BAB 9:BAHAN BUATAN DALAM INDUSTRI (FORM4)

BAHAN BUATAN DALAM INDUSTRI

ASID SULFURIK(H2SO4)

  A..PEMBUATAN ASID SULFURIK.

•  Asid sulfurik  dihasilkan secara besar-besaran dalam industri melalui PROSES SENTUH.
• Bahan yg digunakan ialah-sulfur(S),oksigen(O2),air(H2O).

• Terdapat 4 peringkat untuk menghasilkan H2SO4

PERINGKAT 1:PEMBENTUKAN SULFUR DIOKSIDA  

1. Sulfur lebur dibakar dalam udara kering yang berlebihan untuk menghasilkan gas sulfur dioksida(SO2).     
2. Persamaan kimia:          

                                       S(ce)  + O2 (g)➡ SO2 (g) 

 PERINGKAT 2:PEMBENTUKAN SULFUR TRIOKSIDA(SO3)

1. Sulfur dioksida(SO2) dan gas oksigen,(O) yang berlebihan disalurkan melalui mangkin vanadium(V) oksida pada suhu (450 -500)darjah celcius dan tekanan 1 atm(atmosfera) untuk menghasilkan sulfur trioksida (SO3).
2. Persamaaan kimia:                                            

                                           SO2(g)+O2 (g)  ↔ SO3(g)

PERINGKAT 3:PEMBENTUKAN OLEUM

1. SO3      dilarutkan  dalam H2SO4    pekat untuk membentuk oleum, H2S2O7.
2. Persamaan kimia:

                                          SO3[g]    +H2SO4 [ce] ➡ H2S2O7[ce]

PERINGKAT 4:PENCAIRAN OLEUM

1. Oleum, H2S2O7 dicairkan dengan air untuk menghasilkan asid sulfurik HSO pekat dalam kuantiti yang banyak.
2. Persamaan kimia:

                                         H2S2O7[ce] +H2O4[ce]    ➡   2H2SO4[ce]
 
  a.Mengapa tidak melarutkan sulfur trioksida secara langsung dengan air?
                                        SO3  + H2O➡H2SO4 
 Hal ini kerana tindak balas antara sulfur trioksida dengan air sangat eksotermik.Haba  yang terbebas dalam tindak balas  akan mengewapkan cecair asid sulfurik  kepada wasap asid sulfurik.Wasap ini bersifat mengakis,mencemarkan udara dan sukar dikondensasikan.

KEGUNAAN ASID SULFURIK

 selain drpd itu......kegunaan asid sulfurik ialah....

• Melembutkan kulit haiwan
• Pembuatan detergen
• Penghasilan baja (baja fosfat)
• Pembuatan pencelup ,pigmen dan cat
• Pembuatan gentian buatan(nilon,rayon)
• Elektrolid dalam bateri kereta 
• Metalurgi(membersihkan logam-logam)

SULPUR DIOKSIDA DAN PENCEMARAN ALAM SEKITAR

• SO2 menyebabkan pencemaran alam sekitar
• SO2 dihasilkan melalui -pembakaran sulfur dalam proses sentuh                                      ----                                              -pengekstrakan logam daripada bijih sulfida                                       -                                           -pembakaran bahan api fosil
• Kesan menghidu gas SO2 secara berlebihan 

1. bronkitis 
2. penyakit peparu
3. batuk
4. sakit dada
5. sesak nafas dll

• Apabila SO2  larut di dalam air hujan maka asid sulfurus terbentuk  dan menyebabkan pembentukan hujan asid.

                                                SO2    +  H2O  → H2SO3

• Selain gas SO2 , CO2 dan  NO2(oksida nitrogen) juga boleh menyebabkan hujan asid jika larut dlm air hujan. 

                                                         CO2 + H2O →  H2CO3(asid karbonik)
                                                          4NO2+O2+2H2O→4HNO3(asid nitrik)

• Gas sulfur dioksida juga boleh dioksidakan kpd sulfur trioksida apabila

            a)bert/b dgn nitrogen dioksida
                                                 SO2 + NO2→SO3 + NO
            b)dimangkinkan oleh zarah-zarah debu @ titisan air
                                                  2SO2 +O2⇌ 2SO3

• Apabila sulfur trioksida  yg terhasil larut di dlm air hujan ,asid sulfurik akan terbentuk dan mengakibatkan hujan asid 

                                                 SO3 +H2O→H2SO4
Kesan hujan asid

a)Mengakis bangunan dan arca yg diperbuat drpd  marmar atau batu kapur.
                      CaCO3 + H2SO4 →CaSO4 +CO2 +H2O
b)Mengakis struktur yg diperbuat drpd logam
                           Fe + H2SO4 →FeSO4+H2
c)Mengurangkan nilai pH tanah  dan melarutkan garam mineral serta menghauskan nutrien dalam         tanah.Hal ini menyebabkan  pokok-pokok di dlm hutan musnah.
d)Meningkatkan keasidan air dlm sungai  dan tasik .Hal ini menyebabkan  kematian hidupan akuatik     kerana hidupan ini tidak dpt hidup dlm keadaan air yg berasid.

• Dlm proses sentuh, pembebasan gas sulfur dioksida ke atmosfera dpt dikurangkan dengan melakukan  t/b antara sulfur dioksida dgn

a)ammonia @ammonium hidroksida utk hasilkan ammonium sulfat (baja pertanian)
b)kalsium hidroksida @kalsium karbonat  utk menghasilkan kalsium sulfat(digunakan dlm mengghasilkan  plaster dan simen).

Ammonia dan garamnya

Kegunaan ammonia

1.Ammonia merupakan sumber yg membekalkan unsur nitrogen.Unsur nitrogen in penting dlm proses pembesaran tumbuh-tumbuhan.

2.Kegunaan ammonia ialah penghasilan baja bernitrogen spt (NH4 )2SO4,ammonium nitrat,  NH4 NO3, ammonium fosfat (NH4 )3 PO4  dan urea, CO(NH2)2..

                                                                                                                                       

3.Ammonia digunakan dlm pembuatan asid nitrik  melalui proses 

Ostwald.
4.Proses Ostwald ialah proses yang menghasilkan asid nitrik.

• Keadaan yang diperlukan ialah mangkin platinium.
• 5.Pembuatan asid nitrik dlm Proses Ostwald melibatkan 3 peringkat:

(a)Peringkat 1:pembentukan gas nitrogen monoksida.

• Ammonia dioksidakan kpd nitrogen monoksida dan air

                4NH3+ 50₂ ⇋ 4NO+6H₂ O 

(b)Peringkat 2:Pembentukan gas nitrogen dioksida

• Nitrogen m onoksida bertindak balas dgn oksigen yg berlebihan utk menghasilkan nitrogen dioksida.

                                                   2NO+O2⇋2NO3

    

(c)Peringkat 3:Penghasilan asid nitrik 

• Nitrogen dioksida bertindak balas dgn oksigen dan air utk mengasilkan asid nitrik.

                                         4NO2 +O2  + H2O     →   4HNO3

TINDAK BALAS KESELURUHAN
            

                                          4NH3 + 8O2→4HNO3 +4H2O

SIFAT AMMONIA
     Sifat fizik

• bersifat alkali
• sangat larut dalam air
• berbau sengit
• gas tidak berwarna
• kurang tumpat daripada udara

Sifat kimia

•  bert/b dgn hidrogen klorida utk menghasilkan wasap putih ammonium klorida yg tebal

                                                  HCI   +NH3  →NH4 CI

• meneutralkan pelbagai jenis asid utk menghasilkan garam ammonium

                                              HNO3  + NH3 → NH4 NO3 (AMMONIUM NITRAT)

                                             H2 SO4  +2NH3  →(NH4)2 SO4 (AMMONIUM SULFAT)

• Ion hidroksida drpd lrtn ammonia  bert/b dgn ion logam  ut menghasilkan  mendakan hidroksida logam.

                                                NH3  + H2O⇄NH₄⁺  +  OH^-

                              Mg²⁺  + 2OH^{-     →}Mg(OH)₂

• Ammonia terbakar  dlm oksigen  tetepi tidak terbakar dlm udara

                                        4NH₃ +5O₂   ⇋   4NO + 6H₂O

PEMBUATAN  AMMONIA  DALAM   INDUSTRI

1. Ammonia disediakan dlm industri melalui Proses Harber .
2. Bahan-bahan mentah bg pembuatan ammonia dlm proses harber  ialah gas hidrogen dan gas nitrogen.
3. Gas nitrogen  diperoleh melalui proses penyulingan berperingkat ke atas udara cecair.
4. Gas hidrogen pula diperoleh drpd gas asli.

         a)metana,CH4 dlm gas asli  bert/b  dgn stim pada  suhu  700^oc dgn kehadiran mangkin               nikel.
                                             CH4 + H2 O→CO + 3H2

         b)kabon monoksida dlm campuran kemudian dioksidakan kpd karbon dioksida  dgn                 menggunakan stim  dan mangkin besi

                                            CO + H2 O→CO2  + H2

 5)Nisbah 1 mol  gas nitrogen kpd 3 mol gas hidrogen dialirkan ke  dalam sebuah reaktor.
6)Campuran gas ini dimampatkan di bawah tekanan 200 atmoosfera pada suhu
   (450-550)celcius  dan dimangkinkan dgn serbuk besi  bg mempercepatkan  t/b.               
                                                        N2  +3H2 ⇌2NH3 

7)Ammonia yg terhasil disejukkan menjadi cecair dan diasingkan drpd gas hidrogen dan gas nitrogen yg belum lg bert/b.Gas-gas in dikitar semula gn mengalirkan ke dlm reaktor bersama dgn sumber gas nitrogen dan hidrogen yg baru utk t/b selanjutnya.
8)Kira-kira 98% ammonia dpt dihasilkan melalui t/b berbalik  yg eksotermik.

PENYEDIAAN BAJA AMMONIUM

1. Tumbuhan memerlukan nutrien spt nitrogen utk tumbesaran yg sihat.Nutrien-nutrien ini  akan habis diserap oleh tumbuhan.
2. Untuk menambah semula kandungan nitrogen dlm tanah,baja ammonium(baja kimia) akan ditambahkan.
3. Contohnya:

• ammonium sulfat,( NH4 )2SO4   (21%N)
• ammonium nitrat,NH4NO3             (35%N)
• ammonium fosfat,( NH4 )3 PO4    (28.185%N)
• urea,CH4N2O(46%N)

Formula utk mencari peratusan nitrogen

     Jisim nitrogen/JAR garam *100%

ALOI

SUSUNAN ATOM DALAM LOGAM

1. SIFAT-SIFAT LOGAM TULEN:

• ketumpatan tinggi 
• takat lebur dan takat didih yg tinggi
• konduktor haba dan elektrik yg baik
• berkilat(berkilau)
• mulur
• boleh ditempa

      2.Logam tulen terdiri drpd  atom-atom yg sama jenis dan sama saiz.

      3.Dlm keadaan pepejal ,ato-atom tersusun rapat,padat dan teratur

       4.Kemuluran logam

•     lapisan atom-atom boleh menggelongsor antara satu sama lain apabila dikenakan      daya.Maka,logam bersifat mulur(boleh ditarik menjadi wayar)dan boleh direnggang.

     5.Kebolehtempaan logam

• Terdapat ruang kosong dalam  susunan atom logam yg teratur.Apabila logam diketuk,atom-atom akan mengelongsor ke kedudukan baharu.Maka,logam boleh ditempa atau bentuknya dpt diubah.

SUSUNAN ATOM DALAM ALOI

1. Aloi adalah suatu campuran dua unsur@ lebih mengikut peratusan yg tertentu dgn unsur utamanya  ialah logam.
2. Aloi boleh mengandungi campuran logam  dgn logam atau campuran logam dgn bukan logam.
3. Sifat-sifat  logam tulen boleh ditambahbaik dgn menukarkan logam tulen kpd aloi dgn menggunakan proses pengaloian
4. Tujuan pengaloian:

           a)memperbaik rupa bentuk logam tulen

           b)menambah kekuatan dan kekerasan logam tulen

           c)mencegah kakisan logam tulen

       5. Aloi lebih kuat dan lebih keras drpd logam tulennya kerana kehadiran atom  asing yg             berlainan saiz mengganggu susunan atom logam tulen yg teratur.Hal ini menyukarkan 

           penggelongsoran lapisan atom logam tulen jika daya dikenakan.

POLIMER SINTETIK

POLIMER

• molekul berantai panajng yg terbina drpd bnyk ulangan unit kecil(monomer)
• monomer2 bersambung antara satu sama lain melalui ikatan kovalen
• pempolimeran(proses m'gabungkan monomer2 utk jadi sati rantai polimer yg panjang)
• polimer dibahagi kpd 2;

              a)polimer semulajadi

              b)polimer sintetik

Polimer Semula Jadi

• wujud secara semula jadi
• dijumpai dlm benda hidup
• contohnya;,kanji,selulosa,kapas,protein,sutera,getah asli

Polimer semula jadi	Monomer(molekul kecil)
Getah	Isoprena
Selulosa	Glukosa
Kanji	Glukosa
Protein	Asid amino
Lemak	Asid lemak dan gliserol
Asid nukleik	Nukleotida

Polimer sintetik

• polimer hasil buatan manusia yg dihasilkan drpd bahan kimia secra proses pempolimeran
• utk membuat plastik,gentian,resin dan getah sintetik
• monomer2 bg polimer ini biasanya diperoleh drpd hasil petroleum,arang batu dan gas asli
• terdapat 2 jenis pempolimeran iaitu

1. pempolimeran penambahan
2. pempolimeran kondensasi

PEMPOLIMERAN PENAMBAHAN

• monomer2 tak tepu yg mengandungi ikatan ganda 2 antara 2 atom karbon digabungkan bersama melalui kaedah ini.
• Dlm tindak balas penambahan, satu molekul disambung kpd satu molekul yg lain melalui ikatan kovalen tunggal.
• 
  

PEMPOLIMERAN KONDENSASI

• monomer2 tanpa ikatan ganda 2 antara 2atom karbon digabung bersama melalui t/b ini.
• plimer sintetik drpd yg dihasilkan melalui t/b ini ialah poliamida(nilon) ddan polister(teredina).
• Dlm t/b ini, molekul kecil spt molekul air dan ammonia akan disingkirkan.

KACA DAN SERAMIK

A)KACA

• Komponen utama kaca ialah silika atau silikon dioksida SiO2  (biasanya terdpt dlm pasir)
• 
  

• silikon merupakan unsur kedua terbanyak di kerak bumi
• cara yg lazim digunakan utk menyediakan kaca ialah  memanaskan pasir pada suhu 1700 celcius sehingga menghasilkan leburan .leburan ini kemudian disejukkan dg cepat supaya memejal utk m'hasilkan kaca
• semasa penyejukan cepat zarah2 dlm leburan x sempat kembali ke susunan zarah yg asal.zarah ini akan tersusun secara rawak  dlm kekisi dan membentuk  pepejal amorfus.struktur amorfus ini menyebabkan kaca bersifat rapuh.
• Sifat-sifat kaca

1. keras tetapi rapuh
2. lengai terhadap bahan kimia
3. lut sinar dan tidak telap
4. tahan mampatan
5. penebat haba dan elektrik yg baik

SERAMIK

• bahan yg diperbuat drpd tanah liat.Kaolin atau aluminosilikat terhidrat,Al2 03. 2SiO2. 2H2 O merupakan contoh tanah liat.
• komponen utma seramik ialah silikat (sebatatian kimia yg mengandungi silikon,oksigen dan logam).
• cara menghasilkan seramik ialah dengan memanaskan tanah liat dgn suhu yg sngt tinggi
• seramik yg telah keras selepas pemanasan tidak boleh dileburkan semula kerana seramik mempunyai rintangan yg tinggi terhadap haba.
• sifat-sifat seramik;

1. keras tetapi rapuh
2. lengai terhadap bahan kimia
3. tahan mampatan 
4. penebat haba dan elektrik yg baik
5. legap

 kegunaan seramik

BAHAN KOMPOSIT

• direka  untuk tujuan dan kegunaan yg khusus
• bahan baharu yg dihasilkan drpd campuran 2 atau lebih bahan seperti logam,bukan logam,aloi,kaca ,seramik dan polimer
• bahan yg terhasil akan mempunyai sifat yg jauh lebih bai drpd komponen asalnya.

the end.........
thanks for visiting my blog....