Kel 1 . Gol VA. Konsep

KONSEP UNSUR GOLONGAN VA (15)

Disusun untuk memenuhi tugas terstruktur matakuliah Kimia Unsur

Oleh:

Kelompok 1

Dhesy Galuh R. (0810920002)

Laily Rizky A. (0810920004)

Masfuvah Fanzuri (0810920006)

Saidatul Maghfiroh (0810920014)

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2011

PENDAHULUAN

1. Deskripsi Unsur Golongan VA

a. Nitrogen

Gambar 1. Gas nitrogen (N2)

Unsur nitrogen dalam kondisi diatomik itu terdapat dalam bentuk gas. Nitrogen aktif

menghasilkan nitrida nitrogen dengan penguapan natrium, arenic atau Phospor dan dengan

merkuri cair dan bereaksi dengan uap iodin memberikan pendaran biru. Logam tertentu,

khususnya tembaga dan emas, mengkatalisis konversi ke nitrogen molekul yang stabil tanpa

memberikan nitrida. Reaksi nitric memberikan nitrogen dioksida dengan suatu pendaran

putih. Sifat yang sebenarnya dari nitrogen aktif adalah tidak Nampak dari data yang tersedia

saat ini. Perilaku kimia dari material dan fenomena setelah nyala muncul secara bebas, dengan

energy asosiasi dengan setelah nyala yang relative kecil. Aktivitas kimia tetap bertahan

setelah destruksi dari setelah nyala. Setidaknya beberapa disosiasi untuk nitrogen atom dalam

proses aktivasi memadai dalam pandangan dari tekanan yang semakin terlihat meningkat

dalam suatu wadah tertutup, tetapi spektroskopi menunjukkan hasil yang berlawanan

(Moeller, 1952).

Gas nitrogen digunakan dalam jumlah besar sebagai atmosfer inert. Terutama pada besi

dan baja serta industry lain, dan didalam penyulingan minyak untuk membersihkan bejana

retak katalik, serta nitrogen cair digunakan untuk pendingin. Sejumlah besar dari nitrogen

(N2) di dalam pembuatan ammonia dan kalsium sianamida. N2 diperoleh dengan kondensasi

udara ke keadaan cairan, kemudian dilakukan distilasi fraksional udara cair. N2 mempunyai

titik didih yang lebih rendah dari pada O2 dan akan terdistilasi lebih dahulu (Lee, 1991).

b. Fosfor

Gambar 2. Unsur fosfor

Fosfor muncul untuk menempati suatu posisi optimum mengenai jenis dari bentuk

padatan. Keadaan gas dan cairan bukan merupakan kompleks khusus (Moeller, 1952).

Fosfor gas:

Densitas uap dari fosfor pada temperatur diatas 800oC, sesuai dengan keberadaan

molekul P4. Data difraksi elektron menunjukkan atom fosfor empat yang diatur dalam

tetrahedron (sudut ikatan 60o), jarak ikatan P-P adalah 2,21± 0,02A (Moeller, 1952).

Fosfor cair:

Peleburan dari fosfor putih mengahsilkan suatu cairan yang mana difraksi sinar-X

mengindikasikan keberadaan molekul tetrahedral P4 (jarak ikatan P-P 2,25 A). Tekanan uap

dari cairan ini diukur diatas 409,3OC. Peleburan fosfor ungu adalah memberikan suatu cairan,

dimana di alam belum ditentukan. Data tekanan uap untuk untuk cairan ini diatas 504OC.

Meskipun interval hampir 100oC keberadaan untuk data tekanan uap tidak ada, muncul tidak

ada diskontinuitas dalam interval ini, dan dua cair muncul sehingga harus sama (Moeller,

1952).

Fosfor padatan:

Padatan fosfor adalah polimorpos. Fosfor putih, halus dan lunak dan menjadi kuning

ketika terkena sinar. Fosfor ungu, masing-masing atom mempunyai 3 terdekat pada 2,29 A,

kemudian 3,48A. Fosfor ungu mempunyai struktur kristal rhombohedral dan bukan suatu

konduktor. Fosfor hitam, biasanya berupa kristal rhombohedral. Kristal fosfor hitam tidak

diperoleh dari fosfor ungu (Moeller, 1952).

Fosfor termasuk unsur kesebelas terbesar dalam kerak bumi. Fosfor adalah unsur yang

penting bagi kehidupan, diantaranya sebagai materi penyusun dalam hewan dan penyusun

metabolism pada tanaman dan hewan. Sekitar 60% dari tulang dan gigi mengandung

Ca3(PO4)2 atau [3(Ca3(PO4)2). CaF2] dan biasanya manusia mempunyai 8lbs (3,5 kg) dari

kalsium pospat dalam tubuh (Lee, 1991).

c. Arsen, Antimon, Bismuth

Gambar 3. Unsur arsenik

Arsenik diperoleh sebagai As2O3 di dalam limbah debu dari pembakaran CuS. PbS, FeS,

CoS dan NiS dan udara. Produksi As2O3 di dunia sekitar 50000 ton pada tahun 1988. Oksida

dikonversi menjadi As dengan reduksi C. Umumnya hanya bijih arsenopirit FeAsS, realgar

As4S4 dan orpiment As2S3 (Lee, 1991).

Gambar 4. Unsur antimony

Gambar 5. Unsur bismuth

Arsen, antimon dan bismuth adalah yang dianggap sebagai yang terbaik bersama sejak

perbedaan antara modifikasi mereka kurang mencolok (Moeller, 1952).

Keadaan gas:

Semua unsur ada sebagai molekul poliatomik yang melalui disosiasi pada temperatur

yang tinggi. Molekul As4 seperti P4, adalah tetrahedral, jarak ikatan antara As-As diukur dari

2,44±0,03 A menjadi persetujuan dengan perhitungan jarak ikatan tunggalsejumlah 2,42 A.

densitas uap dari antimony menunjukan disosiasi pada molekul Sb2 tidak selesai pada 1640OC.

Meskipun data kurang tepat, muncul bahwa molekul Sb4 ada pada temperatur yang rendah.

Densitas uap dari bismuth mengindikasikan adanya campuran yang seimbang dari Bi2 dan Bi,

dengan persentase dari yang terakhir 90 pada 2070oC (Moeller, 1952).

Keadaan cair:

Tersedia untuk mengindikasi kompleksitas di dalam keadaan cair untuk untuk unsur ini,

beberapa kompleksitas terlihat mungkin terjadi (Moeller, 1952).

Keadaan padat:

Bismuth muncul sebagai dimorfik dalam keadaan padat, tetapi biasanya bentuknya

adalah logam dan sebanding bentuk logam arsenik dan antimony. Antimony ada dalam tiga

bentuk yaitu kuning (α), hitam (β) dan abu-abu atau logam (γ) (Moeller, 1952).

Kuning (α) :

Bentuk ini sebanding pada fosfor putih dan tidak stabil dengan yang lainnya. arsenik

dan antimony adalah kubik, kuning, padatan transparan dimana larut didalam karbon

disulfida. Arsenik kuning adalah tetraatom di dalam pelarut, dan diduga terlalu antimony.

Arsenik kuning diubah menjadi abu-abu dengan panas dan reaksi ini dikatalisis dengan sinar

atau iodine atau bromin. Antimony kuning diubah menjadi bentuk hitam dengan sinar pada -

180OC dan dalam kegelapan pada -90OC. Arsenik kuning dibentuk ketika uap panas dari unsur

ini didinginkan tiba-tiba. Antimony kuning ditentukan dengan reaksi dari oksigen pada pada

cairan stibine pada -90oC (Moeller, 1952).

Hitam (β):

Bentuk hitam dari arsenik dan antimony sebanding dengan fosfor amorf. Agak lebih

stabil dari pada kuning tetapi metastabil dengan bentuk abu-abu. Tidak larut dalam karbon

disulfida. Arsenik hitam dibentuk sebagaideposit pada permukaan pendingin ketika arsenik

abu-abu dipanaskan dengan hidrogen dalam gelas. Antimony hitam diperoleh dengan cepat

pendinginan uap antimony atau oksidsi sibine dengan oksigen pada -40oC (Moeller, 1952).

Abu-abu atau logam (γ):

Logam ini sebanding dengan fosfor hitam isomorfos dengan logam bismuth. Padatan ini

mempunyai struktur lapisan. Unsur ini meningkatkan densitas dan konduktor elektrik.

Material hitam ini menyerupai grafit yang stabil dibawah air dingin tetapi kembali pada

bentuk abu-abu atau logampada pemanasan 200oC dan menjadi tergores (Moeller, 1952).

Unsur As, Sb dan Bi keberadaannya tidak melimpah. Unsur-unsur ini merupakan

sumber yang paling penting sebagai sumber sulfida bekas dari bijih (Lee, 1991)

2. Kelimpahan Unsur Golongan VA di Alam

Tabel 1. Kelimpahan unsur-unsur di kerak bumi, berdasarkan berat (Lee, 1991)

Unsur ppm Kelimpahan Relatif

Nitrogen 19 33

Fosfor 1120 11

Arsen 1,8 52

Antimon 0,20 64

Bismut 0,008 71

3. Sifat – Sifat Fisika Unsur Golongan VA

Berikut ini adalah sifat fisik unsur-unsur golongan VA (Lee, 1991):

Tabel 2. Titik didih dan titik leleh unsur golongan VA (Lee, 1991)

Unsur Titik leleh(oC) Titik didih (oC)

N2 -210 -195,8

P4 44 281

α-As 816 615

α-Sb 631 1587

α-Bi 271 1564

Tabel 3. Jari-jari, Energi Ionisasi dan Elektronegativitas (Lee, 1991)

Unsur Jari-jari kovalenEnergi Ionisasi Elektronegativitas

PaulingPertama Kedua Ketiga

Nitrogen 0,74 1403 2857 4578 3,0

Fosfor 1,10 1012 1897 2910 2,1

Arsen 1,21 947 1950 2732 2,0

Antimon 1,41 834 1590 2440 1,9

Bismut 1,52 703 1610 2467 1,9

Sifat Logam dan Non Logam

Golongan V menunjukkan kecenderungan yang biasa. Unsur N dan P adalah non-

logam, As dan Sb adalah metaloid dan Bi adalah benar-benar logam. Peningkatan sifat logam

ditunjukkan oleh (Lee, 1991):

1. Penampilan dan struktur unsur

2. Dengan kecenderungan untuk membentuk ion positif

3. Dengan sifat oksida

Oksida logam bersifat basa dan oksida non-logam bersifat asam. Oksida normal dari N dan

P adalah asam yang kuat, sedangkan As dan Sb bersifat amfoter dan Bi adalah basa yang

kuat.

4. Resistivitas listrik bentuk logam (α-As 33, α-Sb 39 dan α-Bi 106 µohm cm) lebih rendah

daripada fosfor putih (1 x 1017 µohm cm) menunjukkan peningkatan pada sifat logamnya.

Tapi, nilai resistansi lebih besar daripada nilai untuk konduktor yang baik seperti Cu 1,67

µohm cm dan lebih besar daripada Sn, 11 dan Pb, 20 µohm cm pada golongan yang

berdekatan.

Reaktifitas

Nitrogen merupakan unsur yang tidak reaktif dan sejumlah besar nitrogen

terakumulasi di atmosfer. Fosfor putih dapat menghasilkan api saat terkena udara dan terbakar

membentuk P4O10. Ini disimpan di bawah air untuk mencegah hal tersebut Sedangkan fosfor

merah stabil di udara pada suhu kamar, meskipun bereaksi pada proses pemanasan. Arsenik

stabil di udara kering, tetapi pada udara lembab akan terbentuk noda hitam. Ketika

dipanaskan di udara, arsen menyublim pada 615C dan terbentuk As4O6, bukan As4O10. Sb

kurang reaktif dan stabil terhadap air dan udara serta pada suhu kamar. Pada pemanasan di

udara terbentuk Sb4O6, Sb4O8, atau Sb4O10. Bi membentuk Bi2O3 pada pemanasan (Lee, 1991).

Kelarutan

Kelarutan oksida unsur golongan VA dalam air adalah (Setianingsih, 2011):

Kelarutan oksida unsur golongan VA dalam larutan basa (Setianingsih, 2011):

Kelarutan oksida unsur golongan VA dalam larutan asam (Setianingsih, 2011):

Berikut ini adalah sifat fisik dari masing – masing unsur golongan VA:

Sifat-sifat fisik nitrogen:

Nitrogen merupakan gas yang tidak berwarna, berbau dan berasa dengan kepadatan

1,25046 gram/liter. Dengan perbandingan, kerapatan udara sekitar 1,29 gram per liter.

Nitrogen berubah dari gas menjadi cairan pada suhu -195,79°C (-320,42°F). Ia berubah dari

cair menjadi padat pada suhu -210,01°C (-346,02°F). Ketika ia membeku, ia menjadi padatan

putih yang terlihat seperti salju. Nitrogen sedikit larut dalam air. Sekitar dua liter nitrogen

dapat larut dalam 100 liter air (Anonymous1, 2011).

Tabel 4. Sifat fisik unsur nitrogen (Barbalace1, 2011)

Massa atom 14.00674

Titik didih 77.5K ; -195.65°C ; -320.17°F

Kerapatan 1.2506g/L pada 273K & 1atm

Gambaran Gas yang tidak berwarna, tidak

berbau, tidak berasa

Entalpi atomisasi 472.8 kJ/mol pada 25°C

Entalpi fusi 0.36 kJ/mol

Entalpi penguapan 2.79 kJ/mol

Panas penguapan 2.7928kJ/mol

Titik leleh 63.29K; -209.86°C; -345.75°F

Volume molar 17.3 cm3/mol

Keadaan fisik (pada 20°C & 1atm) Gas

Panas spesifik 1.04J/gK

Sifat-sifat fisik fosfor :

Fosfor setidaknya ada dalam tiga bentuk alotrop. Alotrop adalah bentuk-bentuk unsur

dengan sifat fisik dan kimia yang berbeda. Tiga alotrop utama dinamakan untuk warna

mereka: fosfor putih (juga disebut fosfor kuning), fosfor merah, dan fosfor hitam (juga

disebut fosfor violet). Alotrop ini semua memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda

(Anonymous2, 2011).

Fosfor merupakan padatan putih lunak yang transparan. Titik lebur adalah 44,1°C

(111°F) dan titik didih 280°C (536°F). Ia memiliki kepadatan 1,88 gr/cm3. Jika disimpan

dalam ruang hampa, akan menyublim jika terkena cahaya. Sublimasi adalah proses dimana

suatu perubahan padat menjadi gas ketika dipanaskan, tanpa terlebih dahulu mengubah ke

cairan. Fosfor putih berpendar. Ia melepaskan cahaya putih kehijauan yang indah. Ia tidak

larut dengan baik dalam air, tetapi larut dalam cairan lain, seperti benzena, kloroform, dan

karbon disulfida. Fosfor putih kadang-kadang muncul agak kekuningan karena akibat fosfor

merah (Anonymous2, 2011).

Fosfor merah adalah serbuk merah. Hal ini dapat dibuat dengan memanaskan fosfor

putih dengan menggunakan katalis pada 240°C (464°F). Katalis adalah zat yang digunakan

untuk mempercepat atau memperlambat suatu reaksi kimia tanpa mengalami perubahan itu

sendiri. Tanpa katalis, fosfor merah menyublim pada 416°C (781°F). Kepadatan adalah 2,34

gr/cm3. Ia tidak larut dalam bebarapa cairan (Anonymous2, 2011).

Fosfor hitam terlihat seperti serbuk grafit. Grafit adalah bentuk karbon yang digunakan

dalam arang isi pensil. Fosfor hitam dapat dilakukan dengan menerapkan tekanan yang

ekstrim untuk fosfor putih. Ia memiliki kerapatan 3,56-3,83 gr/cm3. Salah satu sifat yang

menarik adalah bahwa ia mengalirkan arus listrik meskipun menjadi non-logam

(Anonymous2, 2011).

Tabel 5. Sifat fisik unsur fosfor (Barbalace2, 2011)

Massa atom 30.97376

Titik didih 553K, 280°C, 536°F

Kerapatan 1.82g/cc pada 300K

Gambaran Padatan lunak, lembut berwana putih; serbuk

merah kecoklatan; atau padatan coklat





Titik leleh 317.45K; 44.3°C; 111.7°F

Volume molar 17 cm3/mol

Keadaan fisik (pada 20°C & 1atm) Padatan


Tekanan uap 20.8Pa pada 44.3°C

Sifat-sifat fisik arsen:

Arsen terjadi dalam dua bentuk alotrop. Alotrop adalah bentuk-bentuk unsur dengan

sifat fisik dan kimia yang berbeda. Bentuk yang lebih umum dari arsen adalah mengkilat, abu-

abu, rapuh, logam yang tampak padat. Bentuk yang kurang umum adalah padatan seperti

kristal berwarna kuning. Hal ini dihasilkan ketika uap arsen yang didinginkan tiba-tiba

(Anonymous3, 2011).

Ketika dipanaskan, arsen tidak meleleh, karena sebagian besar zat padat. Sebaliknya, ia

berubah langsung menjadi uap (gas). Proses ini dikenal sebagai sublimasi. Namun, di bawah

tekanan tinggi, arsen dapat dipaksa untuk mencair pada sekitar 814°C (1.500°F). Arsen

memiliki kerapatan 5,72 gram/cm3 (Anonymous3, 2011).

Tabel 6. Sifat fisik unsur arsen (Barbalace3, 2011)

Massa atom 74.92159

Titik didih 876K; 603°C; 1117°F


Gambaran Non-logam yang berlapis berwana

abu-abu, rapuh





Titik leleh 1081K; 808°C; 1486°F


Keadaan fisik (pada 20°C & 1atm) Padat


Sifat-sifat fisik antimon:

Keempat bentuk allotrop dari antimon dikenal sebagai abu-abu, hitam, kuning dan

eksplosif. Bentuk-bentuk hitam, kuning, dan eksplosif tidak stabil. Abu-abu, satu-satunya

bentuk stabil antimon, yang dianggap antimon logam biasa. Ia berwarna putih keperakan dan

menunjukkan sebuah kilau kebiruan atau keunguan. Logam antimon terjadi secara alami.

Berat atom 121,75 dan nomor atom adalah 51. Kedua isotop yang stabil adalah Sb 121 dan

Sb123. Konfigurasi elektron kulit valensi terluar adalah 5s2 5p3. Radius antimon adalah ~ 0.150

nm. Volume atom antimon adalah 18,4 cm3/mol pada 25°C (Steve, 2009).

Tabel 7. Sifat fisik unsur antimony (Barbalace4, 2011)

Massa atom 121.757

Titik didih 1860K; 1587°C; 2889°F


Gambaran Logam putih kebiruan yang rapuh, keras





Titik leleh 904.05K; 630.9°C; 1167.6°F




Tekanan uap 2.49E-09Pa pada 630.9°C

Sifat-sifat fisik bismuth:

Bismut merupakan logam lembut keperakan dengan permukaan yang cerah, mengkilat

dan semburat kekuningan atau merah muda. Logam mudah berubah dan tidak dapat dibuat

(bekerja) pada suhu kamar. Titik leburnya adalah 271°C (520°F) dan titik didihnya adalah

1.560°C (2480°F). Kepadatan adalah 9,78 gram/cm3 (Anonymous4, 2011).

Tabel 8. Sifat fisik unsur bismuth (Barbalace5, 2011)

Massa atom 208.9804

Titik didih 1837K; 1564°C; 2847°F


Gambaran



Entalpi penguapan 151 kJ/mol


Titik leleh 544.67K; 271.52°C; 520.74°F




Tekanan uap 0.000627Pa pada 271.52°C

4. Sifat – Sifat Kimia Unsur Golongan VA

Sifat kimia dari unsur golongan VA antara lain (Moeller, 1952):

Persamaan Umum Keterangan

xZ + yM → MyZx Dengan logam, yang secara umum memiliki elektropositif tinggi,

kecenderungan menurun dari Z=N ke Z=Bi

2Z + 3H2 → 2H3Z Dengan N2

4Z + 3O2 →(Z2O3)2 Dengan P, As, Sb, Bi. P menghasilkan P4O10 dengan adanya

kelebihan O2. Sedangkan jika ada kelebihan N2 menghasilkan

NO atau NO2

2Z + 3X2 → 2ZX3 Dengan P, As, Sb, Bi. ZX5 terbentuk dengan adanya kelebihan

halogen dengan P, As, Sb dan F2, Cl2, Br2

2Z + 3S → Z2S3 Khususnya dengan Sb, Bi. Sulfida lainnya juga dihasilkan

dengan P, As

Keterangan:

Z=P, As, Sb, Bi khususnya dan N hanya jika disebutkan

X2=molekul halogen

Berikut ini adalah sifat kimia dari masing – masing unsur golongan VA:

Sifat kimia nitrogen (Winter1, 2011):

1. Reaksi dengan udara

Nitrogen tidak bereaksi dengan udara pada kondisi normal

2. Reaksi dengan air

Nitrogen tidak dapat bereaksi dengan air. Tapi dapat melarut sejumlah kira – kira x gr/kg

pada 20oC (297 K) dan tekanan 1 atm.

3. Reaksi dengan halogen

Gas nitrogen tidak bereaksi dengan halogen pada kondisi normal

4. Reaksi dengan asam

Gas nitrogen tidak bereaksi dengan asam pada kondisi normal

5. Reaksi dengan basa

Gas nitrogen tidak bereaksi dengan basa pada kondisi normal

Sifat kimia fosfor (Winter2, 2011):


Fosfor putih dapat bercahaya dalam kegelapan ketika diletakkan pada udara yang lembab

dalam proses yang dikenal sebagai chemiluminescence. Fosfor putih harus ditangani

dengan penuh kehati – hatian. Secara spontan fosfor akan terbakar dalam udara pada suhu

ruang untuk membentuk fosfor pentaoksida, terkadang bisa juga tetrafosfor dekaoksida,

P4O10.

P4(s) + 5O2(g) → P4O10(s)

Dengan kontrol tertentu (75% O2, 25% N2, 90 mmHg), campuran dibentuk, salah satu dari

hasilnya adalah fosfor trioksida, terkadang tetrafosfor heksaoksida P4O6.

P4(s) + 3O2(g) → P4O6(s)


Fosfor putih bersinar dalam kegelapan ketika diletakkan pada udara yang lembab dalam

proses yang dikenal sebagai chemiluminescence.


Fosfor putih, P4, bereaksi sangat cepat dengan semua halogen pada temperatur ruang untuk

membentuk fosfor trihalida. Sehingga, fosfor bereaksi dengan fluorin, klorin, bromin dan

iodin, untuk membentuk fosfor(III) fluorida, fosfor(III) klorida, fosfor (II) bromida dan

fosfor(III) iodida.

P4(s) + 6F2(g) → 4PF3(g)

P4(s) + 6Cl2(g) → 4PCl3(l)

P4(s) + 6Br2(g) → 4PBr3(l)

P4(s) + 6I2(g) → 4PI3(g)

Fosfor putih, P4, bereaksi dengan iodin, I2, dalam karbon disulfida (CS2) untuk membentuk

fosfor(II) oksida, P2I4. Senyawa yang sama dibentuk dalam reaksi antara fosfor merah dan

iodin, I2, pada suhu 180oC.

P4(s) + 4I2(g) → 2P2I4(g)


Fosfor tidak bereaksi dengan asam non-oksidator encer

Sifat kimia arsen (Winter3, 2011):


Arsen stabil pada udara kering, tapi permukaannya dapat mengalami oksidasi secara

perlahan dalam udara yang lembab menghasilkan bercak – bercak kecoklatan dan akhirnya

menjadi warna hitam yang menutupi unsur tersebut. Ketika dibakar di udara, arsenik akan

menyala menjadi arsenik trioksida, terkadang tetraarsenat heksaoksida, As4O6. Ketika

dibakar dengan oksigen, arsenik akan menyala membentuk arsenik pentaoksida, terkadang

bisa juga membentuk tetraarsenat dekaoksida, As4O10 dan As4O6.

4As(s) + 5O2(g) → As4O10(s)

4As(s) + 5O2(g) → As4O10(s)

4As(s) + 3O2(g) → As4O6(s)


Arsenat tidak bereaksi dengan air tanpa adanya udara di bawah kondisi normal


Arsenat bereaksi dengan fluorin, F2, untuk membentuk gas pentafluorida arsenat(V)

fluorida

2As(s) + 5F2(g) → 2 AsF5(g) (tak berwarna)

Arsenat bereaksi pada kondisi terkontrol dengan halogen fluorin, klorin, bromin dan iodin

untuk membentuk trihalida arsenat(III) fluorida, arsenat(III) klorida, arsenat(III) bromida,

dan arsenat(III) iodida.

2As(s) + 3F2(g) → 2AsF3(l) (tak berwarna)

2As(s) + 3Cl2(g) → 2AsCl3(l) (tak berwarna)

2As(s) + 3Br2(g) → 2AsBr3(s) (kuning pucat)

2As(s) + 3I2(g) → 2AsI3(s) (merah)

Sifat kimia antimony (Winter4, 2011):


Ketika dipanaskan, antimony bereaksi dengan oksigen dalam udara membentuk trioksida

antimony(III) oksida, Sb2O3. Api yang dihasilkan berwarna putih kebiruan.

4Sb(s) + 3O2(g) → 2Sb2O3(s)


Pada bara merah, antimony bereaksi dengan air untuk membentuk trioksida antimony(III)

oksida, Sb2O3. Antimony bereaksi lebih lambat pada temperatur lingkungan.

2Sb(s) + 3H2O(g) → Sb2O3(s) + 3H2(g)


Antimony dapat bereaksi pada kondisi tertentu dengan halogen untuk membentuk trihalida

antimony(III)fluorida, antimony(III) klorida, antimony(III) bromida dan antimony(III)

iodida.

2Sb(s) + 3F2(g) → 2SbF3(s) (putih)

2Sb(s) + 3Cl2(g) → 2SbCl3(s) (putih)

2Sb(s) + 3Br2(g) → 2SbBr3(s) (putih)

2Sb(s) + 3I2(g) → 2SbI3(s) (merah)p


Antimony terlarut dalam asam sulfat pekat panas, H2SO4, atau asam nitrat, HNO3, untuk

membentuk larutan yang mengandung Sb(III). Reaksi asam sulfat menghasilkan gas

sulfur(IV) dioksida. Antimony tidak bereaksi dengan asam klorida tanpa adanya oksigen.

Sifat kimia bismuth (Winter5, 2011):


Ketika dipanaskan, bismuth bereaksi dengan oksigen dalam udara membentuk trioksida

bismuth(III) oksida, Bi2O3. Warna nyalanya adalah putih kebiruan.

4Bi(s) + 3O2(g) → 2Bi2O3(s)


Pada bara api yang panas, bismuth bereaksi dengan air membentuk trioksida bismuth(III)

oksida, Bi2O3.

2Bi(s) + 3H2O(g) → Bi2O3(s) + 3H2(g)


Bismuth bereaksi dengan fluorin, F2, membentuk pentafluorida bismuth(V) fluorida.

2Bi(s) + 5F2(g) → 2 BiF5(s) (putih)

Bismuth bereaksi pada kondisi tertentu dengan halogen fluorin, klorin, bromin dan iodin

untuk membentuk trihalida bismuth(III) fluorida, bismuth (III) klorida, bismuth(III)

bromida dan bismuth(III) iodida.

2Bi(s) + 3F2(g) → 2BiF3(s)

2Bi(s) + 3Cl2(g) → 2BiCl3(s)

2Bi(s) + 3Br2(g) → 2BiBr3(s)

2Bi(s) + 3I2(g) → 2BiI3(s)


Bismuth terlarut dalam asam sulfat pekat panas, H2SO4 atau asan nitrat, HNO3 untuk

membentuk larutan yang mengandung Bi(III). Reaksi asam sulfat menghasilkan gas

sulfur(IV) dioksida. Reaksinya dengan asan klorida dengan adanya oksigen dapat

dihasilkan bismuth(III) klorida.

4Bi(s) + 3O2(g) + 12HCl(aq) → 4BiCl3(aq) + 6H2O(l)

5. Jenis Ikatan

Mayoritas senyawa pada golongan ini dibentuk melalui ikatan kovalen (Lee, 1991).

2s 2p

Tiga pasang elektron bebas membentuk ikatan dengan tiga atom yang lain. Empat

pasang elektron menghasilkan bentuk tetrahedral dengan satu pasang elektron sebagai

pasangan elektron bebas (Lee, 1991).

Bilangan koordinasi 4 diperoleh jika pasangan elektron bebas didonorkan (yang

digunakan untuk membentuk ikatan koordinasi) dengan atom atau ion lain. Sebagai contoh

ion ammonium [H3N → H]+ (Lee, 1991).

PERTANYAAN DAN JAWABAN

Pertanyaan

1. Mengapa fosfor di alam cenderung membentuk beberapa alotrop?

2. Mengapa fosfor hitam merupakan isotop paling stabil dibanding fosfor merah dan putih?

3. Mengapa gas N2 bersifat inert pada temperatur ruang?

4. Bagaimanakah bentuk molekul N2O yang lebih stabil dan mengapa demikian?

5. Mengapa bilangan oksidasi dari nitrogen tidak hanya +3 dan +5 melainkan dari -3 sampai

+5?

Jawaban:

1. Fosfor ini cenderung dapat membentuk alotrop dikarenakan fosfor mencari bentuk yang

paling stabil. Ikatan jenis π-π seperti pada N2 kurang efektif untuk menjaga kestabilannya

sehingga fosfor akan lebih cenderung membentuk struktur molekul diskret atau struktur

rantai (Winter6, 2011).

Fosfor dapat berada dalam beberapa bentuk alotrop di alam. Tiga alotrop utama dari fosfor

menurut pertambahan reaktifitasnya yaitu (Winter6, 2011):

1. Fosfor putih atau kuning

Merupakan bentuk alotropi yang paling gampang diperoleh tetapi bukan yang paling

stabil karena dapat berubah menjadi bentuk alotrop lain. Bentu alotropi ini adalah

tetrahedral. Fosfor putih terbakar ketika bersentuhan dengan udara dan dapat berubah

menjadi fosfor merah ketika terkena panas atau cahaya. Fosfor putih juga dapat berada

dalam keadaan alfa dan beta yang dipisahkan oleh suhu transisi -3,8°C.

2. Fosfor merah

Berbentuk tetrahedral. Fosfor merah relatif lebih stabil dan menyublim pada 170°C

pada tekanan uap 1 atm, tetapi terbakar akibat tumbukan atau gesekan.

3. Fosfor hitam

Alotrop fosfor hitam mempunyai struktur seperti grafit dimana atom-atom tersusun

dalam lapisan-lapisan heksagonal yang menghantarkan listrik. Merupakan alotropi

darifosfor yang paling stabil sehingga bersifat inert.

2. Fosfor hitam hampir memiliki struktur yang sama jika dibanding fosfor merah, namun

kestabilan fosfor hitam lebih tinggi dibanding fosfor merah karena ikatan yang terbentuk.

Pada fosfor hitam, terbentuk rantai panjang (dalam Kimia Organik dikenal sebagai

polimer, dalam kimia anorganik hanya disebut rantai). Dengan rantai yang panjang itu,

terbentuk sudut ikat yang relatif besar sehingga masing-masing atom fosfor membentuk

geometri piramida segitiga. Fosfor hitam bersifat inert dan struktur yang berlapis

(Vinchemz, 2011).

Gambar 6. Struktur atom fosfor hitam (Emsley, 2002)

Fosfor merah lebih reaktif dan mudah meledak bila bersentuhan dengan udara bebas. Hal

tersebut disebabkan sudut ikat yang terlalu kecil antara atom-atom fosfor sehingga terjadi

daya tolakan yang relatif besar pada atom-atom yang berdekatan. Jika di dalam Kimia

Organik, hal tersebut disebut energi regangan, semakin besar keinginan atom untuk

memperbesar sudut ikat, semakin besar pula energi regangan atom tersebut (Vinchemz,

2011).

3. Nitrogen merupakan unsur diamagnetik yang berada di alam dalam molekul diatomiknya,N2.

Molekul N2 tersebut terdapat ikatan rangkap tiga N≡N dengan panjang ikatan yang pendek

yaitu 1,09Å. Karena ikatannya yang pendek ikatan tersebut sangatlah sulit untuk diputuskan.

Ikatan N≡N tersebut sangat stabil dan membutuhkan energi yang sangat tinggi untuk

pemutusannya (945,4 kJ/mol). Sehingga nitrogen akan cenderung inert terhadap unsur lain

pada temperatur kamar (Lee, 1991).

4. Molekul N2O adalah molekul yang linear yang merupakan molekul triatomik dengan 16

elektron pada kulit terluar dari masing – masing atomnya, seperti pada CO2 dan N3-. Tapi,

CO2 adalah molekul yang simetris (O=C=O), sedangkan pada N2O energi orbitalnya lebih

disukai dalam bentuk molekul asimetris N-N-O daripada molekul simetris N-O-N. Panjang

ikatannya pendek dan orde ikatannya adalah N-N 2,73 dan N-O 1,61 (Lee, 1991).

N N O

Berdasarkan pernyataan di atas dapat diketahui bahwa orde ikatan N-N lebih tinggi

daripada N-O, sehingga panjang ikatan N-N akan lebih pendek daripada N-O yang berarti

bahwa energi ikatan N-N lebih tinggi daripada energi ikatan N-O. Oleh karena itu, jika

1,126 Å 1,186 Å

bentuk molekul N-O-N energi ikatan molekulnya akan lebih rendah daripada energi ikatan

molekul N-N-O sehingga molekul N2O akan lebih stabil dalam bentuk N-N-O.

5. Nitrogen mempunyai 5 elektron pada kulit terluarnya, dengan konfigurasi 2s2 2p3.

2s2 2p3

Tabel 9. Konfigurasi elektronik dan keadaan oksidasi (Lee, 1991)

Unsur Konfigurasi elektronik Keadaan oksidasi

Nitrogen [He] 2s2 2p3 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

Fosfor [Ne] 3s2 3p3 3 5

Arsen [Ar] 3d10 4s2 4p3 3 5

Antimon [Kr] 4d10 5s2 5p3 3 5

Bismut [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3 3 5

Orbital s terisi penuh yaitu 2 elektron yang berpasangan. Pasangan elektron pada

orbital s tersebut cenderung inert (efek pasangan inert). Karena pengaruh tersebut untuk

melepaskan elektron pada orbital s dibutuhkan energi yang besar .sehingga hanya elektron

pada orbital p yang akan dilepaskan atau digunakan untuk berikatan. Maka hanya

dihasilkan nitrogen dengan valensi tiga, bukan valensi lima.

Semua unsur dari golongan 5 ini mempunyai lima elektron dalam kulit terluarnya.

Unsur golongan 5 ini menunjukkan keadaan oksidasi maksimum lima terhadap oksigen

dengan menggunakan lima elektron terluar untuk membentuk ikatan. Kecenderungan

untuk pasangan elektron s untuk tetap inert (efek pasangan inert) meningkat dengan

meningkatnya massa atom. Sehingga, hanya elektron p yang hanya digunakan untuk

berikatan dan menghasilkan molekul trivalensi. Valensi lima dan tiga telah ditunjukkan

oleh halogen dan sulfur. Hidrida adalah trivalent. Nitrogen menunjukkan jarak yang sangat

lebar dari keadaan oksidasinya (-III) dalam ammonia NH3, (-II) dalam hidrazin N2H4, (-I)

dalam hidroksilamin NH2OH, (0) dalam nitrogen N2, (+1) dalam oksida nitrat N2O, (+II)

dalam oksida nitrat NO, (+III) dalam asam nitrit HNO2, (+IV) dalam nitrogen dioksida

NO2 dan (+V) asam nitrat HNO3 (Lee, 1991).

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous1, 2011, Nitrogen,

http://www.chemistryexplained.com/elements/L-P/Nitrogen.html, diakses tanggal 31

Maret 2011

Anonymous2, 2011, Phosphorus,

http://www.chemistryexplained.com/elements/L-P/Phosphorus.html, diakses tanggal 31

Maret 2011

Anonymous3, 2011, Arsenik,

http://www.chemistryexplained.com/elements/A-C/Arsenik.html, diakses tanggal 31

Maret 2011

Anonymous4, 2011, Bismuth,

http://www.chemistryexplained.com/elements/A-C/Bismuth.html, diakses tanggal 31

Maret 2011

Barbalace1, Kenneth, 2011, Periodic Table of Elements - Nitrogen - N, http://Environmental

Chemistry.com/yogi/periodic/N.html, diakses tanggal 31 Maret 2011

Barbalace2, Kenneth, 2011, Periodic Table of Elements - Phosphorus - P,

http://EnvironmentalChemistry.com/yogi/periodic/P.html, diakses tanggal 31 Maret

2011

Barbalace3, Kenneth, 2011, Periodic Table of Elements - Arsenik – As, http://Environmental

Chemistry.com/yogi/periodic/As.html, diakses tanggal 31 Maret 2011

Barbalace4, Kenneth, 2011, Periodic Periodic Table of Elements - Antimony – Sb,

http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Sb.html, diakses tanggal 31 Maret

2011

Barbalace5, Kenneth, 2011, Periodic Periodic Table of Elements - Bismuth – Bi,

http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Bi.html, diakses tanggal 31 Maret

2011

Emsley, J., 2002, The 13th Element: The Sordid Tale of Murder, Fire and Phosphorus, John

Wiley & Sons, London

Lee, J. D., 1991, Concise Inorganic Chemistry Fourth Edition, Chapman & Hall, London

Moller, T., 1952, Inorganic Chemistry An Advanced Textbook, John Willey & Sons, Inc.,

Japan

Setianingsih, T., 2011, Golongan VA, http://chemistry.lsu.edu/webpub/golongan_va_pdf,

diakses pada tanggal

http://chemistry.lsu.edu/webpub/golongan_va_pdf

http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Bi.html

http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Sb.html

http://EnvironmentalChemistry.com/yogi/periodic/P.html

http://www.chemistryexplained.com/elements/A-C/Bismuth.html

http://www.chemistryexplained.com/elements/A-C/Arsenic.html

http://www.chemistryexplained.com/elements/L-P/Phosphorus.html

http://www.chemistryexplained.com/elements/L-P/Nitrogen.html

Steve, 2009, Physical Properties of Antimony,

http://antimonyproperties.blogspot.com/2009/03/physical-properties-of-antimony.html,

diakses tanggal 31 Maret 2011

Vinchemz, 2011, Mengapa fosfor hitam paling stabil?,

http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090401001627AA8M62U, diakses

tanggal 31 Maret 2011

Winter1, M., 2011, Chemical Reactions of The Elements: Nitrogen,

http://webelements.com/nitrogen/chemistry.html, diakses pada tanggal 31 Maret 2011

Winter2, M., 2011, Chemical Reactions of The Elements: Phosphorus,


Winter3, M., 2011, Chemical Reactions of The Elements: Arsenic,


Winter4, M., 2011, Chemical Reactions of The Elements: Antimony,


Winter5, M., 2011, Chemical Reactions of The Elements: Bismuth,


Winter6, Mark, 2011, Phosphorus Web Element: The Periodic Table on The Web,

http://www.webelements.com/phosphorus/, diakses tanggal 29 Maret 2011

http://www.webelements.com/phosphorus/

http://webelements.com/nitrogen/chemistry.html





http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090401001627AA8M62U

http://antimonyproperties.blogspot.com/2009/03/physical-properties-of-antimony.html

Kel 1 . Gol VA. Konsep

Documents

Transcript of Kel 1 . Gol VA. Konsep