Bahan Komposit !!

9.6 Bahan Komposit

Komposit ialah bahan yang dihasilkan daripada gabungan dua atau lebih bahan-bahan berbeza seperti aloi, logam, kaca, polimer, dan seramik

Sifat-sifat bahan komposit adalah lebih baik daripada komponen asalnya

Sifat istimewa dan kegunaan setiap jenis bahan komposit

KONKRIT YANG DIPERKUKUH
♥Komponen
- Simen, batu kerikil , pasir, air, besi atau keluli
♥Sifat Istimewa
- lebih kuat dan keras
-Mudah diacukan menjadi pelbagai bentuk
♥Kegunaan
-Membuat bangunan  , jambatan dan pelantar minyak

SUPERKONDUKTOR
♥Komponen
- kuprum(II) oksida, barium karbonat dan natrium oksida dipanaskan membentuk sejenis seramik iaitu perovoskit
♥Sifat keistimewaan
- Boleh mengkonduksikan arus elektrik pada suhu yang amat rendah
♥Kegunaan
-Cip komputer, sistem penyimpanan tenaga bermagnet

GENTIAN OPTIK
♥Komponen
-kaca, kuprum dan aluminium
♥Sifat keistimewaan
- Membolehkan maklumat dihantar dalam bentuk cahaya pada kapasiti yang tinggi
♥Kegunaan
-kabel komunikasi,endoskop ( memeriksa organ dalaman manusia)

GENTIAN KACA
♥Komponen
-Plastik yang diperkukuhkan dengan gentian kaca
♥Sifat keistimewaan
-Daya rintangan tinggi , ketumpatan yang rendah
♥Kegunaan
-Tangki penyimpanan air , raket badminton

KACA FOTOKROMIK
♥Komponen
-Bahan fotokromik seperti argentum klorida digabungkan dengan kaca atau polimer lut sinar
♥Sifat keistimewaan
- Peka terhadap cahaya
♥Kegunaan
- Tingkap kereta , kanta kamera

Kaca dan Seramik !!

9.5 Kaca dan Seramik

Komponen utama kaca ialah silika atau pasir

Enam sifat-sifat kaca :

🐣 Lutsinar
🐣 Lengai secara kimia dan biologi
🐣 Tidak mengkonduksikan elektrik
🐣 Keras
🐣 Rapuh
🐣 Penebat haba

Komposisi dan kegunaan jenis - jenis kaca

Seramik diperbuat daripada tanah liat yang telah dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi

Lima sifat umum seramik : 

🍁 Tahan haba

🍁 Tidak mudah melebur

🍁 Penebat haba yang baik

🍁 Tiada tindakbalas kimia

🍁 Keras tetapi rapuh

kegunaan seramik :

a) pembuatan pasu 

b) sinki

c) pembuatan cawan

d) pembuatan pinggan

Polimer Sintetik !!

9.4 Polimer sintetik

Biasanya dikenali sebagai plastik, seperti polietilena dan nylon. Walau bagaimanapun, kebanyakan polimer sintetik boleh diklasifikasikan dalam tiga kumpulan utama : thermoplastik, thermoset dan elastomer.

Polimer dapat dibahagikan kepada dua :

a) polimer semula jadi

📍Polimer yang diperolehi daripada hidupan seperti haiwan dan tumbuhan

b) polimer sintetik

📍Polimer sintetik ialah polimer buatan manusia yang dihasilkan daripada bahan kimia melalui kaedah pempolimeran

Struktur bagi monomer dan polimer

Pempolimeran atau polimerisasi ialah proses tindak balas kimia di mana molekul-molekul monomer bergabung dalam suatu tindak balas kimia membentuk rantaian polimer atau rangkaian tiga dimensi. Terdapat banyak jenis pempolimeran dengan sistem-sistem berbeza yang wujud untuk mengelaskannya.

Pencemaran alam sekitar yang disebabkan pelupusan polimer sintetik 


Pembuangan sewenang-wenangnya polimer sintetik

✘ Merosakkan keindahan alam.
✘Menyebabkan banjir kilat semasa hujan lebat.
✘Mengancam hidupan laut seperti penyu yang termakan polimer sintetik seperti plastik.



Pembakaran polimer sintetik

✘ Membebaskan bahan pencemar yang membahayakan kesihatan seperti asap, gas yang beracun dan menghakis misalnya sulfur dioksida pencemar-pencemar yang menyebabkan hujan asid dan kesan rumah hijau.

Cara-cara mengurangkan pencemaran alam sekitar yang disebabkan polimer sintetik 

✔Mengurangkan kadar penggunaan bahan yang berasaskan polimer sintetik 

Aloi !!

9.3 Aloi 

Aloi adalah campuran dua atau lebih logam (seperti gangsa atau loyang) atau logam dengan sedikit bukan logam (seperti keluli)


A) Susunan atom dalam logam

  Logam tulen mempunyai sifat-sifat yang berikut
✅ Berkilat
✅ Ketumpatan tinggi
✅ Konduktur elektrik dan haba yang baik
✅ Boleh ditempa
✅ Kemuluran logam



► Saiz atom dalam logam tulen adalah sama dan disusun secara rapat membentuk lapisan-lapisan atom, dan ini menyebabkan logam tulen lembut dan kurang kuat.

B) Susunan atom dalam aloi 


Apabila atom-atom logam lain dengan saiz yang berlainan ditambahkan kepada atom-atom logam tulen, hal ini mengganggu susunan lapisan-lapisan atom dan menyukarkan atom-atom itu menggelongsor atas satu sama lain.

💥Pengaloian

👉 Proses pencampuran atom asing ke dalam logam tulen.
👉 Apabila bendasing (atom asing) ditambahkan kepada logam tulen, sifat logam tulen akan berubah.
👉Untuk memperbaiki kelemahan dan struktur logam tulen.


💥Pengaloian mengubah sifat sesuatu logam.

🔗 Menambah kekerasan logam
🔸Aluminium ditambah dengan magnesium dalam komposisi dalam komposisi yang sesuai untuk menghasilkan aloi yang bersifat keras dan ringan.

🔗Mencegah kakisan
🔸Kromium dan nikel ditambah dalam ke dalam besi dengan kuantiti yang kecil untuk menghasilkan keluli nirkarat yang tahan karat.

🔗Membaiki rupa bentuk logam
🔸Kuprum ditambah dengan zink dalam amaun yang kecil, aloi loyang yang mempunyai permukaan yang berkilat, akan terhasil.


Jenis - jenis Aloi

Contoh- contoh bahan yang diperbuat daripada aloi

Ammonia dan garamnya !!

9.2 Ammonia dan garamnya

Ammonia ialah sumber yang penting kepada industri kimia yang berasaskan nitrogen.

Ammonia dihasilkan melalui tindak balas antara gas nitrogen dan gas hidrogen.

Ammonia biasanya wujud dalam tiga bentuk seperti berikut:

1. Garam ammonium yang dihasilkan daripada tindak balas antara ammonia dengan asid.
2. Asid nitrik yang dihasilkan daripada pengoksidaan ammonia.
3. Garam nitrat yang diperoleh daripada asid nitrik melalui tindak balas kimia.

Garam ammonium, asid nitrik dan garam nitrat merupakan bahan mentah yang penting dalam industri pembuatan pelbagai jenis bahan kimia yang berasaskan nitrogen.

■ Ciri-ciri ammonia:

► Gas yang beralkali

► Tidak berwarna

► Berbau sengit

► Larut dalam air

A) Kegunaan ammonia

• Membuat baja kimia.
• Membuat bahan letupan.
• Membuat asid nitrik.
• Sebagai agen penyejuk.
• Mencegah pembekuan susu getah.
• Membuat bahan pencuci.

Contoh :

1. baja kimia

2. bahan letupan

3. asid nitrik

B) Pembuatan asid nitrik 

Asid nitrik adalah salah satu daripada 3 asid bukan organik yang paling lazim.Di mana 2 yang lain ialah asid hidroklorik dan asid sulfurik. Nama lain bagi asid ini adalah aqua fortis dan spirit of nitre. Apabila tulen, asid nitrik berwarna jernih,tetapi selalunya mempunyai warna kekuningan sedikit kerana kandungan nitrogen dioksida terlarut.

Terdapat banyak kegunaan ammonia.

Satu daripada kegunaan ammonia ialah 

untuk membuat asid nitrik melalui cara Ostwald,iaitu menukar ammonia kepada nitrogen monoksida kepada

 nitrogen dioksida.lalu melarutkannya ke dalam ia menjadi asid nitrik dan asid nitrous.

C) Pembuatan ammonia

Ammonia, NH3 dihasilkan dalam industri melalui Proses Haber 

➡Bahan-bahan mentah untuk penghasilan ammonia,NH3 ialah gas nitrogen dan gas hidrogen
Persamaan kimia : N2 (g) + 3 H2 (g) →2 NH3 (g)
➡Gas nitrogen diperoleh daripada penyulingan berperingkat ke atas udara cecair
➡Gas hidrogen diperoleh daripada gas asli
➡Dalam proses penghasilan ammonia, gas nitrogen, N2 dan gas hidrogen, H2 dicampurkan mengikut nisbah isipadu 1/3 ke dalam pemampat

Penghasilan ammonia memerlukan keadaan yang berikut :

a) mangkin : 450℃ - 500℃
b) suhu  : 200-500 atmosfera digunakan.
c) tekanan :  Serbuk besi digunakan sebagai mangkin untuk meningkatkan kadar tindak balas.


C) Penyediaan baja ammonium

Baja ammonium ialah baja bernitrogen yang dapat membekalkan unsur nitrogen untuk tumbuhan.

Jenis - jenis baja ammonium

a) Nama : Baja Ammonium Fosfat
    Tindak balas peneutralan : Larutan                 ammonia + asid fosforik

b) Nama : Baja Ammonium Nitrat
     Tindak balas peneutralan : Larutan                ammonia + asid nitrik

c) Nama : Baja Sulfat
    Tindak balas peneutralan : Larutan                 ammonia + asid sulfurik 

Bahan Buatan Dalam Industri !!

CHAPTER 9 : BAHAN BUATAN DALAM INDUSTRI

Asid sulfurik ini sebenarnya ditemui oleh seorang ahli kimia Islam, Abu Bakar Muhammad bin Zakaria al-Razi, pada kurun ke-9. Beliau telah memperoleh asid sulfurik dengan penyulingan kering mineral-mineral vitriol tertentu. Kemudian pada tahun 1831, seorang pedagang cuka Britain, Perengie Phillips, mempatenkan proses yang jauh lebih murah untuk menghasilkan sulfur trioksida dan asid sulfurik pekat. Proses ini dinamakan Proses Sentuh, dan kini hampir semua bekalan asid sulfurik dunia dihasilkan dengan proses ini.




9.1 Asid Sulfurik


A)  Kegunaan Utama Asid Sulfurik Dalam Kehidupan Seharian


1. Pembuatan baja















2. Pembuatan detergen dan sabun   













3. Elektrolit dalam bateri kereta

4. Pembuatan racun perosak

5. Pembuatan cat dan pewarna

6. Pembuatan synthetic fibers (serat sintetik)

B) Pembuatan Asid Sulfurik

Peringkat 1 (Pembentukan sulfur dioksida)

⏩ Sulfur lebur dibakar di dalam udara kering untuk menghasilkan sulfur dioksida, SO2

⏩ Persamaan kimia :        S (p) + O2 (g) → SO2 (g)

Peringkat 2 (Pembentukan sulfur trioksida)

⏩ Sulfur dioksida, SO2 dan gas oksigen, O2 yang berlebihan disalurkan melalui mangkin Vanadium (V) , pada suhu 450 - 500°C dan tekanan 1 atmosfera untuk menghasilkan sulfur trioksida, SO3

⏩ Persamaan kimia :           2 SO2 (g) + O2 → 2 SO3 (g)

Peringkat 3 (Pembentukan Oleum)

⏩ Sulfur trioksida, SO3 dilarutkan dalam asid sulfurik, H2SO4 pekat untuk membentuk oleum , H2S2O7

⏩ Persamaan kimia :           SO3 (g) + H2SO4 (ce) → H2S2O7 (ce)

                                                H2S2O7 (ce) + H2O (ce) → 2 H2SO4 (ce)

 C) Sulfur dioksida dan pencemaran alam sekitar

➦ Bahan api fosil seperti petrol dan barangan buatan asid sulfurik mengandungi sulfur, S

➦ Pembakaran bahan-bahan tersebut akan mengoksidakan sulfur kepada sulfur dioksida, SO2

     Persamaan kimia : S (p) + O2 (g) ➝ SO2 (g)

➦ Sulfur dioksida adalah berasid . Apabila terlarut di dalam air hujan , maka terbentuklah hujan asid 

     Persamaan kimia : SO2 (g) + H2O (ce) ➝ H2SO3 (ak)

➦ Sulfur trioksida terbentuk apabila sulfur dioksida bertindak balas dengan oksigen dalam udara

      Persamaan kimia : 2 SO2 (g) + O2 ➝ 2 SO3 (g)

➦Sulfur trioksida terlarut dalam air hujan juga akan menyebabkan hujan asid

       Persamaan kimia : SO3 (g) + H2O (ce) ➝ H2SO4 (ak)

    🔺 KESAN HUJAN ASID TERHADAP ALAM SEKITAR 🔻

             

   

                                                                   

⥤ Hujan asid menghakis dan merosakkan harta benda seperti bangunan , jambatan dan lain lain

⥤Mengurangkan pH tanah dan tidak sesuai untuk tumbuhan ditanam

⥤Hujan asid menyebabkan peningkatan keasidan tasik dan sungai yang menyebabkan kematian hidupan akuatik

⥤Merosakkan keindahan alam seperti meruntuhkan gua batu kapur