesawang untuk mendapatkan maklumat yang diperlukan.
4.	 Hasil projek mestilah dibentang menggunakan persembahan multimedia dan dalam bentuk
     folio.
Uji Minda 6.2
               Cu + Cl2  CuCl2
1.	 Berdasarkan persamaan di atas, terangkan tindak balas redoks yang berlaku dari segi
     penambahan dan penyingkiran elektron.
2.	 Nyatakan tiga kegunaan tindak balas redoks dalam kehidupan harian.
                                                                                                                                6.2.3
138 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA BAB 6 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
Kuiz                                                                       TENAGA DAN                            Rumusan
                    Pantas 6                                                                   PERUBAHAN KIMIA
                Boleh
            dicapai pada                                                   Tindak balas kimia                      Tindak balas redoks
         11/7/2019.
                                                             Pengoksidaan     Penurunan        Sel kimia ringkas           Kegunaan
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 6 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA                                                            •	 Pengekstrakan
                                                           •	 Penambahan   •	 Kehilangan       •	 Terminal
                                                             oksigen         oksigen             ditentukan               bijih timah
                                                                                                 berdasarkan siri      •	 Penyaduran
                                                           •	 Kehilangan   •	 Penambahan         elektrokimia          •	 Fotosintesis
                                                             hidrogen        hidrogen
                                                           •	 Kehilangan   •	 Penerimaan
                                                             elektron        elektron
                                                           •	 Nombor       •	 Nombor
                                                             pengoksidaan    pengoksidaan
                                                             bertambah       berkurang
139
Refleksi Kendiri
Pada akhir bab ini, murid dapat mempelajari:
  6.1 Penghasilan Tenaga Elektrik daripada Tindak Balas Kimia
          Memerihalkan proses pengoksidaan dan penurunan.
          Membina dan memerihalkan cara sel kimia ringkas beroperasi.
          Mengenal pasti tindak balas pengoksidaan dan penurunan di elektrod.
  6.2 Tindak Balas Redoks
          Menerangkan tindak balas redoks dari segi penambahan dan penyingkiran elektron.
          Memerihalkan kegunaan tindak balas redoks dalam kehidupan.
          Mencipta sumber yang menggunakan proses redoks bagi menghasilkan tenaga.
 Penilaian Sumatif 6
Larutan biru                                                     Larutan tidak
kuprum(II) sulfat                                                berwarna
                                                                 magnesium sulfat
Magnesium                                                        Kuprum
                   Sebelum  Rajah 1            Selepas
1.	 Rajah 1 menunjukkan perubahan yang berlaku apabila larutan akueus kuprum(II) sulfat
     bertindak balas dengan pepejal magnesium.
     Persamaan bagi tindak balas di atas ialah
                   Mg + CuSO4                  MgSO4 + Cu
(a)	 Tuliskan persamaan setengah bagi proses:
(i)	 Pengoksidaan
(ii)	 Penurunan
     (b)	 Kenal pasti agen pengoksidaan dan agen penurunan bagi  Jawapan
          tindak balas ini.                                      Bab 6
     (c)	 Terangkan tindak balas redoks yang berlaku dari segi   Boleh
          penambahan dan penyingkiran elektron.                  dicapai pada
                                                                 11/7/2019.
2.	 Senaraikan dua kegunaan tindak balas redoks dalam
     kehidupan harian.
140 TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIA BAB 6 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
