TENAGA DAN PERUBAHAN KIMIABAB 5

Perubahan Fizik danPerubahan KimiaTerdapat dua jenis perubahan iaitu perubah an fizik perubahan kimia.

Perubahan fizikPerubahan fizik melibatkan hanya perubahan dalam sifat fizik. Sifat fizik - ciri yang dapat diperhatikan dan tiada kaitan dengan perubahan dalam jirimContoh sifat fizik - isi padu, jisim, keadaan jirim, tekstur, bentuk, ketumpatan, dan warna.Perubahan keadaan jirim atau sifat jirim yang tidak melibatkan perubahan kimia.

Ciri-ciri: prosesnya boleh berbalik tiada bahan baru dihasilkan.Contoh:Air membeku menjadi ais Gelas yang pecah apabila terjatuh ke lantai Lilin melebur apabila dinyalakanTelur mengeras apabila direbus

Perubahan fizik

Perubahan kimiaBerlaku tindak balas kimiaContoh: pembakaran kertas

Satu atau lebih bahan baharu dihasilkan. Bahan yang dihasilkan adalah berbeza daripada bahan asal.

Perubahan jirim yang berkaitan dengan sifat kimia dan ada kaitan dengan tindak balas kimia. Proses yang tidak boleh berbalik Bahan baru dihasilkan.Haba dan Cahaya mungkin dibebaskan.

Perubahan kimiaKertas terbakarMancis terbakarBikarbonat soda larut dalam air

Cuba fikirkan???????Antara aktiviti di bawah, yang manakah yang melibatkan perubahan kimia dan yang manakah perubahan fizik?

Banding dan beza

Perubahan fizikPerubahan kimiaBerubah secara fizik sahajaBahan berubah secara kirnla dan fizikTidak menghasilkan bahan yang baharu. Menghasilkanbahan yang baharu daripada bahan asal.Tidak mengubah sifat kimia bahanBahan baharu mempunyai sifat kimia yang lain daripada bahan asalBoleh dapatkan semula keadaan bahan asalTidak boleh dapatkan semula bentuk bahan asal dengan mudahPerubahan berbalikPerubahan tidak berbalik

Perubahan Haba dalamTindak Balas KimiaHaba boleh menyebabkan dua atau lebih bahan membentuk bahan yang baharu. Pembakaran - proses menggabungkan bahan dengan oksigen melalui pemanasan. Haba dan cahaya dibebaskan.Contoh: pembakaran arang

Tindak Balas Kimia. Bahan baru terhasil. Perubahan haba berlaku sama ada haba diserap atau dibebaskan. Haba diserap untuk memecahkan ikatan antara atom. Atom tersusun semula menghasilkan bahan yang baru. Apabila ikatan terbentuk haba dibebaskan. Perubahan haba ditunjukkan dengan simbol H.

Tindak Balas Kimia Menyerap atauMembebaskan HabaJika tenaga haba yang dibebaskan melebihi tenaga haba yang diserap, keseluruhan tindak balas akan menyebabkan haba dibebaskan ke persekitaran dan sebaliknya.Edotermik haba diserap dari persekitaranKesan: bekas menjadi sejukEksotermik haba dibebaskan ke persekitaranKesan: bekas menjadi panas

Tindak balas endotermikSuhu bekas meningkat, suhu persekitaran berkuranganPerubahan haba (H) positif bahan terima habaContoh:Natrium klorida larut dalam air, haba dari persekitaran diserap untuk memecahkan ikatan kimiaBekas menjadi sejuk

Aras tenaga bagi tindak balas endotermik

Tindak balas eksotermikTenaga haba dibebaskan ke persekitaran. Suhu persekitaran bertambah kerana persekitaran telah menerima tenaga haba daripada bahanPerubahan haba (H) negatif bahan kehilangan habaContoh: melarutkan logam natrium dalam air, ikatan dalam molekul air dipecahkan

Aras tenaga bagi tindak balas eksotermik

Perubahan Tenaga dalam Tindak Balas Kimia dalam IndustriTenaga haba banyak dibebaskan ke persekitaran kerana jumlah bahan tindak balas yang besar digunakan untuk menghasilkan bahan yang baharuContoh: Proses HaberGas nitrogen dan hidrogen dicampurkan untuk menghasilkan gas ammonia

Kereaktifan LogamDarjah kecenderungan logam untuk bertindak balas secara kimia.Logam yang sangat reaktif - kalium, natrium, magnesium dan zink ialahLogam yang tidak reaktif - emas dan platinum

Kereaktifan Logam dengan AirAda logam yang bertindak balas dengan segera apabila dimasukkan ke dalam airKalium, natrium dan kalsiumAda logam yang bertindak balas dengan stimZink Ada pula logam yang tidak bertindak balas dengan air atau stim.

Kereaktifan Logam dengan AsidLogam yang sangat reaktif bertindak balas dengan asid cair dan menghasilkan letupan.

Logam yang tidak reaktif - kuprum, perak, dan emas tidak bertindak balas dengan asid cair

Kereaktifan Logam dengan OksigenAda logam yang menghasilkan logam oksida apabila dipanaskan dalam gas oksigen

Logam yang sangat reaktif - kalium dan natrium menghasilkan api merah Logam yang kurang reaktif - kuprum bertindak balas dengan perlahan

Siri Kereaktifan LogamLogam boleh disusun dalam susunan mengikut kereaktifannya dengan air, asid, dan oksigenLogam yang paling reaktif diletakkan di sebelah atas dan logam yang paling tidak reaktif diletakkan di bawah.

Siri Kereaktifan Logam

Membina siri kereaktifan logam berdasarkan tindakbalas dengan oksigenLogam yang berlainan mempunyai kadar tindak balas dengan oksigen yang berlainan

Kedudukan Karbon dalam Siri Kereaktifan LogamLogam oksida yang berkedudukan pada bahagian bawah siri kereaktifan logam akan kehilangan oksigen kepada karbon jika dipanaskan dengan karbonLebih reaktif suatu logam, lebih sukar untuk karbon memisahkan oksigen daripada oksida ogam tersebut

Karbon tidak dapat memisahkan oksigen daripada oksida logam yang sangat reaktif seperti kalsiumKarbon tidak boleh digunakan untuk memisahkan oksida logam yang lebih reaktif daripada karbon.

Contoh:

Mengaplikasikan SiriKereaktifan logamHampir semua logam yang ditemui dalam tanah adalah dalam bentuk mineralContoh:Timah iaitu stanum ditemui dalam mineral yang dikenali sebagai kasiterit, iaitu stanum (IV) oksida. Bijih adalah mineral yang mengandungi logam yang tidak tulen dan bendasing.

Kaedah pengasingan fizik dan proses kimia digunakan untuk mendapatkan logam tulen daripada bijih

Kepentingan Siri Kereaktifan Logam dalam Pengekstrakan LogamPengekstrakan logam - proses untuk mendapatkan logam tulen daripada sebatian logam. Logam tulen diperoleh daripada sebatian logam melalui tindak balas kimia. Kaedah yang digunakan untuk mengekstrak logam bergantung pada kedudukan logam tersebut dalam siri kereaktifan logam.

Logam yang berada di atas dalam siri kereaktifan logam adalah sangat reaktif dan wujud sebagai sebatian logam dengan ikatan kimia yang sangat kuatProses elektrolisis - Proses penguraian sebatian logam yang sangat reaktif kepada unsurnya menggunakan tenaga elektrik

Kaedah pemanasan digunakan untuk menghasilkan logam tulen daripada logam yang kurang reaktif apabila dipanaskan dengan karbonDikenali sebagai kaedah pengasingan fizikContoh: Kuprum, perak, dan emas

Kedudukan Logam dalam Siri Kereaktifan Logam dan Kaedah engekstrakan LogamFaktor yang penting untuk menentukan kaedah pengekstrakan logam dari sebatiannyaContoh:Aluminium berada dalam kedudukan lebih tinggi daripada karbon dalam siri kereaktifan logam. Tidak boleh diekstrak daripada oksidanya menggunakan pemanasan dengan karbon

Kaedah pengekstrakan logam dari sebatiannya.

Kereaktifan bertambahLogamKaedah Pengekstrakankalium natrium kalsium magnesium aluminiumElektrolisis bijih yang dileburkan(karbon)zink besi timahplumbumMemanaskan campuran bijih dan karbonkuprum merkuriMemanaskan bijih (logam sulfida) dalam udaraperak emasWujud sebagai unsur yang bebas di dalam tanah

Pengekstrakan logam daripada BijihnyaProses mendapatkan logam tulen daripada sebatian logam iaitu bijih.2 kaedah:memanaskan sebatian dalam karbon.proses elektrolisis.

Memanaskan sebatian dalam karbonBijih timah adalah sebatian timah yang terdiri daripada stanum(IV) oksidaBijih timah dipanaskan dalam udara untuk mengeluarkan sulfur sulfur + oksigen sulfur dioksidaTimah tulen diperoleh dengan memanaskan campuran bijih timah dan arang kok (karbon) dalam relau bagas

Campuran dipanaskan hingga ke suhu 1300C ke 1400C untuk memecahkan stanum (IV) oksida kepada logam timah tulen.

Timah boleh diekstrak dari stanum (IV) oksida dengan memanaskannya dalam karbon kerana timah adalah kurang reaktif daripada karbon.

Preoses Pengekstrakan Timah

Proses elektrolisisAluminium adalah lebih reaktif daripada karbon. Aluminium diekstrak daripada oksidanya melalui proses elektrolisis. Bauksit - bijih aluminium perlu dileburkan terlebih dahuluArus elektrik dilalukan melalui leburan bauksit, iaitu aluminium oksida dan kriolit pada suhu 900C.

Logam aluminium terkumpul pada e1ektrod negatif yang dikenali sebagai katod. Oksigen dibebaskan pada elektrod positif yang dikenali sebagai anod. Leburan aluminium mengalir dan dikumpul dalam mangkuk pijar

Proses Elektrolisis Aluminium

ElektrolisisGabungan dua perkataan iaitu 'elektro' dan 'lisis'Elektro' bermaksud 'elektrik'. 'Lisis' bermaksud 'teruraiBermaksud penguraian menggunakan elektrik.

Apabila tenaga elektrik dilalukan melalui air, air terurai kepada gas oksigen dan gas hidrogen. Gas oksigen dibebaskan pada elektrod positif Gas hidrogen dibebaskan pada elektrod negatif.Elektrolit - cecair atau leburan yang boleh mengalirkan arus elektrik. Contoh - air

Elektrod - bahan yang membenarkan elektrik memasuki atau keluar daripada elektrolit. Rod karbon digunakan sebagai elektrod. Anod - elektrod yang disambung pada terminal positif sel kering. Katod - elektrod yang disambung pada terminal negatif.Ketika elektrolisis, molekul air dipecahkan kepada ion hidroksida (-) dan ion hidrogen (+).

Pemasangan radas pada elektrolisisAir terurai kepada gas oksigen dan hidrogen

Cas yang berlawanan menarik dan cas yang sama menolak. Kation - Ion hidrogen yang bercas positif mengalir ke katod, iaitu terminal negatif. Anion - Ion hidroksida yang bercas negatif mengalir ke anod, iaitu terminal positif

Anod elektrod positif Katod elektrod negatifKation elektod positifAnion ion negatif

Elektrolisis dan ElektrolitKetika elektrolisis, elektrolit diuraikan kepada unit asas. Contoh - leburan kuprum(II) klorida diuraikan menjadi logam kuprum dan gas klorin.Logam kuprum dienapkan pada katod dan gas klorin dibebaskan pada anod.

Elektrolisis kuprum (II) klorida.

AnionKationIon klorida yang bercas negatif mengalir ke anod. Ion kuprum(ll) yang bercas positif mengalir ke katod.Ion klorida membebaskan elektron pada anod dan membentuk atom klorin. Dua atom klorin bergabung membentuk molekul klorin.Ion kuprum(ll) menerima elektron daripada katod dan bertukar menjadi atom kuprum

AnionKationIon klorida atom klorin + elektronIon kuprum(ll) + elektron atom kuprumDua atom klorin bergabung membentuk molekul klorinLogam kuprum dienapkan di katod.

Elektrolisis dalam IndustriDigunakan dengan meluas :proses penulenan logam, pengekstrakan logam penyaduran logam.

Penulenan LogamArgentum (perak) - ditulenkan menggunakan elektrolisis. Argentum yang tidak tulen digunakan sebagai anod. Argentum tulen digunakan sebagai katod. Pada anod, atom argentum kehilangan elektron dan menjadi ion argentum iaitu kation

Ion argentum mengalir masuk ke dalam elektrolit. Elektrolit yang digunakan ialah perak nitrat Pada katod, ion argentum menerima elektron dan bertukar menjadi atom argentum (logam tulen).Bendasing terkumpul pada dasar bekas.

Pengekstrakan logamLogam yang lebih reaktif berbanding karbon diekstrak menggunakan proses elektrolisis. Contoh - aluminium diekstrak melalui elektrolisis leburan bauksit, iaitu bijih aluminium oksida

Anod: atom logam ion logam + elektronKatod: ion logam + elektron atom logam

Penyaduran LogamTin makanan dibuat daripada besi dan boleh berkarat. Tin disadur dengan lapisan timah iaitu stanum yang nipis supaya tidak berkarat melalui proses elektrolisis yang dikenali sebagai penyaduran elektrik. Logam yang ingin disadur digunakan sebagai katod

Penghasilan Tenaga Elektrik daripadaTindak Balas Kimia

Tenaga Elektrik dari Sel RingkasSel ringkas terdiri daripada dua elektrod yang dibuat daripada dualogam yang berlainan dan elektrolit. Elektrolit terdiri daripada larutan garam, asid cair atau alkali cair Kepingan zink dan kuprum digunakan sebagai elektrod. Zink lebih reaktif daripada kuprum.

Litar Sel Ringkas

Atom zink membebaskan elektron ke dalam wayar litar menjadi ion zink dan terlarut ke dalam elektrolit. Pada elektrod kuprum, ion hidrogen daripada elektrolit menerima elektron. Ion hidrogen bertukar menjadi atom hidrogen. Dua atom hidrogen bergabung membentuk molekul hidrogen dan dibebaskan dalam bentuk gas.

Tenaga elektrik dihasilkan. Kepingan zink adalah elektrod negatif dan kepingan kuprum adalah elektrod positif. Dalam sel ringkas:terminal negatif - elektrod logam yang lebih reaktif terminal positif - elektrod logam yang kurang reaktif

Sel KeringMengandungi pasta ammonium klorida dan zink klorida, rod karbon, dan bekas zink serta campuran mangan(lV) oksida dan serbuk karbon. Terminal negatif - bekas zink adalah dan Terminal positifrod rod karbonElektrolit - pasta ammonium klorida dan zink klorida.

Dikenali sebagai sel kering - elektrolit yang digunakan bukan dalam bentuk cecair. Digunakan dalam radio transistor, unit kawalan jauh, dan jam loceng

Keratan rentas sebuah sel kering

Sel Basah

Akumulator asid-plumbum Terdiri daripada bekas plastik yang besar dan mengandungi satu kumpulan sel yang disambung secara bersiri.Perlu caskan sebelum digunakanDigunakan dalam kereta dan motosikal.

Keratan rentas sel basah

Bateri AlkaliMenggunakan elektrolit kalium hidroksida atau natrium hidroksida Terminal positif - campuran mangan oksida dan karbon Terminal negatif - bekas zink Menghasilkan arus elektrik yang lebih tinggi dan tahan lebih lama daripada sel kering. Digunakan dalam alat permainan elektronik dan denyar kamera.

Bateri alkali Denyar kamera

Bateri Merkuri OksidaDikenali sebagai bateri butang Menghasilkan arus elektrik dengan nilai yang tetap. Elektrolit - kalium hidroksida sebagai.Terminal negatif - zink Terminal positif - merkuri oksida. Digunakan dalam jam tangan dan kamera analog.

Bateri Merkuri Oksida

Bateri Nikel-KadmiumBoleh dicas semula. Terminal positif - nikel oksida Terminal negatif - kadmium Elektrolit - Kalium hidroksida Tahan lebih lama - boleh dicas semula berulang kali. Digunakan dalam telefon bimbit, denyar kamera, alat pertukangan dan alat permainan elektronik,

Bateri nikel-kadmium

Cahaya dan Tindak Balas Kimia

Apabila filem didedahkan kepada cahaya, berlaku tindak balas kimia dalam emulsi filem.

Tumbuhan menggunakan cahaya untuk membuat makanan dalam proses fotosintesis.

Perubahan Kimia yang Disebabkan oleh Tenaga CahayaProses fotosintesis - dijalankan oleh tumbuhan hijau untuk membuat makanan. Tumbuhan hijau yang mengandungi klorofil menggunakan air, karbon dioksida, dan tenaga cahaya untuk menghasilkan glukosa (gula)Gas oksigen dan air dibebaskan ke udara. Gula yang dihasilkan - membekalkan tenaga kepada hidupan lain.

Tindak balas kimia dalam daun hijau ketika fotosintesis. cahaya matahariair + karbon dioksida glukosa + oksigen + air

Tenaga Cahaya dan Filem FotografBahan fotopeka - bahan yang berlaku tindak balas kimia apabila didedahkan kepada cahaya. Filem fotograf mengandungi salutan yang dibuat daripada bahan fotopeka, iaitu argentum bromida. cahayaargentum bromida argentum + bromin

Salutan argentum bromida akan terurai menjadi salutan logam argentum yang legap apabila didedahkan kepada cahaya dan diproses menggunakan bahan kimia

Filem negatif yang belum didedahkan kepada cahayaFilem negatif yang telah didedahkan kepada cahaya dan telah diproses

Menyimpan Bahan Kimia FotopekaBahan kimia fotopeka akan terurai kepada bahan yang lebih ringkas apabila didedahkan kepada cahayaContoh: hidrogen peroksida, argentum klorida, dan argentum nitrat. Dalam kehadiran cahaya, hidrogen peroksida terurai kepada air dan gas oksigen.

cahayahidrogen peroksida air + gas oksigen

Dalam kehadiran cahaya, argentum klorida terurai kepada logam argentum dan gas klorin

Bahan kimia fotopeka perlu disimpan dalam bekas yang legap. Tidak boleh disimpan dalam bekas yang lutsinar atau lutcahaya.

cahayaargentum klorida argentum + gas klorin

Botol ReagenBahan kimia fotopeka perlu disimpan dalam bekas yang legap.

Faedah Tindak Balas Kimiasebagai Sumber TenagaTindak balas kimia ada kaitan dengan perubahan tenaga. Banyak tenaga digunakan untuk menghasilkan bahan yang baharu daripada bahan mentah.

Kain nilon yang lembut dan plastik yang ringan dan kalis air dihasilkan daripada bahan mentah iaitu petroleum melalui tindak balas kimiaKain nilonBotol plastik

Gunakan Tenaga dengan BijakSumber tenaga elektrik adalah daripada bahan api fosil yang terhad dan tidak boleh diganti.Menjimatkan penggunaan tenaga elektrik, dapat:membantu mengekalkan alam sekitarmenjimatkan wang kerana

Penggunaan Sumber Tenaga tanpa Mencemarkan BumiHujan asid terhasil daripada pembebasan gas sulfur dioksida ke dalam udara daripada pembakaran api fosil. Boleh:menghakis dinding bangunan. mempercepatkan proses pengaratan logam.

Penggunaan bateri yang boleh dicas semula menjimatkan wang kerana tidak perlu membeli bateri baharu setiap kali bateri kehabisan kuasa.Boleh menyebabkan pencemaran jika dibuang merata-rataPerlu dibuang di tempat yang dikhaskan supaya bahan dalam bateri boleh dikitar semula

Kepentingan Tindak Balas Kimia dalam Menghasilkan TenagaMembantu keselesaan ketika menggunakan alat elektronik. Sel kering - lebih mudah bergerak kerana alat elektronik yang menggunakan sel kering menjadi mudah alih. Sel yang bersaiz kecil membolehkan barang elektronik yang lebih kecil dibina: kalkulator, komputer riba, dan telefon bimbit

Alat elektronik mudah alih kerana menggunakan bateri sebagai sumber tenaga