modul sce 3109

SCE3109 Tenaga dalam Kimia

1

TAJUK 1

TERMOKIMIA

1.0 Sinopsis Termokimia ialah suatu kajian tentang perubahan tenaga yang menyertai suatu

tindak balas kimia. Dalam tajuk ini, anda akan diberi pendedahan tentang jenis

tenaga dan perubahan tenaga. Anda juga akan mengkaji tentang Hukum

Pertama Termodinamik, pemuliharaan tenaga, tenaga dalam dan pemindahan

tenaga, tindak balas eksotermik dan endotermik.

1.1 Hasil Pembelajaran

1. Mengenal pasti pelbagai jenis tenaga;

2. Menyatakan perubahan tenaga;

3. Mendefinisi konsep pemuliharaan tenaga/ Hukum Pertama Termodinamik;

4. Menerangkan konsep tenaga dalam dan pemindahan tenaga;

5. Menerangkan tindak balas eksotermik dan endotermik;

6. Melaksanakan aktiviti PCK untuk mengajar tajuk kurikulum yang sesuai.


2

1.2 Kerangka Tajuk

Rajah 1.1 Kerangka Tajuk

1.3 ISI KANDUNGAN 1.3.1 Jenis Tenaga

Tenaga ialah sesuatu yang berkemampuan untuk membuat kerja atau memberi

haba. Ia memainkan peranan yang penting dalam kehidupan harian kita. Tenaga

digunakan dalam semua bidang seperti menggerakkan jentera, menyalakan

lampu elektik, memasak makanan, menggerakkan kenderaan dan sebagainya.

Tenaga wujud dalam berbagai bentuk seperti yang berikut:

• Tenaga kimia

• Tenaga kintetik

• Tenaga keupayaan

• Tenaga haba

• Tenaga elektrik

Termokimia

Sifat Tenaga

Perubahan

Tenaga

Hukum Pertama Termodinamik

Pemuliharaan

Tenaga

Tenaga Dalam dan Pemindahan

Tenaga

Tindak balas eksotermik dan

endotermik


3

• Tenaga cahaya

• Tenaga bunyi

• Tenaga nuklear

1.3.2 Sifat Tenaga

Tenaga wujud dalam dua bentuk asas iaitu tenaga keupayaan dan tenaga

kinetik. Sistem kimia mengandungi kedua-dua tenaga keupayaan dan tenaga

kinetik. Tenaga keupayaan ialah tenaga yang disebabkan oleh kedudukan

sesuatu objek. Tenaga keupayaan sesuatu bahan bergantung kepada

komposisinya, jenis atom dalam bahan, bilangan dan jenis ikatan yang

menggabungkan atom dan cara penyusunan atomnya. Sebagai contoh, air

tersimpan dalam empangan mempunyai tenaga keupayaan graviti kerana

berada tinggi dari paras. Sekiranya pintu empangan dibuka, air akan turun

dipengaruhi oleh graviti dan membuat kerja memutarkan janakuasa bagi

menghasilkan tenaga elektrik. Setiap molekul air juga mempunyai tenaga

keupayaan kimia yang disebabkan oleh daya tarikan dan penolakan elektrostatik

dalam setiap atom dan di antara atom.

Tenaga kinetik adalah tenaga yang disebabkan oleh gerakan sesuatu objek.

Tenaga kinetik sesuatu bahan dikait rapat dengan gerak rawak dan tetap atom

atau molekulnya dan berkadar dengan suhunya. Sebagai contoh, apabila air

dari empangan dibiarkan terjun, tenaga keupayaannya bertukar kepada tenaga

kinetic akibat dari pergerakan air tersebut. Di samping itu, molekul air

mempunyai tenaga terma disebabkan oleh putaran, getaran dan gerak rawak

molekul.


4

Layari Internet (1 jam)

Layari internet untuk mengumpulkan maklumat tentang pelbagai

sumber tenaga di Malaysia. Kategorikan sumber tenaga itu

sebagai tenaga yang boleh diperbaharui atau tenaga yang tidak

boleh diperbaharui

1.3.3 Perubahan tenaga Semua bentuk tenaga adalah saling bertukaran antara satu sama lain. Rajah 1.2

berikut menunjukkan beberapa contoh perubahan bentuk tenaga.

Perubahan tenaga Contoh

Tenaga kimia tenaga haba dan tenaga cahaya

Pembakaran bahan api seperti kerosin dan sebagainya

Tenaga kimia Tenaga elektrik Bateri

Tenaga haba Tenaga kinetik Tenaga elektrik

Perubahan air kepada stim yang menggerakkan dynamo bagi menghasilkan tenaga elektrik

Tenaga kimia Tenaga bunyi Letupan mercun

Tenaga cahaya Tenaga kimia Fotosintesis

Tenaga elektrik Tenaga cahaya Penyalaan mentol elektrik

Rajah 1.2 Perubahan bentuk tenaga

1.3.4 Hukum Pertama Termodinamik/Pemuliharaan Tenaga Apabila tenaga berubah daripada satu bentuk kepada bentuk yang lain, jumlah

tenaga adalah tetap. Tenaga dipulihara. Hukum Pemuliharaan Tenaga atau

Hukum Pertama Termodinamik menyatakan bahawa tenaga tidak boleh dicipta

atau dimusnahkan tetapi boleh ditukarkan daripada satu bentuk kepada bentuk

yang lain.


5

Memikir (2 jam)

Lukiskan satu siratan tenaga yang menunjukkan pengubahan

pelbagai jenis bentuk tenaga dalam kehidupan anda.

1.3.5 Tenaga dalam dan permindahan tenaga Dalam termokimia, sistem adalah bahagian dari semesta yang akan dikaji,

misalnya dalam suatu ujikaji, bahan dan hasil tindak balas adalah merupakan

sistem. Sekitar adalah bahagian luar system, misalnya kelalang, makmal dan

sebagainya. Sistem dan sekitar membentuk semesta. Sistem boleh dibahagikan

kepada 3 jenis; iaitu

(a) Sistem terbuka

Dalam sistem terbuka, kedua-dua tenaga dan jirim dapat dipindahkan daripada

suatu sistem kepada sekitarnya. Misalnya, air kopi panas dalam cawan. Haba

dihilangkan kepada sekitarnya manakala wap (sebagai jirim) juga turut meruap

ke sekitarnya.

(b) Sistem tertutup

Dalam sistem terbuka, hanya tenaga sahaja dapat dipindahkan kepada

sekitarnya. Misalnya, air kopi panas dalam cawan yang tertutup rapat, hanya

haba dihilangkan kepada sekitarnya.

(c) Sistem terpencil atau tersekat

Pada sistem ini, tiada tenaga atau jirim yang dapat berpindah. Misalnya, air

panas yang disimpan dalam termos.

Perpindahan tenaga berlaku dalam bentuk haba q atau kerja, w. Perpindahan

tenaga ini menjejaskan jumlah keseluruhan tenaga, iaitu tenaga dalam, E yang


6

terdapat dalam sistem tersebut. Jumlah tenaga dalam, E sesuatu sistem terdiri

daripada jumlah semua tenaga terma dan tenaga kimia untuk setiap molekul

atau ion dalam sistem itu. Bagi suatu sistem terpencil atau tersekat, jumlah

tenaga dalam adalah tetap kerana tiada tenaga atau jirim yang dapat berpindah.

Ini merupakan suatu pernyataan lain bagi Hukum Pertama Termodinamik yang

boleh dituliskan sebagai Jumlah tenaga dalam suatu sistem terpencil atau

tersekat adalah tetap.

Pada praktiknya, adalah sesuatu yang tidak mungkin bagi kita memisahkan

suatu tindak balas kimia dengan sekitarnya kerana bahan kimia yang kita

gunakan sentiasa berada dalam keadaan bersentuhan dengan sekitarnya.

Namun begitu, kita masih boleh mengukur akan perubahannya sahaja, disebut

perubahan tenaga dalam, ΔE, di mana

∆E = Efinal - Einitial

Efinal ialah tenaga dalam keadaan akhir sistem

Einitial ialah tenaga dalam keadaan awal sistem

Sebarang tenaga yang mengalir keluar daripada sistem kepada sekitarnya

mempunyai tanda negatif kerana sistem tersebut mengalami kehilangan haba.

Efinal < Einitial

Sebaliknya tenaga yang mengalir masuk kepada sistem daripada sekitarnya

mempunyai tanda positif kerana sistem tadi mengalami pertambahan haba.

Efinal > Einitial

1.3.6 Tindak balas eksotermik dan endotermik Haba yang terlibat dalam sesuatu tindak balas kimia disebut secara umum

sebagai haba tindak balas. Haba tindak balas ini merupakan kuantiti haba yang

bertukar di antara sistem dengan sekitarnaya apabila suatu tindak balas kimia

berlaku di dalam sistem tersebut pada suhu tetap. Dalam tindak balas

eksotermik, haba dipindahkan dari sistem ke sekitar manakala dalam tindak

balas endotermik, haba dipindahkan dari sekitar ke sistem. Rajah 1.3


7

menunjukkan profil tenaga bagi tindak balas eksotermik dan Rajah 1.4

menunjukkan profil tenaga bagi tindak balas endotermik.

Kandungan H2O (g) bahan Haba , H ∆H = - 44 kJ mol-1 (haba dibebaskan) H2O (l) hasil haluan tindak balas Rajah 1.3 Profil Tenaga Tindak Balas Eksotermik Kandungan H2O(g) Haba, H ∆H = + 44 kJ mol-1 (haba diserap) H2O (l) haluan tindak balas Rajah 1.4 Profil Tenaga Tindak Balas Endotermik


8

Perbincangan ( 2 jam)

Aktiviti PCK 1 untuk mengkaji perubahan tenaga. 1. Laksanakan aktiviti yang berikut dan nyatakan perubahan tenaganya.

i) Pasangkan lampu meja; ii) Nyalakan sesuatu lilin; iii) Pasangkan kalkulator yang berkuasa solar; iv) Masukkan dua bateri ke dalam kereta mainan dan pasangnya; v) Tarik satu belang getah; vi) Memerhati telefon yang berdering.

Pada akhir aktiviti ini, jawab soalan berikut:

Apakah yang anda telah pelajari daripada aktiviti di atas?

Bahagian manakah dalam kurikulum sains sekolah rendah yang mengajar topik ini?

Bincangkan bagaimana anda boleh menggunakan aktiviti ini dalam pengajaran dan pembelajaran anda.

Apakah peranan guru dalam aktiviti ini?

Apakah masalah pembelajaran/miskonsepsi pelajar dalam pembelajaran topic perubahan tenaga?

Sebagai guru, bagaimanakah anda boleh membantu pelajar anda untuk mengatasi masalah pembelajaran atau miskonsepsi mereka?

1.4 Rujukan

Ramli Ibrahim (2001). Asas Kimia. Puchong: Uni-Ed. Brown, T.L., Lemay, H.E., & Bursten, B.E. (2000). Chemistry: The Central Science. (8th ed.). New Jersey: Prentice Hall. http://www.fi.edu/guide/hughes/energyconservation.html (Hukum Pemuliharaan Tenaga) http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Thermochem/Law-Cons-Mass-Energy.html (Hukum Pemuliharaan Tenaga)

http://www.fi.edu/guide/hughes/energyconservation.html

http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Thermochem/Law-Cons-Mass-Energy.html


9

TAJUK 15

KIMIA NUKLEAR

15.0 Sinopsis Sesetengah nukleus atom tidak stabil dan mereput secara spontan dengan

memancarkan sinaran zarah alfa, beta dan gama. Sinaran ini bergerak

menembusi jisim dan mengion molekul, maka sinaran tadi boleh memberikan

kesan terhadap organism secara biologi. Namun ini, adalah penting sinaran ini

dapat dikesani. Dalam tajuk ini, anda akan diberi pendedahan tentang alat

pengesanan sinaran radioaktiviti, kesan biologi radiasi dan penggunaan kimia

nuklear.

15.1 Hasil Pembelajaran 1. Menjelaskan berbagai alat pengesan radioaktiviti;

2. Menerangkan kesan biologi radiasi terhadap manusia;

3. Menerangkan berbagai penggunaan kimia nuklear.

15.2 Kerangka Tajuk

Figure 15.1 Kerangka Tajuk

Kimia Nuklear

Alat Pengesan Sinaran Radioaktiviti

Kesan Biologi Radiasi Penggunaan kimia nuklear


10

15.3 Isi Kandungan 15.3.1 Alat Pengesan Sinaran Radioaktiviti

Sinaran nukleus boleh dikesan menggunakan alat pengesan seperti berikut:

a) Lencana filem fotografi

b) Pengesan Sintilasi

c) Tiub Geiger-Muller

d) Elektroskop Kerajang Emas

e) Kebuk Awan

f) Pengira Spark

Lencana filem fotografi Lencana filem fotografi biasanya digunakan oleh orang yang bekerja di sekitar

yang mendedahkan mereka kepada radiasi. Lencana ini ialah suatu bekas

plastik dengan sekeping filem fotografi di dalamnya yang terdedah apabila

terkena radiasi. Di depan filem fotografi terdapat berbagai tingkap seperti kertas,

aluminium dan plumbum dengan ketebalan yang berbeza untuk membolehkan

sinaran radiasi melaluinya.. Tingkap Aluminium membolehkan sinaran gama

melaluinya. Jika dos radiasi terlalu tinggi, filem fotografi bertukar warna kepada

hitam. Selepas seketika masa, filem itu diproses dan dari ini kadar pendedahan

akan menunjukkan dos radiasi yang diserap oleh seseorang pada masa itu.


11

Rajah 15.2 Lencana Filem Fotografi (Sumber: http://images.goggle.com)

Pengesan Sintilasi Pengesan sintilasi adalah alat pengesan radiasi yang boleh menghitung zarah

dipancarkan daripada nukleus radioaktif. Prinsip asas alat ini ialah penggunaan

suatu bahan misalnya fosfor yang boleh memancarkan kilauan cahaya apabila

ianya disinari oleh radiasi. Bilangan kilauan atau sintilasi se unit masa adalah

berkadar dengan bilangan radiasi yang memukul permukaan suatu bahan.

Rajah 15.3 menunjukkan proses suatu pengesan sintilasi.

.


12

Rajah 15.3 Pengesan Sintilasi

(Sumber: http://images.goggle.com)

Bahan yang biasa digunakan ialah kristal natrium iodida yang mengandungi

talium (II) iodida sebagai fosfor untuk mengesan zarah alfa. Kilauan yang

dihasilkan oleh proses sintilasi dipancarkan melalui tingkap optik ke dalam tiub

„photomultiplier „. Bahagian pertama „photomultiplier‟ ialah foto katod yang

menghasilkan elektron apabila cahaya memancar ke atasnya. Elektron ini akan

ditarik kepada suatu siri plat yang dipanggil dinod melalui aplikasi voltan tinggi

positif. Apabila suatu elekton daripada foto katod memukul dinod pertama,

beberapa elektron dihasilkan yang kemudian akan ditarik kepada dinod kedua di

mana penggandaan elektron berlaku. Urutan ini berterusan sehingga ke dinod

terakhir di mana denyut elektron sekarang sudah berjuta kali lebih besar

daripada di awal tiub. Pada takat ini, elektron dikumpulkan di anod pada hujung

tiub dan membentuk denyut elektronik. Denyut ini dikesan dan dipamerkan di

atas alat pengukur.

Tiub Geiger-Muller Tiub Geiger-Muller adalah alat pengesan radiasi yang beroperasi atas prinsip

bahawa ion terbentuk apabila radiasi melalui tiub yang diisikan dengan gas pada


13

tekanan rendah. Zarah alfa dan beta boleh dikesan secara langsung

menggunakan tiub Geiger-Muller. Alat ini terdiri daripada suatu tiub logam yang

diisikan dengan gas pada tekanan seperti argon. Dalam tiub itu terdapat dua

elektrod pada voltan tinggi dengan tanda bertentangan. Pancaran radiasi masuk

ke dalam tiub melalui tingkap mika dan mengion gas argon dengan

mengeluarkan electron daripada molekulnya. Ion dan electron yang dihasilkan

oleh pengionan radiasi membolehkan pangaliran denyut arus elektrik ringkas di

antara elektrod. Arus ringkas ini dibesarkan dan dibilang menggunakan alat

pengira seperti meter kadar atau skala sebagai satu kiraan. Bilangan kiraan se

unit masa adalah berkadar dengan jumlah radiasi yang melalui tiub Geiger-

Muller. Apabila tiub Geiger-Muller digunakan untuk mengesan pancaran

radioaktif, kadar kiraan latarbelakang ditolak daripada kadar kiraan yang

didapati. Rajah 15.4 menunjukkan proses dalam tiub Geiger-Muller manakala

Rajah 15.5 adalah suatu tiub Geiger-Muller.

Rajah 15.4 Proses dalam Tiub Geiger-Muller

(Sumber: http://images.goggle.com)


14

Rajah 15.5 Tiub Geiger-Muller (Sumber: http://images.goggle.com)

Elektroskop kerajang-emas Elektroskop kerajang emas terdiri daripada sebatang logam tegak biasanya

loyang dan pada hujungnya tergantung dua keping selari keranjang emas. Suatu

terminal logam diletakkan di atas di mana caj yang diuji digunakan. Untuk

melindungi kerajang emas daripada angin sejuk, ia diletakkan dalam suatu botol

gelas, biasanya terbuka di bawah dan dipasangkan kepada suatu tapak.

Elektroskop digunakan untuk mengesan kehadiran caj. Apabila terminal logam

disentuh dengan objek bercaj, kerajang emas akan mencapah dalam bentuk “V”.

Elektroskop juga boleh dicaj tanpa sentuhan dengan objek bercaj melalui induksi

elektrostatik. Jika suatu objek bercaj di bawa berdekatan dengan terminal

elektroskop, kerajang emas juga mencapah kerana medan elektrik objek

menyebabkan batang elektroskop untuk mencapah. Caj dengan polariti yang

bertentangan dengan objek bercaj akan tertarik kepada terminal, manakala caj

dengan polariti yang sama akan menolak kerajang emas dan menyebabkannya

mencapah. Rajah 15.6 menunjukkan proses dalam Elektroskop Kerajang Emas.


15

Rajah 15.6 Proses dalam Elektroskop Kerajang Emas (Sumber: http://images.goggle.com)

Kebuk Awan (Cloud Chamber) Kebuk awan Wilson ialah alat untuk memerhati laluan pergerakan zarah

radioaktif. Rajah 15.7 menunjukkan suatu kebuk awan dan Rajah 15.8

menunjukkan keratan rentas suatu kebuk awan.


16

Rajah 15.7 Kebuk Awan (Sumber: http://images.goggle.com)

Rajah 15.8 Keratan Rentas Kebuk Awan (Sumber: http://images.goggle.com)


17

Bahagian atas dan bawah kebuk ditutup oleh gelas yang bergaris pusat

beberapa sentimeter. Pada bawah kebuk terletak suatu omboh. Udara dalam

kebuk ini ditepukan dengan wap air. Apabila omboh ditarik ke bawah dengan

cepat, isipadu kebuk akan mengembang dan suhu akan menurun, menjadikan

udara dalam kebuk tepu melampau dengan wap. Jika terdapat suatu zarah

bercaj dalam keadaan tepu melampau ini, wap air akan mengkondensasi atas

ion iaitu laluan caj. Maka, kita boleh lihat jejaknya. Cahaya dicerahkan dari tepi

untuk melihat jejak zarah dengan jelas.

Pengira Spark

Pengira Spark ialah suatu alat khas untuk mengesan zarah alfa. Ia mengandungi

kasa logam dengan suatu wayar di bawahnya dan disambungkan kepada

bekalan kuasa,. Sumber zarah alfa ialah plutonium-209 yang disimpan dalam

bekas plumbum tertutup. Zarah alfa akan menyebabkan pengionan udara dan

menghasilkan suatu discaj percikan api yang dikesan oleh pengira.

Rajah 15.9 Pengira Spark (Sumber: http://images.goggle.com)


18

Rajah 15.10 Penggunaan Pengira Spark (Sumber: http://images.goggle.com)

Memikir (1 jam)

Banding bezakan berbagai alat pengesan sinaran

radioaktiviti dengan menggunakan penyusun grafik.

15.3.2 Kesan biologi radiasi Kerosakan yang dihasilkan oleh radiasi begantung kepada tenaga radiasi,

tempoh pendedahan radiasi dan sama ada sumber radiasi di dalam atau di luar

badan. Di luar badan, sinaran gama adalah sangat merbahaya kerana ia dapat

menembusi tisu manusia dengan berkesan. Kesan biologi radiasi boleh

dikategorikan sebagai pendedahan masa panjang dan masa pendek.


19

(a) Pendedahan radiasi masa panjang menghasilkan pembinaan radikal

bebas yang menyebabkan mutasi genetik atau kanser. Radiasi tenaga

tinggi boleh membuangkan elektron daripada sebatian dan menghasilkan

radikal atau radikal bebas dalam tisu yang dilaluinya. Radikal ini yang

kekurangan elektron sangat reaktif dan boleh menyebabkan tindak balas

dalam bahan stabil sel organisma hidup. Jika tindak balas ini melibatkan

bahan genetik seperti gen dan kromosom, perubahan ini mengakibatkan

mutasi genetik atau kanser.

(b) Pendedahan radiasi yang kuat masa pendek bercenderung

memusnahkan tisu di tempat yang didedahkan dan mengakibatkan

sindrom radiasi merisik seperti rasa mual, keletihan, muntah, kehilangan

selera, sakit tekak, cirit birit dan kekurusan sederhana. Kemusnahan

cepat tisu menjadikan radiasi kuat sebagai suatu alat yang sesuai untuk

rawatan setengah-tengah kanser.

(c) Pendedahan radiasi juga boleh menyebabkan kemandulan, penuaan

awal, kekurangan sel darah putih, kemusnahan sistem badan, berdarah

dalam dan akhirnya maut.

Membuat Nota (2 jam)

Untuk mendapat kefahaman mendalam tentang kesan biologi radiasi, baca artikel dalam laman web berikut: http://hps.org/publicinformation/ate/faqs/consumerproducts.htmll Buat nota ringkas tentang bacaan anda dan kongsikan pengetahuan ini dengan rakan sekerja anda.

http://hps.org/publicinformation/ate/faqs/consumerproducts.htmll

http://hps.org/publicinformation/ate/faqs/consumerproducts.htmll


20

15.3.4 Penggunaan kimia nuklear Kimia nuklear digunakan dalam berbagai bidang. (a) Rawatan Perubatan

• Bahan radioaktif banyak digunakan dalam rawatan perubatan sebagai

penyurih radioaktif diagnostik untuk mengenal pasti sesuatu penyakit..

Misalnya, Iodin-123 digunakan sebagai penyurih radioaktif bagi rawatan

kanser tiroid. Sedikit iodin-123 ditadbirkan dalam badan pesakit. Iodin-123

radioaktif diserap oleh kelenjar tiroid dan digunakan untuk menghasilkan

hormon tiroksin. Laluan iodin-123 dalam badan atau penyetempatan

dalam tiroid diekori. Suatu skan tiroid yang dihasilkan selepas pentadbiran

iodin-123 radioaktif akan menunjukkan tempat kanser. Tiroid yang reaktif

menyerap lebih iodin dan membentuk suatu tompok panas manakala

kelenjar yang tidak aktif menyerap sedikit iodin dan membentuk tompok

sejuk.

.

Rajah 15.11 Rawatan Kanser Tiroid (Sumber: http://images.goggle.com)

Juga, Cobalt-60 digunakan untuk rawatan kanser untuk memusnahkan sel

kanser yang membahagi dengan sangat cepat. Sinaran gama digunakan

untuk mensterilkan alat pembedahan


21

(b) Industri Bahan radioaktif digunakan untuk mengenal pasti kebocoran paip bawah tanah.

Suatu bahan radioaktif yang betindak sebagai penyurih dimasukkan ke dalam air

paip. Bahan radioaktif haruslah bahan yang mengeluarkan sinaran gama kerana

sinaran gama boleh menembusi paip logam dan tanah untuk dikesani oleh

pengira Geiger-Muller, maka mengenal pasti di mana tempat kebocoran paip itu.

Sinaran gama juga mempunyai setengah hayat yang pendek, maka

mengurangkan bahaya kepada organisma berdekatan paip itu. Sinaran alfa dan

beta tidak sesuai digunakan untuk mengesan kebocoran paip kerana mempunyai

kuasa penembusan yang rendah.

Bahan radioaktif juga digunakan untuk mengawal ketebalan bahan seperti kertas

dengan menggunakan pengira Geiger-Muller.

Rajah 15.12 Pengesanan Kebocoran Paip Bawah Tanah (Sumber: http://images.goggle.com) (c) Kaji Purba/Arkeologi Bahan radioaktif boleh digunakan untuk menetapkan tarikh bahan antik atau

fosil. Misalnya, Karbon-14 digunakan untuk menentukan umur barang purba

walaupun telah berumur beberapa ratus ribu tahun. Karbon-14 hadir di atmosfera

dalam bentuk karbon dioksida. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida yang

mengandungi karbon-14 untuk proses fotosintesis. Selanjutnya, haiwan akan


22

memakan tumbuhan tadi, maka padanya terdapat karbon-14. Apabila hidupan

tadi mati, nisbah karbon-14 dengan karbon-12 mulai berkurangan kerana

pereputan karbon-14 yang berterusan dengan kadar yang kecil. Nisbah kedua-

dua karbon inilah yang menjadi kunci penentu tentang tarikh mati hidupan.

Pentarikhan karbon-14 hanya boleh digunakan bagi bahan yang mempunyai

umur tidak melebihi 50 000 tahun sahaja, bagi yang lebih lama lagi daripada

tempoh ini, pentarikhan dilakukan dengan menggunakan isotop uranium-238.

(d) Pengawetan Makanan Bahan radioaktif juga digunakan untuk mensterilkan makanan untuk pengawetan

supaya ia tahan lebih lama. Ia juga digunakan untuk menghalang percambahan

kentang dan sayur-sayuran supaya boleh disimpan lebih lama.

(e) Pertanian Sinaran gama digunakan untuk mensterilkan haiwan peliharaan. Ia juga

digunakan untuk menghasilkan baka tumbuh-tumbuhan yang baru. Fosfor-32

digunakan sebaagi pengesan untuk mengkaji penyerapan dan penggunaan

fosfat oleh tumbuh-tumbuhan. Karbon-14 digunakan untuk mengkaji laluan

karbon dalam fotosintesis tumbuh-tumbuhan.

(f) Senjata Nuklear

Proses transmutasi nukleus bahan radioaktif secara pembelahan dan pelakuran

digunakan untuk menyediakan bom atom dan bom hidrogen yang digunakan

sebagai senjata nuclear.

(g) Kuasa Nuklear

Pembelahan nukleus secara berantai dengan kawalan terkawal dalam reaktor

nuklear menghasilkan kuasa nuklear yang mampu memenuhi bekalan elektrik

setiap sektor masyarakat.


23

Mengumpul Maklumat (2 jam)

Kumpulkan maklumat mengenai cara menguruskan bahan

radioaktif. Senaraikan langkah keselamatan yang boleh diambil

dalam pengurusan bahan radioaktif.

Latihan (2 jam)

Kumpulkan maklumat mengenai penggunaan tenaga nuklear

sebagai sumber tenaga alternatif yang bermanfaat bagi umat

manusia. Sediakan satu poster tentang kelebihan dan kelemahan

penggunaan tenaga nuklear sebagai sumber tenaga

alternatif di Malaysia.

Sebarkan maklumat yang disediakan kepada orang lain

dengan mempamerkan poster ini di papan buletin sekolah anda.

Tuliskan satu refleksi sebanyak 200 perkataan tentang

pengalaman anda semasa menyediakan latihan ini.

15.4 Rujukan Brown, T.L.; Lemay,H.E.; Bursten, B.E. (2000) Chemistry-The Central Science.

Eighth Edition, New Jersey:Prentice Hall. McMurry,J.; Fay,R.C. (2001) Chemistry. Third Edition, New Jersey: Prentice Hall. http://hps.org/publicinformation/ate/faqs/consumerproducts.html (kesan biologi radiasi) http://en.wikipedia.org/wiki/Geiger-M%C3%BCller_tube (Tiub Geiger-Muller) http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Static_Electricity/Electroscope/Electroscope.html (Elektroskop Kerajang Emas) http://www.answers.com/topic/nuclear-reactor (Tenaga nuklear) http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_reactor_technology (Tenaga nuklear)

http://hps.org/publicinformation/ate/faqs/consumerproducts.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Geiger-M%C3%BCller_tube

http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Static_Electricity/Electroscope/Electroscope.html

http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Static_Electricity/Electroscope/Electroscope.html

http://www.answers.com/topic/nuclear-reactor

http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_reactor_technology


24

Latihan 1 1. Tenaga dalam sesuatu system ialah

(A) jumlah semua tenaga kinetik komponennya (B) jumlah semua tenaga ikatan komponennya (C) jumlah semua tenaga keupayaan komponenya (D) jumlah semua kinetik dan keupayaan komponenya

2. Tenaga yang diperlukan untuk menaikkan suhu 250 ml air daripada 28 0C

kepada 58 0C ialah (Haba kapasiti khusus air ialah 4.18 Jg-10C-1)

(A) 31.35 J (B) 3135 J (C) 31.35 kJ (D) 3135 kJ

3. Manakah yang berikut akan berlaku apabila sesuatu logam X berkarat?

(A) Atom X diturunkan (B) Atom X menambahkan elektron (C) Logam X bertindak sebagai katod (D) Nombor pengoksidaan X bertambah

4. Tenaga dalam (E) sesuatu sistem bertambah

Keadaan manakah yang berikut akan menghasilkan keputusan tersebut di atas? (A) Haba yang dihilangkan oleh sistem (B) Kerja dilakukan oleh sistem pada sekitar (C) Kerja dilakukan pada sistem oleh sekitar (D) Sistem menambahkan haba dan melakukan kerja pada sekitar

5. Rajah 1 menunjukkan tenaga profil sesuatu tindak balas:


25

P + Q X + Y Tenaga P + Q ΔH X + Y haluan tindak balas Manakah pernyataan berikut yang benar?

(A) Tindak balas menyerap tenaga (B) Tenaga dihilangkan kepada sekitar (C) Kadar tindak balas adalah perlahan (D) Tindak balas memerlukan mangkin

Latihan 2 1. (a) Nyatakan dua kegunaan radioaktiviti. (b) Bincangkan kesan biologi radiasi terhadap manusia. 2. (a) Bincangkan kegunaan tenaga nuklear sebagai sumber tenaga alternatif

yang bermanfaat manusia. (b) Bincangkan kepentingan pengurusan bahan radioaktif yang sesuai. Semak jawapan anda. Latihan 1 1. D 2. C 3. D 4. C 5. B Latihan 2 1. (a) penarikhan bahan radioaktif karbon, pengesan asap, pensterilan alatan

pembedahan, pensterilan bahan pengawetan, perubatan seperti rawatan penyakit tiroid, mengenal pasti kebocoran paip bawah tanah, Scan CAT, Magnetic Resonance Imaging (MRI) dan lain-lain


26

(b) Terangkan bagaimana mutasi sel mengakibatkan kanser, kemandulan, merosakan organ dalam, kemusnahan system badan, penuaan awal, berdarah dalaman, melecur kulit badan dan maut.

2. (a) Senjata Nuklear

Proses transmutasi nukleus bahan radioaktif secara pembelahan dan pelakuran digunakan untuk menyediakan bom atom dan bom hidrogen yang digunakan sebagai senjata nuclear.

Kuasa Nuklear

Pembelahan nukleus secara berantai dengan kawalan terkawal dalam reaktor nuklear menghasilkan kuasa nuklear yang mampu memenuhi bekalan elektrik setiap sektor masyarakat.

(b) Pengurusan bahan radioaktif

• Faktor yang perlu diambil kira:

(i) Masa pendedahan kepada radiasi perlu dikurangkan terutama apabila menggunakan sumber bahan radioaktif.. (ii) Jarak – Seseorang harus menjauhkan diri jika boleh daripada sumber radioaktif. Oleh kerana kesan sinaran bahan radioaktif pada umumnya membahayakan kesihatan, maka sesesorang mesti berada pada jarak selamat apabila berurusan dengan bahan radioaktif. (iii) Pengadang – Bila sahaja, tembok plumbum, aluminium atau simen digunakan untuk mengadang sumber radioaktif. • Bekas plumbum dengan dinding beberapa sentimetre tebal biasanya

digunakan untuk menyimpan sumber radioaktif. Bekas luar harus dilabel dengan jelas sebagai “Sumber Radioaktif”.

• Makmal radiasi harus mempamerkan simbol radiasi untuk memberi amaran kepada orang awam tentang kehadiran sumber radioaktif.

• Forsep digunakan untuk mengambil sumber radioaktif yang lemah manakala sumber radioaktif yang kuat diuruskan dengan alat kawalan remot melalui skrin gelas-plumbum.

• Pengadang plumbum tebal mesti dipasang di antara sumber radioaktif kuat dan pekerja radiasi.

• Pekerja radiasi mesti memakai pakaian pelindungan khas dan sarung tangan untuk melindingi badan mereka daripada radiasi.

• Pekerja yang menguruskan sumber radioaktif mesti memakai lencana filem untuk mengesan dos radiasi yang diterimanya. Ini adalah untuk menentukan radiasi dalam had yang selamat.

• Jagaan besar harus diambil dalam pembuangan sisa bahan radioaktif nuklear. Sebagai contoh, semasa pembelahan nuclear dalam reactor


27

nuklear, banyak sisa radioaktif nuklear dihasilkan. Penulenan berterusan air dalam nadi reactor dijalankan untuk mengurangkan radioaktivitinya.

Documents

modul sce 3109