kimia unsur

BAHAN AJAR KIMIA UNSUR HALOGEN DAN GAS MULIA a. Halogen 1. Kelimpahan unsur halogen di alam Halogen tidak ditemukan di alam dalam keadaan bebas, karena sangat reaktif. Unsur-unsur halogen terdapat di alam sebagai senyawa garam. Flourin terdapat dalam flourit (Ca F₂) dan Kriolit (Na₃AlF6). Klorin terdapat dalam air laut sebagai NaCl. Dalam bentuk ion klorida, unsur Cl adalah pembentuk garam dan senyawa lain yang tersedia di alam dalam jumlah yang sangat berlimpah. Bromin terdapat sebagai garam-garam natrium dan magnesium. Bromin juga diekstrak dari air laut, dengan kandungan hanya sebesar 82 ppm. Iodin terdapat di alam dalam bentuk senyawa iodat dan iodida dalam lumut-lumut laut. Terdapat juga dalam bentuk iodida dari air laut yang terasimilasi dengan rumput laut, sendawa Chili, tanah kaya nitrat (dikenal sebagai kalis, yakni batuan sedimen kalsium karbonat yang keras), air garam dari air laut yang disimpan, dan di dalam air payau dari sumur minyak dan garam. Unsur-unsur halogen di alam dalam keadaan bebas ditemukan dalam bentuk molekul diatomik, yaitu F2, Cl2, Br2, I2, kecuali Astatin yang merupakan unsur radioaktif. 2. SIFAT FISIKA HALOGEN Sifat Fisik Florin (F) Klorin (Cl) Bromin (Br) Iodin (I) Jari-jari Atom (pm) 133 180 195 215 Massa Atom 19,00 35,45 79,90 126,9 Kerapatan (kg/m3) 1,696 3,214 3.119 4.930 Titik Didih (oC) -188 -35 59 184 Titik Leleh (oC) -220 -101 -7,2 114 Energi ionisasi (Kj/mol) 1.680 1.250 1.140 1.008 Kelektronegatifan 4,0 3,0 2,8 2,5 Afinitas electron (Kj/mol) -328 -349 -325 -295 Wujud zat (pada 25oC, 1 atm) Gas Gas Cair Padat 1. Jari-jari atom bertambah dari Florin sampai Astatin. Hal ini berkaitan dengan kenaikan nomor atom halogen. 2. Antara molekul-molekul halogen padat dan cair terdapat ikatan Van Der waals yang lemah. Dari Flourin sampai Iodin ikatan Van Der Waals bertambah kuat dan bertambah besar pula titik didih dan titik lelehnya. 3. Flourin dan Klorin pada temperature kamar berwujud gas, bromin berwujud cair dan mudah menguap, dan iodin berwujud padat serta mudah menyublim. 4. Gas Flourin berwarna kuning muda, gas klorin berwarna hijau. Cairan bromin berwarna merah coklat, dan zat padat iodin berwarna hitam, sedangkan uap iodin berwarna ungu. 5. Flourin, klorin, dan bromin mudah larut dalam air, sedangkan iodin sedikit larut dalam air, iodin mudah larut dalam KI dan pelarut organic, sperti alcohol, eter, kloroform (CHCl3) dan karbon tetraklorida (CCl4). Warna larutan bromin dalam pelarut kloroform (CHCL3)atau CCl4 adalah kuning cokelat. 2.SIFAT KIMIA HALOGEN 1. Sifat oksidator unsur golongan halogen. Unsur halogen bersifat oksidator. Urutan kekuatan oksidator halogen dapat dilihat dari data potensial reduksinya: F2 + 2 e —> 2 F– ; E° = +2,87 V Cl2 + 2 e —>2 Cl– ; E° = +1,36 V Br2 + 2 e —>2 Br– ; E° = +1,07 V I2 + 2 e —> 2 I– ; E° = +0,54 V Berdasarkan data tersebut, makin ke atas, daya oksidasinya (oksidator) makin kuat. Data ini dapat digunakan untuk memperkirakan apakah reaksi halogen dengan senyawa halida dapat berlangsung atau tidak. Caranya dengan menghitung potensial sel, jika harga potensial sel positif berarti reaksi berlangsung dan jika harga potensial sel negatif berarti reaksi tidak berlangsung. (Brainly.co.id - https://brainly.co.id/tugas/2346628#) Berdasarkan data tersebut, dapat diambil kesimpulan dari Flourin sampai Iodin sifat oksidator halogen makin berkurang. Urutan daya oksidator F2 > Cl2 > Br2 > I2 Kegunaan Halogen: Fluorin • Polimer CF2CF2 digunakan sebagai lapisan anti lengket pada panci teflon. • Pasta gigi mengandung senyawa fluorida untuk mencegah kerusakan gigi. • Fluorin digunakan sebagai pendingin (refrigeran) Kegunaan Halogen: KLORIN • Cl2 adalah bahan baku pembuatan plastik PVC (CH2CHCl). • NaOCl digunakan sebagai pemutih pakaian, antiseptik, dan dalam konsentrasi yang rendah untuk sterilisasi botol bayi. • Klorin (Cl2) ditambahkan ke air minum dan kolam renang membentuk senyawa HCl dan HOCl. Keduanya memiliki daya oksidasi tinggi dan dapat membu.nuh bakteri. Cl2(g) + H2O(l) –> HCl(aq) + HOCl(aq) • NaClO3 digunakan untuk membasmi tanaman liar, klorin untuk pemutih kertas, agen dry-clean dan untk produksi bromin • KCl untuk campuran dalam pestisida Kegunaan Halogen: BROMIN • AgBr (dan AgI) sensitif terhadap cahaya dan digunakan dalam film fotografi dan sinar X. Dalam prosesnya, senyawa akan tereduksi menjadi Ag dan halogen dimana Ag akan menghitamkan kertas. • Senyawa bromin digunakan pada pestisida, obat-obatan dan dalam pembuatan plastik dan tekstil tahan api. • Etilen bromida, C2H4Br2, dicampurkan ke bensin bertimbal untuk mengikat timbal (Pb) agar tidak melekat pada mesin. Kegunaan Halogen: IODIN • Senyawa Iodin (NaI, NaIO3, KI, dan KIO3) juga ditambahkan pada garam dapur untuk mencegah penyakit gondok dan keterbelakangan mental. • Iodin digunakan untuk membuat filter polarisasi pada kacamata hitam, untuk mengurangi cahaya yang menyilaukan. • Iodin adalah antiseptik yang dilarutkan ke dalam alkohol dan diusapkan pada luka. 2.GAS MULIA Pastinya kita semua pernah melihat balon gas/udara yang terbang bebas dilangit. Tapi tahukah kalian gas apa yang terdapat dalam balon-balon tersebut sehingga dapat terbang ?? Helium merupakan zat yang ringan dan tidak mudah terbakar, makanya helium biasa digunakan untuk mengisi balon udara. Helium merupakan salah satu unsur dari gas mulia. Ternyata, unsur-unsur gas mulia selain Helium tidak dapat membuat balon udara terbang bebas di langit. Kelimpahan Gas Mulia Helium adalah unsur terbanyak jumlahnya di alam semesta karena Helium merupakan salah satu unsur penyusun bintang. Namun, di udara kering/ bebas, kadar Argon lebih banyak dibanding unsur gas mulia yang lain. Adapun persentase kelimpahannya yaitu : - Argon kadarnya 0,93% - Neon kadarnya 1,8 x 10-3 % - Helium kadarnya 5,2 x 10-4% - Krypton kadarnya 1,1 x 10-4 % - Xenon kadarnya 8,7 x 10-6 % SIFAT FISIKA GAS MULIA Tabel 1. Kelimpahan gas mulia dalam udara kering Unsur Kelimpahan (ppm) He Ne Ar Kr Xe 5,24 18,21 9340 1,14 0,087 Tabel 2. Kelimpahan gas mulia dalam kerak bumi Unsur Kelimpahan (ppm) He 3 x 10-3 Ne 7 x 10-5 Ar 4 x 10-2 Kr - Xe - 1. Sifat Fisis Gas Mulia Sifat fisis merupakan sifat yang berhubungan dengan penampilan seperti titik leleh, titik didih, kalor jenis, jari- jari atom, wujud, bau, rasa, dan warna. Pada suhu kamar gas mulia berbentuk gas, tidak berbau, dan tidak berwarna. Gas mulia memiliki titik didih dan titik leleh yang rendah. Perbedaan titik leleh dan titik didih gas mulia sangat sedikit sebagai contoh Neon meleleh pada suhu -249 0C dan mendidih pada suhu -246 0C karena gaya tarik atom – atom gas mulia kecil. Gaya tarik menarik pada molekul gas mulia hanyalah Gaya London yang lemah sehingga gas mulia hanya mencair pada saat energinya rendah. Energi yang rendah diperoleh saat suhu rendah. Dari atas ke bawah titik didih dan titik leleh gas mulia meningkat seiring dengan bertambahnya massa atom relatif. 2. Sifat Kimia Gas Mulia Sifat kimia adalah reaksi- reaksi yang bisa dialami oleh sutu zat. Sifat kimia pada gas mulia dapat ditunjukkan oleh kereaktifan yang dimiliki gas mulia. Gas mulia memiliki kereaktifan yang rendah. Gas mulia merupakan senyawa monoatomik maka tidak terdapat senyawa alami gas mulia. Oleh karena itulah gas mulia bersifat inert (lembam). Kelembaman gas mulia berhubungan dengan konfigurasi elektron yang dimiliki. Gas mulia memiliki konfigurasi elektron yang stabil yaitu terdapat delapan elektron pada kulit terluar dengan konfigurasi s2p6, kecuali He dengan konfigurasi elektron valensi s2. Hal ini menyebabkan gas mulia tidak memiliki kecenderungan untuk melepas atau menyerap elektron. Gas mulia memiliki energi pengion yang besar sehingga sukar untuk melepas elektron dan harga afinitas elektron gas mulia rendah sehingga kecenderungan untuk menyerap elektron rendah. Hal ini menyebabkan gas mulia sukar untuk terlibat dalam reaksi kimia atau dengan kata lain gas mulia memiliki kereaktifan yang rendah. Kereaktifan gas mulia bertambah seiring dengan bertambahnya jari- jari atom. Jadi, kereaktifan gas mulia akan bertambah dari He ke Rn. Gas mulia merupakan gas yang telah mencapai unsur kesempurnaan dari gas – gas yang telah ada di alam. Gas mulia adalah unsur yang tidak reaktif dan tidak inert. Reaktif disini merupakan gas mulia yang tidak cepat tanggap tapi memerlukan waktu untuk tanggap atau adanya rangsangan sebelumnya. Untuk inert sendiri berarti gas mulia yang tidak kecil efeknya. Dalam arti kata merupakan gas mulia yang memiliki efek sangat besar bagi kehidupan manusia. Gas mulia banyak di manfaatkan oleh manusia untuk melakukan eksperimen yang sebelumnya belum pernah di lakukan. Adapun gas mulia memiliki beberapa jenis diantaranya adalah : Helium Helium memiliki sifat yang ringan dan tidak mudah terbakar sehingga gas helium ini memiliki fungsi diantaranya adalah untuk : 1. Pengisi balon udara Pernahkah kamu melihat balon udara yang besar yang bisa di naiki oleh manusia diatasnya ? Jika di Indonesia tentu akan sangat jarang ditemui tapi jika di luar negeri pemandangan ini sangat sering di jumpai. Salah satu manfaat udara gas helium ini adalah untuk pengisi balon udara, agar bisa terbang tinggi dan terlihat sangat indah sekali melihat pemandangan sekeliling dari atas balon udara. 2. Tabung penyelam Jika kamu hobi diving maka kamu akan menggunakan satu paket alat penyelam termasuk oksigen yang kamu gunakan untuk dapat bernafas di dalam laut. Tahukah kamu isi dari tabung oksigen itu di campur dengan helium sebagian dalam tabung penyelam. 3. Pendingin Helium juga berfungsi untuk pendingin karena mempunyai titik uap yang sangat rendah. Neon neon ini memiliki warna yang bewarna warni dan indah sehingga fungsi dari neon ini adalah untuk mengisi lampu seperti : 1. Mengisi lampu neon Sekilas mendengar lampu neon kamu akan merasa tidak asing mendengarnya karena neon merupakan salah satu merk lampu terkenal. Mungkin karena lampu ini berisi gas mulia neonlah maka di sebut juga dengan lampu neon. 2. Serba guna Salah satu kelebihan neon lainnya adalah serba guna yang bisa digunakan untuk bermacam – macam kegunaan yaitu untuk indikator tegangan tinggi, sebagai zat pendingin dan mengisi tabung televisi. 3. Penangkal petir Gedung – gedung pencakar langit yang tinggi menjulang itu biasanya juga di lengkapi keamanan saat badai datang yaitu penangkal petir. Petir biasanya sering menyambar gedung – gedung tinggi, tapi berkat gas mulia ini penangkal petir dapat menjadi salah satu manfaatnya yang penting dalam bidang pembangunan gedung pencakar langit. 4. Tanda pada pesawat Neon juga banyak digunakan sebagai tanda bagi pesawat terbang yang digunakan untuk memberi tanda – tanda yang di perlukan. Argon Argon merupakan salah satu unsur yang bersifat paling keras adapun manfaaat dari argon ada dua buah yaitu : 1. Pengisi bola lampu Argon banyak digunakan sebagai pengisi bola lampu khusus untuk bola lampu pijar. Jadi saat kamu menggunakan bolalampu pijar maka argon digunakan untuk mengisinya. 2. Las titanuim dan stainless steel Salah satu manfaat argon yaitu banyak digunakan untuk las titanium dan stainless steel. (Baca juga : Manfaat gas argon bagi kehidupan) Kripton Unsur gas mulai kripton memiliki manfaat untuk bidang fotografi seperti berikut ini : 1. Untuk pengisi lampu Kripton juga banyak di gunakan untuk pengisi lampu dengan tekanan rendah fluoresen. Biasanya tidak hanya kripton yang digunakan argon juga bisa di gunakan untuk prngisi lampu fluoresen. 2. Untuk lampu kilat Dalam dunia fotografi kripton juga memiliki manfaat yang di gunakan dalam lampu kilat dengan kecepatan yang tinggi untuk menghasilkan gambar yang jernih dan bagus. Xenon Adapun manfaat xenon adalah untuk : 1. Pembunuh bakteri Xenon banyak digunakan sebagai lampu pijar untuk membunuh bakteri. Bakteri yang dibunuh biasanya membawa dampak negatif bagi kehidupan tanaman. Jadi penggunaan xenon sangat bermanfaat bagi kehidupan. 2. Tabung elektron Manfaat xenon yang lainnya adalah digunakan sebagai bahan pembuatan tabung elektron. Radon Radon memiliki manfaat di antaranya adalah sebagai berikut : 1. Terapi kanker Dalam bidang kesehatan radon banyak digunakan sebagai terapi kanker karena memiliki sifat radioaktif. 2. Peringatan gempa Di daerah – daerah yang rawan gempa radon memiliki manfaat untuk sistem peringatan gempa. Cara kerjanya adalah saat gempa terjadi kadar radon akan segera mengalami perubahan sehingga bisa secepatnya di ketahui dari kada radon yang berubah. Gas mulia merupakan gas yang telah mencapai unsur kesempurnaan dari gas – gas yang telah ada di alam. Gas mulia adalah unsur yang tidak reaktif dan tidak inert. Reaktif disini merupakan gas mulia yang tidak cepat tanggap tapi memerlukan waktu untuk tanggap atau adanya rangsangan sebelumnya. Untuk inert sendiri berarti gas mulia yang tidak kecil efeknya. Dalam arti kata merupakan gas mulia yang memiliki efek sangat besar bagi kehidupan manusia. Gas mulia banyak di manfaatkan oleh manusia untuk melakukan eksperimen yang sebelumnya belum pernah di lakukan. Adapun gas mulia memiliki beberapa jenis diantaranya adalah : Helium Helium memiliki sifat yang ringan dan tidak mudah terbakar sehingga gas helium ini memiliki fungsi diantaranya adalah untuk : 1. Pengisi balon udara Pernahkah kamu melihat balon udara yang besar yang bisa di naiki oleh manusia diatasnya ? Jika di Indonesia tentu akan sangat jarang ditemui tapi jika di luar negeri pemandangan ini sangat sering di jumpai. Salah satu manfaat udara gas helium ini adalah untuk pengisi balon udara, agar bisa terbang tinggi dan terlihat sangat indah sekali melihat pemandangan sekeliling dari atas balon udara. 2. Tabung penyelam Jika kamu hobi diving maka kamu akan menggunakan satu paket alat penyelam termasuk oksigen yang kamu gunakan untuk dapat bernafas di dalam laut. Tahukah kamu isi dari tabung oksigen itu di campur dengan helium sebagian dalam tabung penyelam. 3. Pendingin Helium juga berfungsi untuk pendingin karena mempunyai titik uap yang sangat rendah. Neon neon ini memiliki warna yang bewarna warni dan indah sehingga fungsi dari neon ini adalah untuk mengisi lampu seperti : 1. Mengisi lampu neon Sekilas mendengar lampu neon kamu akan merasa tidak asing mendengarnya karena neon merupakan salah satu merk lampu terkenal. Mungkin karena lampu ini berisi gas mulia neonlah maka di sebut juga dengan lampu neon. 2. Serba guna Salah satu kelebihan neon lainnya adalah serba guna yang bisa digunakan untuk bermacam – macam kegunaan yaitu untuk indikator tegangan tinggi, sebagai zat pendingin dan mengisi tabung televisi. 3. Penangkal petir Gedung – gedung pencakar langit yang tinggi menjulang itu biasanya juga di lengkapi keamanan saat badai datang yaitu penangkal petir. Petir biasanya sering menyambar gedung – gedung tinggi, tapi berkat gas mulia ini penangkal petir dapat menjadi salah satu manfaatnya yang penting dalam bidang pembangunan gedung pencakar langit. 4. Tanda pada pesawat Neon juga banyak digunakan sebagai tanda bagi pesawat terbang yang digunakan untuk memberi tanda – tanda yang di perlukan. Argon Argon merupakan salah satu unsur yang bersifat paling keras adapun manfaaat dari argon ada dua buah yaitu : 1. Pengisi bola lampu Argon banyak digunakan sebagai pengisi bola lampu khusus untuk bola lampu pijar. Jadi saat kamu menggunakan bolalampu pijar maka argon digunakan untuk mengisinya. 2. Las titanuim dan stainless steel Salah satu manfaat argon yaitu banyak digunakan untuk las titanium dan stainless steel. (Baca juga : Manfaat gas argon bagi kehidupan) Kripton Unsur gas mulai kripton memiliki manfaat untuk bidang fotografi seperti berikut ini : 1. Untuk pengisi lampu Kripton juga banyak di gunakan untuk pengisi lampu dengan tekanan rendah fluoresen. Biasanya tidak hanya kripton yang digunakan argon juga bisa di gunakan untuk prngisi lampu fluoresen. 2. Untuk lampu kilat Dalam dunia fotografi kripton juga memiliki manfaat yang di gunakan dalam lampu kilat dengan kecepatan yang tinggi untuk menghasilkan gambar yang jernih dan bagus. Xenon Adapun manfaat xenon adalah untuk : 1. Pembunuh bakteri Xenon banyak digunakan sebagai lampu pijar untuk membunuh bakteri. Bakteri yang dibunuh biasanya membawa dampak negatif bagi kehidupan tanaman. Jadi penggunaan xenon sangat bermanfaat bagi kehidupan. 2. Tabung elektron Manfaat xenon yang lainnya adalah digunakan sebagai bahan pembuatan tabung elektron. Radon Radon memiliki manfaat di antaranya adalah sebagai berikut : 1. Terapi kanker Dalam bidang kesehatan radon banyak digunakan sebagai terapi kanker karena memiliki sifat radioaktif. 2. Peringatan gempa Di daerah – daerah yang rawan gempa radon memiliki manfaat untuk sistem peringatan gempa. Cara kerjanya adalah saat gempa terjadi kadar radon akan segera mengalami perubahan sehingga bisa secepatnya di ketahui dari kada radon yang berubah.