Cikgu Nurul's Blog

Blog Pembelajaran Sains PMR

Reaction Between Metals and Non-Metals
(Tindak balas di antara logam dengan bukan logam)


Salam,

Untuk tajuk ini, saya lebih suka untuk memberi penekanan kepada beberapa perkara sahaja, iaitu:

  1. turutan kereaktifan sesuatu metal bertindak balas dengan oksigen atau sulphur
  2. radas dalam eksperimen tindak balas metal dengan oksigen
  3. persamaan kimia yang berkaitan



Turutan kereaktifan metal dalam tindak balasnya dengan non-metal (oksigen atau sulphur)


Perlu diingat bahawa, soalan peperiksaan dibuat adalah berdasarkan buku teks. Oleh itu, walaupun terdapat pelbagai jenis logam yang telahpun anda pelajari semasa di awal chapter 6 ini, namun di bawah subtopik ini, bukan semua logam itu yang perlu dikaji. Jika merujuk kepada buku teks Science Form 3 – Pustaka Sistem Pelajaran Sdn Bhd 2004, terdapat hanya 4 jenis metal sahaja yang digunakan untuk mengkaji tindak balas mereka dengan oksigen atau sulphur. Saya kurang pasti dengan buku teks di zon-zon lain. Metal tersebut adalah magnesium, aluminium, zinc and iron.

Sebelum saya menerangkan dengan lebih lanjut tentang turutan kereaktifan ini, sila lihat hasil tindak balas logam-logam ini dengan oksigen dan juga dengan sulphur dalam jadual di bawah. Perhatikan persamaan yang wujud antara kedua-dua jenis tindak balas ini.


Jadual 1 – Tindak balas metal dengan oksigen atau sulfur


Agaknya apa yang sama ya??...

Untuk membantu penilaian anda, perhatikan terlebih dahulu “Reaction between metal and oxygen”. Kemudian, fikirkan persoalan-persoalan berikut:
  1. Metal apakah yang paling lambat bertindak balas?
  2. Metal apakah yang paling cepat dan paling aktif bertindak balas?
Cuba susun turutan kereaktifan metal dari yang kurang aktif ke metal yang sangat aktif. Lakukan perkara yang sama ke atas jadual “Reaction between metal and sulphur”. Adakah keputusannya sama?

Berdasarkan Jadual 1 di atas, kereaktifan metal bertindak balas adalah berdasarkan turutan berikut:

Rajah 1 – Kereaktifan metal yang semakin bertambah

Ini bermakna, sama ada mereka bertindak balas dengan oksigen mahupun dengan sulphur, turutan kereaktifannya tetap sama, iaitu dari iron ke magnesium seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1 di atas.

Berdasarkan Rajah 1 juga, anda sebenarnya tidak perlu bersusah payah untuk menghafal keseluruhan observation bagi kedua-dua jenis eksperimen. Yang penting adalah anda tahu metal mana yang lebih reaktif dan metal mana yang kurang. Dan oleh sebab itu juga, anda mungkin menemui observation bagi eksperimen-eksperimen ini berbeza dari satu buku ke satu buku yang lain. Bukan itu sahaja, jika anda jalankan eksperimen-eksperimen ini, hasilnya juga tidak seperti yang digambarkan di dalam buku-buku rujukan. Kenapa begitu? Kalau macam tu, yang mana satu pernyataan yang betul?

Apa yang boleh saya katakan adalah… mungkin semua yang tercatat di dalam buku-buku teks dan rujukan itu adalah betul. Perbezaan mungkin wujud kerana beberapa faktor, contohnya:
  • perbezaan kuantiti metal and non-metal yang digunakan
  • perbezaan dari segi kepanasan Bunsen burner
  • perbezaan dari segi keadaan persekitaran yang mungkin mempengaruhi keputusan
Walaupun terdapat perbezaan, lazimnya, turutan kereaktifan metal tetap sama seperti dalam Rajah 1. Kerana itulah, saya tidak menggalakkan anda menghafal observation. Cukup sekadar anda hafal turutan ini sahaja.



Radas dalam eksperimen tindak balas metal dengan oksigen


Lihat Rajah 2 di bawah dan cuba kenalpasti satu bahan yang agak istimewa digunakan di dalamnya. Apakah dia ya?

Rajah 2 – Tindak balas metal dengan oksigen

Bahan yang saya maksudkan itu adalah “Potassium manganate (VII) crystals”. Apa istimewanya dia nih??...

Jika anda pernah membaca posting saya sebelum ini tentang sifat pemanasan metal sulphide, anda mungkin masih ingat akan bahan ini (kalau tak bace lagi, boleh klik SINI). Dalam eksperimen itu, kita menggunakan potassium manganate (VII) solution. Namun, kali ini, kita gunakannya dalam bentuk solid (crystals). Ada beza ke, crystal dengan solution nih???

Ya… perbezaannya memang sangat ketara. Kerana:

Potassium manganate (VII) SOLUTION - digunakan untuk mengesan kehadiran sulphur dioxide

manakala…

Potassium manganate (VII) CRYSTALS - digunakan untuk MEMBEKALKAN GAS OKSIGEN (supply oxygen gas)


Dalam eksperimen tindak balas metal dengan oksigen, kita memerlukan pembekal gas oksigen yang sesuai. Melihat kepada radas yang digunakan, takkan la kita nak pakai tong gas oksigen kot! Lagipun, ada kaedah lain yang lebih baik daripada itu, iaitu dengan menggunakan bahan yang boleh mengeluarkan gas oksigen secukupnya. Dan bahan itu adalah “potassium manganate (VII) crystals yang dipanaskan”.

Untuk itu, metal perlu dipanaskan terlebih dahulu. Ini bertujuan untuk ‘melembutkan’ struktur metal itu (sebenarnya, untuk mengurangkan daya tarikan antara zarah-zarah agar mudah pula bertindak balas dengan element lain). Selepas lebih kurang 5 minit, barulah kita panaskan pula crystals tersebut.

Dalam radas ini juga, kita ada menggunakan 2 gulungan kapas kaca (glass wool); satu diletakkan di antara potassium manganate (VII) crystal dengan metal, dan satu lagi di mulut tabung didih (boiling tube). Apakah tujuan kedua-dua glass wool ini?

Pemanasan potassium manganate (VII) crystals boleh menyebabkan ia memercik ke arah metal. Ini akan menyebabkan kedua-dua bahan terdedah kepada tindak balas lain daripada apa yang kita mahukan – iaitu BUKAN tindak balas antara metal dengan oksigen SAHAJA. Oleh itu glass wool dipasang antara kedua-dua bahan tersebut.

Tindak balas metal dengan oksigen juga boleh menghasilkan percikan api (terutamanya kepada metal yang sangat reaktif seperti magnesium). Oleh itu, glass wool perlu dipasang di mulut boiling tube itu agar pemanasan metal tidak terpercik keluar dan mengenai kita.

Seperkara lagi yang perlu anda ketahui ialah, pada kebiasaannya metal yang digunakan diletakkan di dalam mangkuk yang diperbuat daripada kertas asbestos. Sifatnya yang seperti kadbod dan mudah dibentuk serta boleh bertindak sebagai penebat haba, menjadikan ianya amat sesuai untuk pemanasan sekata metal dalam eksperimen ini.



Persamaan kimia yang berkaitan


Jika anda sudah membaca posting-posting saya di bawah tajuk Chapter 6 Form 3 sebelum ini, anda mungkin sudah tidak bermasalah untuk menulis persamaan kimia bagi tindak balas dalam eksperimen kali ini. Malah, persamaan kimia kali ini jauh lebih mudah untuk dingati berbanding yang terdahulu.

Berikut adalah persamaan umum (common equation) bagi kedua-dua jenis eksperimen:

Persamaan kimia 1 – Persamaan bagi tindak balas metal dengan oksigen dan metal dengan sulphur



Berikut pula adalah contoh-contoh persamaan kimia tindak balas yang lebih khusus:

(a) metal dengan oksigen

  • Magnesium + Oxygen ---> Magnesium oxide
  • Aluminium + Oxygen ---> Aluminium oxide
  • Lead + Oxygen ---> Lead oxide


(b) metal dengan sulphur

  • Zinc + Sulphur ---> Zinc sulphide
  • Iron + Sulphur ---> Iron sulphide
  • Copper + Sulphur ---> Copper sulphide






Salam,

Dah lama sangat tak kemaskini fail-fail dalam blog nih. Bukan ape, kebelakangan ni bb cikgu macam ada masalah. Sama ada disebabkan line tak begitu elok atau mungkin bb cikgu yg hampir rosak. wALLAHua'lam

Semalam, cikgu baru je ubahsuai fail-fail flashvideo yang ada di sini dan dipindahkan ke blog cikgu yg baru - MyScienceFlashvideo. So, insyaALLAH semua flashvideo akan dimasukkan di situ sepenuhnya. Anda boleh dapatkan senarai flashvideo di ruangan sidebar seperti berikut:
  1. Flashvideo Sains (sila lihat di senarai Menu Utama)
  2. Flashvideo CD Kementerian
Sebelum ini, cikgu rasa cukup susah nak masukkan flash ke dalam blogger. Puas cari dalam forum-forum, yahoo dan google teknik untuk embed flash-flash tu. Ada jugak cikgu try upload melalui pelbagai flash hosting. Tapi, kebanyakannya mempunyai limited file size dan ada tempoh inactive limitation. Nak tak nak, cikgu kena cari juga cara lain.

Akhirnya, cikgu jumpa coding untuk embed flash seperti berikut (just nak kongsi ngan semua yg mungkin menghadapi masalah yang sama):



Oleh kerana saya menggunakan flash player 7, anda perlu menukarkan dahulu address yang kedua kepada address di bawah. Anda juga digalakkan mengubah nilai width and height mengikut kesesuaian.

http://www.macromedia-flashplayer.com/join.asp

Satu lagi, mungkin anda perlu ubah width and height mengikut kesesuaian.

Jangan lupa, contact cikgu kalau anda masih menghadapi masalah untuk membuka flash-flash tu. Lagipun, buat masa ni, cikgu belum try kat pc lain lagi.




Salam, semoga anda bahagia hari ini dan doakan saya juga.


Dalam posting sebelum ini, saya telahpun memulakan perbincangan tentang sifat metal compound apabila ianya dipanaskan. Namun, metal compound yang saya utarakan hanyalah berkenaan metal carbonate, sedangkan kita masih ada dua lagi metal compound yang perlu diperhatikan sifat pemanasannya.

Oleh itu, tujuan posting kali ini adalah untuk membincangkan dengan lebih lanjut mengenai kedua-dua jenis metal compound ini.



Tindak balas METAL SULPHIDE ke atas haba

Lihat Gambarajah 1 di bawah:

Gambarajah 1

Lihat! Susunan radas bagi pemanasan metal sulphide ini juga sama seperti dalam eksperimen pemanasan metal carbonate. Yang berbeza cumalah jenis larutan penunjuk (indicator solution) yang digunakan. Ingat lagikah tujuan lime water dalam eksperimen itu? … ia digunakan untuk mengesan kehadiran gas karbon dioksida (detect the presence of carbon dioxide). Namun, dalam eksperimen ini pula, kita tidak menggunakan lime water, sebaliknya kita gantikan dengan “acidified potassium manganate (VII) solution”. Kenapa? …….

Kita tidak menggunakan lime water kerana pemanasan metal sulphide tidak membebaskan gas karbon dioksida. Oleh itu, jikapun kita gunakan lime water, kita tidak akan dapat keputusan yang positif (tiada perubahan warna air kapur kepada keruh).

So … untuk apa kita gunakan acidified potassium manganate (VII) solution?

Seperti yang saya nyatakan sebelum ini, acidified potassium manganate (VII) solution adalah sejenis larutan penunjuk (indicator solution). Iaitu, ia akan menunjukkan kehadiran gas sulphur dioksida apabila warna ungu larutan ini meluntur menjadi tidak berwarna atau ungu pudar (sulphur dioxide will bleaches the purple color of acidified potassium manganate (VII) solution).

Sesetengah buku teks atau buku rujukan mungkin menggunakan istilah “acidified potassium permanganate”. Kedua-dua istilah ini adalah sama di mana potassium manganate (VII) adalah nama kimia, manakala potassium permanganate adalah nama biasa. Cara nak sebut “manganate (VII)” ialah “manganate seven” (atau kalium manganat tujuh – bm). Kenapa “seven”?... PANJANG CITERNYER ..... anda akan mengetahuinya kalau anda masuk aliran sains tulen nanti. Nak tahu jugak?? … boleh kemukakan dalam ruangan komen. Sebabnyer, tak perlulah saya nak terangkan dalam teks ini kerana ia mungkin akan mengganggu konsentrasi anda untuk memahami topik utama di sini.

Sulphur dioxide gas adalah sejenis gas yang tinggi keasidannya. Ia juga tidak berwarna. Oleh itu, pembebasannya ke udara tidak akan dapat dikesan oleh mata. Walaupun tidak boleh dilihat, namun baunya sangat menyengat hidung dan kita boleh terbatuk serta sakit tekak jika terdedah dengan banyak. Sebab itulah, dalam tajuk Hazard Symbol (Chapter 1 Form 1), gas ini boleh dikelaskan dalam kumpulan “Irritant” dengan simbol pangkah. Oleh itu, jika anda terbau gas ini semasa menjalankan eksperimen, pastikan tingkap dibuka seluas-luasnya atau beredar sebentar. Sebaik sahaja anda nampak warna indicator solution itu telah luntur, anda sudah boleh tutup api Bunsen burner. Pemanasan tidak perlu diteruskan lagi kerana ia boleh dianggap telah selesai.

Oleh kerana dalam eksperimen ini, metal sulphide yang dipanaskan ditutup dengan rubber stopper, pembebasan sulphur dioxide ke udara mungkin kurang. Walaubagaimana pun, anda tetap perlu sentiasa berhati-hati.

Seperti dalam nota metal carbonate sebelum ini, untuk metal sulphide, saya akan menerangkan keadaan yang berlaku dengan menggunakan gambarajah molekul-molekulnya. Sebenarnya, saya tidak perlu menerangkannya sehingga ke tahap ini. Namun, sepanjang saya mengajar tajuk ini kepada pelajar-pelajar saya, mereka lebih mudah memahaminya apabila diterangkan sebergini. Kebanyakan mereka mengatakan bahawa “barulah NAMPAK macam mana metal sulphide boleh jadi metal oxide dan gas sulphur dioxide keluar untuk mengeruhkan larutan penunjuk”. Kepuasan yang terlihat di mata mereka itulah yang menyebabkan saya rasa puas sangat-sangat!

Gambarajah 2

Sebenarnya, semasa proses pemanasan sesuatu bahan, keadaan atom-atomnya seolah-olah dirombak. Begitulah yang berlaku semasa pemanasan metal sulphide.

Dalam Gambarajah di atas, metal sulphide yang saya gunakan ialah “copper sulphide” iaitu suatu bahan yang mempunyai satu copper atom bergabung dengan satu sulphur atom.

Apabila copper sulphide dipanaskan, molekulnya akan terurai (breaks down) membentuk copper oxide dan membebaskan pula sulphur dioxide. Copper oxide ialah bahan yang terdiri daripada copper atom and oxygen atom yang berpadu secara kuat, manakala sulphur dioxide ialah suatu gas yang terdiri daripada sulphur atom and oxygen atom yang juga berpadu secara kuat.

Eh??... kenape tetiba ada gas oksigen pulak dalam kes ini? Bila masa pulak kita tambah gas oksigen dalam eksperimen ini? Kenapa dalam eksperimen metal carbonate, takde pon??? …

Cuba kita ingat semula, bukankah udara persekitaran mempunyai banyak kandungan gas oksigen iaitu sebanyak 21%? Walaupun boiling tube kita diisi dengan metal sulphide dan ditutup rapat, tetapi udara di dalamnya masih mengandungi gas oksigen, bukan?!! Kerana itulah, dalam pemanasan metal sulphide ini, penguraian molekulnya akan menyebabkan metalnya mudah menarik atom oxygen yang banyak terdapat dalam ruang udara boiling tube itu. Begitu jugalah yang berlaku kepada atom sulphur, di mana ia juga turut menarik atom-atom oksigen untuk bergabung dengannya. Lalu, terbentuklah metal oxide and sulphur dioxide seperti dalam word equation di bawah:

Equation 1 – Reaction of metal sulphide when heating

Equation di atas adalah common equation (persamaam “umum”). Oleh itu, equation for copper sulphide adalah seperti di bawah:

Copper sulphide -> Copper oxide + Sulphur dioxide

Bagaimana agaknya, jika saya beri contoh equation yang lain. Dapatkah anda menyelesaikannya? Cuba latihan di bawah:



Hhuh!! … lama sungguh tunggu hang siap!


Periksa jawapan anda di bawah:


Sebagai ringkasan kepada nota ini, perkara penting yang perlu diingati ialah:
  1. metal sulphide apabila dipanaskan akan menghasilkan metal oxide dan membebaskan sulphur dioxide

  2. word equation: metal sulphide -> metal oxide + sulphur dioxide

  3. indicator solution yang digunakan ialah "acidified potassium manganate (VII) solution.
    Jika ada sulphur dioxide, warna ungu akan luntur (@ tidak berwarna)



Tindak balas METAL OXIDE ke atas haba


Bagaimanakah agaknya keadaan yang berlaku kepada metal oxide apabila ianya dipanaskan?

Sifat metal oxide tidak sama seperti metal carbonate and metal sulphide. Kebanyakannya SANGAT STABIL walaupun dipanaskan pada suhu tinggi (most of them are stable at high temperature) kecuali bagi mercury oxide, silver oxide, gold oxide. Stabil di sini bermaksud, atom-atom dalam metal oxide tidak terurai apabila dipanaskan.

Kerana itulah, observation bagi eksperimen pemanasan metal oxide ialah “tiada perubahan/ tiada tindak balas” (no change). Tidak kiralah sama ada ianya diuji dengan lime water, acidified potassium manganate (VII) solution or glowing splinter. Semuanya akan menunjukkan keputusan yang negatif (kecuali bagi metal oxide yang saya nyatakan dalam perenggan ke dua di atas).

Ingat ya! … lime water digunakan untuk menguji kehadiran gas karbon dioksida. Oleh kerana metal oxide tidak membebaskan gas ini, sifat jernih lime water tidak akan bertukar menjadi keruh. Begitu juga apabila kita menggunakan acidified potassium manganate (VII) solution. Warna ungunya tidak akan dapat dilunturkan kerana tiada gas sulphur dioxide dibebaskan semasa pemanasan metal oxide. Glowing splinter pula untuk apa?? …

Dalam Chapter 5 Form 1, anda mempelajari sifat-sifat gas oksigen, karbon dioksida dan nitrogen serta eksperimen untuk menguji kehadirannya. Di situlah anda telah pelajari bahawa salah satu cara paling mudah untuk menguji kehadiran gas oksigen adalah dengan menggunakan glowing splinter (kayu uji berbara). Jika ada gas oksigen, glowing splinter akan menghasilkan nyalaan (the glowing splinter bursts into flame).

Apabila melihat kepada jenis atom-atom yang terkandung di dalam metal oxide, iaitu mengandungi metal and oxygen, mungkin ada yang mengandaikan bahawa gas oksigen akan terbebas dan tinggallah metal tulen sahaja di dalam bekas selepas ia dipanaskan. Namun, hampir kesemua metal oxide tidak begitu. Mereka enggan melepaskan oksigennya dan kerana inilah mereka dikatakan sangat stabil. Oleh itu, jika kita gunakan glowing splinter, kita akan dapati tiada perubahan ke atasnya, sama ada mengeluarkan nyalaan mahupun terpadam.

Seperkara lagi, cuba lihat word equation bagi pemanasan metal carbonate and metal sulphide yang saya tunjukkan sebelum ini. Kedua-duanya menghasilkan “metal oxide”! walaupun pemanasannya diteruskan, tiada perubahan yang akan berlaku lagi selepas itu. Kenapa? … kerana metal oxide sangat stabil!

OK, habis sudah bahagian 6.1. Masih ada masalah di bahagian ini? Tak mengapa, anda boleh tanya saya melalui komen di bawah tajuk posting ini. Kalau boleh gunakan ruangan komen itu daripada anda menggunakan shoutbox. Dengan menggunakan ruangan komen, lebih banyak ruang untuk saya menjawab soalan dan semua orang boleh terus-terusan membacanya.




Salam,

Dalam posting yang lalu, saya telah membincangkan bahagian pertama subtopic 6.1 (form 3). Oleh itu, kali ini saya ingin menyambung semula dengan bahagian kedua yang akan memperkatakan tentang sifat-sifat sebatian mineral (properties of mineral compound).

Seperti yang dinyatakan dalam posting lalu, mineral compound yang terlibat hanyalah:

  • metal oxide
  • metal carbonate
  • metal sulphide

Oleh itu, sifat-sifat mineral compound yang dikaji dalam silibus ini hanyalah berkisar kepada tiga jenis mineral compound ini juga.

Apakah sifat-sifat yang perlu diketahui?

Untuk silibus sains pmr ini, hanya TIGA sifat sahaja iaitu:

  1. kekerasan (hardness of mineral compound)
  2. keterlarutan dalam air (solubility in water)
  3. kesan terhadap haba (effect on heat)

Kalau nak diikutkan, sebenarnya terdapat pelbagai sifat mineral compound yang boleh diperhatikan. Antaranya, takat lebur (melting point), takat didih (boiling point), tindak balas terhadap bahan kimia lain (effect on other chemical substances), ketumpatan (density) dan sebagainya. Namun, sebagai pengenalan, silibus sains menengah rendah ini hanya memperkatakan tentang TIGA SIFAT ini sahaja.

Mungkin ada yang terfikir (kalau ade la, hahahaha…): kenapa kita tak amik je sifat mereka dari segi melting point and boiling point? Kan lebih senang? Ukur je gune termometer? Lagi pulak, boleh ler sambil-sambil tu main api (sebab eksperimennya melibatkan pemanasan).

Ish… walaupun bunyinye macam senang je. Tapi, eksperimennye “payah” (susah). Sebabnya, kebanyakan mineral compounds ini mempunyai nilai melting point and boiling point yang sangat tinggi. Dan alatan makmal di sekolah-sekolah tidak ada yang sesuai pun untuk menjalankan kajian sebergini.

Oleh itu, anda tak perlu pusing-pusing kepala memikirkan yang lain selain memberi tumpuan kepada tiga sifat sahaja: hardness, solubility in water and reaction to heat!



SIFAT 1: Kekerasan (Hardness)


Apakah jenis kekerasan mineral compound?

Jawapannya mudah sahaja ….. KERAS la . Itu je

Walaupun ada juga mineral compound yang agak lembut, namun sebahagian besarnya agak keras. Tambahan pula, hampir kesemuanya adalah dalam bentuk pepejal (solid).

Eksperimen yang digunakan untuk membuktikan sifat ini adalah dengan menggoreskan mineral itu dengan paku atau jarum. Kita akan dapati kebanyakannya sukar dicalar dengan teruk.

Saya tidak bermaksud untuk mengatakan bahawa mereka tidak akan bercalar langsung. Tetapi sekurang-kurangnya, tidaklah begitu mudah dicalarkan seperti bahan bukan mineral compound yang lain. Sebagai contoh, kita boleh kenangkan perbezaan jam tangan yang menggunakan permukaan plastik dengan permukaan kuartz. Bukankah jam dengan permukaan kuartz, sukar bercalar? Apakah itu kuartz? … Kuartz ialah sejenis batuan mineral compound. Anda akan mempelajarinya lebih detail dalam Silicon Compound.

Setahu saya (buat masa ini), satu-satunya bahan BUKAN mineral compound yang sangat keras, hanyalah berlian (diamond). Yang lainnya, tidaklah sekeras mineral compound seperti yang kita bincangkan di sini.



SIFAT 2: Keterlarutan di dalam air (Solubility in water)


Adakah mineral compound larut dalam air?

Jawapannya juga mudah seperti dalam Sifat 1 di atas, iaitu TAK LARUT!

Di sini, maksudnya, bukanlah tiada satupun mineral compound yang tak larut (contohnya potassium compound and sodium compound). Tetapi, kita boleh katakan hampir kebanyakan daripada mereka memang tidak larut dalam air.

Eksperimennya juga mudah, iaitu dengan menambahkan air sahaja. Bila digoncang atau dikacau, kita akan dapati kebanyakannya tidak akan melarut. Seolah-olah tiada apapun yang berlaku.


Berdasarkan dua sifat ini, anda sepatutnya berasa lega kerana ianya sangat simple! Iaitu:

  • Hardness ----> most of them are HARD

  • Solubility in water ---> most of them are insoluble in water ( or “do not dissolve in water”)


SIFAT 3: Tindak balas terhadap haba (reaction to heat)


Kesulitan mungkin timbul pada sifat yang ketiga iaitu “tindak balas terhadap haba” (reaction to heat and its effect). Ini kerana sifat ini berbeza bergantung kepada jenis mineral compound yang terlibat, sama ada ianya metal oxide, metal carbonate or metal sulphide. Ketiga-tiganya mempunyai sifat yang agak berbeza.

Kebanyakan buku, mungkin akan memulakan perbincangan sifat yang ketiga ini dengan metal oxide. Walaubagaimanapun, saya akan membincangkannya di akhir sekali.


Tindak balas METAL CARBONATE ke atas haba

Sila perhatikan jenis larutan yang digunakan dalam eksperimen ini (sila lihat Gambarajah 1):

Gambarajah 1

Apakah kegunaan air kapur (lime water)? …

Sehingga ke saat ini, anda sepatutnya sudahpun mengetahui kegunaan utama lime water. Ini kerana, ia merupakan larutan penunjuk (indicator solution) yang PALING biasa digunakan dalam eksperimen di sekolah-sekolah. Sekurang-kurangnya, anda pernah mempelajarinya semasa di tingkatan 1 iaitu di dalam Chapter 5 – Air Around Us.

Ok, apakah kegunaannya? … larutan ini digunakan untuk menunjukkan (mengesan) kehadiran gas karbon dioksida (detect the presence of carbon dioxide). Sekiranya benar ada gas ini, larutan yang pada asalnya jernih akan bertukar keruh (colorless turns cloudy). Jika tidak, maka larutan ini akan kekal tidak berwarna (dalam english, adakalanya kita gunakan istilah “milky” or “chalky” yang sama maksudnya dengan “cloudy”).

Ringkasan:

Kesan air kapur (effect of lime water)
Jernih bertukar keruh (colorless turns cloudy) ----- jika ada karbon dioksida
Kekal jernih/ tiada perubahan warna (no change) ----- jika tiada karbon dioksida


Apabila melihat kepada gambarajah eksperimen-eksperimen ini dalam buku teks, pernahkah anda terfikir, kenapa kita gunakan larutan ini untuk pemanasan metal carbonate sahaja? Kenapa tidak, dalam dua eksperimen metal compound yang lain (metal oxide and metal sulphide)?

Sebenarnya, boleh sahaja kita gunakan larutan penunjuk ini pada metal oxide and metal sulphide, tetapi ia tidak akan menunjukkan sebarang perubahan. Nanti saya akan terangkan dengan lebih lanjut, apabila kita mula membincangkan pemanasan metal oxide and metal sulphide.

Pemanasan metal carbonate, sebenarnya, akan menyebabkan molekulnya terurai menjadi metal oxide and carbon dioxide gas (heating causes the metal carbonate to breaks down into metal oxide and carbon dioxide). Berikut adalah “word equation” (bm – persamaan kimia perkataan) yang menunjukkan dengan lebih jelas tindak balas umum yang berlaku:

Equation 1 - Word equation for the reaction of metal carbonate to heat

Kenapa saya katakan word equation di atas sebagai “umum”? … ini kerana metal carbonate adalah nama SEJENIS bahan (metal compound). Mungkin sahaja ia merupakan “calcium” carbonate, “copper” carbonate, “magnesium” carbonate, dan apa sahaja metal yang namanya berakhir dengan carbonate seperti yang saya pernah terangkan dalam posting yang lalu.

Seperkara lagi, simbol adakalanya digantikan dengan simbol . Kedua-duanya membawa pengertian yang sama iaitu “tindak balas yang melibatkan pemanasan”, di mana segitiga di bawah anak panah melambangkan “proses pemanasan”. (anak panah tu pula bermaksud “tindak balas yang bertukar menjadi …”).

Sila perhatikan Gambarajah 2 di bawah pula. Sebagai contoh, metal carbonate yang saya gunakan adalah calcium carbonate.

Gambarajah 2

Perhatikan! Semasa pemanasan, molecule of calcium carbonate mempunyai 5 atom yang berpadu bersama. Namun, selepas pemanasan, 3 atomnya (1 atom carbon dan 2 atom oksigen) akan terbebas keluar membentuk carbon dioxide gas. Maka, tinggallah solid of calcium oxide di dalam bekas.

Eh… kenapa Gambarajah 2 tak sama ngan Gambarajah 1? Kenapa dalam Gambarajah 2, boiling tube yang digunakan untuk memanaskan calcium carbonate tidak ditutup dengan rubber stopper?

Alangkah bagusnya jika anda pernah terfikir akan persoalan ini. Hheh…

Saya sengaja membiarkan calcium carbonate itu terdedah kerana nak menunjukkan bahawa gas karbon dioksida boleh terlepas keluar semasa pemanasan. Seperkara lagi, melalui Gambarajah 2, anda sepatutnya dapat mengagak bahawa jumlah serbuk asal yang digunakan pasti telah menjadi semakin kecil. Oleh itu, jika ditimbang selepas pemanasan, kita akan dapati beratnya benar-benar telah berkurang. Kenapa berkurang? ….. Ianya berkurang kerana sebahagian atomnya telah berpisah dan membentuk molekul karbon dioksida yang terbebas keluar tadi.

Apakah yang akan terjadi sekiranya kita terus-terusan memanaskan bahan itu? Adakah saiznya akan lebih mengecil dan akhirnya hilang?

Di peringkat awal, saiznya akan semakin mengecil. Namun, sampai satu ketika, jika kita teruskan pemanasan, kita akan dapati tiada perubahan berlaku kepada saiznya lagi. Ini kerana ia telahpun kehabisan atom karbon untuk membentuk gas karbon dioksida. Maka, yang tetap tinggal di dalamnya ialah calcium oxide. Pemanasan calcium oxide tidak akan membawa perubahan apa-apa (anda akan memahaminya nanti).

Mungkin ada di antara anda semua telahpun menjalankan eksperimen ini. Dan perkara paling nyata di sini ialah, kita sebenarnya tidak dapat melihat sebarang perubahan jelas pada serbuk calcium carbonate yang dipanaskan, betul tak?!! … anda mungkin tidak dapat melihat saiz calcium carbonate yang mengecil dan suatu gas terbebas daripada calcium carbonate itu, ya tak?!!! Apa yang mungkin anda dapat perhatikan hanyalah perubahan kepada warna lime water, setuju?!!!!! …

Pengecilan saiz calcium carbonate itu tidak dapat dilihat dengan jelas kerana proses pengecilan berlaku dengan sangat perlahan. Kita mungkin memerlukan separuh hari atau seharian untuk memanaskan calcium carbonate sehingga kita dapat melihat perubahan saiznya (jika guna Bunsen burner. Tapi takkan la kita nak pakai api welding untuk eksperimen ni kot. Bahaya la pulak). Tetapi, perlukah kita menunggu selama itu?

Sebenarnya, dengan memanaskan calcium carbonate dalam masa 7 minit ke atas, gas karbon dioksida sudah mula keluar darinya sedikit demi sedikit dan ianya cukup untuk menukarkan warna lime water. Lagipun, tujuan sebenar eksperimen ini adalah untuk mengetahui perubahan yang berlaku ke atas metal carbonate apabila ianya dipanaskan. Bukannya nak pastikan perubahan itu berlaku sehingga benar-benar selesai.

Seperti yang anda telah pelajari sejak sekolah rendah lagi (atau jika anda dah tak ingat, sekurang-kurangnya semasa di tingkatan 1 Chapter 5 – Air around us), gas karbon dioksida adalah suatu gas yang tidak berwarna, tiada bau dan tiada rasa (colorless, tasteless, and odorless). Oleh itu, apabila ia dibebaskan dalam eksperimen ini, anda pasti tidak menyedarinya. Kerana itulah, dalam Gambarajah 1, pemanasan metal carbonate dilakukan dengan menggunakan rubber stopper and glass tube untuk mengarahkan gas karbon dioksida itu masuk ke dalam lime water. Dengan itu, dapatlah kita mengesahkan pembebasan gas ini seperti dalam Equation 1 yang telah ditunjukkan sebelum ini.

Wah!!... panjangnyer penerangan cikgu nih! Hheh … jangan risau. Tujuan penerangan di atas sekadar untuk memahamkan anda sahaja. Bila dah jelas dalam minda anda semua, seterusnya, cukuplah sekadar anda ingat beberapa kata kunci seperti di bawah:

  1. metal carbonate akan terurai (breaks down) apabila dipanaskan lalu menghasilkan metal oxide dan membebaskan carbon dioxide

  2. word equation: metal carbonate -> metal oxide + carbon dioxide

  3. lime water digunakan untuk mengesan gas karbon dioksida yang terbebas
    Jika ada karbon dioksida, lime water turns cloudy

Satu lagi yang anda perlu ingat adalah, apa yang perlu anda lakukan sekiranya soalan peperiksaan tidak menggunakan perkataan “metal carbonate”, tetapi memberi contoh seperti calcium carbonate, magnesium carbonate or copper carbonate.

Ingat! Oleh kerana semua contoh itu adalah sejenis metal carbonate, hasilnya tetap sama! (sama dari segi alatan eksperimennya, penggunaan lime water, observation pada lime water). Perbezaan hanyalah pada jenis “metal oxide” yang terhasil sahaja (oleh itu, warna akhir serbuk yang terhasil, mungkin tak sama dengan hasil pemanasan calcium carbonate).

Di bawah ini, saya berikan word equation dan perubahan warna beberapa metal compound yang mungkin digunakan.


1. Pemanasan calcium carbonate:

Word equation: calcium carbonate -> calcium oxide + carbon dioxide

Color: white -> white (tiada perubahan warna kerana kedua-dua calcium carbonate and calcium oxide berwarna putih)


2. Pemanasan magnesium carbonate:

Word equation: magnesium carbonate -> magnesium oxide + carbon dioxide

Color: white -> white (sama seperti kes calcium carbonate di mana kedua-dua magnesium carbonate and magnesium oxide berwarna putih)


3. Pemanasan copper carbonate:

Word equation: copper carbonate -> copper oxide + carbon dioxide

Color: bluish green -> black (buish green for copper carbonate and black for copper oxide)



Anda tidak perlu mengingat perubahan warna yang berlaku (bukan tahap PMR). Apa yang perlu anda tahu hanyalah cara menulis word equation sahaja. Cuba selesaikan latihan di bawah:



Iklan sebentarrr …



Berikut adalah jawapan bagi latihan di atas.



Seperkara lagi, eksperimen ini tidak semestinya menggunakan lime water sahaja. Oleh kerana, carbon dioxide bersifat asid, kita boleh gunakan larutan penguji asid-alkali seperti bicarbonate indicator solution atau universal indicator solution. Berikut adalah observation yang akan diperoleh jika menggunakan larutan-larutan tersebut:

  • Bicarbonate indicator (atau nama lain: hydrogen carbonate indicator)
    Jika ada carbon dioxide, warna merah akan bertukar menjadi kuning (red turns to yellow, if carbon dioxide is present)
    Jika tiada carbon dioxide, warna merah akan kekal


  • Universal indicator
    Jika ada carbon dioxide, warna hijaunya akan berubah menjadi kuning (green turns to yellow)
    Jika tiada, warna kekal hijau pekat

Selain daripada menggunakan larutan penunjuk, kita juga boleh gunakan burning splinter. Ini kerana salah satu sifat carbon dioxide ialah memadamkan nyalaan api (tidak membantu pembakaran) – (extinguishes burning splinter).

Rasanya, cukup sekadar ini dahulu. Saya akan menyambung berkenaan metal oxide and metal sulphide dalam Part 3 pula. Bye …