Chemistry f4

BAB 1 : PENGENALAN KEPADA KIMIA
          KIMIA DAN KEPENTINGANNYA

Manusia yang menggunakan proses kimia sebelum 500 BC untuk mengekstrak logam seperti tembaga (copper) dan besi (iron) untuk membuat perhiasan. Mereka juga mengetahui cara-cara untuk membuat seramik (ceramics) daripada tanah liat (clay). Walau bagaimanapun, mereka tidak dapat menjelaskan proses kimia yang berlaku.

1700 tahun seterusnya, sejarah kimia telah dikuasai oleh pseudo-sains dipanggil 'alchemy' (pseudo ertinya tidak tulen atau palsu).

'Alchemy' berasal dari perkataan Arab, 'al-kimiya' (kimiya = seni yang bertukar-tukar/berubah-ubah).

Ahli kimia di Mesir percaya mereka boleh menukar logam yang murah seperti plumbum menjadi emas. Usaha mereka tidak berjaya, tetapi sepanjang usaha tersebut mereka;

• mendapat penemuan baru bahan-bahan lain seperti merkuri (mercury), antimoni (antimony), sulfur (sulphur) dan fosforus (phosphorus).
• memajukan beberapa teknik manipulasi kimia.
• mempelajari cara-cara untuk menyediakan beberapa asid galian (mineral acids) seperti asid sulfurik (sulphuric), asid hidroklorik (hidrochloric) dan asid nitrik (nitric).

Ilmu kimia moden (modern chemistry) dipelopori seorang lelaki berbangsa Inggeris bernama Robert Boyle. Pada tahun 1661, beliau menulis sebuah buku yang berjudul 'The Sceptical Chymist' yang memperkenalkan konsep moden unsur-unsur kimia (chemical elements).

Unsur (element) adalah bahan yang TIDAK BOLEH dipecahkan (broken down) kepada bahan yang lebih ringkas dengan menggunakan proses kimia.

BAB 1 : PENGENALAN KEPADA KIMIA

              KAEDAH SAINTIFIK

Kimia ialah cabang sains yang amat mementingkan eksperimen sama seperti Biologi dan Fizik yang mana ianya memerlukan kajian saintifik.

Terdapat beberapa garis panduan asas dalam usaha mendekati mana-mana penyelidikan saintifik. Garis panduan ini adalah dikenali sebagai kaedah saintifik (penyiasatan saintifik).

Kaedah saintifik adalah satu pendekatan yang sistematik dalam penyelidikan. Ianya terdiri daripada langkah-langkah berikut:

1. Membuat pemerhatian tentang situasi.
   Penyelidikan saintifik bermula dengan pemerhatian. Sebagai contoh, seorang pelajar mengalami dan memerhatikan keadaan seperti berikut:
   
   Apabila dia menambah 20g gula 100cm³ air panas dan dikacau, semua gula tersebut yang dilarutkan. Walau bagaimanapun, apabila 20g gula ditambah kepada 100cm³ air pada suhu bilik dan dikacau, masih terdapat sebahagian gula tidak larut dalam air. Beliau juga mendapati bahawa jika 20g gula ditambah 200cm³ air pada suhu bilik dan dikacau, semua gula larut di dalamnya, tetapi tidak semua 20g gula akan larut dalam 100cm³ air pada suhu bilik.
2. Mengenal pasti pemboleh ubah.
   Pemboleh-ubah adalah satu faktor yang memberi kesan kepada keputusan eksperimen.Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan gula di dalam air adalah dipanggil pemboleh-ubah. Didapati bahawa suhu dan isipadu air mempengaruhi kelarutan gula di dalam air.
   
   Pemboleh-ubah dikawal adalah faktor yang dimalarkan sepanjang eksperimen.Untuk mengkaji kesan suhu terhadap kelarutan gula di dalam air, isipadu air yang digunakan didalam eksperimen mestilah dimalarkan. Isipadu air tersebut dipanggil pemboleh-ubah dikawal (controlled variable).
   
   Pemboleh-ubah yang bertukar sepanjang eksperimen dijalankan dipanggil pemboleh-ubah dimanipulasi. Satu eksperimen boleh dijalankan dengan memanaskan air kepada suhu 30°C, 40°C, 50°C, 60°C dan 70°C. Jisim gula yang larut pada suhu air yang berbeza kemudiannya disukat. Suhu air tersebut dipanggil pemboleh-ubah dimanipulasi (manipulated variable).
   
   Pemboleh-ubah bertindak balas adalah pemboleh-ubah yang memberi respons kepada perubahan yang disebabkan oleh pemboleh-ubah dimanipulasi. Jumlah gula yang larut dalam air pada suhu yang berbeza dipanggil pemboleh-ubah bertindak balas (responding variable).
   
   Oleh itu,
   Pemboleh-ubah dimanipulasi → Suhu air.
   Pemboleh-ubah bertindak balas → Jumlah gula yang larut dalam air pada suhu yang berbeza.
   Pemboleh-ubah dikawal → Isipadu air.
3. Mencadangkan satu kenyataan masalah.
   Ini adalah soalan yang mengenal pasti masalah yang berkaitan dengan pemerhatian.
   
   'Adakah kebolehlarutan gula meningkat berkadar terus dengan peningkatan suhu air?'
   
   Seterusnya, ini akan membawa kepada pembentukan hipotesis.
4. Membentuk/membuat hipotesis.
   Hipotesis adalah cadangan, idea, teori, atau apa-apa pernyataan lain yang diterima pakai sebagai titik permulaan untuk perbincangan, penyiasatan atau kajian. Sebagai contoh, untuk mengkaji kesan suhu air pada jumlah gula yang larut, hipotesis akan berbentuk seperti berikut;
   
   'Semakin tinggi suhu air, lebih besar jumlah gula yang boleh larut di dalamnya.'
5. Radas dan bahan-bahan.
   Apabila merancang eksperimen, radas yang sesuai dan bahan-bahan yang diperlukan untuk menjalankan eksperimen mestilah dipilih.
6. Penyenaraian prosedur kerja.
   Prosedur adalah senarai langkah-langkah yang perlu diambil untuk menjalankan eksperimen. Adalah lebih baik untuk menyenaraikan langkah-langkah dalam bentuk fakta (point).
7. Menjalankan eksperimen.
   Selepas merancang eksperimen, ahli sains akan menjalankan eksperimen mengikut prosedur.
8. Mengumpul data.
   Kemudian, seseorang ahli sains itu mestilah merekodkan keputusan eksperimen dengan tepat. Beliau juga tidak sepatutnya mengubah keputusan eksperimen dan mesti bersikap jujur.
9. Mentafsir data dan membuat kesimpulan.
   Selepas mengumpul data, seseorang ahli sains akan menganalisis keputusan eksperimen tersebut. Keputusan boleh dipersembahkan atau dibentangkan dalam pelbagai bentuk seperti jadual, graf atau pengiraan. Kemudian, seseorang ahli sains itu perlu kepada membuat satu kesimpulan berdasarkan keputusan eksperimen.
10. Menulis laporan.
    Akhir sekali, seseorang ahli sains itu perlu menulis sebuah laporan tentang hasil serta kerja-kerja yang telah dilakukannya. Ini bagi membolehkan serta memudahkan beliau untuk berkomunikasi dengan ahli-ahli sains yang lain.