STUDY Sains Tingkatan studymaniaRujukan lengkap Ringkas . Padat . Komprehensif MANIA zainuddin haji julai SAINSSPM Berwarna! Halaman 4&5 Tingkatan4&5
ii TINGKATAN 4 LANGKAH KESELAMATAN DI DALAM MAKMAL UNIT 1 1.1 Peralatan Perlindungan Diri 1 1.2 Pembuangan Bahan Sisa 4 1.3 Pemadam Kebakaran 7 BANTUAN KECEMASAN UNIT 2 2.1 Resusitasi Kardiopulmonari (Cardiopulmonary Resuscitation, CPR) 11 2.2 Heimlich Manoeuvre 13 TEKNIK MENGUKUR PARAMETER KESIHATAN BADAN UNIT 3 3.1 Suhu Badan 16 3.2 Kadar Denyutan Nadi 18 3.3 Tekanan Darah 21 3.4 Indeks Jisim Badan (Body Mass Index, BMI) 23 TEKNOLOGI HIJAU DALAM MELESTARIKAN ALAM UNIT 4 4.1 Kelestarian Alam Sekitar 25 4.2 Sektor Tenaga 28 4.3 Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa 31 4.4 Sektor Pertanian dan Perhutanan 34 4.5 Sektor Pengangkutan 35 4.6 Teknologi Hijau dan Kehidupan 37 GENETIK UNIT 5 5.1 Pembahagian Sel 38 5.2 Pewarisan 44 5.3 Mutasi 49 5.4 Teknologi Kejuruteraan Genetik 56 5.5 Variasi 58 SOKONGAN, PERGERAKAN DAN PERTUMBUHAN UNIT 6 6.1 Sokongan, Pergerakan dan Pertumbuhan Haiwan 62 6.2 Pergerakan dan Pertumbuhan Manusia 72 6.3 Sokongan Pertumbuhan dan Kestabilan dalam Tumbuhan 77 KOORDINASI BADAN UNIT 7 7.1 Sistem Endokrin Manusia 81 7.2 Gangguan kepada Koordinasi Badan 85 7.3 Minda yang Sihat 90 UNSUR DAN BAHAN UNIT 8 8.1 Asas Jirim 93 8.2 Jadual Berkala Unsur Moden 95 8.3 Isotop 99 KIMIA INDUSTRI UNIT 9 9.1 Aloi 101 9.2 Kaca dan Seramik 106 9.3 Polimer 107 KIMIA DALAM PERUBATAN DAN KESIHATAN UNIT 10 10.1 Perubatan Tradisional, Perubatan Moden dan Perubatan Komplementari 113 KANDUNGAN
16 3.1 Suhu Badan 1 Suhu badan ialah darjah kepanasan dan kesejukan badan kita. 2 Peningkatan dan penurunan suhu badan menandakan bahawa badan kita mengalami masalah kesihatan. 3 Adalah perlu untuk kita memastikan suhu badan kita berada dalam julat suhu normal supaya badan kita berfungsi pada tahap yang optimum. 4 Suhu badan manusia yang normal ialah 36.9°C. 5 Hipotalamus pada otak berfungsi untuk mengawal suhu badan. 6 Suhu badan dapat diukur menggunakan termometer. Jenis- jenis Termometer Termometer klinik 1 Digunakan untuk menyukat suhu badan dalam julat 35 °C hingga 42 °C. 2 Dapat menyukat suhu dengan kejituan 0.1 °C. 3 5 3 6 3 8 4 0 4 2 3 7 3 9 4 1 o C Termometer makmal 1 Digunakan untuk menyukat suhu cecair dalam julat -10 °C hingga 110 °C. 2 Dapat menyukat suhu dengan kejituan 1 °C. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 -10 oC Termometer rektal 1 Digunakan untuk menyukat suhu badan melalui dubur. 2 Digunakan untuk bayi yang berumur kurang daripada 3 bulan. Termometer inframerah 1 Digunakan untuk menyukat suhu badan tanpa bersentuhan dengan badan. 2 Menggunakan teknologi pengesanan inframerah. Mengukur Suhu Badan Menggunakan Teknik yang Betul Termometer klinik 1 Termometer hendaklah dikibas-kibaskan sehingga bacaan berada di bawah 35 °C sebelum digunakan. 2 Selepas itu, letakkan termometer itu di bawah ketiak atau di dalam mulut selama 2 hingga 3 minit. 3 Sekiranya termometer yang digunakan adalah termometer klinik digital, bunyi ‘Bip’ akan kedengaran. 4 Keluarkan termometer dan rekodkan bacaan suhu. 5 Termometer ini mempunyai pencerutan. TEKNIK MENGUKUR PARAMETER KESIHATAN BADAN BAB 3 Tingkatan 4
17 BAB 3Tingkatan 4 6 Pencerutan ini bertujuan supaya merkuri tidak turun dengan cepat apabila dikeluarkan dari mulut atau ketiak supaya sukatan yang diambil adalah lebih tepat. Rajah 3.1 Pencerutan pada termometer klinik Termometer makmal 1 Termometer makmal tidak mempunyai pencerutan pada turus merkuri. 2 Ini menyebabkan termometer makmal tidak sesuai digunakan untuk menyukat suhu badan. 3 Apabila termometer dikeluarkan daripada bahagian mulut atau ketiak, bacaan suhu akan turun dengan cepat dan ini menyebabkan bacaan suhu badan tidak tepat. 4 Sekiranya menggunakan termometer makmal untuk menyukat suhu badan, bacaan suhu perlu diambil ketika termometer masih di dalam mulut atau di bawah ketiak untuk memastikan bacaan yang lebih tepat. 5 Semasa mengambil bacaan suhu cecair, kedudukan mata hendaklah selari dengan meniskus merkuri di dalam termometer. Termometer rektal 1 Termometer rektal digunakan pada bayi yang berumur kurang daripada 3 bulan. 2 Muncung termometer hendaklah dibersihkan menggunakan alkohol terlebih dahulu. 3 Sapukan jeli petroleum pada muncung termometer untuk memudahkan termometer dimasukkan ke dalam dubur bayi. 4 Angkat kaki bayi dan masukkan termometer ke dalam dubur bayi kirakira 1.5 − 2.5 cm. 5 Tunggu sehingga termometer mengeluarkan bunyi ‘Bip’. 6 Rekodkan bacaan suhu. Termometer inframerah 1 Termometer inframerah lebih selamat digunakan kerana digunakan tanpa bersentuhan dengan individu. 2 Termometer diarahkan pada jarak kirakira 5 cm pada individu yang hendak diambil bacaan suhunya. 3 Rekodkan bacaan suhu. 4 Termometer inframerah tidak memancarkan radiasi dan cepat menunjukkan bacaan suhu. Menginterpretasi Suhu Badan 1 Suhu badan normal manusia ialah 36.9°C. 2 Peningkatan atau penurunan suhu badan menunjukkan badan seseorang tidak sihat. 3 Faktor-faktor yang menyebabkan suhu badan melebihi normal: (a) Jangkitan Jangkitan daripada virus dan bakteria akan menyebabkan sistem imun badan menjadi aktif dan seterusnya menghasilkan sejenis bahan biokimia yang mengakibatkan suhu badan meningkat melebihi normal. (b) Terdedah kepada keadaan panas melampau Situasi yang menyebabkan keadaan panas melampau ialah seperti strok haba dan selaran matahari yang melampau. Hal ini menyebabkan suhu badan meningkat melebihi normal. (c) Senaman Senaman berat juga menyebabkan suhu badan meningkat melebihi normal disebabkan oleh peningkatan kadar metabolisme badan. 4 Suhu badan yang melebihi 37 °C, boleh dikategorikan sebagai demam. 5 Keadaan sejuk yang melampau juga boleh menyebabkan suhu badan kurang daripada normal dan boleh membawa maut. 35 Pencerutan
20 BAB 3Tingkatan 4 2 Ambil bacaan denyutan nadi setiap murid dalam masa 1 minit seperti pada Rajah 3.4. Seorang murid memegang jam randik dan menjaga masa. 3 Catat bacaan denyutan nadi setiap murid dalam masa seminit. 4 Kumpulkan bacaan denyutan nadi semua murid lelaki dan perempuan di dalam kelas. 5 Kira purata denyutan nadi mengikut jantina dan rekodkannya di dalam jadual. Keputusan Jantina murid Kadar denyutan nadi (bpm) Lelaki 74 Perempuan 81 Perbincangan 1 Kadar denyutan nadi murid lelaki dan perempuan diambil dalam tempoh masa yang sama iaitu selama 1 minit. Kadar denyutan nadi murid lelaki dan perempuan juga harus diambil untuk umur yang sama. Murid lelaki dan perempuan juga dikehendaki melakukan aktiviti yang sama. Kadar denyutan nadi yang telah diambil menunjukkan bahawa kadar denyutan nadi murid perempuan adalah lebih tinggi daripada lelaki. 2 Hal ini adalah kerana perempuan mempunyai saiz jantung yang lebih kecil berbanding lelaki. Ini menyebabkan jantung perempuan perlu mengepam darah pada kadar yang lebih tinggi daripada jantung lelaki. Kadar denyutan nadi lelaki lebih rendah daripada perempuan kerana saiz dan isi padu jantung lelaki lebih besar. Kesimpulan Hipotesis diterima. Perempuan mempunyai kadar denyutan nadi lebih tinggi berbanding dengan lelaki. B: Kadar denyutan nadi manusia berdasarkan umur Tujuan Menyiasat kesan umur ke atas kadar denyutan nadi manusia. Pernyataan masalah Adakah kadar denyutan nadi manusia berbeza mengikut umur? Hipotesis Semakin meningkat umur seseorang, semakin rendah kadar denyutan nadinya. Pemboleh ubah (a) dimanipulasikan: Umur (b) bergerak balas: Kadar denyutan nadi (c) dimalarkan: Tempoh masa, jantina dan jenis aktiviti fizikal Radas Jam randik Prosedur 1 Jalankan aktiviti ini dalam kumpulan. 2 Ambil bacaan kadar denyutan nadi salah seorang murid dalam kumpulan. Salah seorang murid yang lain memegang jam randik dan menjaga masa. 3 Catat bacaan kadar denyutan nadi dalam masa seminit. 4 Ulang langkah 2 dan 3 dengan guru dan pembantu makmal. 5 Pastikan jantina murid yang diukur nadinya sama dengan guru dan pembantu makmal. Keputusan Sampel Umur Kadar denyutan nadi (bpm) Murid 16 78 Guru 33 75 Pembantu makmal 42 69 Perbincangan 1 Faktor yang ditetapkan dalam eksperimen ini ialah tempoh masa, jantina dan jenis aktiviti fizikal. Bacaan kadar denyutan nadi diambil dalam masa 1 minit. Jantina murid, guru dan pembantu makmal ditetapkan iaitu lelaki. Jenis aktiviti yang dipilih ialah dalam keadaan berehat. 2 Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa pembantu makmal mempunyai kadar denyutan nadi yang lebih rendah berbanding murid. Kesimpulan Hipotesis diterima. Semakin meningkat umur seseorang, semakin rendah kadar denyutan nadinya.
21 BAB 3Tingkatan 4 3.3 Tekanan Darah Alat Mengukur Tekanan Darah 1 Tekanan darah ialah tekanan yang dikenakan oleh darah pada dinding salur darah semasa peredaran darah. 2 Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan darah ialah sfigmomanometer. 3 Unit untuk mengukur tekanan darah ialah milimeter merkuri dan simbolnya ialah mmHg. 4 Terdapat dua jenis sfigmomanometer iaitu sfigmomanometer analog dan sfigmomanometer digital. SYS DIA PULSE START STOP Blood pressure meter Rajah 3.5 Sfigmomanometer digital Rajah 3.6 Sfigmomanometer analog C: Kadar denyutan nadi manusia berdasarkan aktiviti fizikal Tujuan Menyiasat kesan aktiviti fizikal ke atas kadar denyutan nadi manusia. Pernyataan masalah Adakah kadar denyutan nadi manusia berbeza mengikut jenis aktiviti fizikal? Hipotesis Semakin lasak aktiviti fizikal yang dilakukan, semakin tinggi kadar denyutan nadi. Pemboleh ubah (a) dimanipulasikan: Jenis aktiviti fizikal (b) bergerak balas: Kadar denyutan nadi (c) dimalarkan: Tempoh masa, umur dan jantina Radas Jam randik Prosedur 1 Aktiviti ini boleh dilakukan secara individu atau dalam kumpulan. 2 Ambil bacaan denyutan nadi di pergelangan tangan selepas berehat selama 2 minit. 3 Ulangi langkah 2 dengan mengambil bacaan nadi selepas berjalan dan berlari. 4 Ambil bacaan nadi murid tersebut selama satu minit selepas selesai melakukan setiap aktiviti. 5 Pastikan murid yang diambil denyutan nadi itu berehat 5 minit sebelum memulakan aktiviti seterusnya. 6 Rekodkan bacaan nadi di dalam jadual. Keputusan Jenis aktiviti fizikal Kadar denyutan nadi (bpm) Berehat 72 Berjalan 93 Berlari 115 Perbincangan Aktiviti fizikal yang cergas akan meningkatkan kadar denyutan nadi. Ini kerana otot memerlukan lebih oksigen, maka jantung akan mengepam dan berdegup dengan lebih cepat untuk mengangkut bekalan oksigen yang mencukupi ke seluruh badan. Kesimpulan Hipotesis diterima. Semakin lasak aktiviti fizikal yang dilakukan, semakin bertambah kadar denyutan nadi.
22 BAB 3Tingkatan 4 5 Sfigmomanometer yang digunakan oleh pengamal perubatan di hospital dan klinik bersama-sama dengan stetoskop merupakan alat terbaik berdasarkan piawaian yang tepat dalam mengukur bacaan tekanan darah. Rajah 3.7 Stetoskop 6 Sfigmomanometer digital boleh digunakan untuk memantau bacaan tekanan darah di rumah. Mengukur dan Merekod Tekanan Darah M 1 SYS DIA PUL SET MEM ON/OFF Bacaan tekanan darah ditulis seperti berikut 120/80 mmHg 120 Tekanan sistolik 80 Tekanan diastolik Rajah 3.8 Bacaan tekanan darah 1 Tekanan sistolik ialah tekanan yang dikenakan pada dinding salur darah semasa otot jantung mengecut. 2 Tekanan diastolik ialah tekanan yang dikenakan pada dinding salur darah apabila otot jantung berehat iaitu antara denyutan jantung. 3 Kedua-dua tekanan ini dinyatakan dalam milimeter merkuri (mmHg) kerana merkuri telah digunakan dalam tolok tekanan pertama yang mengukur dengan tepat dan masih digunakan sebagai unit piawai pengukuran tekanan dalam perubatan. Sistol Diastol Rajah 3.9 Mengukur tekanan darah 4 Pengukuran tekanan darah direkodkan sebagai sistolik/ diastolik (disebut sistolik per diastolik) 5 Tekanan darah paling sesuai diambil semasa rehat sama ada dalam keadaan duduk atau baring. 6 Tekanan darah normal bagi seorang dewasa ialah 120/80 mmHg. Bacaan Tekanan Darah 1 Pengukuran tekanan darah perlu dilakukan secara berkala supaya tahap kesihatan badan dapat dikenal pasti. 2 Individu yang mempunyai penyakit tekanan darah tinggi atau hipertensi akan menunjukkan bacaan tekanan darah yang tinggi dan berterusan. 203 119 81 Rajah 3.10 Bacaan tekanan darah tinggi peringkat 3 3 Bacaan tekanan darah yang rendah dan berlarutan menunjukkan anda mungkin mengalami penyakit tekanan darah rendah. Kategori tekanan darah Tekanan sistolik (mmHg) Tekanan diastolik (mmHg) Optimum Kurang daripada 120 Kurang daripada 80
23 BAB 3Tingkatan 4 Normal 120 − 129 80 − 84 Berisiko 130 − 139 85 −89 Tekanan darah tinggi peringkat 1 140 − 159 90 − 99 Tekanan darah tinggi peringkat 2 160 − 179 100 − 109 Tekanan darah tinggi peringkat 3 180 dan ke atas 110 dan ke atas Jadual 3.2 Klasifikasi bacaan tekanan darah orang dewasa 4 Pemeriksaan perubatan berkala perlu dilakukan oleh pesakit tekanan darah tinggi kerana penyakit ini tidak menunjukkan tanda-tanda yang jelas. 5 Sekiranya penyakit ini tidak dikawal dengan baik, masalah kesihatan yang lain akan timbul seperti penyakit jantung dan penyakit strok. 6 Bacaan tekanan darah seseorang individu yang melebihi 140/90 mmHg tiga hari berturut-turut secara berterusan dikatakan mengalami tekanan darah tinggi. 3.4 Indeks Jisim Badan (Body Mass Index, BMI) Mengira dan Menentukan Indeks Jisim Badan 1 Indeks Jisim Badan atau lebih dikenali sebagai BMI (Body Mass Index) ialah ukuran jisim badan berbanding dengan ketinggian. 2 BMI boleh dikira menggunakan rumus. Formula BMI BMI = Jisim badan (kg) (Ketinggian)2 (m2) 3 Keputusan BMI boleh dirujuk menggunakan Carta Indeks Jisim Badan untuk menentukan tahap jisim badan seseorang. Contoh: Berat badan = 60 kg Tinggi badan = 1.70 m BMI = 60 kg 1.70 m × 1.70 m = 60 2.89 = 20.76 Kurang dari 18.5 = Kekurangan berat badan 18.5 – 24.9 = Normal 25.9 – 29.9 = Lebih berat badan 30.0 ke atas = Obes Rajah 3.11 Carta indeks jisim badan 4 Kepentingan mengetahui nilai BMI ialah BMI merupakan satu cara untuk menentukan sama ada kita mengalami masalah jisim badan atau tidak. 5 Faktor-faktor yang menyebabkan seseorang itu mengalami jisim badan berlebihan: (a) Tabiat makan yang tidak sihat seperti makan berlebihan (b) Makan makanan yang mengandungi minyak dan karbohidrat yang tinggi (c) Kurang melakukan aktiviti fizikal seperti bersukan dan bersenam 6 Jisim badan berlebihan akan berlaku apabila anda makan banyak, lebih daripada apa yang boleh dibakar oleh badan anda. 7 Kalori yang lebih ini akan disimpan sebagai lemak. 8 Jisim badan berlebihan dan kegemukan atau obesiti akibat daripada pengambilan kalori yang berlebihan tidak akan berlaku dalam beberapa hari atau minggu. 9 Selalunya ia akan terkumpul dan tersimpan selama beberapa bulan dan tahun. 10 Seseorang yang mempunyai BMI dalam kategori jisim badan normal mempunyai jangka hayat yang lebih tinggi. Kuiz
BAB 5Tingkatan 5 222 Penyulingan Berperingkat Petroleum 1 Petroleum merupakan campuran hidrokarbon yang berwarna pekat hitam dan diasingkan melalui proses penyulingan berperingkat. 2 Petroleum dapat diasingkan kepada pecahan-pecahan kerana setiap pecahan mempunyai takat didih yang berbeza. < 30°C 40°C – 75°C 75°C – 150°C 150°C – 230°C 230°C – 250°C 250°C – 300°C 300°C – 350°C >350°C 1 Gas petroleum digunakan untuk pemanasan 5 Diesel digunakan sebagai bahan api untuk bas dan teksi 3 Nafta digunakan untuk membuat pelarut, racun perosak dan bahan bahan asas dalam industri petrokimia 2 Petrol digunakan sebagai bahan api di loji penapisan minyak dan untuk kegunaan kereta 4 Kerosin digunakan sebagai bahan api kapal terbang 6 Minyak pelincir digunakan untuk mesin 7 Minyak bahan api digunakan untuk kapal dan stesen jana kuasa 8 Bitumen digunakan untuk menurap jalan raya petroleum haba relau bitumen untuk menurap jalan raya minyak bahan api untuk kegunaan kapal minyak pelincir untuk kegunaan mesin diesel untuk kegunaan bas kerosin untuk kegunaan kapal terbang nafta untuk membuat racun perosak petrol untuk kegunaan kereta gas memasak menara penyulingan
BAB 5Tingkatan 5 223 Pemisahan petroleum mentah menggunakan AKTIVITI 5.1 penyulingan berperingkat Radas dan bahan Petroleum mentah, kayu uji, ais, air, kapas kaca, silinder penyukat, tabung didih, kaki retort, tabung uji, rak tabung uji, bikar, getah penyumbat dengan tiub penghantar, termometer (0°C – 360°C), penunu Bunsen dan piring sejat Prosedur 1 10 cm3 petroleum mentah diisikan ke dalam sebuah tabung didih. 2 Susunan radas disediakan seperti dalam rajah di bawah. 3 Petroleum mentah di dalam tabung didih dipanaskan perlahan-lahan daripada suhu bilik sehingga suhunya mencapai 80 °C. 4 Pemanasan petroleum mentah itu dihentikan apabila suhunya mencapai 80 °C. Proses pemanasan diteruskan apabila suhunya menurun di bawah 80 °C. 5 Apabila terdapat lebih kurang 1 cm3 hasil penyulingan yang terkumpul di dalam tabung uji, tabung uji kosong digantikan dengan yang lain. 6 Pecahan 1 dilabelkan bagi hasil penyulingan yang terkumpul dari suhu bilik sehingga 80°C. 7 Langkah 3 diulang untuk mengumpulkan tiga lagi pecahan petroleum pada julat suhu yang berikut: (a) 80°C – 150°C dengan hasil penyulingan yang terkumpul dilabel sebagai Pecahan 2 (b) 150°C – 230°C dengan hasil penyulingan yang terkumpul dilabel sebagai Pecahan 3 (c) 230°C – 250°C dengan hasil penyulingan yang terkumpul dilabel sebagai Pecahan 4 8 Warna setiap pecahan petroleum yang berlabel 1, 2, 3 dan 4 diperhatikan dan dicatatkan. 9 Pecahan petroleum dituangkan ke dalam piring sejat yang berasingan. 10 Kadar pengaliran ataupun kelikatan setiap pecahan petroleum itu diperhatikan dan dibandingkan. 11 Kelikatan setiap pecahan petroleum yang diperoleh dicatatkan. 12 Pecahan petroleum dinyalakan dengan kayu uji bernyala. Kemudian, nyalaan setiap pecahan petroleum itu dibandingkan dan dicatatkan. Termometer (0°C – 360°C) Tabung uji Ais Tabung didih Petroleum mentah Kaki retort Kapas kaca Panaskan Hasil penyulingan Tiub penghantar
BAB 5Tingkatan 5 224 Sebatian Hidrokarbon Tepu dan Tak Tepu 1 Terdapat dua jenis sebatian hidrokarbon, iaitu sebatian hidrokarbon tepu dan sebatian hidrokarbon tak tepu. Keputusan Pecahan 1 2 3 4 Julat takat didih 30oC – 80oC 80oC – 150oC 150oC – 230oC 230oC – 250oC Kelikatan Cair Likat sedikit Likat Sangat likat Warna Jernih Kuning cerah Kuning Jingga Nyalaan Nyalaan biru tanpa jelaga Nyalaan kekuningan dengan sedikit jelaga Nyalaan kuning dengan sedikit jelaga Nyalaan merah dan kuning dengan jelaga yang banyak Hasil penyulingan Petrol Nafta Kerosin Diesel Perbincangan • Kaedah pengasingan yang digunakan dalam aktiviti ini ialah penyulingan berperingkat • Petroleum dapat diasingkan kepada pecahan-pecahan petroleum kerana petroleum merupakan suatu campuran • Proses penyulingan berperingkat dapat digunakan untuk mengasingkan pecahan-pecahan petroleum kerana mempunyai takat didih yang berbeza • Semakin tinggi takat didih petroleum, semakin gelap warna pecahan-pecahan petroleum • Semakin tinggi takat didih petroleum, semakin likat pecahan-pecahan petroleum Kesimpulan Proses penyulingan berperingkat dapat digunakan untuk mengasingkan petroleum mentah kepada pecahan-pecahan petroleum seperti petrol, nafta, kerosin dan diesel. 2 Berikut merupakan perbezaan antara sebatian hidrokarbon tepu dan sebatian hidrokarbon tak tepu. Sebatian hidrokarbon Hidrokarbon tepu Hidrokarbon tak tepu Definisi Mempunyai ikatan kovalen tunggal di antara atom karbon dengan atom karbon (C–C) Mempunyai sekurang-kurangnya satu ikatan kovalen ganda dua di antara atom karbon dengan atom karbon (C=C) atau ikatan kovalen ganda tiga di antara atom karbon dengan atom karbon (C C) Contoh H H H | | | H—C—C—C—H | | | H H H Alkana H H H | | | H—C=C—C—H | H Alkena
BAB 5Tingkatan 5 225 Siri Homolog 1 Siri homolog ialah satu kumpulan sebatian karbon yang mempunyai formula am dan kumpulan berfungsi yang sama, sifat kimia yang sama dan kaedah penyediaan yang sama dalam makmal. 2 Antara contoh siri homolog ialah alkana dan alkena. (a) Alkana • Alkana ialah sebatian hidrokarbon tepu • Setiap atom karbon dalam molekul alkana mempunyai ikatan kovalen tunggal dengan atom karbon lain • Setiap ahli siri homolog alkana dapat diwakili oleh formula am CnH2n + 2, n = 1, 2, 3, . . . • Berikut merupakan contoh bagi alkana Ikatan kovalen tunggal H H H | | | H—C—C—C—H | | | H H H Alkana (b) Alkena • Alkena ialah sebatian hidrokarbon tak tepu • Setiap molekul alkena mempunyai sekurang-kurangnya satu ikatan kovalen ganda dua di antara atom karbon dengan atom karbon • Setiap ahli siri homolog alkena dapat diwakili oleh formula am CnH2n, n = 2, 3, . . . • Berikut merupakan contoh bagi alkena H H H | | | H—C = C—C—H | H Ikatan kovalen ganda dua Alkena 3 Berikut menunjukkan nama bagi enam ahli pertama alkana dan lima ahli pertama alkena. Bilangan karbon, n Alkana Alkena 1 Metana – 2 Etana Etena 3 Propana Propena 4 Butana Butena 5 Pentana Pentena 6 Heksana Heksena Sumber Tenaga Alternatif dan Tenaga Boleh Baharu dalam Kehidupan Harian 1 Sumber tenaga alternatif ialah sumber tenaga selain daripada tenaga konvensional yang berasaskan bahan bakar seperti petroleum, gas asli, dan arang batu. 2 Petroleum, arang batu dan gas asli ialah bahan api fosil yang merupakan sumber tenaga tidak boleh baharu yang semakin berkurang. 3 Sumber tenaga alternatif merupakan sumber tenaga yang tidak mudah habis digunakan seperti tenaga nuklear atau sumber tenaga boleh baharu. 4 Kepentingan dan kelebihan penggunaan sumber tenaga alternatif ialah • Boleh digunakan secara berterusan. Contohnya tenaga elektrik dijana melalui empangan hidroelektrik menggunakan sumber air sentiasa berterusan dan tidak akan habis • Bersih dan tidak menyebabkan pencemaran. Contohnya tenaga suria bersumberkan cahaya matahari tidak
BAB 5Tingkatan 5 AKTIVITI 5.2 Penyediaan etanol melalui proses penapaian membawa kepada sebarang pencemaran alam sekitar • Murah dan jimat kos. Contohnya tenaga suria merupakan sumber tenaga alternatif yang mudah diperoleh berbanding sumber tenaga konvensional. Kos penyelenggaraan dan penjanaan tenaga alternatif juga lebih murah • Pelbagai kegunaan. Contohnya cahaya matahari adalah sumber tenaga suria yang boleh menjanakan elektrik dan boleh juga menghasilkan tenaga haba untuk mengeringkan pakaian • Kemajuan sains dan teknologi. Contohnya tenaga hidroelektrik boleh mempamerkan kemajuan sains dan teknologi di sesebuah negara 5 Sumber tenaga nuklear juga boleh digunakan untuk membekalkan tenaga dan pembinaan stesen jana kuasa nuklear perlu di nilai sebelum membuat sebarang keputusan. 6 Contoh sumber tenaga baharu ialah • Biojisim • Angin • Geoterma • Solar • Hidro • Air pasang surut • Gelombang ombak 5.3 Alkohol 1 Alkohol merupakan sebatian karbon organik yang mengandungi unsur karbon, hidrogen dan oksigen di dalamnya. 2 Alkohol dapat dihasilkan melalui proses penapaian dengan menggunakan tindakan yis terhadap makanan yang mengandungi glukosa atau kanji seperti gula, anggur, epal, tebu, beras, gandum, ubi dan barli. Proses Penyediaan Alkohol 1 Penapaian ialah proses penukaran karbohidrat kepada etanol dan karbon dioksida. 2 Semasa proses penapaian, enzim zimase dihasilkan oleh yis yang akan menukarkan karbohidrat kepada etanol dan karbon dioksida 3 Persamaan perkataan untuk proses penapaian ialah seperti berikut: Zimase (enzim dalam yis) Glukosa Etanol + Karbon dioksida Tujuan Menyediakan etanol melalui proses penapaian Radas dan bahan Air suling, yis, gula, serpihan porselin, air kapur, bikar, rod kaca, kelalang kon, silinder penyukat, salur penghantar dengan penyumbat, tabung uji, kelalang penyulingan, kondenser Liebig, termometer, penunu Bunsen, tungku kaki tiga dan kasa dawai Prosedur 1 Radas disediakan seperti dalam rajah berikut. 2 100 g gula dan 50 cm3 air suling dimasukkan ke dalam sebuah bikar. 3 Campuran dikacau dengan rod kaca sehingga menjadi larutan gula. 4 10 g yis ditambahkan ke dalam larutan gula ini dan campuran dituangkan ke dalam kelalang kon. Tabung uji Air kapur Larutan gula + yis Kelalang kon 226
BAB 5Tingkatan 5 229 Kesan Pengambilan Alkohol secara Berlebihan 1 Kesan pengambilan alkohol secara berlebihan menyumbang kepada masalah sosial dan kesan kepada wanita mengandung. (a) Masalah sosial • Pengambilan alkohol secara berlebihan menyebabkan ketagihan • Mengganggu koordinasi dan sistem saraf dan menyebabkan gangguan kepada keseimbangan badan. Keadaan ini boleh menjadi punca kepada kemalangan • Pemikiran individu yang ketagih alkohol akan menjadi kurang waras dan boleh menimbulkan masalah sosial dalam keluarga • Gangguan ketenteraman masyarakat seperti perbuatan jenayah (b) Kesan kepada wanita mengandung • Ibu mengandung yang mengambil alkohol secara berlebihan akan menyebabkan kecacatan pada bayinya • Bayi boleh mendapat penyakit sindrom fetal alkohol • Bayi dengan sindrom fetal alkohol mempunyai kepala dan otak yang bersaiz kecil, muka yang tidak normal dan pertumbuhan yang terbantut 2 Berikut merupakan kesan buruk pengambilan alkohol secara berlebihan terhadap kesihatan. Organ badan Kesan buruk pengambilan alkohol secara berlebihan Otak • Menjejaskan sistem saraf • Mengganggu keseimbangan badan • Kerosakan sel otak Organ badan Kesan buruk pengambilan alkohol secara berlebihan Jantung • Meningkatkan kadar degupan jantung • Tekanan darah tinggi Hati • Kerosakan sel hati • Sel hati mati dan mengeras • Sirosis • Kanser hati Mata • Penglihatan menjadi kabur Peparu • Meningkatkan kadar pernafasan Perut • Menyebabkan ulser dan pendarahan dinding perut Ginjal • Kerosakan ginjal akibat terlalu aktif menyingkirkan bahan buangan Pundi kencing • Pembuangan air kencing yang lebih kerap 5.4 Lemak 1 Lemak merupakan sebatian karbon organik yang mengandungi unsur karbon, hidrogen dan oksigen. 2 Selain karbohidrat dan protein, kelas makanan yang dapat memberikan tenaga kepada badan kita ialah lemak. 3 Ada dua jenis lemak iaitu lemak haiwan dan lemak tumbuhan. 4 Lemak haiwan berkeadaan pepejal pada suhu bilik. Contohnya, ayam, lembu, kambing dan ikan. 5 Lemak tumbuhan berkeadaan cecair pada suhu bilik dan dikenali sebagai minyak. Contohnya, minyak kelapa sawit, minyak jagung dan minyak kacang soya. 6 Lemak dibahagikan kepada dua iaitu lemak tepu dan lemak tak tepu.
BAB 5Tingkatan 5 231 Kesan pengambilan kolesterol yang berlebihan Huraian Mendapan kolesterol pada bahagian dalam dinding arteri dan aterosklerosis • Sekiranya arteri yang menuju ke otak tersumbat atau pecah, keadaan ini akan menyebakan penyakit strok dan seterusnya menyebabkan serangan jantung yang dapat membawa maut 4 Langkah-langkah untuk mengelakkan masalah kesihatan yang disebabkan oleh kolesterol berlebihan dalam darah ialah • Mengurangkan pengambilan lemak tepu dalam pemakanan • Melakukan aktiviti fizikal ringan hingga sederhana sekurang-kurangnya 30 minit sehari, lima kali seminggu ataupun aktiviti yang berintensiti tinggi 20 minit tiga kali seminggu. Contohnya berjalan laju, berbasikal, dan berenang • Mengambil lemak tak tepu yang dapat merendahkan aras kolesterol dalam darah • Tingkatkan pengambilan serat kerana serat boleh membantu menurunkan tahap kolesterol 5.5 Minyak Sawit Struktur Buah Kelapa Sawit 1 Kelapa sawit merupakan tanaman utama di Malaysia. 2 Buahnya kecil dan apabila masak, berwarna merah kehitaman. 3 Buah kelapa sawit terdiri daripada tiga bahagian, iaitu: • Sabut (mesokarp): mengandungi minyak sawit yang paling banyak • Isirung (kernel): mengandungi minyak isirung sawit yang paling berkualiti • Tempurung (endokarp): tidak mengandungi minyak Tandan buah kelapa sawit Pensterilan • Buah kelapa sawit bersama tandannya disteril dan dipanaskan dalam stim yang bertekanan tinggi pada suhu yang tinggi • Haba daripada stim boleh membunuh mikroorganisma seperti bakteria dan fungi yang boleh merosakkan buah kelapa sawit • Haba daripada stim juga melembutkan sabut buah kelapa sawit Penanggalan • Sabut buah kelapa sawit yang telah dilembutkan oleh haba menjadi mudah untuk ditanggalkan daripada tandannya • Buah kelapa sawit dileraikan daripada tandan di dalam mesin penanggal Urutan Proses Pengekstrakan Minyak Sawit secara Industri 1 Berikut menunjukkan urutan proses pengekstrakan minyak sawit secara industri. Sabut (mesokarp) Isirung (kernel) Tempurung (endokarp)
BAB 5Tingkatan 5 232 Komponen dalam Minyak Sawit 1 Minyak sawit terdiri daripada dua bahagian, iaitu gliserol dan pelbagai jenis asid lemak. 2 Minyak sawit terdiri daripada asid lemak tepu seperti asid palmitik dan asid stearik Pencernaan • Buah kelapa sawit dipanaskan semula pada suhu yang tinggi dan dikacau dengan batang pemutar untuk mengasingkan sabut daripada tempurungnya • Sabut dan tempurung kemudiannya diproses secara berasingan Sabut (Pengekstrakan minyak sawit (PO)) • Sabut diperah dengan penekan hidraulik atau skru untuk mengeluarkan minyak sawit Isirung (Pengekstrakan minyak isirung sawit (PKO)) • Tempurung yang mengandungi isirung dikukus pada tekanan tinggi • Isirung diasingkan dan dikering • PKO diekstrak menggunakan Penurasan penekan hidraulik atau skru • Gentian sabut diasingkan daripada PO melalui penurasan Penurasan • Isirung diasingkan daripada PKO Penulenan melalui penurasan • Stim dialirkan melalui PO untuk menghilangkan bau dan menyingkirkan asid yang menyebabkan PO menjadi masam • PO disalurkan melalui karbon yang diaktifkan untuk melunturkan warnanya PKO tulen PO tulen serta asid lemak tak tepu seperti asid oleik dan asid linoleik. 3 Berikut menunjukkan perbandingan dan perbezaan komposisi minyak sawit dengan minyak sayuran lain.
BAB 5Tingkatan 5 233 Peratus berat bagi asid lemak (%) Minyak atau lemak Nisbah lemak tak tepu/ lemak tepu Tepu Mono tak tepu Poli tak tepu Asid kaprik Asid laurik Asid miristik Asid palmitik Asid stearik Asid oleik Asid linoleik Asid alfa linoleik Minyak kelapa 0.1 6 47 18 9 3 6 2 - Minyak jagung 6.7 – – – 11 2 28 58 1 Minyak zaitun 4.6 – – – 13 3 71 10 1 Minyak sawit 1.0 – – 1 45 4 40 10 – Minyak isirung sawit 0.2 4 48 16 8 3 15 2 – Minyak kacang 4.0 – – – 11 2 48 32 – Minyak bijan 6.6 – – – 9 4 41 45 – Minyak kacang soya 5.7 – – – 11 4 24 54 7 Sifat Kimia bagi Minyak Sawit 1 Minyak sawit mempunyai sifat kimia seperti berikut. (a) Pengoksidaan • Minyak sawit boleh bertindak balas dengan oksigen dalam udara untuk menghasilkan radikal bebas yang boleh membahayakan kesihatan manusia (b) Hidrolisis • Minyak sawit boleh bertindak balas dengan air untuk menghasilkan gliserol dan asid lemak (c) Pengesteran • Minyak sawit mengandungi molekul asid lemak yang boleh bertindak balas dengan alkohol untuk menghasilkan ester (metil ester), iaitu biodiesel minyak sawit Proses Pengemulsian Minyak Sawit 1 Proses pengemulsian minyak sawit merupakan proses pemecahan minyak sawit kepada titisan minyak sawit yang lebih kecil dan proses ini dapat meningkatkan jumlah luas permukaan minyak. Kandungan Nutrisi dalam Minyak Sawit 1 Berikut menunjukkan kandungan nutrisi dalam minyak sawit. (a) Lemak • Jumlah lemak tepu dan lemak tak tepu dalam minyak sawit adalah seimbang (b) Vitamin • Minyak sawit kaya dengan vitamin E dan vitamin A
BAB 5Tingkatan 5 236 Tindakan Pencucian Sabun 1 Berikut menunjukkan tindakan pencucian sabun. Tindakan pencucian sabun Rajah • Apabila sabun melarut di dalam air, tegangan permukaan air akan dikurangkan • Oleh itu, permukaan kain dibasahi oleh air sabun secara menyeluruh STUDY MANIA KIMIA TINGKATAN 5 5-14 5-15 5-16 Molekul sabun Kotoran bergris Permukaan kain Air • Bahagian ekor (hidrofobik) molekul sabun akan melarut dan melekat dalam kotoran bergris pada permukaan kain • Bahagian hidrofi lik melarut di dalam air STUDY MANIA KIMIA TINGKATAN 5 5-14 5-15 5-16 Permukaan kain Air • Apabila kain digosok atau diberus, kotoran bergris akan ditanggalkan daripada permukaan kain untuk menjadi titisan gris • Titisan gris dikelilingi oleh molekul sabun dan terampai di dalam air sabun • Buih-buih sabun memerangkap titisan gris dan seterusnya titisan gris akan ditanggalkan daripada permukaan kain semasa kain dibilas STUDY MANIA KIMIA TINGKATAN 5 5-14 5-15 5-16 Permukaan kain Air Titisan gris dikelilingi oleh molekul sabun
BAB 5Tingkatan 5 237 Pengurusan Lestari dan Kepentingannya dalam Industri Kelapa Sawit 1 Berikut menunjukkan skop pengurusan lestari dan kepentingannya dalam industri kelapa sawit. Skop Huraian Penggunaan tanah • Tanaman selingan dijalankan di kawasan ladang dengan menanam tanaman seperti sayursayuran • Penanaman semula dijalankan untuk mengoptimumkan penggunaan tanah • Menternak haiwan di ladang kelapa sawit dapat membantu mengurangkan kos pembelian racun rumpai di ladang tersebut Air sisa • Air kumbahan kilang minyak sawit (Palm oil mill efi uent, POME) yang dihasilkan daripada proses pensterilan boleh dijadikan baja organik dan bahan tenaga biogas • Baja organik boleh digunakan untuk sayursayuran kerana baja ini kaya dengan unsur-unsur nitrogen, fosforus, dan kalium Skop Huraian Kualiti udara • Semasa pokok kelapa sawit menjalankan proses fotosintesis, karbon dioksida diserap dan oksigen dibebaskan • Proses itu membantu untuk meningkatkan kualiti udara dan boleh mengurangkan kesan rumah hijau Sisa kelapa sawit • Konsep sifar sisa (zero waste) diamalkan dalam pengurusan industri kelapa sawit iaitu dengan menukarkan sisa kelapa sawit kepada pelbagai jenis produk yang berguna • Antara sisa kelapa sawit (biojisim) yang boleh digunakan semula termasuklah ✓ Pelepah dijadikan baja ✓ Batang pokok sebagai bahan gantian kayu ✓ Tandan kosong dijadikan kompos ✓ Tempurung dibakar untuk mendidihkan air ✓ Sabut dijadikan permaidani dan tekstil ✓ POME dijadikan biogas dan baja Kuiz
Semenanjung Malaysia: RM19.90 Sabah & Sarawak : RM20.90 STUDY Sains study mania MANIA 9 786294 851993 ISBN 978-629-485-199-3 Nota Ringkas, Padat & Komprehensif Mesra Murid & Guru Aktiviti & Eksperimen Lengkap Kandungan Berdasarkan DSKP & Buku Teks KSSM Rujukan Lengkap & Pantas SAINS SPM Tingkatan 4 & 5