Unsur Golongan Utama GAS MULIA DAN HALOGEN STANDAR KOMPETENSI
Memahami karakteristik unsur-unsur penting,kegunaan serta terdapatnya di alam KOMPETENSI DASAR
1.
Mengidentifikasi kelimpahan unsur-unsur utama dan produk yang mengandung unsur tersebut. 2. Mendeskripsikan kecendrungan sifat-sifat fisik dan sifat kimia unsur utama dan unsur transisi. 3. Menjelaskan manfaat, dampak dan proses pembuatan unsur, unsur dan senyawanya dalam kehidupan. INDIKATOR
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Mengidentifikasi keberadaaan unsur-unsur gas mulia dan halogen Mengidentifikasi produk-produk yang mengandung unsur gas mulia dan halogen Mengidentifikasi sifat-sifat fisik gas mulia dan halogen Mengidentifikasi sifat-sifat kimia gas mulia Menjelaskan manfaat serta dampak dari unsur gas mulia Menjelaskan proses pembuatan unsur dari senyawa gas mulia dan halogen
A. GAS MULIA
Unsur gas mulia adalah unsur-unsur yang terdapat pada golongan VIII A sistem periodik, yaitu helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) dan radon (Rn). Kelompok ini disebut gas mulia karena sifatnya yang sukar bereaksi. Unsur-unsur gas mulia, kecuali helium mengandung delapan elektron di kulit terluar, sehingga bersifat stabil. Kestabilan gas-gas mulia ini sempat membuat para ahli kimia yakin bahwa gas mulia benar-benar tidak dapat dan tidak mungkin membentuk senyawa, dan itulah sebabnya sering dinamai gas-gas lembam (inert gases) 1.
Sifat-sifat gas mulia
Unsur-unsur gas mulia merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau. Gas mulia adalah satu-satunya kelompok gas yang partikel-partikelnya berwujud atom tunggal (monoatomik).
Argon, kripton dan xenon sedikit larut dalam air, sebab atom-atom gas mulia ini dapat terperangkap dalam rongga-rongga kisi molekul air. Struktur semacam ini disebut klatrat Beberapa data tentang gas mulia dapat dilihat pada tabel di bawah ini: No 1 2 3 4 5 6
Sifat-sifat Massa atom Jari-jari atom (pikometer) Energi ionisasi (Kj/mol) 3 Kerapatan (Kg/m ) 0 Titik didih ( C) 0 Titik leleh/beku ( C)
He 4 93 2640 0,18 -269 -272
Ne 20 113 2080 0,90 -246 -249
Ar 40 154 1520 1,80 -186 -189
Kr 84 169 1350 3,75 -153 -157
Xe 131 190 1170 3,80 -108 -112
Rn 222 225 1040 10,00 -62 -71
Dari tabel di atas dapat disimpulkan 1. Gas-gas mulia memiliki harga energi ionisasi yang besar, bahkan terbesar dalam masingmasing deret seperiode. Hal ini sesuai dengan kestabilan struktur elektron gas-gas mulia yang sangat sukar membentuk senyawa 2. Dari atas ke bawah energi ionisasi mengalami penurunan, hal ini dapat menerangkan mengapa gas-gas mulia yang letaknya lebih bawah mempunyai kemungkinan yang lebih besar untuk membentuk senyawa. 3. Makin ke bawah letaknya, gas mulia memiliki harga kerapatan, titik didih dan titik leleh yang makin besar. Hal ini sesuai dengan konsep ikatan, bahwa gaya tarik Van Der Walls antar partikel akan bertambah besar apabila jumlah elektron peratom bertambah. 2.
Gas mulia di alam
Gas-gas mulia terdapat di atmosfer dalam jumlah yang relatuf sedikit. Sebagaimana kita ketahui, atmosfer kita didominasi oleh gas-gas nitrogen (N 2) dan oksigen (O 2) yang masing-masing meliputi 78% dan 21% volume udara. Kandungan Gas-Gas Mulia dalam Udara No Gas mulia 1 Helium 2 Neon 3 Argon 4 Kripton 5 Xenon 6 Radon
Persentase volume udara 4 5,24 x 10‾ 3 1,82 x 10‾ 0,934 4 1,14 x 10‾ 6 8,70 x 10‾ 14 6 x 10‾
Dari tabel di atas, nampak jelas bahwa gas mulia yang paling banyak dijumpai di atmosfer adalah argon, menduduki peringkat ke 3 setelah nitrogen dan oksigen. Akan tetapi, gas mulia
yang paling banyak terdapat di alam semesta adalah helium. Unsur helium bersama-sama dengan unsur hidrogen merupakan komponen utama dari matahari dan bintang-bintang. Semua gas mulia kecuali radon, dapat diperoleh dengan cara mencairkan udara, kemudian komponen-komponen udara cair ini dipisahkan dengan destilasi bertingkat. Hal ini dimungkinkan sebab gas mulia memiliki titik didih yang berbeda-beda. Argon dapat diperoleh dengan memanaskan udara dan kalsium karbida (CaC 2). Nitrogen dan oksigen di udara akan diikat oleh CaC 2, sehingga pada udara kita memperoleh argon. CaC2 + N2
→
CaCN2 + C
2CaC2 + O2
→
CaO + 4C
Helium dapat dijumpai dalam kadar yang cukup tinggi pada beberapa sumber gas alam, sebagai hasil peluruhan bahan-bahan radioaktif. Adapun radon hanya diperoleh dari peluruhan radioaktif unsur radium berdasarkan reaksi inti berikut : 226
222
88 Ra
3.
→
4 86 Rn
+ 2He
Kegunaan gas mulia
1. Helium
Helium digunakan sebagai pengisi balon meteorologi maupun kapal balon karena gas ini mempunyai rapatan yang paling rendah setelah hidrogen dan tidak dapat terbakar. Dalam jumlah besar helium digunakan untuk membuat atmosfer inert, untuk berbagai proses yang terganggu oleh udara misalnya pada pengelasan. Campuran 80% helium dengan 20% oksigen digunakan untuk mennggantikan udara untuk pernafasan penyelam dan orang lain yang bekerja di bawah tekanan tinggi. 2.
Neon
Neon digunakan untuk membuat lampu-lampu reklame yang memberi warna merah. Neon cair juga digunakan sebagai pendingin untuk menciptakan suhu rendah, juga digunakan untuk membuat indikator tegangan tinggi, penangkal petir dan tabungtabung televisi. 3. Argon
Argon dapat digunakan sebagai pengganti helium untuk menciptakan atmosfer inert. Juga digunakan untuk pengisi lampu pijar karena tidak bereaksi dengan kawat wolfram yang panas sampai putih, tidak seperti nitrogen atau oksigen 4.
Kripton
Kripton digunakan bersama-sama dengan argon untuk pengisi lampu fluoresensi (lampu tabung). Juga untuk lampu kilat fotografi berkecepatan tinggi. Salah satu spektrumnya digunakan sebagai standar panjang untuk meter. 5. Xenon
Xenon digunakan dalam pembuatan tabung elektron. Juga digunakan dalam bidang atom dalam ruang gelembung. B. HALOGEN
Golongan halogen meliputoi flourin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iodin (I) dan astatin (At). Nama “halogen” berasal dari bahasa Yunani yang artinya “pembentuk garam”. Dinamakan demikian karena unsur-unsur tersebut dapat bereaksi dengan logam membentuk garam. Misalnya klorin bereaksi dengan natrium membentuk natrium klorida (NaCl), yaitu garam dapur. Dalam sistem periodik, unsur halogen terdapat pada golongan VII A, 2 5 mempunyai 7 elektron valensi pada subkulit ns np . Konfigurai elektron yang demikian membuat unsur-unsur halogen sangat reaktif. Halogen cenderung menyerap satu elektron membentuk ion bermuatan negatif satu. 1. Kelimpahan unsur halogen di alam
Pada umumnya halogen di alam dijumpai dalam bentuk senyawa halida. Flourin ditemukan dalam mineral-mineral pada kulit bumi : Flourspar (CaF 2) dan kriolit (Na 3AlF6). Klorin, bromin dan iodin terkandung pada air laut dalam bentuk garam-garam halida dari natrium, magnesium, kalium dan kalsium. Garam halida yang paling banyak adalah NaCl, meliputi 2,8% berat air laut. 4 Jika ditinjau dari harga kemolaran, banyaknya ion halida pada air laut : 0,53 M Cl‾, 8 x 10‾ M 7 Br‾, 5 x 10‾ M I‾. Di daerah Chili, Amerika serikat, iodin ditemukan dalam jumlah berlimpah sebagai garam natrium iodat (NaIO 3). Beberapa sumber air di negara kita ternyata mengandung natrium iodida (NaI) dalam kadar yang cukup tinggi, misalnya di Watudakon (Mojokerto). Beberapa jenis lumut
dan ganggang laut mengandung senyawa iodin. Unsur astatin tidak dijumpai di alam, sebab bersifat radioaktif. Ion halida dalam tubuh manusia Ion klorida merupakan anion terbanyak yang dikandung oleh plasma darah, cairan tubuh, air susu, air mata, air ludah dan cairan eksresi. Juga getah lambung mengandung 0,37% HCl untuk membantu pencernaan makanan. Ion iodida dikandung oleh kelenjar tiroid dan merupakan komponen yang diperlukan untuk membuat hormon tiroksin C 15H11O4NI4). Ion flourida diperlukan untuk mencegah kerusakan gigi, sebab F‾ merupakan komponen pembuat bahan perekat Fluoroapatit [Ca 5(PO4)3F)] yang tedapat pada lapisan email gigi kita. 2. Sifat-sifat halogen •
Sifat fisik Sifat fisik unsur halogen dapat dilihat pada tabel di bawah ini
Sifat-sifat fisik halogen Sifat-sifat Jari-jari atom (ppm) Jari-jari kovalen Energi ionisasi (KJ/mol) Keelektronegatifan Afinitas elektron (KJ/mol) 3 Kerapatan (Kg/m ) 0 Titik leleh( C) 0 Titik didih( C) Potensial reduksi •
Flourin 133 71 1680 4 -328 1696 -220 -180 +2,87
Klorin 180 99 1250 3 -349 3214 -10 -35 +1,36
Bromin 195 114 1140 2,8 -325 3110 7,2 59 +1,065
Iodin 215 133 1008 2,5 -295 49630 114 184 +0,535
Astatin 145 912 2,2 -270 337 -
Sifat kimia
Kereaktifan unsur non logam dapat dikaitkan dengan kemampuan menarik elekrtron membentuk ion negatif, semakin negatif nilai afinitas elektron menunjukkan semakin besar kecenderungan menarik elektron, berarti kereaktifan bertambah. Kereaktifan halogen menurun dari flourin ke iodin. Reaksi dengan logam Halogen bereaksi dengan kebanyakan logam Contoh :
2Al + 3 Br2
→
2 AlBr3
2Fe + 3 Cl2
→
2 FeCl3
Cu + F2
→
CuF2
Reaksi dengan hidrogen Semua halogen bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrogen halide (HX) H2 + X2
→
2HX
Reaksi dengan nonlogam dan metaloid tertentu. Contoh Si + 2X2
→
2B + 3X2
→ 2BX3
P4 + 6X2
→ 4PX3
P4 + 10X2
→ 4PX5
SiX4
Reaksi dengan hidrokarbon (reaksi subsitusi) Contoh CH4 + Cl2
→
CHCl3 + HCl
Flourin bereaksi hebat, tetapi iodin tidak bereaksi Reaksi dengan air Flourin bereaksi hebat dengan air mebentuk HF dan membebaskan oksigen F2 + H2O
→
2HF + O2
Halogen lainnya mengalami reaksi disproporsionasi dalam air menurut kesetimbangan berikut X2 + H2O
HX + HXO
Reaksi dengan basa Klorin, bromin dan iodin mengalami reaksi disproporsionasi Contoh : Cl2(g) + 2NaOH(aq) → NaCL(aq) + NaClO(aq) + H2O(l)
Reaksi antar halogen, reaksinya secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut: X2 + nY2
→
2XYn
Y = halogen yang lebih elektronegatif n = 1,3,5 dan 7 Daya oksidasi halogen Oleh karena unsur halogen mudah menangkap elektron (mengalami reduksi) maka unsur halogen merupakan zat pengoksidasi (oksidator) yang kuat. Daya oksidasi halogen meningkat dengan berkurangnya nomor atom. Itulah sebabnya suatu unsur halogen dapat mengoksidasi halogen lain di bawahnya, tetrapi tidak mampu mengoksidasi halogen yang di atasnya. Contoh : F2 +2 Cl‾ → 2F‾ + Cl2 Br2 + 2I‾ →
I2 + 2Br‾
Halogen dalam senyawa memiliki bilangan oksidasi -1, +1, +3, +5 dan +7. oleh karena keelektronegatifan unsuir halogen sangat besar, maka pada umumnya halogen dalam senyawa memiliki bilangan oksidasi -1. bilangan oksidasi positif hanya akan dimiliki halogen apabila ia berikatan dengan atom yang lebih elektronegatif, misalnya oksuigen atau halogen lain yang letaknya lebih atas dalam sistem periodik. Klorin, bromin dan iodin dapat membentuk senyawa-senyawa oksihalogen. Flourin tidak dapat membentuk senyawa oksihalogen sebab keelektronegatifan flourin lebih besar daripada oksigen. Berdasarkan jumlah atom oksigennya, asam oksihalogen mempunyai nama sebagai berikut. misal : No 1 2 3 4
Rumus molekul HClO HClO2 HClO3 HClO4
Bilangan oksidasi +1 +3 +5 +7
Nama Asam hipoklorit Asam klorit Asam klorat Asam perkl
kekuatan asam oksihalogen dapat ditentukan dengan melihat jumlah unsur oksigen yang terikat pada asam oksihalogen tersebut. Semakin besar jumlah atom oksigennya, semakin kuat pula asamnya. Untuk jumlah atom oksigen yang sama, asam oksiklorin lebih kuat daripada asam oksibromin dan asam oksibromin lebih kuat daripada asam oksiiodin. Jadi asam perklorat (HClO4) adalah asam oksihalogen yang paling kuat, bahkan merupakan asam paling kuat di semua asam yang dikenal. 3.
Kegunaan halogen dan senyawanya
Flourin
1. Gas flourin (F 2) terutama digunakan dalam proses pengolahan isotop uranium -235 dari isotop uranium-238 melalui difusi gas 2. Asam flourida (HF), yang dapat bereaksi dengan gelas, sehingga sering digunakan untuk mengukir (mengetra) gelas CaSIO3(s) + 8 Hf (aq)
→ H2SiF6(aq) + CaF2(s) + 3 H2O
3. Natrium heksa flourosilikat (Na 2SiF6), bahan yang dicampurkan pada pasta gigi agar gigi menjadi kuat 4.
NaF, zat yang digunakan untuk mengawetkan kayu dari gangguan serangga
5.
SF6, sutau gas yang digunakan sebagai insulator
6. Kriolit (Na3AlF6), bahan yang digunakan sebagai pelarut dalam pengolahan logam Al secara elektrolisis. 7. Freon-12 (CF2Cl2), senyawa yang dipakai sebagai zat pendingin pada kulkas dan AC, serta sebagai zat pendorong pada kosmetika aerosol (spray) 8.
Teflon, suatu jenis plastik tahan pans yang banyak digunakan pada peralatan mesin
Klorin
1. Gas Cl2 mempunyai sifat desinfektan, sehingga sering dialirkan pada air kolam renang untuk memusnahkan kuman-kuman berbahaya. 2. Gas Cl2 dapat menarik timah dari kaleng bekas, membentuk SnCl 4 kemudian direduksi menjadi timah murni 3. HCl, digunakan untuk membersihkan permukaan logam serta untuk mengekstraksi logamlogam tertentu dari bijihnya. 4.
NaCl, dipaki sebagi garam dapur dan sebagi bahan baku pada berbagai jenis industri kimia
5.
KCl sebagai pupuk tanaman
6.
NH4Cl, elektrolit pengisi batu baterai
7. NaClO, mengoksidasi zat warna sehingga digunakan sebagai zat pengelantang untuk kain dan kertas 8.
Kalium kloart, bahan pembuat mercon dan korek api
9.
Seng klorida (ZnCl 2), bahan pematri (solder)
10. Kalsium hipoklorit (CaCOCl) 2 disingkat kaporit, pemusnah kuman pada air ledeng Bromin
1.
NaBr, zat sedutif atau obat penenang saraf
2.
AgBr, yang disuspensikan dalam gelatin untuk dipakai sebagai film fotografi
3.
Metal bromida (CH 3Br), suatu bahan campuran zat pemadam kebakaran
4. Etilen dibromida (C 2H4Br2), yang sering ditambahkan pada bensin, agar senyawa Pb dalam bensin diubah menjadi PbBr 2, sehingga logam pb tidak mengendap dalam silinder Iodin
1. Larutan I2 dalam alkohol yang disebut sebagai tingtur yodium, obat luka agar tidak terkena infeksi 2. Kalium iodat (KIO 3) yang ditambahkan pada garam dapur, agar tubuh kita memperoleh iodin 3.
Perak iodida (AgI), digunakan dalam film fotografi
SOAL
Pilihlah satu jawaban yang paling tepat diantara jawaban a, b, c, d dan e! 1. Diantara gas mulia di bawah ini yang senyawanya paling banyak disintesis adalah ……. a.
Ne
d. He
b.
Ar
e. Xe
c. Kr 2. Diantara gas mulia di bawah ini yang terbanyak di atmosfer adalah ………. a. Ar
d. He
b. Xe
e. Kr
c.
Ne
3. Gas mulia yang paling banyak tedapat di alam adalah………
a.
Helium
b.
Radon
c.
Kripton
d. Xenon e. Neon
4. Gas mulia yang tidak memiliki delapan elekrtron valensi adalah……… a.
Radon
d. Neon
b.
xenon
e. Argon
c.
Helium
5. Pernyataan dibawah ini meru pakan sifat gas mulia kecuali ……… a.
Unsur-unsur yang paling stabil
b.
Sukar menangkap atau melepas elektron
c.
Membeku hanya beberapa derajat di bawah titik didihnya
d.
Mudah bereaksi dengan unsur lain
e.
Terdapat di atmosfer dalam jumlah sedikit
6. Bilangan oksidasi Xe dalam Na 4XeO6 adalah………… a.
+2
d. +8
b.
+4
e. +10
c.
+6
7. Senyawa xenon lebih banyak dibandingkan seny awa radon, hal ini disebabkan …. a.
Energi ionisasi xenon lebih kecil daripada radon
b.
Jari-jari atom radon lebih besar daripada xenon
c.
Radon merupakn unsur radioaktuf
d.
Xenon jumlahnya sangat banyak di alam
e.
Titik didih radon lebih rendah daripada radon
8. Gas mulia yang bersifat radioaktif adalah ………. a.
Ksenon
b.
Radon
c.
Neon
d. Halium e. Argon
9. Dalam senyawa kripton tetraflourida, atom Kr memiliki bilangan oksidasi …. a.
-4
d. +2
b.
-2
e. +4
c.
+1
10. Halogen yang mempunyai sifat oksidator terkuat adalah….. a. Flourin
d. Iodin
b. Klorin
e. Astatin
c. Bromin 11. Urutan asam halida yang menunjukkan titik didih semakin rendah adalah …… a.
HF – HCl – HBr – HI
d. HI – HBr – HCl – HF
b.
HF – HI – HBr – HCl
e. HI – HF – HCl – HBr
c.
HCl – HBr – HI – HF
12. Halogen yang bersifat radioaktif adalah……. a.
Flourin
d. Iodin
b.
Klorin
e. Astatin
c.
Bromin
13. Unsur klorin tidak dijumpai dalam ….…. a.
Kriolit
b.
Air laut
d. PUC e. DDT
c.
Kaporit
14. Reaksi di bawah ini yang tidak mungkin berlangsung adalah….. a.
Cl2 + 2Br‾
2Cl‾ + Br 2
b.
2I‾ + Br2 →
c.
F2 + 2Cl‾
d.
Br2 + 2F‾ →
F2 + 2Br‾
e.
2Br ‾ + F2
2F‾ + Br 2
→
→
I2 + 2Br‾ 2F‾ + Cl2
15. Diantara pernyataan di bawah ini yang tidak benar dari unsur- unsur halogen adalah ……. a.
Merupakan unsur yang elektronegatif
b.
Keelektronegatifan flour paling kecil
c.
Iodium pada suhu kamar berwujud padat
d.
Pada suhu kamar flour berwujud gas
e.
Bilangan oksidasi F selalu -1
16. Senyawa yang dicampurkan ke dalam garam dapur untuk membuat garam beryodium adalah……. a.
K2O3
d. NaIO3
b.
NaCl
e. NaIO
c.
NaClO
17. Br2 dapat diperoleh dengan cara oksidasi……. a.
I2 dan Br‾
d. Br‾ dan Br 2
b.
I‾ dan Br 2
e. Cl‾ dan Br 2
c.
Br‾ dan Cl2
18. Halogen yang mudah menyublim adalah……. a.
F2
d. I2
b.
Cl2
c.
Br2
e. At
19. Neon digunakan dalam lampu-lampu reklame. Gas neon menghasilkan cahaya berwarna ……. a.
Merah
d. Biru
b.
Jingga
e. Putih
c.
Hijau
20. Dengan bertambahnya nomor atom, maka bertambah pula….. a.
Energi pengionisasinya
b.
Potensial reduksi standar
c.
Daya pengoksidasi
d.
Keelektronegatifan
e.
Jari-jari atom
Share this:
Twitter Facebook5
Like this: Suka Be the first to like this.
Tinggalkan Balasan
