KIMIA Ditulis oleh Panel Guru Pakar dan Guru Cemerlang Mata Pelajaran SBP KSSM 5 TINGKATAN TINGKATAN TINGKATAN 2.0 SEKOLAH BERASRAMA PENUH MODUL & AKTIVITI DWIBAHASA Video Jawapan Bahan digital KOD QR PdPc Abad Ke-21 Konsep PBD Objektif Pentaksiran Nota Efektif Peta Pemikiran Sudut KBAT Kertas Model SPM
ii Rekod Pentaksiran Murid iii Objektif Pentaksiran vi Keseimbangan Redoks 1 Redox Equilibrium 1.1 Pengoksidaan dan Penurunan 5 Oxidation and Reduction 1.2 Keupayaan Elektrod Piawai 10 Standard Electrode Potential 1.3 Sel Kimia 14 Voltaic cell 1.4 Sel Elektrolisis 17 Electrolytic Cell 1.5 Pengekstrakan Logam daripada Bijihnya 30 Extracting of Metal from Its Ore 1.6 Pengaratan 31 Rusting Praktis Sumatif 35 Sebatian Karbon 44 Carbon Compound 2.1 Jenis-jenis Sebatian Karbon 49 Type of Carbon Compound 2.2 Siri Homolog 51 Homologous Series 2.3 Sifat Kimia dan Saling Pertukaran Sebatian antara Siri Homolog 56 Chemical Properties and Interconversion of Compounds between Homologous Series 2.4 Isomer dan Penamaan Mengikut IUPAC 60 Isomers and Naming Based on the IUPAC Nomenclature Praktis Sumatif 62 Termokimia 71 Thermochemistry 3.1 Perubahan Haba dalam Tindak Balas 73 Heat Change in Reactions 3.2 Haba Tindak Balas 74 Heat of Reaction 3.3 Aplikasi Tindak Balas Eksotermik dan Endotermik dalam Kehidupan Harian 89 Application of Exothermic and Endothermic Reaction in Daily Life Praktis Sumatif 90 1 BAB 2 BAB 3 BAB Polimer 99 Polymer 4.1 Polimer 102 Polymer 4.2 Getah Asli 105 Natural Rubber 4.3 Getah Sintetik 111 Synthetic Rubber Praktis Sumatif 112 Kimia Konsumer dan Industri 120 Consumer and Industrial Chemistry 5.1 Minyak dan Lemak 125 Oils and Fats 5.2 Bahan Pencuci 126 Cleaning Agents 5.3 Bahan Tambah Makanan 132 Food Additives 5.4 Ubat-ubatan dan Bahan Kosmetik 133 Medicines and Cosmetics 5.5 Aplikasi Nanoteknologi dalam Industri 134 Application of Nanotechnology in Industry 5.6 Aplikasi Teknologi Hijau dalam Pengurusan Sisa Industri 136 Application of Green Technology in Industrial Waste Management Praktis Sumatif 138 Kertas Model SPM 147 4 BAB 5 BAB JAWAPAN bit.ly/3hL0rQx KANDUNGAN
1 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1 1 BAB Keseimbangan Redoks Redox Equilibrium Pengoksidaan dan Penurunan Oxidation and Reduction 1.1 1 Tindak balas redoks ialah tindak balas kimia yang melibatkan pengoksidaan dan penurunan yang berlaku secara serentak. Redox reaction is a chemical reaction involving oxidation and reduction that occur simultaneously. Pengoksidaan Oxidation Penurunan Reduction Kehilangan elektron Loss of electrons Menerima elektron Gain of electrons Kehilangan hidrogen Loss of hydrogen Penambahan hidrogen Gain of hydrogen Penambahan oksigen Gain of oxygen Kehilangan oksigen Loss of oxygen Penambahan nombor pengoksidaan Increasing in oxidation number Pengurangan nombor pengoksidaan Decreasing in oxidation number 2 Contoh-contoh agen pengoksidaan dan agen penurunan yang biasa digunakan ialah: Examples of commonly used oxidising agents and reducing agents are: Agen pengoksidaan Oxidising agent Agen penurunan Reducing agent Kalium manganat(VII) berasid, KMnO4 Acidified potassium manganate(VII), KMnO4 Kalium iodida, KI Potassium iodide, KI Kalium dikromat(VI) berasid, K2 Cr2 O7 Acidified potassium dichromate(VI), K2 Cr2 O7 Kalium bromida, KBr Potassium bromide, KBr Air klorin, Cl2 Chlorine water, Cl2 Ferum(II) sulfat, FeSO4 Iron(II) sulphate, FeSO4 Air bromin, Br2 Bromine water, Br2 Logam reaktif (contoh: zink, Zn) Reactive metal (example: zinc, Zn) Proses Kimia Chemical Process Tema Theme NOTA EFEKTIF Keupayaan Elektrod Piawai Standard Electrode Potential 1.2 1 Keupayaan elektrod ialah beza keupayaan yang terhasil apabila wujud keseimbangan antara kepingan logam M dan larutan akueus yang mengandungi ion logam Mn+ dalam sel setengah. Electrode potential is the potential difference produced when an equilibrium is established between metal M and the aqueous solution containing metal Mn+ ions in a half-cell. 2 Keupayaan elektrod piawai, E0 bagi sel diukur pada keadaan piawai, iaitu: The standard electrode potential, E0 of the cell is measured at standard conditions, which are: (i) Kepekatan ion di dalam larutan akueus 1.0 mol dm−3 Concentration of ions in aqueous solutions is 1.0 mol dm−3 (ii) Tekanan gas 1 atm atau 101 kPa Gas pressure of 1 atm or 101 kPa (iii) Suhu 25 °C atau 298 K Temperature at 25 °C or 298 K (iv) Platinum digunakan sebagai elektrod lengai apabila sel setengah bukan elektrod logam Platinum is used as an inert electrode when a halfcell is not a metal electrode. 3 Nilai E0 ialah ukuran kecenderungan suatu bahan sama ada menerima atau membebaskan elektron. E0 value is a measure of the tendency of a substance to accept or donate electrons. Agen pengoksidaan Oxidising agent + Elektron Electron Agen penurunan Reducing agent
© Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) 2 Kimia Tingkatan 5 Bab 1 Tindak balas sel setengah Half-cell equation E0 / V (298 K) Li+ (ak/aq) + e− ⇌ Li (p/s) −3.04 K+ (ak/aq) + e− ⇌ K (p/s) −2.92 Ca2+ (ak/aq) + 2e− ⇌ Ca (p/s) −2.87 Na+ (ak/aq) + e− ⇌ Na (p/s) −2.71 Mg2+ (ak/aq) + 2e− ⇌ Mg (p/s) −2.38 Al3+ (ak/aq) + 3e− ⇌ Al (p/s) −1.66 Zn2+ (ak/aq) + 2e− ⇌ Zn (p/s) −0.76 Fe2+ (ak/aq) + 2e− ⇌ Fe (p/s) −0.44 Ni2+ (ak/aq) + 2e− ⇌ Ni (p/s) −0.25 Sn2+ (ak/aq) + 2e− ⇌ Sn (p/s) −0.14 Pb2+ (ak/aq) + 2e− ⇌ Pb (p/s) −0.13 2H+ (ak/aq) + 2e− ⇌ H2 (g) 0.00 Cu2+ (ak/aq) + 2e− ⇌ Cu (p/s) +0.34 O2 (g) + 2H2 O (ce/l) + 4e− ⇌ 4OH– (ak/aq) +0.40 I 2 (p/s) + 2e− ⇌ 2I− (ak/aq) +0.54 Fe3+ (ak/aq) + e− ⇌ Fe2+ (ak/aq) +0.77 Ag+ (ak/aq) + e− ⇌ Ag (p/s) +0.80 Br2 (ce/l) + 2e− ⇌ 2Br– (ak/aq) +1.07 Cr2 O7 2− (ak/aq) + 14H+ (ak/aq) + 6e− ⇌ 2Cr3+ (ak/aq) + 7H2 O (ce/l) +1.33 Cl2 (g) + 2e− ⇌ 2Cl− (ak/aq) +1.36 MnO4 − (ak/aq) + 8H+ (ak/aq) + 5e− ⇌ Mn2+ (ak/aq) + 4H2 O (ce/l) +1.52 H2 O2 (ak/aq) + 2H+ (ak/aq) + 2e− ⇌ 2H2 O (ce/l) +1.77 S2 O8 2− (ak/aq) + 2e− ⇌ 2SO4 2− (ak/aq) +2.01 F2 (g) + 2e− ⇌ 2F− (ak/aq) +2.87 Sel Kimia Voltaic Cell 1.3 1 Sel kimia ringkas juga dikenali sebagai sel voltan atau sel galvani. Sel ini menukarkan tenaga kimia kepada tenaga elektrik. Simple chemical cell also known as voltaic cell or galvanic cell. This cell converts chemical energy to electrical energy. 2 Logam dengan nilai E0 yang lebih negatif akan menjadi terminal negatif (pengoksidaan) manakala logam dengan nilai E0 yang lebih positif akan menjadi terminal positif (penurunan). Metal with more negative E0 value will become negative terminal (oxidation) while metal with more positive E0 value will become positive terminal (reduction). 3 Elektron mengalir dari terminal negatif ke terminal positif manakala arus mengalir dari terminal positif ke terminal negatif. Electrons flow from the negative terminal to the positive terminal while the current flows from the positive terminal to the negative terminal. 4 Sel kimia boleh ditulis dalam bentuk notasi sel seperti berikut: Voltaic cell can be written in the form of cell notation as follows: Kekuatan sebagai Agen Pengoksidaan Meningkat Kekuatan sebagai Agen Penurunan Meningkat Elektrod (p) l Elektrolit (ak) Electrode (s) l Electrolyte (aq) Anod (terminal negatif) Anode (negative terminal) Elektrolit (ak) l Elektrod (p) Electrolyte (aq) l Electrode (s) Katod (terminal positif) Cathode (positive terminal) ll ll
3 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1 5 Voltan sel, E0 sel dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut: The cell voltage, E0 cell can be determined by using the following formula: E0 sel = E0 (terminal positif) – E0 (terminal negatif) E0 cell = E0 (positive terminal) – E0 (negative terminal) E0 sel = E0 (katod) – E0 (anod) E0 cell = E0 (cathode) – E0 (anode) Sel Elektrolisis Electrolytic Cell 1.4 1 Bahan kimia yang boleh mengkonduksikan arus elektrik dikenali sebagai elektrolit manakala bahan kimia yang tidak boleh mengkonduksikan arus elektrik dikenali sebagai bukan elektrolit. Chemical substances that can conduct electricity is known as electrolytes while chemical substances that cannot conduct electricity is known as non-electrolytes. 2 Elektrolisis ialah proses yang mana sebatian dalam keadaan lebur atau larutan akueus terurai kepada unsur juzuknya apabila arus elektrik mengalir melaluinya. Electrolysis is a process whereby compounds in the molten states or an aqueous solution decompose into their constituent elements when electricity passes through them. 3 Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi pembentukan hasil elektrolisis di dalam suatu larutan akueus. There are three factors that affect the formation of products in electrolysis of an aqueous solutions. Pengekstrakan Logam daripada Bijihnya Extraction of Metal from its Ore 1.5 1 Terdapat dua cara yang digunakan untuk mengekstrak logam daripada bijih masingmasing. There are two ways to extract metals from their respective ores. 2 Elektrolisis Electrolysis • Logam reaktifseperti aluminium dapat diekstrak daripada bijihnya dengan menggunakan kaedah elektrolisis. Reactive metals like aluminium can be extracted from its ore using electrolysis method. • Kriolit, Na3 AlF6 dilebur bersama aluminium oksida, Al2 O3 bagi merendahkan takat lebur. Cryolite, Na3 AlF6 is melted together with aluminium oxide, Al2 O3 to lower its melting point. 3 Penurunan oleh karbon Reduction by carbon • Logam kurang reaktif seperti besi pula dapat diekstrak daripada bijihnya melalui proses penurunan oleh karbon. Less reactive metals like iron can be extracted from its ore through the process of carbon reduction. Elektrolit Electrolytes Bahan yang dapat mengalirkan arus elektrik dalam keadaan lebur atau larutan akueus dan mengalami perubahan kimia. Substances that can conduct electricity in the molten state or aqueous solution and undergo chemical changes. Bukan elektrolit Non-electrolytes Bahan yang tidak boleh mengalirkan arus elektrik dalam semua keadaan. Substances that cannot conduct electricity in all states. Bahan Materials Pengekstrakan logam Extraction of metal Elektrolisis/ Electrolysis Bagi logam yang lebih reaktif daripada karbon. For metals that are more reactive than carbon. Penurunan oleh karbon/ Reduction by carbon Bagi logam yang kurang reaktif daripada karbon. For metals that are less reactive than carbon. Kepekatan larutan Concentration of solution Nilai E0 E0 value Jenis elektrod Type of electrode Faktor Factor
© Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) 4 Kimia Tingkatan 5 Bab 1 • Proses ini dijalankan di dalam relau bagas dengan memanaskan bijih besi atau hemamit, Fe2 O3 bersama dengan arang kok, C dan batu kapur, CaCO3 . This process is carried out in a blast furnace by heating up iron ore or hemamite, Fe2 O3 with coke, C and limestone, CaCO3 . 4 Walau bagaimanapun, logam yang lebih reaktif boleh mengekstrak logam yang kurang reaktif daripada logam oksidanya. Tindak balas ini membebaskan haba yang tinggi. However, the more reactive metal can extract the less reactive metal from its metal oxide. This reaction releases large amounts of heat. Pengaratan Rusting 1.6 1 Pengaratan besi ialah kakisan logam yang berlaku pada besi. Rusting of iron is a metal corrosion that occurs to iron. 2 Kakisan logam ialah tindak balas redoks, iaitu logam dioksidakan secara spontan apabila atom logam membebaskan elektron untuk membentuk ion logam. Corrosion of metal is a redox reaction where the metal is oxidised spontaneously when the metal atoms release electrons to form metal ions. 3 Semakin elektropositif suatu logam, semakin mudah logam itu akan terkakis. The more electropositive the metal is, the easier the metal to corrode. 4 Pengaratan besi ialah tindak balas redoks yang berlaku dengan kehadiran air dan oksigen. Oksigen bertindak sebagai agenpengoksidaan manakala besi bertindak sebagai agen penurunan. Rusting of iron is a redox reaction that occurs with the presence of water and oxygen. Oxygen acts as an oxidising agent while iron acts as a reducing agent. Fe (p/s) → Fe2+ (ak/aq) + 2e− 1 Atom ferum, Fe melepaskan elektron dan mengalami pengoksidaan untuk membentuk ion ferum(II), Fe2+. Iron atom, Fe loses electrons and undergoes oxidation to form iron(II) ions, Fe2+. O2 (g) + 2H2 O (ce/l) + 4e− → 4OH− (ak/aq) 2 Oksigen, O2 yang larut di dalam air menerima elektron dan mengalami penurunan untuk membentuk ion hidroksida, OH−. Oxygen, O2 that dissolves in water receives electrons and undergoes reduction to form hydroxide ion, OH−. Fe2+(ak/aq) + 2OH−(ak/aq) → Fe(OH)2 (p/s) 3 Ion ferum(II), Fe2+ bertindak balas dengan ion hidroksida, OH− untuk membentuk ferum(II) hidroksida, Fe(OH)2 . Ferum(II) hidroksida, Fe(OH)2 mengalami pengoksidaan berterusan oleh oksigen dan membentuk ferum(III) oksida terhidrat, Fe2 O3 . xH2 O (karat). Iron(II) ion, Fe2+ reacts with hydroxide ion, OH− to form iron(II) hydroxide, Fe(OH)2 . Iron(II) hydroxide, Fe(OH)2 undergoes continuous oxidation with oxygen and forms hydrated iron(III) oxide, Fe2 O3 .xH2 O (rust). Fe2 O3 .xH2 O Titisan air Water droplet Fe2+ e– O2 O2 e– Fe2+ Fe 1 2 3 1 3 2 5 Langkah untuk mencengah pengaratan besi: Steps to prevent rusting of iron: Penggunaan permukaan perlindungan Use of protective surface Perlindungan logam korban Sacrificial protection Pengaloian Alloying Mencegah pengaratan besi Prevention of rusting of iron VIDEO https://bit.ly/3TzrYCf Aktiviti Makmal Laboratory Activity
5 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1 1 Nyatakan maksud tindak balas redoks. TP 1 OP2 State the meaning of redox reaction. 2 (a) Tentukan perubahan nombor pengoksidaan bagi setiap unsur dalam tindak balas berikut. TP 2 OP3 Determine the change in the oxidation number for each element in the following reactions. (i) 2Mg (p/s) + O2 (g) → 2MgO (p/s) (ii) Zn (p/s) + Cu2+ (ak/aq) → Zn2+ (ak/aq) + Cu (p/s) (iii) 2Br− (ak/aq) + Cl2 (ak/aq) → Br2 (ak/aq) + 2Cl− (ak/aq) (iv) 2Fe2+ (ak/aq) + Br2 (ak/aq) → 2Fe3+ (ak/aq) + 2Br− (ak/aq) (v) C (p/s) + O2 (g) → CO2 (g) Buku teks: m.s 4 – 21 Pengoksidaan dan Penurunan Oxidation and Reduction 1.1
7 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1 2. Titiskan air bromin, Br2 sedikit demi sedikit sambil menggoncang tabung didih sehingga tiada lagi perubahan warna dapat diperhatikan. Using the dropper, add bromine water, Br2 while shaking the boiling tube until no further colour change can be observed. 3. Panaskan campuran di dalam tabung didih secara perlahan-lahan. Gently heat the mixture in the boiling tube. 4. Tambahkan larutan natrium hidroksida, NaOH ke dalam campuran untuk mengesahkan kehadiran ion ferum(III), Fe3+ yang terbentuk. Add sodium hydroxide, NaOH solution into the mixture to confirm the presence of iron(III) ion, Fe3+. 5. Rekodkan pemerhatian. Record all observations. Set II:Pertukaran ion ferum(III), Fe3+ kepada ion ferum(II), Fe2+ Conversion of iron(III) ion, Fe3+ to iron(II) ion, Fe2+ 1. Tuangkan 2 cm3 larutan ferum(III) klorida, FeCl3 0.5 mol dm−3 ke dalam sebuah tabung didih. Pour 2 cm3 of 0.5 mol dm-3 of iron(III) chloride solution, FeCl3 into a boiling tube. 2. Tambahkan setengah spatula serbuk magnesium, Mg ke dalam larutan itu. Add half a spatula of magnesium powder, Mg into the solution. 3. Panaskan campuran secara perlahan-lahan. Gently heat the mixture. 4. Turaskan campuran ke dalam sebuah tabung uji. Filter the mixture into a test tube. 5. Tambahkan larutan natrium hidroksida, NaOH ke dalam hasil turasan untuk mengesahkan kehadiran ion ferum(II), Fe2+. Add sodium hydroxide solution, NaOH into the filtrate to confirm the presence of iron(II) ion, Fe2+. 6. Rekodkan pemerhatian. Record all observations. Keputusan/Result: Bahan tindak balas Reactants Pemerhatian Observation Set I Set II Larutan ferum(II) sulfat, FeSO4 Iron(II) sulphate FeSO4 solution __ AW B1 E1.1 AW B2 ESUPERB SBP KIMIA TINGKATAN 5 Air bromin, Br2 Bromine water, Br2 Serbuk magnesium, Mg Magnesium powder, Mg Larutan ferum(III) klorida, FeCl3 Iron(III) chloride, FeCI3 solution
Keputusan/Result: Larutan Solution Logam Metal Mg(NO3 )2 Pb(NO3 )2 Cu(NO3 )2 Mg Pb Cu Perbincangan/Discussion: Tulis persamaan kimia bagi tindak balas yang berlaku. Write the chemical equation for the reaction that occurs. Larutan Solution Logam Metal Mg(NO3 )2 Pb(NO3 )2 Cu(NO3 )2 Mg Pb Cu ________________ ________________ 13 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1
Bahan/ Materials: Asid sulfurik, H2 SO4 1.0 mol dm-3, kepingan kuprum, Cu, kepingan magnesium, Mg kepingan besi, Fe dan kepingan aluminium, Al. 1.0 mol dm-3 sulphuric acid, H2 SO4 , copper plate, Cu, magnesium plate, Mg, iron plate, Fe and aluminium plate, Al. Radas/ Apparatus: Kertas pasir, voltmeter dan wayar penyambung dengan klip buaya dan bikar Sandpaper, voltmeter and connecting wire with crocodile clips and beaker Prosedur/ Procedure: 1. Tuangkan asid sulfurik ke dalam bikar sehingga separuh penuh. Pour sulphuric acid into the beaker until half full. 2. Bersihkan kepingan magnesium dan kuprum dengan menggunakan kertas pasir. Clean the magnesium and copper plates using sandpaper. 3. Celupkan kepingan kuprum dan magnesium ke dalam larutan dan sambungkan dengan wayar penyambung kepada voltmeter. Dip copper and magnesium plates into the solution and connect them with connecting wires to the voltmeter. 4. Rekodkan bacaan voltmeter. Record the voltmeter reading. 5. Ulang langkah 1-4 diulang dengan menggunakan kepingan besi dan kepingan aluminium bagi menggantikan kepingan magnesium. Repeat steps 1-4 using iron plate and aluminium plate to replace magnesium plate. Keputusan/Result: Perbincangan/Discussion: (a) Apakah definisi secara operasi bagi sel kimia? What is the operational definition for voltaic cell? Pasangan logam Pairs of metal Beza keupayaan (V) Potential difference (V) Mg-Cu Fe-Cu Al-Cu _____ _____ _____ Asid sulfurik, H2 SO4 Sulphuric acid, H2 SO4 Kepingan kuprum, Cu Copper plate, Cu Kepingan magnesium, Mg Magnesium plate, Mg © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) 16 Kimia Tingkatan 5 Bab 1
17 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1 Buku teks: m.s 31 – 47 Sel Elektrolisis Electrolytic Cell 1.4 1 Tandakan (✓) bagi elektrolit dan (✗) bagi bukan elektrolit. TP 1 OP2 Mark (✓) for electrolytes and (✗) for non-electrolytes. (a) Cecair heksana, C6 H14 Liquid hexane, C6 H14 (b) Leburan plumbum(II) bromida, PbBr2 Molten lead(II) bromide, PbBr2 (c) Larutan kuprum(II) klorida, CuCl2 Copper(II) chloride solution, CuCl2 (d) Cecair etanol, C2 H5 OH Liquid ethanol, C2 H5 OH (e) Leburan zink oksida, ZnO Molten zinc oxide, ZnO (f) Leburan magnesium klorida, MgCl2 Molten magnesium chloride, MgCl2 (b) Ramalkan beza keupayaan jika kuprum digantikan dengan argentum dalam tindak balas. Predict the potential difference if copper is replaced by silver in the reaction. (c) Tuliskan setengah persamaan pengoksidaan bagi ketiga-tiga set eksperimen. Write half equation for oxidation in three sets of experiment.
© Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) 18 Kimia Tingkatan 5 Bab 1 2 Lengkapkan jadual di bawah. TP 1 OP2 Complete the table below. (a) Elektrolisis leburan zink klorida, ZnCl2 menggunakan elektrod karbon. Electrolysis of molten zinc chloride, ZnCl2 using carbon electrodes. Elektrolit Electrolyte Leburan zink klorida, ZnCl2 Molten zinc chloride, ZnCl2 (i) Ion-ion di dalam elektrolit Ions in electrolyte Kation / Cation Anion / Anion Elektrod / Electrode Anod / Anode (C) Katod / Cathode (C) (ii) Ion yang bergerak ke arah elektrod Ions that move towards electrodes (iii) Setengah persamaan Half equation (iv) Pemerhatian Observation (v) Hasil tindak balas Products (vi) Jenis tindak balas Type of reaction (b) Elektrolisis leburan aluminium oksida, Al2 O3 menggunakan elektrod karbon. Electrolysis of molten aluminium oxide, Al2 O3 using carbon electrodes. Elektrolit Electrolyte Leburan aluminium oksida, Al2 O3 Molten aluminium oxide, Al2 O3 (i) Ion-ion di dalam elektrolit Ions in electrolyte Kation / Cation Anion / Anion Elektrod / Electrode Anod / Anode (C) Katod / Cathode (C) (ii) Ion yang bergerak ke arah elektrod Ions that move towards electrodes (iii) Setengah persamaan Half equation (iv) Pemerhatian Observation (v) Hasil tindak balas Products (vi) Jenis tindak balas Type of reaction
19 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1 (c) Elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat, CuSO4 menggunakan elektrod karbon. Electrolysis of copper(II) sulphate solution, CuSO4 using carbon electrodes. Elektrolit Electrolyte Larutan kuprum(II) sulfat, CuSO4 0.1 mol dm−3 0.1 mol dm−3 copper(II) sulphate solution, CuSO4 (i) Ion-ion di dalam elektrolit Ions in electrolyte Kation / Cation Anion / Anion Elektrod / Electrode Anod / Anode (C) Katod / Cathode (C) (ii) Ion yang bergerak ke arah elektrod Ions that move towards electrodes (iii) Pemilihan ion untuk dinyahcaskan Selective discharge of ions (iv) Sebab ion dinyahcaskan Reason for discharge of ions (v) Setengah persamaan Half equation (vi) Pemerhatian Observation (vii) Hasil tindak balas Products (viii) Jenis tindak balas Type of reaction (d) Elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat, CuSO4 menggunakan elektrod kuprum. Electrolysis of copper(II) sulphate solution, CuSO4 using copper electrodes. Elektrolit Electrolyte Larutan kuprum(II) sulfat, CuSO4 0.1 mol dm−3 0.1 mol dm−3 copper(II) sulphate solution, CuSO4 (i) Ion-ion di dalam elektrolit Ions in electrolyte Kation / Cation Anion / Anion Elektrod / Electrode Anod / Anode (Cu) Katod / Cathode (Cu) (ii) Ion yang bergerak ke arah elektrod Ions that move towards electrodes (iii) Pemilihan ion untuk dinyahcaskan Selective discharge of ions (iv) Sebab ion dinyahcaskan Reason for discharge of ions (v) Setengah persamaan Half equation
25 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1 4. Hidupkan suis untuk melengkapkan litar dan biarkan selama beberapa minit. Turn on the switch to complete the circuit and leave aside for a few minutes. 5. Perhatikan dan rekodkan perubahan yang berlaku pada anod. Observe and record any changes that occur at the anode. 6. Ulang langkah 1 − 5 dengan menggunakan asid hidroklorik, HCl 0.0001 mol dm−3. Repeat steps 1 − 5 using 0.0001 mol dm−3 of hydrochloric acid, HCl. 7. Rekodkan pemerhatian. Record your observations. Keputusan/ Result: Elektrolit Electrolyte Pemerhatian/ Observations Anod/ Anode Asid hidroklorik 1.0 mol dm-3 1.0 mol dm-3 hydrochloric acid Asid hidroklorik 0.0001 mol dm-3 0.0001 mol dm-3 hydrochloric acid Perbincangan/ Discussion: Bagi setiap 1.0 mol dm-3 dan 0.0001 mol dm-3 asid hidroklorik, HCl: For each 1.0 mol dm-3 and 0.0001 mol dm-3 of hydrochloric acid, HCl: (a) namakan hasil yang terbentuk di anod semasa elektrolisis. Terangkan jawapan anda. name the products formed at the anode during electrolysis. Explain your answer. (b) tulis setengah persamaan untuk menunjukkan pembentukan hasil pada anod semasa elektrolisis. write the half equations to show the formation of the products at the anode during electrolysis. Elektrolit Electrolyte Hasil di anod dan penerangan Products in anode and explanation Setengah persamaan Half equation Asid hidroklorik 1.0 mol dm-3 1.0 mol dm-3 hydrochloric acid Elektrod karbon Carbon electrode Elektrod karbon Carbon electrode Asid hidroklorik, HCl 1.0 mol dm-3 1.0 mol dm-3 hydrochloric acid, HCl
27 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1 2. Celupkan elektrod karbon di dalam elektrolit. Dip the carbon electrode in the electrolytes. 3. Sambungkan elektrod karbon kepada suis, ammeter dan bateri dengan wayar penyambung. Connect the carbon electrode to the switch, ammeter and battery with connecting wires. 4. Hidupkan suis untuk melengkapkan litar dan biarkan selama beberapa minit. Turn on the switch to complete the circuit and leave it for a few minutes. 5. Perhatikan dan rekodkan perubahan yang berlaku pada anod. Observe and record the changes occurs at the anode. 6. Ulang langkah 1 − 5 dengan menggunakan elektrod kuprum bagi menggantikan elektrod karbon. Repeat steps 1 − 5 using copper electrode to replace the carbon electrode. 7. Rekodkan pemerhatian. Record observations. Keputusan/ Result: Elektrod Electrode Pemerhatian Observations Karbon Carbon Kuprum Copper Perbincangan/ Discussion: Bagi setiap elektrod yang digunakan di anod: For each electrodes used at anode: (a) namakan hasil yang terbentuk di anod semasa elektrolisis. Terangkan jawapan anda. name the products formed at the anode during electrolysis. Explain your answer. (b) tulis setengah persamaan untuk menunjukkan pembentukan hasil pada anod semasa elektrolisis. write the half equations to show the formation of the products at the anode during electrolysis. Elektrod di Anod Electrode at Anode Hasil di anod dan penerangan Product at anode and explanation Setengah persamaan Half equation Karbon Carbon Elektrod karbon Carbon electrode Larutan kuprum(II) sulfat, CuSO4 1.0 mol dm-3 1.0 mol dm-3 copper(II) sulphate solution, CuSO4
Kuprum Copper EKSPERIMEN 1.6 Tujuan/ Aim: Mengkaji penyaduran sudu besi dengan kuprum. To study the electroplating of an iron spoon with copper. Bahan/ Materials: Larutan kuprum(II) sulfat, CuSO4 1.0 mol dm−3, sudu besi, kepingan kuprum dan kertas pasir. 1.0 mol dm−3 of copper(II) sulphate, CuSO4 solution, iron spoon, copper plate and sandpaper. Radas/ Apparatus: Bikar, bateri, wayar penyambung dengan klip buaya, ammeter, suis dan reostat. Beaker, battery, connecting wires with crocodile clips, ammeter, switch and rheostat. Prosedur/Procedure: 1. Gosok kepingan kuprum dan sudu besi dengan kertas pasir. Clean the copper plate and iron spoon with sandpaper. 2. Tuangkan larutan kuprum(II) sulfat, CuSO4 1.0 mol dm−3 ke dalam bikar sehingga separuh penuh. Pour 1.0 mol dm−3 of copper(II) sulphate, CuSO4 solution into a beaker until half full. 3. Sambungkan sudu besi kepada terminal negatif bateri dan kepingan kuprum disambung ke terminal positif bateri dengan menggunakan wayar penyambung. Connect the iron spoon to the negative terminal of the battery and the copper plate to the positive terminal of the battery using the connecting wires. 4. Sudu besi dan kepingan kuprum dicelup ke dalam larutan kuprum(II) sulfat, CuSO4 1.0 mol dm−3. Dip the iron spoon and copper plate into the 1.0 mol dm−3 of copper(II) sulphate, CuSO4 solution. 5. Hidupkan suis dan laraskan arus elektrik kepada 0.2 A dengan menggunakan reostat. Turn on the switch and adjust the current flow to 0.2 A using the rheostat. 6. Tutup suis selepas 30 minit. Turn off the switch after 30 minutes. 7. Rekodkan pemerhatian. Record your observation. Logam S Metal S Sudu besi Iron spoon Larutan S nitrat S nitrate solution A Kimia Tingkatan 5 Bab 1 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) 28
29 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1 Keputusan/ Result: Elektrod Electrode Pemerhatian Observation Anod Anode Katod Cathode Perbincangan/ Discussion: (a) Terangkan tindak balas redoks di anod dan katod. Explain the redox reaction at anode and cathode. (b) Terangkan perubahan warna larutan kuprum(II) sulfat. Explain the colour changes of copper(II) sulphate solution.
Radas/ Apparatus: Tabung uji, rak tabung uji dan kertas pasir. Test tubes, test tube rack and sandpaper. Prosedur/ Procedure: 1. Labelkan lima tabung uji P, Q, R, S dan T. Label five test tubes P, Q, R, S and T. 2. Gosok lima paku besi, pita magnesium, Mg, jalur stanum, Sn, jalur zink, Zn, dan jalur kuprum, Cu, dengan kertas pasir. Using sandpaper, clean five iron nails, magnesium ribbon, Mg, tin strip, Sn, zinc strip, Zn and copper strip, Cu. 3. Lilit empat paku besi masing-masing dengan pita magnesium, jalur stanum, jalur zink dan jalur kuprum. Coil four iron nails, each nail with magnesium ribbon, zinc strip, tin strip and copper strip respectively. 4. Masukkan setiap pasang logam ke dalam tabung uji P, Q, R dan S. Paku besi yang tidak dililit dengan sebarang logam dimasukkan ke dalam tabung uji T. Put each nail coiled with metal into test tubes P, Q, R and S respectively. The nail with no metal coil is placed into test tube T. 5. Tuangkan campuran agar-agar panas, larutan kalium heksasianoferat(III), K3 Fe(CN)6 dan fenolftalein ke dalam setiap tabung uji sehingga paku besi ditenggelamkan sepenuhnya. Pour hot agar mixture containing potassium hexacyanoferrate(III) solution, K3 Fe(CN)6 and phenolphthalein into each test tube until the nails are completely immersed. 6. Letakkan semua tabung uji ke dalam rak tabung uji dan biarkan selama sehari. Place all test tubes on the test tube rack and leave aside for one day. 7. Rekodkan pemerhatian. Record your observations. Keputusan/ Result: Tabung uji Test tube Logam yang bersentuhan dengan paku besi Metal in contact with iron nail Pemerhatian Observation P Magnesium Q Stanum Tin R Zink Zinc Agar-agar panas + fenolftalein + larutan kalium heksasianoferat(III), K3 Fe(CN)6 Hot agar + phenolphthalein + potassium hexacyanoferrate(III), K3 Fe(CN)6 Paku besi Iron nail Logam Metal 33 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1
S Kuprum Copper T − Perbincangan/ Discussion: (a) Apakah fungsi tabung uji T? What is the purpose test tube T? (b) Apakah fungsi larutan kalium heksasionaferat(III)? What is the function of potassium hexacyanoferrate(III) solution? (c) Apakah fungsi larutan fenolftalein? What is the function of phenolphthalein solution? (d) Terangkan pemerhatian bagi pemerhatian dalam tabung uji P dan S. Explain the observations for the observations in test tubes P and S. Kimia Tingkatan 5 Bab 1 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) 34
(d) Bahan yang manakah mengalami pengoksidaan? Which substance undergoes oxidation? [1 markah/mark] (e) Selepas 20 minit, After 20 minutes, (i) nyatakan pemerhatian pada elektrod kuprum. state the observation at copper electrode. [1 markah/mark] (ii) tuliskan setengah persamaan bagi tindak balas yang berlaku. write the half equation for the reaction occurred. [1 markah/mark] (f) Hitungkan nilai voltan bagi sel itu. Calculate the voltage of the cell. E0 = −0.76 E0 = +0.34 Zn2+ + 2e− ⇌ Zn Cu2+ + 2e− ⇌ Cu [1 markah/mark] (g) Cadangkan satu logam yang sesuai untuk menggantikan elektrod zink bagi menghasilkan nilai voltan yang lebih tinggi. Suggest a suitable metal to replace zinc electrode in order to get a higher voltage. [1 markah/mark] © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) 42 Kimia Tingkatan 5 Bab 1
Bahagian C 3 (a) Rajah 3 menunjukkan susunan radas bagi dua jenis sel yang berlainan. Diagram 3 shows the apparatus set up for two different types of cells. Sel P / Cell P Sel Q / Cell Q V V Rajah 3 Diagram 3 Berdasarkan Rajah 3, nyatakan dua persamaan dan perbezaan bagi kedua-dua sel. Based on Diagram 3, state two similarities and differences for both cells. [4 markah/marks] (b) Jadual 3 menunjukkan pemerhatian bagi dua sel elektrolisis. Table 3 shows the observations for two electrolysis cells. Sel Cell Elektrod Electrode Pemerhatian pada elektrod Observation at electrodes Anod / Anode Katod / Cathode Anod / Anode Katod / Cathode J Karbon Carbon Karbon Carbon Gas tidak berwarna dibebaskan Colourless gas is released Pepejal perang terbentuk Brown solid is formed K Kuprum Copper Kuprum Copper Elektrod menjadi nipis Electrode becomes thinner Elektrod menjadi tebal Electrode becomes thicker Jadual 3 Table 3 (i) Berdasarkan Jadual 3, terangkan perbezaan pemerhatian bagi Sel J dan Sel K. Based on Table 3, explain the differences in the observations of Cell J and Cell K. [8 markah/marks] (ii) Dengan menggunakan elektrolit yang sesuai, huraikan satu eksperimen yang boleh dijalankan bagi memperoleh pemerhatian seperti di dalam Jadual 3. Huraian anda haruslah mengandungi perkara berikut: By using a suitable electrolyte, describe an experiment that can be carried out to obtain the observations as in Table 3. Your description should include the following: • Susunan radas bagi Sel J / Apparatus set up for Cell J • Prosedur / Procedure [8 markah/marks] 43 © Penerbit Mahir Sdn. Bhd. (183897-P) Kimia Tingkatan 5 Bab 1
9 Semenanjung Malaysia (WM) Sabah & Sarawak (EM) : RM14.90 : RM15.90 MODUL & AKTIVITI SUPERB 2.0 SBP KIMIA TINGKATAN 5 Siri SUPERB 2.0 SBP (Sekolah Berasrama Penuh) ialah buku yang berformatkan modul dan aktiviti yang digubal oleh kumpulan Panel Guru Pakar dan Guru Cemerlang mata pelajaran SBP. Kandungan modul ini ditulis selaras dengan hasrat Kementerian Pendidikan Malaysia yang ingin memperkasakan Pentaksiran Berasaskan Sekolah (PBS) melalui kaedah Pentaksiran Bilik Darjah (PBD). Latihan dan aktiviti yang dihasilkan selaras dengan buku teks dan Dokumen Standard Kurikulum dan Pentaksiran (DSKP) yang mengandungi Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT), Pembelajaran dan Pemudahcaraan (PdPc) Abad Ke-21, peta pemikiran dan Sains, Teknologi, Kejuruteraan & Matematik (STEM). Semua elemen ini bertujuan meningkatkan tahap kemahiran murid menguasai setiap topik yang dipelajari. Kandungan modul ini turut dilengkapi dengan bahan-bahan yang dimuat naik dalam kod QR seperti video, audio, bahan interaktif serta jawapan. Siri ini dapat memberikan manfaat kepada murid sebagai pemangkin kecemerlangan pada masa hadapan. 2.0 SEKOLAH BERASRAMA PENUH MODUL & AKTIVITI SUBJEK TINGKATAN TINGKATAN Judul-judul dalam siri ini: Bahasa Melayu English Matematik Sejarah Pendidikan Islam Fizik Kimia Biologi KIMIA DWIBAHASA 9 786294 710832 ISBN 978-629-471-083-2