Nano Teknologi

Nano teknologi : 
Nanoteknologi (juga dikenali dalam ringkasan sebagai nanotek) merupakan cabang sains yang menumpukan kepada jirim-jirim pada saiz antara 1 hingga 100 nanometer (1 nm = 10⁻⁹ meter). 

Struktur-struktur nano terdiri daripada tiga jenis, berdasarkan bilangan dimensinya:

• satu dimensi: permukaan objek antara 0.1 dan 100 nm;
• dua dimensi: nanotiub yang mempunyai diameter antara 0.1 dan 100 nm;
• tiga dimensi: zarah dengan saiz antara 0.1 dan 100 nm.

Kebaikan Nano Teknologi :
1.Memberi kesan lebih efektif kepada aplikasi dikehendaki
2.Meningkatkan ke tahap kecekapan paling tinggi
3.Memberi impak maksimum kepada teknologi
4.Menjimatkan sumber tenaga bumi yang tidak boleh diperbaharui

Aplikasi Teknologi Nano terdapat dalam bidang :

1. Kesihatan
2. Industri
3. Pemprosesan makanan
4. Pertanian
5. Perubatan

Menilai Kegunaan Bahan Komposit

Bahan komposit : 
Bahan komposit (atau komposit) merupakan bahan yang dibuat melalui gabungan dua atau lebih bahan. 

Contoh bahan komposit:

• Plastik diperkukuhkan dengan kaca atau GRP
• komposit matriks logam
• komposit matriks seramik
• Perisai Chobham (lihat perisai komposit)
• papan lapis 

Kegunaan Bahan Komposit
1.Pembinaan bangunan
2.Jambatan 
3.Struktur seperti badan bot
4.Badan kereta lumba
5.Ruang mandi
6.Tangki simpanan 

 KESIMPULAN : YA

 SEBAB : PENGGUNAAN BAHAN KOMPOSIT DAPAT MEMUDAHKAN SEGALA           
                         PEKERJAAN MANUSIA DALAM MELAKUKAN SESUATU

Mengaplikasikan Kegunaan Kaca dan Seramik

KACA : Kaca adalah material yang dapat di bentuk pada temperatur diatas 2300derajat F atau 1261 derajat C. Untuk menghindari pengristalan harus melewati proses pengristalan secepat mungkin. Komposisi kaca adalah sebagai berikut :

1. Pasir Silika

2. Sodium oksida

3. Kalsium oksida/ kapur

kegunaan kaca : 

1. bahan rumah tangga

2. bahan pembinaan 

3. radas saintifik

4. alatan industri

Jenis-jenis kaca :

Kaca bening (clear glass)

Kaca cermin (mirror glass)

Kaca es (frosted glass)

Kaca warna (tinted glass)

Kaca tempered dan kaca laminas

Sifat-sifat kaca :

1). Berwujud padat,

2). Kaca merupakan bahan kuat dan tembus pandang. 

3). Tahan panas,

4). Mudah dibentuk jika dipanaskan,

5). Tidak menyerap air,

6). Bersifat isolator.

SERAMIK : 

Bahan buatan yang dibuat daripada silica,aluminat dan 

feldspar

Sifat- sifat fizik bahan seramik adalah:

1.sangat keras dan kuat tetapi rapuh

2.tahan tindakan kimia dan susah terkakis pada suhu tinggi

3.dapat menahan suhu yang amat tinggi tanpa lebur

4.kekonduksiaan elektrik dan haba yang lemah pada      

   keaadaan bilik

KEGUNAAN SERAMIK :

1. Pasu, barang perhiasan dan kraftangan

2. Aksesori hiasan dalaman dan kecenderahati dalam 
    pelbagai majlis

3. Penebat haba

4. cip mikro

5. bidang perubatan dan pendidikan

CONTOH PRODUK SERAMIK : 

Menilai Kegunaan Polimer Sintetik

•  Polimer ialah rangkaian atom yang panjang dan berulang-ulang dan dihasilkan daripada sambungan beberapa molekul lain yang dinamakan monomer.

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

Contoh-contoh polimer semula jadi dan monomernya

1. Polimer sintetik (synthetic polymer). 
   Polimer buatan manusia. Polimer sintetik yang lazim digunakan adalah seperti plastik dan getah sintetik.
   
   polimer sintetik boleh diklasifikasikan dalam tiga kumpulan utama : thermoplastik, thermoset dan elastomer.
   
   Polimer buatan manusia digunakan dalam banyak bidang; di antaranya industri pembungkusan, filem, gentian, kerja tiub dan paip dan lain-lain.
   
   
   

   Industrian penjagaan badan menggunakan polimer untuk menolong membentuk yang mempunyai tekstur, kuasa pengikatan dan kekuatan menyimpan kelembapan yang diingini (seperti dalam gel rambut).

   ·        Polimer sintetik merupakan jenis polimer yang dihasilkan melalui sintesis kimia, produksi umumnya dilakukan dalam skala besar untuk kepentingan hidup manusia.

   

   gel rambut

   ·        Bentuk polimer sintetik yang dihasilkan dapat berupa plastik dan serat buatan. Plastik merupakan polimer yang memiliki sifat mencair atau mudah mengalir jika dipanaskan, sehingga mudah dibentuk atau dicetak.

   ·        Beberapa produk dari plastik misalnya, mainan anak-anak, selain itu, berbentuk lembaran seperti pembungkus makanan atau bahan dan berupa cairan pelapis cat kereta.

   

   mainan kanak-kanak

   

   pembungkus makanan

   ·        Polimer sintetik lainnya adalah polimer termoset, polimer ini dapat dilebur pada tahap tertentu selanjutnya menjadi keras selamanya, dan tidak dapat dicetak ulang.

   ·        Bakelit adalah contoh yang mudah kita temukan sebagai casing pada peralatan elektronik, tandas, dan lain-lain.

KESIMPULAN : ya

SEBAB : kegunaan polimer sintetik dapat memudahkan segala kerja kehidupan harian kita

Memahami Aloi

Aloi

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

Hubungan antara Sifat-sifat Aloi dengan Susunan Zarahnya

■ Susunan zarah dalam logam tulen.

	►	Saiz atom dalam logam tulen adalah sama dan disusun secara rapat membentuk lapisan-lapisan atom, dan ini menyebabkan logam tulen lembut dan kurang kuat.
	►	Lapisan-lapisan atom ini mudah menggelongsor atas satu sama lain apabila dikenakan daya.

■ Susunan zarah 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.
	►	Sedikit logam lain ditambahkan kepada logam tulen untuk menjadikannya lebih keras dan lebih kuat. Proses pengaloian adalah bertujuan untuk; Menambah kekerasan (rigidity) Mencegah kakisan (prevent corrosion) Membaiki rupa bentuk (improve the appearance) Beberapa contoh aloi ialah keluli (steel), piuter (pewter), gangsa (bronze), duralumin dan loyang (brass). ■ Contoh-contoh aloi dan komposisi, sifat serta kegunaannya. Aloi Komposisi Sifat Kegunaan Keluli Besi 99.9% Karbon 0.5% Keras, kuat Membina rumah, jambatan, mesin, kenderaan dan sebagainya Piuter Timah 97% Antimoni dan kuprum 3% Permukaan yang berkilat, tahan kakisan Membuat barangan perhiasan seperti bingkai gambar Gangsa Kuprum 88% Timah 12% Keras, tidak berkarat Membuat duit syiling, pisau dan sebagainya Loyang Kuprum 75% Zink 25% Kuat, permukaan berkilat, mudah ditempa Membuat kunci, alatan muzik dan sebagainya Duralumin Aluminium 95% Kuprum 3% Magnesium 1% Mangan 1% Ringan, kuat, tahan kakisan Membuat badan kenderaan seperti bas, kapal terbang, kereta api dan sebagainya

Mensintesiskan Pembuatan Ammonia dan Garamnya

Ammonia: bahan kimia dengan formula kimia NH₃. Molekul ammonia mempunyai bentuk segi tiga.

Kegunaan Ammonia :

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

Sifat-sifat Ammonia : 

• Sangat larut dalam air
• Gas tidak berwarna
• Berbau sengit 
• Bersifat alkali lemah apabila terlarut dalam air, H²0
• Kurang tumpat daripada udara
• Menghasilkan asap putih tebal dengan hidrogen klorida, HCI

      

Penghasilan ammonia dalam industri

■ Penghasilan ammonia

► Ammonia dihasilkan di kilang secara besar-besaran melalui proses Haber dengan menggunakan nitrogen dan hidrogen.

■ Animasi dibawah menunjukkan penghasilan ammonia melalui proses Haber

Penyediaan Baja Ammonium Sulfat

Tujuan: Menyediakan baja ammonium sulfat 

Bahan:  » Kertas litmus merah » Larutan ammonia 2mol dm-3 » Asid sulfurik cair 1mol dm-3 » Air suling » Kertas turas

Radas: » Bikar 100cm3 » Rod kaca » Tungku kaki tiga » Penunu Bunsen » Kasa dawai » Corong turas » Silinder penyukat » Mangkuk penyejat

Prosedur:

►

1. 25cm3 asid sulfurik disukat dengan silinder penyukat. Asid ini dituang ke dalam bikar 100cm3. 2. Larutan ammonia dititis setitik demi setitik ke dalam bikar itu sementara larutan dikacau dengan rod kaca. 3. Larutan yang terhasil diuji dengan kertas litmus merah dari semasa ke semasa. Penitisan larutan ammonia dihentikan sekiranya kertas litmus bertukar kepada biru (atau semasa larutan mengeluarkan bau ammonia). 4. Kemudian, larutan dituang ke dalam mangkuk penyejat. 5. Larutan dididihkan sehingga tepu. 6. Larutan tepu disejukkan pada suhu bilik. Hablur-hablur putih ammonium sulfat akan terbentuk. 7. Hablur-hablur garam itu dituras dan dibilas dengan air suling yang sejuk. 8. Hablur-hablur yang terbentuk dikeringkan dengan kertas turas.

Analisis:

	►	Larutan ammonia adalah berlebihan ketika kertas litmus merah mula bertukar warna.
	►	Larutan tepu perlu disejukkan pada suhu bilik supaya penghabluran dapat berlaku.
	►	Hablur-hablur garam dibilas dengan sedikit air suling yang sejuk untuk menyingkirkan bendasing seperti larutan ammonia.

Kesimpulan:

►

Baja ammonium sulfat dapat disediakan melalui tindak balas antara larutan ammonia dengan asid sulfurik cair, dan kemudiannya melalui penghabluran.

Memahami Pembuatan Asid Sulfurik

Kegunaan asid sulfurik:

       1.   Penghasilan baja (fertilisers)

       a) Kalsium fosfat, Ca₃(PO₄)₂, dari sumber tanah tidak mudah larut dalam air. Sifat ini            menyebabkannya tidak dapat diserap oleh akar tumbuh-tumbuhan. Kalsium fosfat                (calcium phosphate) dicampurkan dengan asid sulfurik untuk membentuk baja                      superfosfat, Ca(H₂PO₄)₂.H₂O. Superfosfat sangat larut dalam air dan senang diserap            oleh tumbuhan.  

        b) Ammonium sulfat dan kalium sulfat. 

     Baja ammonium sulfat (ammonium sulfate) dihasilkan melalui tindak balas peneutralan        antara larutan ammonia dengan asid sulfurik. Persamaan kimia bagi tindak balas:

1. H₂SO₄(ak) + 2NH₃(ak) → (NH₄)₂SO₄(ak) 
   Baja kalium sulfat (potassium sulfate) dihasilkan melalui tindak balas peneutralan antara larutan kalium hidroksida dengan asid sulfurik. Persamaan kimia bagi tindak balas: 
   H₂SO₄(ak) + 2KOH(ak) → K₂SO₄(ak) + 2H₂O(ce)

   
   
2. Penghasilan serbuk pencuci / detergen(detergent). Alkana (alkanes) yang berantai panjang mula-mula bertindak balas dengan asid sulfurik pekat untuk membentuk asid sulfonik (sulfonic acid) yang seterusnya dineutralkan oleh natrium hidroksida (sodium hydroxide) untuk menghasilkan detergen.
3. Sebagai elektrolit (electrolyte) dalam akumulator asid plumbum dan dalam pembuatan polimer, bahan plastik, serta pestisid (pesticides).
4. Membuat pigmen putih bagi cat (white pigment of paint). Asid sulfurik yang bercampur dengan titanium dioksida tulen digunakan untuk membuat pigmen putih bagi cat.
5. Penghasilan sutera tiruan / gentian tiruan(artificial fibres). Sutera/gentian tiruan terbentuk hasil daripada tindakan asid sulfurrik ke atas selulosa. Sutera/gentian tiruan digunakan sebagai pengganti kapas asli dalam pembuatan kain, karpet, dan paip bomba.

Proses Pembuatan Asid Sulfurik Secara Industri

Proses Sentuh (contact process) terdiri daripadatiga peringkat.                                                 

Peringkat I: Penghasilan sulfur dioksida

Pembakaran serbuk sulfur dalam udara (gas oksigen) untuk menghasilkan gas sulfur dioksida.

Peringkat II: Penghasilan sulfur trioksida

Gas sulfur dioksida yang terhasil ditulenkan untuk menyingkirkan arsenik yang meracuni mangkin dalam tindak balas. Gas sulfur dioksida kemudiannya dipanaskan bersama-sama gas oksigen kering yang berlebihan. Pada suhu 450 °C – 500 °C dan tekanan 1 atmosfera, tindak balas berlaku dengan kehadiran mangkin vanadium (V) oksida, V₂O₅, untuk menghasilkan sulfur trioksida. Persamaan kimia bagi tindak balas yang berlaku adalah:

Dibawah keadaan tindak balas yang optimum ini, 98% sulfur trioksida dihasilkan. Sulfur dioksida yang tidak ditukarkan kepada sulfur trioksida dialir semula ke menara untuk bertindak balas.

Peringkat III: Penghasilan asid sulfurik

Sulfur trioksida yang terhasil dialir melalui asid sulfurik pekat untuk membentuk oleum, H₂S₂O₇. Pencairan oleum dengan air menghasilkan asid sulfurik, H₂SO₄. Persamaan kimia bagi tindak balas yang berlaku adalah:

L

Platinum dan vanadium (V) oksida bertindak sebagai mangkin dalam Proses Sentuh. Vanadium (V) oksida lebih biasa digunakan daripada platinum walaupun vanadium (V) oksida kurang berkesan. Ini disebabkan vanadium (V) oksida lebih murah dan tidak mengalami keracunan arsenik.