Month: June 2015

Kepekatan Asid dan Alkali

by

Kepekatan Asid dan Alkali

  1. Larutan terbentuk apabila zat terlarut dilarutkan dalam pelarut.
  2. Kepekatan ialah satu ukuran kuantiti zat terlarut dalam satu unit isi padu pelarut. Isi padu yang biasa digunakan ialah 1 dm3 atau 1 cm3.
  3. Dalam kimia, kuantiti zat terlarut boleh disukat dalam unit “ gram ” atau “ mol ”. Oleh itu, dua unit kepekatan larutan telah digunakan, iaitu g dm-3 dan mol dm-3.

Kepekatan Dalam Unit g/dm3

  1. Unit “ g dm-3” bermaksud “jisim zat terlarut dalam gram yang terdapat dalam satu dm3 larutan”. Misalnya:
    1. 3g natrium hidroksida terlarut dalam 1 dm3 air. Kepekatan larutan natrium hidroksida = 3g/dm3
    2. 3.5g kuprum (II) sulfat terlarut dalam 50cm3 air. Kepekatan larutan kuprum (II) sulfat = 0.07g/cm3 atau 70g/dm3.
      ( 1 dm = 10 cm, maka 1 dm3 = 1000 cm3 )
Contoh:
50g kuprum(II) sulfat kontang dilarut dalam air untuk menghasilkan 250cm3 larutan. Hitungkan kepekatan larutan terhasil dalam g dm-3.
Jawapan:
123
Contoh:
28g kalium hidroksida dilarutkan dalam air untuk menyediakan 200cm-3 larutan. Berapakah kemolaran larutan kalium hidroksida yang terhsil?
[ Jisim atom relatif: H = 1; O = 16; K = 39 ]
Jawapan:
123

Kepekatan Dalam Unit mol/dm3

  1. Unit “ mol dm-3 ” merupakan satu unit kepekatan larutan yang dikenali sebagai kemolaran.
  2. 2 mol ammonia terlarut dalam 1 dm3 air. Kepekatan larutan ammonia = 2 mol/dm3.
  3. takrifan bagi kemolaran ialah bilangan mol zat terlarut dalam 1 dm3 larutan.
Contoh:
0.3 mol natrium hidroksida dilarutkan dalam air untuk menghasilkan 200 cm3 larutan. Hitungkan kemolaran larutan itu.

Jawapan:
123
Contoh:
28g kalium hidroksida dilarutkan dalam air untuk menyediakan 200cm-3 larutan. Berapakah kemolaran larutan kalium hidroksida yang terhasil?
[ Jisim atom relatif: H = 1; O = 16; K = 39 ]

Jawapan:
123

Penukaran unit kepekatan

Contoh:
Satu larutan kalium klorida mempunyai kepekatan 14.9 g dm-3. Berapakah kemolaran larutan ini dalam mol dm-3?
[ Jisim atom relatif: Cl = 35.5; K = 39 ]
Jawapan:
123
Contoh:
Satu larutan barium hidroksida mempunyai kepekatan 0.1 mol dm-3. Berapakah kepekatan larutan ini dalam g dm-3?
[ JAR: Ba = 137; O = 16; H = 1 ]
Jawapan:
123
Contoh:
Kemolaran larutan X ialah 0.4 mol dm-3. Hitungkan jisim molekul relatif bagi asid X jika kepekatan lerutan ini ialah 14.6g dm-3.
Jawapan:
123

Aplikasi-aplikasi Tekanan di Dalam Cecair

by

Empangan

  1. Semakin dalam dari permukaan cecair, semakin besar tekanan yang dihasilkan oleh cecair.
  2. Oleh itu, dinding empangan dibina lebal di bahagian bawah supaya ia boleh menahan tekanan yang lebih tinggi di bahagian bawah.
  3. Juga, penjana diletak di bahagian bawah empangan supaya tekanan yang cukup tinggi dikenakan keatasnya untuk menjana kuasa elektrik.

    Kapal Selam

    Di kawasan laut dalam, tekanan cecair adalah amat tinggi. Oleh itu dinding kapal selam mesti cukup tebal dan kuat untuk menahan tekanan yang begitu tinggi.

    Mengukur Tekanan Darah

    Apabila mengukur tekanan darah, pengesan spigmomanometer mesti terletak dibahagian yang sama aras dengan jantung supaya tekanan yang diukur sama dengan tekanan darah di dalam jantung.

    Suntikan Intravena

    Untuk suntikan intravena, botol cecair mesti terletak di bahagian yang lebih tinggi daripada badan pesakit supaya tekanan cecair yang mencukupi dicapai. Ini adalah untuk memastikan cecair itu mengalir masuk ke dalam salur darah pesakit.

    Sistem Bekalan Air Awam

    Menara air biasanya dibina di kawasan tinggi supaya tekanan yang cukup tinggi dikenakan ke atas air untuk memaksa air mengalir ke rumah pengguna.

    Skala pH

    by

    Konsep pH

    1. Skala pH ialah sekala nombor yang digunakan untuk mengukur keasidan atau kealkaliansuatu larutan akueus berdasarkan kepekatan ion hidrogen H+ dalam akueus itu.
    2. Mengikut takrifan:
      \[pH = – \log [{H^ + }]\]
      dan [ H+ ] mewakili kepekatan ion H+ dalam larutan akueus itu.
    3. Ini bermakna pH larutan akueus akan turun apabila kepekatan ion H+ meningkat.
    4. Semakin tinggi kepekatan ion hidrogen dalam suatu larutan semakin kecil nilai pH larutan asid itu.
    5. Nilai pH larutan berasid adalah kurang daripada tujuh. Semakin kecil nilai pH larutan, semakin tinggi keasidannya.
    6. Nilai pH bagi larutan neutral ialah 7.
    7. Semakin tinggi kepekatan ion hidroksida dalam suatu larutan Semakin besar nilai pH larutan alkali itu.
    8. Nilai pH larutan alkali adalah lebih daripada 7. Semakin besar nilai pH larutan semakin tinggi kealkaliannya.

    Penunjuk Asid dan Alkali

    1. Penunjuk asid dan alkali ialah sejenis bahan kimia apabila ditambah ke dalam larutan berasid atau beralkali akan memberi warna yang berbeza pada nilai pH yang berbeza.
    2. Jadual di bawah menunjukkan warna-warna bagi penunjuk-penunjuk tertentu di dalam larutan neutral , larutan berasid atau larutan beralkali.
      Penunjuk
      Warna dalam asid pH<7
      Warna semasa neutral pH=7
      Warna dalam alkali pH >7
      litmus
      merah
      ungu
      biru
      fenolftalein
      tidak berwarna
      tidak berwarna
      merah jambu
      metil jingga
      merah jambu
      jingga pada  pH 6
      kuning
      metil merah
      merah
      jingga
      kuning
      bromotimol biru
      kuning
      hijau
      biru

    (Warna penunjuk universal pada pH yang berlainan)
    (Kertas litmus. Warnanya biru dalam alkali dan merah di dalam asid)
    (Warna fenolftalein dalam alkali)

    (Metil jingga: Kiri: Asid; Kanan: Alkali.

    This image is shared by Rubashkyn in wikipedia)

    (Metil merah: Kiri: Asid; Kanan: Alkali. This image is shared by LHcheM in Wikipedia)
    (Bromotimol biru. Kiri: Asid; Kanan: Alkali).)
    (Penunjuk universal. This image is shared by Bordercolliez in wikipedia)

    Ciri-ciri Tekanan Cecair

    by

    Tekanan yang dihasilkan oleh cecair mempunyai ciri-ciri berikut:

    1. Tekanan cecair yang bertindak ke atas suatu objek tidak bergantung kepada
      1. bentuk bekas
      2. sais bekas
      3. Luas permukaan kawasan bertindak

    Tekanan Bertambah Dengan Kedalaman

    1. Rajah di atas menunjukkan suatu tin kosong yang mempunyai tiga lubang kecil. air yang keluar dari lubang paling bawah terpancut ke jarak yang paling jauh. Ini berlaku kerana ia terletak di titik yang paling dalam. Iaitu, semakin dalam dari permukaan air, semakin jauh air dipancut keluar.
    2. Kesimpulannya, semakin dalam dari permukaan cecair, tekanan semakin meningkat.

    Tekanan Cecair Bergantung Kepada Ketinggian Menegak Cecair tetapi Bukan Panjang Turus Cecair

    Tekanan di A = Tekanan di B

    Tekanan Cecair Adalah Sama Di Semua Titik Yang Berada Pada Aras/Kedalaman Yang Sama

    Aras air di dalam satu bekas adalah sentiasa sama kerana bagi satu cecair, tekanan sentiasa sama pada aras/kedalaman yang sama.

    Tekanan Cecair Tidak Bergandung Kepada Jumlah Luas Permukaan Objek

    Tekanan yang dikenakan ke atas ikan kecil
    = Tekanan yang dikenakan ke atas ikan besar

    Tekanan Bertindak ke Semua Arah.

    Tekanan pada satu titik di dalam cecair bertindak ke semua arah dengan manitud yang sama.

    Kekuatan Asid dan Alkali

    by

    Kekuatan asid

    1. Kekuatan asid dan alkali bergantung pada darjah pengionan asid dan alkali dalam air.
    2. Asid kuat ialah asid yang mengion sepenuhnya dalam air menghasilkan kepekatan ion hidrogen, H+ yang tinggi.
    3. Asid lemah ialah asid yang mengion separa dalam air menghasilkan kepekatan ion hidrogen, H+ yang rendah.
    Misalnya,
    AsidKepekatanDarjah penceraian
    Asid hidroklorik0. 1 Mol dm-3100%
    Asid etanoik0. 1 mol dm-3‘1.34%
    1. Dalam jadual di atas, kedua-dua asid hidroklorik dan asid etanoik mempunyai kepekatan yang sama.
    2. Bagaimanapun, darjah penceraian asid hidroklorik ialah 100% manakala darjah penceraian asid etanoik hanya 1.34%.
    3. Asid hidroklorik mengion sepenuhnya dalam air menghasilkan kepekatan ion hidrogen H+ yang tinggi. Maka ia dikelaskan sebagai asid kuat.
    4. Asid etanoik hanya mengion separa dalam air, menghasilkan kepekatan ion hidrogen, H+ yang rendah. Oleh itu ia dikelaskan sebagai asid lemah.
    5. Dalam larutan akueus asid lemah, kebanyakan daripada asid lemah itu masih kekal dalam bentuk molekul-molekul kovalen dan sedikit sahaja bilangan molekul asid bercerai membentuk ion-ion.
    6. Contoh-contoh asid kuat
      1. asid sulfurik
      2. asid hidroklorik
      3. asid nitrik
    7. Contoh-contoh asid lemah
      1. asid etanoik
      2. asid sulfurus
      3. asid fosforik
      4. asid karbonik

    Kekuatan Alkali

    1. Alkali kuat ialah alkali yang mengion sepenuhnya dalam air menghasilkan kepekatan ion hidroksida, OH– yang tinggi.
    2. Alkali lemah ialah alkali yang mengion separa dalam air menghasilkan kepekatan ion hidroksida, OH– yang rendah.
    3. Contoh-contoh alkali kuat
      1. natrium hidroksida
      2. kalium hidroksida
      3. barium hidroksida
      4. kalsium hidroksida
    4. Contoh-conroh alkali lemah
      1. Ammonia
      2. natrium hidrogen karbonat

    Tekanan di Dalam Cecair – Tiub-U

    by

    1. Biasanya, salur-U digunakan untuk membanding dan mengukur ketumpatan cecair.
    2. Jika dua cecair yang tidak terlarut antara satu sama lain dimasukkan ke dalam satu salur-U (Seperti ditunjukkan di dalam rajah di atas ), ketumpatan kedua-dua cecair di hubung kait oleh persamaan berikut

     

    h 1 ρ 1 = h 2 ρ 2

      Contoh 1:

      Rajah di atas menunjukkan satu salur -U yang diisi dengan air dan cecair P. Cecair P tidak terlarut di dalam air. Diberi bahawa ketumpatan air ialah 1000kg/m³, cari ketumpatan cecair P.

      Jawapan:
      h1 = 10cm
      h2 = 12 cm
      ρ1 = 1000kg/m³
      ρ2 = ?

      h 1 ρ 1 = h 2 ρ 2 (10)(1000)=(12) ρ 2 ρ 2 = 10000 12 =833kg m −3 

      The density of liquid P = 833 kg/m³

      Contoh 2:

      Rajah di atas menunjukkan salur-U diisi dengan 2 jenis cecair X dan Y yang tidak terlarut antara satu sama lain. Jikan ketumpatan X dan Y masing-masing ialah 1200 kg/m³ dan 800 kg/m³ , cari nilai h.

      Jawapan:
      h1 = 10cm
      h2 = h
      ρ1 = 800kg/m³
      ρ2 = 1200kg/m³

      h 1 ρ 1 = h 2 ρ 2 (10)(1200)=h(800) h= 12000 800 =15cm

      Sifat Kimia Alkali

      by

      Alkali + Asid

      1. Dalam tindak balas peneutralan, alkali bertindak balas dengan asid menghasilkan garam dan air.
        Kalium hidroksida dan asid sulfurik :
        KOH + H2SO4 → K2SO4 + H2O
        Barium hidroksida dan asid hidroklorik:
        Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O

      Alkali + Garam Ammonium

      1. Apabila alkali dipanaskan dengan garam ammonium, gas ammonia dibebaskan.
      2. Gas ammonia mempunyai bau yang sengit dan menukar kertas litmus merah lembap kepada biru.
        Ammonium klorida dan kalium hidroksida:
        NH4Cl + KOH → KCl + H2O + NH3
        Ammonium sulfat dan natrium hidroksida:
        (NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O + 2NH3
      3. Bagaimanapun tindak balas alkali dengan ammonium nitrat dan ammonium karbonat tidak menghasilkan ammonia

      Alkali + Ion logam

      1. Kebanyakan logam hidroksida tak terlarut.
      2. Oleh itu ion hidroksida daripada alkali bertindak balas dengan ion-ion logam yang bercas positif dalam satu larutan membentuk mendakan hidroksida-hidroksida logam.Alkali + Ion Logam → Logam Hidroksida
      3. Hidroksida bagi logam peralihan adalah berwarna.
      4. Contoh-contoh tindak balas:
        Ion Aluminium
        NaOH + Al3+ → Al(OH)3 + Na+
        Ion Magnesium
        NaOH + Mg2+ → Mg(OH)2 + Na+
        Ion Zink
        KOH + Zn2+ → Zn(OH)2 + K+
        Ion Kuprum
        KOH + Cu2+ → Cu(OH)2 + K+

      Tekanan Cecair – Soalan-soalan pengiraan

      by
      Contoh 1:

      Rajah di atas menunjukkan 2 ekor ikan berada 2m di bawah permukaan laut. Diberi bahawa jumlah luas permukaan ikan A ialah 300 cm² dan jumlah luas permukaan ikan B is 2000cm². Cari
      a. tekanan air yang dikenakan ke atas ikan A.
      b. tekanan air yang dikenakan ke atas ikan  B.
      c. daya yang dikenakan ke atas ikan A oleh air laut.
      d. daya yang dikenakan ke atas ikan B oleh air laut.
      (Ketumpatan air laut = 1025 kg/m³)

      Jawapan:
      Soalan ini membandingkan tekanan dan daya yang dikenkan ke atas 2 objek yang mempunyai luas permukaan yang berbeza tetapi berada dalam kedalam yang sama.

      a.
      Kedalaman, h = 2m
      Ketumpatan, ρ = 1025 kg/m³
      Kekuatan medan graviti, g = 10 N/kg

      Tekanan yang dikenakan ke tas ikan A oleh air laut,

      P=hρg P=(2)(1025)(10) P=20500Pa

      b. Tekanan yang dikenakan ke tas ikan B oleh air laut,

      P=hρg P=(2)(1025)(10) P=20500Pa

      (Nota: Tekanan yang dikenakan ke atas kedua-dua ikan adalah sama. Tekanan yang disebabkan oleh cecair tidak bergantung kepada saiz dan bentuk objek.)

      c. Jumlah luas permukaan ikan A, A1 = 300 cm² = 0.03 m²

      Daya yang dikenakan oleh air laut,

      F=PA F=(20500)(0.03) F=615N

      d. Jumlah luas permukaan ikan B, A2 = 2000cm² = 0.2 m²

      Daya yang dikenakan oleh air laut,

      P= F A F=PA F=(20500)(0.2) F=4100N

      Contoh 2:

      Rajah di atas menunjukkan keratan rentas pinggiran satu laut. Cari beza tekanan di antara titik A dan B dalam laut itu. [Ketumpatan air laut = 1050kg/m³]

      Jawapan:
      Ketumpatan, ρ = 1050kg/m³
      Kekuatan medan graviti, g = 10 N/kg

      Di titik A:
      Kedalaman, h = 0.8 m

      P a = h a ρg+ P atm P a =(0.8)(1050)(10)+ P atm P a =8400+ P atm

      Di titik B:
      Kedalaman, h = 3 m

      P b = h b ρg+ P atm P b =(3)(1050)(10)+ P atm P b =31500+ P atm

      Beza tekanan

      P b − P a =(31500+ P atm )−(8400+ P atm ) =23100Pa

      Contoh 3:
      Cari tekanan di kedalaman 20m di dalam air jika tekanan atomosfera ialah 100000 Pa. Ketumpatan air ialah 1000 kg/m³.

      Jawapan:
      (Tekanan di dalam cecair = Tekanan yang dihasilkan oleh cecair + Tekanan atmosfera)

      Kedalaman, h = 20m
      Ketumpatan,  = 1000 kg/m³
      Kekuatan medan gravititi, g = 10 N/kg
      Tekanan atmosfera, Patm = 100000 Pa

      Tekanan di dalam air,

      P=hρg+ P atm P=(20)(1000)(10)+(100000) P=300000Pa

      Sifat Kimia Asid

      by

      Tindak Balas Dengan Bes

      1. Asid bertindak balas dengan bes (oksida logam dan hidroksida logam) untuk membentuk garam dan air.
      2. Contoh
        Asid Nitrik + Kuprum(II) Oksida

        2HNO3 + CuO → CU(NO3)2 + H2O

      Contoh Eksperimen

      1. 100cm3 asid sulfurik cair dimasukkan ke dalam kelalang kon.
      2. Beberapa ketul zink oksida dimasukan ke dalam asid tersebut.
      3. Campuran dikacau dengan rod kaca.

      Pemerhatian

      Pepejal putih zink oksida terlarut di dalam asid.

      Perbincangan

      Zink oksida bertindak balas dengan asid hidroklorik membentuk garam dan air.

      ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O

      Tindak Balas Dengan Logam

      1. Semua asid bertindak balas dengan logam reaktif ( logam-logam yang lebih elektropositif daripada hidrogen dalam Siri Elektrokimia) seperti aluminium magnesium zink ferum untuk membebaskan gas hidrogen.
      2. Contoh
        Magnesium + Asid Hidroklorik

        Mg + HCl → MgCl2 + H2

        Aluminium + Asid Sulfurik

        Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2

        Ferum + Asid Nitrik

        Fe + HNO3 → Fe(NO3)2 + H2

      3. Ini ialah sejenis tindak balas penyesaran. Logam-logamdi atas hidrogen dalam Siri Elektrokimia
        boleh menyesarkan hidrogen daripada asid.
      4. Logam kurang reaktif seperti kuprum dan argentum tidak bertindak balas dengan asid.
      5. Bagaimanapun, kuprum bertindak balas dengan asid nitrik pekat.

      Contoh Eksperimen

      1. 5 cm3 asid sulfurik cair dimasukkan ke dalam tabung uji.
      2. Satu spatula serbuk magnesium ditambah kepada asid.
      3. Kayu uji menyala diletakkan pada mulut tabung uji.

      Pemerhatian

      1. Pepejal kelabu terlarut.
      2. Gelembung gas dibebaskan.
      3. Apabila kayu uji menyala didekatkan pada mulut tabung uji, bunyi ‘pop’ dihasilkan.

      Perbincangan

      1. Magnesium bertindak balas dengan asid hidroklorik.

        Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2

      2. Gas hidrogen terbebas.

      Tindak Balas Dengan Karbonat Logam

      1. Asid bertindak balas dengan karbonat logam seperti kalsium karbonat untuk membebaskan gas karbon dioksida
      2. Contoh
        Kalsium Karbonat + Asid Hidroklorik

        CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

      Contoh Eksperimen

      1. Sebanyak 5 cm3 asid sulfurik cair dimasukkan ke dalam tabung uji.
      2. Satu spatula serbuk kalsium karbonat dimasukkan ke dalam asid.
      3. Gas yang dibebaskan dilalukan melalui air kapur seperti ditunjukkan dalam rajah.

      Pemerhatian

      1. Pepejal putih terlarut.
      2. Gelembung gas terbebas. Apabila gas tersebut dilalukan melalui air kapur, air kapur menjadi keruh.

      Perbincangan

      1. Kalsium karbonat bertindak balas dengan asid sulfurik menghasilkan garam kalsium sulfat, gas karbon dioksida dan air.

        CaCO3 + H2SO4 → CaCl2 + H2O + CO2

      2. Gas karbon dioksida terbebas.

      Tekanan Cecair

      by

      Tekanan yang Dihasilkan oleh Cecair

      1. Tekanan di dalam cecair dihasilkan oleh berat cecair yang bertindak ke atas satu permukaan di dalam cecair.
      2. Pada kedalaman cecair tertentu, tekanan cecair bertindak dengan nilai yang sama pada semua arah.
      3. Tekanan yang disebabkan oleh cecair adalah berkadar langsung dengan
        1. kekuatan medan graviti
        2. kedalaman
        3. ketumpatan cecair
      4. Tekanan di dalam cecair tidak dipengaruhi ofleh sais dan betuk objek. 
      5. Tekanan yang dihasilkan oleh cecair boleh ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

      P = tekanan yang disebabkan oleh cecair
      h = kedalaman cecair dari permukaan
      ρ = ketumpatan cecair
      g = pecutan graviti = 10ms-2



      Tekanan Dalam Cecair

      1. Objek yang berada di dalam satu cecair mengalami satu lagi tekanan, iaitu tekanan atmosfera.
      2. Tekanan yang dialami oleh satu objek di dalam cecair ialah jumlah tekanan cecair dan tekanan atmosfera.