1.Aloi, Baja & Bahan Buatan Industri
- Aloi ialah campuran logam (atau logam dengan bukan logam) untuk meningkatkan sifat seperti kekuatan dan ketahanan kakisan (contoh: keluli tahan karat = besi + kromium + nikel).
- Baja kimia membekalkan nutrien penting (nitrogen, fosforus, kalium) untuk pertumbuhan tumbuhan.
Bahan buatan industri lain termasuk kaca, seramik dan simen — dihasilkan melalui proses kimia khusus untuk kegunaan pembinaan dan harian.
2.Aloi & Kaca: Komposisi, Sifat dan Kegunaan
Aloi ialah campuran dua atau lebih unsur dengan logam sebagai komponen utama, yang dihasilkan untuk memperbaiki sifat logam tulen seperti kekerasan, kekuatan, ketahanan terhadap kakisan dan rupa.
- Logam tulen lembut — atom-atomnya bersaiz sama dan tersusun rapat dalam lapisan yang teratur, jadi lapisan atom mudah menggelongsor apabila daya dikenakan.
- Aloi lebih keras — atom asing yang saiznya berbeza mengganggu susunan teratur itu, maka lapisan atom sukar menggelongsor.
- Gangsa (kuprum + stanum) — keras dan tahan kakisan; untuk pingat, tugu dan loceng.
- Loyang (kuprum + zink) — untuk alat muzik dan tombol pintu.
- Keluli (besi + karbon) — kuat; untuk struktur bangunan dan jambatan.
- Duralumin (aluminium + kuprum + magnesium + mangan) — ringan dan kuat; untuk badan kapal terbang.
Kaca terutamanya terdiri daripada silika (SiO₂). Jenisnya berbeza mengikut bahan lain yang ditambah:
- Kaca soda kapur — silika dengan natrium karbonat dan kalsium karbonat; murah dan mudah dibentuk tetapi mudah retak jika suhu berubah mendadak. Digunakan untuk botol dan cermin tingkap.
- Kaca borosilikat — mengandungi boron oksida; tahan perubahan suhu, sesuai untuk radas makmal dan peralatan memasak.
- Kaca silika terlakur — hampir silika tulen; takat lebur sangat tinggi dan tahan haba.
- Kaca plumbum — mengandungi plumbum(II) oksida; indeks biasan tinggi dan berkilau, digunakan untuk barang hiasan kristal.
3.Contoh & Kesilapan Lazim: Aloi, Seramik & Komposit
- Aloi ialah campuran, bukan sebatian — unsur-unsurnya tidak bergabung secara kimia dalam nisbah tetap.
- Lukis susunan atom — dalam jawapan aloi, lukis atom logam tulen sebagai bulatan sama saiz dan atom asing sebagai bulatan berbeza saiz yang mengganggu lapisan.
- Seramik diperbuat daripada bahan bukan organik seperti tanah liat yang dipanaskan pada suhu tinggi; ia keras, tahan haba dan penebat elektrik, tetapi rapuh.
- Bahan komposit terdiri daripada dua atau lebih bahan berbeza, iaitu bahan matriks dan bahan pengukuhan, yang digabungkan untuk menghasilkan sifat yang lebih baik. Contohnya konkrit bertetulang (konkrit dan keluli), gentian kaca (kaca dan plastik) dan kaca fotokromik (kaca dan argentum klorida).
Contoh 1Terangkan mengapa gangsa lebih keras daripada kuprum tulen.Lihat jalan kerjaTutup
Dalam kuprum tulen, atom-atom kuprum bersaiz sama dan tersusun rapat dalam lapisan yang teratur. Apabila daya dikenakan, lapisan atom mudah menggelongsor antara satu sama lain, jadi kuprum lembut dan mudah dibentuk. Dalam gangsa, atom stanum yang saiznya berbeza daripada atom kuprum berada di antara atom-atom kuprum dan mengganggu susunan teratur itu. Lapisan atom menjadi sukar menggelongsor apabila daya dikenakan, maka gangsa lebih keras.
Contoh 2Dalam satu eksperimen, sebiji bebola keluli dilekatkan pada blok logam dan pemberat 1 kg dijatuhkan ke atasnya dari ketinggian 50 cm. Purata diameter lekuk pada blok kuprum ialah 3.0 mm dan pada blok loyang ialah 2.0 mm. Nyatakan pemboleh ubah dimanipulasikan, bergerak balas dan dimalarkan, serta kesimpulan eksperimen.Lihat jalan kerjaTutup
Pemboleh ubah dimanipulasikan: jenis bahan (kuprum atau loyang). Pemboleh ubah bergerak balas: diameter lekuk. Pemboleh ubah dimalarkan: jisim pemberat, ketinggian jatuhan dan saiz bebola keluli. Lekuk pada blok loyang lebih kecil, menunjukkan loyang lebih keras. Kesimpulan: loyang (aloi) lebih keras daripada kuprum (logam tulen).