BAHAN BUATAN DALAM INDUSTRI

MENILAI KEGUNAAN POLIMER SINTETIK

• MAKSUD POLIMER
• Molekul berantai panang yang terbina daripada banyak ulangan unit kecil yang dinamakan monomer.Monomer bersambung melalui ikatan kovalen menjadi satu rantai yang panang dan proses ini dinamakan pempolimeran.

                

• CONTOH POLIMER SEMULAJADI
• Polimer semulajadi ialah polimer yang wujud secara semulajadi
• Polimer ini biasanya dihasilkan oleh organisa hidUP
• Contoh polimer semulajadi dan monomernya.    

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

                                    
• CONTOH POLIMER SINTETIK DAN KEGUNAANNYA  SERTA MONEMER
  
               
                                                                 

• KEPENTINGAN KEGUNAAN POLIMER SINTETIK DALAM KEHIDUPAN HARIAN
  .
• Walaupun polimer sintetik telah dikenalpasti sebagai bahan pencemar ia memainkan peranan yang penting dalam kehidupan manusia. Ia merupakan satu pilihan dalam pembuatan bahan yang tahan lama dan dengan ini sangat murah. Ciri-ciri istimewanya seperti ringan telah menyebabkan terciptanya alat-alat seperti baldi, pasu bunga dan kerusi yang mesra pengguna.
  
  Oleh kerana negara kita menghasilkan bahan petroleum maka industri petrokimia telah menyumbangkan kepada pendapatan negara. Industri hiliran yang berasasaskan polimer sintetik penting dan telah dikenalpasti sebagai penyumbang kepada ekspot negara.

NANOTEKNOLOGI

• MAKSUD NANOTEKNOLOGI
• Nanoteknologi adalah sebuah cabang ilmu yang berfokus pada materi-materi pada ukuran antara 1 hingga 100 nanometer (1 nm = 10 ^-9 meter ). Pada dasarnya, nanoteknologi ialah peluasan sains-sains yang sedia ada ke skala nano. Pada dasarnya, nanoteknologi adalah perluasan ilmu-ilmu yang ada ke skala nano.
• CONTOH-CONTOH NANOTEKNOLOGI
  1. Perubatan
  • Gen rosak diganti dengan gen normal.
  • Gen normal dimasukkan ke dalam nukleus sel rosak dengan partikel nano.
  • Proses regeneratif mula ambil tempat.
  • Gen rosak dibaiki dan gen normal dijana.
  • Banyak penyakit disebabkan faktor genetik dapat dielakkan.
  • Misalnya sakit jiwa, kanser dan jantung.
   2. Farmasi
  • Partikel nano seperti tiub karbon nano (CNT) dalam rawatan onkologi kemoterapi
  • CNT bawa ubat anti kanser dalam saiz yang halus.
  • Ubat halus itu terus disampaikan ke bahagian sel-sel kanser sahaja.
  • Ubat bunuh sel kanser tanpa jejaskan sel normal lain.
  • Ini dapat merawat penyakit dangan berkesan.
  • Kesan sampingan juga dapat dikurangkan.
   3. Penting dalam teknologi maklumat.
  • Nanoteknologi diguna untuk mencipta cip kamputer dan peranti elektronik lain bersaiz nano.
  • Cip dan peranti papan litar ini mengawal proses dan operasi komputer atau alat elektronik.
  • PC atau alat elektronik bersaiz kecil dan berkuasa tinggi terhasil.
  • Komputer dapat beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi, dengan dimensi yang linear, kebolehharapan yang tinggi dan perlepasan haba yang rendah.
  • Memorinya juga ditingkatkan.
  • Maka proses pemprosesan data lebih cepat dan lancar.
   4. Penyelidikan saintifik
  • Nanoteknologi diguna untuk hasilkan mikroskop generasi 4 iaitu Mikroskop Prob Imbasan (SPM)
  • Alat ini mempunyai resolusi tinggi untuk lihat spesimen kajian bersaiz nano.
  • Ini meningkatkan pemahaman saintis terhadap subjek eksperimental.
  • Dengan bekerja pada saiz yang paling terkecil, teknologi nano akan membenarkan pengecilan dan prestasi yang tertinggi.
  • Dengan bermula dengan molekul, dan pemprosesan dengan mesin yang berfrekuensi tinggi dan produktif, ia akan menjadikan produk lebih murah.
   5. Pertanian
  • Partikel nano bersaiz 5 nm lebih kecil daripada virus tanaman
  • Meresap masuk ke dalam bahagian asid amino virus
  • Proses peresapan dibantu oleh sejenis virus pathogen
  • Partikel nano memberi info setiap reaksi kimia dan fizik sel dalam virus
• PERKEMBANGAN  NANOTEKNOLOGI DALAM ERA INI
  
    Nanoteknolgi adalah teknologi masa depan. Diperkirakan dalm 5 tahun depan seluruh  aspek kehidupan manusia akan menggunakan produk-produk yang menggunakan teknologi nano yang diaplikasikan dalam bidang:
  
  
  Perubatan
  Molekul dalam skala nano yang bersifatkan mulit-fungsi untuk merawat kanser dan menghapuskan sel yang tidak diperlukan.
  
  
  Farmasi
  Sebahagian besar ubat-ubatan dan kosmetik yang diedarkan dipasaran kerana memilik zat aktif, seperti memiliki kelarutan yang rendah, menghapuskan lemak sehinggga larut dan mudah dicerna atau dihadam.
  
  
  Kosmetik
  Nanoteknologi dalam bidang kosmetik dan ubat-ubatan mampu menciptakan bahan kosmetik dan ubat-ubatan dengan lebih berkesan atau lebih baik.
  
  
  Tekstill
  Dengan nanopartikal tekstill dan pakaian akan menjadi mudah dibersihkan dan dengan penambahan silver pada kaki akan membuatnya mempunyai pengaruh pada pengurangan bau kaki.
  
  
  Produk Perawatan
  TiO3 dan SiO2 digunakan sebagai UV cut sementara apatite digunakan pada pasta gigi.
  
  
  Olahraga
  Nanopartikal digunakan untuk membuat peralatan olahraga menjadi lebih kuat, lebih baik dan kualiti yang sangat tinggi. Contohnya pada raket tennis yang menggunakan karbon.
  
  
  Perbaiki Rumah
  Cat rumah yang menggunakan teknologi nano yang memberi efek membersih dengan sendiri.
  
  
  Produk Rumah
  Digunakan pada siramik mempunyai pelbagai lapisan dan mempunyai keselesaan yang tersendiri.

MENILAI KEGUNAAN BAHAN KOMPOSIT

• MAKSUD BAHAN KOMPOSIT
• Bahan baharu yang dihasilkan daripada campuran dua atau lebih bahan seperti logam,aloi,kaca,seramik,dan polimer.Bahan yang terhasil ini mempunyai sifat gabungan bahan asalnya.Pada umumnya,bahan komposit mempunyai sifat yang lebih baik daripada bahan asalnya.
• CONTOH BAHAN KOMPOSIT DAN KOMPONENNYA
  
         
• KEPENTINGAN KEGUNAAN BAHAN KOMPOSIT
• Pentingnya memerlukan bahan-bahan komposit adalah kerana sifat versatile mereka yang membolehkan mereka digunakan dalam banyak bidang. Sebab-sebab lain adalah ringan, ia juga dapat menghalang rintangan hakisan dan ketahanannya yang kuat membolehkan ia digunakan dimana mana. Kini, bahan komposit banyak digunakan dalam bidang kejuruteraan secara meluas seperti penerbangan, kereta dan robotika. Hasil paling maju digunakan di kapal angkasa lepas dalam persekitaran membebankan. Komposit mempunyai fungsi yang sangat banyak pada kehidupan seharian. Baik pada kepentingan rumah tangga hingga kepentingan industri yang besar. Dari pembelajaran tentang komposit ini, paada bidang industri komposit dapat dihasilkan dengan proses dan bahan yang lebih tepat sehingga mempunyai nilai kekuatan serta nilai jual yang lebih baik. 

MENGAPLIKASI KEGUNAAN KACA DAN SERAMIK

• Kaca
• Definisi kaca
   Kaca merupakan bahan pejal sekata, biasanya terbentuk apabila bahan cair tidak berkristal disejukkan dengan cepat, dengan itu tidak memberikan cukup masa untuk jaringan kekisi kristal biasa terbentuk. Ia bersifat lutsinar, kuat, tahan hakis, lengai, dan secara biologinya merupakan bahan yang tidak aktif lalu boleh dibentuk menjadi permukaan yang tahan dan licin.
   
• Jenis kaca,kegunaan kaca dan sifatnya
        
  
• SERAMIK
• Definisi seramik
   Perkataan seramik diambil dari perkataan bahasa Inggeris ( ceramic ) berasal dari Yunani, dan secara harafiahnya merujuk kepada kepada semua bentuk tanah liat. Bagaimanapun, penggunaan istilah moden meluaskan penggunaannya untuk merangkumi bahan bukan logam bukan organik. Sehingga tahun 1950an, yang paling penting adalah tanah liat traditional, yang dijadikan barangan tembikar ( pottery ), batu bata, tile, dan seumpamanya, bersama dengan simen dan kaca.
• Sifat seramik
   ►Tidak mudah melebur
   ►Keras dan kuat tetai rapuh
   ►Tiada tindak balas kimia
   ►Penebat haba dan elektrik tang sngat baik
   ►Tahan haba
• Kegunaan seramik
  
        

MEMAHAMI ALOI

• HUBUNGAN SUSUNAN ATOM DALAM LOGAM DENGAN SIFAT KEMULURAN DAN KEBOLEHTEMPAAN LOGAM 
• ■ 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.

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

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

• TUJUAN PENGALOIAN    
•   ■ Menambah kekerasan logam
     ►Aluminium ditambah dengan magnesium dalam komsisi yang      sesuai untuk menghasilkan aloi yang bersifat keras          dengan ringan.
    ■ Mencegah hakisan
     ►Kromium dan nikel ditambah ke dalam besi dengan            kuantiti yang kecil untuk menghasilkan keluli nirkarat      yang tahan karat.
    ■ Membaiki rupa bentuk logam
     ►Kuprum ditambah dalam zink daam amaun yang kecil,aloi      loyang yang mempunyai permukaan yang berkilat akan          terhasil.
    
• CONTOH-CONTOH ALOI DAN KOMPOSISI,SERTA KEGUNAANYA
        
  
• HUBUNGAN SUSUNAN ATOM DALAM ALOI DENGAN SIFAT KEKUATAN DAN KEKERASANNYA
  ■ 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.

MENSINTESISKAN PEMBUATAN AMMONIA DAN GARAMNYA

• 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
• bersifat alkali
• Gas tidak berwarna dan berbau sengit
• sangat larut dalam air
• kurang tumpat daripada udara
• terrbakar dalam gas oksigen tetapi tidak boleh dalam udara
• menghasilkan asap putih yang tebal apabila bertidak balas dengan gas hidrogenklorida

• PROSES PEMBUATAN AMMONIA SECARA INDUSTRI
• Proses Haber atau juga dikenali sebagai Proses Haber-Bosch adalah proses untuk menghasilkan ammonia. Proses ini pada mulanya diciptakan oleh seorang ahli kimia yang hebat iaitu Fritz Haber, dan kemudiannya dikomersialkan oleh Carl Bosch. Kedua-dua saintis tersebut menerima Hadiah Nobel atas sumbangan mereka dalam bidang kimia.

                           

• Bahan mentah yang digunakan adalah gas nitrogen dan gas hidrogen. Kedua-dua bahan ini akan dicampurkan pada nisbah 1 : 3. Bermaksud 1 gas nitrogen bersamaan dengan 3 gas hidrogen. 

                    

•   Pada tangki Pemampatan (compressor), campuran tersebut akan dimampatkan pada 200atm. Kemudian dialirkan ke Reaktor. Pada Reaktor, campuran dipanaskan pada 450C dan besi digunakan sebagai mangkin bagi mempercepatkan tindakbalas.

                    N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g)

• Seterusnya campuran mengalir ke kebuk Penyejukan, di mana di sini, gas ammonia hasil daripada tindakbalas tadi akan ditukarkan kepada bentuk cecair. Cecair ammonia yang terhasil akan dikumpulkan. Manakala gas nitrogen dan gas hidrogen yang tidak bertindakbalas akan dikitar semula dan akan memulakan proses tersebut sekali lagi. 

• MENYEDIAKAN BAJA AMMONIUM
• Pembuatan Baja Urea dalam Industri
  ■ Baja urea merupakan baja yang mengandungi peratus nitrogen yang lebih tinggi berbanding dengan baja ammonia.
  ■ Baja urea dapat disediakan dengan memanaskan campuran cecair ammonia dan cecair karbon dioksida pada suhu 200℃ dan tekanan 200 atmosfera.

                   

                              ■Kedua-dua bahan tersebut bertindak balas pada keadaan              suhu dan tekanan yang tinggi untuk membentuk garam                  ammonium karbamat.                                     

           

            ■Garam ini kemudiannya terurai pada tekanan yang lebih              rendah untuk menghasilkan urea dan air

• Penghasilan Baja Garam Ammonia dalam Industri
  ■ Baja ammonia ialah baja bernitrogen yang dapat membekalkan unsur nitrogen kepada haiwan dan tumbuhan untuk pembentukan protein.
  ■ Baja ammonia dapat disediakan mengikut langkah-langkah yang berikut:

  	Langkah 1:	Larutan ammonia + asid → garam ammonium
  	Langkah 2:	Garam ammonium disejatkan untuk mendapatkan larutan tepu garam ammonium
  	Langkah 3:	Larutan tepu garam ammonium disejukkan dan dihablurkan untuk mendapatkan baja ammonia

  ■ Contoh baja ammonia

  	►	Larutan ammonia + asid sulfurik → Ammonia sulfat    (NH4)2 SO4
  	►	Larutan ammonia + asid nitrik → Ammonia nitrat     NH4NO3
  	►	Larutan ammonia + asid fosforik → Ammonia fosfat    (NH4)3PO4

MEMAHAMI PEMBUATAN ASID SULFURIK

• KEGUNAAN ASID SULFURIK 
• Penghasilan sabun/detergen
• Penghasilan baja
• Sebagai elektrolit (dalam akumulator)
• Membuat pigmen putih bagi cat
• Pembuatan getian sintetik
• Menggelapkan warna pada kulit
• PROSES PEMBUATAN ASID SULFURIK SECARA INDUSTRI
• Proses Sentuh
  Proses Sentuh adalah bertujuan untuk menghasilkan asid sulfurik.
  
• Bahan mentah yang diperlukan
  Sulfur dalam bentuk cecair, udara dan air.
  
          
  
       
  
• Proses Penyediaan
  1. Sulfur dalam bentuk cecair dibakar dalam udara untuk menghasilkan sulfur dioksida.
        S + O₂   ------>   SO₂
  
  2. Sulfur dioksida dicampur dengan oksigen untuk menghasilkan sulfur trioksida.                                2SO₂ + O₂  ------->   2SO₃
  
  
  _Suhu: 400C - 450C
  Tekanan: 1 atmosfera
  Mangkin: Vanadium(V) Oksida V2O5
  
  3.  Sulfur trioksida dilarutkan dalam asid sulfurik pekat untuk membentuk oleum.
         H₂SO₄ + SO₃ ------->   H₂S₂O₇
  
  4. Oleum ditambahkan dengan air untuk menghasilkan asid sulfurik.
         H₂S₂O₇ + H₂O ------>   2H₂SO₄
•  _{Oleum dihasilkan sebagai hasil perantaraan kerana melarutkan sulfur trioksida secara terus ke dalam air adalah amat berbahaya kerana proses ini akan membebaskab banyak haba. (walaupun asid sulfurik boleh dihasilkan sebegitu).}
•  _{Tindak balas penghasilan sulfur trioksida daripada sulfur dioksida adalah satu tindak balas berbalik. Maka suhu, tekanan, mangkin dan nisbah bahan tindak balas adalah amat penting demi memaksimumkan kuantiti sulfur trioksida yang terhasil.}
• KESAN TERHADAP PENCEMARAN ALAM SEKITAR
• Bahan api seperti petrol dan diesel mengandungi sulfur.
• Apabila bahan api dibakar,sulfur akan dioksida kepada sulfur dioksida,SO_{2 seperti yang ditunjukkan dalam persaman dibawah:}

                     S + O_{2 ------->} SO₂

• _{SO2 yang terbebas di udara boleh menyebabkan alam sekitar.}SO_{2boleh menyebabkan kita menghidapi batuk,sakit dada,sesak nafas dan penyakit paru-paru jika terhidu gas ini.}
• _{SO2 melarut dalam air untuk membentuk asid.Oleh itu apabila dioksidakan sulfur larut dalam air hujan,asid sulfurus dan asid sulfurik akan dihasilkan dan menakibatkan hujan asid.}
• Air hujan biasanya mempunyai nilai pH 5.4.Hujan asid berlaku apabila nilai pH air hujan berada antara 2.4 dangan 5.0.

               2SO_2(g)+ O_2(g)+2H₂O(ce)----> 2H₂SO_4(ak)

• Hujan asid menyebabkan bangunan,pokok dan hidupan air akan mati.
• Kejadian hujan asid dapat dikurangkan dengan mengurangkan gas beracun seperti SO₂ ang terbebas ke atmosfera.Sulfur dioksida boleh bertindak balasa dengan magenesium untuk menghalang sulfur dioksida terbebas ke atmosfera.     

                        SO_{2 + Mg -------> Mg}SO₃