Kegunaan dan Isu Alam Sekitar Polimer

Halaman ini merangkumi standard kandungan 12.4 bab Polimer Tingkatan 5: kegunaan dan isu alam sekitar polimer. Setelah mempelajari apa itu polimer dan cara ia dibuat, kini anda menimbang manfaatnya berbanding kosnya. Peperiksaan meminta anda mengaitkan kegunaan dengan sifat, menerangkan mengapa plastik menjadi masalah alam sekitar, dan mencadangkan cara mengurangkan masalah itu. Standard ini kerap muncul sebagai soalan berstruktur atau berbentuk esei, jadi penaakulan yang jelas amat penting.

Kegunaan dikaitkan dengan sifat

Polimer sintetik telah menggantikan banyak bahan tradisional kerana ia menggabungkan beberapa sifat berguna: ia ringan, kuat, murah dibuat, kalis air, tahan bahan kimia, tahan lama, penebat elektrik dan haba yang baik, dan mudah diacu kepada sebarang bentuk. Kemahiran utama ialah mengaitkan setiap kegunaan dengan sifat.

Polimer	Kegunaan	Sifat yang menjadikannya sesuai
Politena	Beg plastik, filem	Ringan, lentur, kalis air
PVC	Paip, penebat kabel	Liat, kalis air, penebat baik
Polipropena	Bekas, tali	Kuat, tahan bahan kimia
Polistirena	Pembungkusan, cawan pakai buang	Ringan, penebat haba baik
Nilon	Tali, tali kail, tekstil	Kuat, tahan lasak
Perspeks	Tingkap, kanta	Lutsinar, tidak mudah pecah

Apabila anda menjawab soalan “mengapa polimer ini digunakan untuk X”, sentiasa namakan sifatnya, bukan hanya kegunaannya.

Mengapa polimer memudaratkan alam sekitar

Sifat-sifat yang menjadikan plastik berguna, ketahanan dan rintangan terhadap serangan, juga menjadikannya masalah apabila dibuang.

• Tidak terbiodegradasi. Kebanyakan polimer sintetik ialah tidak terbiodegradasi: mikroorganisma tidak boleh menguraikannya. Oleh itu ia kekal di alam sekitar untuk masa yang sangat lama.
• Pengumpulan sisa. Kerana ia tidak reput, plastik bertimbun sebagai sampah dan memenuhi tapak pelupusan. Plastik yang dibuang boleh menyumbat longkang, dan plastik di sungai serta laut memudaratkan hidupan akuatik apabila haiwan menelannya atau terperangkap.
• Gas toksik daripada pembakaran terbuka. Membakar plastik secara terbuka bukan penyelesaian yang selamat. Pembakaran tidak lengkap membebaskan karbon monoksida (CO), satu gas toksik; pembakaran lengkap tetap menghasilkan karbon dioksida (CO₂), satu gas rumah hijau; dan pembakaran PVC membebaskan hidrogen klorida (HCl), satu gas berasid dan menghakis, bersama bahan berbahaya lain.

Cara mengurangkan masalah

Anda harus boleh mencadangkan langkah yang munasabah, sering diingat sebagai tiga R:

• Kurangkan (Reduce), guna lebih sedikit barang plastik; contohnya, bawa beg sendiri dan bukan mengambil beg plastik baharu.
• Guna semula (Reuse), guna bekas dan botol berulang kali daripada membuangnya selepas satu kali guna.
• Kitar semula (Recycle), kumpul dan proses semula plastik menjadi produk baharu, menjimatkan bahan mentah dan mengurangkan sisa.
• Guna polimer terbiodegradasi atau terfotodegradasi, plastik lebih baharu yang boleh diuraikan oleh mikroorganisma atau oleh cahaya matahari.
• Lupuskan plastik dengan betul, hantar ke kemudahan terkawal dan bukan membakarnya secara terbuka atau membuangnya merata.

Contoh penyelesaian

Soalan. Sekeping politena dibakar dengan lengkap. Unit berulang politena ialah, CH₂, CH₂, (formula C₂H₄), dan ia terbakar mengikut: C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O. Hitung isipadu karbon dioksida, disukat pada keadaan bilik, yang terhasil apabila 14 g politena menjalani pembakaran lengkap. [Jisim atom relatif: H = 1, C = 12; isipadu molar gas = 24 dm³ mol⁻¹]

Langkah 1, Cari Mr unit berulang.

Mr C₂H₄ = (2 × 12) + (4 × 1) = 24 + 4 = 28

Langkah 2, Cari mol unit berulang yang terbakar.

mol = jisim ÷ Mr = 14 g ÷ 28 g mol⁻¹ = 0.5 mol

Langkah 3, Guna nisbah persamaan. Daripada C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O, 1 mol C₂H₄ memberi 2 mol CO₂, jadi:

mol CO₂ = 0.5 × 2 = 1.0 mol

Langkah 4, Tukar mol CO₂ kepada isipadu. Menggunakan isipadu molar, 24 dm³ mol⁻¹ (= 24 dm³ mol⁻¹) pada keadaan bilik:

isipadu = mol × isipadu molar = 1.0 mol × 24 dm³ mol⁻¹ = 24 dm³

Jawapan. Pembakaran lengkap 14 g politena menghasilkan 24 dm³ karbon dioksida pada keadaan bilik. Perhatikan bahawa di udara terbuka, pembakaran tidak lengkap turut membebaskan karbon monoksida yang toksik, sebab itulah pembakaran terbuka plastik tidak digalakkan.

Soalan latihan

Soalan. Polimer sintetik seperti beg plastik menyebabkan masalah sisa yang serius di Malaysia. (a) Terangkan mengapa polimer ini kekal di alam sekitar untuk masa yang lama. (b) Nyatakan mengapa pembakaran terbuka bukan cara yang baik untuk melupuskannya. (c) Cadangkan dua cara untuk mengurangkan sisa plastik.

Jawapan. (a) Polimer itu tidak terbiodegradasi, mikroorganisma tidak boleh menguraikannya, jadi ia tidak reput dan kekal di alam sekitar untuk masa yang sangat lama. (b) Pembakaran terbuka membebaskan gas toksik seperti karbon monoksida, dan pembakaran PVC membebaskan hidrogen klorida berasid, mencemarkan udara. (c) Mana-mana dua daripada: kurangkan penggunaan plastik (cth. beg boleh guna semula), guna semula bekas, kitar semula plastik, atau guna polimer terbiodegradasi.

Petua peperiksaan

Untuk soalan “kegunaan”, sentiasa pasangkan kegunaan dengan sifat yang menjustifikasikannya, contohnya, “PVC digunakan untuk paip kerana ia liat dan kalis air.” Untuk soalan “alam sekitar”, perkataan paling penting ialah tidak terbiodegradasi, dan anda harus boleh mentakrifkannya. Apabila ditanya tentang pembakaran, namakan gas berbahaya sebenar, karbon monoksida (toksik), karbon dioksida (gas rumah hijau) dan, untuk PVC, hidrogen klorida (berasid), dan bukan sekadar mengatakan ia “menyebabkan pencemaran.” Akhiri dengan langkah konkrit kurangkan, guna semula, kitar semula. Dalam soalan esei Kertas 2, struktur yang jelas, kegunaan dengan sifat, masalah dengan sebab, kemudian penyelesaian, memperoleh markah secara mantap.

Kedudukan tajuk ini

Ini standard kandungan 12.4 bab Polimer, dan ia menutup bab dengan menerapkan segalanya pada kehidupan sebenar. Polimer sintetik yang anda timbang di sini, politena, PVC, polipropena, ialah yang sama diperkenalkan dalam polimer semula jadi dan sintetik (12.1) dan dibuat melalui pempolimeran yang anda pelajari dalam 12.2. Berlatih pengiraan pembakaran dan struktur esei pada halaman contoh penyelesaian bab ini, dan semak perkataan tepat untuk jawapan alam sekitar pada halaman kesilapan lazim. Dalam kelas dalam talian satu-ke-satu Kimia SPM kami, yang diajar dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, seorang guru satu-ke-satu boleh membantu anda menstrukturkan esei Kertas 2 supaya kegunaan, masalah dan penyelesaian masing-masing memperoleh markah.

Imbasan pantas

• Polimer sintetik digunakan kerana ia ringan, kuat, murah, kalis air, tahan lama dan mudah diacu, kaitkan setiap kegunaan dengan sifat.
• Masalah utama ialah kebanyakan plastik tidak terbiodegradasi, jadi ia terkumpul sebagai sisa.
• Pembakaran terbuka membebaskan karbon monoksida (toksik), karbon dioksida (gas rumah hijau) dan, daripada PVC, hidrogen klorida (berasid).
• Uruskan sisa dengan kurangkan, guna semula, kitar semula, menggunakan polimer terbiodegradasi dan melupuskan plastik dengan betul.