LEMBAR KERJA MAHASISWA / KIMIA ANORGANIK II
HIDROGEN
Sub Materi: 1. KEDUDUKAN DALAM TABEL PERIODIK
Bacalah Buku Materi ajar Anda dan kerjakan pertanyaan berikut secara mandiri. Latihan 1. (waktu 5 menit)
1.
Tuliskan rangkuman tentnag 5 alasan, sehingga hydrogen dapat diletakkan dalam tabel periodik pada golongan IA. Jawab : a. Ditinjau dari sifat elektronik atau valensi, karena hidrogen dapat membentuk senyawa positif maupun senyawa negatif, maka hidrogen dapat digolongkan dalam golongan IA b. Bila ditinjau dari sifat kesamaan elektronegativitasnya, hidrogen dapat digolongkan menjadi satu golongan dengan unsure-unsur golongan IV, terutama karbon. Kulit terluar hidrogen diisi elektron hanya setengah dari kapasitasnya, sama seperti karbon sehingga kedua atom ini mampu membentuk ikatan kovalen c. Penempatan hidrogen pada golongan pertama mungkinlah hanya sebuat penomoran dari suatu unsure. d. Penempatan hidrogen pada golongan logam alkali dikarenakan atom ini hanya memiliki satu elektron pada kulit terluar. e. Hidrogen merupakan unsure non logam, maka penempatan ini hanya dikarenakan faktor satu elektron, tanpa mengindahkan mengindahkan konteks dari sifat kimia atom tersebut.
2.
Tuliskan rangkuman tentang 5 alasan, sehingga hydrogen dapat diletakkan dalam tabel periodik golongan VII A. Jawab : a.
Elektron hidrogen dapat oleh atom lain sehingga ion H +
b. Dapat berikatan dengan unsur halogen membentuk hidrogen halide c.
Karena hidrogen menerima satu elektron
d. Cenderung membentuk ikatan kovalen e. Cenderung berupa gas 3. Diskusikan tentang pernyataan: “tidak ada tempat yang pasti tentang kedudukan hydrogen dalam
tabel periodik” Jawab : Hidrogen tidak termasuk kedalam golongan manapun dalam tabel periodic unsur. Penempatan hidrogen pada lajur yang sama dengan logam alakali hanya untuk memudahkan karena hidrogen dan logam-logam alkali sama-sama sama-sama punya satu elektron di kulit terluarnya. Hal ini juga yang bikin hidrogen dan logam-logam alkali sangat reaktif. Selain itu halide dari logam alkali dan hidrogen terionisasi dalam cara yang sama dalam larutan berair. Ditinjau dari sifat elektronik atau valensi, karena hidrogen dapat membentuk senyawa positif (misalnya HCl) maupun negatif (misalnya NaH), hidrogen dapat dapat digolongkan baik dalam golongan golongan I maupun golongan VII. Sebaliknya bila kita meninjau dari sifat kesamaan elektronegativitas, hidrogen dapat digolongkan menjadi satu golongan dengan unsur-unsur golongan IV, terutama karbon. Kulit terluar hidrogen diisi elektron hanya setengah dari kapasitasnya, sama seperti karbon, sehingga kedua atom ini mampu membentuk ikatan kovalen. Sehingga tidak ada tempat pasti tentang kedudukan hidrogen pada tabel periodik karena sifat yang dimiliki juga dimiliki oleh golongan lain pada tabel periodik.
1
LEMBAR KERJA MAHASISWA / KIMIA ANORGANIK II
HIDROGEN
Sub Materi: 2. SIFAT FISIK DAN KIMIA Latihan 2. (Waktu 5 menit)
1.
Sebutkan sifat fisik hydrogen. Jawab : H2 bereaksi secara langsung dengan unsure-unsur oksidator lainnya. Ia bereaksi dengan spontan dan hebat pada kamar dengan klorin dan fluorin, menghasilkan hydrogen halide berupa hydrogen klorida dan hydrogen fluorida. Dalam keadaan bebas berupa molekul gas di atom H 2 dengan titik didih dan titik beku sangat rendah. Titik didihnya - 253˚C. air mengandung 11% massa hydrogen karena molekulnya mengandung dua atom hydrogen satu oksigen. Dalam sistem periodic Hidrogen terletak pada golongan IA karena mempunyai satu elektron, tapi kecenderungannya sama dengan golongan VII A yaitu menerima satu elektron dan tidak seperti unsure I A lainnya yang cenderung melepas satu elektron. Selain itu, elektron Hidrogen dapat ditarik oleh atom lain sehingga menjadi ion H +. karena itu hydrogen tidak dapat dimasukkan golongan I A dan VII A. 2.
Sebutkan
beberapa
sifat
kimia
hidrogen Jawab : Hidrogen adalah gas teringan yang pernah dikenal, dan karena massa jenisnya yang rendah, hidrogen digunakan selain helium untuk mengisi bahan meteorology. Sifatnya tidak berwarna, tidak berbau dan kebanyakan tidak larut dalam air. Hidrogen membentuk molekul diatomic H 2 , dan dua atom bergabung dengan ikatan kovalen yang sangat kuat (energy ikat 435,9 kJ/mol). Hidrogen tidak terlalu reaktif dibawah keadaan normal. Keraktifannya berdasarkan kinetic daripada termodinamikanya, dan berhubungan dengan kekuatan ikatan H-H. langkah esensial dalam mereaksikan H 2 dengan unsure lain adalah memecahkan ikatan H-H untuk menghasilkan atom hidrogen. Dibutuhkan 435,9 kJ/mol, sehingga terdapat energy aktivasi yang tinggi untuk mereaksikan semacam ini. Hal ini menyebabkan banyak reaksi yang berjalan dengan lambat, atau membutuhkan suhu tinggi, atau katalis (biasanya logam transisi). Dapat dikatakan bahwa hidrogen dapat bereaksi langsung dengan kebanyakan unsure dibawah kondisi yang sesuai. Hidrogen terbakar di udara atau oksigen, membentuk air, dan membebaskan sejumlah energi yang besar.
2
LEMBAR KERJA MAHASISWA / KIMIA ANORGANIK II
HIDROGEN
Sub Materi: 3. HIDROGEN ORTO DAN PARA Perhatikan gambar 1 yang menyajikan ciri-ciri hydrogen ortho dan para. Selanjutnya jawablah pertanhaan berikut secara mandiri.
Latihan 3. (Waktu 10 menit)
1. Apakah yang membedakan molekul hydrogen ortho dengan hydrogen para. Jawab : Yang membedakan molekul hidrogen ortho dengan hidrogen para merupakan dalam hal spin relative elektron dan inti atomnya. Pada ortho hydrogen spin dua protonnya adalah parallel sehingga
membentuk keadaan olekular yang disebut sebagai “triplet” dengan bilangan kuantum spin 1 (1/2 +1/2), pada para hidrogen maka spin protonnya antiparalel sehingga membentuk keadaan “singlet” dan bilangan kuantum spinnya 0 (1/2 - 1/2). Pada keadaan STP gas hidrogen tersusun dari 25% bentuk para dan 75% bentuk ortho. 2.
Uraikan tentang kestabilan kedua isotop molekul itu. Jawab : a. Dalam keadaan yang normal, gas hidrogen merupakan campuran antara dua molekul yang dinamakan ortho dan para hidrogen, yang dibedakan berdasarkan spin elektron-elektron dan nukleus. b. Hidrogen normal pada suhu ruangan terdiri dari 25% para hidrogen dan 75% ortho hidrogen. c. Bentuk ortho tidak dapat dipersiapkan dalam bentuk murni. Karena kedua bentuk tersebut berada dalam energy, sifat-sifat kebendaannya pun juga berbeda. Titik-titik lebur dan didih para hidrogen
sekitar 0,1 ˚C lebih rendah dari hidrogen normal.
3.
Bagaimanakah mengubah molekul hydrogen para menjadi ortho? Uraikan dan lengkapi dengan gambarnya.
Jawab : a.
Molekul hidrogen para diubh menjadi ortho dengan cara menaikkan suhunya
b. diberi katalis arang aktif, logam Fe, Ni, pt dan W. c.
menambahkan atau menumbukkan 1 atom hidrogen
3
LEMBAR KERJA MAHASISWA / KIMIA ANORGANIK II
HIDROGEN
Sub Materi: 3. PEMBUATAN HIDROGEN Gas hydrogen dapat dibuat dengan beberpa cara. Untuk mengetahuinya bacalah buku Materi ajar Anda dan buku teks lain untuk menyelesaikan latihan berikut.
Latihan 4.(Waktu 10 menit )
1. Apakah semua logam yang bereaksi dengan air dapat menghasilkan gas hydrogen? Logamlogam manakah yang paling cepat menghasilkan gas itu? Jawab : Semua logam yang bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen. Logam-logam yang cepat menghasilkan gas hidrogen yaitu dengan bertambahnya nomor atom. Misalnya pada logam alkali dari Li ke Cs.
2. Tuliskan contoh reaksi antara logam dengan asam non oksidator (tak beroksigen) Jawab :
Asam non oksidator adalah asam yang tidak dapat memberikan oksigen 2 HCl + 2Na 2 NaCl + H 2
3. tuliskan contoh reaksi antara logam dengan asam oksidator (mengandung oksigen) encer. Jawab :
3 Pb + 16 HNO 3 encer 3 Pb(NO3)4 + 4 NO + 8 H 2O 4. Tuliskan contoh reaksi antara logam dengan asam oksidator (mengandung oksigen) kuat. Jawab : Sn + 8 HNO3 pekat Sn(NO3)4 + 4 NO2 + 4 H2O 2 Fe + 6 H2SO4 pekat Fe2(SO4)3 + 3 SO3 + 6 H2O
4
LEMBAR KERJA MAHASISWA / KIMIA ANORGANIK II
HIDROGEN
Latihan 5. (Waktu 5)
Diskusikan dengan pasangan anda. Berikan beberapa contoh reaksi pembuatan gas hydrogen selain reaksi antara logam dengan asam.
Pembuatan gas hydrogen melalui proses elektrolisis air dengan elektrode Pt/C dan katalisator elektrolit garam Na2SO4 yang akan menghasilkan gas hydrogen pada ruang katode dan oksigen pada ruang anode menurut persamaan reaksi berikut : Katode : 2 H 2O(l) + 2e Anode : 2OH-(aq)
2OH-(aq) + H2(g)
→
H2O(l) + O2(g) + 2e
→
Sumber : Buku Anorganik II, halaman 21
Sub Materi: 4.KEGUNAAN HYDROGEN Tuliskan 5 (lima) kegunaan hydrogen yang anda ketahui ! a.
Hydrogen digunakan sebagai gas pengisi balon
b. Hydrogen banyak digunakan untuk mengikat nitrogen dengan unsur lain dalam proses Haber (memproduksi amonia) c.
Hydrogen digunakan untuk proses hidrogenasi lemak dan minyak
d. Hydrogen digunakan untuk memproduksi asam hidroklorida e. Hydrogen digunakan sebagai bahan bakar roket
Sumber : buku Anorganik II, halaman 20 Sub Materi: 5 HIDRIDA Latihan 6. (Waktu 5 menit) 1.
Berikan alasan, bilamana senyawa hidrida ionic dapat terbentuk. Demikian pula untuk senyawa hidrida kovalen. Berikan contoh. Jawab : a. Hidrida ionic Hidrida ionik diperoleh dari reksi antara hydrogen dengan logam. Logam-logam yang membentuk hidrida ionic dengan hydrogen adalah logam yang mempunyai harga energy ionisasi rendah (bersifat sangat elektropositif) yaitu golongan alkali dan alkali tanah.Secara umum reaksi ditulis sebagai berikut: L (s) + H 2 (g) L (s) +H 2 (g)
→
LH (s)
LH2 (s)
→
(L = golongan alkali ) (L = golongan alkali tanah)
Contoh: Na (s) + H 2 (g) Mg (s) + H 2 (g)
2NaH (s)
→
MgH2 (s)
→
Pembentuakn senyawa hidrida umumnya berlangsung pada suhu 300ºC – 400ºC dan menggunakan katalis. Sumber
:
http://glitzlychemistry.blogspot.co.id/2015/12/senyawa-hidrida-dan-sifat-
sifatnya.html (diakses pada tanggal 16 Mei 2016, pukul 13.09) b. Hidrida kovalen Hydrogen membentuk senyawa hidrida kovalen (ikatan kovalen) dengan unsure-unsur non logam dan dengan logam elektopositif rendah pada golongan IVA, VA, VIA, dan VIIA (biloks H=+1). Contoh CH4,NH3,H2O, dan HF
Sumber : http://virgoshyeniegirls.blogspot.co.id/2012/05/makalah-hidrogen.html (diakses pada tanggal 16 Mei 2016, pukul 12.44)
5
LEMBAR KERJA MAHASISWA / KIMIA ANORGANIK II
HIDROGEN
2. Apa yang dimaksud dengan non-stoikhiometri dan hidrida yang kekurangan electron? Berikan contoh. Jawab : Non stoikhiometri adalah reaksi yang dimana reaktannya tidak habis bereaksi dan hidrida kekurangan electron adalah senyawa hidrida yang telah membentuk senyawa kompleks molekuler yang dikoordinasikan oleh ligan penstabil. Sub materi 6. AIR
Air terdapat dimana-mana, baik di dalam maupun permukaan tanah, dan di atmosfer kita. Adanya ikatan hydrogen dapat menyebabkan air menunjukkan anomaly. Di dalam kimia, air sangat banyak kegunaannya, baik sebagai pelarut maupun sebagai perekasi. Bacalah buku materi ajar Anda untuk menyelesaikan tugas-tugas berikut. Latihan 7. (Waktu 10 menit)
1. Jelaskan dengan singkat bagaimana Anda dapat mengetahui bahwa air memiliki pH= 7. Jawab : a.
Dengan menggunakan alat pH meter
b. Menggunakan kertas lakmus c. 2.
Menggunakan indikator universal
Tuliskan beberapa reaksi air dengan oksida basa. Jawab : Na2O + H2O K2O
2NaOH
→
+ H2O
CaO
2KOH
→
+ H2 O
Ca(OH)2
→
Sumber : http://noerarifinyusuf.blogspot.com/2014/10/senyawa-oksida-asam-danoksida-basa.html (diakses pada tanggal 16 Mei 2016, pukul 13.40) 3. Tuliskan beberapa reaksi antara air dengan oksida asam Jawab : CO2
+ H2O
H2CO3
SO2
+ H2O
H2SO3
SO3
+ H2O
H2SO4
P2O3 + 3H2O H3PO3 P2O5 + H2O
H3PO4
N2O3 + H2O
HNO2
N2O5 + H2O
HNO3
Sumber
:
http://noerarifinyusuf.blogspot.com/2014/10/senyawa-oksida-asam-dan-oksida-basa.html
(diakses pada tanggal 16 Mei 2016, pukul 13.40)
6
LEMBAR KERJA MAHASISWA / KIMIA ANORGANIK II
HIDROGEN
Latihan 8. waktu 5 menit
1. Apakah yang dimaksud dengan peristiwa hidrolis? Hidrolisis adalah jenis reaksi kimia yang terjadi antara air dan senyawa lain. Selama reaksi, ikatan kimia akan rusak di kedua molekul, menyebabkan mereka menjadi pecah. Molekul air terpecah untuk membentuk ion hidrogen bermuatan positif (H +) dan hidroksida bermuatan negatif (OH-), dan molekul lainnya terbagi menjadi dua bagian sederhana, juga dengan muatan positif dan negatif. Sumber : http://ilmualam.net/pengertian-hidrolisis-dan-penggunaannya.html (diakses pada tanggal 17 Mei 2016, pukul 00.43) 2. Berikan contoh peristiwa hidrolisis garam a. Garam natrium stearat, C 17H35COONa (sabun cuci) akan mengalami hidrolisis jika dilarutkan dalam air, menghasilkan asam stearat dan basanya NaOH. Reaksi: C17H35COONa + H2O Sumber
:
C17H35COOH + NaOH
→
http://alwayschaza.blogspot.co.id/2013/12/aplikasi-hidrolisis-garam-dalam.html
(diakses pada tanggal 17 Mei 2016, pukul 00.46) b. HCl + NH4OH ⇌ NH4+ + Cl- + H2O NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+
Sumber : http://www.ilmukimia.org/2013/01/pembahasan-hidrolisis-garam.html (diakses pada tanggal 17 Mei 2016, pukul 00.43) Latihan 9. waktu 10 menit
1.
Gambarkan struktur molekul air.
Sumber : http://ilmualam.net/struktur-molekul-air.html (diakses pada tanggal 17 Mei 2016, pukul 00.52) 2. Gambarkan struktur molekul es.
Sumber : https://bungelcuy.wordpress.com/2011/06/02/air-dalam-ilmu-kimia/(diakses pada tanggal 17 Mei 2016, pukul 00.57)
7
LEMBAR KERJA MAHASISWA / KIMIA ANORGANIK II
3.
HIDROGEN
Apa yang menyebabkan es dapat mengapung di atas air? Uraikan. Pada saat air membeku, yaitu saat kalor turun dari 4°C -0°C, dia mengalami pertambahan volume. Hal ini bisa dibuktikan dengan anda membekukan air minum kemasan, contoh aqua gelas. Maka saat aqua itu membeku di freezer, dia akan mengembung, hal ini menunjukkan bahwa volumenya bertambah. Namun, dalam keadaan volumenya bertambah tersebut, massanya tetap sama. Sehingga mengakibatkan massa jenisnya mengecil dari kondisi awalnya (saat berupa air). Hal ini disebabkan karena massa jenis merupakan massa benda dibagi volumenya (Massa jenis=massa/volume). Dan sesuai hukum alam dan fisika, bahwa benda dengan massa jenis besar akan cenderung berada di bawah, sedang benda bermassa-jenis lebih kecil akan bergerak ke atas di atas benda bermassa jenis yang lebih besar darinya. Sehingga saat es di masukkan ke dalam air, dia akan bergerak ke atas, ke permukaan (mengapung), karena massa jenis es lebih kecil dari pada air. Sumber
:
https://inilahsains.wordpress.com/2014/05/09/mengapa-es-dapat-mengapung-di-atas-air/
(diakses pada tanggal 17 Mei 2016, pukul 01.01) --------- GOOD LUCK -----------
8
