Kimia Hidrogen (1)

download Kimia Hidrogen (1)

of 48

  • date post

    27-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    130
  • download

    49

Embed Size (px)

Transcript of Kimia Hidrogen (1)

HIDROGEN

I Made Wisnu Adhi Putra, S.Si, M.Sc

Outlines

Kelimpahan

Keberkalaan Pembuatan hidrogen Senyawaan hidrogen Reaksi-reaksi senyawa hidrogen Ikatan hidrogen Hidrat dan Klatrat Air Jenis-jenis hidrida biner

Chemistry is Simple

Pertanyaan: Kenapa NaCllarut dalam air,sedangkan AgCltidak larut? Kenapa tetesanair hujanberbentuk bulat?

Hydrogen: the simplest atom

Ion Hidrogen

Proton (H+)

Dalam air, proton ada dlmbentuk terhidrasi[H3O]+, [H(H2O)n]+(n = 1 sampai20)

Hidrida (H-)

Hidrida logam alkaliLiH sampai CsH, dibuat dngCara memanaskan logamdengan H2

Isotop Hidrogen

Protium

Deuterium

Tritium

Massa AtomBerbeda

Sifat Fisika/KimiaBerbeda

Senyawa ter--deuterasi

Senyawa ter-deuterasi adalah senyawa dimana atom H digantikan oleh atom DKegunaan D2O: Sebagai pelarut dalam Spektroskopi 1HNMR sebagai moderator dalam reaktor nuklir

TritiumTerjadi di atmosfer bagian atas melibatkan

Kelimpahan

Sintesis

Kegunaan

netron yang muncul dari luar angkasaReaksi:

Tritium dibuat pertama kali melalui penembakansenyawa [ND4]2SO4 menggunakan fast neutrons,tapi sekarang bisa dibuat dari lithium deuteride,LiF atau Mg/LiReaksi:

Tritium bersifat radioactive, pengemisi dengant1/2 = 12,3 th. Sifat radioaktivitas lemah,pengeluaran yg cepat, dan tidak mengendap didalam organ tubuh membuatnya digunakansebagai pelacak dalam studi kimia dan biokimia;

DIHIDROGEN

Kelimpahan

Hidrogen merupakan unsur paling melimpah di alam semesta,dan nomor 3 setelah oksigen and silikon, di bumi Di mana terjadi terutama dalam bentuk air atau berkombinasidengan karbon dalam molekul organik. Di atmosfer bumi, H2 terbentuk kurang dari 1 ppm.Tapi diJupiter, Neptunus, Saturnus dan Uranus H2 terbentuk dalamjumlah yang besar

Sifat Fisika

Tak berwarna, tak berbau, sangat susah larut dalam pelarut, danpada 298 K dan tekanan 1 bar mendekati hukum gas ideal Struktur padatan H2 dijelaskan dengan kisi hcp, titik leleh, entalpipenggabungan, titik didih, dan entalpi penguapan sangat rendah(hanya ada ikatan van der Waals antar molekul)

Sintesis Dihidrogen

1

Elektrolisis larutan asam menggunakan elektrode Pt, H2dihasilkan di katoda

Reaksi antara asam lemah dengan logam (Fe, Zn),Rx: Zn (s) + 2HCl (aq) ZnCl2 (aq) + H2 (g)

2

3

Reaksi logam yang membentuk hidroksida amfoter (Zn, Al)dengan larutan basa alkalis.2Al (s) + 2NaOH (aq) + 6H2O (l) 2Na[Al(OH)4] (aq) + 3H2 (g)

Reaksi logam hidrida dengan airCaH2 (s) + 2H2O (l) Ca(OH)2 (aq) + 2H2 (g)

4

Sintesis Dihidrogen

5

Reaksi antara logam golongan IA dengan airRx: 2K (s) + 2H2O (l) 2KOH (aq) + H2 (g)

Reaksi antara asam logam IIA dengan air

menghasilkan H2, kecuali Be (terpasifkan oleh lapisanfilm oksida logam). Mg tidak reaktif dengan air dingin

6

Rx: Ca (s) + 2H2O (l) Ca(OH)2 (aq) + H2 (g)

Proses fotolitik H2 dari H2O menggunakan katalis [Ru(bpy)3]3+(bpy = 2,2-bipiridin)

7

Reaksi:

Kegunaan Dihidrogen

T = 723 K,

Proses Haber

Hidrogenasi lemak tak jenuh

Produksi senyawa organik seperti metanol

P = 202 600 kPa,katalis heterogencampuran Fe3O4,K2O, SiO2 dan Al2O3

Katalis logam

Reaktivitas Dihidrogen

Reaktivitas dihidrogen berlangsung secara kinetisReaksi dengan O2

Reaksi H2 dengan Halogen

Kemudahan reaksimenurun dari atas-bawahdalam satu golongan

Untuk Br2 tapi tidakuntuk I2

Dihidrogen bereaksi dengan banyak logam ketikadipanaskan menghasilkan logam hidrida. Untuk logam Sn danAs, H2 terlebih dahulu diuraikan menggunakan arus listrikReaksi H2 dengan N2 sangat penting dalam industriInteraksi antara H2 dengan permukaan katalis melemahkanmemutuskan ikatan H H dalam reaksi hidrogenasi lemaktak jenuh

Kepolaran ikatan E-H

Kepolaran ~ Beda keelektronegatifan

Ikatan M Hpada Hidrida

Ikatan NH,OH, dan FH

Ikatan B H, C H, Si H(unsur blok p) bersifatnonpolar

Ikatan Hidrogen

Ikatan Hidrogen adalah interaksi tarik-menarik molekul yangmemiliki atom hidrogen terikat pada atom yang sangatelektronegatif (O, N, or F) dengan pasangan elektron bebas

Kekuatan ikatan hidrogen

Struktur asam asetat

Monomer(uap)

Dimer (uap)

Padatan

Trend titik lebur dan titik didih

Secara umum, titik leleh dan titik beku meningkat seiringmeningkatnya ukuran molekul (gaya antar molekul meningkat)

H2O memiliki entalpi penguapanyang lebih tinggi daripada HF danNH3 sehingga ikatan hidrogenyang terjadi pada H2O paling kuat

Kenapa Ikatan hidrogenpada H2O lebih kuatdibandingkan denganHF?

Solid state structures

Strukur Es

Strukur Padatan HF (rantai zig-zag)

Hydrogen bonding in biological systems

Hydrogen bonding holds hugebiomolecules in the shapesneeded to play their essentialroles in biochemistry.Deoxyribonucleic acid (DNA),for instance, contains two longmolecular strands coiled aroundeach other and held togetherby hydrogen bonds.

Hidrat & Klatrat Air

Hidrat

Disebut juga Hidrat gas yaitu zat yang satu komponennya

Klatrat

mengkristal dalam struktur sangat terbuka yang mengadunglubang-lubang atau saluran-saluran di mana atom-atom ataumolekul-molekul kecil dari komponen kedua dapat terjebakdi dalamnya. Contoh: Cl2.7,30 H2O

Hidrida Biner

InterstitialMetalHydrides

MolecularHydrides

HidridaBiner

IntermediateHydrides

SalineHydrides

PolymericHydrides

Interstitial Metal Hydrides

Atom-atom hidrogen (sangat kecil) mengisi

lubang-lubang interstitial di dalam kisi kristallogam/alloy. Contoh: TiH1,7; HfH1,98; dan HfH2,10 Niobium membentuk hidrida non-stoikiometridengan rumus NbHx (0