9.2 Liquids
Unit ini menerangkan pengewapan (vaporisation) dan tekanan wap (vapour pressure) cecair menggunakan teori kinetik ringkas dan daya antara molekul, serta membandingkan takat didih cecair.
SP 9.2.1Explain vaporisation and vapour pressure of liquids by using simple kinetic theory and intermolecular forces;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan pengewapan dan tekanan wap cecair menggunakan teori kinetik ringkas (taburan tenaga molekul, keseimbangan dinamik dalam bekas tertutup) dan kekuatan daya antara molekul, termasuk kesan suhu.
- IsiPengewapan dan keseimbanganHuraian
Molekul permukaan yang bertenaga cukup tinggi mengatasi daya antara molekul dan terlepas sebagai wap. Dalam bekas tertutup, kadar pengewapan akhirnya sama dengan kadar kondensasi; tekanan wap pada keseimbangan ini ialah tekanan wap tepu.
ContohTitisan air pada dinding botol tertutup menunjukkan wap terkondensasi semula sementara pengewapan terus berlaku.
- IsiFaktor tekanan wapHuraian
Suhu lebih tinggi memberi lebih banyak molekul bertenaga tinggi, maka tekanan wap bertambah. Daya antara molekul lemah memberi tekanan wap tinggi; tekanan wap tidak bergantung pada isi padu cecair.
ContohPropanon (daya dipol-dipol) lebih cepat meruap daripada air (ikatan hidrogen) pada suhu bilik.
Peta alirPengewapan dan tekanan wap dalam bekas tertutup
- Molekul cecair mempunyai taburan tenaga kinetik
- Molekul di permukaan yang bertenaga cukup tinggi mengatasi daya antara molekul lalu terlepas sebagai wap (pengewapan)
- Dalam bekas tertutup, sebahagian molekul wap kembali ke cecair (kondensasi)
- Apabila kadar pengewapan = kadar kondensasi, keseimbangan dinamik tercapai
- Tekanan yang dikenakan oleh wap pada keseimbangan ini ialah tekanan wap tepu cecair pada suhu itu
Poin utamaFaktor tekanan wap
- Suhu meningkat: lebih banyak molekul bertenaga tinggi, tekanan wap bertambah
- Daya antara molekul lemah: molekul mudah terlepas, tekanan wap tinggi (cecair mudah meruap)
- Daya antara molekul kuat (cth ikatan hidrogen): tekanan wap rendah
- Tekanan wap tidak bergantung pada isi padu cecair atau luas bekas pada keseimbangan
SP 9.2.2Compare boiling points of liquids in terms of intermolecular forces.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Compare (Membandingkan)
Calon perlu membandingkan takat didih cecair dengan mengenal pasti jenis dan kekuatan daya antara molekul (ikatan hidrogen, dipol-dipol, van der Waals) serta kesan saiz molekul.
- IsiJenis daya antara molekulHuraian
Cecair mendidih apabila tekanan wap = tekanan luar. Daya lebih kuat memberi tekanan wap lebih rendah dan takat didih lebih tinggi; bagi saiz molekul setara: ikatan hidrogen > dipol-dipol > van der Waals.
ContohEtanol (78 °C) dan metoksimetana (−24 °C) mempunyai Mr sama 46, tetapi hanya etanol membentuk ikatan hidrogen.
- IsiSaiz molekulHuraian
Bagi daya van der Waals sahaja, takat didih bertambah dengan bilangan elektron dan luas permukaan molekul.
ContohHeksana (Mr 86, 69 °C) mendidih pada suhu lebih tinggi daripada pentana (Mr 72, 36 °C).
NotaTakat didih (boiling point)
Cecair mendidih apabila tekanan wapnya sama dengan tekanan luar. Semakin kuat daya antara molekul, semakin rendah tekanan wap dan semakin tinggi suhu diperlukan untuk mendidih. Kekuatan daya: ikatan hidrogen > daya dipol-dipol kekal > daya van der Waals (London) bagi molekul bersaiz setara; daya van der Waals bertambah dengan bilangan elektron dan luas permukaan molekul.
JadualPerbandingan takat didih
| Cecair | Mr | Daya antara molekul utama | Takat didih (°C) |
|---|---|---|---|
| H₂O | 18 | Ikatan hidrogen | 100 |
| C₂H₅OH (etanol) | 46 | Ikatan hidrogen | 78 |
| CH₃OCH₃ (metoksimetana) | 46 | Dipol-dipol dan van der Waals | −24 |
| C₅H₁₂ (pentana) | 72 | Van der Waals | 36 |
| C₆H₁₄ (heksana) | 86 | Van der Waals | 69 |
Peta buih bergandaEtanol vs metoksimetana
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- KRT
- K, R, T: daya antara molekul Kuat, tekanan wap Rendah, takat didih Tinggi.
Kad imbas
- Tekanan wap tepu
- Tekanan wap yang berada dalam keseimbangan dinamik dengan cecairnya pada suhu tertentu
- Kesan suhu ke atas tekanan wap
- Bertambah kerana lebih banyak molekul mempunyai tenaga cukup untuk terlepas
- Syarat cecair mendidih
- Tekanan wap = tekanan luar
- Mengapa takat didih air tinggi berbanding Mr
- Ikatan hidrogen yang kuat dan banyak antara molekul
Semak kefahaman
Apakah yang dimaksudkan dengan tekanan wap tepu (saturated vapour pressure)? (SP 9.2.1)
Lihat jawapan
Tekanan yang dikenakan oleh wap dalam bekas tertutup apabila kadar pengewapan sama dengan kadar kondensasi (keseimbangan dinamik).
Susun air, etanol dan metoksimetana mengikut takat didih menaik. (SP 9.2.2)
Lihat jawapan
Metoksimetana (−24 °C) < etanol (78 °C) < air (100 °C).
10 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut maksud pengewapan dan tekanan wap dan memadankan istilah dengan takrifan pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang cecair.
SP disasar: 9.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan pengewapan dan tekanan wap cecair menggunakan teori kinetik dan daya antara molekul dengan lakaran.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang cecair; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 9.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid membandingkan takat didih etanol, air dan etana daripada struktur dan daya antara molekul dalam jadual.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang cecair; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 9.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis lengkung tekanan wap beberapa cecair dan menjustifikasi susunan takat didih berdasarkan daya antara molekul.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis cecair; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 9.2.1, 9.2.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 65 unit Kimia STPM untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.