Kitaran Karbon Dioksida Ting. 5

Kitaran Karbon dioksida

Karbon dioksida adalah gas atmosphera yang terdiri daripada satu atom karbon dan dua atom oksigen. Karbon dioksida merupakan sebatian kimia yang dikenali ramai, ia biasanya dikenali dengan formulanya CO₂.

Karbon dioksida terhasil daripada pembakaran bahan organik sekiranya cukup oksijen hadir. Ia juga dihasilkan oleh pelbagai mikroorganisma hasil penapaian dan pernafasan selular. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida semasa fotosintesis, menggunakan kedua-dua karbon karbon dioksida dan oksijen untuk membina karbohidrat. Tambahan lagi, tumbuhan membebaskan oksijen ke atmosphera di mana ia akhirnya digunakan untuk pernafasan oleh organisma heterotrophik, membentuk kitaran. Kehadirannya di atmosphera Bumi pada kepekatan rendah dan bertindak sebagai gas rumah hijau. Ia merupakan komponen utama kitaran karbon.

Ciri-ciri kimia dan fizikal

Karbon dioksida merupakan gas tanpa warna yang, apabila dihidu pada dos yang tinggi (aktiviti merbahaya disebabkan risiko sesak nafas), menghasilkan rasa masam dalam mulut and rasa menyengat di hidung dan tekak. Kesan ini disebabkan oleh gas melarut dalam selaput mukus dan air liur, membentuk larutan cair asid karbonik. Kepadatannya pada 25 °C adalah 1.98 kg m^&negetif;3, sekitar 1.5 kali ganda udara. Molekul karbon dioksida (O=C=O) terdiri daripada dua ikatan berkembar dan mempunyai bentuk linear (lurus). Ia tidak mempunyai dipolar eletrik. Apabila teroksida sepenuhnya, ia tidak aktif dan tidak mudah terbakar.
Pada suhu bawah &negetif;78 &darjah;C, karbon dioksida terpelowap menjadi ketulan putih dukenali sebagai air batu kering. Karbon dioksida cair hanya terbentuk pada tekanan melebihi 5.1 atm; pada tekanan biasa, ia bertukar antara bentuk gas dan pepejal secara langsung melalui proses yang dikenali sebagai sublimation.

Air akan meresap karbon dioksida sama banyak dengan isipadanya, dan lebih banyak lagi bawah tekanan. Sekitar 1% daripada karbon dioksida terlarut bertukar menjadi asid karbonik. Asid karbonik seterusnya berpisah sebahagiannya untuk membentuk bikarbonat dan ion karbonat.

Ujian bagi gas ini

Apabila lidi menyala dimasukkan kedalam tabung uji mengandungi gas karbon dioksida, ia padam serta merta, kerana karbon dioksida tidak membantu pembakaran. Untuk ujuan lanjut, karbon dioksida boleh dialirkan melalui larutan kalsium hydroksida. Larutan kalsium hydroksida bertukar menjadi keruh disebabkan pembentukan kalsium karbonat.

Kegunaan

Karbon dioksida cair dan pepejal merupakan bahan penyejuk penting, terutamanya dalam industri makanan, dimana ia digunakan semasa pengangkutan dan penyimpanan [aiskrim]] dan makanan beku yang lain.

Karbon dioksida digunakan bagi membentuk minuman ringan berkarbonat dan air soda. Secara tradisi, karbonat dalam bir dan wine berkilau terhasil daripada penapaian semulajadi, tetapi sebahagian pengilang menambah karbonat kedalam minuman ini secara buatan.

Agen penaik yang digunakan untuk memasak menghasilkan karbon dioksida menyebabkan doh naik. Yis roti menghasilkan karbon dioksida melalui penapaian doh, sementara penaik kimia seperti (baking powder) dan (baking soda) membebaskan karbon dioksida apabila dipanaskan atau terdedah kepada asid. Karbon dioksida sering digunakan sebagai gas tekanan yang murah dan tidak mudah terbakar. Jaket keselamatan sering kali mempunyai karbon dioksida mampat untuk pengambangan pantas. Kapsul besi juga dijual sebagai bekalan gas mampat bagi pistol udara, penanda bola cat (paintball), dan bagi menghasilkan air berkarbonat - seltzer. Pengelowapan cecair CO₂ juga digunakan bagi bahan peletup dalam lombong arang batu.

Karbon dioksida memadamkan api, dan juga sebahagian alat pemadam api (fire extinguisher), terutamanya direka bagi api eletrik, mengandungi cecair karbon dioksida bawah tekanan. Karbon dioksida juga digunakan di atmosphera sebagai kimpalan - welding, walaupun dalam gerbang kimpalan - welding arc, ia bertindak balas kepada pengoksidaan kebanyakan logam. Kegunaan dalam industri kereta juga biasa walaupun terdapat banyak bukti bahawa kimpalan menggunakan karbon dioksida adalah rapuh berbanding yang dilakukan dalam atmosphera lebih stabil - inert, dan kimpalan sedemikian merosot semakin lama akibat pembentukan asid karbonik. Ia digunakan sebagai gas pengimpalan kerana ia lebuh murah berbanding gas nadir lain seperti argon atau helium.

Cecair karbon dioksida adalah pelarut yang baik bagi kebanyakan sebatian organik. Ia mula mendapat perhatian dalam pharmaceutical dan kilang pemprosesan kimia yang lain sebagai pilihan kurang beracun (toksik) berbanding pelarut tradisi lain seperti organokhloride.

Tumbuhan memerlukan karbon dioksida untuk menjalani fotosintesis, dan gas rumah hijau mungkin mengkayakan atmosphera mereka dengan CO₂ tambahan merangsang pertumbuhan tanaman. Ia telah dicadangkan bahawa karbon dioksida daripada penghasilan tenaga dipam kedalam kolam untuk membiak alga yang kemudiannya boleh ditukar menjadi bahanapi biodiesel. Paras tinggi karbon dioksida dalam atmosphera menghapuskan kebanyakan serangga perosak dengan berkesan. Kesan rumah hijau perlu meningkatkan paras CO₂ sehingga 10,000 ppm (1%) untuk selama beberapa jam untuk menghapuskan serangga perosak seperti whitefly, labah-labah mites, dan yang lain.

Di pawagam, air batu kering digunakan bagi menghasilkan kesan khas kabus: apabila air batu kering ditambah kepada air, penyejatan campuran CO₂ dan udara lembap sejuk terpelowap sebagai kabus.  

Air batu kering juga digunakan sebagai pembersih: menembakkan serpihan halus air batu kering kepada permukaan menyejukkan kotoran dan menyebabkan ia melantun keluar.

Dalam perubatan, sehingga 5% karbon dioksida ditambah kepada oksijen tulen digunakan dalam perubatan, sebagai simulasi pernafasan selepas apnea dan untuk mengstabilkan imbangan O₂/CO₂ dalam darah.

Laser gas pengilangan biasa, laser karbon dioksida, menggunakan karbon dioksida sebagai perantaraan.
Karbon dioksida biasanya disuntik masuk kedalam atau bersebelahan untuk menghasilkan telaga minyak. Ia akan bertindak sebagai agen tekanan dan apabila ia melarut kedalam minyak mentah bawah tanah akan mengurangkan kepekatan minyak mentah dengan banyaknya, membolehkan minyak mengalir lebih pantas melalui tanah ke telaga pengumpul. Dalam lapangan minyak yang matang jaringan paip yang meluas digunakan bagi membawa karbon dioksida ke titik suntikan.

Kitaran Air dan Kitaran Nitrogen Ting. 5

Kitaran air

Kitaran air

Kitaran air ataupun kitaran hidrologi merupakan sains air, kajian tentang air di Bumi, kewujudan, kitaran atau taburannya. Ia merujuk kepada pergerakan air yang berterusan sama ada di atas atau di bawah permukaan Bumi iaitu seperti permukaan laut ke udara atau balik semula ke darat atau laut.

Kitaran hidrologi membolehkan manusia memahami kewujudan air atau pengurusannya. Pusingan air secara berterusan ini menunjukkan bagaimana sungai atau cawangan-cawangannya mendapat air. Tiada titik permulaan atau pengakhiran kitaran ini, kerana jumlah air di Bumi sentiasa sama, cuma bentuknya yang berubah.

 

Kitaran Nitrogen

Proses pendenitritan merujuk kepada penukaran nitrat dan nitrit kepada gas nitrogen 
tanpa kehadiran oksigen dalam keadaan anoxic (tanpa oksigen). Ini berbeza dengan 
proses penitritan di mana dalam keadaan anaerobik, ammonia dioksidakan kepada 
nitrit dan seterusnya kepada nitrat. Kedua-dua proses ini merupakan sebahagian 
dari kitaran nitrogen.

Proses ini merupakan langkah kedua dalam kebanyakan proses menghilangkan 
nitrogen dalam kumbahan dan air buangan.

SAINS TINGKATAN 4

1. PEREPUTAN BAHAN RADIOAKTIF

Reputan radioaktif ialah proses yang melibatkan kehilangan tenaga nukleus atom yang tak stabil melalui pancaran zarah terion atau pancaran radiasi. Pancaran ini berlaku secara rawak, tanpa melibatkan pelanggaran dengan zarah-zarah lain. Pereputan ini, atau kehilangan tenaga, terjadi pada suatu atom yang dinamakan nuklid induk, lalu menghasilkan atom jenis lain yang dinamakan nuklid anak. Sebagai contoh, satu atom karbon-14 (atom induk) memancarkan sinaran (radiasi), lalu bertukar menjadi satu atom nitrogen-14 (atom anak). Pada peringkat keatoman, ini merupakan satu proses stokastik, iaitu menurut mekanik kuantum adalah mustahil untuk menjangka mana satu atom yang akan mereput pada suatu-suatu masa. Akan tetapi jika atom yang sama terdapat dalam bilangan yang amat banyak, kadar pereputan boleh dijangka secara purata.

 

KEGUNAAN BAHAN RADIOAKTIF

Kegunaan Radioisotop

             

 Isotop suatu unsur ialah atom-atom yang mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berlainan. Isotop-isotop mempunyai nombor proton Z yang sama tetapi nombor nukleon a yang berlainan. Radioisotop ialah isotop yang nukleusnya  tidak stabil. Radioisotop wujud secara semula jadi atau dihasilkan apabila nukleus stabil dihentam dengan zarah alfa, proton atau neutron. radioisotop akan mereput dengan memancar sinaran radioaktif iaitu zarah alfa, zarah beta atau sinar gama. ciri-ciri reputan dan sinaran radioaktif yang membolehkan  radioisotop mempunyai kegunaan yang luas ialah:

(a) Bahan radioaktif mereput dengan keaktifan yang semakin berkurangan  berkurangan

(b) Bahan radioaktif mengeluarkan sinaran radioaktif.  

(c) Sinaran radioaktif menembusi bahan.

(d) Sinaran radioaktif menyebabkan pengionan molekul bahan.

(e) Sinaran radioaktif menyebabkan mutasi sel.

(f) Sinaran radioaktif membunuh sel

Ciri-ciri yang berlainan bagi radioisotop yang berbeza menentukan kegunaan radioisotop untuk tujuan yang berlainan dalam bidang perubatan, pertanian, dan perindustrian.

Perubatan

            Sinar gama dari kobalt-60 digunakan untuk membunuh sel-sel barah dalam rawatan radioterapi. Sinar gama ini juga digunakan untuk membunuh kuman dalam proses pensterilan alat perubatan seperti termometer, jarum dan picagari suntikan, alat pembedahan dan sebagainya. Radioisotop natrium-24 disuntik ke dalam salur darah pesakit untuk mengesan kedudukan di mana salur darah disumbat oleh pembekuan darah. Radioisotop fosforus-32 disuntik ke dalam darah pesakit untuk menentukan kedudukan tumor otak. 

Radioisotop iodin-131 digunakan untuk menentukan aktiviti kelenjar tiroid. radioisotop ferum-59 digunakan sebagai unsur penyurih peredaran besi dalam darah. teknetium-99m (m bermaksud metastabil) merupakan satu penyurih yang sesuai digunakan di dalam badan manusia sebab :-

(a) memancarkan sinar gama sahaja. Sinar gama boleh dikesan dari luar badan dan tidak menyebabkan banyak pengionan semasa melalui tisu badan, dan

(b) mempunyai setengah hayat yang pendek (6 jam). Selepas 1 hari, keaktifannya tinggal  1/16 daripada nilai asalnya sahaja.

Pertanian

           
            Kadar dan kuantiti penyerapan baja oleh tumbuhan ditentukan dengan mencampurkan fosfat yang radioaktif ke dalam baja. Selepas suatu masa, tumbuhan itu diuji dengan pembilang Geiger-Muller. Sinaran radioaktif daripada radioisotop digunakan untuk membunuh sertangga perosak. Serangga perosak juga boleh dibiakkkan di makmal. kumudian didedahkan kepada sinar gama. Mutasi berlaku di mana serangga itu boleh menjadi mandul dan tidak dapat membiak.

Perindustrian

             Dalam pembuatan kertas,kepingan plastik, dan kepingan logam, pengawalan ketebalan secara automatik boleh dicapai dengan ,meletakkan sumber zarah beta di sebelah kepingan dan pengesan di sebelah yang lain. Jika kepingan itu terlalu nipis, pembilangan yang dicatat oleh pengesan bertambah dan isyarat akan dihantar ke penggelek supaya tekanan pada kepingan dikurangkan.

Tin dan bungkusan disemak dengan memancar zarah beta menerusinya. Jika pembilangan bertambah, tin itu tidak diisi dengan penuh dan akan disingkirkan. 

Radioisotop digunakan untuk mengesan kebocoran paip air bawah tanah. Sedikit garam(NaCl) yang mengandungi radioisotop natrium-24 (setengah hayat yang pendek) dilarutkan ke dalam air di tangki simpanan. 

Satu pengesan tiub Geiger-Muller digerakkan di permukaan tanah mengikut laluan paip itu sehingga pembilangan yang besar dikesan. natrium-24 digunakan sebagai penyurihj kerana:-

(a) mempunyai setengah hayat yang pendek supaya keaktifannya dalam air akan turun ke nilai yang tidak merbahaya dalam tempoh yang singkat.

(b) memancarkan zarah beta yang dapat menembusi tanah untuk dikesan . (Zarah alfa tidak dapat menembusi tanah manakala sinar gama pula akan menembusi paip yang tidak bocor).

               Semasa pembuatan kain sintetik, kain dicaskan dan akan menarik habuk serta kotoran dari udara. Sumber zarah alfa yang kuat digunakan untuk menyahcas kain sintetik. Sinar gama yang mempunyai kuasa penembusian yang tinggi digunakan untuk mengesan rekahan dalam yang mungkin terdapat di dalam plat keluli.      

Kesan radioaktif kepada manusia 

 Ada empat jenis radiasi yang perlu diberi perhatian iaitu alfa, beta, gamma dan neutron. Setiap jenis radiasi memerlukan bentuk perlindungan yang tidak serupa kerana ia menunjukkan sifat dan kesan berbeza seperti berikut:

• Radiasi alfa - Ia tidak dapat menembusi kulit dan mampu disekat dengan hanya menggunakan sehelai kertas, bagaimanapun, ia sangat sensitif dan mampu mengundang bahaya kepada paru-paru.

• Radiasi beta - Radiasi ini dapat menembusi badan manusia tetapi tidak mampu menembusi lapisan kertas aluminium.

• Radiasi gamma - Juga dapat menembusi badan manusia. Sinarannya yang lebih kuat memerlukan beberapa meter plumbum atau konkrit untuk menyekat penembusannya.

• Radiasi neutron - Biasanya berlaku di dalam reaktor nuklear dan mampu menembusi plumbum dan konkrit.

Radiasi alfa, beta dan gamma pada kadar yang rendah secara semulajadinya adalah sebahagian daripada alam sekitar dan mungkin wujud dalam beberapa klasifikasi sisa. Berdasarkan panduan UIC Limited, sisa radioaktif terdiri dari pelbagai jenis elemen yang memerlukan cara pengendalian dan pengurusan berbeza. Biasanya, sisa radioaktif diklasifikasi kepada tiga iaitu sisa tahap rendah (sisa dari hospital, makmal dan industri seperti industri tenaga nuklear) dan sisa tahap sederhana (mengandungi lumpur kimia, komponen reaktor dan resin).

 Manakala sisa tahap tinggi pula terdiri daripada sisa bahan api yang telah digunakan dan elemen berat yang mempunyai tahap radioaktif yang tinggi. Jenis sisa ini bergantung kepada jumlah dan jenis bahan radioaktif yang terkandung di dalamnya. Faktor lain yang perlu diberi perhatian untuk menguruskan sisa radioaktif adalah berdasarkan tempoh masa ia kekal sebagai bahan berbahaya sehingga menemui satu jangka waktu yang dipanggil separuh hayat. Dalam tempoh berkenaan, bahan radioaktif akan mengurai sedikit demi sedikit untuk mengurangkan tahap bahaya sehingga keadaannya stabil dan tidak membahayakan; dan proses ini memakan masa dari beberapa saat ke berjuta-juta tahun tertakluk kepada jenis isotopnya.

Banyak produk yang mengandungi bahan radioaktif seperti jangka suhu, bateri, minyak berplumbum, tali pinggang dan bahan kosmetik seperti krim muka. 

Pendedahan kepada bahan radioaktif untuk tempoh yang panjang boleh memberi kesan maut terhadap pengguna. Begitu juga dengan sinar-X yang perlu kita jalani semasa membuat pemeriksaan kesihatan. Sinar-x adalah sinar gamma yang menunjukkan kesan lebih ketara berbanding sinaran lainnya. 

Atas sebab itulah, pakar perubatan sering mencadangkan, ujian sinar-X hanya boleh dilakukan enam bulan sekali dan tidak dibenarkan sama sekali dijalankan ke atas wanita mengandung. Sinar-X mampu membunuh sel dalam badan terutama sel yang baru terbentuk dan keadaan ini dikhuatiri akan menjejaskan struktur bayi di dalam kandungan.

Begitupun, ada juga radioaktif yang digunakan sebagai bahan perubahan. Contohnya radium digunakan untuk merawat kanser yang pejal (radiasi radium secara kerap mampu memusnahkan tisu tumor dalam badan pesakit). Fungsi asasnya sebagai pemusnah sel digunakan untuk kebaikan dan kemajuan sejagat. Malah, rencana keluaran Wikipedia, The Free Encyclopedia pernah mengisahkan kesengsaraan rakyat negara Jepun berdepan dengan pencemaran bahan radioaktif yang bermula pada 1950.

 

SAINS TINGKATAN 2

2. NUTRISI

Nutrien

Karbohidrat

Karbohidrat menyediakan sumber tenaga yang utama yang diserap segera ke dalam sistem tubuh manusia. Karbohidrat menyumbangkan kira-kira 50% daripada pengambilan tenaga yang diperlukan oleh tubuh manusia. Karbohidrat terdiri daripada gula (gula, glukos, sirap, madu, laktos), kanji (tepung gandum, kanji, kentang, ubi kayu dan kanji tulin koko) dan beberapa selulosa, gam dan pektin. Karbohidrat banyak terdapat dalam bijiran seperti beras, gandum, dan sepertinya.

Protein

Protein mengandungi beberapa zat seperti asid amino. Protein kelas pertama kebanyakannya boleh diperolehi daripada haiwan. Sementara protein sayuran pula mengandungi protein kelas kedua dan sedikit protein kelas pertama.

Lemak

Lemak menyediakan lebih dua kali ganda nilai kalori yang diperolehi daripada karbohidrat dan menjadi sumber utama lemak tubuh. Sebenarnya lemak penting kepada manusia kerana merupakan tenaga yang tersimpan di dalam tubuh yang diperlukan untuk menjalankan sebarang aktiviti.Selain itu,lemak berperanan sebagai penebat dengan menghalang haba keluar daripada badan dan membantu memanaskan badan apabila seseorang terdedah kepada suhu persekitaran yang terlalu sejuk. Secara purata, lemak membekalkan 355 daripada pengambilan tenaga. Lemak juga mengandungi vitamin larut lemak dan asid lemak yang penting kepada penyatuan selaput sel.

Pengambilam lemak yang berlebihan boleh memudaratkan kesihatan badan.Hal ini kerana lemak yang tidak digunakan akan disimpan dalam badan dan menyebabkan berat badan bertambah dan menjadikan seseorang itu gemuk.Lemak yang berlebihan juga boleh menyebabkan saluran arteri tersumbat dan menyebabkan penyakit jantung koronari.

Galian

Zat galian yang mengandungi kompaun bukan organik yang penting kepada pemakanan manusia. Ia berperanan dalam pembentukan struktur tulang dan unsur yang diperlukan dalam tisu organik dan cairan badan seperti hemoglobin darah. Zat mineral banyak terdapat dalam susu dan telur. Ia juga banyak terdapat dalam buah dan sayuran.

Vitamin

Vitamin adalah bahan kimia yang terkandung dalam kebanyakan makanan. Ia membantu tubuh mengurai dan menggunakan unsur asas makanan, protein, karbohidrat dan lemak. Sesetengah vitamin turut terbabit dalam penghasilan sel darah, hormon, bahan genetik dan kimia dalam system saraf. Tidak seperti karbohidrat, protein dan lemak, vitamin dan mineral tidak membekalkan kalori tetapi membantu badan mendapatkan tenaga dari tubuh. Maka pengambilan protein amat penting untuk kesihatan tubuh badan.

Serat

Serat atau serabut dalam diet permakanan membantu penghadaman dan mengelak sembelit. Sayuran dan buah segar (termasuk buah kering) dan bijiran merupakan sumber serat penting. Untuk meningkatkan kebaikan serat, amat penting untuk minum banyak air.

Sumber  : Wikipedia