www.sagadbl.com

 

Sunday, June 17, 2012

Evidens PBS [DSP] Sains Tingkatan 1 ----HOT!!!

0 comments
Read more...

Friday, June 15, 2012

F3Chp6.1 - Minerals in Earth’s Crust – Part 1

0 comments
Salam buat semua,

(SILA LIHAT RALAT DLM RUANGAN KOMEN. walaubagaimanapun, ralat ini telah dibetulkan dlm teks di bawah. cuma, catatan dlm ruangan komen itu adalah untuk menerangkan dengan lebih lanjut mengenainya)
Pada asalnya, cikgu nak buat posting untuk tajuk Reproduction (tajuk paling cikgu suke, hheh…). Tetapi, cikgu tertarik pula nak bincangkan Chapter 6 ni apabila mengenang persoalan dari salah seorang pengunjung blog cikgu, Rizal (boleh tengok kat chatbox) baru-baru ini. Soalannya simple sahaja iaitu:
“…sy ade 1 soalan tau cikgu.food yg kite ambik hari2 kn contains iron,potassium etc(mineral),xkn wujud metal dlm body kite.xtau logik ke x soalan ni…”
Jangankan dia seorang sahaja memikirkan persoalan ini. Malah, sebelum ini juga, cikgu pernah ditanya tentang persoalan yang sama oleh anak murid sendiri. So?... apa jawapan cikgu? Hheh… lagi simple dari tu:
“… memang pon! kita sume makan metal. Bahkan hari-hari kita makan metal. Hahahaha… So, dalam badan kita pun dah ada banyak metal. Malah, darah kita juga penuh dengan metal”.
Bila disebut “metal” atau “logam” (bm), sudah tentu anda membayangkan logam-logam yang biasa anda nampak di persekitaran. Betul tak? So, bila saya nyatakan bahawa: “hari-hari kita makan metal”, janganlah anda bayangkan anda sedang mengigit logam besi. (kalau ikut imaginasi cikgu… cikgu dok bayangkan tengah makan pembaris besi atau mane2 tiang besi… hahaha… ish… ke situ pulak pikirnyer… ).

Sebenarnya, makanan yang kita makan itu memang mengandungi element metal. Namun, metal itu wujud secara compound. Oleh itu, sifat asal kelogamannya bagaikan hilang begitu sahaja. Contohnya, garam yang hari-hari kita tambah dalam masakan, ia terbina daripada gabungan logam sodium dengan unsur bukan logam iaitu chlorine. Jika dilihat dari sifat asalnya, sodium adalah logam kelabu keputih-putihan. Manakala, chlorine adalah dalam bentuk gas yang bersifat irritent. Apabila kedua-duanya bergabung menjadi compound of sodium chloride (garam biasa), ianya sudah boleh dimakan secara selamat.

Semua metal yang anda bayangkan sebelum ini, (mungkin) dalam bentuk tulen. Iaitu, di dalamnya ada semata-mata logam berkenaan sahaja. Sebagai contoh, apabila disebut BESI, kita mungkin terfikirkan pembaris besi, mata pisau atau benda-benda yang diperbuat daripada besi. Bila disebut COPPER (logam kuprum – bm), kita mengenangkan metal yang berwarna merah dalam duit syiling 1 sen atau metal merah yang terdapat dalam sesetengah wayar elektrik (jika diperhatikan, terdapat 2 jenis warna wayar elektrik. Satu kelabu dan satu lagi merah. Yang berwarna merah itu adalah copper).
Bagaimana kita boleh dapat logam-logam seperti ini? Adakah jika kita korek tanah (melombong – dalam bahasa formalnya), kita akan dapat betul-betul serupa seperti logam-logam yang saya nyatakan di atas?.......
Sebenarnya TIDAK. Dan kebanyakkannya juga TIDAK!!...
Kebanyakan logam-logam yang biasa kita jumpa di sekeliling kita ini datangnya daripada METAL ORE (BIJIH LOGAM). Maksudnya… metal yang pada asalnya telah bergabung dengan unsur lain dan terbentuk sejak mula terbentuknya bumi ini. Malah, sejak terbentuknya alam ini juga. Dengan kata lain, ia juga sebahagian daripada natural compound.
Ingat ya!, gabungan element dengan element yang lain juga dikenali sebagai compound. Dengan itu, mana-mana bahan yang mengandungi gabungan dengan logam akan dipanggil metal compound. Oleh itu, metal ore juga sejenis metal compound.

“Metal ore is metal compound. Metal compound is NOT a metal ore”

Sape yang faham maksudnya, boleh nyatakan di dalam ruangan komen, ok!
Contoh yang paling dekat dengan kita (secara sejarahnya) adalah BIJIH TIMAH. Fikirkan…….
Kenapa kita mesti sebut “bijih” di hadapan perkataan timah? Kenapa tidak disebut timah sahaja?...
Sebenarnya, bijih dimaksudkan sebagai batuan atau tanah yang mengandungi logam. Apabila bijih ini diproses, barula kita dapat logam yang kita kehendaki. Contohnya, negara kita ini secara sejarahnya banyak bijih timah. Setelah dilombong, ia akan dicuci dan diproses dalam kebuk pengekstrakan untuk mengasingkan logam tadi dengan element lain yang berpadu dengannya. Dah siap nanti, logam ini biasanya akan dibentuk menjadi “jongkong” timah. Barulah ianya boleh dihantar ke kilang-kilang untuk membentuknya menjadi bahan lain seperti tin makanan, peralatan memasak dan sebagainya. Secara ringkasnya, kebanyakan logam yang kita temui sekarang bukanlah wujud dalam bentuk asal seperti semasa ianya dilombong.
Walaubagaimanapun, terdapat juga beberapa logam yang boleh ditemui dalam keadaan asli tanpa perlu diekstrak sebelum digunakan. Contoh-contoh logam tulen dan asli dari perut bumi ini ialah EMAS, platinum, silver, mercury and arsenic. Oleh kerana ia wujud dalam kerak bumi tanpa bergabung dengan mana-mana element lain, ia digolongkan sebagai natural element.
Sebagai ringkasan dari semua penerangan tadi, pengelasan metal boleh dilihat dalam carta di bawah. So, bijih timah boleh la dikelaskan dalam kumpulan mineral compound (mineral = sebab diperoleh dari bumi; compound = sebab mengandungi gabungan lebih daripada 1 element).

(Klik pada gambarajah untuk membesarkannya.)

Sekarang, diharap anda semua sudah faham istilah-istilah berikut:

  • Mineral
  • Natural element
  • Natural compound
  • Metal compound
Kalau tak faham juga, baca sekali lagi teks di atas dan beri penekanan lebih untuk memahamkan keempat-empat perkataan di atas. Atau, jikapun anda tidak dapat menghuraikannya semula dalam bentuk ayat, sekurang-kurangnya, anda dapat membayangkan maksud bagi kesemua perkataan itu (apa yang cikgu maksudkan ialah … ada sesetengah perkara kita faham dalam bentuk gambaran di dalam minda, tetapi, kita tidak mampu menyatakannya semula dalam bentuk lisan mahupun tulisan. Betul tak? :-D ).
Daripada carta di atas, kita dapat lihat dengan jelas bahawa, minerals yang ada di sekeliling kita ini boleh dibahagikan kepada 2 kumpulan utama iaitu natural elements and natural compound. Seterusnya, saya akan bincangkan lebih detail tentang dua perkara ini.


Natural Elements

Ok, sekarang barulah tiba masanya untuk anda mengenal “beberapa” contoh metal and non-metal. Sebagaimana yang anda pernah pelajari semasa di tingkatan 1, metal and non-metal adalah dua kategori bagi element.
(Klik pada gambarajah untuk membesarkannya.)

Cuba hafal SEMUA nama-nama element di atas dan kumpulannya. Kalau rasa susah, cuba hafal yang berwarna kuning sahaja. Ini kerana yang berwarna kuning ini adalah element yang biasa dibincangkan dalam subjek sains tingkatan 1 hingga 5.
Jika anda perasan, terdapat dua pembahagian dalam senarai di atas. Elements yang terletak di bahagian bawah adalah elements paling jarang dibincangkan (kecuali bagi pelajar aliran sains tulen). Manakala yang berwarna merah jambu pula, menunjukkan mereka adalah dari kumpulan inert gases. Ingat lagi tak, semasa anda belajar Chapter 5 Form 1, anda telah pelajari bahawa hampir 1% daripada udara persekitaran merupakan inert gases (gas-gas lengai)? Gas-gas ini jarang dibincangkan kerana mereka sangat sukar bertindak balas dengan mana-mana unsur lain. Oleh itu, mereka dilabelkan sebagai nonreactive elements (unsur paling kurang kereaktifannya).


Natural Compounds

Di bahagian ini pula, anda belajar tentang pelbagai contoh natural compound seperti bauxide, haematite, galena, iron pyrite dan sebagainya. Lihat jadual di bawah:
(Klik pada gambarajah untuk membesarkannya.)


Common name ialah nama yang digunakan dalam kehidupan seharian atau semasa proses urusniaga mineral tersebut. Chemical name hanya digunakan dalam kajian sains atau dalam subjek sains sahaja. Walaubagaimanapun, anda mesti mengetahui kedua-dua jenis nama ini.

Mungkin anda terfikir: alamak!... macam mana nak ingat sume nih?... sedihnyer huhu…….
Cikgu sendiri tidak mempunyai petua untuk menghafal semua ini. Mungkin, jika ada antara korang semua yang mempunyai petuanya, bolehla dikongsikan di sini.
Tapi, nasihat cikgu, cuba hafal 2 kolum yang pertama sahaja (Common name and their Chemical name). Ini kerana jenis-jenis element kita boleh dapati dengan hanya melihat kepada chemical name bahan itu. Contohnya:

“Oxide” datang dari perkataan “oxygen”. Ia digunakan apabila oxygen bergabung dengan unsur lain. Begitu juga dengan istilah “carbonate”, ia datang dari perkataan “carbon and oxygen”. Lihat pada contoh di bawah:

Ini bermakna, jika kita tahu chemical name (nama kimia) sesuatu bahan, kita juga akan dengan mudahnya dapat mengetahui elements yang terkandung di dalamnya.
Mungkin, jika anda tidak dapat mengingat semua senarai itu, sekurang-kurangnya anda boleh cuba ingat sebahagian darinya dengan cara membiasakan diri menyebut common name and chemical name bahan-bahan yang ada di sekitar anda. Contohnya:

  • batu kapur disebut “calcite” or “calcium carbonate”. Bila jumpa apa-apa benda yang berasal daripada batu kapur atau batu kapur itu sendiri, biasakan menyebut calcite atau calcium carbonate, bukan menyebut nama sebenarnya
  • karat (rust) disebut sebagai “haematite” or “iron oxide”. Walaupun, karat bukanlah sejenis haematite (sebab dia bukan berasal dari dalam tanah), tetapi ia mengandungi iron oxide. Oleh itu, bolehla kita sekadar mengaitkannya secara tidak langsung dengan tujuan untuk mengingat semata-mata. So, bila jumpa karat, gunakan dua istilah tadi sebagai ganti
  • dalam tingkatan 1, anda belajar tentang perbezaan compound and mixture. Contoh yang biasa digunakan adalah iron and sulphur. Apabila kedua-dua bahan ini dipanaskan, ia akan bertukar menjadi bahan baru yang tiada lagi sifat iron dan sulphur (iaitu tidak lagi boleh ditarik oleh magnet seperti sebelum proses pemanasan atau wujudnya serbuk yang berwarna kuning di dalamnya). Bahan baru ini dikenali sebagai “compound of iron sulphide”. Jika dilihat dalam jadual di atas, iron sulphide juga dikenali sebagai “iron pyride”. Oleh itu, sekarang gunakan kedua-dua istilah apabila bertemu dengan bahan ini
  • apabila anda memegang tin makanan, kaitkan ia dengan “cassiterite” or “tin oxide”. Contohnya, gantikan istilah “tin sardin” dengan perkataan “cassiterite ikan sardin” atau “tin oxide ikan sardin”. Walaupun, tin yang membentuk bekas ikan sardin itu, bukanlah lagi tin oxide (tin oxide adalah bijih tin, kalau nak buat bekas ikan sardin tu, tin oxide perlu diekstrak untuk mendapatkan logam tin sahaja). tetapi, cukuplah ia dikaitkan sekadar untuk memudahkan penghafalan sahaja
  • begitu juga dengan tin minuman, yang semua orang tahu, diperbuat daripada logam aluminium. Oleh itu, selepas ini, gunakan istilah “bauxide” and “aluminium oxide” apabila mahu menyebut tin aluminium minuman bergas

Jika kita membiasakan diri menghafal dengan kaedah analogi di atas, ia akan memudahkan anda menghafal dengan lebih bersahaja dan anda tidak akan rasa tertekan untuk menghafal bulat-bulat seperti dalam jadual yang telah saya tunjukkan sebelum ini. InsyaALLAH, ia akan jadi lebih mudah untuk diingati.


Classification of mineral compounds
(Pengelasan sebatian mineral)

Cuba lihat sekali lagi pada jadual mineral yang saya tunjukkan sebelum ini. Perhatikan pada senarai Chemical name, anda akan dapati semua bahan itu boleh dikelaskan kepada 3 kumpulan utama, betul tak?...
Masih kurang jelas?... ok, perhatikan perkataan kedua dalam senarai Chemical name itu, bukankah dihujungnya ada perkataan: OXIDE, CARBONATE and SULPHIDE ?? Oleh itu, secara umumnya, mineral compound yang wujud di muka bumi ini boleh dikelaskan kepada 3 kumpulan iaitu:

  1. Metal oxide
  2. Metal carbonate
  3. Metal sulphide

Kenapa ketiga-tiga perkataan ini dimulai dengan “METAL”? … Sebabnya, kebanyakan mineral compound dalam bumi mengandungi unsur metal. Dan dikalangan metal itu pula, sebahagian besarnya bergabung dengan unsur oxygen untuk membentuk metal oxide, bergabung dengan carbon dan oxygen untuk membentuk metal carbonate, dan bergabung dengan sulphur untuk membentuk metal sulphide.
Ringkasannya:

  • Gabungan metal dengan oxygen --> membentuk metal oxide
  • Gabungan metal dengan carbon and oxygen --> metal carbonate
  • Gabungan metal dengan sulphur --> metal sulphide

Sebenarnya, dalam kerak bumi, bukan sekadar ada metal oxide, metal carbonate, and metal sulphide. Cuma, dalam silibus sains ini, kita memberi penekanan kepada tiga kumpulan ini kerana mereka merupakan antara metal compound yang paling banyak. Jika anda menyambung pelajaran ke tahap yang lebih tinggi (dalam bidang kimia atau geology), anda akan dapati, begitu banyak lagi kumpulan metal compound yang lain yang tidak dipelajari di sekolah.
Masihkah anda ingat senarai metal and non-metal yang saya minta anda hafal sebelum ini? Bila anda sudah faham apa yang dimaksudkan dengan “metal oxide, metal carbonate and metal sulphide”, anda sepatutnya faham bahawa ketiga-tiga istilah itu cumalah nama umum bagi 3 kumpulan metal compound. Dengan itu, anda juga sepatutnya sudah boleh menyenaraikan contoh-contoh lain selain yang saya berikan dalam jadual mineral di atas.
Ok, dengan merujuk carta element, senaraikan kesemua metal oxide yang mungkin. Anda boleh lihat jawapannya selepas gambarfoto di bawah:

Be happy like me!
(ehh… ni happy ke? … meraung???...)




Sila periksa jawapan anda di bawah:
(Klik pada gambarajah untuk membesarkannya.)

Untuk pengetahuan anda, sebahagian daripada metal oxide di atas tidak wujud secara semula jadi, sebaliknya ia dicipta secara makmal untuk kegunaan industri atau sebagai pemangkin bagi suatu tindak balas (pemangkin ialah bahan yang digunakan untuk mempercepatkan proses tindak balas tertentu).
Daripada contoh di atas juga, diharap anda akan faham bahawa senarai carta metal and non-metal sebelum ini juga boleh digunakan untuk menyenaraikan contoh-contoh metal carbonate and metal sulphide. Oleh itu, cuba senaraikan sekurang-kurangnya 5 contoh metal carbonate dan 5 contoh metal sulphide pula.
Iklan sebentar:

Tiga sahabat sehati sejiwa … :-D

Periksa jawapan anda di sini:
(Klik pada gambarajah untuk membesarkannya.)


Sehingga apa yang telah saya pelajari sebelum ini, didapati tidak semua metal boleh membentuk metal carbonate. Tetapi, tak tahulah akan datang macam mana….. mungkin anda salah seorang yang akan menghasilkan metal carbonate yang baru. Mana tahu kan? :-D
Read more...

F3Chp6.1 - Minerals in Earth’s Crust – Part 2

0 comments
Salam,

Dalam posting yang lalu, saya telah membincangkan bahagian pertama subtopic 6.1 (form 3). Oleh itu, kali ini saya ingin menyambung semula dengan bahagian kedua yang akan memperkatakan tentang sifat-sifat sebatian mineral (properties of mineral compound).

Seperti yang dinyatakan dalam posting lalu, mineral compound yang terlibat hanyalah:

  • metal oxide
  • metal carbonate
  • metal sulphide

Oleh itu, sifat-sifat mineral compound yang dikaji dalam silibus ini hanyalah berkisar kepada tiga jenis mineral compound ini juga.

Apakah sifat-sifat yang perlu diketahui?

Untuk silibus sains pmr ini, hanya TIGA sifat sahaja iaitu:

  1. kekerasan (hardness of mineral compound)
  2. keterlarutan dalam air (solubility in water)
  3. kesan terhadap haba (effect on heat)

Kalau nak diikutkan, sebenarnya terdapat pelbagai sifat mineral compound yang boleh diperhatikan. Antaranya, takat lebur (melting point), takat didih (boiling point), tindak balas terhadap bahan kimia lain (effect on other chemical substances), ketumpatan (density) dan sebagainya. Namun, sebagai pengenalan, silibus sains menengah rendah ini hanya memperkatakan tentang TIGA SIFAT ini sahaja.

Mungkin ada yang terfikir (kalau ade la, hahahaha…): kenapa kita tak amik je sifat mereka dari segi melting point and boiling point? Kan lebih senang? Ukur je gune termometer? Lagi pulak, boleh ler sambil-sambil tu main api (sebab eksperimennya melibatkan pemanasan).

Ish… walaupun bunyinye macam senang je. Tapi, eksperimennye “payah” (susah). Sebabnya, kebanyakan mineral compounds ini mempunyai nilai melting point and boiling point yang sangat tinggi. Dan alatan makmal di sekolah-sekolah tidak ada yang sesuai pun untuk menjalankan kajian sebergini.

Oleh itu, anda tak perlu pusing-pusing kepala memikirkan yang lain selain memberi tumpuan kepada tiga sifat sahaja: hardness, solubility in water and reaction to heat!



SIFAT 1: Kekerasan (Hardness)


Apakah jenis kekerasan mineral compound?

Jawapannya mudah sahaja ….. KERAS la . Itu je

Walaupun ada juga mineral compound yang agak lembut, namun sebahagian besarnya agak keras. Tambahan pula, hampir kesemuanya adalah dalam bentuk pepejal (solid).

Eksperimen yang digunakan untuk membuktikan sifat ini adalah dengan menggoreskan mineral itu dengan paku atau jarum. Kita akan dapati kebanyakannya sukar dicalar dengan teruk.

Saya tidak bermaksud untuk mengatakan bahawa mereka tidak akan bercalar langsung. Tetapi sekurang-kurangnya, tidaklah begitu mudah dicalarkan seperti bahan bukan mineral compound yang lain. Sebagai contoh, kita boleh kenangkan perbezaan jam tangan yang menggunakan permukaan plastik dengan permukaan kuartz. Bukankah jam dengan permukaan kuartz, sukar bercalar? Apakah itu kuartz? … Kuartz ialah sejenis batuan mineral compound. Anda akan mempelajarinya lebih detail dalam Silicon Compound.

Setahu saya (buat masa ini), satu-satunya bahan BUKAN mineral compound yang sangat keras, hanyalah berlian (diamond). Yang lainnya, tidaklah sekeras mineral compound seperti yang kita bincangkan di sini.



SIFAT 2: Keterlarutan di dalam air (Solubility in water)


Adakah mineral compound larut dalam air?

Jawapannya juga mudah seperti dalam Sifat 1 di atas, iaitu TAK LARUT!

Di sini, maksudnya, bukanlah tiada satupun mineral compound yang tak larut (contohnya potassium compound and sodium compound). Tetapi, kita boleh katakan hampir kebanyakan daripada mereka memang tidak larut dalam air.

Eksperimennya juga mudah, iaitu dengan menambahkan air sahaja. Bila digoncang atau dikacau, kita akan dapati kebanyakannya tidak akan melarut. Seolah-olah tiada apapun yang berlaku.


Berdasarkan dua sifat ini, anda sepatutnya berasa lega kerana ianya sangat simple! Iaitu:

  • Hardness ----> most of them are HARD
  • Solubility in water ---> most of them are insoluble in water ( or “do not dissolve in water”)


SIFAT 3: Tindak balas terhadap haba (reaction to heat)


Kesulitan mungkin timbul pada sifat yang ketiga iaitu “tindak balas terhadap haba” (reaction to heat and its effect). Ini kerana sifat ini berbeza bergantung kepada jenis mineral compound yang terlibat, sama ada ianya metal oxide, metal carbonate or metal sulphide. Ketiga-tiganya mempunyai sifat yang agak berbeza.

Kebanyakan buku, mungkin akan memulakan perbincangan sifat yang ketiga ini dengan metal oxide. Walaubagaimanapun, saya akan membincangkannya di akhir sekali.


Tindak balas METAL CARBONATE ke atas haba

Sila perhatikan jenis larutan yang digunakan dalam eksperimen ini (sila lihat Gambarajah 1):


Gambarajah 1

Apakah kegunaan air kapur (lime water)? …

Sehingga ke saat ini, anda sepatutnya sudahpun mengetahui kegunaan utama lime water. Ini kerana, ia merupakan larutan penunjuk (indicator solution) yang PALING biasa digunakan dalam eksperimen di sekolah-sekolah. Sekurang-kurangnya, anda pernah mempelajarinya semasa di tingkatan 1 iaitu di dalam Chapter 5 – Air Around Us.

Ok, apakah kegunaannya? … larutan ini digunakan untuk menunjukkan (mengesan) kehadiran gas karbon dioksida (detect the presence of carbon dioxide). Sekiranya benar ada gas ini, larutan yang pada asalnya jernih akan bertukar keruh (colorless turns cloudy). Jika tidak, maka larutan ini akan kekal tidak berwarna (dalam english, adakalanya kita gunakan istilah “milky” or “chalky” yang sama maksudnya dengan “cloudy”).

Ringkasan:

Kesan air kapur (effect of lime water)
Jernih bertukar keruh (colorless turns cloudy) ----- jika ada karbon dioksida
Kekal jernih/ tiada perubahan warna (no change) ----- jika tiada karbon dioksida


Apabila melihat kepada gambarajah eksperimen-eksperimen ini dalam buku teks, pernahkah anda terfikir, kenapa kita gunakan larutan ini untuk pemanasan metal carbonate sahaja? Kenapa tidak, dalam dua eksperimen metal compound yang lain (metal oxide and metal sulphide)?

Sebenarnya, boleh sahaja kita gunakan larutan penunjuk ini pada metal oxide and metal sulphide, tetapi ia tidak akan menunjukkan sebarang perubahan. Nanti saya akan terangkan dengan lebih lanjut, apabila kita mula membincangkan pemanasan metal oxide and metal sulphide.

Pemanasan metal carbonate, sebenarnya, akan menyebabkan molekulnya terurai menjadi metal oxide and carbon dioxide gas (heating causes the metal carbonate to breaks down into metal oxide and carbon dioxide). Berikut adalah “word equation” (bm – persamaan kimia perkataan) yang menunjukkan dengan lebih jelas tindak balas umum yang berlaku:


Equation 1 - Word equation for the reaction of metal carbonate to heat

Kenapa saya katakan word equation di atas sebagai “umum”? … ini kerana metal carbonate adalah nama SEJENIS bahan (metal compound). Mungkin sahaja ia merupakan “calcium” carbonate, “copper” carbonate, “magnesium” carbonate, dan apa sahaja metal yang namanya berakhir dengan carbonate seperti yang saya pernah terangkan dalam posting yang lalu.

Seperkara lagi, simbol adakalanya digantikan dengan simbol . Kedua-duanya membawa pengertian yang sama iaitu “tindak balas yang melibatkan pemanasan”, di mana segitiga di bawah anak panah melambangkan “proses pemanasan”. (anak panah tu pula bermaksud “tindak balas yang bertukar menjadi …”).

Sila perhatikan Gambarajah 2 di bawah pula. Sebagai contoh, metal carbonate yang saya gunakan adalah calcium carbonate.


Gambarajah 2

Perhatikan! Semasa pemanasan, molecule of calcium carbonate mempunyai 5 atom yang berpadu bersama. Namun, selepas pemanasan, 3 atomnya (1 atom carbon dan 2 atom oksigen) akan terbebas keluar membentuk carbon dioxide gas. Maka, tinggallah solid of calcium oxide di dalam bekas.

Eh… kenapa Gambarajah 2 tak sama ngan Gambarajah 1? Kenapa dalam Gambarajah 2, boiling tube yang digunakan untuk memanaskan calcium carbonate tidak ditutup dengan rubber stopper?

Alangkah bagusnya jika anda pernah terfikir akan persoalan ini. Hheh…

Saya sengaja membiarkan calcium carbonate itu terdedah kerana nak menunjukkan bahawa gas karbon dioksida boleh terlepas keluar semasa pemanasan. Seperkara lagi, melalui Gambarajah 2, anda sepatutnya dapat mengagak bahawa jumlah serbuk asal yang digunakan pasti telah menjadi semakin kecil. Oleh itu, jika ditimbang selepas pemanasan, kita akan dapati beratnya benar-benar telah berkurang. Kenapa berkurang? ….. Ianya berkurang kerana sebahagian atomnya telah berpisah dan membentuk molekul karbon dioksida yang terbebas keluar tadi.

Apakah yang akan terjadi sekiranya kita terus-terusan memanaskan bahan itu? Adakah saiznya akan lebih mengecil dan akhirnya hilang?

Di peringkat awal, saiznya akan semakin mengecil. Namun, sampai satu ketika, jika kita teruskan pemanasan, kita akan dapati tiada perubahan berlaku kepada saiznya lagi. Ini kerana ia telahpun kehabisan atom karbon untuk membentuk gas karbon dioksida. Maka, yang tetap tinggal di dalamnya ialah calcium oxide. Pemanasan calcium oxide tidak akan membawa perubahan apa-apa (anda akan memahaminya nanti).

Mungkin ada di antara anda semua telahpun menjalankan eksperimen ini. Dan perkara paling nyata di sini ialah, kita sebenarnya tidak dapat melihat sebarang perubahan jelas pada serbuk calcium carbonate yang dipanaskan, betul tak?!! … anda mungkin tidak dapat melihat saiz calcium carbonate yang mengecil dan suatu gas terbebas daripada calcium carbonate itu, ya tak?!!! Apa yang mungkin anda dapat perhatikan hanyalah perubahan kepada warna lime water, setuju?!!!!! …

Pengecilan saiz calcium carbonate itu tidak dapat dilihat dengan jelas kerana proses pengecilan berlaku dengan sangat perlahan. Kita mungkin memerlukan separuh hari atau seharian untuk memanaskan calcium carbonate sehingga kita dapat melihat perubahan saiznya (jika guna Bunsen burner. Tapi takkan la kita nak pakai api welding untuk eksperimen ni kot. Bahaya la pulak). Tetapi, perlukah kita menunggu selama itu?

Sebenarnya, dengan memanaskan calcium carbonate dalam masa 7 minit ke atas, gas karbon dioksida sudah mula keluar darinya sedikit demi sedikit dan ianya cukup untuk menukarkan warna lime water. Lagipun, tujuan sebenar eksperimen ini adalah untuk mengetahui perubahan yang berlaku ke atas metal carbonate apabila ianya dipanaskan. Bukannya nak pastikan perubahan itu berlaku sehingga benar-benar selesai.

Seperti yang anda telah pelajari sejak sekolah rendah lagi (atau jika anda dah tak ingat, sekurang-kurangnya semasa di tingkatan 1 Chapter 5 – Air around us), gas karbon dioksida adalah suatu gas yang tidak berwarna, tiada bau dan tiada rasa (colorless, tasteless, and odorless). Oleh itu, apabila ia dibebaskan dalam eksperimen ini, anda pasti tidak menyedarinya. Kerana itulah, dalam Gambarajah 1, pemanasan metal carbonate dilakukan dengan menggunakan rubber stopper and glass tube untuk mengarahkan gas karbon dioksida itu masuk ke dalam lime water. Dengan itu, dapatlah kita mengesahkan pembebasan gas ini seperti dalam Equation 1 yang telah ditunjukkan sebelum ini.

Wah!!... panjangnyer penerangan cikgu nih! Hheh … jangan risau. Tujuan penerangan di atas sekadar untuk memahamkan anda sahaja. Bila dah jelas dalam minda anda semua, seterusnya, cukuplah sekadar anda ingat beberapa kata kunci seperti di bawah:

  1. metal carbonate akan terurai (breaks down) apabila dipanaskan lalu menghasilkan metal oxide dan membebaskan carbon dioxide
  2. word equation: metal carbonate -> metal oxide + carbon dioxide
  3. lime water digunakan untuk mengesan gas karbon dioksida yang terbebas
    Jika ada karbon dioksida, lime water turns cloudy

Satu lagi yang anda perlu ingat adalah, apa yang perlu anda lakukan sekiranya soalan peperiksaan tidak menggunakan perkataan “metal carbonate”, tetapi memberi contoh seperti calcium carbonate, magnesium carbonate or copper carbonate.

Ingat! Oleh kerana semua contoh itu adalah sejenis metal carbonate, hasilnya tetap sama! (sama dari segi alatan eksperimennya, penggunaan lime water, observation pada lime water). Perbezaan hanyalah pada jenis “metal oxide” yang terhasil sahaja (oleh itu, warna akhir serbuk yang terhasil, mungkin tak sama dengan hasil pemanasan calcium carbonate).

Di bawah ini, saya berikan word equation dan perubahan warna beberapa metal compound yang mungkin digunakan.


1. Pemanasan calcium carbonate:

Word equation: calcium carbonate -> calcium oxide + carbon dioxide

Color: white -> white (tiada perubahan warna kerana kedua-dua calcium carbonate and calcium oxide berwarna putih)


2. Pemanasan magnesium carbonate:

Word equation: magnesium carbonate -> magnesium oxide + carbon dioxide

Color: white -> white (sama seperti kes calcium carbonate di mana kedua-dua magnesium carbonate and magnesium oxide berwarna putih)


3. Pemanasan copper carbonate:

Word equation: copper carbonate -> copper oxide + carbon dioxide

Color: bluish green -> black (buish green for copper carbonate and black for copper oxide)



Anda tidak perlu mengingat perubahan warna yang berlaku (bukan tahap PMR). Apa yang perlu anda tahu hanyalah cara menulis word equation sahaja. Cuba selesaikan latihan di bawah:



Iklan sebentarrr …



Berikut adalah jawapan bagi latihan di atas.



Seperkara lagi, eksperimen ini tidak semestinya menggunakan lime water sahaja. Oleh kerana, carbon dioxide bersifat asid, kita boleh gunakan larutan penguji asid-alkali seperti bicarbonate indicator solution atau universal indicator solution. Berikut adalah observation yang akan diperoleh jika menggunakan larutan-larutan tersebut:

  • Bicarbonate indicator (atau nama lain: hydrogen carbonate indicator)
    Jika ada carbon dioxide, warna merah akan bertukar menjadi kuning (red turns to yellow, if carbon dioxide is present)
    Jika tiada carbon dioxide, warna merah akan kekal
  • Universal indicator
    Jika ada carbon dioxide, warna hijaunya akan berubah menjadi kuning (green turns to yellow)
    Jika tiada, warna kekal hijau pekat

Selain daripada menggunakan larutan penunjuk, kita juga boleh gunakan burning splinter. Ini kerana salah satu sifat carbon dioxide ialah memadamkan nyalaan api (tidak membantu pembakaran) – (extinguishes burning splinter).

Rasanya, cukup sekadar ini dahulu. Saya akan menyambung berkenaan metal oxide and metal sulphide dalam Part 3 pula. Bye …
Read more...

F3Chp6.1 - Minerals in Earth’s Crust – Part 3

0 comments

Dalam posting sebelum ini, saya telahpun memulakan perbincangan tentang sifat metal compound apabila ianya dipanaskan. Namun, metal compound yang saya utarakan hanyalah berkenaan metal carbonate, sedangkan kita masih ada dua lagi metal compound yang perlu diperhatikan sifat pemanasannya.

Oleh itu, tujuan posting kali ini adalah untuk membincangkan dengan lebih lanjut mengenai kedua-dua jenis metal compound ini.



Tindak balas METAL SULPHIDE ke atas haba

Lihat Gambarajah 1 di bawah:


Gambarajah 1

Lihat! Susunan radas bagi pemanasan metal sulphide ini juga sama seperti dalam eksperimen pemanasan metal carbonate. Yang berbeza cumalah jenis larutan penunjuk (indicator solution) yang digunakan. Ingat lagikah tujuan lime water dalam eksperimen itu? … ia digunakan untuk mengesan kehadiran gas karbon dioksida (detect the presence of carbon dioxide). Namun, dalam eksperimen ini pula, kita tidak menggunakan lime water, sebaliknya kita gantikan dengan “acidified potassium manganate (VII) solution”. Kenapa? …….

Kita tidak menggunakan lime water kerana pemanasan metal sulphide tidak membebaskan gas karbon dioksida. Oleh itu, jikapun kita gunakan lime water, kita tidak akan dapat keputusan yang positif (tiada perubahan warna air kapur kepada keruh).

So … untuk apa kita gunakan acidified potassium manganate (VII) solution?

Seperti yang saya nyatakan sebelum ini, acidified potassium manganate (VII) solution adalah sejenis larutan penunjuk (indicator solution). Iaitu, ia akan menunjukkan kehadiran gas sulphur dioksida apabila warna ungu larutan ini meluntur menjadi tidak berwarna atau ungu pudar (sulphur dioxide will bleaches the purple color of acidified potassium manganate (VII) solution).

Sesetengah buku teks atau buku rujukan mungkin menggunakan istilah “acidified potassium permanganate”. Kedua-dua istilah ini adalah sama di mana potassium manganate (VII) adalah nama kimia, manakala potassium permanganate adalah nama biasa. Cara nak sebut “manganate (VII)” ialah “manganate seven” (atau kalium manganat tujuh – bm). Kenapa “seven”?... PANJANG CITERNYER ..... anda akan mengetahuinya kalau anda masuk aliran sains tulen nanti. Nak tahu jugak?? … boleh kemukakan dalam ruangan komen. Sebabnyer, tak perlulah saya nak terangkan dalam teks ini kerana ia mungkin akan mengganggu konsentrasi anda untuk memahami topik utama di sini.

Sulphur dioxide gas adalah sejenis gas yang tinggi keasidannya. Ia juga tidak berwarna. Oleh itu, pembebasannya ke udara tidak akan dapat dikesan oleh mata. Walaupun tidak boleh dilihat, namun baunya sangat menyengat hidung dan kita boleh terbatuk serta sakit tekak jika terdedah dengan banyak. Sebab itulah, dalam tajuk Hazard Symbol (Chapter 1 Form 1), gas ini boleh dikelaskan dalam kumpulan “Irritant” dengan simbol pangkah. Oleh itu, jika anda terbau gas ini semasa menjalankan eksperimen, pastikan tingkap dibuka seluas-luasnya atau beredar sebentar. Sebaik sahaja anda nampak warna indicator solution itu telah luntur, anda sudah boleh tutup api Bunsen burner. Pemanasan tidak perlu diteruskan lagi kerana ia boleh dianggap telah selesai.

Oleh kerana dalam eksperimen ini, metal sulphide yang dipanaskan ditutup dengan rubber stopper, pembebasan sulphur dioxide ke udara mungkin kurang. Walaubagaimana pun, anda tetap perlu sentiasa berhati-hati.

Seperti dalam nota metal carbonate sebelum ini, untuk metal sulphide, saya akan menerangkan keadaan yang berlaku dengan menggunakan gambarajah molekul-molekulnya. Sebenarnya, saya tidak perlu menerangkannya sehingga ke tahap ini. Namun, sepanjang saya mengajar tajuk ini kepada pelajar-pelajar saya, mereka lebih mudah memahaminya apabila diterangkan sebergini. Kebanyakan mereka mengatakan bahawa “barulah NAMPAK macam mana metal sulphide boleh jadi metal oxide dan gas sulphur dioxide keluar untuk mengeruhkan larutan penunjuk”. Kepuasan yang terlihat di mata mereka itulah yang menyebabkan saya rasa puas sangat-sangat!


Gambarajah 2

Sebenarnya, semasa proses pemanasan sesuatu bahan, keadaan atom-atomnya seolah-olah dirombak. Begitulah yang berlaku semasa pemanasan metal sulphide.

Dalam Gambarajah di atas, metal sulphide yang saya gunakan ialah “copper sulphide” iaitu suatu bahan yang mempunyai satu copper atom bergabung dengan satu sulphur atom.

Apabila copper sulphide dipanaskan, molekulnya akan terurai (breaks down) membentuk copper oxide dan membebaskan pula sulphur dioxide. Copper oxide ialah bahan yang terdiri daripada copper atom and oxygen atom yang berpadu secara kuat, manakala sulphur dioxide ialah suatu gas yang terdiri daripada sulphur atom and oxygen atom yang juga berpadu secara kuat.

Eh??... kenape tetiba ada gas oksigen pulak dalam kes ini? Bila masa pulak kita tambah gas oksigen dalam eksperimen ini? Kenapa dalam eksperimen metal carbonate, takde pon??? …

Cuba kita ingat semula, bukankah udara persekitaran mempunyai banyak kandungan gas oksigen iaitu sebanyak 21%? Walaupun boiling tube kita diisi dengan metal sulphide dan ditutup rapat, tetapi udara di dalamnya masih mengandungi gas oksigen, bukan?!! Kerana itulah, dalam pemanasan metal sulphide ini, penguraian molekulnya akan menyebabkan metalnya mudah menarik atom oxygen yang banyak terdapat dalam ruang udara boiling tube itu. Begitu jugalah yang berlaku kepada atom sulphur, di mana ia juga turut menarik atom-atom oksigen untuk bergabung dengannya. Lalu, terbentuklah metal oxide and sulphur dioxide seperti dalam word equation di bawah:


Equation 1 – Reaction of metal sulphide when heating

Equation di atas adalah common equation (persamaam “umum”). Oleh itu, equation for copper sulphide adalah seperti di bawah:

Copper sulphide -> Copper oxide + Sulphur dioxide

Bagaimana agaknya, jika saya beri contoh equation yang lain. Dapatkah anda menyelesaikannya? Cuba latihan di bawah:




Hhuh!! … lama sungguh tunggu hang siap!


Periksa jawapan anda di bawah:


Sebagai ringkasan kepada nota ini, perkara penting yang perlu diingati ialah:
  1. metal sulphide apabila dipanaskan akan menghasilkan metal oxide dan membebaskan sulphur dioxide
  2. word equation: metal sulphide -> metal oxide + sulphur dioxide
  3. indicator solution yang digunakan ialah "acidified potassium manganate (VII) solution.
    Jika ada sulphur dioxide, warna ungu akan luntur (@ tidak berwarna)



Tindak balas METAL OXIDE ke atas haba


Bagaimanakah agaknya keadaan yang berlaku kepada metal oxide apabila ianya dipanaskan?

Sifat metal oxide tidak sama seperti metal carbonate and metal sulphide. Kebanyakannya SANGAT STABIL walaupun dipanaskan pada suhu tinggi (most of them are stable at high temperature) kecuali bagi mercury oxide, silver oxide, gold oxide. Stabil di sini bermaksud, atom-atom dalam metal oxide tidak terurai apabila dipanaskan.

Kerana itulah, observation bagi eksperimen pemanasan metal oxide ialah “tiada perubahan/ tiada tindak balas” (no change). Tidak kiralah sama ada ianya diuji dengan lime water, acidified potassium manganate (VII) solution or glowing splinter. Semuanya akan menunjukkan keputusan yang negatif (kecuali bagi metal oxide yang saya nyatakan dalam perenggan ke dua di atas).

Ingat ya! … lime water digunakan untuk menguji kehadiran gas karbon dioksida. Oleh kerana metal oxide tidak membebaskan gas ini, sifat jernih lime water tidak akan bertukar menjadi keruh. Begitu juga apabila kita menggunakan acidified potassium manganate (VII) solution. Warna ungunya tidak akan dapat dilunturkan kerana tiada gas sulphur dioxide dibebaskan semasa pemanasan metal oxide. Glowing splinter pula untuk apa?? …

Dalam Chapter 5 Form 1, anda mempelajari sifat-sifat gas oksigen, karbon dioksida dan nitrogen serta eksperimen untuk menguji kehadirannya. Di situlah anda telah pelajari bahawa salah satu cara paling mudah untuk menguji kehadiran gas oksigen adalah dengan menggunakan glowing splinter (kayu uji berbara). Jika ada gas oksigen, glowing splinter akan menghasilkan nyalaan (the glowing splinter bursts into flame).

Apabila melihat kepada jenis atom-atom yang terkandung di dalam metal oxide, iaitu mengandungi metal and oxygen, mungkin ada yang mengandaikan bahawa gas oksigen akan terbebas dan tinggallah metal tulen sahaja di dalam bekas selepas ia dipanaskan. Namun, hampir kesemua metal oxide tidak begitu. Mereka enggan melepaskan oksigennya dan kerana inilah mereka dikatakan sangat stabil. Oleh itu, jika kita gunakan glowing splinter, kita akan dapati tiada perubahan ke atasnya, sama ada mengeluarkan nyalaan mahupun terpadam.

Seperkara lagi, cuba lihat word equation bagi pemanasan metal carbonate and metal sulphide yang saya tunjukkan sebelum ini. Kedua-duanya menghasilkan “metal oxide”! walaupun pemanasannya diteruskan, tiada perubahan yang akan berlaku lagi selepas itu. Kenapa? … kerana metal oxide sangat stabil!

OK, habis sudah bahagian 6.1. Masih ada masalah di bahagian ini? Tak mengapa, anda boleh tanya saya melalui komen di bawah tajuk posting ini. Kalau boleh gunakan ruangan komen itu daripada anda menggunakan shoutbox. Dengan menggunakan ruangan komen, lebih banyak ruang untuk saya menjawab soalan dan semua orang boleh terus-terusan membacanya.
Read more...

Metals and Non-Metals

0 comments
Reaction Between Metals and Non-Metals
(Tindak balas di antara logam dengan bukan logam)


Salam,

Untuk tajuk ini, saya lebih suka untuk memberi penekanan kepada beberapa perkara sahaja, iaitu:

  1. turutan kereaktifan sesuatu metal bertindak balas dengan oksigen atau sulphur
  2. radas dalam eksperimen tindak balas metal dengan oksigen
  3. persamaan kimia yang berkaitan



Turutan kereaktifan metal dalam tindak balasnya dengan non-metal (oksigen atau sulphur)


Perlu diingat bahawa, soalan peperiksaan dibuat adalah berdasarkan buku teks. Oleh itu, walaupun terdapat pelbagai jenis logam yang telahpun anda pelajari semasa di awal chapter 6 ini, namun di bawah subtopik ini, bukan semua logam itu yang perlu dikaji. Jika merujuk kepada buku teks Science Form 3 – Pustaka Sistem Pelajaran Sdn Bhd 2004, terdapat hanya 4 jenis metal sahaja yang digunakan untuk mengkaji tindak balas mereka dengan oksigen atau sulphur. Saya kurang pasti dengan buku teks di zon-zon lain. Metal tersebut adalah magnesium, aluminium, zinc and iron.

Sebelum saya menerangkan dengan lebih lanjut tentang turutan kereaktifan ini, sila lihat hasil tindak balas logam-logam ini dengan oksigen dan juga dengan sulphur dalam jadual di bawah. Perhatikan persamaan yang wujud antara kedua-dua jenis tindak balas ini.


Jadual 1 – Tindak balas metal dengan oksigen atau sulfur


Agaknya apa yang sama ya??...

Untuk membantu penilaian anda, perhatikan terlebih dahulu “Reaction between metal and oxygen”. Kemudian, fikirkan persoalan-persoalan berikut:
  1. Metal apakah yang paling lambat bertindak balas?
  2. Metal apakah yang paling cepat dan paling aktif bertindak balas?
Cuba susun turutan kereaktifan metal dari yang kurang aktif ke metal yang sangat aktif. Lakukan perkara yang sama ke atas jadual “Reaction between metal and sulphur”. Adakah keputusannya sama?

Berdasarkan Jadual 1 di atas, kereaktifan metal bertindak balas adalah berdasarkan turutan berikut:


Rajah 1 – Kereaktifan metal yang semakin bertambah

Ini bermakna, sama ada mereka bertindak balas dengan oksigen mahupun dengan sulphur, turutan kereaktifannya tetap sama, iaitu dari iron ke magnesium seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1 di atas.

Berdasarkan Rajah 1 juga, anda sebenarnya tidak perlu bersusah payah untuk menghafal keseluruhan observation bagi kedua-dua jenis eksperimen. Yang penting adalah anda tahu metal mana yang lebih reaktif dan metal mana yang kurang. Dan oleh sebab itu juga, anda mungkin menemui observation bagi eksperimen-eksperimen ini berbeza dari satu buku ke satu buku yang lain. Bukan itu sahaja, jika anda jalankan eksperimen-eksperimen ini, hasilnya juga tidak seperti yang digambarkan di dalam buku-buku rujukan. Kenapa begitu? Kalau macam tu, yang mana satu pernyataan yang betul?

Apa yang boleh saya katakan adalah… mungkin semua yang tercatat di dalam buku-buku teks dan rujukan itu adalah betul. Perbezaan mungkin wujud kerana beberapa faktor, contohnya:
  • perbezaan kuantiti metal and non-metal yang digunakan
  • perbezaan dari segi kepanasan Bunsen burner
  • perbezaan dari segi keadaan persekitaran yang mungkin mempengaruhi keputusan
Walaupun terdapat perbezaan, lazimnya, turutan kereaktifan metal tetap sama seperti dalam Rajah 1. Kerana itulah, saya tidak menggalakkan anda menghafal observation. Cukup sekadar anda hafal turutan ini sahaja.



Radas dalam eksperimen tindak balas metal dengan oksigen


Lihat Rajah 2 di bawah dan cuba kenalpasti satu bahan yang agak istimewa digunakan di dalamnya. Apakah dia ya?


Rajah 2 – Tindak balas metal dengan oksigen

Bahan yang saya maksudkan itu adalah “Potassium manganate (VII) crystals”. Apa istimewanya dia nih??...

Jika anda pernah membaca posting saya sebelum ini tentang sifat pemanasan metal sulphide, anda mungkin masih ingat akan bahan ini (kalau tak bace lagi, boleh klik SINI). Dalam eksperimen itu, kita menggunakan potassium manganate (VII) solution. Namun, kali ini, kita gunakannya dalam bentuk solid (crystals). Ada beza ke, crystal dengan solution nih???

Ya… perbezaannya memang sangat ketara. Kerana:

Potassium manganate (VII) SOLUTION - digunakan untuk mengesan kehadiran sulphur dioxide

manakala…

Potassium manganate (VII) CRYSTALS - digunakan untuk MEMBEKALKAN GAS OKSIGEN (supply oxygen gas)


Dalam eksperimen tindak balas metal dengan oksigen, kita memerlukan pembekal gas oksigen yang sesuai. Melihat kepada radas yang digunakan, takkan la kita nak pakai tong gas oksigen kot! Lagipun, ada kaedah lain yang lebih baik daripada itu, iaitu dengan menggunakan bahan yang boleh mengeluarkan gas oksigen secukupnya. Dan bahan itu adalah “potassium manganate (VII) crystals yang dipanaskan”.

Untuk itu, metal perlu dipanaskan terlebih dahulu. Ini bertujuan untuk ‘melembutkan’ struktur metal itu (sebenarnya, untuk mengurangkan daya tarikan antara zarah-zarah agar mudah pula bertindak balas dengan element lain). Selepas lebih kurang 5 minit, barulah kita panaskan pula crystals tersebut.

Dalam radas ini juga, kita ada menggunakan 2 gulungan kapas kaca (glass wool); satu diletakkan di antara potassium manganate (VII) crystal dengan metal, dan satu lagi di mulut tabung didih (boiling tube). Apakah tujuan kedua-dua glass wool ini?

Pemanasan potassium manganate (VII) crystals boleh menyebabkan ia memercik ke arah metal. Ini akan menyebabkan kedua-dua bahan terdedah kepada tindak balas lain daripada apa yang kita mahukan – iaitu BUKAN tindak balas antara metal dengan oksigen SAHAJA. Oleh itu glass wool dipasang antara kedua-dua bahan tersebut.

Tindak balas metal dengan oksigen juga boleh menghasilkan percikan api (terutamanya kepada metal yang sangat reaktif seperti magnesium). Oleh itu, glass wool perlu dipasang di mulut boiling tube itu agar pemanasan metal tidak terpercik keluar dan mengenai kita.

Seperkara lagi yang perlu anda ketahui ialah, pada kebiasaannya metal yang digunakan diletakkan di dalam mangkuk yang diperbuat daripada kertas asbestos. Sifatnya yang seperti kadbod dan mudah dibentuk serta boleh bertindak sebagai penebat haba, menjadikan ianya amat sesuai untuk pemanasan sekata metal dalam eksperimen ini.



Persamaan kimia yang berkaitan


Jika anda sudah membaca posting-posting saya di bawah tajuk Chapter 6 Form 3 sebelum ini, anda mungkin sudah tidak bermasalah untuk menulis persamaan kimia bagi tindak balas dalam eksperimen kali ini. Malah, persamaan kimia kali ini jauh lebih mudah untuk dingati berbanding yang terdahulu.

Berikut adalah persamaan umum (common equation) bagi kedua-dua jenis eksperimen:


Persamaan kimia 1 – Persamaan bagi tindak balas metal dengan oksigen dan metal dengan sulphur



Berikut pula adalah contoh-contoh persamaan kimia tindak balas yang lebih khusus:

(a) metal dengan oksigen

  • Magnesium + Oxygen ---> Magnesium oxide
  • Aluminium + Oxygen ---> Aluminium oxide
  • Lead + Oxygen ---> Lead oxide


(b) metal dengan sulphur

  • Zinc + Sulphur ---> Zinc sulphide
  • Iron + Sulphur ---> Iron sulphide
  • Copper + Sulphur ---> Copper sulphide
Read more...

Sistem Pencernaan Manusia

0 comments
Struktur Dalam Sistem Pencernaan Manusia


Untuk mengingat struktur-struktur ini, adalah dinasihatkan agar anda menghafalnya dari mulut ke anus mengikut turutan laluan makanan. Lihat rajah di bawah:


Rajah 1 – Sistem Pencernaan Manusia
(Human Digestive System)


Berdasarkan gambarajah di atas, makanan akan melalui turutan seperti berikut:


Carta 1 – Laluan makanan dalam badan manusia. Juga dikenali sebagai laluan pencernaan (alimentary track)


Untuk membantu pemahaman anda, sila lihat gambarajah animasi di bawah pula:


Rajah 2 – Animasi pergerakan makanan dalam salur pencernaan


Untuk gambarajah animasi ini, sila abaikan perkataan “colon”. Kita tidak menggunakan istilah ini dalam silibus. Cuma sebagai pengetahuan, colon membawa maksud yang sama dengan large intestine (usus besar).

Untuk membantu anda mengingat struktur digestive system ini, anda boleh gunakan gambarajah kosong di SINI. Cetak dan cuba label tanpa melihat kepada gambarajah asal. Buat sehingga anda dapat menghafal kesemuanya dengan baik. Antara cara yang bagus ialah anda menulis mengikut turutan makanan turun seperti dalam Carta 1 di atas.

Mungkin bagus, jika ketika anda melabel gambarajah-gambarajah tersebut, anda buat seolah-olah anda sedang bercerita dengan diri sendiri tentang bagaimana makanan melalui struktur-struktur tersebut. Contohnya:

Mula-mula makanan masuk melalui mouth. Lepas tu, dia lalu kat oesophagus. Seterusnya, dia masuk kat stomach. Seterunya, dia lalu kat duodenum. Kat sini nanti, ada pintu ke pancreas dan gall bladder. Gall bladder pulak terletak di dalam liver. Tapi makanan tak masuk kat situ, sebab dua tempat ni cuma digunakan untuk mengeluarkan enzim pencernaan makanan (digestive enzymes). Lepas tu, makanan akan masuk ke small intestine dan seterusnya ke large intestine. Akhirnya, makanan akan disimpan di dalam rectum sehingga tiba waktu ia akan dikeluarkan melalui anus.

Menggunakan kaedah bercerita sambil melabel seperti di atas, dapat membantu anda mengingat struktur-struktur itu dengan lebih baik berbanding jika anda melabelnya secara rambang sahaja. Malah, ia membantu anda mengaitkan satu struktur dengan struktur yang lain.

Dalam petikan cerita tersebut, saya ada menyatakan tentang kedudukan pancreas, gall bladder and liver. Mungkin anda tidak memahaminya dengan jelas. Oleh itu sila lihat gambarajah di bawah:


Rajah 3 – Duodenum yang bersambung dengan pancreas, gall bladder and liver


Makanan dari perut (stomach) akan masuk ke duodenum (sebutan in English: di-o-de (e – emak) – nem). Seterusnya ke small intestine. Dalam duodenum inilah, adanya satu bukaan kecil yang menyambungkan duodenum dengan salur dari pancreas. Pada salur pancreas ini pula, terdapat satu lagi cabang salur dari gall bladder. Gall bladder ini terletak di liver (hati – bm. Ingat ya! Ini bukannya jantung! Walaupun dalam bahasa melayu, ia sering dimaksudkan sebagai jantung).

Saya akan menerangkan tentang ketiga-tiga struktur yang tidak dilalui oleh makanan ini dengan lebih lanjut kemudian.

Sehingga setakat ini, saya harap anda semua telah dapat mengenalpasti kedudukan struktur-struktur dalam digestive system dengan baik. Ini merupakan asas untuk anda memahami perkara-perkara berikutnya. Ingat! Selalunya kita sukar memahami satu-satu tajuk kerana kita tidak menguasai “pengetahuan asas” tentang tajuk tersebut.

OK, sekarang, saya akan membincangkan pula fasa seterusnya iaitu tentang proses pencernaan dengan lebih terperinci.



Proses Pencernaan (Digestion Process)


Digestion process melibatkan 2 jenis proses yang berlaku serentak, iaitu proses pencernaan secara fizikal (physical digestion) dan proses pencernaan secara kimia (chemical digestion).

Makanan yang kita makan, mempunyai struktur molekul yang besar. Oleh itu, ia sangat sukar diserap ke dalam sel-sel badan yang beribu-ribu kali ganda lebih kecil darinya. Oleh itu, ia perlu dikecilkan terlebih dahulu. Ada dua cara mengecilkannya, iaitu cara fizikal dan cara kimia seperti yang saya nyatakan dalam perenggan di atas.


Proses Pencernaan Secara Fizikal (Physical Digestion)


Apabila kita mengunyah makanan (chewing and grinding) dengan menggunakan gigi, kita sebenarnya telah mengecilkan sedikit saiz makanan. Walaubagaimanapun, saiz makanan kali ini, tetap tidak dapat diserap oleh sel-sel badan. Kita memerlukan proses pencernaan secara kimia pula untuk mengecilkan lagi saiznya. Kedua-dua proses ini akan berjalan serentak di sepanjang salur pencernaan (alimentary track).

Anda mungkin faham sangat proses pencernaan fizikal oleh gigi kerana gigi tu keras. Namun, bagaimana pula dengan proses pencernaan fizikal di salur pencernaan lain? Bukankah oesophagus, perut, usus dan lain-lain strukutur adalah lembut. Bagaimana mereka boleh kecilkan (cernakan) saiz makanan?

Di sinilah anda belajar tentang istilah “peristalsis”. Peristalsis ialah satu lagi cara pencernaan fizikal selain menggunakan gigi. Ia merupakan proses di mana makanan ditolak menuruni salur pencernaan (alimentary track). Sambil menolak makanan inilah, dinding salur pencernaan akan menguncup dan mengendur menyebabkan ketulan makanan yang ditelan, ditekan-tekan sehingga ada antaranya yang pecah menjadi cebisan yang lebih kecil.


Rajah 4 – Animasi proses peristalsis (Peristalsis Process)


Rajah di atas cuma menunjukkan bagaimana proses ini berlaku. Ia tidak menunjukkan bagaimana makanan itu pecah dengan pergerakan seperti ini.

Oesophagus adalah suatu salur yang agak sempit. Oleh itu, ketulan makanan yang besar mungkin sukar melaluinya jika tidak menggunakan proses peristalsis. Proses peristalsis ini berlaku apabila otot eosophagus di atas ketulan makanan (bolus) mengecut, manakala otot di bawahnya mengendur. Keadaan inilah yang menyebabkan ketulan makanan itu tertolak ke bawah. Proses ini akan terus berlaku di perut dan juga di usus.

Anda juga boleh menunjukkan bagaimana proses peristalsis ini berlaku jika anda mempunyai satu salur getah (paip getah) yang sederhana panjang dan sebiji bola atau guli yang saiznya besar sedikit dari lubang salur getah tadi. Cuba masukkan bola itu ke dalam salur getah. Kemudian, fikirkan bagaimana untuk membolehkan bola itu keluar melalui hujung salur getah itu. Bagaimana ya?

Mudah sahaja. Anda hanya perlu menekan pangkal bola itu sedikit demi sedikit di sepanjang salur getah itu sehingga bola itu turun melalui hujung yang satu lagi. Proses menekan dan pergerakan bola itu adalah sama seperti proses peristalsis yang berlaku dalam badan kita.



Proses Pencernaan Secara Kimia (Chemical Digestion)


Proses pencernaan kimia bermula sejak dalam mulut lagi. Ini bermakna, selain pencernaan fizikal oleh gigi, pencernaan kimia juga berlaku di situ, iaitu jika ada karbohidrat dalam makanan itu.

Dalam ketujuh-tujuh kelas makanan yang telah anda pelajari sebelum ini, hanya karbohidrat, protein dan lemak sahaja yang akan dicerna (digest). Kelas-kelas makanan yang lain, semuanya akan terus diserap oleh badan tanpa perlu melalui proses rumit pencernaan. Maksud “cerna” ialah mengecilkan molekul makanan dari bersaiz besar dan kompleks kepada saiz molekul yang teringkas (simple digested products). Adakalanya, molekul teringkas makanan ini dinamakan juga sebagai produk akhir pencernaan (final products of carbohydrate, protein or lipid).

Anda mesti dapat membezakan molekul kompleks makanan dengan produk akhirnya. Kerana, ini merupakan bahagian yang sangat penting dalam proses pencernaan. Untuk itu, saya akan bahagikan perbincangan ini kepada pencernaan karbohidrat, protein dan lipid agar, anda dapat memahami dengan lebih baik bagaimana ketiga-tiga kelas makanan utama ini dicerna dan bagaimanakah rupa akhirnya.

Ada di antaranya mula dicernakan di mulut (contohnya, makanan berkarbohidrat seperti yang saya terangkan sebelum ini). Ada pula yang mula dicernakan di perut dan ada juga yang akan bermula di duodenum. Setelah dicernakan, semua karbohidrat, protein dan lipid akan menjadi molekul teringkas dan bersedia untuk diserap di usus kecil. Di usus kecil ada struktur bernama “villi” tempat makanan yang telah siap dicerna mulai masuk ke dalam salur darah. Dari salur darah, ia akan dianggkut pula ke seluruh sel-sel badan yang memerlukannya.


Rajah 5 – Aliran pencernaan makanan sehingga ia masuk ke sel-sel badan



Pencernaan Karbohidrat

Roti, nasi, mee; semua makanan ini mengandungi karbohidrat. Karbohidrat merupakan antara kelas makanan yang sangat kompleks dengan keadaan molekulnya yang sangat besar. Tidak seperti molekul air yang hanya terdiri daripada 3 atom yang terikat bersama (2 atom hydrogen dan 1 atom oksigen), molekul karbohidrat terdiri daripada beratus sehingga beribu-ribu atom yang terikat bersama dalam pelbagai bentuk. Perbezaan molekul air dengan molekul karbohidrat umpama sebiji kacang hijau dengan segugus buah anggur. Oleh itu, daripada segugus buah anggur itulah, kita perlu patah-patahkan tangkainya agar menjadi setangkai anggur yang lebih kecil (walaupun, tidaklah sekecil kacang hijau).

Dengan itu, dapatlah hasil akhir karbohidrat ini diserap oleh badan dan seterusnya digunakan untuk menjana tenaga bagi tubuh kita. (Ingatkah lagi fungsi karbohidrat?... Karbohidrat digunakan untuk membekalkan tenaga kepada badan – supply energy to the body).

Karbohidrat wujud dalam pelbagai jenis, seperti kanji (starch), gula dari tebu, gula dari buah-buahan. Malah selulosa (cellulose) yang terdapat pada dinding sel (cell wall) tumbuhan juga merupakan sejenis karbohidrat. Namun, semua ini merupakan molekul karbohidrat yang sangat besar dan tak mampu diserap oleh badan. Oleh itu, apakah nama bagi molekul teringkas bagi karbohidrat ini?

Jawapannya ialah “glucose”. Sebenarnya, ada lagi contoh-contoh lain karbohidrat teringkas iaitu fructose, galactose dan lain-lain. Namun di peringkat PMR, anda hanya belajar tentang glucose sahaja. Anda akan mulai mempelajari tentang fructose and galactose dalam subjek biology SPM.

Pernahkah anda minum air glucose? Apa tujuannya? Orang yang sedang kehilangan tenaga dengan banyak seperti ahli sukan atau orang yang sedang sakit, sering diminta minum air glucose. Ini kerana ia akan dapat diserap terus oleh badan tanpa melalui proses pencernaan. Bagaimana boleh jadi begitu?...


Rajah 6 – Minuman glukosa dalam pasaran


Ia merupakan molekul karbohidrat (pembekal tenaga) yang PALING ringkas, paling kecil dan terus dapat meresap masuk ke dalam sel-sel badan dengan mudah tanpa perlu dicernakan terlebih dahulu. Maksudnya, apabila anda minum air glucose, tiada apa yang berlaku kepada air glucose ini di sepanjang salur pencernaan (alimentary track). Apabila ia sampai di usus kecil, ia akan terus masuk ke villi di usus kecil dan terus pula ke salur darah. Akhirnya, akan sampai ke sel-sel badan. Tiada pencernaan fizikal, dan tiada pencernaan kimia untuknya.

Ini mengingatkan saya tentang suatu kisah yang berlaku lebih 10 tahun yang lalu (semasa saya sedang belajar di u). Ketika itu saya tinggal di rumah sewa bersama-sama rakan. Suatu hari di waktu senja, salah seorang daripada housemate saya terpijak seekor anak kucing sehingga hampir tersembul keluar kedua-dua biji matanya. Oleh kerana terlalu kasihan melihat anak kucing itu, saya telah menjaganya sambil mengurut-urut matanya secara perlahan-lahan agar masuk semula ke dalam soket mata. Keadaan anak kucing itu sangat lemah dan hampir nazak. Bunyi nafasnya juga sangat keras dan adakalanya seperti menangis. Kesian!

Saya menjaganya dari malam itu hingga keesokan harinya tanpa dapat melelapkan mata. Untuk mengelakkan dia daripada lapar, saya telah memberikannya air glucose. Saya tahu, dalam keadaan sakit sebegitu, perutnya pasti tidak dapat mencernakan (digest) makanan. Sedangkan susu merupakan molekul protein yang besar yang mana perlu dicernakan terlebih dahulu di dalam perut. Oleh itu, glucose adalah makanan yang paling sesuai sekali.

Saya memang ada menyimpan glucose kerana saya sendiri sering menghadapi masalah kurang gula dalam darah dan doktor telah menasihatkan saya agar sentiasa mempunyai simpanan serbuk glucose di rumah.

Keesokkan paginya, saya telah membawa anak kucing itu ke klinik haiwan. Doktor yang merawatnya sangat terperanjat dan telah mengatakan bahawa mengikut perkiraannya anak kucing itu sepatutnya telah mati malam tadi lagi! Lalu dia tanya, apa yang saya buat terhadap kucing itu? Saya cuma jawab, saya tak buat apa-apa kecuali beri dia minum glucose dan urut matanya perlahan-lahan. Sesekali saya usap badan dia dan baca doa untuknya. Itu sahaja.

Akhirnya, doktor itu tersenyum dan mengatakan saya telah mengambil langkah yang betul dengan memberikannya glucose. Kalau saya beri minum susu, sudah pasti anak kucing itu akan mati lebih awal kerana perutnya tidak dapat bekerja dalam keadaan yang amat sakit seperti itu!!

Itulah GLUCOSE. Molekul karbohidrat teringkas yang mudah diserap ke dalam sel badan. Namun, kebanyakan makanan bukanlah terdiri daripada glucose, sebaliknya wujud dalam bentuk molekul karbohidrat yang berpintal-pintal dan besar. Iaitu gabungan beratus-ratus hingga beribu-ribu glucose, mungkin.

Oleh itu, molekul karbohidrat yang besar ini perlu dipotong-potong menjadi lebih kecil seperti glucose. Cara memotongnya ialah dengan menggunakan sejenis protein yang dikenali sebagai ENZYME. Untuk memudahkan pemahaman, bayangkan karbohidrat sebagai sebuku benang bulu kambing dan enzyme sebagai guntingnya. Hasil pemotongan benang itulah yang menunjukkan glucose.

Perlu diingat bahawa, sejenis enzyme HANYA untuk satu jenis molekul makanan sahaja (atau juga disebut substrate). Oleh itu enzyme bagi substrat kanji (starch) adalah salivary amylase. Maksudnya, salivary amylase (sejenis enzyme) akan bertindak sebagai pemotong molekul starch. Molekul starch yang telah dipotong ini kini dikenali sebagai maltose. Maltose masih merupakan molekul karbohidrat yang agak besar. Oleh itu, ia akan dicernakan sekali lagi di dalam duodenum.



Salivary amylase adalah enzim pencerna starch yang dihasilkan oleh kelenjar air liur (salivary glands). Ia boleh ditemui di bawah lidah dan di belakang tekak. Makanan berkanji yang kita makan akan dikunyah oleh gigi. Dalam pada masa yang sama ia akan dicampurgaul dengan air liur yang mengandungi salivary amylase agar molekulnya menjadi lebih kecil.


Rajah 7 – Animasi pencernaan dalam mulut


Salah satu lagi sifat enzyme ialah ia hanya akan bertindak (bekerja) ke atas substrat dalam syarat-syarat tertentu bergantung kepada jenisnya. Contohnya, bagi salivary amylase, ia memerlukan suasana yang sedikit beralkali. Air liur kita memang bersifat sedikit beralkali (sebab tu la bila kita berpuasa, air liur kita berasa payau – sedikit pahit sebab salah satu sifat alkali ialah rasanya pahit). Oleh itu, apabila kita makan makanan berkanji (starch), enzyme salivary amylase akan mulai bekerja dengan baik dalam campuran air liur di mulut kita untuk menukarkan starch kepada maltose.


Equation 1 – Pencernaan starch kepada maltose oleh enzyme salivary amylase


Walaubagaimanapun, bukan semua starch berjaya dicerna menjadi maltose. Oleh itu, makanan berkarbohidrat yang turun ke oesophagus, mungkin masih mengandungi starch. Ini juga bermakna, jika air liur kita tidak mengandungi salivary amylase, mungkin tiada maltose yang akan terbentuk di dalam mulut. Maka, turunlah makanan berkarbohidrat yang masih mengandungi starch ke dalam perut.

Sesampai di perut, makanan berkarbohidrat tidak akan mengalami sebarang proses pencernaan (tiada apa-apa yang berlaku di sini). Ini kerana suasana di dalam perut adalah berasid iaitu tidak sesuai untuk enzyme pencernaan starch. Malah, air liur yang beralkali dan bercampurgaul dalam makanan dari mulut akan dineutralkan pula oleh asid perut ini.

Seterusnya, makanan yang mengandungi starch ini akan dibawa ke duodenum. Di duodenum, makanan akan dicampurkan dengan pelbagai jenis enzyme. Enzyme ini dihasilkan oleh pancreas gland. Walaubagaimanapun, bukan semua enzyme itu akan bertindak balas ke atas makanan berkarbohidrat. Contohnya, pancreatic amylase akan mencernakan sekali lagi starch untuk ditukar menjadi maltose. Enzyme lain seperti protease and lipase akan bertindak ke atas proteins and fats. Saya akan terangkannya kemudian.


Equation 2 - Pencernaan starch kepada maltose oleh enzyme pancreatic amylase


Fungsi pancreatic amylase adalah sama seperti salivary amylase. Yang membezakan kedua-duanya adalah tempat mereka di hasilkan. Lihat sahaja pada pangkal nama bagi kedua-dua enzyme ini.

Pada tahap ini, mungkin telah banyak starch yang berjaya ditukar menjadi maltose. Dari segi saiz, ia masih dikatakan molekul karbohidrat yang besar iaitu 2 kali ganda dari saiz glucose. Oleh itu, ia perlu menjalani proses pencernaan sekali lagi. Seterusnya, makanan akan memasuki pula usus kecil untuk menjalani proses pencernaan tahap yang terakhir.

Di usus kecil, maltose akan dicernakan pula oleh maltase untuk menjadi glucose:


Equation 3 – Pencernaan maltose kepada glucose oleh enzyme maltase


Alamak, nama dia! Maltose laa….. maltase laa….. nak lebih kurang jer. Boleh jadi keliru nih!!

Untuk pengetahuan anda nama bagi kebanyakan enzyme hampir sama dengan substratnya. Cuma, dihujung namanya ditukarkan kepada perkataan “ase”. Cuba lihat pada semua nama enzyme pencernaan makanan dalam chapter ini (amylase, maltase, sucrase, lipase, protease).

Glucose yang terbentuk ini kini, sudah boleh diserap ke dalam usus kecil melalui struktur bernama villi. Ini kerana ia telahpun menjadi molekul karbohidrat yang terkecil dan bersedia digunakan dalam proses respirasi sel untuk menghasilkan tenaga.

Secara ringkasnya:


Equation 4 – Proses pencernaan karbohidrat daripada molekul kompleks kepada molekul teringkas (final product of carbohydrate)
Read more...

Tuesday, June 12, 2012

Pamplet Kem Elit[2012] SMK Bukit Guntong

0 comments
Kem elit ini diadakan di Anggulia Beach Resort, Marang...Tahniah kepada pelajar yang terpilih. Gunakanlah peluang ini dengan sebaik mungkin kerana peluang datang hanya sekali sahaja...
Kepada guru-guru yang terlibat [including me...hehe] Terima Kasih...THE MORE YOU GIVE<More You Get



DOWNLOAD PAMPLET DISINI
Read more...

Monday, June 11, 2012

Nafsu Muka Buku (cinta muka buku islamic version)

0 comments
Read more...

Nota Sains Tingkatan 1[Bab 3 - Jirim (Matter)]

3 comments

Salam..Jom belajar sains. Nota bab 3 ini adalah khusus untuk pelajar tingkatan 1..calon2 PMR juga perlu mengetahui asas dalam sains ini..Selamat belajar!!!


Jirim

Segala-galanya, sama ada benda yang hidup atau bukan hidup, yang mempunyai jisim (mass) dan mempunyai / memenuhi ruang (occupies space) dipanggil jirim (matter).

Contoh-contoh jirim adalah seperti air, udara, bumi, haiwan, tumbuh-tumbuhan dan manusia.

Ahli-ahli sains mentakrifkan 'jirim' sebagai segala benda yang mempunyai jisim (mempunyai berat disebabkan oleh tarikan graviti) dan memenuhi ruang (mempunyai isipadu yang boleh diukur).

Bagaimana untuk membuktikan bahawa sesuatu benda itu mempunyai jisim dan memenuhi ruang.

Udara mempunyai jisim dan memenuhi ruang.
  1. Merujuk kepada rajah di atas, dua biji belon diisi dengan udara (udara memberikan isipadu kepada belon kerana ia memenuhi ruang didalam belon).
  2. Salah satu belon dicucuk dengan jarum. Didapati bahawa rod akan cenderung ke arah belon yang masih berisi udara (udara mempunyai jisim kerana ia memberi berat kepada belon).
  3. Ini menunjukkan bahawa udara adalah jirim yang mempunyai jisim dan memenuhi ruang.

Binaan Asas Jirim

Menurut teori asas terbina perkara, perkara itu terdiri daripada zarah halus yang berasingan (discrete).

Zarah-zarah ini boleh terdiri daripada atom atau molekul.

Atom adalah zarah terkecil bagi jirim dan tidak boleh dibahagikan lagi.

Molekul terdiri daripada dua atau lebih atom.
  • Molekul adalah lebih besar daripada atom.
  • Molekul boleh terbina dari atom daripada jenis yang sama atau jenis yang berbeza.
Bukti-bukti yang menunjukkan bahawa jirim adalah terdiri daripada zarah halus dan berasingan.
  1. Melarutkan kuprum (II) sulfat kristal di dalam air.
  2. Resapan (seepage) gas.

Zarah kuprum (II) sulfat merebak ke seluruh air.

Warna biru cair kuprum (II) sulfat dilihat tersebar ke seluruh air. Ini adalah kerana zarah-zarah biru kecil telah bergerak menjauhi dan memasuki ruang antara zarah air.


Resapan (seepage) zarah-zarah gas melalui dinding belon.

Saiz belon menjadi semakin kecil selepas beberapa hari. Ini adalah kerana udara terdiri daripada zarah-zarah halus yang boleh meresap (seep) melalui liang-liang halus pada dinding belon.

Susunan Zarah Dalam Pepejal

Susunan zarah yang berlainan/berbeza dalam jirim membolehkan jirim wujud dalam tiga bentuk yang berbeza (keadaan fizikal).

Biasanya jirim boleh wujud sebagai pepejal, cecair dan gas.

Susunan Zarah Dalam Pepejal.

Zarah pepejal.
  • Pensil, rod kaca, kuku besi, dan bikar adalah beberapa contoh pepejal.
  • Zarah pepejal tersusun rapat dan dalam corak/pola yang tetap. Ini adalah kerana daya tarikan antara zarah adalah kuat.
  • Terdapat ruang yang sangat kecil di antara zarah pepejal. Oleh itu, zarah tidak boleh dimampatkan dan isipadu pepejal adalah pasti/tentu.

Kajian susunan zarah dalam pepejal.


Permulaan eksperimen
Prosedur:
  1. Kepingan kecil kristal kuprum (II) sulfat dimasukkan ke dalam tabung uji yang dipenuhi oleh gel. 
  2. Tabung uji diterbalikkan tanpa digoncang dan dibiarkan selama beberapa hari.
Akhir eksperimen
Pemerhatian:
Kuprum (II) sulfat biru perlahan-lahan merebak ke dalam gel. Selepas beberapa hari, gel menjadi keseluruhannya biru. Krital kuprum (II) sulfat telah hilang.

Kesimpulan:
Penyerapan kuprum (II) sulfat oleh gel menunjukkan bahawa terdapat ruang diantara zarah gel. Kadar penyerapan yang perlahan menunjukkan bahawa zarah gel disusun berhampiran bersama-sama (terdapat ruang kecil di antara zarah).


Susunan Zarah Dalam Pepejal

Susunan zarah yang berlainan/berbeza dalam jirim membolehkan jirim wujud dalam tiga bentuk yang berbeza (keadaan fizikal).

Biasanya jirim boleh wujud sebagai pepejal, cecair dan gas.

Susunan Zarah Dalam Pepejal.

Zarah pepejal.
  • Pensil, rod kaca, kuku besi, dan bikar adalah beberapa contoh pepejal.
  • Zarah pepejal tersusun rapat dan dalam corak/pola yang tetap. Ini adalah kerana daya tarikan antara zarah adalah kuat.
  • Terdapat ruang yang sangat kecil di antara zarah pepejal. Oleh itu, zarah tidak boleh dimampatkan dan isipadu pepejal adalah pasti/tentu.


Kajian susunan zarah dalam pepejal.


Permulaan eksperimen
Prosedur:
  1. Kepingan kecil kristal kuprum (II) sulfat dimasukkan ke dalam tabung uji yang dipenuhi oleh gel. 
  2. Tabung uji diterbalikkan tanpa digoncang dan dibiarkan selama beberapa hari.
Akhir eksperimen
Pemerhatian:
Kuprum (II) sulfat biru perlahan-lahan merebak ke dalam gel. Selepas beberapa hari, gel menjadi keseluruhannya biru. Krital kuprum (II) sulfat telah hilang.

Kesimpulan:
Penyerapan kuprum (II) sulfat oleh gel menunjukkan bahawa terdapat ruang diantara zarah gel. Kadar penyerapan yang perlahan menunjukkan bahawa zarah gel disusun berhampiran bersama-sama (terdapat ruang kecil di antara zarah).

Susunan Zarah Dalam Cecair

Zarah cecair (particles of a liquid) tidak berada dalam corak yang teratur / tetap dan sederhana padat. Oleh itu, terdapat lebih banyak ruang di antara zarah.

Zarah cecair.

Air, jus limau, dan sirap beberapa contoh cecair.

Zarah cecair tersusun berdekatan antara satu sama lain tetapi tidak dalam keadaan corak yang tetap dan teratur. Ini adalah kerana daya tarikan antara zarah-zarahnya adalah lemah.

Ruang antara zarah cecair adalah lebih besar tetapi, cecair tidak boleh dimampatkan kerana zarah-zarahnya masih teratur rapat dan berdekatan antara satu sama lain.

Bentuk cecair tidak tetap/pasti. Bentuk cecair bergantung kepada bentuk bekas dimana ia berada.

Cecair (liquid) yang juga dikenali sebagai bendalir (fluid) kerana kebolehannya mengalir.


Kajian susunan zarah dalam cecair.


Permulaan eksperimen
Prosedur:
Sejumlah kecil kristal kalium permanganat dimasukkan ke dalam silinder penyukat (measuring cylinder) yang dipenuhi dengan air. Alat radas kemudiannya ditinggalkan dan dibiarkan selama beberapa jam.

Akhir eksperimen
Pemerhatian:
Warna ungu Kalium permanganat perlahan-lahan merebak ke seluruh bahagian air dalam beberapa jam.

Kesimpulan:
Keupayaan kalium permanganat untuk merebak didalam air menunjukkan bahawa terdapat ruang antara zarah cecair (air). Kadar penyerapan yang perlahan menunjukkan bahawa zarah disusun agak rapat (terdapat ruang kecil di antara zarah).

Susunan Zarah Dalam Gas

Udara adalah jirim (matter) dalam bentuk gas.

Zarah gas adalah berjauhan dan tidak bersusun dalam corak tetap. Ini adalah kerana daya tarikan diantara zarahnya adalah sangat lemah.

Zarah gas tidak disusun dalam corak yang tetap. Oleh itu,
terdapat ruang yang besar di antara zarah.

Gas tidak mempunyai bentuk yang jelas (definite shape) atau isipadu (volume). Ia mengambil bentuk bekas yang mengisinya.

Terdapat ruang yang besar antara zarah gas. Oleh itu, gas boleh dimampatkan (compressed) dibawah tekanan yang melampau (extreme pressure).

Isipadu gas bertambah (increase) apabila zarah bergerak menjauhi antara satu sama lain. Isipadu gas berkurangan (decrease) apabila zarah dimampatkan.

Gas juga dikenali sebagai bendalir (fluid) kerana kebolehannya mengalir.

Kajian susunan zarah gas.


Permulaan eksperimen
Prosedur:
Beberapa titik bromin (bromine) dititis ke dalam balang gas yang mempunyai penutup. Balang gas kosong diterbalikkan di atas balang gas diisi dengan yang bromin. Penutup kemudiannya dialihkan/dikeluarkan.

Akhir eksperimen
Pemerhatian:
Gas bromin berwarna perang kemerahan (reddish-brown) merebak dengan cepat ke dalam balang gas yang berisi udara.

Kesimpulan:
Keupayaan gas bromin merebak ke dalam udara menunjukkan bahawa udara (gas) mempunyai ruang kosong di antara zarah-zarahnya. Kadar ia merebak yang cepat/pesat (rapid rate) menunjukkan bahawa zarah-zarahnya tersusun longgar (terdapat ruang yang besar di antara zarah-zarah gas).


Pergerakan Zarah Dalam Jirim

Zarah-zarah dalam jirim (dalam sebarang bentuk fizikal) adalah sentiasa bergerak.

Walaupun demikian, kadar (rate) dan jenis pergerakan (type of movement) zarah dalam setiap bentuk fizikal adalah berbeza.

Berikut adalah jenis-jenis pergerakan zarah dalam:
  • Pepejal (solid). 
    Zarah tidak bergerak bebas kerana daya tarikan antara zarah adalah sangat kuat. Zarah-zarah hanya boleh bergetar dan berputar di sekitar kedudukan tetap mereka.
  • Cecair (liquid). 
    Zarah bergerak bebas kerana daya tarikan antara zarah kurang kuat. Zarah-zarah berlanggar (collide) antara satu sama lain.
  • Gas. 
    Zarah bergerak dengan bebas dan secara rawak kerana daya tarikan antara zarah sangat lemah. Zarah-zarah juga bergerak pada kelajuan yang sangat tinggi.

Gerakan bebas atau gerakan Brown (Brownian motion) adalah gerakan zarah dalam semua arah pada kelajuan yang tinggi.
  • Gerakan bebas adalah disebabkan oleh perlanggaran antara zarah-zarah, atau antara zarah-zarah dan bekas (container) mereka.
  • Pergerakan bebas berlaku secara berterusan kerana zarah-zarah melantun (particles rebound), iaitu zarah bergerak melantun dan berterusan berikutan perlanggaran.
Gerakan Brown tidak terhad kepada pergerakan zarah gas sahaja. Zarah cecair juga adalah bergerak bebas.

Walau bagaimanapun, pergerakan zarah cecair adalah lebih perlahan daripada zarah gas.
Gerakan Brown zarah asap.

Konsep Ketumpatan

Ketumpatan dan keapungan

Ketumpatan (density) sesuatu bahan adalah jisim (mass) per unit isipadu(volume) bahan tersebut. Persamaannya adalah:

Unit SI bagi ketumpatan kg/m3 atau kgm-3

Ketumpatan sesuatu bahan bergantung kepada dua faktor:
  • Jisim.
    Lebih besar jisim, semakin besar ketumpatannya.
  • Isipadu.
    Lebih besar isipadu, semakin kecil ketumpatannya.
Jadual berikut menunjukkan ketumpatan pelbagai jenis bahan-bahan:

Keapungan
 (buoyancy) jirim adalah merujuk kepada samada sesuatu jirim itu terapung atau tenggelam dalam jirim lain.


Keapungan sesuatu jasad (bodies) adalah bergantung kepada ketumpatannya.

Pepejal (solid) yang mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada ketumpatan sesuatu cecair (liquid) akan terapung pada permukaan cecair tersebut.

Pepejal yang mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada ketumpatan sesuatu cecair akan tenggelam di dalam cecair tersebut.


Perbandingan ketumpatan antara dua pepejal.

Bagaimana untuk membandingkan ketumpatan dua jasad:

  • Jika gabus terapung di atas permukaan air, maka gabus adalah kurang tumpat daripada air.
  • Jika zink tenggelam di dalam air, maka zink adalah lebih tumpat daripada air.


Perbandingan ketumpatan antara tiga cecair.

Bagaimana untuk membandingkan ketumpatan dua cecair yang tidak bercampur:
  • Jika petrol terapung di atas air, maka petrol adalah kurang tumpat daripada air.
  • Jika merkuri tenggelam di dalam air, maka merkuri adalah lebih tumpat daripada air.

Kegunaan Sifat-sifat Jirim Dalam Kehidupan Seharian

Jirim dalam tiga keadaan yang berlainan, banyak memberi manfaat kepada manusia dalam pelbagai cara.

Sebagai contoh, pepejal yang keras dan kuat, mempunyai banyak kegunaannya:
  • Besi (iron) boleh digunakan untuk membuat badan kenderaan (body of vehicles).
  • Kayu digunakan untuk membina rumah (house) dan perabot (furniture).

Pengetahuan tentang sifat-sifat gas (properties of gas) telah membolehkan manusia untuk mengangkut gas-gas penting. Gas seperti gas petroleum cecair (liquefied petroleum gas) dimampatkan dan diangkut dalam bentuk cecair, yang mana ia lebih menjimatkan.
Manusia juga menggunakan konsep ketumpatan (concept of density) untuk manfaat mereka.

Contoh-contoh aplikasi yang menggunakan konsep ketumpatan:

Pelampung/Boya
  • Pelampung/boya (buoy) mempunyai silinder yang berisi dengan udara untuk membolehkan ia terapung di atas air.
  • Lampu (mengeluarkan cahaya) diletakkan pada peranti/peralatan ini, dan ditinggalkan terapung di laut sebagai rujukan kepada pelayar-pelayar (sailors) untuk ke lokasi yang lebih selamat.
Boya.

Hidrometer

  • Hidrometer (hydrometer) merupakan instrumen yang digunakan untuk menentukan ketumpatan cecair, sebagai contoh, ketumpatan asid dalam bateri kereta.
  • Jika ketumpatan asid adalah rendah, tiub kaca akan tenggelam dan menunjukkan bacaan yang tinggi pada skala.
  • Jika ketumpatan asid adalah tinggi, tiub kaca akan terapung dan menunjukkan bacaan yang rendah pada skala.
 
Hidrometer.

Kapal dan bot laju
  • Sebuah kapal yang beratnya beribu-ribu tan boleh terapung kerana ruang udara di dalam kapal itu membolehkan ianya terapung.
  • Badan bot laju dibuat daripada kaca gentian (fiber glass) yang kukuh yang mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada keluli (steel).
Bot laju.

Mengangkut kayu balak
  • Dalam industri pembalakan, sungai merupakan pengangkutan yang penting untuk mengangkut kayu balak kerana kayu mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada air.
  • Oleh itu, kayu balak boleh terapung di dalam sungai dan dibawa oleh arus air sungai ke kilang yang terletak di muara sungai (river mouth).

Membina kapal selam
  • Kapal selam dilengkapi dengan tangki 'ballast' (ballast tank) bertindak untuk mengawal kedudukan kapal selam.
  • Untuk menyelam, injap di tangki 'ballast' dibuka bagi membolehkan air laut masuk ke dalam tangki tersebut.
  • Untuk menimbulkan kapal selam ke permukaan laut, udara dari pemampat (compressor) dipam ke dalam tangki 'ballast' bagi mengeluarkan air laut daripada tangki.
Kapal selam.

Belon udara panas
  • Sesebuah belon udara panas beroperasi dengan cara mengawal ketumpatan udara di dalam belon.
  • Ketumpatan udara menurun apabila suhu udara adalah meningkat. Ini disebabkan oleh isipadu udara bertambah (jisim udara tidak berubah).
  • Oleh itu, untuk membolehkan belon terapung dengan lebih tinggi di udara, suhu udara di dalam belon perlu dinaikkan.
  • Ketumpatan udara akan bertambah apabila suhu udara menyejuk (colder).
  • Untuk menurunkan belon, suhu udara di dalam belon perlu diturunkan.
Belon udara panas.








Read more...

ANDA PELAWAT YANG KE: