Kimia notesnota, bab 1
Pengenalan kepada Kimia
Notes made with reference toNota dibuat dengan rujukan kepada TextbookBuku teks Kimia Tingkatan 4 (KSSM), pageshalaman 2-21
What this chapter coversMatlamat bab ini
- Saya boleh menyatakan maksud kimia (1.1.1)
- Saya boleh memberikan contoh bahan kimia yang lazim digunakan dalam kehidupan harian (1.1.2)
- Saya boleh menjana idea tentang perkembangan bidang kimia dan sumbangan teknologi kimia kepada manusia (1.1.3)
- Saya boleh memberikan contoh kerjaya yang berkaitan dengan bidang kimia (1.1.4)
- Saya boleh menyatakan langkah-langkah kaedah saintifik dan mereka bentuk eksperimen untuk menguji hipotesis (1.2.1)
- Saya boleh mengeksperimen untuk mengkaji kesan suhu terhadap keterlarutan garam di dalam air (1.2.2)
- Saya boleh menerangkan jenis dan fungsi alat pelindung diri serta peralatan keselamatan di dalam makmal (1.3.1)
- Saya boleh menunjukkan cara pengurusan dan pengendalian radas serta bahan kimia, termasuk penyimpanan dan pelupusan (1.3.2)
- Saya boleh berkomunikasi tentang langkah pengurusan kemalangan di dalam makmal, termasuk tumpahan bahan kimia dan merkuri (1.3.3)
1.1Perkembangan bidang kimia dan kepentingan dalam kehidupan
Kimia ialah salah satu bidang ilmu sains yang mengkaji struktur, sifat, komposisi dan interaksi antara jirim. Perkataan kimia berasal daripada perkataan Arab al-kimiya.
Pembelajaran kimia bukan sahaja tentang bahan kimia di dalam makmal, tetapi juga bahan yang wujud dalam kehidupan kita seperti garam dan sabun. Kimia membantu kita memahami jirim di sekeliling kita. Semua bahan di sekeliling kita terdiri daripada bahan kimia, dan aktiviti harian kita melibatkan tindak balas kimia.
Bahan kimia dalam kehidupan harian
| Bidang | Contoh bahan kimia |
|---|---|
| Makanan | Pengawet, pewarna, perisa, pengantioksida, penstabil |
| Perubatan | Antibiotik, antiseptik, vitamin, kemoterapi, analgesik |
| Pertanian | Herbisid, pestisid, fungisid, baja, hormon |
| Industri | Cat, polimer, kaca, seramik, detergen, pewarna, aloi |
Jadual berdasarkan Rajah 1.2, buku teks Kimia Tingkatan 4 KSSM, m.s. 5.
Kelaskan bahan kimia mengikut kegunaannya: analgesik ialah ubat (perubatan), herbisid ialah racun rumpai (pertanian), detergen ialah industri, pengantioksida ialah makanan.
Perkembangan bidang kimia dan sumbangan teknologi kimia
Kajian dalam bidang kimia melibatkan pelbagai disiplin seperti biokimia, botani dan forensik. Keperluan menyelesaikan masalah mendorong perkembangan teknologi kimia. Teknologi yang digunakan pada zaman 1960-an dan 1970-an mungkin sudah tidak sesuai digunakan pada zaman sekarang.
Contoh perkembangan ialah pengawetan makanan: dengan garam atau gula, kemudian melalui pembekuan, dan kini melalui nanoteknologi (roti dengan nanokapsul).
Rajah daripada buku teks Kimia Tingkatan 4 KSSM, Rajah 1.3, m.s. 6.
Nanokimia mengkaji sifat dan keunikan atom serta molekul pada skala nano (sekecil 10-9 m). Penemuannya memberi manfaat dalam perubatan, kesihatan, pertanian, elektronik, sumber dan tenaga, serta industri pembuatan.
Kerjaya berkaitan bidang kimia
| Bidang | Contoh kerjaya |
|---|---|
| Bioteknologi | Penyelidik bioteknologi, jurutera bioperubatan |
| Farmaseutikal | Ahli farmasi, doktor |
| Kosmetik | Ahli kimia kosmetik, pakar runding kosmetik |
| Nanoteknologi | Jurutera nanoteknologi, ahli sains pemakanan |
| Teknologi hijau | Ahli kimia teknologi hijau, jurutera |
Jadual berdasarkan Rajah 1.4, buku teks Kimia Tingkatan 4 KSSM, m.s. 7.
Nyatakan dua bahan kimia yang ditambah ke dalam makanan dan satu sebab setiap bahan itu digunakan.
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Mana-mana dua: pengawet (menghalang makanan rosak), pewarna (menjadikan makanan menarik), perisa (menambah rasa), pengantioksida (menghalang pengoksidaan), penstabil (mengekalkan tekstur makanan).
1.2Penyiasatan saintifik dalam kimia
Kaedah saintifik ialah kaedah sistematik yang digunakan oleh ahli sains atau penyelidik untuk menyelesaikan masalah berkaitan sains.
Langkah-langkah kaedah saintifik
| Langkah | Apa yang dilakukan |
|---|---|
| 1. Membuat pemerhatian | Menggunakan deria penglihatan, pendengaran, sentuhan, rasa atau bau untuk mengumpulkan maklumat tentang objek dan fenomena |
| 2. Membuat inferens | Menggunakan pengumpulan data dan pengalaman lalu untuk membuat kesimpulan dan menerangkan sesuatu peristiwa |
| 3. Mengenal pasti masalah | Mengemukakan soalan berdasarkan inferens yang dibuat |
| 4. Membuat hipotesis | Pernyataan umum tentang hubungan antara pemboleh ubah dimanipulasikan dengan pemboleh ubah bergerak balas; boleh diuji untuk membuktikan kesahihannya |
| 5. Mengenal pasti pemboleh ubah | Pemboleh ubah dimanipulasikan, bergerak balas dan dimalarkan |
| 6. Mengawal pemboleh ubah | Satu pemboleh ubah dimanipulasikan untuk memerhatikan kesannya terhadap pemboleh ubah bergerak balas; pemboleh ubah yang lain dimalarkan |
| 7. Merancang eksperimen | Menentukan bahan dan radas, prosedur, cara pengumpulan data serta cara menganalisis dan menginterpretasikan data |
| 8. Mengumpul data | Membuat pemerhatian atau pengukuran dan merekodkan data secara teratur |
| 9. Mentafsir data | Mengorganisasikan dan mentafsir data melalui pengiraan, graf atau carta untuk mencari hubungan antara pemboleh ubah |
| 10. Membuat kesimpulan | Menyatakan sama ada hipotesis dapat diterima atau ditolak |
| 11. Menulis laporan | Berkomunikasi secara terperinci tentang semua aspek eksperimen supaya hasilnya dapat dikongsi |
Jadual berdasarkan Rajah 1.6, buku teks Kimia Tingkatan 4 KSSM, m.s. 9.
Hipotesis ditulis sebagai satu ayat yang menghubungkan dua pemboleh ubah, misalnya "Peningkatan suhu air akan meningkatkan kadar keterlarutan garam di dalam air". Jangan menulis tujuan eksperimen sebagai hipotesis.
Inferens dan hipotesis sering tertukar. Inferens ialah kesimpulan awal yang menerangkan sebab bagi pemerhatian anda; hipotesis ialah pernyataan yang akan anda uji dalam eksperimen.
Eksperimen 1.1: kesan suhu terhadap keterlarutan garam di dalam air
Rancangan eksperimen
Tujuan: Mengkaji kesan suhu terhadap keterlarutan garam di dalam air.Pernyataan masalah: Adakah suhu air mempengaruhi keterlarutan garam di dalam air?
Hipotesis: Peningkatan suhu air akan meningkatkan kadar keterlarutan garam di dalam air.
Pemboleh ubah dimanipulasikan: suhu air (10.0 °C, 30.0 °C, 80.0 °C)
Pemboleh ubah bergerak balas: keterlarutan garam di dalam air
Pemboleh ubah dimalarkan: isi padu air, jisim garam, masa
Bahan: air suling dan garam
Radas: bikar 150 cm³, silinder penyukat 100 cm³, termometer, penimbang elektronik, rod kaca, penunu Bunsen, jam randik, kasa dawai dan tungku kaki tiga
Rajah daripada buku teks Kimia Tingkatan 4 KSSM, Rajah 1.7, m.s. 10.
Prosedur
1. Sukatkan 50.0 cm³ air suling pada suhu 10.0 °C dengan silinder penyukat dan masukkan ke dalam bikar.2. Tambahkan 40.0 g garam ke dalam bikar dan kacau larutan dengan rod kaca selama 2 minit.
3. Perhatikan keterlarutan garam di dalam bikar.
4. Ulang langkah 1 hingga 3 dengan air suling yang dipanaskan sehingga 30.0 °C dan 80.0 °C.
5. Rekodkan pemerhatian dalam jadual (suhu 10.0, 30.0 dan 80.0 °C).
Tiga helai kain yang sama saiz dilipat dengan cara berlainan, kemudian masa untuk kering direkodkan. Nyatakan ketiga-tiga jenis pemboleh ubah.
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Dimanipulasikan: cara kain dilipat. Bergerak balas: masa yang diambil untuk kering. Dimalarkan: saiz kain, isi padu air, suhu bilik.
1.3Penggunaan, pengurusan dan pengendalian radas serta bahan kimia
Makmal ialah tempat yang penting untuk belajar kimia, tetapi juga tempat yang berbahaya. Semua peraturan dan langkah keselamatan di dalam makmal perlu dipatuhi.
Alat pelindung diri
Rajah daripada buku teks Kimia Tingkatan 4 KSSM, Rajah 1.9, m.s. 12.
| Alat | Fungsi |
|---|---|
| Kaca mata keselamatan (goggles) | Mengelakkan debu atau percikan bahan kimia terkena mata |
| Topeng muka | Melindungi organ pernafasan daripada bahan kimia berbentuk serbuk atau wasap |
| Sarung tangan | Melindungi tangan daripada tercedera, terkena bahan kimia atau jangkitan |
| Baju makmal | Melindungi badan dan pakaian daripada tumpahan asid, alkali dan pelarut organik |
| Kasut makmal | Melindungi kaki daripada kecederaan akibat tumpahan bahan kimia, objek tajam atau bahan toksik |
Peralatan keselamatan di dalam makmal
Rajah daripada buku teks Kimia Tingkatan 4 KSSM, Rajah 1.10, m.s. 13.
| Peralatan | Fungsi |
|---|---|
| Kebuk wasap | Menjalankan eksperimen yang membebaskan wasap beracun, mudah terbakar atau berbau sengit (contoh: asid sulfurik pekat, gas klorin, gas ammonia, gas bromin, alkohol, benzena) |
| Pancuran air (shower) | Membasuh badan apabila kemalangan berlaku pada badan; juga memadamkan api jika badan terbakar |
| Eyewash | Membasuh dan membersihkan mata apabila kemalangan berlaku pada mata |
| Alat pemadam kebakaran | Memadamkan api semasa kebakaran di makmal |
| Pencuci tangan | Menanggalkan bahan kimia, minyak, kotoran dan mikroorganisma pada tangan |
Penyimpanan bahan kimia
| Jenis bahan | Contoh | Cara penyimpanan |
|---|---|---|
| Bahan reaktif | Litium, natrium, kalium | Di dalam minyak parafin supaya tidak bertindak balas dengan air di udara |
| Hidrokarbon dan pelarut organik | Cecair yang senang meruap dan senang terbakar | Tempat yang teduh, jauh daripada cahaya matahari dan sumber haba |
| Bahan yang senang terurai dengan kehadiran cahaya | Asid nitrik pekat, hidrogen peroksida, argentum nitrat, cecair bromin, cecair klorin | Di dalam botol gelap |
| Bahan yang mempunyai nilai pH < 5 dan pH > 9 (mengakis) | Asid dan alkali kuat | Kabinet penyimpanan khas yang dikunci |
| Logam berat dan bahan toksik | Merkuri | Bekas khas berlabel, di dalam bilik berkunci dan bebas daripada sumber haba |
Jadual berdasarkan buku teks Kimia Tingkatan 4 KSSM, m.s. 15.
Pelupusan bahan kimia
| Sisa | Cara pelupusan |
|---|---|
| Hidrogen peroksida | Kepekatan rendah: dituang terus ke dalam singki. Kepekatan tinggi: dicairkan dengan air dan ditambah natrium sulfit untuk penguraian sebelum dituang ke dalam singki |
| Sisa pepejal (kaca, getah) | Dibuang ke dalam bekas khas |
| Pelarut organik dan hidrokarbon | Toksik, karsinogenik, mudah meruap dan terbakar: tidak boleh dituang ke dalam singki atau longkang. Disimpan dalam bekas khas diperbuat daripada kaca atau plastik |
| Asid kuat (pH < 5) dan alkali kuat (pH > 9) | Dimasukkan ke dalam bekas bertutup yang berlabel (boleh menghakis singki, bertindak balas dengan air membebaskan haba tinggi dan gas toksik) |
| Logam berat dan bahan toksik | Larutan dimasukkan ke dalam beg plastik dan larutannya dibiarkan menyejat di dalam kebuk wasap; beg diikat teliti dan dimasukkan ke dalam tong untuk sisa logam berat |
| Bahan meruap (alkohol, ammonia, bromin) | Dimasukkan ke dalam bekas bertutup dan dijauhkan daripada cahaya dan haba |
Jadual berdasarkan buku teks Kimia Tingkatan 4 KSSM, m.s. 16.
Sisa bahan kimia dan radas yang dicemari bahan kimia dimasukkan ke dalam tong atau botol berlabel mengikut jenis sisa, kemudian dihantar ke pusat pelupusan (m.s. 17).
Langkah pengurusan kemalangan di dalam makmal
Tumpahan bahan kimia
1. Maklumkan kemalangan kepada guru atau pembantu makmal dengan segera.2. Jadikan kawasan tumpahan sebagai kawasan larangan untuk murid.
3. Sekat tumpahan daripada merebak ke kawasan lain dengan membuat sempadan menggunakan pasir.
4. Bersihkan tumpahan bahan kimia tersebut.
5. Lupuskan tumpahan kimia mengikut prosedur yang betul.
Tumpahan merkuri
1. Maklumkan kemalangan kepada guru atau pembantu makmal dengan segera.2. Jadikan kawasan tumpahan sebagai kawasan larangan.
3. Taburkan serbuk sulfur untuk menutup tumpahan.
4. Hubungi Jabatan Bomba dan Penyelamat untuk tindakan selanjutnya.
Simptom keracunan merkuri: loya, batuk, muntah, cirit-birit, sakit dada, sakit tekak, sesak nafas, sakit kepala, kerengsaan mata, masalah penglihatan dan peningkatan tekanan darah. Sekiranya terkena keracunan merkuri, anda perlu menjauhi sumber merkuri dan pergi ke hospital untuk mendapat rawatan.
Jangan sentuh tumpahan merkuri kerana merkuri boleh diserap melalui kulit. Merkuri mudah meruap pada suhu bilik dan wapnya menjadikan udara beracun.
Mengapakah termometer merkuri yang pecah tidak boleh disapu seperti kaca biasa?
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Merkuri mudah meruap dan wapnya beracun apabila disedut, dan merkuri boleh diserap melalui kulit. Tutup dengan serbuk sulfur dan ikut prosedur tumpahan merkuri.