Wednesday 26 December 2012

Unsur golongan VA


BAB I
PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang
Lingkup ilmu kimia dan kedudukan ilmu kimia sebagai bagian dari ilmu pengetahuan alam. Alam, termasuk di dalamnya kerak bumi, udara, benda – benda angkasa dan sebagainya tersusun atas berbagai unsur dan senyawanya.

Pemanfaatan unsur dan senyawa tersebut dapat menimbulkan dampak negatif terhadap kelangsungan hidup manusia dan alam sekitarnya. Untuk itu, kita harus mengenali bagaimana sifat – sifat masing – masing unsur d an senyawanya tersebut, sehingga dalam memanfaatkannya kita dapat menghindari dampak negatif dari bahan tersebut.
Disini, akan dijelaskan tentang unsur – unsur yang terdapat pada golongan VA – VIIIA. Akan dibahas pula bagaimana kelimpahannya di alam, cara memperolehnya, sifat – sifatnya, kegunaanya dan sebagainya.

1.2  Tujuan
Ø  Untuk mengidentifikasi kelimpahan unsur - unsur golongan VA – VIIIA di alam.
Ø  Untuk mengetahui sifat – sifat kimia dari unsur – unsur golongan VA – VIIIA.
Ø  Untuk mengetahui cara memperoleh unsur – unsur yang terdapat pada golongan VA – VIIA.
Ø  Untuk mengetahui kegunaan dari unsur – unsur tersebut.




BAB II
PEMBAHASAN
2.1 GOLONGAN V A
Sebagaimana rumpun karbon, unsur-unsur golongan V A menunjukkan kecenderungan perbedaan dari non logam ke logam. Nitrogen dan fosfor adalah non logam; arsen dan antimion, adalah semilogam, dan bismut logam. Nitrogen hanya menunjukkan sedikit mirip dengan kelompok lainnya. Ini dapat dilihat dari rumus unsur dan senyawanya. Molekul nitrogen secara elementer adalah N2; fosfor putih adalah P4. Hal serupa, terdapat asam okso +5, dimana nitrogen adalah HNO3; dan fosfor adalah H3PO4.
Selain bismut, unsur-unsur golongan V A mempunyai senyawa yang stabil pada keadaan oksidasi +5. Pada nitrogen, senyawa dengan oksidasi +5 merupakan zat pengoksidasi. Karena itu asam nitrat, HNO3 direduksi menjadi NO2 (biloks +4), NO(+2), N2 (0), dan NH3 (-3). Keadaan oksidasi +5 dari fosfor yang sangat stabil, tetapi asam fosfat, H3PO4, bukan zat pengoksidasi. Untuk unsur-unsur lainnya, keadaan oksidasi pada umumnya +3, menjadi lebih stabildari atas ke bawah golongan.
Fosfor merupakan unsur golongan V A yang cukup melimpah dan terdapat dalam mineral fosfat, seperti fluorapatit, Ca5(PO4)3F, yang dapat ditulis sebagai 3Ca3(PO4)2.CaF2 untuk menunjukkan keberadaan kalsium fosfat. Unsur lainnya selain nitrogen, kurang melimpah di alam dan terdapat sebagai bijih oksida dan sulfida.








Gambar 1. Mineral flurafatit
2.1.1 Sifat-sifat Unsur
Nitrogen terdapat sebagai gas tak berwarna, tidak berbau dengan rumus molekul N2 (strukturnya, :N Ξ N: ). Gas nitrogen dapat dicairkan jika didinginkan di bawah suhu kritisnya (-1470C), selanjutnya dimampatkan pada 35 atm dan suhu kritis, menghasilkan cairan tak berwarna yang mendidih pada -1960C dan 1 atm.

Fosfor memiliki dua alotrop; fosfor putih dan fosfor merah. Fosfor putih seperti lilin, berbentuk padatan berwarna putih. Zat tersebut sangat beracun dan reaktif. Karena kereaktifannya terhadap oksigen, fosfor putih harus disimpan dalam air, yang tentunya tidak akan larut. Sebagaimana diketahui dari titik lelehnya yang sangat rendah (440C), fosfor putih merupakan molekuler padat (P4). Atom-atom fosfor dalam molekul P4 disusun pada sudut tetrahedral teratur sedemikian sehingga setiap atom berikatan tunggal satu sama lain. Sudut ikatan antar P-P-P adalah 600C, lebih kecil dari sudut ikatan normal untuk ikatan orbital-P (900C). Keadaan ini menjadikan ikatan P-P lebih lemah dari yang lain akibat adanya tumpangsung orbital-P yang lebih kecil. Hal inilah yang bertanggungjawab terhadap kereaktifannya. Fosfor merah merupakan jaringan padat yang agak kurang reaktif.

Gambar 2 Phosfor Merah                                                                        Gambar 3 struktur molekul P4

Arsen bersifat getas pada keadaan normal, merupakan logam padat abu yang mengkilap. Arsen abu menyublim pada 6150C. Jika uapnya didinginkan dengan cepat, terbentuk kristal non-logam yang berwarna kuning. Arsen kuning diyakini merupakan padatan molekuler, As4, analog dengan fosfor putih. Arsen kuning tidak stabil pada suhu kamar dan kembali membentuk arsen abu.
Antimon menyerupai perak, suatu padatan mengkilap. Bentuk non logam yang berwarna kuning dari antimon telah dikenal, tetapi hanya stabil pada suhu sangat rendah.
Bismut adalah logam berwarna putih sedikit kemerah-merahan.
Nitrogen relatif kurang reaktif pada suhu kamar, disebabkan kekuatan ikatan pada N Ξ N. Tetapi pada suhu yang dinaikkan secara perlahan, nitrogen bereaksi dengan sejumlah unsur, dengan oksigen menghasilkan nitrit oksida.
Reaksi ini digunakan dalam industri (proses Haber), dan sebagai sumber komersial senyawa nitrogen.
Fosfor putih terbakar secara spontan dalam udara akibat kereaktifannya, membentuk asap putih dari fosfor oksida. Dalam oksigen berlebih, terbentuk fosfor (V) oksida, P4O10.
Bila pasokan oksigen kurang, terbentuk fosfor (III) oksida, P4O6. Arsen, antimon, dan bismut terbakar bila dipanaskan di udara.  Arsen membentuk arsenat (III) oksida, As4O6. Antimonmembentuk antimon (III) oksida, Sb4O6, dan diantimon tetra oksida, Sb2O4, dimana antimon  berada pada keadaan oksidasi +3 dan +5. Bismut membentuk bismut (III) oksida, Bi2O3.
Fosfor dan unsur-unsur berat lainnya (As, Sb, Bi) bereaksi langsung dengan halogen. Fosfor menghasilkan pentahalida (PF5, PCl5, PBr5, tapi tidak untuk PI5), dan trihalida (PF3, PCl3, PBr3, dan PI3). Unsur-unsur lain terutama menghasilkan trihalida, disamping SbF5, SbCl5, dan AsF5.
Sifat
N
P
As
Sb
Bi
Titik leleh (0C)
-210
44, pth
613
631
270
Titik didih (0C)
-196
280
-
1750
1560
Kerapatan (g/cm3)
0,0013
1,82
5,73
6,68
9,80
Keelektronegatifan
3,0
2,1
2,0
1,9
1,9
Afinitaelektron (kJ/mol)
≥ 0
-72
-77
-101
-110
Jari-jari ion (Å)
1,32
1,10
0,72
0,90
1,17
Jari-jari kovalen (Å)
0,70 (-3)
1,85
1,21
1,41
1,52

2.1.2 Pembuatan dan Kegunaan Unsur
Hampir semua nitrogen di alam terdapat sebagai gas nitrogen. Di atmosfir terdiri dari 78,1% massa N2. Udara adalah sumber komersial utama nitrogen. Komponen nitrogen dari udara dipisahkan melalui pencairan, diikuti distilasi. Nitrogen merupakan komponen yang mudah menguap dalam udara cair, sehingga nitrogen merupakan gas pertama dalam distilasi yang meninggalkan cairan gas lain, terutama oksigen dengan gas mulia.
Nitrogen cair digunakan sebagai pembeku, seperti makanan, bahan terbuat dari karet, dan untuk membekukan bahan biologi. Hampir semua nitrogen digunakan untuk gas pelindung, bertujuan untuk mencegah bahan dari oksigen selama pemrosesan atau penyimpanan. Oleh karena itu komponen elektronik sering dibuat dari dalam atmosfir nitrogen.
Fosfor putih, dalam industri dibuat melalui pemanasan batuan fosfat (fluorapatit) dengan arang karbon dan pasir (SiO2) dalam tungku listrik. Reaksinya dapat ditulis sebagai :
Gas dari tungku didinginkan untuk memampatkan uap fosfor menjadi cair dan di simpan dalam air sampai menuju dalam mobil tanki. Ampas yang terdiri dari kalsium silikat dan kalsium fluorida, secara berkala dialirkan dari tungku. Fosfor putih digunakan untuk pabrik asam fosfat, H3PO4. Untuk membuat asam fosfat, fosfor dibakar dalam udara berlebih, dan kabut oksida yang terbentuk disiram dengan air. Beberapa fosfor putih diubah menjadi fosfor merah untuk digunakan pada pembuatan korek api, melalui pemanasan pada suhu 2490C dalam udara inert.

Busur listrik bertegangan tinggi menghasilkan suhu 12000C-14500C dalam tungku. Lelehan ferophos berat dan berada didasar, dapat dialirkan. Lelehan Kalsium Silikat kurang mampat dari ferophos, sehingga membentuk cairan lapis kedua, dapat dialirkan keluar
Gambar 2 Tungku Fosfor Listrik
            Arsen diperoleh dari berbagai bijih, seperti sulfida, As4S6, yang dibuat melalui pemanggangan di udara, diikuti oleh reduksi oksida dengan arang karbon.
            Arsen (III) oksida terdapat dalam cerobong gas hasil pemanggangan bijih tembaga, juga digunakan sebagai sumber arsen. Antimon diperoleh dari stibnit, Sb4S6 melalui pemanggangan oksida, diikuti oleh reduksi dengan arang. Bismut diperoleh sebagai hasil samping delam elektrolisis pemurnian tembaga. Bismut terdapat dalam lumpur yang berkerumun dekat anoda.
2.1.3 Senyawa Penting
Nitrogen membentuk senyawa pada semua keadaan oksidasi, dari -3 sampai +5. Amonia, NH3 merupakan senyawa komesial penting dari nitrogen. Amonia merupakan gas tak berwarna dengan ciri iritasi dan berbau menyengat. Amonia dibuat secara komersial melalui proses Haber dari N2 dan H2. Sejumlah kecil amonia dapat dibuat di laboratorium melalui reaksi garam amonium dengan basa kuat, seperti NaOH atau Ca(OH)2.
              Amonia mudah dicairkan, dan cairannya digunakan sebagai pupuk nitrogen. Garam amonium, seperti sulfat dan nitrat juga digunakan sebagai pupuk. Sejumlah besar amonia diubah menjadi urea, NH2CONH2, yang digunakan sebagai pupuk, suplemen makanan ternak, dan industri plastik formaldehi.









                                                                                               




Gambar 3 Diagram Pembuatn Amonia dalam Industri

              Dinitrogen oksida, N2O adalah gas tak berwarna dengan bau manis. Gas tersebut dibuat melalui pemanasan secara hati-hati dari lelehan amonium nitrat. (pemanasan yang kuat dapat menyebabkan ledakan).
              Nitrogen oksida, NO adalah gas tak berwarna. Walaupun dapat dibuat melalui penggabungan langsung unsur-unsur pada suhu yang dielevasi. Tapi dalam jumlah besar dibuat dari amonia sebagai tahap pertama dalam pembuatan komersial asam nitrit. Amonia dioksidasi dengan katalis platina.
              Oksida nitrat bereaksi cepat dengan oksigen menghasilkan oksigen dioksida. Nitrogen dioksida, NO2 adalah gas berwarna coklat kemerah-merahan, dan cairannyamenguap pada 210C. Zat tersebut berada dalam kesetimbangan dengan senyawa dinitrogen tetraoksida, N2O4 yang tak berwarna.
              Reaksi ini eksoterm, sehingga dinitrogen lebih dominan pada suhu rendah. Di atas 1400C bercampur dengan nitrogen oksida.
              Asam nitrat HNO3 adalah asam penting bagi industri dan digunakan untuk membuat bahan peledak, nylon, dan plastik Ostwald, dimana pembuatan asam nitrat secara industri melalui katalis amonia. Pada proses ini, amonia dibakar dengan adanya katalis platina menghasilkan gas NO, selanjutnya beraksi dengan oksigen membentuk NO2,. Nitrogen dioksida dilarutkan dalam air sehingga bereaksi membentuk asam nitrat dan nitrit dioksida.
              Nitrogen dioksida diproduksi dalam tahap akhir, dan dapat didaur ulang untuk digunakan pada tahap kedua.
Asam nitrat adalah zat pengoksidasi kuat. Walaupun logam tembaga tidak reaktif terhadap asam, tetapi dapat dioksidasi oleh asam nitrat. Dalam asam nitrat encer, oksida nitrat merupakan produk utama reduksi.
           
Dengan asam nitrat pekat diperoleh nitrogen dioksida.
            Oksida fosfor, P4O6 dan P4O10 memiliki hubungan struktur. Fosfor (III) oksida, P4O6 mempunyai bentuk tetrahedron dengan atom oksigen di antara setiap pasangan atom fosfor membentuk ikatan P-O-P. Fosfor (V) oksida, P4O10 serupa dengan fosfor (III), tetapi mempunyai atom oksigen tambahan yang terikat pada setiap atom fosfor. Ikatan fosfor-oksigen ini lebih pendek daripada ikatan P-O yang lain. Karenanya, ikatan dapat dianggap memilki karakter kovalen ganda.

                                                                                               




                Gambar 4  P4O6                                                                   Gambar 5  P4O10
            Fosfor (III) oksida adalah padatan bertitik leleh rendah (230C) dan merupakan asam fosfit tak berhidrat, H3PO3. Catatan bahwa satu atom hidrogen terikat langsung pada fosfor. Hidrogen tersebut bukan sutau asam, sehingga asam fosfit cenderung diprotik, bukan sebagai tripotik.
            Fosfor (V) oksida adalah padatan putih yang menyublim pada 3600C. Oksida tersebut dibuat melalui campuran langsung dengan air, berguna sebagi zat pengering. Dalam jumlah besar, zat tersebut diproduksi melalui pembakaran fosfor putih dalam udara berlebih. P4O10 yang diperoleh tidak diisolasi tetapi direaksikan dengan air berlebih untuk memperoleh asam otofosfat, H3PO4.
            Asam otofosfat (disebut asam fosfat) adalah padatan tak berwarna yang meleleh pada 420C jika murni. Asam tersebut biasanya dijual dalam bentuk larutan cair. Asam otofosfat adalah asam triprotik.
            Garam natrium dari asam fosfat adalah natrium dihidrogen fosfat, NaH2PO4 dan dinatrium hidrogen fosfat, NaHPO4, dan trinatrium fosfat, Na3PO4. Asam fosfat diproduksi dari fosfor, seperti diuraikan di atas relatif murni dan digunakan terutama dalam detergen industri makanan dan minuman. Asam fosfat yang masih terkontaminasi diproduksi dalam jumlah besar untuk industri pupuk, diperoleh melalui pengolahan batuan fosfat (fluorapatit) dengan asam sulfat.
            Jika batuan fosfat diolah dengan asam otofosfat, larutannya menghasilkan larutan kalsium dihidrogen fosfat, Ca(H2PO4)2.
Melalui proses ini, batuan fosfat yang tidak larut diubah menjadi pupuk fosfat yang larut. Dalam perdagangan, pupuk ini disebut triple superfosfat (TSP).
2.1.4 Kegunaan Senyawa Fosfat
Senyawa
Kegunaan
Ca(H2PO4)2.2H2O
CaHPO4.2H2O
H3PO4
PCl3
POCl3
P4S10
Na5P3O10
Pupuk fosfat, serbuk baking
Makanan tambahan ternak
Pupuk fosfat
Industri pestisida
Industri plastik, retardan nyala
Industri aditif, pelumas, dan pestisida
Aditif detergen

Salah satu deret terdiri dari asam polifosfat lurus, asam dengan rumus Hn+2PnO3n+1, yang dibentuk dari rantai ikatan P-O.
Deret lain terdiri dari asam metafosfat, yaitu asam dengan rumus umum (HPO3) n dengan n sangat besar, dan disebut asam poli-metafosfat.
Polifosfat dan metafosfat digunakan dalam detergen sebagai pelunak air melalui reaksi pengkompleksan dengan ion logam yang terdapat dalam air. Natrium trifosfat (Na5P3O10), salah satu polifosfat yang digunakan secara umum, dibuat melalui penambahan natrium karbonat yang cukup terhadap asam fosfat menghasilkan larutan garam NaH2PO4 dan NaHPO4. Jika larutan ini disemprotkan kedalam tempat pengeringan yang panas, ion fosfat memadat menjadi natrium trifosfat. Kegunaan fosfat dalam detergen dapat berfungsi sebagai pupuk bagi tanaman yang terdapat di danau atau sungai. Akibatnya, tanaman sejenis alga menjadi subur di danau-danau, yang pada gilirannya danau kekurangan oksigen karena diserap oleh alga, sehingga ikan cenderung mati.
                                                                                                           
2.2 GOLONGAN VI A
Oksigen mempunyai sifat agak berbeda adari rumpun golongan VI A yang lain. Oksigen merupakan unsur sangat elektronegatif dan ikatannya hanya melibatkan  orbital-s dan p, sedangkan untuk rumpun golongan yang lain, orbital-d menjadi faktor utama dalam berikatan. Oksigen terutama memiliki senyawa pada keadaan oksidasi -2. Unsur golongan VI A yang lain juga memiliki -2, tetapi umumnya +4 dan +6. Selenium dan telurium dalam keadaan +6 merupakan zat pengoksidasi kuat, dan menunjukkan kestabilan lebig besar pada keadaan +4 untuk unsur golongan VI A yang lebih berat.
2.2.1 Keberadaan di Alam
Oksigen merupakan unsur yang melimpah di alam, mencapai 48% massa bagian luar bumi (kerak, atmosfir, dan permukaan air). Belerang juga merupakan unsur yang cukup melimpah, terdapat dalam mineral sulfat, seperti gipsum (CaSO4.2H2O), dan dalam mineral sulfida, yang merupakan bijih logam penting. Belerang terdapat dalam batubara dan minyak bumi sebagai senyawa organik belerang dan dalam gas alam sebagai hidrogen sulfida. Belerang bebas terdapat pada beberapa wilayah vulkanik, boleh jadi dibentuk oleh reaksi hidrogen sulfida dan belerang dioksida, yang terdapat dalam gas vulkanik.
Deposit komersial dari unsur belerang bebas juga terdapat dalam kubah garam, dalam jumlah besar terdapat dalam batuan di bawah tana sekitar ratusan meter atau lebih bawah dai permukaan bumi. Tidak ada unsur golongan VI A lain yang melimpah. Selenium dan telurium terdapat dalam campuran dengan bijih sulfida, dan polonium-210 terdapat dalam bijih uranium dan thorium.




    

   Gambar 6 Galena (PbS)                                                        Gambar 7 Sinabar (HgS)
2.2.2 Sifat-sifat Unsur
Bentuk umum oksigen adalah dioksigen, O2 (juga terdapat dalam bentuk alotrop, O3). Oksigen merupakn gas tak berwarna, tak bebrasa, dan berwujud gas pada keadaan standar. Suhu kritis mencapai -1180C. Jadi oksigen dapat dicairkan dengan didinginkan di bawah -1180C, selanjutnya dimampatkan. Baik cairan maupun padatan dari oksigen mempunyai warna biru pucat. Titik leleh padatnya adalah -2180C, dan titik cairnya pada 1 atm adalah -1830C.
Struktur molekul oksigen tidak dapat dijelaskan dengan rumus titik lewis. Rumus lewis untuk oksigen merupakan keadaan resonansi diantara kedua struktur berikut :
                                                        
                                                       A                     B
Rumus (A) menjelaskan oksigen sebagai ikatan ganda dan diamagnetik. Tapi faktanya oksigen diketahui bersifat paramagnetik. Rumus (B) menjelaskan oksigen sebagai paramagnetik tetapi berikatan tunggal, yang tidak cocok dengan panjang ikatan O2, yaitu 1,21 A yang menunjukkan ikatan ganda. Teori orbital molekul menerangkan secra benar ikatan oksigen. Menurut teori ini, oksigen bersifat paramagnetik akibat dua elektron tak berpasangan dalam orbital π* (antibonding). Teori orbital juga meramalkan oksigen berikatan ganda (orde ikatan 2).
Bentuk stabil dari belerang adalah belerang rombik berwarna kuning. Suatu kristal padat dengan kisi molekul berbentuk mahkota S8. Belerang rombik meleleh pada 1130C menghasilkan cairan berwarna jingga. Pada pemanasan berlanjut, berubah menjadi coklat merah, suatu cairan kental. Mula-mula lelehan terdiri dari molekul S8, tetapi akibat pecahnya rantai, dan fragmen bergabung menghasilkan rantai spiral yang panjang dari atom belerang. Kekentalan meningkat akibat pemadatan molekul S8 yang berubah menjadi ranta molekul yang panjang. Pada suhu yang lebih tinggi dari 2000C, rantai mulai pecah, dan kekentalan menurun. Belerang menguap pada 4450C menghasilkan uap molekul S8, S6, S4, dan S2.

                                                            










Gambar 8  Molekul S8 Berbentuk Mahkota
Sifat yang dimiliki selenium digunakan dalam xerografi, suatu teknologi fotokopi. Pada mesin photokopi terdapat serbuk yang dilapisi selenium. Selam photokopi berproses, sabuk dimuati listrik yang keluar menjadi cahaya dan bayangan gelap pada muka yang akan dicetak. Bayangan dikembangkan dengan serbuk kering yang menempel pada daerah yang dimuati pada sabuk. Pada tahap akhir, serbuk pada sabuk ditransfer kelembaran kertas yang dipanaskan untuk melebur serbuk pada kertas sesuai bayangan.
Molekul oksigen adalah gas sangat reaktif dan bergabung secara langsung dengan banyak zat. Biasanya menghasilkan oksida. Oksida adalah senyawa biner dengan oksigen pada keadaan oksidasi -2. Hampir semua logam bereaksi dengan oksigen membentuk oksida. Misalnya, kawat magnesium dan serbuk besi menyala dalam udara menghasilkan oksida.
Oksida logam pada keadaan oksidasi rendah seperti MgO dan Fe2O3 merupakan oksida basa. Logam-logam dalam keadaan oksidasi tinggi dapat menjadi asam. Litium bereaksi dengan oksigen membentuk oksida basa, Li2O, tapi logam alkali lebih dominan dalam bentuk peroksida dan superoksida, sebagaimanatelah diuraikan sebelumnya. Logam natrium terbakar diudara menghasilkan terutama peroksida:

Kalium, rubidium, dan cesium terutama membentuk superoksida:
Nonlogam bereaksi dengan oksigen membentuk ikatan kovalen, yang cenerung bersifat asam. Misalnya, karbon (seperti batubara atau grafit) terbakar dalam oksigen berlebih membentuk karbon dioksida.
Bila pasokan oksigen terbatas atau pada suhu tinggi, biasanya berbentuk karbon monoksida.
Belerang, S8 terbakar dalam oksigen menghasilkan belerang oksida.
Belerang membentuk oksida lain, yakni belerang trioksida, SO3, tetapi hanya dalam jumlah sedikit selama pembakaran belerang dalam udara. Belerang bereaksi dengan hampir semua unsur. Belerang terbakar di udara dengan nyala biru yang khas, menghasilkan belerang dioksida, yang dapat dikenal dari ketajaman baunya. Walaupun belerang trioksida, SO3, juga terbentuk, tapi sangat sedikit sekalipun bila belerang terbakar dalam udara berlebih. Seperti belerang, selenium dan telurium terbakar dalam udara membentuk oksida, yang dalam hal ini berbentuk padat.




                                                                                                                      
                                        Gambar 9 Struktur Selenium
Belerang, selenium, dan tellurium bereaksi langsung dengan halogen secara dahsyat. Misalnya, reaksi dengan fluor membentuk heksafluorida.
Unsur-unsur golongan VI A bereaksi hampir dengan semua logam. Belerang menghasilkan sulfide (mengandung S2-), dalam beberapa hal, terbentuk sulfide dan disulfide (S22-).

Belerang bereaksi dalam keadaan panas dengan asam nitrat pekat menghasilkan H2SO4, suatu asam dalam keadaan oksidasi +6.
Selenium dan tellurium dioksidasi hanya membentuk asam +4, misalnya:
Sifat
O
S
Se
Te
Pe
Titik Leleh, 0C
-210
44, pth
613
631
271
Titik Didih, 0C
-196
280
-
1750
1560
Kerapatan, g/cm3
0,0013
1,82
5,73
6,68
9,80
Keelektronegatifan
3,0
2,1
2,0
1,9
1,9
Afinitas electron, kJ/mol
≥ 0
-72
-77
-101
-110
Jari-jari ion, A
1,32
1,10
0,72
0,90
1,17
Jari-jari kovalen
0,70 (-3)
1,82
1,21
1,41
1,52

2.2.3 Pembuatan Dan Kegunaan Unsur
            Oksigen diproduksi dalam jumlah besar dari udara. Seperti yang telah dijelaskan pada pasal hydrogen, udara pertama dicairkan kemudian didistilasi. Nitrogen dan argon merupakan komponen udara yang lebih mudah dipisahkan, meninggalkan cairan oksigen. Oksigen dalam jumlah sedikit dibuat melalui penguraian senyawa oksigen tertentu. Pakar kimia swedia, Kartl Wilhelm Scheele dan pakar kimia inggris Joseph Priestley mendapat penghargaanatas temuan oksigen. Priestley memperoleh gas oksigen pada tahun 1774 melalui pemanasan raksa(II)oksida,
Reaksi yang digunakan untuk pembuatan oksigen di laboratorium terdiri dari pemanasan kalium klorat (KClO3) dengan mangan dioksida (MnO2), sebagai katalis pada suhu sedang.
            Lebih dari dua per tiga oksigen yang diproduksi digunakan dalam pembuatan besi, tujuannya untuk mengoksidasi pengotor yang terdapat dalam bijih besi. Oksigen juga merupakan zat pengoksidasi dalam banyak proses kimia dan dalam pengolahanair limbah. Dalam jumlah kecil oksigen digunakan untuk pengelasan logam, dan untuk tujuan medis sebagai bantuan pernafasan, dan untuk tenaga pendorong roket.
            Belerang, dalam keadaan bebas ditimbang melalui proses Frasch, suatu proses dimana deposit belerang padat dalam tanah dilelehkan ditempat deposit dengan air super panas, kemudian lelehan belerang ditekan keluar seperti busa, menggunakan tekanan udara. Belerang yang diperoleh dengan cara ini memiliki kemurnian 99%. Digunakan terutama dalam pabrik asam sulfat. Selenium diperoleh dari debu cerobong asap hasil pemanggangan bijih sulfide dan dari lumpur anoda yang terbentuk dari elektrolisis pemurnian tembaga. Jika bahan ini dicuci dengan berbagai zat pengoksidasian diperoleh H2SeO3 dan H2SeO4. Senyawa tersebut direduksi menjadi unsur selenium dengan belerang disoksida. Contonya:
Gambar 10 Diagram Proses Franch
Untuk menambang Belerang. Tiga buah pipa dimasukan ke dalam tanah yang mengandung deposit belerang. Udara panas bertekanan tinggi dipompa ke dalam pipa dan dicampur dengan lelehan belerang membentuk busa air, udara dan belerang. Busa ini muncul ke permukaan melelui pipa tengah. Kemurnian belerang sekitar 99,5%.

Selenium digunakan untuk membuat sel photolistik dan penguat untuk peralatan elektrolik. Kegunaan ini sekarang telah diganti oleh bahan semikonduktor silicon yang lebih murah. Selenium merah juga digunakan untuk pewarna merah pada gelas dan galsir. Tellurium berguna untuk paduan dengan logam lain.
2.2.4 Senyawa Penting
            Hidrogen sulfida, H2S adalah gas tak berwarna dengan bau telur busuk yang kuat, dan sangat beracun. Hidrogen uslfida adalah asam diprotik sangat lemah. Asam tersebut dapat membentuk garam hidrogen sulfida seperti NaHS dan garam sulfida seperti Na2S. Dalam larutan asam, hidrogen sulfida berperan sebagai zat pereduksi, dengan zat pengoksidasi sedang menghasilkan belerang.
2Fe3+(aq) + H2S(g) → 2Fe2+(aq) + 2H+(aq) + S(s)
Bila zat pengoksidasi kuat menghasilkan  ion sulfat.
            Dahulu, Hidrogen sulfida digunakan dalam analisis kualitatif pemisahan ion-ion logam. Pemisahan didasarkan pada perbedaan kelarutan logam sulfida yang terbentuk dari ion logam dan gas H2S. Gas tersebut dapat dibuat melalui reaksi asam dengan logam sulfida. Musalnya :
2HCl(aq) + FeS(s) → FeCl2(aq) + H2S(g)
Larutan H2S dibuat di laboratorium melalui pamanasan larutan tioasetamida, CH3CSNH2.
CH3CSNH2(aq) +2H2O(l) → NH4+(aq) + CH3COO-(aq) + H2S(aq)
            Belerang dioksida, SO2 adalah gas tak berwarna dengan bau yang menyengat. Diperoleh melalui pembakaran belerang atau sulfida. Gas yang terbentuk larut dalam air menghasilkan larutan asam sulfit, H2SO3, dengan fraksi H2SO3 relatif sedikit, utamanya adalah SO2(aq).
SO2(g) + H2O(l)↔ H2SO3(aq)
            Belerang dioksida dan asam sulfit adalah zat pereduksi, yang dioksidasi menghasilkan sulfat. Kalsium hidrogen sulfit terbuat dari SO2 dan Ca(OH)2 digunakan pada industri pulp kertas melalui pelarutan lignin alam ( untuk mempertahankan fiber selulosa tetap berada dalam kayu ). Belerang dioksida digunakan untuk mengawetkan buah-buahan kering dengan menghambat pertumbuhan jamur.
            Belerang trioksida merupakan keadaan transisi, dan eksis dalam tiga bentuk berbeda pada suhu kamar. Bentuk pertama dan kedua adalah berupa cairan mudah menguap mengandung molekul SO3 dan S3O9 dalam keadaan kesetimbangan. Bentuk ketiga berbentuk padat dengan struktur lebih rumit. Belerang trioksida diproduksi hanya dalam jumlah kecil ketika belerang dibakar. Secara komersial dibuat sebagai bagian dari proses kontak.  Proses tersebut terdiri dari oksidasi belerang dioksida menjadi belerang trioksida dengan katalis padat (platina atau V2O5), diikuti oleh reaksi belerang trioksida dengan air membentuk asam sulfat.
2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g)
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)
            Asap belerang trioksida yang dihasilkan dari proses kontak sulit larut dalam air secara sempurna. Oleh karena itu, dalam industri asam sulfat, trioksida dilarutkan terlebih dahulu dalam asam sulfat pekat. Spesi utama dalam larutan ini adalah H2S2O7 (asam pirosulfat). Larutan diencerkan dalam air menghasilkan asam sulfat pekat.
            Asam sulfat merupakan komponen hujan asam yang  terbentuk di udara melalui reaksi yang serupa dengan yang terlibat pada pembuatan asam sulfat komersial. Pembakaran fosil minyak bumi dan bijih sulfida menghasilkan belerang dioksida. Setelah dibiartkan di atmosfir beberapa waktu, belererang dioksida dioksidasi menjadi belerang trioksida, yang larut dalam air hujan membentuk H2SO4(aq).
            Asam sulfat pekat adalah cairan kental dan merupakan zat dehidrasi yang kuat. Asam pekat juga sebagai pengoksidasi. Tembaga tidak larut dalam asam, tetapi dapat larut dalam asam sulfat pekat membentuk tembaga sulfat dan belerang dioksida.
Cu(s) + 2H2SO4(aq) → CUSO4(aq) + SO2(g) + 2H2O(l)
Asam sulfat digunakan untuk membuat pupuk phosfat dan amonium phosfat yang larut dalam air. Asam sulfat juga digunakan dalam pemurnian minyak bumi dan banyak industri kimia lainnya.

2.3 GOLONGAN VII A
            Semua halogen membentuk senyawa stabil pada keadaan oksidasi -1. Senyawa fluor, hanya memiliki satu keadaan oksidasi yaitu -1, sedangkan klor brom, dan iod selain memiliki keadaan keadaan oksidasi -1, juga memiliki sederetan keadaan oksidasi lain yaitu: +1, +3, +5, atau +7.
            Fluor dan Klor merupakan unsur yang melimpah di alam. Fluor secara luas terdapat dalam Fluorapatit 3Ca3(PO4)2.CaFdan dalam Fluorit CaF2. Klor melimpah dilautan dan deporit garam sebagai NaCl. Brom kurang begitu melimpah, terdapat sebagian ion Br- sebagai ‘recovery’ (perolehan kembali) air asin dan air laut tertentu. Iod terdapat dalam konsentrasi sangat sedikit sebagai ion I- dalam air laut, juga terdapat sebagai natrium iodida, NaI dan sebagai larutan iodat, NaIO3 bersama-sama deposit garam nitrat.

2.3.1 Sifat Unsur
            Semua halogen terdapat dalam molekul diatom, yaitu F2, Cl2, Br2, dan I2. Fluor dan Klor berwujud gas, fluor berwarna kuning pucat, klor berwarna kuning kehijauan. Brom mudah menguap, cairannya berwarna coklat-kemerahan dan uapnya juga coklat kemerahan. Iod merupakan padatan hitam mengkilap yang dapat menyublim menghasilkan uap ungu. Kenaikan titik leleh dan titik didih dari F2 ke I2 dijelaskan oleh adanya gaya London antara molekul yang meningkat akibat naiknya ukuran molekul halogen.
Gambar 11 Mineral Fluoroafatit dan Fluorit
(Fluorosfar)

            Halogen, semuanya merupakan zat pengoksidasi, tenaga oksidasi menurun dari Fke I2. Hal ini dapat dilihat dari nilai DGL reaksi antara halogen dan air, dapat dihitung dari ptensial standar untuk elektroda X2|X-, untuk setengah reaksi dalam air netral adalah
4H+(aq) + O2(g) + 4e- → 2H2O(l)            ɛ° = 0,82 V
Untuk reaksi dengan fluor kita peroleh
2F2(g) + 2H2O(l) → 4HF(aq) + O2(g)        ɛ° = 2,05 V
Karena itu, fluor bereaksi dengan air secara dahsyat. Untuk reaksi air dengan Cl2, Br2, dan I2, nilai DGL adalah 0,54 V; 0,24 V; dan -0,28V. Nilai DGL menunjukkan bahwa klor dan brom bereaksi dengan air menghasilkan oksigen, sedangkan reaksi kebalikannya terjadi untuk iod, I- yang dioksidasi oleh oksigen menjadi I2. Pada kasus klor dan brom, reaksi berikut lebih cepat dan terjadi lebih siap daripada reaksi yang hanya membentuk O2, khususnya dalam larutan basa :
Cl2(g) + H2O(l) ↔ HClO(aq) + HCl(aq)
Br2(aq) + H2O(l) ↔ HBrO(aq) + HBr(aq)
            Tenaga pengoksidasi relatif Cl2, Br2, dan I2 dapat dilihat dari reaksi halogen dengan ionnalida lain. Jika air klor Cl2(aq) ditambahkan kedalam larutan encer ion brom atau ion iodida, terbentuk unsur brom atau iodium.
Cl2(aq) + 2Br-(aq) → 2Cl-(aq) + Br2(aq)                     (a)
Cl(aq) + 2I-(aq) → 2Cl-(aq) + I2(aq)             (b)
Walaupun brom tidak begitu kuat sebagai zat pengoksidasi untuk mengoksidasi Cl-, tapi dapat mengoksidasi I-.
Br2(aq) + 2I-(aq) → 2Br-(aq) + I2(aq)                        (c)
            Iodium tidak cukup kuat untuk mengoksidasi baik Br- maupun Cl-. Reaksi (b) digunakan sebagai uji Br- dan I-. Jika metilen klorida, CH2Cl2 dituangkan kedalam tabung reaksi yang berisi Br- atau I-, akan terbentuk lapisan berwarna dari halogen dalam CH2Cl2 pada dasar tabung. Brom memberikan lapisan warna jingga, iodium memberikan lapisan warna ungu. Halogen bereaksi dengan senyawa membentuk antarhalogen, yaitu senyawa biner dari rumpun yang sama, seperti ClF, BrF, IBr, ClF3, ClF5, dan IF7.




Sifat
F
Cl
Br
I
At
Titik leleh, °C
-220
-101
-7
114
-
Titik didih, °C
-188
-35
-59
184
-
Kerapatan g/cm3
0,0017
0,0032
3,12
4,93
-
Keelektronegatifan
4,0
3,0
2,8
2,5
2,2
Afinitas elektron, kJ/mol
-328
-349
-325
-295
-270
Jari-jari ion, Å
1,19
1,67
1,84
2,06
-
Jari – jari kovalen, Å
0,64
0,99
1,14
1,33
1,48

2.3.2 Pembuatan dan Kegunaan Unsur
            Fluor merupakan zat pengoksidasi kuat yang dibuat hanya melalui elektrolisis. Sel elektrolisis kalium fluorida dilarutkan dalam cairan hidrogen fluorida. Elektrolisis menghasilkan gas hidrogen pada katoda dan menghasilkan fluor pada anoda. Fluor diproduksi secara komersial dalam jumlah besar untuk industri batang bahan bakar nuklir uraium. Logam uranium direaksikan dengan fluor berlebih menghasilkan uranium heksafluorida, UF6, suatu padatan putih yang mudah menguap. Uap senyawa ini dipisahkan melalui difusi untuk menghasilkan campuran yang mengandung isotop uranium-235, yang lebih berpotensi fisik daripada yang terdapat di alam. Batang bahan bakar nuklir sekitar 4% uranium-235, tersusun dari 0,72% uranium alam.
            Klor, Cl2, merupakan unsur halogen yang utama digunakan dalam industri kimia, dibuat melalui elektrolisis natrium klorida cair. Klor terutama digunakan dalam berbagai industri berbagai hidrokarbon terklorinasi, seperti vinil klorida, CH2=CHCl (untuk plastik PVC); karbon tetra klorida, CCl4 (untuk fluorokarbon); dan metil klorida, CH3Cl (untuk silikon dan tetrametiltimbal). Dalam jumlah besar, klor juga digunakan untuk disinfektan air minum dan pemutih pulp kertas serta tekstil.
            Brom, Br2 dapat diperoleh dari air laut melalui oksidasi ion bromida dalam larutan oleh klor. Secara komersial, proses produksi brom adalah air laut yang panas dialirkan ke puncak menara, sedangkan uap panas dan klor dimasukkan dari bawah menara. Brom dan uap air yang keluar dari puncak menara diembunkan, menghasilkan distilasi lapisan terpisah; brom pada bawah menara dan air diatasnya. Lapisan brom dialirkan dan dimurnikan melalui distilasi. Brom digunakan untuk industri senyawa brom, meliputi metil bromida, CH3Br (sebagai pertisida); perak bromida (untuk film photografi); dan logam alkali bromida (untuk sedatif).
            Iodin, I2, diproduksi dari air asin alam melalui oksidasi I- dengan klor:
2I-(aq) + Cl2(g) → I2(s) + 2Cl-(aq)
Iodium juga diproduksi dari natrium iodat, suatu pengotor dalam garam Chili, NaHNO3, mellaui reaksi ion iodat oleh natrium hidrogen sulfit, NaHSO3. Iodin digunakan untuk membuat senyawa seperti perak iodida untuk film photografi dan kalium iodida sebagai nutrisi dan makanan ternak.
2.3.3 Senyawa Penting
Senyawa anorganik penting dari halogen adalah hidrogen halida, asam oksohalogen dan garamnya. Tabel dibawah ini menjelaskan kegunaan beberapa senyawa halogen.
Kegunaan
Senyawa
Film fotografi
AgBr, AgI
Industri fluoro karbon
CCl4
Pestisida
CH3Br
Penangkapan timbal dalam gas solid
C2H4Br2
Industri finil klorida
C2H4Cl
Industri TEL
C2H5Cl
Pengolahan logam dan makanan
HCl
Pemutih pakaian dan industri hidrazin
NaClO
Pemutih kertas dan pulp
NaClO3
Nutirsi makanan dan suplemen makanan hewan
KI

Setiap unsur halogen membentuk senyawa biner dengan hidrogen : HF, HCl, HBr, HI. Semua merupan gas tak berwarna dan bau sangat tajam. Hidrogen fluorida mendidih pada 200C mendekati suhu kamar, sehingga mudah dicairkan. Titik didihnya tinggi dibandingkan dengan hidrogen halida yang lain (HCl = -850C, HBr = -670C, HI = -350C), yang titik didihnya meningkat akibat tidak memilki ikatan hidrogen antar molekulnya atau ikatan hidrogen lemah. Titik didih yang lebih tinggi pada senyawa HF, ini bukti bahwa ikatan hidrogen antar molekul HF kuat.
Hidrogen halida larut dalam air menghasilkan larutan asam dinamakan asam hidrohalida. Misalnya, gas hidrogen klorida larut dalam air membentuk asam hidroklorida. Asam hiroklorida, hidrobromida, dan hidroiodida adalah asam kuat, spesi molekul HF terionisasi sempurana dalam larutannya.
Asam hidrofluorida sebaliknya, merupakan asam lemah. Suatu kesetimbangan terbentuk dalam larutan antara molekul HF dan ion-ion H+ dan F-
Hidrogen halida dapat dibentuk langsung melalui penggabungan unsur-unsurnya. Fluor dan hidrogen beraksi secra hebat. Reaksinya tidak memilki nilai komersial penting sebab fluor normalnya dibuat dari hidrogenfluorida. Klor dibakar dalam hidrogen berlebih menghasilkan hidrogen klorida, digunakan dalam industri.
Hidrogen bromida dan hidrogen iodida dibuat dengan cara serupa. Dalam hal ini, unsur-unsur dipanaskan dengan adanya katalis platina, misalnya
Hidrogen halida dapat dibuat melalui pemanasan garam dengan asam yang tidak menguap. Metode komersial pembuatan hidrogen fluorida menggunakan asam sulfat pekat.

Reaksi didorong kearah kanan dengan cara mengeluarkan gas hidrogen fluorida. Hidrogen fluorida dapat dibuat dengan cara serupa dari natrium klorida dan asam sulfat.
Pada pemanasan tinggi, reaksi langsung menjadi natrium sulfat.
Baik HBr maupun HI tidak dapat dibuat dengan H2SO4 sebab asam pekat yang panas mengoksidasi Br dan Imembentuk unsur-unsurnya. Dalam hal ini, asam fosfat digunakan, sebab asam tersebut bukan zat pengoksidasi dan juga tidak mudah menguap.

Walaupun beberapa hidrogen fluorida dibuat secara komersial dari natrium klorida dan asam sulfat juga melalui penggabungan langsung unsur-unsurnya, tetapi saat ini HCl dapat diperoleh sebagai hasil samping klorinasi senyawa organik contohnya, jika metana bereaksi dengan klor, akan terbentuk berbagai senyawa klorometan seperti metil klorida dan HCl.
Banyaknya klorinasi hidrokarbon yang diproduksi untuk berbagai tujuan menghasilakn sejumlah besar hasil samping yang memenuhi kebutuhan komersial asam.
Kegunaan utama hidrogen fuorida adalah dalam pembuatan senyawa organik fluor. Misalnya triklorofuoro metan, CCl3F digunakan sebagai pendingin dan bahan bakar aerosol, yang dibuat dari karbon tetraklorida dan HF, dengan antimon pentafuorida sebagai katalis.

Plastik politetrafluoroetilen (teflon) juga merupakan bahan organik berfluor yang memerlukan HF dalam pembuatannya. Kegunaan utama yang lain dari HF adalah pembuatan elektrolit untuk produksi aluminium. Reaksi asam hidrofluorida dengan silika (SiO2) dan gelas adalah asam hidrohalida yang unik.

Dalam jumlah kecil asam hidrofluorida digunakan untuk meng-‘etcha’ gelas, melalui reaksi diatas.
Asam hidroklorida adalah asam keempat yang penting bagi industri asam (setelah asam sulfat, fosfat, dan nitrat). Asam ini digunakan untuk membersihkan permukaan logam dari oksida (prosesnya disebut pickling), dan untuk mengekstrak bijih logam tertentu, seperti tungsten. Asam klorida digunakan dalam pembuatan magnesium, seperti telaha dibahas sebelumnya.
Karakter keasaman dari asam-asam ini meningkat dengan bertambahnya jumlah atom oksigen yang terikat pada atom halogen, yakni kekuatan asam meningkat dari HClO ke HClO4, asam perklorat merupakan asam yang paling kuat. Semua asam okso halogen adalah oksidator.
Diagram potensial standar merupakan ungkapan grafik dari potensial standar suatu unsur. Spesi dengan keadaan oksidasi berbeda dihubungkan dengan, anak panah, dan potensial standar (volt) untuk setengah reaksi dituliskan diantara panah reaksi. Misalnya :
Menyatakan setengah reaksi untuk reduksi HClO menjadi O2 dalam larutan asam, atau dapat juga dituliskan secara lengkap :
          Eo = 1,63 V
Fisibilitas disproporsionasi Cl2 dalam larutan basa dapat di lihat dalam diagram. Bentuk yang sesuia adalah       larutan basa
Jika disproporsionasi Cl2 dalam larutan basa, maka direduksi menjadi Cl- dan dioksidasi menjadi ClO-. DGL reaksi ini adalah +1,36 – (+0,44) V = +0,92 V.
           Karena berharga positif, reaksi berlangsung spontan. Umumnya spesi disproposional terjadi bila potensial standar pada sebelah kanan.



Dalam larutan asam






Dalam larutan basa
Disproporsionasi klor dalam larutan basa digunakan untuk membuat natrium hipoklorit, NaClO. Gas klor yang dilepaskan pada elektrolisis larutan natrium klorida, dapat bercampur dengan larutan natrium hidroksida, yang juga dihasilkan dalam elektrolisis. Reaksi adalah :
Larutan natrium hipoklorit dijual sebagai pemutih.
            Ion hipoklorit tidak stabil, dan dengan sendirinya terdisproporsionasi membentuk ion klorat, ClO3- dan ion klorida, Cl-.
          E0sel = +0,43 V (basa)
Reaksi dalam larutan basa dan dingin sangat lambat, tapi dalam larutan panas sangat cepat. Oleh sebab itu, jika gas klor bereaksi dengan larutan natrium hidroksida panas, natrium klorat merupakan produknya, pengganti NaClO.
Natrium klorat diperoleh dari campuran larutan melalui penguapan parsial. Natrium klorida mengkristal dari larutan panas. Filtrat selanjutnya diupakan untuk memperoleh kembali NaClO3.
            Natrium perklorat dan kalium perklorat diproduksi secara komersial melalui elektrolisis larutan jenuhasam klorat. Reaksi pada anoda adalah :
Hidrogen dilepaskan pada katoda. Asam perklorat, HClO4 dapat dibuat melalui pengolahan garam perklorat dengan asam sulfat.
Asam perklorat didestilasi dari campuran pada tekanan yang rendah untuk mempertahankan suhu tetap dibawah 920C, sebab asam perklorat terurai secara eksplosif pada suhu lebih tinggi.

2.4 GOLONGAN VIII A (GAS MULIA)
            Sebelumnya gas mulia tidak dikenal sampai ditemukannya gas argon pada tahun 1894. Segera setelah ditemukan itu, gas mulia yang lain ditemukan. Pada pembahasan ikatan, kita memandang bahwa konfigurasi electron gas mulia relative stabil. Untuk beberapa tahun lamanya, dipandang bahwa gas mulia merupakan gas tidak reaktif sebab atom-atom unsure ini memiliki octet sempurna. Akibatnya, unsure-unsur gasa mulia dikenal sebagai gas inert. Pada tahun 1962, senyawa pertama ksenon ditemukan.
2.4.1 Penemuan Gas Mulia
            Pada tahun 1892, pakar fisika Inggris, Rold Rayleight  menemukan bahwa kerapatan nitrogen yang diperoleh dari udara sebesar  1,2561 g/L pada STP, lebih besar dari kerapatan nitrogen yang diperoleh dari hasil penguraian senyawa nitrogen (1,2498 g/L pada STP). Dia menyimpulkan bahwa salah satu dari kedua sumber nitrogen ini dikontaminasi oleh zat lain.
            Segera setelah  itu, Rayleight mulai berkolaburasi dengan pakar kimia dan fisika Skotlandia, William Ramsay. Ramsay melewatkan nitrogen dari atmosfer melalui magnesium panas untuk mengeluarkan nitrogen sebagai magnesium nitride , Mg3N2, dan diperoleh gas sisa yang tidak reaktif. Dia menempatkan gas ini  ke dalam tabung gelas yang direkat dan dimasukkan  ke dalam muatan listrik  bertegangan tinggi untuk mempelajari pancarannya sinarnya. Analisis  terhadap pancaran sinar menunjukan spektrium garis  merah dan hijau, yang tidak dikenal seperti unsure sebelumnya.  Pada tahun 1894, Ramsay dan Rayleight menyimpulkan bahwa mereka menemukan unsure baru, yang dinamakan argion, berasal dari kata yunani’argos’ artinya malas. Mereka juga menduga bahwa argon termasuk dalam kolom unsure baru pada tabel periodik, terletak antara halogen dan logam alkali.
Gas mulia yang lain ditemukan setelah argon. Pancaran gas helium (dari kata yunani, artinya matahari) diamati dalam spectrum sinar matahari sebelum  helium ditemukan di bumi dalam bijih uranium. Neon, kripton, dan senon semua diperoleh melalui distilasi fraksionasi udara cair. Radon ditemukan  sebagai produk peluruhan dari radium. Semua isotop radon yang diketahui adalah radioaktif.
2.4.2 Pembuatan dan Kegunaan Gas Mulia
Secara komersial, semua gas mulia kecuali helium dan radon diperoleh dari destilasi udara cair. Sumber helium adalah dari gas alam tertentu. Helium memiliki titik didih paling rendah (-268,90C), dan peting bagi penelitian bersuhu rendah. Kegunaan utama argon adalah sebagai gas pelapis dalam proses metalurgi. Helium juga digunakan sebagai campuran dengan nitrogen untuk isi bola lampu pijar. Dalam bola lampu, campuran gas mengkonduksi panas dari filament tungsten panas. Semua gas mulia digunakan dalam tabung awal muatan. Neon memberikan pancaran cahaya merah jingga dan telah lama digunakan dalam papan reklame. Gas mulia juga digunakan dalam sejumlah sinar laser. Laser neon/helium pertama dioprasikan sebagai gas laser yang sinambung. Laser tersebut memancarkan cahaya merah pada panjang gelombang 632,8 nm.







Gambar 12 Diagram Pencairan Udara.
Digunakan dalam pembuatan udara cair secara komersial

2.4.3 Senyawa Gas Mulia
Neil Bartlett, orang pertama yang membuat senyawa gas mulia setelah dia menemukan bahwa molekul oksigen dapat bereaksi dengan platina heksafluorida, PtF6 membentuk padatan ionik [O2+] [PtF6-]. Karena energy ionisasi Xenon (1,17 x 103 kJ/mol) tidak berbeda jauh dengan molekul oksigen (1,21 x 103 kJ/mol), Bartlett menduga bahwa Xenon juga dapat bereaksi dengan platina heksa fluoride. Pada tahun 1962, dia melaporkan hasil sintesis senyawa jingga kuning dengan rumus XeF6. Dalam tahun yang sama, dilaporkan bahwa Xenon dapat bereaksi dengan fluor secara langsung pada 4000C menghasilkan tetra fluoride.

Afinitas Elektron (KJ/mol)
Energi pengionan (KJ/mol)
Kelimpahan di alam (%   volume)
Massa Molar (g/mol)
Rapatan (g/L, SATP)
Titik Didih 00C
Titik Leleh 00C
Nama Unsur & Artinya
Lambang Unsur
-48
2640
0,00052
4
0,2
-269
-
Helium :
Helios = matahari
2He
-120
2080
0,0015
20
1,0
-245
-249
Neon = yang baru
10Ne
-96
1520
0,934
39
1,9
-186
-189
Argon : Argus = malas
18Ar
-96
1350
0,00011
84
4,1
-152
-157
Kripton = yang tersembunyi
36Kr
-77
1170
0,0000087
131
6,4
-109
-112
Xenon = yang asing
54Xe
-
1040
Kelumit
222
10,6
-62
-71
Radon : Radiare = sinar
86Rn

Produknya berwujud padatan tak berwarna dan mudah menguap. Sejak saat itu banyak senyawa gas mulia yang dibuat, semua melibatkan ikatan dengan unsure-unsur  yang keelektronrgatifannya tinggi, seperti fluor dan oksigen. Semua senyawa Xenon dijelaskan dalam tabel berikut :
Deskripsi
Rumus
Senyawa
Kristal tak berwarna
XeF2
Xenon difluorida
Kristal tak berwarna
XeF4
Xenon tetra fluorida
Kristal tak berwarna
XeF6
Xenon heksa fluorida
Kristal tak berwarna, eksplosif
XeO3
Xenon trioksida
Gas tak berwarna, eksplosif
XeO4
Xenon tetraoksida


2.4.4 Kelimpahan Dan Pembuatan Unsur
Argon merupakan gas mulia terbanyak di udara (9340 ppm = 0,934%) yang merupakan komponen terbanyak dalam udara setelah Ndan O2. Tapi gas mulia terbanyak dialam adalah Helium karena helium merupakan komponen penting dari matahari dan bintang-bintang lainnya. Keberadaan gas helium di alam diduga sebagai hasil peluruhan zat radioaktif. Beberapa sumur gas alam di Amerika (Texas, Oklahoma, Kansas) mengandung gas helium sampai 2% volume, dan dijadikan sumber isolasi Helium. Apabila tidak tersedia lagi di alam, Helium harus diisolasi dari udara yang akan memerlukan biaya yang lebih besar. Kelimpahan Helium di atmosfir sangat rendah sekitar 5,24 ppm (= 5,24 x 10-4 % volume), sebab gas Helium sangat ringan sehingga mudah terlepas dari gaya gravitasi bumi.
Gas-gas mulia kecuali Radon, diperoleh dari destilasi bertingkat udara cair. Titik didih masing-masing gas mulia berbeda memungkinkan gas-gas ini dipisahkan satu sama lain. Sedangkan Gas Radon diperoleh sebagai hasil peluruhan 88Ra dan Thorium (TH).
Helium terdapat dalam konsentrasi yang tinggi dalam beberapa deposit gas alam bawah tanah, dimana telah terjadi akumulasi dari peluruhan radioaktif unsur-unsur dalam kerak bumi.
Argon pada umumnya diperoleh sebagai hasil samping dari pengambilan dioksigen di uadara. Tingginya kelimpahan Argon di atmosfer sebagai akibat peluruhan radioaktif  yang merupakan isotop radioaktif dari unsur Kalium yang terjadi secara alamiah (unsur Kalium ‘normal’ adalah 19K39). Isotop  menangkap satu elektron inti membentuk Ar40, menurut persamaan reaksi nuklir sebagai berikut :
Dalam laboratorium, sintesa argon diperoleh dengan cara memenaskan (temperatur tinggi) campuran udara dengan Kalsium Karbida, CaC2. Nitrogen dan Oksigen akan diikat oleh CaC2 membentuk endapan CaCN2 dan CaO sehingga yang tertinggal adalah gas Argon.
2.4.5 Sifat dan Kegunaan Unsur
1.      Helium
·         Pengisi balon udara
Didasarkan pada rapatannya yang rendah (terendah setelah H2) dan sifatnya yang tidak mudah terbakar.
·         Pengisi tempat penyimpanan makanan yang memerlukan keadaan bebas Oksigen.
·         Bahan campuran gas 80% He dan 20% O2 digunakan untuk alat Bantu pernapasan penderita asma, tabung pernapasan bagi penyelam laut dalam (scubadiver) dan orang lain yang bekerja dibawah tekanan tinggi sebagai pengganti Nitrogen.
Bagi penyelam (scubadiver). Semakin masuk kekedalaman laut, tekanan akan semakin tinggi (Hukum Pacal). Terlalu lama menggunakan udara yang dimampatkan dapat menimbulkan “Narkose Nitrogen” yang salah satu efeknya adalah halusinasi, yang oleh penyelam dikenal sebagai “pesona alam bawah laut”.
Para penyelam yang terkena pesona demikian tidak mampu memperhatikan tindakan pengaman, dan mungkin akan tenggelam. Selain itu pada tekanan tinggi Nitrogen larut lebih banyak dalam darah, sehingga ketika kembali ke permukaan (pada keadaan normal) timbul gelembung-gelembung gas Nitrogen di dalam darah akibat kelarutannya berkurang seiring perubahan tekanan. Saat gelembung-gelembung ini melewati pembuluh kapiler,rasa nyeri yang hebat dan berbahaya dirasakan oleh penyelam tersebut.
Sifat unik Helium :
Bila didinginkan sampai hampir titik nol absolute (-273 K), masih berupa fasa cair (disebut Helium I), untuk mengubahnya menjadi fasa padat diperlukan tekanan sebesar ± 2,5 Mpa.

Suhu -273 K disebut titik nol absolut karena pada suhu tersebut hampir semua materi/massa/zat dipastikan tidak lagi memiliki energi.
 



Apabila Helium cair (I) didinginkan di bawah 2,2 K, berubah sifatnya (disebut Helium II) memiliki superkondiktifitas (daya hantar sangat tinggi) sebagai konduktor termal yang sangat baik 106 kali lebih baik dari Helium I, dan jauh lebih baik dari konduktor logam terbaik : Perak dan mencapai 800x daya hantar tembaga, pada temperatur kamar.
Selain itu Helium II, memiliki viskositas hampir nol, sehingga sangat mudah mengalir (superfluida).
·         Helium cair adalah satu-satunya bahan pendingin hingga temperatur sangat rendah (dekat dengan titik nol absolut) untuk banyak peralatan, seperti peralatan pendingin pada reaktor nuklir.
Banyak macam peralatan menggunakan magnet superkondiktan untuk medan magnetik yang sangat tinggi, tetapi hingga kini koil (kumparan) sebagai sumber medan magnetik menjadi bersifat superkonduktan hanya pada temperatur sangat rendah 0 K.
·         Digunakan sebagai atmosfer inert pada proses pengelasan dan proses metalurgi pada temperatur sangat tinggi.
·         Inti atom Helium yang juga disebut partikel alfa ( ) digunakan sebagai partikel penembakan inti atom.

2.      Neon
·         Digunakan sebagai pengisi lampu bercahaya merah, biasa digunakan pada lampu reklame.
·         Digunakan sebagai pendingin untuk menciptakna suhu rendah (Neon Cair)
·         Sebagai indikator tegangan tinggi, penangkal petir, dan pengisi tabung televisi/monitor.

3.      Argon
·         Pengganti Helium sebagai atmosfer inert, karena kelimpahannya yang lebih banyak dibanding Helium.
·         Pengisi lampu pijar, karena tidak bereaksi dengan kawat wolfram yang panas sampai putih.
·         Pengisi antar lapisan kaca jendela sebagai peredam thermal.
Hal ini berkaitan dengan sifat rendahnya konduktivitas thermel Argon yaitu sekitar 0,017 J/det m K pada 00C, sebagai pembanding : udara kering pada temperatur yang sama mempunyai konduktivitas (hantaran) thermal 0,024 J/det m K. Konduktivitas thermal Helium rendah karena mamiliki rapatan yang besar.
·         Gas Argon dipakai untuk menciptakan lingkungan inert (atmosfer inert), terutama pada pembuatan Kristal Silikon dan Germanium yang ultra murni dalam peralatan semikonduktor.
4.      Kripton
·         Digunakan bersama-sama dengan Argon untik pengisi lampu fluoresensi (lampu tabung), juga untuk lampu kilat fotografi kecepatan tinggi.
·         Salah satu garis spektrum dari Kripton digunakan sebagai standar panjang untuk meter. Ukuran panjang 1 meter = 1.650.763,73 x panjang gelombang garis ungu-merah pada spektrum atom Kripton.
5.      Xenon
·         Digunakan dalam pembuatan tabung elektron, juga digunakan dalam bidang energi atom dalam ruang gelembung.
·         Digunakan juga sebagai pengisi lampu tabung sinar ‘neon’, seperti Neon, Argon, Kripton, memberikan perbedaan warna.
·         Memiliki sifat anastetika (pembuat mati rasa) digunakan dalam pembiusan pasien yang akan dioperasi.
·         Bahan baku untuk membuat senyawa-senyawa Xenon.
6.      Radon
·         Sering dipakai dalam terapi radiasi terhadap sel kanker.
·         Digunakan dalam penyelidikan hidrologi yang mengkaji interaksi antara air bawah tanah, anak sungai dan sungai. Peningkatan radon dalam anak sungai atau sungai merupakan petunjuk penting bahwa terdapat sumber air bawah tanah.
·         Radon kadang digunakan oleh beberapa rumah sakit untuk kegunaan terapeutik. Diperoleh dengan pemompaan dari sumber Radium yang disimpan dalam tabung kecil yang disebut benih atau jarum.
·         Sekarang jarang digunakan lagi, digantikan dengan Kobalt dan Sesium yang tahan selama beberapa tahun. Sehinnga lebih praktis ditnjau dari segi logistik.
·         Radon merupakan gas mulia yang dapat memancarkan sinar radioaktif. Sinar ini yang dapat dipakai dalam terapi terhadap penyakit kanker.

2.4.6 Pembuatan Senyawa
Meskipun secara teoritis sangat sulit membuat senyawa gas-gas mulia, namun sedikit senyawa Kripton yang telah berhasil diketahui, selanjutnya studi secara lebih intensif digunakan untuk Xenon, sedangkan studi kimia Radon mendapat kesulitan karena tingginya sifat radioaktif unsur ini.
Sampai 1962 senyawa gas mulia belum berhasil dibuat. Pada saat itu diketahui bahwa senyawa platinaheksafuorida (PtF6) yang merupakan oksidatorokuat dapat mengoksidasi oksigen.
 (rumus asli tidak sesederhana ini)
Energi ionisasi  adalah 1165 KJ/mol dan harga ini mendekati harga untuk reaksi  yaitu 1170 KJ/mol. Sehingga timbul pemikiran bahwa Xe dapat bereaksi dengan PtFmembentuk suatu senyawa.
Pada 1962, Neil Barlett, berhasil mereaksikannya pada suhu ruang
            Xenon heksafluoroplatinat, bubuk kuning merah.
Sejak itu sintesis senyawa gas mulia berhasil dikembangkan dengan kriteria umum sebagai berikut :
1.      Gas mulia tersebut harus memiliki energi ionisasi rendah
2.      Dapat bereaksi khususnya dengan unsur-unsur elektronegatif seperti fluorin dan oksigen.


Sampai saat ini sudah diperoleh beberapa senyawa gas mulia seperti :
·         Xenon Fluorida (padatan putih)
Xenon bereaksi dengan Fluorin membentuk tiga macam senyawa Fluorida menurut persamaan reaksi :
                                     
Hasil reaksi pada dasarnya bergantung pada rasio mol kedua pereaksi dan kondisi reaksi yaitu temperatur dan tekanan yang tepat.
Perubahan entalpi pembentukan meruoakan tenaga pendorong agar reaksi pembentukan senyawa Xenonfluorida dapat berlangsung.
·         Xenon Oksida
Xenon membentuk dua senyawa oksida, Xenon trioksida dan Xenon tetraoksida.
XeO3 : merupakan padatan lembab cair tak berwarna, mudah meledak dan bersifat oksidator kuat.
XeO4 : berupa gas yang mudah meledak.
Dikenal juga senyawa-senyawa Xenon dengan tingkat oksidasi +8 yaitu : XeO2F2, XeO3F2, dan XeO4.
Garam Xenon terpenting adalah NaHXeO4 : Natrium Xenat dan Natrium perxenat, Na4XeO6 yang merupakan oksidator paling kuat yang dikenal. Harga potensial elektrode E0 untuk H4XeO6/XeO3 = 3,0 volt, hanya kalah dibanding F2/HF E0 = 3,06 volt.

Hanya sedikit senyawa dari Kripton dan Radon.
Kripton, karena kekurangnegatifannya hanya membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2.
KrF2 merupakan satu-satunya hasil yang didapat jika Kripton direaksikan langsung dengan Fluorin.
Senyawa-senyawa Kripton lainnya merupakan turunan KrF2.
Radon karena bersifat radioaktif dengan waktu paruh 4hari, maka pembentukan senyawa Radon sukar dipelajari tetapi eksistensi Radon Fluorida telah berhasil ditunjukan.
Klarat
Adalah nama turunan dari bahasa latin Clathratus, yang artinya “tertutup dibelakang jeruji”. Digunakan untuk menunjukkan spesi molekul atau atom yang terjebak dalam jaringan kristal molekul lain. Senyawa gas mulia pada awalnya dikenal melalui pembentukkkan senyawa hidrat (mengandung molekul air).
Contoh :
Xenon dilarutkan dalam air dibawah tekanan dan larutan didinginkan dibawah 00C, terbentuk suaru kristal dengan komposisi kira-kira Xe.6H2O. Dengan sedikit pemanasan akan membebaskan gas Xenon.
Hal ini memunjukkan tidak ada interaksi antara molekul gas Xenon dan molekul air, melainkan molekul gas terkunci di dalam bangun struktur ikatan hidrogen es.



BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan
Unsur – unsur golongan 5A – 8A, diantaranya : Nitrogen, Oksigen, Helium, Florin dan unsur lainnya dapat dilihat dalam tabel periodik.
Ø  Kelimpahan
·         Golongan VA salah satunya Nitrogen banyak ditemukan dalam keadaan bebas sebagai gas N2 di udara, dan juga sebagai senyawa.
·         Golongan VIA salah satunya Oksigen juga banyak ditemukan di udara alam keadaan bebas. Kemudian terdapat pada kerak bumi dan air laut.
·         Golongan VIIA salah satunya Helium merupakan salah satu unsur gas mulia. Unsur ini juga terdapat di udara sebagai atom tunggal.
·         Golongan VIIIA salah satunya Flourin merupakan salah satu unsur halogen. Flourin terdapat sebagai batuan
Ø  Sifat – sifat
·         Sifat Nitrogen yakni suatu gas yang relatif stabil dan sukar bereaksi dengan unsur lain.
·         Sifat Oksigen yakni molekul gas diatomik yang tidak berbau dan tidak berwarna serta dapat bereaksi dengan unsur logam dan nonlogam.
·         Helium termasuk unsur gas mulia yang memiliki sifat sukar membentuk ikatan (senyawa) secara kovalen ataupun secara ionik dengan unsur lain.
·         Flourin yang termasuk unsur halogen memiliki sifat yakni sukar larut dalam air, tetapi mudah larut dalam pelarut nonpolar. Pada suhu kamar, flourin merupakan gas tidak berwarna.

Ø  Cara memperoleh
·         Gas Nitrogen dapat diperoleh di laboratorium melalui reaksi – reaksi kimia dan dalam industri melalui proses destilasi bertingkat.
·         Oksigen dapat dibuat dengan cara destilasi bertingkat dan elektrolisis larutan.
·         Helium dapat diperoleh dari destilasi bertingkat pula.
·         Flourin diperoleh dengan memisahkan senyawanya dengan cara elektrolisis.
Ø  Kegunaan
·         Nitrogen berfungsi sebagai penyusun senyawa dalam tubuh makhluk hidup, dan gasnya juga digunakan sebagai pengganti udara untuk mengisi ban agar logam (kawat) pada ban tidak mudah berkarat.
·         Oksigen berfungsi sebagai penyusun senyawa biomolekul dan pemecahan biomolekul didalam proses metabolisme tubuh makhluk hidup.
·         Helium digunakan sebagai pengisi balon gas, tabung penyelam, dan pendingin riset pada suhu sangat rendah.
·         Senyawa flourin dapat digunakan untuk mengetsa (mengukir) kaca, cairan pendingin, dan propelan.

3.2 Saran
            Dalam makalah ini, telah dijelaskan berbagai macam unsur yang terdapat di alam, diantaranya unsur golongan 5A – 8A. Oleh karena itu kita dapat memanfaatkannya untuk kepentingan teknologi maupun pengetahuan.
Unsur – unsur tersebut akan menghasilkan sesuatu yang positif jika dipergunakan untuk kepentingan yang positif pula. Untuk itu, kita harus menggunakan unsur – unsur tersebut dengan benar agar tidak menimbulkan dampak yang negatif bagi lingkungan maupun makhluk hidup.

DAFTAR PUSTAKA

·         Agung Purbianto, P. Ananta, 1989 : Kimia 3, Intan Pariwara.
·         Anonim. Diktat Kuliah Anorganik. 2006.
·         Brady, James E, 1994 : Kimia Universitas Asas dan Struktur.  Jakarta : UI Press.
·         Cotton & Wilkinson, 1989 : Kimia 3, Intan Pariwara.
·         Hill, John W. And Doris K. Kolb, 2001, Chemistry for Changing Timer, 9th Edition, New Jersey : Prentice Hall, Upper Saddle.
·         Irfan Anshory & Hiskia Achmad, 1997, Kimia SMU 1, 2, 3, Jakarta : Erlangga.
·         Keenan, et. At, 1991, Ilmu Kimia untuk Universitas, Alih Bahasa A. H. Pudjaatmaka, Jakarta : Erlangga.
·         Kristian H. Sugiyarto, 2000 : Kimia Anorganik I, Common Textbook Edisi Revisi, IMSTEP.
·         K. Devi Poppy, dkk. 2005. Kimia 2 Kelas XI SMA. Bandung : Rosda.
·         Michael Purba, Soetopo Hidayat, 1995 : Buku Pelajaran Ilmu Kimia Jilid IB, Jakarta : Erlangga.
·         Maryoto, dkk. 2003. Terampil Menguasai & Menerapkan Konsep Kimia. Solo : Tiga Serangkai.
·         Petruci, Ralph H, 2002, General Chemistry : An Integrated Approach, 3rdNew Jersey : Prentice HallUpper Saddle.
·         Sudarmo, unggul. 2006. Kimia untuk SMA kelas XII. Surakarta : Phibeta.
·         Yo K. N, 1960 : Ichtisar Kimia Unsur, Semarang : Yayasan Kanisius.


                                                                                

0 komentar:

Post a Comment

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...
Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More

 
Design by Catatan Informatika