Chemistry Form 5 Chapter 2 BAB 2 SEBATIAN KARBON 2 ...daripada unsur karbon dan hidrogen sahaja Sebatian tak organik Alkana Bukan hidrokarbon Acid karboksilik Alkena Ester Chemistry

Chemistry Form 5 Chapter 2

Lky cikgu 1

BAB 2 SEBATIAN KARBON 2.1 SEBATIAN KARBON & SIRI HOMOLOG 2. Formula am & kumpulan berfungsi Siri homolog Formula am Kumpulan berfungsi Berakhir: Alkana CnH2n+2 -ana Alkena CnH2n C=C ikatan ganda dua -ena Alkohol CnH2n+1OH -OH kumpulan hidroksil -anol Asid Karboksilik CnH2n+1COOH -COOH kumpulan karbosil asid -anoik Ester -COO- kumpulan karboksilat -il -anoat Bilangan Carbon

Nama awalan

Kaedah mnemonik

1 Met- Kaedah mnemonic: 2 Et-

3 Prop- 4 But- 5 Pent- 6 Heks- 7 Hept- 8 Okt- 9 Non- 10 Dek-

Sebatian karbon – sebatian yang mengandungi unsur karbon

Sebatian organik

hidrokarbon – sebatian organik yang terdiri daripada unsur karbon dan hidrogen sahaja

Sebatian tak organik

Alkana

Bukan hidrokarbon

Alkohol Acid karboksilik

Ester Alkena


Lky cikgu 2

2.2 Formula molekul & formula struktur untuk Alkana, Alkena, Alkohol dan Acid karbosilik Formula molekul & formula struktur Alkana Formula struktur ialah formula kimia yang menunjukkan cara atom-atom diikat melalui ikatan kovalen antara satu sama lain dalam satu molekul bahan itu. Formula molekul ialah formula kimia yang menunjukkan bilangan sebenar atom-atom setiap jenis unsur dalam satu molekul bahan. 1. Formula am CnH2n+2 , n = 1, 2, 3 …… 2. Alkana berakhir dengan –ana

c Nama Formula molekul Formula struktur

1

3

Formula molekul & formula struktur Alkena 1. Formula am: CnH2n , n = 2, 3 …… 2. Kumpulan berfungsi: C=C ikatan ganda dua (ikatan dubel) 3. Alkena berakhir dengan –ena

c Nama Formula molekul Formula struktur 2

4


Lky cikgu 3

Formula molekul & formula struktur Alkohol 1. Formula am: CnH2n+1OH, n = 1, 2, 3 …… 2. Kumpulan berfungsi: –OH 3. Alkohol berakhir dengan –anol

c Nama Formula molekul Formula struktur 2

3

Formula molekul & formula struktur Acid karbosilik 1. Formula am: CnH2n+1COOH, n = 0, 1, 2, 3 …… 2. Kumpulan berfungsi: –COOH 3. Asid karbosilik berakhir dengan asid -anoik

c Nama Formula molekul

Formula struktur

2

3


Lky cikgu 4

2.3 Formula molekul & formula struktur Ester 1. Kumpulan berfungsi: (-COO-) 2. Penamaan

CnH2n+1COOCmH2m+1

asid alkohol -il -anoat

CH3COOCH2CH2CH3 CH3COOC2H5

Acid karbosilik : Alkohol :





Contoh: 1) Jadual di bawah menunjukkan dua jenis sebation organic.

Sebatian organik Formula

Butanol C4H9OH Acid butanoik C3H7COOH

a) i) Namakan siri homolog bagi Butanol. - alkohol ii) Apakah formula am bagi siri homolog sebatian ini - CnH2n+1OH iii) Lukiskan formula struktur bagi Butanol. - iv) Nyatakan kumpulan berfungsi bagi Butanol. - OH (kumpulan hidroksil) b) i) Namakan siri homolog bagi Asid butanoik. - asid karboksilik ii) Apakah formula am bagi siri homolog sebatian ini - CnH2n+1COOH iii) Lukiskan formula struktur bagi Acid butanoik. - iv) Nyatakan kumpulan berfungsi bagi Acid butanoik. - COOH (kumpulan karboksil)


Lky cikgu 5

2) Jadual di bawah menunjukkan dua jenis sebation organic.

Sebatian organik Formula

Butanol C4H9OH Asid propanoik C2H5 COOH

X C4H8 a) i) Apakah nama bagi sebatian X? - butena ii) Namakan siri homolog bagi sebatian X. - alkena iii) Apakah formula am bagi siri homolog sebatian ini? - CnH2n iv) Lukiskan formula struktur bagi sebatian X. - v) Nyatakan kumpulan berfungsi bagi sebatian X. - ikatan dubel (ikatan kovalen ganda dua) b) Butanol bertindak balas dengan Asid propanoik untuk menghasilkan ester. i) Namakan ester yang terbentuk butil propanoat ii) Lukiskan formula struktur ester . - iii) Nyatakan kumpulan berfungsi bagi ester. - -COO- (kumpulan karboksilat) iv) Kalau butanol digantikan dengan ethanol, nyatakan nama ester yang dihasilkan. - etil propanoat


Lky cikgu 6

2.4 Penamaan Isomer alkana, alkena, alcohol dan acid karbosilik 1) Penamaan Isomer alkana

Note: Formula bagi rantai sisi: -CH3 metil -C2H5 etil -C3H7 propil

Kumpulan halogen: Cl- (chloro) Br-(Bromo) F-(fluoro)

2) Penamaan Isomer alkena

3) Penamaan Isomer alkohol


Lky cikgu 7

2.5 Isomer alkana, alkena, alcohol dan acid karbosilik 1) Isomer alkana 1. Isomerisme ialah satu fenomena di mana dua atou lebih molekul mempunyai formula molekul yang sama tetapi formula struktur yang berbeza.

2. Isomers ialah molekul yang menpunyai formula molekul yang sama tetapi formula struktur yang berbeza. Lukiskan semua isomer butana, C4H10 (2 isomer)

Lukiskan semua isomer Pentana, C5H12

Tips: Metana, etana and propane tiada isomer.

Butana, C4H10 (2 isomer) Pentana, C5H12 (3 isomer)

2) Isomer alkena a) Lukiskan semua isomer Butena, C4H8 (3 isomer)

b) Lukiskan semua isomer Pentena , C5H10 (5 isomer)

Tips: Etena and propena tiada isomer

Butena, C4H8 (3 isomer) Pentena, C5H10 (5 isomer)


Lky cikgu 8

3) Isomer alkohol a) Lukiskan semua isomer propanol, C3H7OH (2 isomer)

b) Lukiskan semua isomer Butanol, C4H9OH (4 isomer)

Tips: metanol and etanol tiada isomer.

Propanol, C3H7OH (2 isomer) Butanol, C4H9OH (4 isomer)


Lky cikgu 9

2.6 TINDAK BALAS DALAM SIRI HOMOLOG

a) Alkena → Alkana (Penghidrogenan) - Penambahan hidrogen, H2 - 180 oC, nikel or platinum (mangkin) - etena + hidrogen → etana C2H4 + H2 → C2H6 b) Alkena → Alkohol (Penghidratan) - Penambahan air (wap), H2O - 300 oC, 60 atm , Asid fosforik H3PO4 (Mangkin) - etena + wap → etanol C2H4 + H2O → C2H5OH

c) Alkohol → Alkena (Pendehidratan) - Penyingkiran air, H2O - Etanol → Etane + air C2H5OH → C2H4 + H2O - Agen Pendehidratan: serpihan porselin, aluminium oxide (alumina) - Rajah untuk Pendehidratan


Lky cikgu 10

d) Alkohol → Asid karboksilik (Pengoksidaan) - agen pengoksidaan digunakan

Agen pengoksidaan Perubahan warna apabila alcohol bertukar ke asid karboksilik

Larutan kalium manganat(VII) berasid, KMnO4 Ungu → tidak berwarna Larutan kalium dikromat(VI) berasid, K2Cr2O7 Jingga → hijau

- Etanol + 2[O] → Asid Etanoik + air C2H5OH+ 2[O] → CH3COOH + H2O e) Asid karboksilik + alkohol → ester (Pengesteran) - asid sulfurik pekat dicampurkan titis demi titis, dipanaskan secara refluks

1) C2H5COOH + CH3OH → 2) CH3COOH + CH3OH →

- rajah untuk Pengesteraan (kaedah refluks)


Lky cikgu 11

Contoh: 1) Rajah di bawah menunjukkan tiga tindak balas kimia yang melibatkan butanol. a) Berdasarkan kepada proses I, i) Namakan sebatian X. -butena ii) Namakan proses I -pendehidratan iii) Tuliskan persamaan kimia bagi tindak balas dalam proses I C4H9OH → C4H8 + H2O iv) Lukis susunan radas untuk proses I -

b) Berdasarkan kepada proses II, i) Namakan sebatian Y. - asid butanoik ii) Namakan proses II - pengoksidaan iii) Tuliskan persamaan kimia bagi tindak balas dalam proses II - C4H9OH + 2[O] → C3H7COOH + H2O iv) Apakah perubahan warna untuk Larutan kalium manganat(VII) berasid dalam proses II. - ungu tukar ke tidak berwarna v) Namakan bahan kimia yang boleh menggantikan Larutan kalium manganat(VII) berasid - Larutan kalium dikromat(VI) berasid

Butanol Proses I

Serpihan porselin

Proses II

Larutan kalium manganat(VII) berasid

+ asid sulfurik pekat Proses III

Z

Y X


Lky cikgu 12

c) Berdasarkan kepada proses III, i) Namakan sebatian Z. - Butil butanoik ii) Namakan proses III

- pengesteran iii) Tuliskan persamaan kimia bagi tindak balas dalam proses III

- C3H7COOH + C4H9OH → C3H7COOC4H9 + H2O iv) Nyatakan satu sifat fizik untuk sebatian Z. - berbau wangi v) Apakah fungsi asid sulfuric pekat dalam proses III - sebagai mangkin untuk mempercepatkan tindak balas vi) Proses III diulangi, butanol digantikan dengan propanol. Namakan sebatian ini. - propil butanoik

Butanol

+ asid sulfurik pekat Proses III

Z

Y


Lky cikgu 13

2.7 Pembakaran alkana, alkena dan alkohol Terbakar dengan lengkap (oksigen berlebihan ) Hasil : karbon dioksida dan air Terbakar dengan tak lengkap (oksigen terhad) Hasil: karbon, karbon monoksida, air 1) Pembakaran lengkap: a) etana terbakar dalam oksigen yang berlebihan b) propena terbakar dalam oksigen yang berlebihan c) butanol terbakar dalam oksigen yang berlebihan 2) Pembakaran tak lengkap: a) etana terbakar dalam oksigen yang terhad b) propena terbakar dalam oksigen yang terhad


Lky cikgu 14

2.8 Perbandingan dan Perbezaan antara Alkana dan Alkena 1. Alkana dan alkena mempunyai sifat fizik yang sama (Alkana dan alkena adalah sebatian kovalen) Takat lebur dan takat didih yang rendah Takat lebur dan takat didih bertambah apabila bilangan atom karbon per molekul bertambah Kerana:

- Saiz molekul bertambah - Daya tarikan antara molekul turut bertambah - Lebih banyak tenaga haba diperlukan untuk mengatasi daya tarikan ini.

Tidak mengkonduksikan elektrik Tidak larut dalam air 2. Alkana dan alkena mempunyai struktur yang berbeza Alkana Alkena Jenis hidrokarbon Hidrokarbon tepu Hidrokarbon tak tepu Jenis ikatan Ikatan kovelan tunggal sahaja Ikatan kovalen tunggal dan ikatan kovalen

ganda dua 3. Alkana dan alkena mempunyai sifat kimia yang berbeza Alkana Alkena Jenis tindak balas kimia

Tindak balas penukargantian Tindak balas penambahan

Tindak balas Penukargantian (Alkana) - bertindak balas dengan halogen (Cl2, Br2, I2) - Penghalogenan - cahaya matahari atau sinaran ultraungu diperlukan

Tindak balas penambahan (Alkena) Tindak balas ini berlaku pada ikatan kovalen ganda dua

Contoh: a) etene + hidrogen klorida C2H4 + HCl → b) ethene + hidrogen C2H4 + H2 →

c) ethene + bromin C2H4 + Br2 → d) Pempolimeran etena


Lky cikgu 15

Alkana Alkena Tindak balas dengan air bromine

Tiada perubahan Menyahwarnakan warna perang air bromine

Tindak balas dengan Larutan kalium manganat(VII) berasid

Tiada perubahan Menyahwarnakan warna ungu larutan kalium manganat(VII) berasid

Pembakaran Nyalaan berjelaga Nyalaan sangat berjelaga

Combustion Terangkan kenapa semasa pembakaran, nyalaan heksena (alkena) lebih berjelaga daripada nyalaan heksana (alkana) ? [Jisim atom relatif: C, 12; H,1] nyalaan heksena (alkena) lebih berjelaga daripada nyalaan heksana kerana: Peratus karbon mengikut jisim dalam heksena adalah lebih tinggi daripada heksana.


Lky cikgu 16

2.9 Penyediaan etanol dalam makmal 1. Etanol boleh disediakan melalui dua proses:

a) Penapaian karbohidrat b) Tindak balas penghidratan a) Penapaian karbohidrat 1. Dalam proses penapaian, yis merembeskan enzim zimase yang akan menguraikan glukosa, C6H12O6 kepada etanol dan karbon dioksida. C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

Suhu : Suhu bilik Mangkin : Yis (Enzim zimase) Keadaan lain : Tanpa kehadiran oksigen

2. Proses penyulingan berperingkat digunakan untuk mendapatkan kandungan etanol yang lebih tulen.

2.10 Sifat kimia asid karbosilik 1. Asid etanoik adalah asid lemah. Asid lemah mengion separa dalam air menghasilkan ion H+. CH3COOH 2. Kehadiran ion hidrogen, H+ menyebabkan asid etanoik bersifat seperti asid yang lain. [A] Tindak balas dengan logam (asid + logam → garam + hidrogen)

Asid etanoik + logam zink → zink etanoat + hidrogen [B] Tindak balas dengan karbonat logam (asid + karbonat logam → garam + karbon dioksida + air)

Asid etanoik + kalsium karbonat →kalsium etanoat + karbon dioksida + air [C] Tindak balas dengan bes (asid + bes→ garam + air)

Asid etanoik + larutan natriuim hidroksida → natrium etanoat + air


Lky cikgu 17

2.11 Siri homolog Ciri-ciri siri homolog: a) Setiap ahli dapat diwakili oleh satu formula am yang sama b) Setiap ahli mempunyai sifat kimia yang sama kerana: mempunyai kumpulan berfungsi yang sama c) Setiap ahli boleh disediakan dengan satu kaedah yang sama kerana: mempunyai kumpulan berfungsi yang sama d) Setiap ahli berbeza dengan ahli yang berikutnya dengan –CH2 (Jisim molekul relatif berbeza 14) e) Sifat fizik berubah secara beransur-ansur 2.12 Lemak 1 molekul gliserol + 3 molekul asid lemak → 1 molekul lemak

Ciri-ciri Lemak tepu Lemak tak tepu Jenis asid lemak Tepu Tak tepu

Jenis Ikatan Ikatan tunggal ( C-C )

Ikatan ganda Dua ( C=C )

Takat lebur Tinggi rendah Kandungan Kolesterol Tinggi Rendah /Tiada

Sumber Haiwan tumbuhan Penukaran lemak tak tepu → tepu Tindak balas penghidrogenan - bertindak balas dengan H2 , 180 oC , Nikel(mangkin) - menghasilkan marjerin.


Lky cikgu 18

2.13 Getah 1. Getah asli adalah polimer semula jadi 2. Monomer untuk getah asli ialah Isoprena 3. Getah asli boleh diperolehi daripada pokok getah. Penggumpalan lateks oleh asid 1. Penggumpalan adalah proses dimana lateks membeku (tukar ke pepejal) 2. Apabila ditambahkan asid (asid etanoik), lateks akan menggumpal

kerana:

3. Lateks akan menggumpal juga walaupun asid tidak dimasukkan

Kerana: - bakteria dalam udara akan masuk ke lateks - bakteria ini akan menghasilkan asid - ion hidrogen akan meneutralkan cas negatif pada membran protein zarah getah

4. Apabila ditambahkan Alkali (larutan ammonia), lateks tidak akan menggumpal. Kerana: - ion hidroksida, OH- yang bercas negatif dari alkali akan

meneutralkan ion hidrogen, H+ yang dihasilkan oleh bakteria.


Lky cikgu 19

Pemvulkanan getah 1. Pemvulkanan getah ialah satu proses penambahan sulfur kepada getah untuk menambahkan kekuatan, kekenyalan dan ketahanan getah terhadap haba. 2. Perbandingan antara getah asli dengan getah tervulkan

Getah asli (getah tak tervulkan) Getah tervulkan Lebih lembut Lebih keras dan kuat Kurang kenyal Lebih kenyal

Tidak tahan haba Lebih tahan haba 3. Pemvulkanan boleh dilakukan melalui dua cara: a) getah asli direndamkan dalam larutan disulfur diklorida b) pemanasan getah dengan sulfur 4. Getah tervulkan lebih kenyal daripada getah asli Kerana: - Atom-atom sulfur membentuk rangkai silang sulfur antara molekul-molekul getah - Rangkai silang sulfur menghalang molekul-molekul getah daripada menggelongsor.

5. Eksperimen untuk membandingkan sifat kekenyalan getah tervulkan dan getah tak tervulkan.

Hipotesis: Getah tervulkan lebih kenyal daripada getah tak tervulkan (getah asli) Pemboleh ubah dimanipulasikan: jenis getah (getah tervulkan dan getah tak tervulkan) Pemboleh ubah bergerak balas: Pemanjangan jalur getah Pemboleh ubah dimalarkan: panjang asal getah

Documents

Chemistry Form 5 Chapter 2 BAB 2 SEBATIAN KARBON 2 ...daripada unsur karbon dan hidrogen sahaja Sebatian tak organik Alkana Bukan hidrokarbon Acid karboksilik Alkena Ester Chemistry