tugasan kimia 14 dh siap
DESCRIPTION
freeTRANSCRIPT
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Bil. Topik Muka Surat
1. A. Pemerolehan ilmu
Tugasan 1 :
i. Tiga jenis sistem termodinamik
ii. Haba Peneutralan
iii. Aplikasi Hukum Hess
iv. Tindak balas redoks untuk menghasilkan
elektrik
v. Penyaduran stanum pada tin besi
vi. Proses penghasilan tenaga nukleur
2
9
12
14
16
19
2. D. Esei berasaskan HOTS
Tugasan 4 :
Pendahuluan
Bahan radioaktif membawa lebih kebaikan daripada
keburukan kepada manusia
21
3. Refleksi 27
4. Rujukan 28
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 1
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
TUGASAN 1
i) Tiga jenis sistem termodinamik.
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 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.
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 2
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
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
HUKUM PERTAMA TERMODINAMIK
HUKUM KEABADIAN TENAGA
- Menyatakan bahawa tenaga tidak boleh dicipta maupun dimusnahkan, ia cuma
berubah bentuk.
- Semua bentuk tenaga boleh saling bertukar bentuk. Penukar bentuk tenaga adalah
mesin (semula jadi atau buatan). Semasa tenaga bertukar bentuk, magnitudnya
kekal, tidak bertambah, atau berkurang.
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 3
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
TENAGA DALAMAN
- Jumlah tenaga kinetik dan tenaga keupayaan
U=K . E .+P . E .
∆U=q+w
∆U=tenaga dalaman
w=kerja yang dilakukankeatas sistemole h persekitaranq= jumlah tenagahaba
HABA TINDAK BALAS
Perubahan kandungan tenaga apabila 1 mol bahan tindak balas bertindak balas
atau 1 mol hasil tindak balas terbentuk dipanggil haba tindak balas dan diberi
simbol DH.
Unit tenaga bagi haba tindak balas ialah joule (J).
MUATAN HABA TENTU
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 4
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Kapasiti haba sesuatu bahan ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk menaikkan
suhunya sebanyak 1K.
Q=mct
Q = perubahan haba
m = jisim bahan (g)
t = perubahan suhu
c = muatan haba tentu
Unit=Jg−1℃−1
Entalpi ialah kandungan haba dalam sistem
∆ H=mct
∆ H = perubahan haba
TINDAK BALAS EKSOTERMIK
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 5
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
- Tindak balas eksotermik adalah disertai dengan pembebasan tenaga haba ke
sekelilingnya.
- Tenaga haba yang dibebaskan akan menyebabkan bekas yang menampung tindak
balas itu terasa panas apabila disentuh dengan tangan.
- Suhu campuran bahan-bahan tindak balas eksotermik akan menaik.
Perubahan tenaga tindak balas Eksotermik akan menunjukkan nilai negatif , DH =
negatif, iaitu
Perubahan Tenaga = Tenaga Hasil Tindak Balas - Tenaga Bahan Tindak Balas
ΔH = Hh - Hb
- Contoh-contoh :
Tindak balas pembakaran bahan api
Tindak balas pemendakan
Tindak balas penyesaran
Tindak balas peneutralan
TINDAK BALAS ENDOTERMIK
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 6
Haba terbebas
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
- Tindak balas endotermik adalah disertai dengan penyerapan tenaga haba
daripada sekeliling.
- Tenaga haba yang diserap daripada sekeliling akan menyebabkan bekas yang
menampung tindak balas itu terasa sejuk apabila disentuh dengan tangan.
- Suhu campuran bahan-bahan tindak balas endotermik akan menurun.
- Perubahan tenaga tindak balas Endotermik akan menunjukan nilai positif ,
DH = positif, iaitu
Perubahan Tenaga = Tenaga Hasil Tindak Balas - Tenaga Bahan Tindak Balas
ΔH = Hh - Hb
- Contoh-contoh:
Penguraian kalsium karbonat apabila dipanaskan dengan kuat.
Melarutkan garam ammonium klorida di dalam air
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 7
Haba diserap
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Merujuk kepada proses di mana haba dan kerja boleh dibezakan dan diukur.
Ia sering digambarkan melalui kenyataan bahawa dalam proses termodinamik
peningkatan dalam tenaga dalaman sesuatu sistem menyamai dengan
peningkatan haba yang dibekalkan kepada sistem, tolak peningkatan kerja
yang dilakukan oleh sistem pada persekitarannya.
Hukum termodinamik pertama mematuhi prinsip keabadian tenaga. Tenaga
boleh berubah, contoh- bertukar dari satu bentuk kepada bentuk yang lain,
tetapi tidak boleh dicipta atau dimusnahkan.
Hukum ini juga menerangkan hubungan antara
haba, Q dan kerja, W Q = W
Hukum Pertama Termodinamik merujuk kepada proses kitaran termodinamik.
Ia dibuat oleh Rudolf Clausius pada tahun in 1850:
"Dalam kesemua kes apabila kerja dihasilkan dengan penggunaan tenaga,
jumlah tenaga yang digunakan adalah berkadar dengan kerja yang dilakukan;
dan sama juga, perlaksanaan kuantiti kerja yang sama menghasilkan kuantiti
haba yang sama dihasilkan.
Clausius turut menyatakan hukum ini dalam bentuk lain, kali ini merujuk kepada
kewujudan fungsi keadaan sistem yang digelar tenaga dalaman, dan
menggambarkannya dalam bentuk differential equation bagi peningkatan
proses thermodinamik. Persamaan ini boleh diterjemahkan dalam perkataan
seperti berikut:
“In a thermodynamic process, the increment in the internal energy of a
system is equal to the difference between the increment of heat accumulated by
the system and the increment of work done by it.”
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 8
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
ii) Haba Peneutralan
Definisi haba (entalpi)
o Kandungan tenaga yang tersimpan dalam sesuatu bahan atau sistem
o Simbol = ∆H
Definisi haba tindak balas
o Perubahan haba yang berlaku apabila bilangan mol bahan tindak balas
seperti yang ditunjukkan dalam persamaan kimia bertindak bersama pada
keadaan piawai untuk membentuk hasil tindakbalas dalam keadaan piawai
o Keadaan piawai ialah keadaan di mana:
Suhu = 25° C atau 298 K
Tekanan = 1 atm atau 101.3 kPa
Kepekatan = 1.0 mol dm-3
Bahan dan hasil tindakbalas mesti berada pada keadaan fizik yang
biasa pada suhu 25°C dan tekanan 1 atm
Jenis haba tindak balas
i. Haba pemendakan
Perubahan haba yang berlaku apabila 1 mol mendakan terbentuk
daripada tindak balas larutan ionnya pada keadaan piawai
Contoh:
Ag+ (ak) + Cl- (ak) AgCl (p) ∆H= -65.5 KJmol-1
ii. Haba penyesaran
Perubahan haba yang berlaku apabila satu mol logam disesarkan
daripada larutan garamnya pada keadaan piawai oleh logam yang lebih
elektropositif
Contoh:
Fe (p) + CuSO4 (ak) FeSO4 (ak) + Cu (p) ∆H= -150 KJmol-1
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 9
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
iii. Haba peneutralan
Haba yang dibebaskan apabila satu mol ion hidrogen daripada asid
bergabung dengan satu mol hidroksida untuk membentuk satu mol air
pada keadaan piawai
Contoh:
HNO3 (ak) + NaOH (ak) NaNO3 (ak) + H2 (ce) ∆H= -57 KJmol-1
- maksud: haba yang dibebaskan a/p satu mol ion H+ t/b dgn satu mol ion
OH- utk menghasilkan satu mol air pada keadaan piawai
- Cth: HCl (ak) + NaOH (ak) H2O (ce) + NaCl (ak)
∆ H = -x KJ mol-1
H2SO4 (ak) + Mg (OH)2 (ak) 2H2O (ce) + MgSO4 (ak)
∆ H = -2x KJ mol-1
H+ (ak) + OH- (ak) H2O (ce)
- kaedah penentuan Haba Peneutralan
- campurkan larutan asid M1 sbyk V1 dgn larutan alkali M2 sbyk V2 & perubahan
suhu maksimum disukat
Haba peneutralan antara asid kuat dgn alkali kuat adalah tetap, iaitu – 57.3
KJ mol-1
Kerana semua asid & alkali kuat mengion secara lengkap
Haba peneutralan antara asid lemah dgn alkali lemah < drpd -57.3 KJ
mol-1
Kerana semua asid & alkali lemah mengion secara separa / tidak lengkap
Maka sebahagian haba yg terbebas semasa proses peneutralan diserap
utk memutuskan ikatan O-H dalam molekul asid lemah yg tidak mengion
iv. Haba pembakaran
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 10
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Haba yang dibebaskan apabila satu mol bahan dibakar dengan lengkap
dalam oksigen pada keadaan piawai
Contoh:
CH4 (g) + 202 (g) CO2 (g) + 2H2O (ce) ∆H= -890 KJmol-1
iii) Aplikasi Hukum HESS
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 11
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Hukum Hess menyatakan bahawa dalam satu tindak balas kimia, perubahan haba,
(ΔH) yang berlaku adalah malar, sama ada tindak balas itu berlaku satu langkah
atau melalui beberapa langkah tindak balas. Dalam kata lain, cuma keadaan awal
dan keadaan akhir yang penting.
Hukum HESS diperkenalkan oleh Germain Hess yang menyatakan bahawa
sebarang perubahan haba bergantung kepada perubahan awal dan hasilnya tidak
bergantung kepada bagaimana proses itu berlaku.
Hukum Hess digunakan oleh ahli kimia untuk mengira entalpi tindak balas yang tidak
dapat diukur secara langsung. Contohnya, entalpi tindak balas bagi tindak balas antara
karbon dan hydrogen tidak dapat diukur secara langsung :
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 12
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
4C(p) + 5H2 (g) → C4H10(g)
Bagaimanapun, karbon, hydrogen dan butana mudah terbakar dan entalpi pembakaran
ditentukan eksperimen yang menggunakan kalorimeter.
iv) Tindakbalas redoks untuk menghasilkan elektrik
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 13
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Istilah redoks (redox) berasal daripada dua konsep iaitu daripada Bahasa
Inggerisnya reduction dan pengoksidaan (oxidation). Ia boleh diterangkan
menggunakan penjelasan mudah:
Pengoksidaan menerangkan tentang
- kehilangan elektron oleh suatu molekul, atom atau ion
Penurunan menerangkan tentang
-penerimaan elektron oleh suatu molekul, atom atau ion
Tindak balas redoks ialah satu proses di mana kedua-dua tindak balas
pengoksidaan dan penurunan berlaku serentak.
Untuk mengimbangkan persamaan redoks, langkah-langkah yang betul patut
diikuti:
Tulis persamaan pengoksidaan dan penurunan yang betul.
Letakkan pekali di hadapan kedua-dua tindak balas pengoksidaan
dan penurunan (jika perlu) supaya bilangan elektron untuk kedua-dua
tindak balas adalah sama.
Jumlahkan kedua-dua persamaan setengah untuk mendapatkan
persamaan redoks yang seimbang.
Tindak balas redoks merangkumi kesemua proses kimia yang melibatkan
perubahan nombor pengoksidaan (keadaan pengoksidaan) pada atom-
atomnya.
Ini termasuklah proses redoks ringkas seperti pengoksidaan karbon untuk
menghasilkan karbon dioksida, penurunan karbon oleh hidrogen untuk
memberikan metana, atau pengoksidaan gula dalam badan manusia, menerusi
satu siri proses pemindahan elektron yang sangat rumit.
Bahan yang mampu mengoksida bahan-bahan lain dinamakan oksidatif
atau oksidaan dan dikenali sebagai agen pengoksidaan, atau bahan
pengoksida. Dilihat dari sudut berbeza, bahan pengoksida mengeluarkan
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 14
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
elektron daripada bahan-bahan lain, lalu menurunkan diri sendiri. Bahan
pengoksida biasanya merupakan bahan kimia daripada unsur dengan nombor
pengoksidaan yang tinggi (contohnya, H2O2, MnO4-, CrO3, Cr2O7
2-, OsO4) atau
bahan dengan keelektronegatifan tinggi yang boleh menerima satu atau dua
elektron lebihan dengan mengoksidakan sesuatu bahan (O, F, Cl, Br).
Bahan yang mampu menurunkan bahan-bahan lain dinamakan reduktif
dan dikenali sebagai agen penurunan, atau bahan penurun. Dilihat dari segi
berlainan, bahan penurun memindahkan elektronnya pada bahan lain. Bahan
penurun, dalam bidang kimia adalah sangat pelbagai. Penurun logam - logam
keunsuran elektropositif boleh digunakan (Li, Na, Mg, Fe, Zn, Al) sebagai agen
penurunan. Logam-logam ini dengan sedianya menderma atau membuang
elektron. Jenis bahan penurun lain termasuklah reagen pemindah hidrida
(NaBH4, LiAlH4), reagen-reagen ini digunakan dengan meluasnya dalam kimia
organik, terutamanya dalam penurunan sebatian karbonil kepada alkohol.
Kaedah berguna yang lain ialah penurunan yang melibatkan gas hidrogen (H2)
dengan mangkin palladium, platinum, atau nikel. Penurunan-penurunan
bermangkin ini digunakan terutamanya dalam penurunan ikatan karbon-karbon
ganda dua atau ganda tiga.
Cara melihat proses redoks dari segi kimia ialah bahan penurun
memindahkan elektron kepada bahan pengoksida. Oleh itu, dalam tindak balas
ini, bahan penurun atau agen penurunan kehilangan elektron dan adalah
teroksida, manakala bahan pengoksida atau agen pengoksidaan menerima
elektron dan diturunkan.
v) Penyaduran stanum pada tin besi
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 15
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Pengaratan besi sebenarnya adalah merupakan kakisan yang berlaku pada
besi. Tindakbalas pengaratan ini merupakan tindakbalas redoks
(pengoksidaan dan penurunan). Selain besi, proses ini memerlukan air dan
oksigen bagi membolehkan ianya berlaku.
Proses pengaratan besi ini dapat diterangkan melalui 4 peringkat.
Peringkat 1
Bahagian tengah air akan bertindak sebagai anod / terminal negatif.
Besi, Fe akan kehilangan elektron menjadi ion Fe2+
Kehilangan elektron kita panggil pengoksidaan.
Fe2+ akan larut dalam air dan
Besi pun terkakis
Peringkat 2
Bahagian pinggir air akan bertindak sebagai katod / terminal positif
Oksigen (udara) akan terima elektron menjadi ion OH-
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 16
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Penerimaan elektron kita panggil penurunan
OH- akan terhasil
Peringkat 3
Ion Fe2+ (Peringkat 1) akan bergabung dengan ion OH- (Peringkat 2)
Ini akan menghasilkan ferum(II) hidroksida
Ferum(II) hidroksida adalah pepejal berwarna hijau
Peringkat 4
Ferum(II) hidroksida dioksidakan oleh oksigen dalam udara dan bertukar
menjadi ferum(III) oksida terhidrat
Ferum(III) oksida adalah pepejal berwarna perang
Ferum(III) oksida adalah karat
Kaedah mencegah pengaratan besi:
Pengaratan besi akan berlaku berterusan selagi besi bersentuhan dengan
air / wap air dan oksigen. Pelbagai kaedah boleh dilakukan bagi mengelakkan
besi dari berkarat dan atas kepada kaedah-kaedah ini adalah seperti berikut:
Mengelakkan permukaan besi dari bersentuhan dengan air / wapair
dan oksigen.
Menyadurkan besi dengan logam yang lebih aktif dari besi dalam
siri elektrokimia.
Perlindungan katod (Cathodic protection)
Mengelakkan permukaan besi dari bersentuhan dengan air / wap air dan oksigen
Bagi tujuan ini, besi boleh disadur dengan lain yang lebih tahan kakisan seperti
timah, perak, emas dan lain-lain mengikut kegunaan. Besi juga boleh dicat atau disapu
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 17
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
dengan minyak. Besi tidak akan berkarat selagi saduran logam atau cat itu masih elok.
Tetai jika saduran itu rosak dan cat telah terkeluar, besi akan mula berkarat semula.
Penyaduran stanum pada besi
Besi akan dilindungi oleh stanum dari bersentuhan dengan air / wap air dan
oksigen di udara menyebabkan besi tidak berkarat. Tetapi besi akan terkakis (berkarat)
dengan lebih cepat jika lapisan pelindug stanumnya telah tercalar. Ini kerana besi
adalah lebih elektropositif daripada stanum. Dalam kes ini:
a) Logam ferum, Fe, bertindak balas sebagai anod (terminal negative). Atom
ferum, Fe akan melepaskan electron dan dioksidakan kepada ion
ferum(II), Fe².
b) Electron-elektron yang terbebas mengalir ke bahagian lain logam yang
bertindak sebagai katod.
c) Di katod, electron-elektron diterima oleh oksigen terlarut dan air dan
diturunksn kepada ion-ion hidrosida, OT.
d) Logam ferum terkakis dengan lebih cepat.
Jadi kaedah ini hanya dianggap sebagai perlindungan sementara sahaja.
vi) Proses penghasilan tenaga nukleur
Bahan radioaktif ialah unsur yang :-
a. nukleusnya tidak stabil
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 18
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
b. nukleusnya mereput secara spontan
c. memancarkan sinaran radioaktif (alfa, beta dan gamma)
Alat yang boleh mengesan sinaran radioaktif ialah Tiub Geiger-Muller,
Elektroskop daun emas dan Kebuk awan.
Bahan radioaktif yang kebanyakannya logam adalah senang mereput(decay).
Apabila mereput ia boleh menghasilkan sinaran radioaktif yang merbahaya
kepada kehidupan. Terdapat 3 jenis sianaran radioaktif yang berbeza.
Jadual berikut menunjukkan perbezaan sinaran radioaktif.
Penghasilan tenaga nuklear dari bahan radioaktif dijalankan dalam reaktor
nuklear. Bahan radioaktif dibedil(tembak) dengan menggunakan alat khas yang
mengeluarkan neutron. Neutron yang terkena bahan radioaktif akan
memecahkan nukleusnya untuk menghasilkan bahan radioaktif yang baru.
Dalam proses ini tenaga yang sangat kuat terhasil. Tenaga ini dinamakan
sebagai TENAGA NUKLEAR. Proses penghasilan tenaga ini adalah proses
yang terkawal supaya tidak ada letupan berlaku.Proses ini ialah "Tindakbalas
Berantai".Tenaga nuklear yang terhasil boleh digunakan untuk memanaskan
air. Stim yang terhasil digunakan untuk menggerakkan turbin penjana elektrik.
Tenaga nukleur kadangkala disebut tenaga atom, ialah sejenis tenaga yang
"mengikat" nukleus sesebuah atom. Tenaga ini boleh dibebaskan melalui
tindakbalas nuklear seperti pereputan radioaktif serta pembelahan atau pelakuran
nuklear. Selain itu, ia juga merujuk kepada teknologi atau industri tenaga nuklear
yang membolehkan penjanaan tenaga sekunder seperti tenaga elektrik. Tenaga
nuklear ini dihasilkan dari reaksi nuklear (iaitu bukan letupan) terkawal. Loji
komersial menggunakan reaksi pembelahan nuklear untuk menghasilkan elektrik.
Reaktor utiliti elektrik memanaskan air untuk menghasilkan wap, yang kemudian
digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik.
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 19
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Tenaga nuklear mula ditemui oleh ahli fizik Perancis bernama Henri Becquerel
pada tahun 1896, ketika beliau mendapati bahawa kepingan fotografi yang
disimpan di dalam gelap berdekatan dengan uranium telah berubah kehitaman
seperti kepingan sinar X, yang baru sahaja ditemui pada tahun 1895.[1]
Tenaga nuklear dibebaskan oleh tiga proses eksoterma, iaitu "Pereputan
radioaktif", yang melibatkan satu proton atau neutron dalam nukleus radioaktif yang
mereput lalu membebaskan samada zarah-zarah, sinaran elektromagnet (seperti
sinar gamma), neutrino atau kesemuanya sekali; "pembelahan nuklear, yang
membelah satu nukleus berat menjadi dua (atau jarang sekali tiga) nuklues yang
lebih ringan; dan "pelakuran nuklear, yang menggabungkan dua nukelus atom
untuk membentuk satu nukleus yang lebih berat.
Pereputan radioaktif adalah satu tindakbalas yang berlaku secara spontan,
rawak dan semula jadi. Pembelahan nuklear pula, yang tidak berlaku secara
semula jadi, telah digunakan secara meluas dalam penjanaan tenaga elektrik sejak
1950-an lagi. Sementara itu, pelakuran nuklear boleh berlaku secara semula jadi,
seperti dalam Matahari, dan secara buatan. Walaupun, proses itu telah dibuktikan
boleh dilakukan secara buatan, namun terdapat beberapa masalah seperti kawalan
ke atas tindak balas, yang perlu diatasi sebelum proses ini boleh dilakukan secara
besar-besaran.
TUGASAN 4 :
“Bahan radioaktif membawa lebih kebaikan daripada keburukan kepada manusia”
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 20
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Pendahuluan
Samada kita sedar atau tidak sekarang isu global yang sering
diperbincangkan di pihak meja bulat PBB ialah senjata nuklear. Telah digembar-
gemburkan oleh Amerika dan sekutunya bahawa Tehran ingin memiliki salah satu
teknologi tercanggih dunia iaitu senjata nuklear. Pernahkah anda mendengar bom
nuklear? Bom nuklear adalah sejenis bom yang menghasilkan tenaga yang sangat
tinggi dan memusnahkan. Tenaga kuat ini dihasilkan oleh bahan radioaktif.
Penghasilan tenaga nuklear dari bahan radioaktif dijalankan dalam reaktor
nuklear. Bahan radioaktif dibedil (tembak) dengan menggunakan alat khas yang
mengeluarkan neutron. Neutron yang terkena bahan radioaktif akan memecahkan
nukleusnya untuk menghasilkan bahan radioaktif yang baru.
Dalam proses ini tenaga yang sangat kuat terhasil. Tenaga ini dinamakan
sebagai TENAGA NUKLEAR. Proses penghasilan tenaga ini adalah proses yang
terkawal supaya tidak ada letupan berlaku. Proses ini ialah "Tindakbalas
Berantai". Tenaga nuklear yang terhasil boleh digunakan untuk memanaskan air.
Stim yang terhasil digunakan untuk menggerakkan turbin penjana elektrik.
“Bahan radioaktif membawa lebih kebaikan daripada keburukan kepada manusia”
Pada masa kini, banyak negara telah menggunakan kuasa nuklear sebagai
alternatif lain untuk menjana tenaga elektrik bagi menggantikan penggunaan arang
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 21
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
batu. Antara negara-negara yang mempunyai reaktor nuklear adalah Amerika
Syarikat, Jepun, Iran, Perancis dan lain-lain. Orang ramai cenderung untuk
mengaitkan tenaga nuklear dengan peperangan. Namun, tenaga nuklear sebenarnya
mampu menjana tenaga elektrik lebih daripada penjanaan daripada pembakaran
arang batu.
Dari segi kebaikan, terdapat beberapa kelebihan penggunaan tenaga nuklear
untuk menghasilkan elektrik. Antaranya, tenaga nuklear dikatakan dapat menjana
tenaga dalam jumlah yang banyak dan pada satu jangka masa yang panjang
berbanding penjanaan tenaga elektrik menggunakan bahan api fosil seperti petroleum
dan arang batu. Ini kerana penggunaan bahan uranium (bahan utama logi tenaga
nuklear) akan menghasilkan lebih banyak tenaga untuk jangka sama yang panjang.
Dikatakan, satu tan uranium boleh menghasilkan lebih banyak tenaga berbanding
penggunaan beberapa million tan arang batu atau beberapa million barrel minyak.
Keadaan ini pastinya merupakan satu berita baik kerana bahan api fosil semakin
berkurangan.
Tenaga nuklear juga dikatakan sangat mesra alam. Penghasilan tenaga elektrik
dengan menggunakan tenaga nuklear tidak akan mencemarkan udara. Ini kerana logi
tenaga nuklear tidak akan membebaskan gas-gas rumah hijau seperti karbon,
methane, ozon dan CFC semasa beroperasi dan dengan itu tidak mencemarkan
udara. Dalam hal ini, ia akan membantu mengurangkan kesan rumah hijau. Selain itu,
pembinaan logi nuclear juga tidak memerlukan kawasan yang besar dan dalam jangka
masa panjang, tenaga nuklear akan menghasilkan tenaga elektrik yang lebih murah
kerana kos operasinya yang rendah. Ini pastinya satu berita baik kepada pengguna.
Berkaitan dengan alternatif, sememangnya terdapat alternatif atau pilihan lain dalam
menghasilkan tenaga elektrik. Sebagai contoh, tenaga yang dinamakan sebagai tenaga
gantian. Amnya, tenaga gantian ini membawa maksud sumber tenaga yang tidak
berasaskan pembakaran bahan fosil atau pemecahan atom. Sekurang-kurangnya
terdapat lima bentuk tenaga gantian dalam dunia. Tenaga tersebut adalah tenaga suria,
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 22
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
angin, geotermal, ombak dan hidroelektrik. Tenaga gantian ini juga dikenali sebagai
tenaga hijau iaitu melibatkan manipulasi alam untuk menjana tenaga elektrik.
Selain menghasilkan tenaga elektrik, bahan radioaktif juga mempunyai kegunaan
(kebaikan) lain seperti yang ditunjukkan jadual berikut.
BIDANG KEGUNAAN CONTOH
BAHAN
Perindustria
n
Mengesan kebocoran paip bawah
tanah
radioisotop
iodin
Pertanian Mengkaji kesan resapan nutrien
oleh tumbuhan
fosforus-32
Perubatan Membunuh sel barah kobalt-60
Arkeologi Menentukan umur bahan purba
(teknik ini dinamakan "Pentarikhan
Karbon")
karbon-14
Kegunan lain bahan radioaktif adalah
BIDANG KEGUNAAN CONTOH
BAHAN
Perindustria
n
Mengesan kebocoran paip bawah
tanah
radioisotop
iodin
Pertanian Mengkaji kesan resapan nutrien
oleh tumbuhan
fosforus-32
Perubatan Membunuh sel barah kobalt-60
Arkeologi Menentukan umur bahan purba
(teknik ini dinamakan "Pentarikhan
Karbon")
karbon-14
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 23
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Negara Malaysia yang sedang pesat membangun, dengan penambahan guna
tenaga terhadap punca bahan api, telah Projek Lynas dengan kelulusan oleh Jabatan
Alam Sekitar Pahang. JAS menerima PEIA pada 21 Januari 2008 dan diberi kelulusan
awal Februari 2008 juga. Walaupun mendapat bantahan daripada penduduk setempat,
kerajaan telah pada Mei 2011, sembilan pakar dari Agensi Tenaga Nuklear
Antarabangsa (IAEA) memberi jaminan keselamatan loji nadir bumi ini. Standard
kawalan serupa dengan pencemaran radioaktif di seluruh dunia termasuk di China.
Di sebalik kelebihan tenaga nuklear ini, terdapat juga beberapa keburukan
penggunaan tenaga nuklear. Antara keburukan tersebut ialah, tenaga nuklear boleh
memberi kesan tidak baik kepada kesihatan manusia. Ini kerana, tenaga nuklear
menghasilkan radiasi. Radiasi ini sangat berbahaya kepada tubuh badan manusia
kerana radiasi itu boleh merosakkan sel badan. Selain itu, bahan radioaktif yang terhasil
daripada aktiviti penjanaan tenaga elektrik menggunakan tenaga nuklear juga amat
berbahaya dan kos menguruskannya juga amat tinggi. Bahan radioaktif ini, jika
dilepaskan ke alam sekitar, akan bertahan untuk satu jangka masa yang lama sebelum
ia mencecah tahap selamat kepada manusia.
Tenaga nuklear bergantung kepada bahan uranium. Uranium dikategorikan
sebagai bahan api tidak boleh diganti (non renewable energy) sama seperti petroleum
dan arang batu. Walaupun buat masa ini, sumber uranium masih banyak tetapi ia juga
akan berkurangan jika terus digunakan. Oleh itu, ia juga akan habis pada satu masa
nanti.
Kekurangan lain yang juga sering dikaitkan dengan penggunaan tenaga nuklear
ialah risiko kemalangan di loji tenaga nuklear. Jika kemalangan ini berlaku, masalahnya
sangat besar dan kesannya akan mengambil masa yang panjang untuk hilang. Sebagai
contoh, kemalangan reaktor nuklear di Chernobyl pada April 1986. Dikatakan bahawa,
tragedi letupan reaktor nuklear ini merupakan yang terburuk dalam sejarah dunia.
Letupan ini telah membebaskan 300 kali lebih bahan radioaktif berbanding peristiwa
pengeboman Bandar Hiroshima.
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 24
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Sememangnya kos pembangunan tenaga nuklear untuk penjanaan elektrik
sangat tinggi. Namun, ia merupakan salah satu alternatif yang terbaik dalam
menggantikan arang batu. Tenaga nuklear sering dilabel sebagai senjata pemusnah.
Peristiwa pengeboman bom atom di Hiroshima dan Nagasaki telah menyebabkan
kemusnahan yang teruk kepada alam sekitar, harta benda dan manusia
Manakala daripada segi isu keselamatan pula, logi nuklear berpotensi untuk
disalahgunakan bagi tujuan keganasan. Sama ada keganasan berbentuk manipulasi
bahan itu untuk tujuan tidak baik ataupun kemungkinan logi diserang atau diambil alih
oleh pengganas. Dalam keadaan ini, kawalan keselamatan yang sangat ketat amat
diperlukan.
Berkaitan dengan alternatif, sememangnya terdapat alternatif atau pilihan lain
dalam menghasilkan tenaga elektrik. Sebagai contoh, tenaga yang dinamakan sebagai
tenaga gantian. Amnya, tenaga gantian ini membawa maksud sumber tenaga yang
tidak berasaskan pembakaran bahan fosil atau pemecahan atom. Sekurang-
kurangnya terdapat lima bentuk tenaga gantian dalam dunia. Tenaga tersebut adalah
tenaga suria, angin, geotermal, ombak dan hidroelektrik. Tenaga gantian ini juga
dikenali sebagai tenaga hijau iaitu melibatkan manipulasi alam untuk menjana
tenaga elektrik.
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 25
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
Jika tidak dikawal, penggunaan bahan radioaktif senang membawa kemudaratan
kepada kehidupan. Jadual berikut menerangkan beberapa kesan negatif penggunaan
bahan radioaktif.
KESAN AKIBAT KESAN CARA MENGATASI
KEMALANGAN alam sekitar
tercemar,
maut,kanser,
kemandulan
Penggunaan reaktor
nuklear hendaklah
dihadkan
PENCEMARAN
SISA
RADIOAKTIF
alam sekitar
tercemar, kanser,
kehidupan akuatik
terjejas
Pembuangan sisa r/aktif
hendaklah dilaksanakan
dengan baik seperti
tempat pelupusan dasar
laut atau gurun.
PEPERANGAN Pembinaan
senjata pemusnah
yang besar
Menghadkan penggunaan
bahan radioaktif dalam
pembinaan senjata
Biarpun secanggih mana pun sesuatu teknologi itu, sedikit kesilapan boleh
menyebabkan kehilangan nyawa dan kemusnahan harta benda. Kemusnahan harta
benda dan nyawa tidak dapat dibendung lagi akibat daripada tragedi letupan reaktor
nuklear di Chernobyl pada 1980dan merupakan yang terburuk dalam sejarah dunia.
Malah letupan ini telah membebaskan 300 kali lebih bahan radioaktif berbanding
peristiwa pengeboman Bandar Hiroshima.
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 26
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
REFLEKSI :
Pada Semester ini, saya telah mempelajari SCE 3093 iaitu tenaga dalam kimia.
Bersama pensyarah yang berpengalaman iaitu Encik Thangavelo Marimuthu. Banyak
yang saya pelajari pada semester 5 ini.
Saya telah bertungkus-lumus dalam mencari kaedah terbaik bagi
menyelesaikan tugasan ini dengan bersungguh-sungguh agar dapat menghasilkan
suatu tugasan yang berkualiti. Walaupun pada mulanya saya tidak berapa memahami
subjek kimia ini, namun setelah mendapat tunjuk ajar daripada pensyarah pembimbing
yang berpengalaman. sedikit sebanyak membantu saya untuk memahami dengan lebih
mendalam subjek ini. Penerangan konsep dan formula kimia oleh pensyarah yang
sangat jelas membuka minda saya. Selain itu, maklumat-maklumat ini amat berguna
kepada saya sebagai seorang guru Sains kerana ianya merupakan sesuatu yang
bermanfaat kepada para pelajar dan mengetahui pendekatan yang sesuai untuk
mengajar murid-murid.
Aktiviti-aktiviti di dalam makmal memerlukan saya bekerja dalam kumpulan
kecil untuk mengumpul data dengan membuat pengukuran, menganalisis data,
membuat ramalan dan keputusan, dan membuat perbincangan tentang konsep-konsep
asas yang terlibat dalam aktiviti tersebut. Sikap toleransi dan bekerjasasama
pensyarah dan semua rakan-rakan juga dapat dipertingkatkan melalui proses
menyiapkan tugasan kerja kursus pendek ini. Saya mula lebih mengenali sikap dan
sahsiah rakan-rakan dan cara pengajaran pensyarah dan hal ini sekaligus
mengukuhkan hubungan dua hala kami. Tambahan pula, pengalaman berinteraksi
bersama pensyarah dan rakan-rakan bagi melaksanakan tugasan ini membolehkan
saya memperbaiki dan meningkatkan cara saya berkomunikasi.
Secara keseluruhannya, tugasan kerja kursus pendek SCE3093 ini telah
memberikan banyak faedah kepada saya serta menambahkan lagi semangat saya
untuk menjadi seorang guru yang berkualiti di sekolah.
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 27
PPG- SEMESTER 5- TENAGA DALAM KIMIA (SCE 3109)
RUJUKAN
http://www.arkib.gov.my/perkembangan-tenaga-nuklear-malaysia1
http://eigenzone.blogspot.com/2011/04/teknologi-dan-termodinamik.html
http://rafizlan.blogspot.com/2010/06/faedah-dan-kehebatan-tenaga-
nuklear.html
http://sungedaun.blogspot.com/2013/03/hukum-hess.html
http://ms.wikipedia.org/wiki/Tindak_balas_redoks
http://ms.wikipedia.org/wiki/Hukum_termodinamik_pertama
http://ms.wikipedia.org/wiki/Lynas
http://www.slideshare.net/royzamy/termodinamik
http://www.tutor.com.my/tutor/arkib2002.asp?
e=SPM&s=KIM&b=MAC&m=1&t=&rm
http://www.majalahsains.com/2012/03/tenaga-nuklear-sebagai-penjana-
tenaga-elektrik
Sumber : Institut Kefahaman Islam Malaysia (IKIM)
Dewan Siswa,( Mac 2011).Kuala lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka
www.slideshare.net/ZulaikhaKadir/tenaga-nuklear
http://www.nuclearmalaysia.gov.my/
Disediakan oleh : NOORASYIIKIN ISHAK (801201-07-5456)PPG AMB.KHAS/ 5F/ 2014 Page 28