UNIT 5 UNIT 5 199 © Nilam Publication Sdn. Bhd. MODUL • Kimia TINGKATAN 5 Apakah teknologi hijau? Teknologi Hijau ialah pembangunan dan aplikasi produk atau peralatan dan sistem untuk memelihara alam sekitar dan alam semula jadi serta meminimumkan kesan negatif daripada aktiviti manusia . Berikan contoh aktiviti manusia yang memberikan kesan negatif terhadap alam sekitar. SP 5.6.1 (a) Pengangkutan (b) Pembakaran bahan api (c) Pembuangan air dan air sisa Apakah kesan negatif daripada aktiviti manusia? (a) Pemanansan global (b) Kesan rumah hijau (c) Pencemaran Apakah kesan fenomena di atas terhadap perubahan iklim? (a) Kemarau panjang (b) Banjir (c) Kehilangan biodiversiti Huraikan sifat fizik bagi grafen. Sifat fizik Penerangan Konduktor haba dan elektrik yang baik – Bahan-bahan berasaskan grafen membenarkan haba dan arus elektrik mengalir dengan cepat. – Grafen mengalirkan arus elektrik dengan baik kerana mempunyai elektron yang dinyahsetempat yang bebas bergerak melalui strukturnya. Kekenyalan yang tinggi Boleh diregangkan sehingga 20% daripada panjang asal. Keras dan kuat Kekuatan grafen datangnya daripada ikatan kovalen yang kuat antara atom-atom karbon. Bersifat tidak telap Grafen menyekat semua cecair dan gas untuk melaluinya. Lut sinar Grafen menyerap 2.3% cahaya yang kelihatan dan ini membuatkan grafen sangat bersifat lut sinar. Rintangan elektrik yang rendah Grafen mempunyai rintangan elektrik yang rendah. Ini membenarkan elektron melaluinya dengan cepat. Nyatakan sifat kimia grafen. (a) Grafen adalah alotrop karbon yang paling reaktif . (b) Grafen terbakar pada suhu yang rendah . (c) Grafen dioksidakan kepada grafen oksida dan boleh bertindak sebagai mangkin. Nyatakan contoh kegunaan grafen. (a) Grafen mempunyai rintangan elektrik yang rendah dan membenarkannya digunakan dalam skrin paparan LCD, transistor, dan litar elektrik. (b) Grafen digunakan dalam sensor kerana kekonduksian elektrik dan haba yang tinggi. (c) Grafen juga digunakan pada sel suria kerana ketelusan optiknya yang tinggi. (d) Bateri grafen mempunyai jangka hayat yang panjang dan menjimatkan masa untuk mengecas semula bateri. (e) Dengan saiz liang yang seragam , grafen digunakan dalam penyulingan etanol. (f) Grafen boleh digunakan untuk pengesanan mikrob. KUIZ APLIKASI TEKNOLOGI HIJAU DALAM PENGURUSAN SISA INDUSTRI SK 5.6 5.5
UNIT 5 UNIT 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 200 MODUL • Kimia TINGKATAN 5 Teknologi Hijau dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa SP 5.6.2 Apakah sisa? Sisa merujuk kepada apa sahaja lebihan, bahan yang tidak dikehendaki ataupun sebarang bahan yang perlu dilupuskan kerana sudah rosak dan pecah. Apakah air sisa? Air yang mengandungi bahan-bahan seperti kumbahan, sisa makanan, minyak, dan bahan kimia. Nyatakan tiga aspek dalam pengurusan sisa. (a) Pelupusan sisa (b) Pengurusan tapak pelupusan sisa (c) Olahan air sisa Apakah isu-isu yang berlaku dalam pengurusan sisa dan air sisa? (a) Kumbahan, sisa kimia serta sampah sarap yang dibuang ke dalam sungai dan laut mengganggu ekosistem hidupan-hidupan akuatik. (b) Sisa makanan yang tidak dilupuskan dengan baik mencemarkan alam sekitar. (c) Penghasilan, pengurusan dan penguraian sisa pepejal meningkatkan gasgas rumah hijau. Apakah kepentingan teknologi hijau dalam pengurusan sisa dan air sisa? (a) Meminimumkan kesan pembuangan sisa terhadap alam. (b) Sisa yang dibuang boleh diolah menjadi suatu benda yang baharu seperti baja kompos. Teknologi hijau telah dijalankan di Malaysia mengikut beberapa sektor. Nyatakan aplikasi Teknologi Hijau bagi setiap sektor. Sektor Aplikasi Bekalan tenaga Tenaga Boleh Baharu seperti solar, hidro, geoterma dan angin. Tenaga boleh baharu juga dikenali sebagai ‘Tenaga Bersih’ atau ‘Tenaga Hijau’ kerana tidak mencemarkan air dan udara. Pengangkutan Pengangkutan hijau merujuk kepada sebarang bentuk pengangkutan yang memberi impak minimum kepada persekitaran ataupun kenderaan yang membebaskan kadar gas rumah hijau yang rendah (contoh: kenderaan yang menggunakan tenaga alternatif). Antara bentuk lain pengangkutan hijau ialah berjalan kaki dan berbasikal serta penggunaan kereta hibrid. Bangunan Bangunan Hijau boleh dibina dengan menitikberatkan penggunaan bahan binaan hijau, penggunaan tenaga dan air yang cekap dan penghasilan sisa pepejal yang minimum. Pengurusan sisa dan air sisa Kitar semula (konsep 3R – Mengurangkan, Mengguna semula, Mengitar semula) dan Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan digunakan bagi meminimumkan penghasilan sisa. Sisa yang dibuang boleh diolah menjadi suatu benda yang baharu contohnya seperti baja kompos. Pertanian dan perhutanan Penggunaan baja kompos untuk meningkatkan nutrien tanah, pengurusan pengairan tanaman (menggunakan air hujan untuk menyiram tumbuhan) serta menambah baik amalan penanaman juga merupakan salah satu pendekatan Teknologi Hijau dalam sektor ini. Industri Penggunaan alatan dan teknologi cekap tenaga bagi mengurangkan impak negatif daripada sektor ini.
UNIT 5 UNIT 5 201 © Nilam Publication Sdn. Bhd. MODUL • Kimia TINGKATAN 5 Terangkan peringkat-peringkat dalam pelupusan sisa pepejal. SP 5.6.3 Sisa-sisa pepejal Diproses kepada Pengasingan sisa Sisa pepejal yang telah dihasilkan diasingkan. Kitar semula Pengkomposan sisa pepejal organik Sisa-sisa pepejal organik diuraikan menjadi kompos dan digunakan sebagai baja organik Penunuan Pembakaran bahan organik yang terkandung dalam sisa pepejal. Proses ini menukarkan sisa kepada tenaga. Pemulihan gas metana Sisa-sisa pepejal yang dibuang ke tempat pelupusan membebaskan gas metana. Gas metana dibakar untuk menghasilkan haba atau menjana tenaga elektrik. Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan Bahan larutlesapan merujuk kepada cecair tercemar yang terhasil daripada penelusan air melalui bahan buangan pepejal. Kaedah Olahan Larutlesapan Tapak Pelupusan yang menggunakan prinsip elektrolisis dipanggil elektropenggumpalan. Pusat pengasingan sisa Sisa-sisa pepejal dihantar ke pusat pengasingan sisa. Di pusat ini, sisa diolah untuk proses penunuan, kitar semula atau dibuang ke tempat pelupusan. Pengumpulan sisa pepejal Sisa pepejal dibuang ke tempat pelupusan ★ Teknologi hijau digunakan Aplikasi Teknologi Hijau dalam Menangani Isu-isu yang Berlaku dalam Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa Pengurusan air sisa SP 5.6.3 Apakah sumber air sisa? (a) Air sisa domestik (b) Air larian (air hujan atau cairan salji yang tidak menyerap ke dalam tanah) (c) Air sisa industri Apakah bahan kimia yang terkandung dalam air sisa? Air sisa terutamanya air sisa industri mengandungi bahan tencemar seperti ammonia, logam berat dan bahan-bahan organik yang tidak terurai secara biologi. Apakah kesan jika tanah dan air tercemar tidak diolah dengan baik? (a) Pencemaran air dan tanah berlaku (b) Bau yang kurang menyenangkan Nyatakan contoh kaedah yang boleh digunakan untuk merawat air sisa. (b) Kaedah fizik seperti pemendapan (b) Kaedah biologi di mana sisa dan air sisa boleh diurai oleh mikroorganisma (c) Kaedah kimia seperti elektropenggumpalan Apakah elektropenggumpalan? Proses untuk menyingkirkan bahan terampai dalam air sisa menggunakan proses elektrolisis.
UNIT 5 UNIT 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 202 MODUL • Kimia TINGKATAN 5 Rawatan Air Sisa Apakah rawatan air sisa? • Proses untuk menyingkirkan bahan tercemar dari air sisa atau kumbahan dan menukarkannya kepada efluen dan boleh dikitar semula. • Efluen ialah bahan buangan dalam bentuk cecair yang dialirkan ke dalam sistem perparitan atau sumber air. Elektropenggumpalan diaplikasikan dalam rawatan air sisa. Huraikan langkah-langkah dalam rawatan air sisa. Pengepaman Air Air sisa dipam masuk ke dalam sistem rawatan air sisa. Rawatan Bahan Enapcemar Bahan enapcemar dirawat dan boleh digunakan sebagai baja atau dilupuskan dengan betul. Pengasingan Sisa-sisa Pepejal Proses ini menyingkirkan bahan yang hadir dalam air sisa seperti kertas, plastik dan logam bagi mengelakkan daripada tersumbat. Pembuangan Efluen Selain bahan enapcemar, efluen hadir dalam air sisa yang telah dirawat. Efluen dilepaskan ke sistem perparitan. Elektropenggumpalan Selepas pengasingan, air dirawat menggunakan proses elektropenggumpalan untuk menyingkirkan pepejal terampai atau flok. Pengenapan Air sisa yang telah dirawat dilepaskan ke dalam tangki pengendapan air sisa untuk mengasingkan air dan bahan terenap (enapcemar). Apakah kelebihan proses elektropenggumpalan? (a) Boleh menyingkirkan bahan tercemar daripada air (b) Selamat kepada manusia dan alam sekitar (c) Mesra alam sekitar Huraikan proses elektropenggumpalan. Karbon Flok Bahan enapcemar Karbon Air sisa – Elektrod karbon atau kuprum digunakan pada kedua-dua bahagian anod dan katod. – Air sisa akan bertindak sebagai elektrolit. – Semasa proses elektrolisis, bahan tercemar yang tergumpal dikenali sebagai flok terhasil. Apakah flok? Flok adalah bahan tercemar yang tergumpal di bahagian atas air sisa yang telah dirawat atau terkumpul pada bahagian bawah yang juga dikenali sebagai bahan enapcemar. Apakah kegunaan bahan enapcemar? Flok dan bahan enapcemar akan disingkirkan daripada air. Selepas dirawat dengan baik, bahan-bahan ini akan digunakan sebagai baja atau dilupuskan mengikut bahan yang terkandung di dalamnya. Apakah keadaaan sisa air selepas proses elektropenggumpalan? • Nilai pH air meningkat • Ketoksikan air berkurang
UNIT 5 UNIT 5 203 © Nilam Publication Sdn. Bhd. MODUL • Kimia TINGKATAN 5 Nyatakan kepentingan teknologi hijau dalam kehidupan kita. Kepentingan Teknologi Hijau Mengurangkan penggunaan tenaga Mengurangkan pemanasan global dan gas rumah hijau Pengurusan sisa yang berkesan Meningkatkan kualiti hidup manusia Memacu inovasi baru 1 Rajah menunjukkan struktur molekul bagi aspirin. (a) (i) Apakah formula molekul bagi aspirin? C9H8O4 (ii) Apakah nama saintifik bagi aspirin? Asid asetilsalisilik (iii) Nyatakan jenis ubat bagi aspirin. Analgesik (iv) Apakah kesan sampingan aspirin kepada kanak-kanak di bawah 12 tahun? Radang pada perut dan menyebabkan pendarahan (v) Cadangkan satu contoh ubat lain yang boleh digunakan untuk menggantikan aspirin bagi meredakan demam. Parasetamol (b) (i) Antibiotik adalah salah satu ubat yang selalu diberi oleh doktor kepada pesakit. Apakah fungsi antibiotik? Untuk membunuh atau menghalang pertumbuhan bakteria yang mudah berjangkit. (ii) Terangkan mengapa pesakit mesti menghabiskan semua antibiotik yang telah dipreskripsi oleh doktor. Untuk memastikan semua bakteria telah dibunuh. Jika tidak, bakteria akan menjadi imun kepada ubat dan menyebabkan jangkitan yang teruk. (c) (i) Namakan satu jenis ubat lain yang mengubah emosi dan kelakuan pesakit. Psikoteraputik (ii) Seorang pesakit mengalami masalah halusinasi, khayalan dan gejala-gejala lain akibat sakit mental. Cadangkan contoh ubat lain yang sesuai untuk merawat pesakit. Antipsikotik H C C H C C O C O C H H H C O O H C C H H TP2 TP1 TP1 TP1 TP1 TP1 TP1 TP2 TP2 Latihan
UNIT 5 UNIT 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 204 MODUL • Kimia TINGKATAN 5 (d) Ubat yang diperoleh daripada tumbuhan dan binatang dikenali sebagai ubat tradisional. Namakan satu ubat tradisional yang digunakan untuk merawat diabetes. Peria (e) Semasa musim pandemik Covid-19, pembasmi kuman digunakan secara meluas. Rajah menunjukkan sejenis pembasmi kuman. (i) Nyatakan jenis ubat bagi pembasmi kuman. Antimikrob (ii) Wajarkan penggunaan pembasmi kuman semasa musim pandemik. Pembasmi kuman boleh membunuh mikroorganisma untuk mengurangkan penyebaran virus ATAU Pembasmi kuman mengandungi alkohol yang boleh mengeringkan kulit. (f) Virus korona, COVID-19 telah menjangkiti 219 buah negara pada tahun 2020. Rajah menunjukkan fasiliti bangunan yang disanitasi bagi mengurangkan risiko COVID-19 kepada orang lain. (i) Antimikrob X digunakan untuk mensanitasi bangunan. Nyatakan contoh bagi antimikrob ini. Pembasmi kuman (ii) Berikan tiga contoh bahan kimia yang digunakan dalam antimikrob X. Alkohol, formaldehid dan klorin (iii) Pada pandangan anda, adakah kaedah di atas berkesan bagi mensanitasi bangunan untuk mengurangkan risiko COVID-19? Berikan hujah anda. Kaedah ini berkesan kerana mikroorganisma dibunuh dan virus tidak akan merebak. ATAU Kaedah ini tidak berkesan kerana kaedah ini hanya membunuh mikroorganisma yang hadir. Jika terdapat orang baru yang dijangkiti selepas bangunan telah disanitasi, proses mensanitasi bangunan ini perlu dilakukan sekali lagi. 2 Rajah di bawah menunjukkan formula struktur bunga matahari. H C O C (CH2)7 CH CH CH2 CH CH (CH2)4 CH3 CH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3 CH2 O C (CH2)7 CH CH CH2 CH CH (CH2)4 CH3 O O O (a) (i) Nyatakan nama siri homolog bagi minyak bunga matahari. Ester (ii) Di dalam rajah, bulatkan kumpulan berfungsi yang menentukan siri homolog bagi minyak bunga matahari. (b) Adakah minyak bunga matahari sebatian tepu atau sebatian tak tepu? Berikan sebab. Minyak bunga matahari adalah sebatian tak tepu. Ia terdiri daripada ikatan ganda dua antara atom-atom karbon. Pembasmi kuman berasaskan alkohol TP1 KBAT Antimikrob X TP1 TP1 TP1 TP2 TP2 TP5 TP5 TP1
UNIT 5 UNIT 5 205 © Nilam Publication Sdn. Bhd. MODUL • Kimia TINGKATAN 5 (c) Minyak bunga matahari boleh ditukarkan kepada bahan X. (i) Namakan mangkin dan suhu bagi tindak balas untuk menukarkan minyak bunga matahari kepada bahan X. Mangkin: Nikel Suhu: 180°C (ii) Nyatakan jenis tindak balas di (c)(i). Penghidrogenan 3 Jadual di bawah menunjukkan tiga situasi yang menggunakan jenis kosmetik yang berbeza. Situasi I Situasi II Situasi III Puan Siti menggunakan kosmetik X pada wajahnya Puan Linda menyembur kosmetik Y pada badannya Puan Mira menggunakan kosmetik Z pada wajahnya apabila keluar rumah pada cuaca panas terik (a) Apakah yang dimaksudkan dengan kosmetik? Kosmetik adalah bahan atau produk yang digunakan pada luaran untuk tujuan membersihkan, melindungi atau mencantikkan. (b) Berdasarkan situasi I, II dan II, nyatakan jenis kosmetik dan contoh bagi X, Y dan Z. Jenis kosmetik Contoh X Kosmetik rias Bedak Y Pewangi Minyak wangi Z Kosmetik rawatan Krim pelindung matahari (c) Kosmetik X yang dipakai oleh Puan Siti mengandungi merkuri dan tidak berdaftar dengan Kementerian Kesihatan Malaysia (KKM). Pada pandangan anda, adakah Puan Siti patut meneruskan penggunaan kosmetik X? Berikan alasan kepada jawapan anda. Puan Siti tidak patut meneruskan penggunaan kosmetik X. Merkuri boleh menyebabkan kerosakan pada buah pinggang dan sistem saraf. Ia boleh mengganggu perkembangan otak bayi yang belum lahir. Ia juga boleh menyebabkan ruam, iritasi dan kerosakan lain pada kulit. (d) Pembuatan kosmetik seperti kosmetik Z pada masa kini menggabungkan nanoteknologi. (i) Apakah nanoteknologi? Nanoteknologi merupakan pembangunan bahan atau peranti dengan memanfaatkan ciri-ciri zarah nano. (ii) Terangkan manfaat nanoteknologi dalam kosmetik Z. – Sinaran UV disekat daripada memasuki lapisan kulit – Menghalang kulit daripada rosak, kulit terbakar atau kanser kulit. Bahan X KBAT STEM TP1 TP1 TP1 TP4 KBAT TP5 TP1 TP2
UNIT 5 UNIT 5 © Nilam Publication Sdn. Bhd. 206 MODUL • Kimia TINGKATAN 5 4 Jadual di bawah menunjukkan dua jenis stoking yang berbeza. Jenis stoking A B Ciri-ciri • Stoking biasa yang tidak menggabungkan nanoteknologi • Menjadi lembap apabila terdedah kepada cecair • Mengeluarkan bau busuk selepas digunakan • Stoking yang menggabungkan nanoteknologi • Kalis air • Tidak mengeluarkan bau busuk selepas digunakan Berdasarkan maklumat dalam jadual di atas, stoking yang manakah lebih sesuai digunakan oleh atlet? Terangkan jawapan anda. Stoking B lebih sesuai digunakan oleh atlet. Apabila atlet berpeluh, cecair yang dihasilkan boleh menyebabkan stoking menjadi lembap. Ini mengurangkan jangkitan fungus pada kulit. Stoking B memberi keselesaan kepada atlet kerana tidak mengeluarkan bau busuk selepas digunakan. 5 Rajah menunjukkan pembuangan air sisa dari industri ke dalam sistem perparitan. (a) Apakah air sisa? Air yang mengandungi bahan-bahan seperti kumbahan, sisa makanan, minyak, dan bahan kimia. (b) Apakah bahan-bahan yang terkandung dalam air sisa dari industri? Logam berat dan bahan-bahan organik yang tidak terurai secara biologi. (c) Huraikan langkah-langkah untuk merawat air sisa dari industri. Air sisa dipam masuk ke dalam sistem rawatan air sisa. Sisa pepejal disingkirkan melalui proses pengasingan untuk menghalang daripada tersumbat. Selepas pengasingan, air dirawat menggunakan proses elektropenggumpalan untuk menyingkirkan pepejal terampai atau flok. Air sisa yang telah dirawat dilepaskan ke dalam tangki pengendapan air sisa untuk mengasingkan air dan bahan terenap (enapcemar). Bahan enapcemar dirawat dan boleh digunakan sebagai baja atau dilupuskan dengan betul. Selain bahan enapcemar, efluen hadir dalam air sisa yang telah dirawat. Efluen dilepaskan ke sistem perparitan. (d) Terangkan impak air sisa terhadap alam sekitar jika tidak dirawat dengan baik. Ekosistem hidupan akuatik terjejas kerana mereka terdedah dengan bahan-bahan berbahaya dalam air sisa. Gabungan bahan-bahan kimia dalam air sisa menghasilkan gas yang berbahaya. Apabila gas tersebut dihidu oleh manusia, ini akan membahayakan kesihatan manusia. TP1 TP1 TP2 KBAT TP3 KBAT TP5
1 18 1 1 H Hidrogen 1 2 13 14 15 16 17 2 He Helium 4 2 3 Li Litium 7 4 Be Berilium 9 5 B Boron 11 6 C Karbon 12 7 N Nitrogen 14 8 O Oksigen 16 9 F Fluorin 19 10 Ne Neon 20 3 11 Na Natrium 23 12 Mg Magnesium 24 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Al Aluminium 27 14 Si Silikon 28 15 P Fosforus 31 16 S Sulfur 32 17 Cl Klorin 35.5 18 Ar Argon 40 4 19 K Kalium 39 20 Ca Kalsium 40 21 Sc Skandium 45 22 Ti Titanium 48 23 V Vanadium 51 24 Cr Kromium 52 25 Mn Mangan 55 26 Fe Ferum 56 27 Co Kobalt 59 28 Ni Nikel 59 29 Cu Kuprum 64 30 Zn Zink 65 31 Ga Galium 70 32 Ge Germanium 73 33 As Arsenik 75 34 Se Selenium 79 35 Br Bromin 80 36 Kr Kripton 84 5 37 Rb Rubidium 85.5 38 Sr Strontium 88 39 Y Yttrium 89 40 Zr Zirkonium 91 41 Nb Niobium 93 42 Mo Molibdenum 96 43 Tc Teknetium 98 44 Ru Rutenium 101 45 Rh Rodium 103 46 Pd Paladium 106 47 Ag Argentum 108 48 Cd Kadmium 112 49 In Indium 115 50 Sn Stanum 119 51 Sb Antimoni 122 52 Te Telurium 128 53 I Iodin 127 54 Xe Xenon 131 6 55 Cs Sesium 133 56 Ba Barium 137 57 La Lantanum 139 72 Hf Hafnium 178.5 73 Ta Tantalum 181 74 W Tungsten 184 75 Re Renium 186 76 Os Osmium 190 77 Ir Iridium 192 78 Pt Platinum 195 79 Au Aurum 197 80 Hg Merkuri 201 81 Tl Talium 204 82 Pb Plumbum 207 83 Bi Bismut 209 84 Po Polonium 210 85 At Astatin 210 86 Rn Radon 222 7 87 Fr Fransium 223 88 Ra Radium 226 89 Ac Aktinida 227 104 Rf Rutherfordium 257 105 Db Dubnium 260 106 Sg Siborgium 262 107 Bh Bohrium 262 108 Hs Hassium 265 109 Mt Meitnerium 266 110 Ds Darmstadtium 271 111 Rg Roentgenium 272 112 Uub Ununbium 285 Jadual Berkala Unsur Unsur peralihan 58 Ce Serium 140 59 Pr Praseodimium 141 60 Nd Neodimium 144 61 Pm Prometium 147 62 Sm Samarium 150 63 Eu Europium 152 64 Gd Gadolinium 157 65 Tb Terbium 159 66 Dy Disprosium 162.5 67 Ho Holmium 165 68 Er Erbium 167 69 Tm Tulium 169 70 Yb Itterbium 173 71 Lu Lutetium 175 90 Th Torium 232 91 Pa Proaktinium 231 92 U Uranium 238 93 Np Neptunium 237 94 Pu Plutonium 244 95 Am Amerisium 243 96 Cm Kurium 247 97 Bk Berkelium 247 98 Cf Kalifornium 249 99 Es Einsteinium 254 100 Fm Fermium 253 101 Md Mendelevium 256 102 No Nobelium 254 103 Lr Lawrensium 257 Lantanida Aktinida Logam Separa logam Bukan logam Petunjuk: Nombor proton Simbol unsur Jisim atom relatif Nama unsur