GAS MULIA DAN HALOGEN

1

KELIMPAHAN GAS MULIA DI ALAM

Gas mulia terdapat di atmosfer dalam jumlah yang relatif sedikit. Sebagaimana diketahui, atmosfer didominasi oleh gas-gas nitrogen dan oksigen yang masing-masing meliputi 78% dan 21% volume udara.

2

TABEL KANDUNGAN GAS-GAS MULIA DALAM UDARA

NO

GAS MULIA

PRESENTASE VOLUME UDARA

1 2 3 4 5 6

HELIUM NEON ARGON KRIPTON XENON RADON

5,24 v 10 4

1,82 v 10 30,9341,14 v10 4 8,70 v10 66 v 10 143

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 paling banyak terdapat di alam semesta adalah helium. Unsur helium bersama-sama dengan unsur hidrogen merupakan komponen utama dari matahari dan bintang-bintang.4

KELIMPAHAN UNSUR HALOGEN DI ALAM

Pada umumnya halogen di alam berbentuk senyawa halida. Flourin ditemukan dalam mineral-mineral pada kulit bumi : Flourspar (CaF2 ) 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 paling banyak adalah NaCl, meliputi 2,8% berat air laut.5

Di daerah, Chili, Amerika Serikat, Iodin ditemukan dalam jumlah berlimpah sebagai garam natrium iodat (NaIO3). Beberapa sumber air di negara kita ternyata mengandung natrium iodida (NaI) dalam kadar yang cukup tinggi, misalnya di Watukadon (Mojokerto).

6

BENTUK-BENTUK SENYAWA GAS MULIA

Senyawa Ksenon

XeF6 H 2O p XeOF4 2 HF Senyawa Kripton Kripton : KrF2

7

BENTUK-BENTUK SENYAWA HALOGEN

Beberapa contoh senyawa Halogen sering dijumpai dalam bentuk halida : - NaF - NaCl - AlF3 - AlCl3 - SnCl4

8

SIFAT-SIFAT GAS MULIA

Sifat-sifat gas mulia dapat dibedakan menjadi 2 yaitu sifat fisis dan sifat kimia. Sifat fisis menyangkut penampilan (seperti wujud, warna, bau, dan rasa). Sifat kimia berkaitan dengan reaksi-reaksi yang dapat dialami oleh zat itu, seperti daya reduksi atau oksidasi.9

A. SIFAT FISIS GAS MULIABeberapa data fisis dari gas mulia diberikan pada tabel berikut.SIFAT Nomor atom Elektron valensi Jari-jari atom ( % ) Titik leleh ( rC) Titik didih (rC ) Energi ionisasi (kJ/mol) Afinitas elektron (kJ/mol) Densitas (g/L)Q

He 2 2 0,50 -272,2 -268,9 2640 21 0,178

Ne 10 8 0,65 -248,6 -246,0 2080 29 0,900

Ar 18 8 0,95

Kr 36 8 1,10

Xe 54 8 1,30

Rn 86 8 1,45 -71 -62 1040 41 9,73

-189,4 -157,2 -111,8 -185,9 -153,4 -108,1 1520 35 1,78 1350 39 3,73 1170 41 5,89

10

KETERANGAN TABEL

Seperti tampak pada tabel, gas mulia mempunyai titik leleh serta titik didih yang sangat rendah. Gas mulia terdapat sebagai molekul monoatomik. Gaya tarik-menarik antarmolekulnya hanyalah gaya London yang lemah. Oleh karena itu, gas mulia hanya akan mencair atau menjadi padat jika energi molekul-molekul menjadi sangat dilemahkan pada suhu yang sangat rendah.11

B. SIFAT KIMIA GAS MULIAa. Kereaktifan gas mulia sangat rendah Gas mulia bersifat inert (lembam). Tidak ditemukan satupun senyawa alami dari gas mulia. Kestabilan gas mulia tercermin dari harga energi pengionan yang besar serta afinitas elektron yang kecil. Harga energi pengionannya yang besar menunjukkan sukarnya unsur- unsur itu melepas oksigen, sedangkan harga afinitas elektron yang rendah menunjukkan kecilnya kecenderungan untuk menyerap oksigen.12

b.Semakin besar jari-jari atom semakin reaktif gas mulia Kereaktifan gas mulia bertambah besar sesuai dengan pertambahan jari-jari atomnya, yaitu dari atas ke bawah pertambahan jari-jari atom mengakibatkan daya tarik inti terhadap elektron kulit luar berkurang, sehingga elektronnya semakin mudah ditarik oleh atom lain.13

SIFAT-SIFAT HALOGEN

A. SIFAT FISIS HALOGEN 1. Struktur Halogen Dalam bentuk unsur, halogen terdapat sebagai molekul diatomik ( X ). Molekul X 2 dapat mengalami disosiasi menjadi atom-atomnya.2

X 2 g p 2X g

14

2. Wujud Halogen Molekul halogen ( X ) bersifat nonpolar, dengan demikian gaya tarik-menarik antarmolekul halogen merupakan gaya dispersi (bertambah besar sesuai dengan pertambahan massa molekul).2

15

3. Warna dan Aroma Halogen Fluorin berwarna kuning muda Klorin berwarna hijau muda Bromin berwarna merah tua Iodin berwarna hitam Semua halogen berbau rangsang dan menusuk serta bersifat racun.

16

4. Kelarutan Halogen Halogen lebih mudah larut dalam pelarut nonpolar daripada dalam pelarut polar. Halogen juga dapat larut dalam air. Kelarutan halogen dalam tidak sekedar larut, tetapi diikuti suatu reaksi.2F2 2H 2O p 4HF O 2

Fluorin bereaksi hebat dengan membentuk HF dan O2 . Jadi, d alam larutan tidak terdapat lagi molekul F melainkan HF 172

B. SIFAT KIMIA HALOGEN a. Kereaktifan Halogen Semakin negatif nilai afinitas elektron, berarti semakin besar kecenderungan atom unsur itu ( dalam bentuk gas ) untuk menyerap elektronF (g) e p F (g) Cl ( g ) e p Cl ( g )

(H ! 328kJ (H ! 349kJ18

Sifat yang mencerminkan kereaktifan unsur-unsur halogen yaitu kelektronegatif annya yang besar. Kelektronegatifannya menyatakan kecenderungan relatif suatu unsur untuk menarik elektron ke pihaknya dalam suatu ikatan kimia.

19

b. Reaksi-reaksi Halogen Halogen adalah golongan unsur yang sangat reaktif. - Reaksi dengan logam Halogen bereaksi dengan sebagian besar logam menghasilkan halida logam dengan bilangan oksidasi tertinggi.2 Al 3Br2 p 2 AlBr3 2 Fe 3Cl2 p 2 FeCl320

- Reaksi dengan Hidrogen Fluorin dan Klorin bereaksi dengan hebat, tetapi Bromin dan Iodin bereaksi lambat. Semua halogen bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrogen halida (HX) H 2 X 2 p 2 HX (X=Halogen)21

- Reaksi dengan Nonlogam dan Metaloid Halogen bereaksi dengan sejumlah nonlogam dan metaloid.Si 2 F2 p SiF4 P4 6Cl2 p 4 PCl3

- Reaksi dengan Hidrokarbon Halogen umumnya bereaksi dengan hidrokarbon dengan menggantikan atom hidrogen.CH 4 Cl2 p CH 3Cl HCl22

- Reaksi dengan air Halogen mengalami reaksi disproporsionasi dalam air menurut kesetimbangan (kecuali Fluorin) sebagai berikut.X 2 H 2O HX HXO

Fluorin bereaksi hebat dengan air membentuk HF & membebaskan oksigen.F2 H 2O 2 HF 1 O2 223

- Reaksi dalam basa Kromin, Bromin, dan Iodin mengalami reaksi disproporsionasi dalam basa.Cl2 ( g ) 2 NaOH (aq) p NaCl (aq) NaClO(aq) H 2O(l )

- Reaksi Antarhalogen Antarhalogen bereaksi membentuk senyawa halogen. Secara umum sebagai berikut.X 2 nY2 p 2 XYn24

c. Daya oksidasi halogen Halogen merupakan oksidator kuat. Daya oksidasi halogen menurun dari atas ke bawah.F2 ( g ) 2e Cl2 ( g ) 2e Br2 (l ) 2e I 2 ( s ) 2e 2 F ( aq) 2Cl (aq ) 2 Br ( aq) 2 I ( aq)E 0 ! 2,87volt E 0 ! 1,36volt E 0 ! 1,06volt E 0 ! 0,54volt

Semakin positif harga potensial elektrode, maka semakin mudah suatu spesi 25 mengalami reduksi.

d. Reaksi pendesakan antarhalogen Halogen yang bagian atas dapat mengusir/mendesak halogen yang bagian bawah dari senyawanya. Karena halogen yang atas (dalam tabel SPU) dapat mengoksidasi halida yang dibawahnya, tetapi tidak sebaliknya. Klorin dapat mendesak bromin, tetapi bromin tidak.Cl2 ( g ) 2 NaBr (aq) p 2 NaCl (aq ) Br2 (l )26

CARA MENDAPATKAN GAS MULIA

a. Helium Gas helium memiliki titik didih yang sangat rendah, yaitu -268,8 0C sehingga pemisahan gas helium dari alam dilakukan dengan cara pendinginan sampai gas alam mencair sekitar -156 0C dan gas helium terpisah dari gas alam.

27

b. Argon, Neon, Kripton, dan XenonPada kolom pemisahan gas argon bercampur dengan gas oksigen dan sedikit gas nitrogen karena titik didih argon tidak jauh beda dengan titik didih oksigen. Untuk menghilangkan oksigen dilakukan proses pembakaran secara katalitik dengan hidrogen, kemudian dikeringkan. Untuk menghilangkan nitrogen dilakukan destilasi sehingga dihasilkan argon dengan kemurnian 99,999%.28

Gas neon yang mempunyai titik didih rendah akan terkumpul dalam kubah kondensor sebagai gas yang tidak terkonsentrasi. Gas kripton dan xenon mempunyai titik didih yang lebih tinggi dari gas oksigen sehingga terkumpul di dalam kolom oksigen cair di dasar kolom destilasi utama. Pengaturan suhu sesuai titik didih, maka masing-masing gas akan terpisah.

29

CARA MENDAPATKAN HALOGEN

a. Fluorin Fluorin merupakan unsur non logam paling reaktif. Air akan dioksidasi oleh F2 , gas fluorin tidak dapat dihasilkan dengan elektrolisis larutan dalam air senyawa fluorin. Karena itu unsur fluorin dapat diisolasi dengan elektrolisis KF dalam HF cair.30

b. Klorin Reaksi dasar untuk produksi klorin adalah elektrolisis larutan NaCl dalam air dengan proses pertukaran ion. Dalam proses ini gas klorin dihasilkan dalam sel di anoda dan Na c. Bromin didapatkan dengan oksidasi Br dengan gas klorin dalam air garam. Iodin dihasilkan dengan melewatkan klorin melalui air garam yang mengandung ion I

31

MANFAAT GAS MULIA Helium - pengisi balon udara - helium cair sebagai zat pendingin -helium yang tidak reaktif sebagai pengganti nitrogen untuk membuat udara buatan dalam penyelaman dasar laut Argon - untuk las titanium pesawat terbang atau roket - untuk las stainless steel dan pengisi bola lampu pijar32

Neon - pengisi bola lampu neon - zat pendingin - penangkal petir - pengisi tabung-tabung televisi Kripton - pengisi lampu fluoresen bertekanan rendah - lampu kilat untuk fotografi kecepatan tinggi33

Xenon - dalam pembuatan lampu untuk bakterisida - dalam pembuatan tabung elektron Radon - untuk terapi kanker

34

MANFAAT HALOGEN

Sebagai zat pendingin pada lemari es dan AC ( gas Freon ) CCl2 F2 Untuk mengawetkan kayu (NaF) Sebagai insektisida (Diklora Difenil Trikloroetana) DDT Industri korek api ( KClO3 ) Campuran pada pasta gigi ( Na SiF ) Sebagai pelarut dalam pengolahan logam aluminium secara elektrolisis ( Na3 AlF6 )2 6

35