Makalah oksigen

41
MAKALAH KIMIA ANORGANIK 1 OKSIGEN DISUSUN OLEH : KELOMPOK 2 ASTRI WIDYARINI A1C112001 SAMSINAR A1C112026 RENI DEWITA SARI A1C112030 PENDIDIKAN KIMIA REGULER FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN 1

description

makalah Oksigen

Transcript of Makalah oksigen

Page 1: Makalah oksigen

MAKALAH

KIMIA ANORGANIK 1

OKSIGEN

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK 2

ASTRI WIDYARINI A1C112001

SAMSINAR A1C112026

RENI DEWITA SARI A1C112030

PENDIDIKAN KIMIA REGULER

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI

2013

1

Page 2: Makalah oksigen

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang tak henti-hentinya

memberikan nikmat kepada kita sehingga selalu terbuka jalan untuk kita

meraih apa yang kita cita-citakan. Shalawat serta salam tercurah kepada Rasululah

Muhammad SAW sebagai teladan dan guru besar bagi seluruh umat manusia.

Kami sangat bersyukur atas selesainya makalah kimia anorganik I yang

berjudul “Oksigen “. Kami juga mengucapkan terimakasih kepada dosen

pengampu Bapak Drs. Abu Bakar, M.Pd , serta teman-teman yang turut membantu

selesainya makalah ini.

Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Kimia Anorganik I

serta sebagai upaya untuk membantu mahasiswa dalam memahami masalah-masalah

dan konsep-konsep yang berhubungan dengan Oksigen.

Kami menyadari bahwa makalah ini jauh dari kesempurnaan, untuk itu kritik

dan saran dari pembaca sangat dibutuhkan dalam penyempurnaan makalah ini.

Akhirnya semoga makalah ini bermanfaat bagi para mahasiswa khususnya dan

pembaca pada umumnya.

Jambi, 15 Oktober 2013

Kelompok 2

2

Page 3: Makalah oksigen

DAFTAR ISI

Kata Pengantar

Daftar Isi

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 1

1.3 Tujuan ............................................................................................ 2

BAB II PEMBAHASAN .................................................................................... 3

2.1 Sejarah Oksigen ............................................................................. 3

2.2 Struktur Oksigen ............................................................................ 4

2.3 Keberadaan di Alam ...................................................................... 5

2.4 Sifat Fisik dan Kimia ..................................................................... 6

2.5 Pembuatan Oksigen ....................................................................... 8

2.6 Senyawaan Oksigen dan Pembuatannya ....................................... 10

2.7 Kegunaan Oksigen ......................................................................... 19

BAB III PENUTUP ............................................................................................ 22

3.1 Kesimpulan .................................................................................... 22

3.2 Saran ............................................................................................. 22

DAFTAR PUSTAKA

3

Page 4: Makalah oksigen

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang

mempunyai lambang O dan nomor atom 8, merupakan unsur golongan kalkogen dan

dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya

menjadi oksida). Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan

menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomik dengan rumus O2 yang tidak

berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Oksigen merupakan unsur paling melimpah

ketiga di alam semesta berdasarkan masse dan unsur paling melimpah di kerak Bumi.

Gas oksigen diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi.

Semua kelompok molekul struktural yang terdapat pada organisme hidup,

seperti protein, karbohidrat, dan lemak, mengandung oksigen. Demikian pula

senyawa anorganik yang terdapat pada cangkang, gigi, dan tulang hewan. Oksigen

dalam bentuk O2 dihasilkan dari air oleh sianobakteri, ganggang, dan tumbuhan

selama fotosintesis, dan digunakan pada respirasi sel oleh hampir semua makhluk

hidup, Oksigen beracun bagi organisme anaerob, yang merupakan bentuk kehidupan

paling dominan pada masa-masa awal evolusi kehidupan. O2 kemudian mulai

berakumulasi pada atomsfer sekitar 2,5 milyar tahun yang lalu. Terdapat pula alotrop

oksigen lainnya, yaitu ozon (O3). Lapisan ozon pada atomsfer membantu melindungi

biosfer dari radiasi ultraviolet, namun pada permukaan bumi adalah polutan yang

merupakan produk samping dari asbut.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang,rumusan masalah makalah ini adalah:

1. Bagaimana sejarah penemuan dari unsur oksigen?

2. Bagaimana keberadaan unsur oksigen di alam?

3. Bagaimana sifat fisika dan sifat kimia dari unsur oksigen?

4. Bagaimana cara pembuatan unsur oksigen baik di laboratorium maupun

secara industri?

5. Apa saja kegunaan dari unsur oksigen?

4

Page 5: Makalah oksigen

6. Apa saja senyawaan dari unsur oksigen serta sifat dan pembuatannya?

1.3 TUJUAN

Berdasarkan rumusan masalah di atas,tujuan penulisan makalah ini adalah:

1. Mengetahui sejarah penemuan oksigen

2. Mengetahui keberadaan unsur oksigen di alam

3. Memahami sifat fisikan dan sifat kimia dari unsur oksigen

4. Mengetahui dan memahami cara pembuatan unsur oksigen baik di

laboratorium maupun secara industri

5. Mengetahui kegunaan dari unsur oksigen

6. Mengetahui senyawaan unsur oksigen beserta sifat dan cara

pembuatannya

5

Page 6: Makalah oksigen

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 SEJARAH OKSIGEN

Salah satu percobaan pertama yang menginvestigasi hubungan antara

pembakaran dengan udara dilakukan oleh seorang penulis Yunani abad ke-2,

Philo dari Bizantium. Dalam karyanya Pneumatica, Philo mengamati bahwa

dengan membalikkan labu yang di dalamnnya terdapat lilin yang menyala dan

kemudian menutup leher labu dengan air akan mengakibatkan permukaan air

yang terdapat dalam leher labu tersebut meningkat. Philo menyimpulkan bahwa

sebagian udara dalam labu tersebut diubah menjadi unsur api sehingga dapat

melepaskan diri dari labu melalui pori-pori kaca. Beberapa abad kemudian,

Leonardo da Vinci merancang eksperimen yang sama dan mengamati bahwa

udara dikonsumsi selama pembakaran dan respirasi.

Pada akhir abad ke-17, Robert Boyle membuktikan bahwa udara

diperlukan dalam proses pembakaran. Kimiawan Inggris, John Mayow,

melengkapi hasil kerja Boyle dengan menunjukkan bahwa hanya sebagian

komponen udara yang ia sebut sebagai spiritus nitroaereus atau nitroaereus

yang diperlukan dalam pembakaran. Pada satu eksperimen, ia menemukan

bahwa dengan memasukkan seekor tikus ataupun sebatang lilin ke dalam wadah

penampung yang tertutup oleh permukaan air akan mengakibatkan permukaan

air tersebut naik dan menggantikan seperempat belas volume udara yang hilang.

Dari percobaan ini, ia menyimpulkan bahwa nitroaereus digunakan dalam

proses respirasi dan pembakaran.

Teori flogiston dikemukakan oleh alkimiawan Jerman, J. J. Becher pada

tahun 1667, dan dimodifikasi oleh kimiawan Georg Ernst Stahl pada tahun 1731.

Teori flogiston menyatakan bahwa semua bahan yang dapat terbakar terbuat dari

dua bagian komponen. Salah satunya adalah flogiston, yang dilepaskan ketika

bahan tersebut dibakar, sedangkan bagian yang tersisa setelah terbakar

merupakan bentuk asli materi tersebut.

Oksigen pertama kali ditemukan oleh seorang ahli obat Carl Wilhelm

Scheele. Ia menghasilkan gas oksigen dengan memanaskan raksa oksida dan

6

Page 7: Makalah oksigen

berbagai nitrat sekitar tahun 1772. Scheele menyebut gas ini 'udara api' karena ia

merupakan satu-satunya gas yang diketahui mendukung pembakaran. Ia

menuliskan pengamatannya ke dalam sebuah manuskrip yang berjudul Treatise

on Air and Fire, yang kemudian ia kirimkan ke penerbitnya pada tahun 1775.

Namun, dokumen ini tidak dipublikasikan sampai dengan tahun 1777.

Pada satu eksperimen, Lavoisier menamai 'udara vital' menjadi oxygène

pada tahun 1777. Nama tersebut berasal dari akar kata Yunani ὀξύς (oxys)

(asam, secara harfiah "tajam") dan -γενής (-genēs) (penghasil, secara harfiah

penghasil keturunan). Ia menamainya demikian karena ia percaya bahwa

oksigen merupakan komponen dari semua asam.Ini tidaklah benar, namun pada

saat para kimiawan menemukan kesalahan ini, nama oxygène telah digunakan

secara luas dan sudah terlambat untuk menggantinya. Sebenarnya gas yang lebih

tepat untuk disebut sebagai "penghasil asam" adalah hidrogen.

Oxygène kemudian diserap menjadi oxygen dalam bahasa Inggris

walaupun terdapat penentangan dari ilmuwan-ilmuwan Inggris dikarenakan

bahwa adalah seorang Inggris, Priestley, yang pertama kali mengisolasi serta

menuliskan keterangan mengenai gas ini. Penyerapan ini secara sebagian

didorong oleh sebuah puisi berjudul "Oxygen" yang memuji gas ini dalam

sebuah buku popular The Botanic Garden (1791) oleh Erasmus Darwin, kakek

Charles Darwin.

2.2 STRUKTUR OKSIGEN

Pada temperatur dan tekanan standar, oksigen berupa gas tak berwarna dan

tak berasa dengan rumus kimia O2, di mana dua atom oksigen secara kimiawi

berikatan dengan konfigurasi elektron triplet spin. Ikatan ini memiliki orde

ikatan dua dan sering dijelaskan secara sederhana sebagai ikatan ganda ataupun

sebagai kombinasi satu ikatan dua elektron dengan dua ikatan tiga elektron.

Oksigen triplet merupakan keadaan dasar molekul O2. Konfigurasi

elektron molekul ini memiliki dua elektron tak berpasangan yang menduduki

dua orbital molekul yang berdegenerasi. Kedua orbital ini dikelompokkan

sebagai antiikat (melemahkan orde ikatan dari tiga menjadi dua), sehingga ikatan

oksigen diatomik adalah lebih lemah daripada ikatan rangkap tiga nitrogen.

7

Page 8: Makalah oksigen

Dalam bentuk triplet yang normal, molekul O2 bersifat paramagnetik oleh

karena spin momen magnetik elektron tak berpasangan molekul tersebut dan

energi pertukaran negatif antara molekul O2 yang bersebelahan. Oksigen cair

akan tertarik kepada magnet, sedemikiannya pada percobaan laboratorium,

jembatan oksigen cair akan terbentuk di antara dua kutub magnet kuat.

Oksigen singlet, adalah nama molekul oksigen O2 yang kesemuaan spin

elektronnya berpasangan. Ia, lebih reaktif terhadap molekul organik pada

umumnya. Secara alami, oksigen singlet umumnya dihasilkan dari air selama

fotosintesis. Lalu, juga dihasilkan di troposfer melalui fotolisis ozon oleh sinar

berpanjang gelombang pendek, dan oleh sistem kekebalan tubuh sebagai sumber

oksigen aktif. Karotenoid pada organisme yang berfotosintesis (kemungkinan

juga ada pads hewan) memainkan peran yang penting dalam menyerap oksigen

singlet dan mengubahnya menjadi berkeadaan dasar tak tereksitasi sebelum ia

menyebabkan kerusakan pada jaringan.

2.3 KEBERADAAN DI ALAM

Menurut massanya, oksigen merupakan unsur kimia paling melimpah di

biosfer, udara, laut, dan tanah bumi. Oksigen merupakan unsur kimia paling

melimpah ketiga di alam semesta, setelah hidrogen dan helium. Sekitar 0,9%

massa Matahari adalah oksigen. Oksigen mengisi sekitar 49,2% massa kerak

bumi dan merupakan komponen utama dalam samudera (88,8% berdasarkan

massa). Gas oksigen merupakan komponen paling umum kedua dalam atmosfer

bumi, menduduki 21,0% volume dan 23,1% massa (sekitar 1015 ton) atmosfer.

Bumi memiliki ketidaklaziman pads atmosfernya dibandingkan planet-planet

lainnya dalam sistem tata surya karena memiliki konsentrasi gas oksigen yang

tinggi di atmosfernya. Bandingkan dengan Mars yang hanya memiliki 0,1% O2

berdasarkan volume dan Venus yang bahkan memiliki kadar konsentrasi yang

lebih rendah. Namun, O2 yang berada di planet-planet selain bumi hanya

dihasilkan dari radiasi ultraviolet yang menimpa molekul-molekul beratom

oksigen, misalnya karbon dioksida.

Konsentrasi gas oksigen di Bumi yang tidak lazim ini merupakan akibat

dari siklus oksigen. Siklus biogeokimia ini menjelaskan pergerakan oksigen di

8

Page 9: Makalah oksigen

dalam dan di antara tip reservoir utama bumi: atmosfer, biosfer, dan litosfer.

Faktor utama yang mendorong siklus oksigen ini adalah fotosintesis.

Fotosintesis melepaskan oksigen ke atmosfer, manakala respirasi dan proses

pembusukan mengeluarkannya dari atmosfer. Dalam keadaan kesetimbangan,

laju produksi dan konsumsi oksigen adalah sekitar 1/2000 keseluruhan oksigen

yang ada di atmosfer setlap tahunnya.

Oksigen bebas juga terdapat dalam air sebagai larutan. Peningkatan

kelarutan O2 pada temperatur yang rendah memiliki implikasi yang besar pada

kehidupan laut. Lautan di sekitar kutub bumi dapat menyokong kehidupan laut

yang lebih banyak oleh karena kandungan oksigen yang lebih tinggi. Air yang

terkena polusi dapat mengurangi jumlah O2 dalam air tersebut. Para ilmuwan

menaksir kualitas air dengan mengukur kebutuhan oksigen biologis atau jumlah

O2 yang diperlukan untuk mengembalikan konsentrasi oksigen dalam air itu

seperti semula.

2.4 SIFAT FISIK DAN KIMIA

A. SIFAT FISIK

Warna oksigen cair adalah biru seperti warna biru langit. Fenomena ini

tidak berkaitan; warna biru langit disebabkan oleh penyebaran Rayleigh.

Oksigen lebih larut dalam air daripada nitrogen. Air mengandung sekitar satu

molekul O2 untuk setiap dua molekul N2, bandingkan dengan rasio atmosferik

yang sekitar 1:4. Kelarutan oksigen dalam air bergantung pada suhu. Pada suhu

0 °C, konsentrasi oksigen dalam air adalah 14,6 mg·L−1, manakala pada suhu 20

°C oksigen yang larut adalah sekitar 7,6 mg·L−1. Pada suhu 25 °C dan 1 atm

udara, air tawar mengandung 6,04 mililiter (mL) oksigen per liter, manakala

dalam air laut mengandung sekitar 4,95 mL per liter. Pada suhu 5 °C,

kelarutannya bertambah menjadi 9,0 ml, (50% lebih banyak daripada 25 °C) per

liter untuk air murni dan 7,2 mL (45% lebih) per liter untuk air laut.

Oksigen mengembun pada 90,20 K (-182,95 °C, -297,31 °F), dan

membeku pads 54.36 K (-218,79 °C, -361,82 °F). Baik oksigen cair dan oksigen

padat berwarna biru langit. Hal ini dikarenakan oleh penyerapan warna merah.

Oksigen cair dengan kadar kemurnian yang tinggi biasanya didapatkan dengan

9

Page 10: Makalah oksigen

distilasi bertingkat udara cair; Oksigen cair juga dapat dihasilkan dari

pengembunan udara, menggunakan nitrogen cair dengan pendingin. Oksigen

merupakan zat yang sangat reaktif dan harus dipisahkan dari bahan-bahan yang

mudah terbakar.

Keterangan Umum Unsur

Nama, Lambang, Nomor atom oksigen, O, 8

Deret kimia non-logam

Golongan, Periode, Blok 16, 2, p

Penampilan tak berwarna

Massa atom 15,9994(3)  g/mol

Konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p4

Jumlah elektron tiap kulit 2, 6

Ciri-ciri fisikFase gasMassa jenis (0 °C; 101,325 kPa)

1,429 g/LTitik lebur 54,36 K

(-218,79 °C, -361,82 °F)Titik didih 90,20 K

(-182,95 °C, -297,31 °F)Kalor peleburan (O2) 0,444 kJ/molKalor penguapan (O2) 6,82 kJ/molKapasitas kalor (25 °C) (O2)

29,378 J/(mol·K)

B. SIFAT KIMIA

Pada suhu dan tekanan biasa, oksigen didapati sebagai dua atom oksigen

dengan formula kimia O2. Oksigen merupakan gas yang dibebaskan oleh

tumbuhan ketika prosesfotosintesis, dan diperlukan oleh hewan untuk

pernafasan. Perkataan oksigen terdiri daripada dua perkataan Greek, oxus (asid)

dan gennan (menghasilkan). Oksigen cair dan pepejal mempunyai warna biru

lembut dan mempunyai sifat paramagnet (mudah menjadi magnet). Oksigen cair

biasanya dihasilkan dengan proses perbedaan suhu dari udara cair (disejukkan

sehingga menjadi cair).

10

Page 11: Makalah oksigen

2.5 PEMBUATAN OKSIGEN

Oksigen dapat dibuat dalam skala kecil di laboratorium dan dapat juga dibuat

dalam skala besar di industri.

a. Pembuatan secara di laboratorium

1. Penguraian katalitik hidrogen peroksida

2 H2O2(l) MnO2 2 H2O(l) + O2

2. Penguraian termal senyawa yang mengandung banyak oksigen

2 KMnO4(s) K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)

2 KClO3(s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)

11

CIRI-CIRI ATOM

Struktur kristal Kubus

Bilangan oksidasi −2, −1(oksida netral)

Elektronegativitas 3,44 (skala Pauling)

Energi ionisasi pertama: 1313,9 kJ/mol

ke-2: 3388,3 kJ/mol

ke-3: 5300,5 kJ/mol

Jari-jari atom 60 pm

Jari-jari atom(terhitung) 48 pm

Jari-jari kovalen 73 pm

Jari-jari Van der Waals 152 pm

Page 12: Makalah oksigen

2 KNO3 (s) 2 KNO2 (s) + O2 (g)

3. Reaksi antara peroksida dan air.

2 Na2O2 (s) + 2 H2 (l) 4 NaOH (g) + O2 (g)

4. Pemanasan garam Kalium klorat dengan katalisator MnO2

2KClO3(s) + MnO2 2 KCl(s) + 3O2 (g)

5. Pemanasan Barium Peroksida

2 BaO2(s) → 2 BaO(s) + O2(g)

6. Pemanasan garam nitrat

2 Cu (NO3)2(s) → 2 CuO (s) + 4 NO2 (g) + O2 (g)

2 KNO3 (s) → 2 NO2 (s) + O2 (g)

b. Pembuatan oksigen secara komersial dilakukan dengan cara :

1) Destilasi bertingkat udara cair

Dalam skala besar di industri, pembuatan oksigen diperoleh dari destilasi

bertingkat udara cair. Prosesnya, mula-mula udara disaring untuk

menghilangkan debu lalu dimasukkan ke dalam kompresor. Pada kompresi

ini suhu udara akan naik, kemudian didinginkan dalam pendingin. Udara

dingin mengembang melalui celah, dan hasilnya adalah udara yang

suhunya lebih dingin, cukup untuk menyebabkannya mencair. Udara cair

disaring untuk memisahkan karbondioksida dan air yang telah membeku.

Kemudian udara cair itu memasuki bagian puncak kolom di mana

nitrogen, komponen yang paling mudah menguap, keluar sebagai gas.

Pada pertengahan kolom, gas argon keluar dan selanjutnya oksigen cair.

Komponen lain yang paling sulit menguap akan terkumpul di dasar.

Berturut-turut titik didih normal nitrogen, argon, dan oksigen adalah  -

195,8; -185,7, dan -183,0°C.

2) Elektrolisis air dengan bantuan elektrolit , menghasilkan hidrogen di

katode dan oksigen di anode.O2 yang diperoleh dengan cara ini sangat

murni. Reaksi keseluruhan yang terjadi:

2H2O (l) 2 H2 (g) + O2 (g)

12

Page 13: Makalah oksigen

2.6 SENYAWAAN UNSUR OKSIGEN DAN PEMBUATANNYA

1. Air

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air

tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom

oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada

kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K

(0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki

kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam,

gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak

umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan

antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel

periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas,

sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat

bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, flor, dan fosfor,

sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen

akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa

hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fasa berkeadaan cair, adalah

karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain

tersebut (kecuali flor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh

lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah

muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada

atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul

air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-

molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling

berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya

menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan

hidrogen.

Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak

zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat

di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat

13

Page 14: Makalah oksigen

dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan)

dengan sebuah ion hidroksida (OH-).

2. Hidrogen Peroksida

H2O2 cairan tak berwarna dengan titik didih 152.1 oC. Membentuk ikatan

hidrogen lebih padat dari air (40%). Merupakan oksidator kuat, dan mudah

terdekomposisi dengan adanya muatan ion logam berat, sesuai reaksi:

2 H2O2 2 H2O + O2 ΔH = -99 Kj/mol

Dalam larutan aqua encer, lebih asam dari air.

H2O2 H+ + HO2- K20 = 1.5 x 10-12.

Pembuatan:

a. Larutan encer H2O2 dalam air dapat diperoleh dengan mengolah barium

oksida atau natrium peroksida dengan asam encer dan dalam keadaan

dingin.

BaO2(s) + H2SO4(aq) BaSO4(s) + H2O2(aq)

Na2O2 + H2SO4(aq) Na2SO4 + H2O2?(aq)

b. Terdapat dua cara dalam memperoleh H2O2 dalam skala besar:

Otooksidasi anthrakuinol, seperti 2-etilanthrokuinol

Oksidasi elektrolitik asam sulfat (ammonium sulfat) Asam Sulfat

menghasilkan asam peroksodisulfat, yang kemudian dihidrolisis.

H2SO4 H+ + HSO4-

2 HSO4- HO3S-O-O-SO3H + 2e-

H2S2O8 + H2O H2SO4 + H2SO5 (cepat)

H2SO5 + H2O H2SO4 + H2O2 (lambat).

Kemudian didistilasi bertingkat dapat memberikan H2O2 90-98 %.

3. Peroksida

Dalam kimia anorganik ion peroksida adalah anion O22−, yang juga

memiliki ikatan tunggal oksigen-oksigen. Ion ini bersifat amat basa, dan

sering hadir sebagai ketidakmurnian dalam senyawa-senyawa ion. Peroksida

14

Page 15: Makalah oksigen

murni yang hanya mengandung kation dan anion peroksida, biasanya dibentuk

melalui pembakaran logam alkali atau logam alkali tanah di udara atau

oksigen. Salah satu contohnya adalah natrium peroksida Na2O2.

Ion perokida mengandung dua elektron lebih banyak daripada molekul

oksigen. Menurut teori orbital molekul, kedua elektron ini memenuhi dua

orbital π* (orbital antiikatan). Hal ini mengakibatkan lemahnya kekuatan

ikatan O-O dalam ion peroksida dan peningkatan panjang ikatannya: Li2O2

memiliki panjang ikatan 130 pm dan BaO2 147 pm. Selain itu, hal ini juga

menyebabkan ion peroksida bersifat diamagnetik.

4. Oksida

Oksida adalah senyawa kimia yang sedikitnya mengandung sebuah

atom oksigen serta sedikitnya sebuah unsur lain. Sebagian besar kerak bumi

terdiri atas oksida. Oksida terbentuk ketika unsur-unsur dioksidasi oleh

oksigen di udara. Pembakaran hidrokarbon menghasilkan dua oksida utama

karbon, karbon monoksida, dan karbon dioksida. Bahkan materi yang

dianggap sebagai unsur murni pun seringkali mengandung selubung oksida.

Misalnya aluminium foil memiliki kulit tipis Al2O3 yang melindungi foil dari

korosi. Oksida-oksida dari unsur-unsur periode 3:

Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P4O10, SO3, Cl2O7, P4O6, SO2, Cl2O

Oksida-oksida pada barisan pertama dikenal sebagai oksida-oksida

tertinggi dari tiap unsur. Oksida-oksida ini adalah saat di mana unsur-unsur

periode 3 berada pada keadaan oksidasi tertinggi. Pada oksida-oksida ini,

semua elektron terluarnya terlibat dalam pembentukkan ikatan mulai dari

natrium yang hanya memiliki satu elektron terluar hingga klor dengan 7

elektron terluar.

Struktur

Kecenderungan pada struktur adalah dari oksida logam mengandung

struktur ionik raksasa pada bagian kiri periode, oksida kovalen raksasa

15

Page 16: Makalah oksigen

(silikon dioskida) pada bagian tengah dan oksida molekuler di bagian kanan

periode.

Titik leleh dan titik didih

Struktur raksasa (oksida logam dan silikon dioksida) memiliki titik leleh

dan titik didih yang tinggi karena dibutuhkan energi yang besar untuk

memutuskan ikatan yang kuat (ionik atau kovalen) yang bekerja pada tiga

dimensi.

Oksida-oksida fosfor, sulfur dan klor terdiri dari molekul-molekul

individual, beberapa di antaranya kecil dan sederhana, dan yang lainya berupa

polimer.

5. Silikon oksida

Silikon oksida dibentuk dengan menggunakan sebagai satuan struktural

dan menggunakan bersama atom oksigen di sudut-sudutnya. Silikon dioksida

ini diklasifikasikan berdasarkan jumlah atom oksigen dalam tetrahedra SiO4

yang digunakan bersama, karena hal ini akan menentukan komposisi dan

strukturnya.  Bila tetrahedra SiO4 dihubungkan dengan menggunakan bersama

sudut, struktur senyawa yang dihasilkan adalah polimer yang berupa rantai,

cincin, lapisan atau struktur 3-dimensi bergantung pada modus hubungannya

dengan satuan tetangganya. Ungkapan fraksional digunakan untuk

menunjukkan modus jembatannya. Pembilang dalam bilangan pecahan

tersebut jumlah oksigen yang digunakan bersama dan pembaginya 2, yang

berarti satu atom oksigen digunakan bersama dua tetrahedra.

Satu oksigen digunakan bersama (SiO3O1/2)3- = Si2O76-

Dua oksigen digunakan bersama (SiO2O2/2)n2n- = (SiO3)n

2n-

Tiga atom oksigen digunakan bersama (SiOO3/2)nn- = (Si2O5)n2n-

Amalgamasi antara penggunaan bersama dua dan tiga oksigen [(Si2O5)(SiO2O2/2)2]n

6- = (Si4O11)n6-

Empat atom oksigen digunkan bersama. (SiO4/2)n = (SiO2)n

16

Page 17: Makalah oksigen

Silikat dengan berbagai metoda struktur ikatan silang terdapat dalam batuan,

pasir, tanah, dsb. Rumus empiris dan setiap strukturnya dalam bentuk

polihedra koordinasi diilustrasikan dalam gambar berikut.

6. Oksida Fosfor

a. Fosfor (III) oksida

Fosfor (III) oksida (P4O6) adalah oksida molekular berupa padatan

putih, meleleh pada 24 °C dan mendidih pada 173 °C. Struktur dari molekul

ini paling baik disusun dari molekul-molekul P4 yang tetrahedral. Ini akan

membentuk V seperti pada air, tapi tidak akan disalahkan bila

menggambarnya dengan garis lurus antara atom-atom fosfor, seperti contoh

Fosfor hanya menggunakan tiga elektron terluar (3 elektron p yang

tidak berpasangan) membentuk tiga ikatan dengan oksigen. Senyawa ini

dihasilkan bila fosfor putih dioksidasi pada suhu rendah dengan oksigen

terbatas.

b. Fosfor (V) oksida

Fosfor (V) oksida (P4O10) juga berupa padatan putih yang dapat

menyublim (berubah dari padat ke gas) pada suhu 300 °C, terbentuk bila fosfor

dioksidasi dengan sempurna. Dalam kasus ini, fosfor menggunakan semua

17

Page 18: Makalah oksigen

elektron terluar untuk berikatan. Padatan fosfor (V) oksida berada dalam

beberapa bentuk berbeda, beberapa di antaranya berbentuk polimer. Karena

atom oksigen diikat ke setiap atom fosfor, polihedra koordinasi oksigen juga

tetrahedral. Bila P4O10 molekular dipanaskan, terbentuk isomer yang

berstruktur gelas. Bentuk gelas ini merupakan polimer yang terdiri atas

tetrahedra fosfor oksida dengan komposisi yang sama dan dihubungkan satu

sama lain dalam lembaran-lembaran.

Karena senyawa ini sangat reaktif pada air, senyawa ini digunakan

sebagai bahan pengering.  Tidak hanya sebagai desikan, tetapi merupakan

bahan dehidrasi yang kuat, dan N2O5 atau SO3 dapat dibentuk dengan

mendehidrasikan HNO3 dan H2SO4 dengan fosfor pentoksida. Fosfor

pentoksida membentuk asam fosfat, H3PO4, bila direaksikan dengan sejumlah

air yang cukup, tetapi bila air yang digunakan tidak cukup, berbagai bentuk

asam fosfat terkondensasi akan dihasilkan bergantung kuantitas air yang

digunakan.

7. Sulfur oksida

a. Sulfur dioksida

Sulfur dioksida SO2 dibentuk dengan pembakaran belerang atau

senyawa belerang. Sulfur dioksida adalah gas yang tak berwarna pada suhu

ruangan yang mudah dikenal dengan bau yang khas / mencekik.

Sulfur menggunakan empat elektron terluarnya untuk membentuk

ikatan rangkap dengan oksigen, menyisakan dua elektron yang berpasangan

pada sulfur. Bentuk bengkok dari SO2 adalah akibat dari adanya pasangan

elektron bebas ini.

b. Sulfur trioksida

Sulfur trioksida SO3, dihasilkan dengan oksidasi katalitik belerang

dioksida dan digunakan dalam produksi asam sulfat. Sulfur trioksida murni

merupakan padatan putih dengan titik leleh dan titik didih yang rendah. Sulfur

trioksida bereaksi cepat dengan uap air di udara membentuk asam sulfat. Ini

18

Page 19: Makalah oksigen

berarti bahwa jika kita membuatnya di laboratorium, maka akan tampak

sebagai padatan dengan asap di udara (membentuk kabut asam sulfat).

Sulfur trioksida dalam keadaan gas, terdiri dari molekul sederhana SO3

di mana semua elektron terluar dari sulfur terlibat dalam pembentukkan

ikatan.Terdapat bermacam-macam bentuk sulfut trioksida. Yang paling

sederhana adalah trimer, S3O9, di mana 3 molekul SO3 bergabung membentuk

cincin.

Terdapat bentuk polimer lainnya di mana molekul SO3 bergabung

membentuk rantai panjang. Sebagai contoh:

Kenyataanya molekul-molekul sederhana bergabung dengan cara ini

membentuknya struktur yang lebih besar membentuk padatan SO3.

c. Asam-asam okso belerang

Walaupun dikenal banyak asam okso dari belerang, sebagian besar

tidak stabil dan tidak dapat diisolasi. Asam-asam okso ini dibentuk dengan

kombinasi ikatan S=O, S-OH, S-O-S, dan S-S dengan atom pusat belerang.

Karena bilangan oksidasi belerang bervariasi cukup besar, di sini terlibat

berbagai kesetimbangan redoks.

Asam sulfat, H2SO4. Asam sulfat adalah senyawa dasar yang penting

dan dihasilkan dalam jumlah terbesar (ranking pertama dari segi jumlah) dari

semua senyawa anorganik yang dihasilkan industri. Asam sulfat murni adalah

cairan kental (mp 10.37 oC), dan melarut dalam air dengan menghasilkan

sejumlah besar panas menghasilkan larutan asam kuat.

Asam tiosulfat, H2S2O3. Walaupun asam ini akan dihasilkan bila

tiosulfat diasamkan, asam bebasnya tidak stabil. Ion S2O32- dihasilkan dengan

mengganti satu oksigen dari ion SO42- dengan belerang, dan asam tiosulfat ini

adalah reduktor sedang.

Asam sulfit,  H2SO3. Garam sulfit sangat stabil namun asam

bebasnya belum pernah diisolasi.  Ion SO32- memiliki simetri piramida dan

merupakan reagen pereduksi. Dalam asam ditionat, H2S2O6, ion ditionat,

S2O62-, bilangan oksidasi belerang adalah +5, dan terbentuk ikatan S-S.

Senyawa ditionat adalah bahan pereduksi yang sangat kuat.

19

Page 20: Makalah oksigen

8. Klor (I) oksida

Klor (I) oksida adalah gas berwarna merah kekuningan pada suhu

ruangan. Ini terdiri dari molekul ionik sederhana. Tidak ada yang mengejutkan

tentang molekul ini dan sifat fisiknya hanya memperkirakan dari ukuran

molekulnya.

9. Klor (VII) oksida

Dalam klor (VII) oksida, klor menggunakan 7 elektron terluarnya untuk

membentuk ikatan dengan oksigen. Ini menghasilkan molekul yang lebih

besar sehingga dapat diperkirakan bahwa titik leleh dan titik didihnya lebih

tinggi dari pada klor (I) oksida.

Klor (VII) oksida adalah cairan seperti minyak yang tak berwarna pada

suhu ruangan. Pada diagram, digambarkan rumus struktur yang standar. Pada

kenyataannya, bentuknya adalah tetrahedral di sekitar kedua Cl dan berbentuk

V di sekitar oksigen pusat.

10. Oksida nitrogen

a. Dinitrogen monoksida

Dinitrogen monoksida ,N2O. Oksida monovalen nitrogen. Pirolisis

amonium nitrat akan menghasilkan oksida ini melalui reaksi:

NH4NO3 → N2O + 2 H2O (pemanasan pada 250° C).

Walaupun bilangan oksidasi hanya formalitas, merupakan hal yang  menarik

dan simbolik bagaimana bilangan oksidasi nitrogen berubah dalam NH4NO3

membentuk monovalen nitrogen oksida (+1 adalah rata-rata dari -3 dan +5

bilangan oksidasi N dalam NH4+ dan NO3

-).  Jarak ikatan N-N-O dalam N2O

adalah 112 pm (N-N) dan 118 pm (N-O), masing-masing berkaitan dengan

orde ikatan 2.5 dan 1.5.  N2O (16e) isoelektronik dengan CO2 (16 e). Senyawa

ini digunakan secara meluas untuk analgesik.

20

Page 21: Makalah oksigen

b. Nitrogen oksida

Nitrogen oksida, NO.  Oksida divalen nitrogen. Didapatkan dengan

reduksi nitrit melalui reaksi berikut:

KNO2 + KI + H2SO4 → NO + K2SO4 + H2O + ½ I2

Karena jumlah elektron valensinya ganjil (11 e), NO bersifat

paramagnetik. Walaupun NO sebagai gas monomerik bersifat

paramagnetik, dimerisasi pada fasa padatnya akan menghasilkan

diamagnetisme. Akhir-akhir ini semakin jelas bahwa NO memiliki

berbagai fungsi kontrol biologis, seperti aksi penurunan tekanan darah, dan

merupakan spesi yang paling penting, setelah ion Ca2+, dalam transduksi

sinyal.

c. Dinitrogen trioksida

Dinitrogen trioksida, N2O3. Bilangan oksidasi nitrogen dalam senyawa

ini adalah +3, senyawa ini tidak stabil dan akan terdekomposisi menjadi

NO dan NO2 di suhu kamar.  Senyawa ini dihasilkan bila kuantitas

ekuivalen NO dan NO2 dikondensasikan pada suhu rendah.  Padatannya

berwarna biru muda, dan akan bewarna biru tua bila dalam cairan, tetapi

warnanya akan memudar pada suhu yang lebih tinggi.

d. Nitrogen dioksida

Nitrogen dioksida, NO2, merupakan senyawa nitrogen dengan nitrogen

berbilangan oksidasi +4. NO2 merupakan senyawa dengan jumlah elektron

ganjil dengan elektron yang tidak berpasangan, dan berwarna coklat

kemerahan.  Senyawa ini berada dalam kesetimbangan dengan dimer

dinitrogen tetraoksida, N2O4,  yang tidak bewarna.  N2O4 dapat dihasilkan

dengan pirolisis timbal nitrat

2 Pb(NO3)2 → 4NO2 + 2PbO+O2 pada 400 oC

Bila NO2 dilarutkan dalam air dihasilkan asam nitrat dan nitrit:

2 NO2 + H2O → HNO3+HNO2

21

Page 22: Makalah oksigen

e. Dinitrogen pentaoksida

Dinitrogen pentoksida, N2O5, didapatkan bila asam nitrat pekat secara

perlahan didehidrasi dengan fosfor pentoksida pada suhu rendah. Senyawa

ini menyublim pada suhu 32.4o C.  Karena dengan melarutkannya dalam

air akan dihasilkan asam nitrat, dinitrogen pentoksida juga disebut asam

nitrat anhidrat.

N2O5 + H2O → 2 HNO3

Walaupun pada keadaan padat dinitrogen pentoksida merupakan pasangan

ion NO2NO3 dengan secara bergantian lokasi ion ditempati oleh ion lurus

NO2+ dan ion planar NO3

-, pada keadaan gas molekul ini adalah molekular.

f. Asam okso

Asam okso nitrogen meliputi asam nitrat, HNO3, asam nitrit, HNO2, dan

asam hiponitrat H2N2O2. Asam nitrat HNO3 merupakan asam yang paling

penting di industri kimia, bersama dengan asam sulfat dan asam klorida.

Asam nitrat diproduksi di industri dengan proses Ostwald, yakni oksida

amonia dari bilangan oksidasi -3 ke +5. Karena energi bebas Gibbs

konversi langsung dinitrogen ke nitrogen terdekatnya NO2 mempunyai

nilai positif, dengan kata lain secara termodinamika tidak disukai, maka

dinitrogen pertama direduksi menjadi amonia dan amonia kemudian

dioksidasi menjadi NO2.

N2 NH3 NO2 HNO3

0 -3 +4 +5

2.7 KEGUNAAN OKSIGEN

Di alam, oksigen bebas dihasilkan dari fotolisis air selama fotosintesis

oksigenik. Ganggang hijau dan sianobakteri di lingkungan lautan menghasilkan

sekitar 70% oksigen bebas yang dihasilkan di bumi, sedangkan sisanya

dihasilkan oleh tumbuhan daratan.

22

Page 23: Makalah oksigen

Persamaan kimia yang sederhana untuk fotosintesis adalah:

6CO2 + 6H2O + foton → C6H12O6 + 6O2

Evolusi oksigen fotolitik terjadi di membran tilakoid organisme dan

memerlukan energi empat foton. Terdapat banyak langkah proses yang terlibat,

namun hasilnya merupakan pembentukan gradien proton di seluruh permukaan

tilakod. Ini digunakan untuk mensintesis ATPvia fotofosforilasi. O2 yang

dihasilkan sebagai produk sampingan kemudian dilepaskan ke atmosfer.

Dioksigen molekuler, O2, sangatlah penting untuk respirasi sel organisme

aerob. Oksigen digunakan di mitokondria untuk membantu menghasilkan

adenosina trifosfat (ATP) selama fosforilasi oksidatif. Reaksi respirasi aerob ini

secara garis besar merupakan kebalikan dari fotosintesis, secara sederhana:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 2880 kJ·mol-1

Pada vetebrata, O2 berdifusi melalui membran paru-paru dan dibawa oleh

sel darah merah. Hemoglobin mengikat O2, mengubah warnanya dari merah

kebiruan menjadi merah cerah.. Terdapat pula hewan lainnya yang

menggunakan hemosianin (hewan moluska dan beberapa antropoda) ataupun

hemeritrin (laba-laba dan lobster). Satu liter darah dapat melarutkan 200 cc O2.

Spesi oksigen yang reaktif, misalnya ion superoksida (O2−) dan hidrogen

peroksida (H2O2), adalah produk sampingan penggunaan oksigen dalam tubuh

organisme. Namun, bagian sistem kekebalan organisme tingkat tinggi pula

menghasilkan peroksida, superoksida, dan oksigen singlet untuk menghancurkan

mikroba. Spesi oksigen reaktif juga memainkan peran yang penting pada respon

hipersensitif tumbuhan melawan serangan patogen.

Dalam keadaan istirahat, manusia dewasa menghirup 1,8 sampai 2,4 gram

oksigen per menit. Jumlah ini setara dengan 6 milyar ton oksigen yang dihirup

oleh seluruh manusia per tahun.

Manfaat oksigen lainnya antara lain :

1. Meningkatkan daya ingat dan kecerdasan otak.

2. Mencegah kanker, asthma, dan berbagai penyakit.

3. Meningkatkan metabolisme.

4. Mengurangi racun dalam darah.

23

Page 24: Makalah oksigen

5. Menstabilkan tekanan darah.

6. Memperkuat jantung dan sistem kekebalan tubuh.

7. Mencegah stress dan gugup

8. Mempercantik kulit dan mencegah penuaan dini.

24

Page 25: Makalah oksigen

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang

mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Ia merupakan unsur golongan kalkogen

dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya

menjadi oksida). Karena sifatnya yang mudah bereaksi oksigen dapat ditemukan

dalam banyak senyawaan dan mineral.

Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan menjadi

dioksigen, yaitu senyawa gas diatomik dengan rumus O2 yang tidak berwarna, tidak

berasa, dan tidak berbau. Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam

semesta berdasarkan massa dan unsur paling melimpah di kerak Bumi. Gas oksigen

diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi.

3.2 SARAN

Aktivitas manusia, meliputi pembakaran 7 milyar ton bahan bakar fosil per

tahun hanya memiliki pengaruh yang sangat kecil terhadap penurunan kadar oksigen

di atmosfer. Oleh karena sangat rentannya penurunan oksigen di atmosfer, sebaiknya

kita jangan melakukan pembakaran yang tidak berguna, terlebih sengaja membakar

hutan. 

25

Page 26: Makalah oksigen

DAFTAR PUSTAKA

Cotton dan Wilkinson. 2007. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: Universitas Indonesia

(UI- press).

Saito, Taro. 2009. Oksida Nitrogen. Online.

(http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-anorganik-universitas/

kimia-unsur-non-logam/ oksida-nitrogen/, diakses pada 14 Oktober 2013).

Rizky, Muhammad. 2012. Unsur dan Senyawaan Oksigen. Online.

(http://muhammadrizky17.wordpress.com/2012/09/14/unsur-dan-senyawaan-

oksigen/, diakses pada 14 Oktober 2013).

Saito, Taro. 1996. Buku Teks Online Kimia Anorganik. Jakarta : Iwanami Publishing

Company.

26

Page 27: Makalah oksigen

27