7.4 Teori Pelanggaran
Unit ini menghuraikan teori perlanggaran, tenaga pengaktifan dan tafsiran gambar rajah profil tenaga bagi tindak balas eksotermik dan endotermik.
SP 7.4.1Menghuraikan teori perlanggaran.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menghuraikan
Murid perlu memberi butiran teori perlanggaran: zarah mesti berlanggar, hanya perlanggaran berkesan menghasilkan tindak balas, dan kaitan dengan teori kinetik jirim dari aspek pemindahan tenaga.
- IsiPerlanggaran berkesanHuraian
Perlanggaran berkesan berlaku apabila zarah berlanggar dengan orientasi yang betul dan tenaga yang sama atau melebihi tenaga pengaktifan.
ContohMolekul H₂ dan I₂ yang berlanggar perlahan hanya melantun; yang berlanggar dengan tenaga mencukupi membentuk HI.
- IsiFrekuensi perlanggaranHuraian
Semakin tinggi frekuensi perlanggaran berkesan, semakin tinggi kadar tindak balas. Suhu, saiz, tekanan, kepekatan dan mangkin mengubah frekuensi ini.
ContohKepekatan HCl dinaikkan: lebih banyak zarah per unit isi padu, frekuensi perlanggaran berkesan bertambah.
- IsiPemindahan tenagaHuraian
Mengikut teori kinetik jirim, zarah sentiasa bergerak; apabila dipanaskan, tenaga kinetik zarah bertambah lalu lebih banyak perlanggaran mempunyai tenaga yang mencukupi.
ContohPada suhu tinggi, zarah Na₂S₂O₃ dan H⁺ bergerak lebih laju dan berlanggar lebih kerap dengan tenaga tinggi.
Poin utamaTeori perlanggaran
- Zarah bahan tindak balas mesti berlanggar untuk bertindak balas.
- Hanya perlanggaran berkesan menghasilkan tindak balas.
- Perlanggaran berkesan: tenaga perlanggaran sama atau melebihi tenaga pengaktifan dan zarah berlanggar dengan orientasi yang betul.
- Semakin tinggi frekuensi perlanggaran berkesan, semakin tinggi kadar tindak balas.
JadualFaktor dan teori perlanggaran
| Faktor | Penjelasan |
|---|---|
| Saiz bahan lebih kecil | Jumlah luas permukaan terdedah bertambah → frekuensi perlanggaran bertambah |
| Kepekatan tinggi | Bilangan zarah per unit isi padu bertambah → frekuensi perlanggaran bertambah |
| Suhu tinggi | Tenaga kinetik zarah bertambah → zarah bergerak lebih laju dan lebih banyak zarah mencapai tenaga pengaktifan |
| Mangkin | Menyediakan lintasan alternatif dengan tenaga pengaktifan lebih rendah |
SP 7.4.2Menjelaskan dengan contoh tenaga pengaktifan.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menjelaskan
Murid perlu menerangkan maksud tenaga pengaktifan dan kepentingannya dalam tindak balas, dengan contoh.
- IsiMaksudHuraian
Tenaga pengaktifan, Ea ialah tenaga minimum yang mesti ada pada zarah bahan tindak balas yang berlanggar supaya tindak balas berlaku.
ContohKertas tidak terbakar sendiri pada suhu bilik kerana zarahnya tidak mencapai Ea; nyalaan mancis membekalkan tenaga itu.
- IsiMangkin dan EaHuraian
Mangkin menyediakan lintasan alternatif dengan Ea lebih rendah, jadi lebih banyak perlanggaran menjadi berkesan.
ContohMnO₂ merendahkan Ea penguraian H₂O₂, maka oksigen terbebas lebih cepat.
NotaTenaga pengaktifan
Tenaga pengaktifan, Ea ialah tenaga minimum yang perlu ada pada zarah bahan tindak balas untuk berlanggar dan menghasilkan tindak balas. Contoh: mancis tidak menyala sendiri; geseran memberi tenaga yang cukup untuk melebihi Ea. Mangkin merendahkan Ea, jadi lebih banyak zarah mencapai tenaga itu.
SP 7.4.3Mentafsir gambar rajah profil tenaga bagi tindak balas eksotermik dan endotermik.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Mentafsir
Murid perlu membaca gambar rajah profil tenaga bagi tindak balas eksotermik dan endotermik, mengenal pasti tenaga pengaktifan dan menentukan sama ada haba dibebaskan atau diserap.
- IsiEksotermikHuraian
Aras tenaga hasil lebih rendah daripada bahan tindak balas; haba dibebaskan, ΔH negatif. Ea = tenaga puncak − tenaga bahan.
ContohBahan 60 kJ, puncak 140 kJ, hasil 20 kJ: Ea = 80 kJ, ΔH = −40 kJ.
- IsiEndotermikHuraian
Aras tenaga hasil lebih tinggi daripada bahan; haba diserap, ΔH positif.
ContohBahan 30 kJ, puncak 150 kJ, hasil 70 kJ: Ea = 120 kJ, ΔH = +40 kJ.
Peta buih bergandaProfil tenaga eksotermik vs endotermik
Peta alirCara mentafsir gambar rajah profil tenaga
- Kenal pasti aras tenaga bahan dan hasil.
- Bandingkan aras: hasil lebih rendah → eksotermik; lebih tinggi → endotermik.
- Ea = tenaga puncak − tenaga bahan tindak balas.
- ΔH = tenaga hasil − tenaga bahan tindak balas.
- Lengkung berputus-putus yang lebih rendah menunjukkan tindak balas bermangkin (Ea').
Peta alirContoh: tafsir nilai profil tenaga
- Tenaga bahan = 50 kJ, puncak = 130 kJ, hasil = 20 kJ.
- Ea = 130 kJ − 50 kJ = 80 kJ
- ΔH = 20 kJ − 50 kJ = −30 kJ
- ΔH negatif → tindak balas eksotermik.
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- TOP
- Syarat perlanggaran berkesan: Tenaga cukup (≥ Ea), Orientasi betul, Perlanggaran berlaku.
Kad imbas
- Perlanggaran berkesan
- Perlanggaran yang menghasilkan tindak balas
- Tenaga pengaktifan
- Tenaga minimum zarah untuk bertindak balas
- Kesan mangkin pada Ea
- Merendahkan Ea melalui lintasan alternatif
- ΔH eksotermik
- Negatif; hasil lebih rendah daripada bahan
- ΔH endotermik
- Positif; hasil lebih tinggi daripada bahan
Semak kefahaman
Nyatakan dua syarat untuk berlakunya perlanggaran berkesan. (SP 7.4.1)
Lihat jawapan
Zarah mesti berlanggar dengan orientasi yang betul dan dengan tenaga yang sama atau melebihi tenaga pengaktifan.
Nyatakan maksud tenaga pengaktifan. (SP 7.4.2)
Lihat jawapan
Tenaga pengaktifan ialah tenaga minimum yang mesti ada pada zarah bahan tindak balas yang berlanggar supaya tindak balas berlaku.
Dalam satu gambar rajah profil tenaga, tenaga bahan ialah 50 kJ, tenaga puncak 180 kJ dan tenaga hasil 90 kJ. Hitung tenaga pengaktifan. (SP 7.4.3)
Lihat jawapan
Ea = 180 kJ − 50 kJ = 130 kJ
15 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Tahap Penguasaan (TP)
| TP | Tafsiran |
|---|---|
| TP1 | Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas mengenai kadar tindak balas. |
| TP2 | Memahami kadar tindak balas dan dapat menjelaskan kefahaman tersebut. |
| TP3 | Mengaplikasikan pengetahuan mengenai kadar tindak balas untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan mengenai kadar tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan mengenai kadar tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| TP6 | Merekacipta menggunakan pengetahuan mengenai kadar tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. |
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
- TP1
Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas mengenai kadar tindak balas.
Aktiviti: Individu, 8 minit: murid memadankan istilah perlanggaran berkesan, tenaga pengaktifan dan frekuensi perlanggaran dengan definisi pada kad.
Evidens PBD: Kad padanan yang disemak serta semakan guru.
SP disasar: 7.4.1, 7.4.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami kadar tindak balas dan dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
Aktiviti: Berpasangan, 15 minit: murid menghuraikan teori perlanggaran dengan lakonan dua murid sebagai zarah yang berlanggar, dan menerangkan perlanggaran berkesan yang menghasilkan tindak balas.
Evidens PBD: Lakonan, penerangan lisan dan senarai semak.
SP disasar: 7.4.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasikan pengetahuan mengenai kadar tindak balas untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Kumpulan, 20 minit: murid menjelaskan dengan contoh tenaga pengaktifan menggunakan analogi bukit yang perlu didaki dan menghubungkannya dengan kesan mangkin yang merendahkan tenaga itu.
Evidens PBD: Penerangan analogi dan contoh mangkin.
SP disasar: 7.4.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan mengenai kadar tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Kumpulan, 20 minit: murid mentafsir gambar rajah profil tenaga eksotermik dan endotermik, melabel Ea, ΔH, bahan tindak balas dan hasil, dan menyatakan jenis tindak balas.
Evidens PBD: Gambar rajah berlabel dan tafsiran.
SP disasar: 7.4.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan mengenai kadar tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Kumpulan, 25 minit: murid menganalisis bagaimana setiap faktor kadar tindak balas (saiz, kepekatan, suhu, mangkin) mempengaruhi frekuensi atau tenaga perlanggaran, melalui peta pelbagai-alir.
Evidens PBD: Peta pelbagai-alir dan penerangan serta semakan guru.
SP disasar: 7.4.1, 7.4.2 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - TP6
Merekacipta menggunakan pengetahuan mengenai kadar tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Aktiviti: Kumpulan, 30 minit: murid menilai dan mereka dua gambar rajah profil tenaga (dengan dan tanpa mangkin) untuk satu tindak balas baharu, lalu menjustifikasikan perubahan Ea dan ΔH.
Evidens PBD: Gambar rajah dua profil dan rubrik justifikasi.
SP disasar: 7.4.2, 7.4.3 · Latihan sepadan: aras Mencipta
Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 44 unit Kimia Tingkatan 4 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.