Halogen Kel 2

UNSUR DAN SENYAWA HALOGEN A. SEJARAH Penemu dan waktu ditemukannya : Unsur-unsur kimia yang berada pada golongan VII A di dalam tabel periodik dikelompokan sebagai golongan Halogen. Golongan tersebut dinamakan Halogen yang artinya pembentuk garam ( berasal dari bahasa yunani: Halos: Garam; Genes : Pembentuk ). Unsur-unsur pembentuk garam tersebut terdiri dari: Flourin ( F ), Klorin ( Cl ), Bromin ( Br ), Yodium ( I ), Astatin ( At ) dan unsur Ununseptium( Uus ) yang belum ditemukan. Kelima unsur yang telah ditemukan adalah sebagai berikut: 1. Fluor Ditemukan dalam fluorspar oleh Schwandhard pada tahun 1670 dan baru pada tahun 1886 Maisson berhasil mengisolasinya. Merupakan unsur paling elektronegatif dan paling reaktif.Memiliki konfigurasi elektron [He]2S22P5 . Dalam bentuk gas merupakan molekul diatom (F2), berbau pedas, berwarna kuning mudan dan bersifat sangat korosif. Serbuk logam, glass, keramik, bahkan air terbakar dalam fluorin dengan nyala terang. Dan tahukan kamu? Dengan adanya komponen fluorin dalam air minum melebihi 2 ppm dapat menimbulkan lapisan kehitaman pada gigi. Flour memiliki titik didih -188C dan titik lebur -220C jika dibandingkan dengan unsur lainnya dalam halogen. Flour merupakan unsur yang paling rendah titik didihnya,Massa atom Relatif/Mr dari Flour ini adalah 18,9984. 2. Klor Ditemukan oleh Scheele pada tahu 1774 dan dinamai oleh Davy pada tahun 1810. Klor ditemukan di alam dalam keadaan kombinasi sebagai gas Cl2, senyawa dan mineral seperti kamalit dan silvit.Klor memiliki konfigurasi elektron [Ne]3S23P5.KIMIA ANORGANIKUNSUR HALOGEN 1

Gas klor berwarna kuning kehijauan, dapat larut dalam air, mudah bereaksi dengan unsur lain. Klor dapat mengganggu pernafasan, merusak selaput lender dan dalam wujud cahaya dapat membakar kulit. Titik didih dari gas klor adalah -35C dan titik leleh -220C. Sedangkan massa atom relatif/Mr dari klor ini adalah 35,453. 3. Brom Ditemukan oleh Balard pada tahun 1826. Brom memiliki konfigurasi elektron [Ar]4S24P5 merupakan zat cair berwarna coklat kemerahan, agak mudah menguap pada temperatur kamar, uapnya berwarna merah, berbau tidak enak dan dapat menimbulkan efek iritasi pada mata dan kerongkongan. Bromin mudah larut dalam air dan CS2 membentuk larutan berwarna merah, bersifat kurang aktif dibandingkan dengan klor tetapi lebih reaktif dari iodium. Brom memiliki titik didih 59C dan titik leleh -7C. Massa atom relatif/Mr brom adalah 79,904. 4. Iodium Ditemukan oleh Courtois pada tahun 1811. Merupakan unsur nonlogam. Padatan mengkilap berwarna hitam kebiruan yang memiliki konfigurasi elektron [Kr]5S25P5.Dapat menguap pada temperatur biasa membentuk gas berwarna ungu-biru berbau tidak enak (perih). Di alam ditemukan dalam air laut (air asin) garam chili, dll. Unsur halogen ini larut baik dalam CHCl3, CCl4, dan CS2 tetapi sedikit sekali larut dalam air. Dikenal ada 23 isotop dan hanya satu yang stabil yaitu 127I yang ditemukan di alam. Kristal iodin dapat melukai kulit, sedangkan uapnya dapat melukai mata dan selaput lendir. Iodium memiliki titik didih 184C dan titik leleh 144C. Dengan Massa atom relatif/Mr 126,9045 5. Astatin Merupakan unsur radioaktif pertama yang dibuat sebagai hasil pemboman Bismuth dengan partikel-partikel alfa (hasil sintesa tahun 1940) oleh DR. Corson, K.R. Mackenzie dan E. Segre.

KIMIA ANORGANIKUNSUR

HALOGEN 2

Dikenal ada 20 isotop dari astatin, dan isotop At(210) mempunyai waktu paruh 8,3 jam (terpanjang). Astatin lebih logam disbanding iodium. Sifat kimianya mirip iodium, dapat membentuk senyawa antar halogen (AtI, AtBr, AtCl), tetapi belum bisa diketahui apakah At dapat membentuk molekul diatom seperti unsur halogen lainnya. Senyawa yang berhasil dideteksi adalah HAt dan CH3At. B. Kelimpahan Unsur Halogen Halogen umumnya terdapat dalam bentuk garamnya karena merupakan golongan non-logam yang sangat reaktif, sehingga unsur-unsurnya tidak dijumpai pada keadaan bebas. Garam yang terbentuk disebut Halida. Fluorin dan klorin merupakan unsur halogen yang melimpah di alam. Fluorin terdapat dalam mineral fluorapatit, 3Ca3(PO4)2.CaF2 dan mineral fluorit, CaF2. Bentuk kedua mineral tersebut ditunjukkan pada. Klorin melimpah dalam bentuk NaCl terlarut di lautan maupun sebagai deposit garam. Bromin kurang melimpah, terdapat sebagai ion Br dalam air laut. Iodin terdapat dalam jumlah sedikit sebagai NaI dalam air laut dan sebagai NaIO3 bersama-sama garam nitrat. Unsur astatine tidak dijumpai di alam sebab bersifat radioaktif sehingga mudah berubah menjadi unsur lain yang lebih stabil. C. Sifat Unsur Halogen Karena kereaktifannya yang sangat tinggi, halogen ditemukan di alam hanya dalam bentuk senyawa. Halogen kekurangan satu elektron untuk membentuk struktur gas mulia yang merupakan kulit tertutup. Jadi atom halogen akan mengeluarkan energi bila menangkap satu elektron. Sehingga, perubahan entalpi reaksi : X(g) + e X-(g) (bernilai negatif) Walaupun afinitas elektron didefinisikan sebagai perubahan energi penangkapan elektron, tanda positif biasanya digunakan. Agar konsisten dengan perubahan entalpi, sebenarnya tanda negatif yang lebih tepat.


HALOGEN 3

Unsur-unsur ini mempunyai konfigurasi elektron ns2 np5 dan merupakan unsur-unsur yang paling elektronegatif oleh karena itu selalu mempunyai bilangan oksidasi (-1). Kecuali flour yang selalu univalen, unsur-unsur ini juga mempunyai bilangan oksidasi (+1), (+3), (+5), dan (+7). Bilangan oksidasi (+4) dan (+6) merupakan anomali, terdapat dalam oksida ClO2, Cl2O6, dan BrO3. Titik leleh dan titik didih bertambah jika nomor atom bertambah. Energi ikatan X2 (kalor disosiasi) berkurang jika atom bertambah besar. Kecenderngan ini hanya dpat diamati untuk Cl2, Br, dan I2. Energi ikatan F2 sangat rendah (158 kJ mol-1), oleh karena terjadi tolak-menolak antara elektron tak-terikat, hal ini yang menyebabkan F2 sangat reaktif. Afinitas elektron khlorin (348.5 kJmol-1) adalah yang terbesar dan fluorin (332.6 kJmol-1) nilainya terletak di antara afinitas elektron khlorin dan bromin (324.7 kJmol-1). Keelektronegatifan fluorin adalah yang tertinggi dari semua halogen. Karena halogen dihasilkan sebagai garam logam, unsurnya dihasilkan dengan elektrolisis. Fluorin hanya berbilangan oksidasi -1 dalam senyawanya, walaupun bilangan oksidasi halogen lain dapat bervariasi dari -1 ke +7. Astatin, At, tidak memiliki nuklida stabil dan sangat sedikit sifat kimianya yang diketahui. Energi ionisasi unsur halogen sangat tinggi. Molekul halogen berwarna karena menyerap sinar tampak sebagai hasil eksitasi elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi. Unsur-unsur ini adalah oksidator kuat dan mempunyai potensial elektroda negatif. F2 dapat mengoksidasi air.Beberapa sifat fisika unsur halogen

Nomor atom Konfigurasi elektron Massa atom relatif, Ar Kerapatan cairan (g cm-1) Titik leleh/K Entalpi peleburan (kJ mol-1) Titik didih/K Entalpi penguapan (kJ mol-1) Afinitas elektron (kJ mol-1) Energi ionisasi Keelektronegatifan

F 9 2s2 2p5 18,9984 1,1 40 0,25 85 3,3 335 1686 4,0

Cl 17 3s2 3p5 35,453 1,5 171 3,2 238 10 355 1266 3,0

Br 35 4s2 4p5 79,904 3,2 266 5,2 332 15 332 1146 2,8

I 53 5s2 5p5 126,9045 4,9 386 7,8 453 21 301 1016 2,54


HALOGEN

Jari-jari kovalen/pm Jari-jari ion/pm (X) Entalpi hidrasi X- (kJ mol-1) Daya hantar molar ion XPotensial elektroda standard Kalor disosiasi (kJ mol-1)

72 136 401 44,4 +2,87 158

99 181 279 76,4 +1,36 242

114 195 243 78,3 +1,065 193

133 216 201 76,8 +0,535 151

Oksidasi air oleh klor secara termodinamika dapat terjadi tetapi karena energi pengaktifan besar terjadi juga hasil reaksi yang lain.

Astat tidak terdapat di alam. Telah berhasil dibuat 21 isotop buatan dan semuanya radioaktif. Yang paling stabil.210 211

At At

t1/2= 8,3 jam t1/2= 7,5 jam

Isotop 211At dibuat dengan reaksi

Sifat Kimia

Daya pengoksidasi Data potensial reduksi: 2F- Eo= +2,87 Volt F2 + 2e2Cl- Eo= +1,36 Volt Cl2 + 2e2Br- Eo= +1,06 Volt Br2 + 2e2I- Eo= +0,54 Volt I2 + 2ePotensial reduksi F2 paling besar sehingga akn mudah mengalami reduksi dan disebut oksidator terkuat. Sedangkan terlemah adalah I2 karena memiliki potensial reduksi terkecil.


HALOGEN 5

Sifat oksidator: F2 > Cl2 > Br2 > I2 Sifat reduktor : I- > Br- > Cl- > FReduktor terkuat akan mudah melepas electron dan ion iodida paling mudah mengalami oksidasi melepas electron sehingga bertindak sebagai reduktr kuat.

Sifat asam Sifat asam yang dapat dibentuk dari unsur halogen, yaitu: asam halida, dan oksilhalida. a. Asam halide ( HX ) Asam halida terdiri dari asam fluorida ( HF ), asam klorida ( HCl ), asam bromida ( HBr ), dan asam iodida ( HI ). Kekuatan asam halida tergantung pada kekuatan ikatan antara HX atau kemudahan senyawa halida untuk memutuskan ikatan antara HX. Dalam golongan VII A, semakin keatas ikatan antara atom HX semakin kuat. Senyawa halida akan sulit terurai menjadi H+ dan X-. H+ tersebut mengakibatkan kekuatan asam. Jadi kekuatan asam halida: HF < HCl < HBr Hi > HBr > HCl Pada senyawa HF, walaupun memiliki Mr terkecil tetapi memiliki ikatan antar molekul yang sangat kuat ikatan hydrogen sehingga titik didihnya paling tinggi. b. Asam Oksihalida Asam oksihalida adalah asam yang mengandung oksigen. Halogennya memiliki bilangan oksidasi ( +1,+3, dan +7 ) untuk Cl,Br,I karena oksigen lebih elektronegatifan. Pembentukannya : 2HXO X2O + H2O 2HXO2 X2O3 + H2O 2HXO3 X2O5 + H2O 2HXO4 X2O7 + H2O Biloks Halogen


HALOGEN 6

Oksida Halogen = Asam Oksilhalida, Asam Oksilklorida, Asam Oksilbromida, Asam Oksiliodida penamaan adalah: +1 = X2O HXO HClO HBrO HIO Asam hipohalit +3 = X2O3 HXO2 HClO2 HBrO2 HIO2 Asam halit +5 = X2O5 HXO3 HClO3 HBrO3 HIO3 Asam halat +7 = X2O7 HXO4 HClO4 HBrO4 HIO4 Asam perhalat

Kekuatan asam Semakin banyak atom oksigen pada asam oksilhalida maka sifat asam akan semakin kuat. Hal tersebut akibat atom O disekitar Cl yang menyebabkan O pada O-H sangat polar sehingga ion H+ mudah lepas. Contoh : O OClOH O Urutan kekuatan asam oksilhalida: HClO > HBrO > HIO asam terkuat dalam asam oksil halida adalah senyawa HClO4 ( asam perklarat ).

Reaksi Kimia Unsur-unsur halogen dapat bereaksi dengan air, hidrogen, logam, non-logam, metalloid, basa, dan antar halogen. 1. Reaksi dengan air Flourien bereaksi dengan air akan membentuk larutan asam dan oksigen. 2F2+ 2H2O 4HF +O2 (dalam tempat gelap) Klorin dan bromin bereaksi dengan air membentuk larutan asam halida dan asam oksilhalida. Cl2 + H2O HClO + HCl


HALOGEN 7

Br2 + H2O HBrO + HBr Iodine tidak dapat larut dalam air sehingga tidak bereaksi. I2 + H2O /> Tetapi I2 larut dalam larutan KI I2 + KI KI3 2. Reaksi dengan hidrogen Semua halogen bereaksi dengan hidrogen membentuk hydrogen halida ( HX ) serta bereaksi menurun dari F2 ke I2. Contoh : F2 + H2 2HF ( bereaksi kuat di tempat gelap ) Cl2 + H2 2 HCl ( bereaksi di tempat terang ) Br2 + H2 2HBr ( bereaksi pada suhu 500oC) I2 + H2 2HI (bereaksi dengan pemanasan katalis Pt ) 3. Reaksi dengan basa Reaksi halogen dengan basa enser dingin menghasilkan halida ( X- ) dan hipohalida ( XO- ), sedangkan reaksi halogen dengan basa pekat panas menghasilkan halida ( X- ) dan halat ( XO3- ). Contoh : NaX +NaXO + H2O X2 + 2NaOH ( ( X = Cl, Br, I )encer, dingin ) NaX +NaXO + H2O X2 + 2NaOH ( ( X = Cl, Br, I) pekat, dingin ) 2NaF + OF2 + H2O 2F2 + 2NaOH ( encer, dingin ) NaX + O2 + H2O 2F2 + 2NaOH ( pekat, panas ) 4. Reaksi antar unsur halogen Unsur-unsur halogen memiliki harga elektronegativitas yang berbeda sehingga akan terbentuk senyawa kovalen. Senyawa yang terbentuk memiliki 4 kategori : XY, XY3, XY5, XY7 ( X adalah halogen yang lebih elektronegatif ). Contoh : 2FClF2 + Cl2 2ClI3 Cl2 + 3I2KIMIA ANORGANIKUNSUR HALOGEN 8

5. Reaksi Pendesakan Dalam halogen terdapat istilah reaksi pendesakan, reaksi pendesakkan ini terjadi jika halogen yang terletak lebih atas dalam golongan VII A dalam keadaan diatomik mampu mendesak ion halogen dari garamnya yang terletak dibawahnya. Dan berlangsung atau tidaknya suatu reaksi dapat dilihat dari reaksi pendesakkan halogen. Contoh: F2 + 2KCl 2KF +Cl2 Br- + Cl2 Br2 + ClBr2 + 2I- Br- + I2 Br2 + Cl- (tidak bereaksi) I2 + Br- (tidak bereaksi) 6. Reaksi dengan Logam Halogen bereaksi dengan sebagian besar logam akan menghasilkan senyawa garam/halida logam. Contoh : 2Na + Cl2 NaCl 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Sn + 2Cl2 SnCl4 Mg + Cl2 MgCl2 2Al + 3Cl2 2AlCl3 Halida logam yang terbentuk bersifat ionik jika energi ionisasinya rendah dan logamnya memiliki biloks rendah. Hampir semua halida bersifat ionik. Contoh Na+, Mg2+, Al3+. Sedangkan yang bersifat semi ionok adalah AlCl3 7. Reaksi dengan Non Logam bereaksi dengan non-logam akan membentuk asam Halogen

halida/senyawa halide. Halogen dapat bereaksi dengan oksigen,fosfor, dan beberapa unsur lain. Contoh : Xe + F2 XeF2 2Kr + 2F2 KrF4 2P + 3Cl2 2PCl3KIMIA ANORGANIKUNSUR HALOGEN 9

8.

Reaksi dengan Metaloid

Halogen bereakksi dengan metaloid. Contoh: 2B +3Cl2 2BCl3 2Si + 2Cl2 SiCl4


HALOGEN 10

PEMBUATAN HALOGEN DALAM INDUSTRIa. Fluor (F2)

Elektrolisis KHF2, dalam HF bebas air. Fluor yang terbentuk dikompres ke dalam tabung baja. Fluorin memiliki potensial reduksi tertinggi (E = +2.87 V) dan kekuatan oksidasi tertinggi di anatara molekul halogen. Flourin juga merupakan unsur non logam yang paling reaktif. Karena air akan dioksidasi oleh F2 pada potensial yang jauh lebih rendah (+1.23 V) gas flourin tidak dapat dihasilkan dengan elektrolisis larutan dalam air senyawa flourin. Karena itu, diperlukan waktu yang panjang sebelum unsur flourin dapat diisolasi, dan F. F. H. Moisson akhirnya dapat mengisolasinya dengan elektrolisis KF dalam HF cair. Sampai kini flourin masih dihasilkan dengan reaksi ini.b. Klor (Cl2)

a) b)c)

Sel Down : elektrolisis leburan natrium klorida Sel Castner-Kellner atau sel Billitar, elektrolisis larutan pekat NaCl. Modifikasi proses Deacon Oksidasi gas HCl yng mengandung udara dengan menggunakan

katalis tembaga.

Khlorin, yang sangat penting dalam industri kimia anorganik, dihasilkan bersama dengan natrium hidroksida. Reaksi dasar untuk produksi khlorin adalah elektrolisis larutan NaCl dalam air dengan proses pertukaran ion. Dalam proses ini gas khlorin dihasilkan dalam sel di anoda dan Na+c. Brom (Br2) a)

Dalam ekstrak KCl dan MgCl2 dari carnalite terdapat MgBr2 0,2%

b)

Air laut disamakan dengan H2SO4 encer dan direaksikan

Kemudian direaksikan dengan Cl2KIMIA ANORGANIKUNSUR HALOGEN 11

Penyulingan dengan KBr, dapat menghilangkan klor dan dengan penambahan KOH dapat menghilangkan I2

Bromin didapatkan dengan oksidasi Br- dengan gas khlorin dalam air garam. Mirip dengan itu, iodin dihasilkan dengan melewatkan gas khlorin melalui air garam yang mengandung ion I-. Karena gas alam yang didapatkan di Jepang ada bersama di bawah tanah dengan air garam yang mengandung I-, Jepang adalah negara utama penghasil iodin.d. Yod (I2) a.

Garam Chili mengandung NaIO3 0,2%

Setelah mengkristalkan NaNO3, filtrat yng mengandung IO3- ditambah NaHSO3 lalu diasamkan.

b.

Dari ganggang laut.

PEMBUATAN DI LABORATORIUM Cl2, Br2, dan I2 dapat dibuat dengan mereaksikan suatu halida alkali dengan asam sulfat encer dan MnO2.

Klor dapat dibuat juga dengan reaksi

Brom dan yod dapat dibuat dengan cara oksidasi bromida dan yodida dengan gas klor. REAKSI HALOGEN DALAM LARUTAN AIR Fluor bereaksi sempurna dengan air. Berbeda dari Cl2, Br2, dan I2, fluor sangat cepat bereaksi dengan air menghasilkan O2 dan HF.KIMIA ANORGANIKUNSUR HALOGEN 12

2 F2 (g) + 2 NaOH (l) 4 HF (aq) + O2 (g) Dengan larutan basa produk reaksinya adalah khas. Dengan larutn NaOH encer. Menghasilkan Fe2O, sedangkan dengan NaOH pekat menghasilkan O2. 2 F2 (g) + 2 NaOH (aq encer) F2O (g) + 2 NaF (aq) + H2O (l) 2 F2 (g) + 2 NaOH (aq encer) 4 NaF (aq) + 2 H2O (l) + O2 (g) Cl2, Br2, dan I2 tidak mearut dengan baik dalam air, sedangkan reaksinya lambat. Dalam larutan halogen tidak dalam bentuk X2(aq), karena terjadi reaksi redoks. Cl2 (aq) + 2 H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq) + HClO (aq) Asam-asam hipoklorit tidak dapat diisolasi dalam keadaan murni karena akan terjadi reaksi selanjutnya, 2 HOCl + 2 H2O 2 H3O+ + 2 Cl- + O2 3 HOCl + 2 H2O HClO3 + 2 H3O+ + 2 Cl Reaksi yang kedua adalah reaksi disproporsional. Jika halogen dilarutkan dalam air yang mengandung OH- kelarutannya, makin bertambah, misalnya dalam hal klor, Cl2 (aq) + 2 OH- (aq) Cl- (aq) + ClO- (aq) + H2O (l) Ion ClO- cenderung mengalami disproporsionasi, 3 ClO- (aq) 2 Cl- (aq) + Cl l2 + 6 OH- 5 l- + l(aq)

Reaksi antara I2 dan basa sangat efektif. + H2O

Komposisi kaporit bervariasi tetapi komponen utamanya adalah Ca(OCl)2 2 Cl2 + 2 Ca(OH)2 Ca(OCl)2 + CaCl2 + 2 H2O Karena kekuatan oksidasinya besar, NaClO, digunakan sebagai zat pemutih kertas, pulp, tekstil, dan bahan pakaian. Selain daripada itu digunakan sebagai zat disenfektan dan zat penghilang bau dalam pengolahan air limbah dan kolam renang. Kelarutan I2 dalam air makin bertambah, jika terdapat I, l2 (s) + I- (aq) (aq)

K = 430

REAKSI HALOGEN DENGAN BASA


HALOGEN 13

Halogen bereaksi dengan basa membentuk senyawa halida yang kemudian mengalami reaksi disproporsionasi membentuk senyawa oksihalogen. Berikut contoh reaksi halogen dengan basa:a.

Fluorin bereaksi dengan basa membentuk oksigen difluorida OF2 2F2(g) + OH-(aq) OF2(g) + 2F-(aq) + H2O(l)

dan ion fluoride F-, dengan reaksi sebagai berikut: b. Sedangkan klorin, bromine, dan iodine bereaksi dengan basa membentuk ion hipohalit OX- dan ion halida X- dengan reaksi sebagai berikut: X2(g) + 2OH-(aq) OX-(aq) + X-(aq) + H2O(l)c. Ion OX- yang terbentuk mengalami reaksi disproporsionasi membentuk ion

halat XO3- dan ion halida X-, dengan reaksi sebagai berikut: 3OX-(aq) XO3-(aq) + 2X-(aq) d. Chlorine dan basa : ion OCl- yang stabil pada suhu ruang akan terdisproporsionasi menjadi ClO3- jika dipanaskan, reaksinya adalah sebagai berikut: Cl2(g) + 2OH-(aq) OCl-(aq) + Cl-(aq) + H2O(l) 3OCl-(aq) ClO3-(aq) + 2Cl-(aq) e. Bromine dan basa : ion OBr- terdisproporsionasi dengan cepat pada suhu ruang, reaksinya adalah sebagai berikut: Br2(g) + 2OH-(aq) OBr-(aq) + Br-(aq) + H2O(l) 3OBr-(aq) BrO3-(aq) + 2Br-(aq) f. Iodine dan basa : ion OI- bereaksi sangat cepat, sehingga sulit untuk I2(g) + 2OH-(aq) OI-(aq) + I-(aq) + H2O(l) 3OI-(aq) IO3-(aq) + 2I-(aq)

diamati, reaksinya adalah sebagai berikut:


HALOGEN 14

1.

SENYAWA HALOGEN a. Hidrogen Halida Diperoleh dari reaksi antara halogen dengan hydrogen F2 bereaksi dengan sangat eksplosif ( langsung ) Cl2 bereaksi eksplosif dalam sinar UV Cl2hv

terjadi reaksi rantai. (ionisasi rantai) (perambatan (propagasi)) (terminan)

2Cl HCl + H0 HCl + Cl0 HCl

Cl- + H2 H0 + Cl2 Cl0 + H0

Br2 dan I2 terjadi reaksi rantai juga tapi lambat dengan H2. b. Pembuatan HX Selain itu pembuatan HX juga dapat dilakukan: HCl HF : : Cl- + H2SO4 HCl + HSO4HCl + SO42CaSO4 + 2 HF Br2 dan I2 ) H3PO3 + 3HBr H3PO3 + 3HI HSO4- + ClCaF2 + H2SO4

(HBr dan HI tidak dapat dibuat dengan cara ini karena H2SO4 dapat mengoksidasi Bromida dan Iodida HBr HI : : PBr3 + 3H2 O PI3 + 3H2 O

c. Sifat Hidrogen Halida1) Kekuatan asam berkurang menurut urutan : HI > HBr > HCl > HF 2) HF mempunyai titik didih tertinggi: HF > HI > HBr > HCl

3) Dapat bereaksi dengan air sebagai donor proton HX + aq 4) Melarut dalam air 5) Energy ikatan berkurang dari atas ke bawah dalam satu golongan. 6) Merupakan gas berwarna H+ + X-

2.

OKSIDA HALOGENHALOGEN 15


(tabel oksida halogen) Walaupun dikenal banyak oksida biner halogen (terdiri hanya atas halogen dan oksigen), sebagian besar senyawa ini tidak stabil. Oksigen difluorida, OF2 merupakan senyawa oksida biner halogen yang paling stabil. Senyawa ini adalah bahan fluorinasi yang sangat kuat dan dapat menghasilkan plutonium heksafluorida PuF6 dari logam plutonium. Sementara oksigen khlorida, Cl2O, digunakan untuk memutihkan pulp dan pemurnian air. Senyawa ini dihasilkan in situ dari ClO3-, karena tidak stabil.a. Monoksida ( OF2,Cl2O,Br2O )

OF2

: adalah gas yang tidak berwarna, larut dalam air F2 + 2NaOH 2NaF + OF2 + H2O

menghasilkan larutan netral.

Cl2O

: gas yang berwarna kuning dan dengan air menghasilkan asam. Cl2O + H2O 2HOCl 2ClO- + H2O diendapkan pada t=3000 C

dalam larutan basa Cl2O + 2OH-

membentuk hypohalit

Pembuatan :300C

Halogen direaksikan dengan HgO Cl2 + HgO

HgO.HgCl2 + Cl2

Br2O

: cairan yang berwarna coklat, dengan air membentuk asam

3.

HALIDA NON LOGAM Halida hampir semua non logam telah dikenal, termasuk fluorida bahkan

dari gas mulia kripton, Kr, dan xenon, Xe. Walaupun fluorida menarik karena sifat uniknya sendiri, halida biasanya sangat penting sebagai reaktan untuk berbagai senyawa non logam dengan mengganti halogen dalam sintesis anorganik.a. Boron trifluorida (BF3)

adalah gas tak bewarna (mp -127oC dan bp -100oC) yang memiliki bau mengiritasi dan beracun. Boron triflourida digunakan sebagai katalis untuk reaksi jenis Friedel-Crafts. BF3 juga digunakan sebagai katalis untukKIMIA ANORGANIKUNSUR HALOGEN 16

polimerisasi kationik. BF3 berada di fasa gas sebagai molekul monomer triangular dan membentuk aduk (aduct ikatan koordinasi) dengan basa Lewis amonia, amina, eter, fosfin, dsb. sebab sifat asam Lewisnya yang kuat. Aduk dietileter, (C2H5)2O:BF3, adalah cairan yang dapat didistilasi dan digunakan sebagai reagen biasa. Aduk ini merupakan reaktan untuk preparasi diboran, B2H6.b. Tetrafluoroborat, (BF4-)

adalah anion tetrahedral yang dibentuk sebagai aduk BF3 dengan garam logam alkali, garam perak dan NOBF4 serta asam bebas HBF4 mengandung anion ini. Karena kemampuan koodinasinya lemah, anion ini digunakan untuk kristalisasi kompleks kation logam transisi sebagai ion lawan seperti ClO4-. AgBF4 dan NOBF4 juga bermanfaat sebagai bahan pengoksidasi 1-e kompleks. Tetrakhlorosilan, SiCl4, adalah cairan tak bewarna (mp -70 oC dan bp 57.6oC). Senyawa ini berupa molekul tetrahedral reguler, dan bereaksi secara hebat dengan air membentuk asam silisik dan asam khlorida. Senyawa ini sangat bermanfaat sebagai bahan baku produksi silikon murni, senyawa silikon organik dan silikone (silicone).c. Fosfor trifluorida (PF3)

adalah gas tak bewarna, tak berbau, dan sangat beracun (mp -151.5 oC dan bp -101.8oC). Molekulnya berbentuk piramida segitiga. Karena senyawa ini penarik elektron seperti CO, PF3 dapat menjadi ligan dan membentuk kompleks logam yang analog dengan kompleks logam karbonil.d. Fosfor pentakhlorida (PCl5)

adalah zat kristalin tak bewarna (tersublimasi tetapi terdekomposisi pada 160C). Molekulnya berbentuk trigonal bipiramid dalam wujud gas, tetapi dalam kristal berupa pasangan ion [PCl4]+[PCl6]- pada fasa padat. Walaupun senyawa ini bereaksi hebat dengan air dan menjadi asam fosfat dan asam khlorida, PCl5 larut dan CS2 dan CCl4. PCl5 sangat bermanfaat untuk khlorinasi senyawa organik.KIMIA ANORGANIKUNSUR HALOGEN 17

e. Arsen pentafluorida (AsF5)

adalah gas tak bewarna (mp -79.8C dan bp -52.9C). Molekulnya adalah trigonal bipiramida. Walaupun senyawa ini terhidrolisis, senyawa ini larut dalam pelarut organik. AsF5 adalah penangkap elektron yang kuat, senyawa ini dapat membentuk kompleks donor-akseptor dengan donor elektron.f. Belerang heksafluorida (SF6)

adalah gas tak bewarna dan tak berbau (mp. -50.8 C dan titik sublimasi -63.8C). Molekulnya berbentuk oktahedral. SF6 secara kimia tidak stabil dan sukar larut dalam air. Karena SF6 memiliki sifat penahan panas yang istimewa, tidak mudah terbakar dan tahan korosi, SF6 digunakan sebagai insulator tegangan tinggi.g. Belerang khlorida (S2Cl2)

adalah cairan bewarna oranye (mp -80C dan bp 138C). Mempunyai struktur yang sama dengan hidrogen peroksida. Mudah larut dalam pelarut organik. S2Cl2 sebagai senyawa anorganik industri, digunakan dalam skala besar untuk vulkanisasi karet, dsb. REAKSI HALOGEN DENGAN LOGAM Reaksi halogen dengan logam menghasilkan senyawa ionic. Contoh reaksi halogen dengan logam adalah sebagai berikut: 2Na(s) + Cl2(g) 2NaCl(s) Ca(s) + F2(g) CaF2(s) Mg(s) + Cl2(g) MgCl2(s) 4. SENYAWA ANTAR HALOGEN Halogen dapat membentuk empat macam senyawa antar halogen XX1, X ,X ,X . Senyawa ini dapat dibuat dengan mereaksikan langsung unsur-unsur

tersebut dalam tabung nekel. Sebagai contoh :


HALOGEN 18

Cl2 (g) + F2 (g) Cl2 (g) + 3 F2 (g)

2 ClF (g) 2 ClF3 (g)

l2 (s) + 3Cl2 (l) 5 l- + (ICl3)2 (l) Br2 (l) + 5 F2 (g) 2 BrF5 (l)

Tabel senyawa antara halogen ClF Gas tidak berwarna ClF4 Gas tidak berwarna ClF5 Gas tidak berwarna BrF Gas berwarna merah BrF3 Cairan tidak berwarna BrF5 Cairan tidak berwarna BrCl Gas berwarna merah IF3 Padatan kuning IF5 Cairan tidak berwarna IF7 Gas tidak berwarna ICl Cairan berwarna tua: kristal hitam ICl3 Padatan kuning IBr Padatan coklat hitam berwarna

Senyawa-senyawa ini bersifat diamagnetik dan oksidator kuat dan mengalami hidrolisis dengan air. XX1 +2 H2O HOX (aq) + X- (aq) + H2O+ (aq) Bentuk molekul senyawa antar halogen sesuai dengan teori VSEPR. Halida nonlogam dapat menerima atau melepaskan ion halida membentuk kation dan anion. PCl5 PC + Cl-

PCl5 + Cl- PC a. Anomali fluorinKIMIA ANORGANIKUNSUR HALOGEN 19

Fluorin molekular memiliki titik didih yang sangat rendah. Hal ini karena kesukaran polarisasinya akibat elektronnya ditarik dengan kuat ke inti atom fluorin. Karena keelektronegativan fluorin sangat besar (=3.98) dan elektron bergeser ke F, keasaman yang tinggi akan dihasilkan pada atom yang terikat pada F. Karena jari-jari ionik F- yang kecil, bilangan oksidasi yang tinggi distabilkan, dan oleh karena itu senyawa dengan bilangan oksidasi rendah seperti CuF tidak dikenal, tidak seperti senyawa seperti IF7 dan PtF6. b. Pseudohalogen karena ion sianida CN-, ion azida N3- dan ion tiosianat, SCN-, dsb. membentuk senyawa yang mirip dengan yang dibentuk ion halida, ion-ion tersebut disebut dengan ion pseudohalida. Ion pseudohalida membentuk molekul pseudohalogen seperti sianogen (CN)2, hidrogen sianda HCN, natrium tiosianat NaSCN, dsb. Pengubahan kecil efek sterik dan elektronik yang tidak mungkin dilakukan hanya dengan ion halida membuat pseudohalogen sangat bermanfaat dalam kimia kompleks logam transisi. bergerak ke katoda bertemu dengan OH- membentuk NaOH. c. Polihalogen Selain molekul halogen biasa, molekul polihalogen dan halogen campuran seperti BrCl, IBr, ICl, ClF3, BrF5, IF7, dsb. juga ada. Anion dan kation polihalogen seperti I3, I5-, I3+, dan I5+, juga dikenal.


HALOGEN 20

5.

HUBUNGAN PERIODIK ANTAR HALOGEN Energi Ionsasi (EI) (kJ mol-1-) X(g) X+ (g) + e Potensial Elektroda (V) X2 (aq) + 2e 2 X- (aq) Kereaktifan terhadap unsur lain Kebebasan XKeelektonegatifan (skala Pauling) a. Kekuatan Asam HF < HCl < HBr < HI b. Mudah dioksidasi I- > Br- > Cl- > Fc. Oksidator F2 > Cl2 > Br2 > I2d. Jari-jari ion : X-

F

> Cl > Br

>I

1686 > 1206 > 1146 > 1016 F2 > Cl2 > Br2 > I2 +2,87 > +1,36 > +1,07 > +0,54 F2 > Cl2 > Br2 > I2 F- > Cl- > Br- > IF > Cl > Br > I 4,0 > 3,0 > 2,8 > 2,5

F- < Cl- < Br- < IPm. 133 < 184 < 196 < 220 F- > Cl- > Br- > IkJ mol -1 -515 > - 381 > -347 > - 305 e. Energi Hidrasi


HALOGEN 21

6.

ASAM OKSO HALOGEN Kecuali fluor, unsur halogen dapat membentuk asam yang mengandung

oksigen dimana masing-masing halogen mempunyai bilangan oksidasi +1, +3, +5, dan +7. Contoh : +1, HOCl, asam klorat (I), (asam hipoklorit) +3, HOCl2, asam klorat (III), (asam klorit) +5, HOCl3, asam klorat (V), (asam klorat) +7, HOCl3, asam klorat (VII), (asam perklorat) Asam hipokhlorit, HClO, asam khlorit, HClO2, asam khlorat, HClO3, dan asam perkhlorat, HClO4 adalah asam okso khlorin dan khususnya asam perkhloratKIMIA ANORGANIKUNSUR HALOGEN 22

adalah bahan pengoksidasi kuat sekaligus asam kuat. Walaupun asam dan ion analog dari halogen lain telah dikenal lama, BrO4- baru disintesis tahun 1968. Sekali telah disintesis ion ini tidak kurang stabil dibandingkan ClO4- atau IO4-, menyebabkan orang heran mengapa tidak disintesis orang sebelumnya. Walaupun ClO4- sering digunakan untuk mengkristalkan kompleks logam transisi, bahan ini eksplosif dan harus ditangani dengan hati-hati. Rumus asam-asam ini dapat juga ditulis sebagai asam hidroksi dengan rumus umum, XOp(OH)q Tabel Asam Hidroksi Asam HClO HClO2 HClO3 HClO4 p 0 1 2 3 K 10 -7,2 10 -2,0 10 1,0 10 10 Asam HIO HbrO HclO Keelektronegatifan I = 2,5 Br = 2,8 Cl = 3,8 K 10 -10,5 10 -8,7 10 -7,8

Kekuatan asam di atas dapat ditentukan oleh dua faktor utama, a. b. Bertambah harga p Keelektronegatifan x

Asamokso halogen yang dikenal, dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel Asam-Oksi dari halogen Halogen Klor +1 Hipkorit HOCl Cl(OH) K Brom 10-7 Hipobromit HOBr Br(OH) K Yod 10-9 Hipoyodit Bilangan Oksidasi +2 +3 Klorit Klorat HClO2 ClO(OH) 10-2 HClO3 ClO2(OH) 10+1 Bromat HBrO3 BrO2(OH) 10+1 YodatHALOGEN 23

+4 perklorat HClO4 ClO3(OH) 10+10 Perbronat HBrO4 BrO3(OH) (meta)peryodat


HIO I(OH) K

KlO3 IO2(OH)

HIO4 IO3(OH)

10-10 10-1 10-3 Hanya HClO4 dan HIO4 yang dapat diperoleh dalam keadaan murni. Yang

lainnya terdapat dalam larutan. a. asam halat (I) atau asam hipohalit, HOX Semua asam halat (I) adalah asam lemah dan hanya terdapat dalam larutan air. Semuanya tidak stabil dan tidak dapat diperoleh dalam keadaan murni. Kestabilan bertambah jika keelektonegatifan bertambah. HIO > HOBr > HOCl Asam yang sering ditemukan adalah HOCl, asam klorat (I) atau asam hiplorit. Cl2 (g) + H2O (l) HCl (aq) + HOCl (aq) Asam HOCl mudah terurai jika dikenakan sinar matahari. Permukaan kaca dapat mempercepat penguraian. 2 ClO- (aq) 2 Cl- (aq) + O2 (g) Asam yodat (I), tidak stabil dan mudah mengalami disproporsionasi. 3IO- (aq) I(aq)

+ 2I (aq)

Garam dari asam ini yang dapat di isolasi dalam keadaan padat hanya senyawa klorat (I) atau hipoklorit. Garam yang terpenting adalah NaOCl.7H2O, digunakan sebagai zat pemutih. Dalam jumlah yang besar garam ini diperoleh dari ktrolisis larutan garam NaCl. Gas klor yang terbentuk pada anoda direaksikan dengan larutan OH-. Cl2 (g) + 2 OH- (aq) ClO- (aq) + Cl- (aq) + H2O (l) Senyawa bromat (I) seperti NaOBr.5H2O dapat diperoleh dengan mereaksikan brom dengan larutan natrium hidroksida di bawah 0oC. Senyawa ini mudah mengalami disproporniasi menjadi ion bromat (V) dan ion bromida. Senyawa yodat (I) tidak stabil diisolasi.b. Asam halat (III), asam klorit, HXO2

Hanya asam klorat (III), HClO2, yang dikenal Asam ini hanya terdapat dalam larutan. Asam ini lebih kuat daripada asam klorat (I).KIMIA ANORGANIKUNSUR HALOGEN 24

c.

Asam halat (V) HXO3 Yang paling stabil adalah asam yodat (V), HIO3 , terdapat sebagai zat padat berwarna putih. HClO3 dan HBrO3 terdapat hanya dalam larutan. Natrium klorat (V) diperoleh dari elektolisis larutan NaCl pekat yang panas. 6 OH- (aq) + 3 Cl2 (aq) Cl 2 HOCl (aq) + Cl- (aq) Cl(aq) (aq)

+ 5 Cl- (aq) + 3 H2O (l) + 2 H+ (aq) + 3 Cl- (aq)

Ion bromat (V) dan ion yodat (V), dalam bentuk garam kalium biasanya digunakan dalam analisis kuantitatif. Br(aq) (aq)

+ 5 Br- (aq) + 6 H+ (aq) 3 Br2 (aq) + 3 H2O (l)

+ 5 I- (aq) + 6 H+ (aq) 3 I2 (aq) + 3 H2O (l)

Apabila KClO3 dipanaskan di bawah 400oC akan menghasilkan KClO4. Pada suhu yang lebih tinggi terurai menjadi klorida dan menghasilkan oksigen. 4KClO3 (s) KCl (s) + 3 KClO4 (s) 2KClO3 (s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)d. Asam halat (VII), asam perhalat, HXO4

Dikenal HClO4, HbrO4, HIO4. Hanya HClO4 dan HIO4 yang dapat diperoleh dengan distilasi vakum campuran KClO4 dan asam perklorat dapat diperoleh dengan distilasi vakum campuran KClO4 dan asam sulfat pekat. Asam ini tidak stabil dan mengurangi pada titik didih 90oC. Dalam larutan dingin HClO4 bersifat oksidator lemah, tetapi dalam larutan pekat yang panas bersifat oksidator kuat.(aq)

+ 2H+ (aq) + 2e

(aq)

+ H2O (l)

Eo = +1,23

7.

SENYAWA FLOURIDA Senyawa florida, banyak digunakan dalam industri. Fluorospar, CaF2

digunakan dalam jumlah yang besar di industri baja. Sebagai fluks, florida dapat berfungsi dengan baik sehingga oksidasi leburan lebih efisiensi dan dapat memecah terak polimer yang kental. Di Amerika saja, pada tahun 1970, penggunaan CaF2 mencapai 1,3 x 106 ton. Namun fluorida seperti CaF2 dapat menimbulkan polusi.


HALOGEN 25

Polusi udara oleh partikulat fluorida, biasannya berasal dari industri aluminium, bata, genteng dan pupuk fosfat. Pada akhir-akhir ini orang masih memperdebatkan jumlah ion fluorida dalam air minum. Jika terus menerus untuk waktu yang lama seseorang menyentuh ion F- di atas 6 ppm, dapat menderita keracunan fluorosis yang merusak tulang dan gigi. Di beberapa negara, ion F- ditambah ke dalam air PAM sehingga ion Fmencapai 1 ppm. Fluorida yang digunakan adalah NaF, HF, CaF2 (dengan Al3+). Untuk meningkatkan kualitas email gigi pada pasta gigi ditambah SnF2 atau NaF. Email gigi mengandung hidroksi apatit, 3Ca(PO4)2.Ca(OH)2 dan sebagian mengandung karbonat. Sisa makanan yang membusuk menghasilkan asam yang dapat merusak OH- dari apatit. Dengan adanya ion F- pada gigi anak-anak terbentuk fluorapatit yang tahan asam dan kuat. Daun teh dapat mengandung ion F-, sampai 100 ppm, dan satu cangkir teh dapat mengandung 1 ppmF-. 8. PENGGUNAAN HALOGEN Fluor termasuk unsur yang sangat penting dalam industri kimia. Unsur ini digunakan untuk membuat senyawa fluorokarbon yang stabil, misalnya CF2Cl2 yang dikenal sebagai freon 12, yang digunakan sebagai refrigerant dan pendorong dalam kaleng aerosol. Fluorokarbon digunakan juga sebagai pelumas dan dalam pembuatan plastik. Suatu polimer fluorokarbon yang sangat terkenal adalah teflon yang banyak digunakan sebagai alat dapur atau alat-alat yang tahan panas dan stabil. Secara komersial klor sangat penting. Separuh dari produksi dunia digunakan dalam pembuatan vinil klorida untuk pembuatan plastik polivinil klorida (PVC). Klor digunakan sebagai zat pemutih dalam industri kertas dan tekstil. Klor digunakan juga dalam pengolahan air untuk menghilangkan bakteri. Brom dan yod tidak banyak digunakan seperti halnya fluor dan klor. Penggunaan brom yang penting adalah dalam pembuatan perak bromida untuk film fotografi. Garam beryodium biasannya mengandung 0,02 % KI. Penggunaan lain dari halogen dapat dilihat dari uraian singkat berikut ini. 9. PENGGUNAAN UNSUR HALOGENHALOGEN 26


a. Penggunaan Fluor-

Pembuatan UF6 agar dapat memisahkan difusi atau sentrifuge.

235

U dan

238

U dengan cara

-

Pembuatan teflon (-CF2-CF-)n, freon, CCl2F2, dan insektisida CCl3F Pembuatan sulfur heksafluorida. Pembuatan plastik, PVC Pembuatan pelarut untuk cat, untuk membersihkan logam dari lemak, dry cleaning. Pembuatan unsur (Mg, Ti, Br2) Pembuatan senyawa organik, insektisida Klor dalam jumlah yang banyak digunakan dalam industri pengelantanga) Ca(OCl2). CaCl2. Ca(OH)2.H2O

-

b. Penggunaan klor

-

b) NaOClc) Cl2 cair

-

Klorinasi kaleng bekas untuk mendapat kembali (recovery) timah. Pembuatan klorat (V) dan klorat (VII) dipakai sebagai bahan peledak dan bahan bakar roket.

c. Penggunaan brom -

Pembuatan 1-2 dibromometana untuk ditambah ke dalam bensin Pembuatan senyawa organik Obat-obatan Fotografi Pemadaman kebakaran (metilbromida) Obat-obatan Pembuatan zat warna Quartz-yod untuk bola lampu; NH4I untuk lensa polaroid; AgI untuk fotografi.

d. Penggunaan Yod

10.

UJI KUALITATIF HALOGENHALOGEN 27


a. Cl- :

Uji perak nitrat (cincin perak)

Sampel + AgNO3 Endapan putih AgCl AgCl + Na3AsO3 Ag3AsO3 (warna kuning) menandakan adanya Clb. Br- :

Sampel + Hcl + NaOCl + CCl4 Larutan yang berwarna coklat Sampel + HCl + NaOCl + CCl4 Warna lembayung Camperukan sampel dengan larutan alizarin zairkonil klorida (+)

kemerah merahanc. I- : d. F- :

HCl encer + larutan berubah menjadi kuninge. BrO3- : sample + H2SO4 terjadi gas Br2, indikasinya gas akan membuat

kertas fluoresein menjadi merah. Br2 + H2SO4 Br- + BrO3f. IO3- : sampel diasamkan dengan HCl encer, kemudian ditambahkan H2S

gas I2 ditetesi dengan larutan kanji yang mana larutan kanji akan berubah warnanya menjadi birug. ClO3- : uji mangan (II) sulfat asam fosfat

Sample + reagen MnSulfat-As.Fosfat lalu dinginkan warna larutan lembayung Sampel dipanaskan, lalu uji dengan kertas KI-Kanji, maka akan menjadi ungu KCIO3 KCIO2 Sampel + MnBr2 + H3PO4 dipanaskan,lalu didinginkan, akan terjadi warna ungu tetapi dalam bentuk larutan Sampel + HCl akan membuat kertas KBr-fluoresin menjadi merah.

DAFTAR PUSTAKA Hiskia, Ahmad.Kimia Unsur dan Radio Kimia. www.chem-is-try.com


HALOGEN 28

Halogen Kel 2

Documents

Transcript of Halogen Kel 2