unsur kimia

91

Click here to load reader

Transcript of unsur kimia

Page 1: unsur kimia

Anonim

Golongan IA (Logam alkali)

Page 2: unsur kimia

Logam alkali umum ditemukan dalam senyawaannya dengan unsure lain, mineral-mineral dan juga dalam bentuk ion-ion. Salah satu sifat khas dari golongan ini ialah unsure-unsur pada golongan ini sangat reaktif (explosive) sehingga dalam laboratorium alkali ditaruh dalam media inert (sulit bereaksi) seperti dalam minyak tanah. Semakin besar nomor atom alkali, semakin reaktif. Hal ini dikarenakan dalam satu golongan, semakin ke bawah jari-jari atom semakin besar, mengakibatkan energy yang diperlukan untuk melepaskan electron terluar semakin kecil. Karena hanya membutuhkan sedikit energy, maka semakin bawah alkali semakin mudah bereaksi. Kereaktifan alkali membuat alkali sulit ditemukan dalam keadaan bebas.

Alkali dalam suhu kamar berwujud padat, kecuali hydrogen, caesium dan fransium. Hydrogen wujud gas, caesium dan fransium berwujud cair. Salah satu sifat lain dari alkali adalah logamnya bersifat lunak, artinya dapat diiris. Mengapa? Jika kita menulis konfigurasi unsure alkali, maka pada electron terluar akan kita temui konfigurasi ns1, karena hanya memiliki s1 maka tentunya tidak akan sulit untuk mengirisnya, coba kita bandingkan dengan logam transisi besi yang memiliki electron terluar 4s2 3d6, tentunya tidak akan mudah untuk mengirisnya. Selain lunak alkali itu mengkilap keperakan.

Semakin besar nomor atom alkali, titik didih dan lelehnya semakin kecil, hal ini karena semakin bawah energy ikatan alkali semakin kecil, oleh karena itu tidak dibutuhkan banyak energy untuk memutuskan ikatan tersebut. Alkali merupakan reduktor kuat.

Jika kita membakar alkali pada Bunsen, alkali akan memancarkan spectrum warna yang khas. Hal itu dikarenakan sifat atomnya yang jika dikenakan energy akan menyebabkan electron dalam atom terekstitasi. Electron yang tereksitasi akan kembali ke keadaan semula dengan jalan memancarkan radiasi gelombang elektromagnetik berupa gelombang cahaya dengan panjang gelombang tertentu untuk masing-masing atom. Sekedar pembuka, akan disebutkan nyala masing-masing untuk unsure-unsur di IA : Litium-merah, Natrium-kuning, Kalium-ungu, Rubidium-merah, Sesium-biru. Golongan IA jika direaksikan dengan oksigen dapat membentuk oksida basa, semakin ke bawah sifat basa alkali semakin tinggi bersamaan dengan semakin meningginya kelarutan alkali.

Dari litium ke fransium, daya hantar listrik dan panas semakin menurun, kecuali pada logam natrium dan kalium yang semaki bertambah karena electron valensi pada atom Na dan K mudah bergerak bebas.

Dari Li sampai Cs, kecenderungan logam alkali untuk menghasilkan senyawa peroksida atau superoksida semakin besar karena sifat logamnya semakin reaktif.

1.Hidrogen (Hydrogenium) Hydro-air, genes-membentuk

Sejarah HidrogenGas hidrogen, H2, pertama kali dihasilkan secara artifisial oleh T. Von Hohenheim

(dikenal juga sebagai Paracelsus, 1493–1541) melalui pencampuran logam dengan asam kuat. Dia tidak menyadari bahwa gas mudah terbakar yang dihasilkan oleh reaksi kimia ini adalah unsur kimia yang baru. Pada tahun, Robert Boyle menemukan kembali dan mendeskripsikan reaksi antara besi dan asam yang menghasilkan gas hidrogen. Pada tahun 1766, Henry Cavendish adalah orang yang pertama mengenali gas hidrogen sebagai zat diskret dengan mengidentifikasikan gas tersebut dari reaksi logam-asam sebagai "udara yang mudah terbakar". Pada tahun 1781 dia lebih lanjut menemukan bahwa gas ini menghasilkan air ketika dibakar. Pada tahun 1783, Antoine Lavoisier memberikan unsur ini dengan nama hidrogen (dari Bahasa

Page 3: unsur kimia

Yunani hydro yang artinya air dan genes yang artinya membentuk) ketika dia dan Laplace mengulang kembali penemuan Cavendish yang mengatakan pembakaran hidrogen menghasilkan air.

Hidrogen pertama kali dicairkan oleh James Dewar pada tahun 1898 dengan menggunakan penemuannya, guci hampa. Hidrogen dalam bentuk cair sangat penting untuk bidang penelitian suhu rendah (cryogenics) dan studi superkonduktivitas karena titik cairnya hanya 20 derajat di atas 0 Kelvin. Dia kemudian menghasilkan hidrogen padat setahun kemudian. Deuterium ditemukan pada tahun 1931 Desember oleh Harold Urey, dan tritium dibuat pada tahun 1934 oleh Ernest Rutherford, Mark Oliphant, and Paul Harteck. Air berat, yang mengandung deuterium menggantikan hidrogen biasa, ditemukan oleh Urey dkk. pada tahun 1932. Salah satu dari penggunaan pertama H2 adalah untuk sinar sorot.

Balon pertama yang diisikan dengan hidrogen diciptakan oleh Jacques Charles pada tahun 1783. Hidrogen memberikan tenaga dorong untuk perjalanan udara yang aman dan pada tahun 1852 Henri Giffard menciptakan kapal udara yang diangkat oleh hidrogen. Bangsawan Jerman Ferdinand von Zeppelin mempromosikan idenya tentang kapal udara yang diangkat dengan hidrogen dan kemudian dinamakan Zeppelin

Sifat-sifat HidrogenPada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, bersifat non-

logam, bervalensi tunggal, dan merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar. Dengan massa atom 1,00794 amu, hidrogen adalah unsur teringan di dunia.

Hidrogen juga adalah unsur paling melimpah dengan persentase kira-kira 75% dari total massa unsur alam semesta dan 90% dari total jumlah atom di alam semesta. Unsur ini ditemukan di bintang-bintang dan memainkan peranan yang penting dalam memberikan sumber energi jagat raya melalui reaksi proton-proton dan siklus karbon-nitrogen. Proses fusi atom-atom hidrogen menjadi helium di matahari menghasilkan jumlah energi yang sangat besar. Kebanyakan bintang dibentuk oleh hidrogen dalam keadaan plasma. Senyawa hidrogen relatif langka dan jarang dijumpai secara alami di bumi, dan biasanya dihasilkan secara industri dari berbagai senyawa hidrokarbon seperti metana. Hidrogen juga dapat dihasilkan dari air melalui proses elektrolisis, namun proses ini secara komersial lebih mahal daripada produksi hidrogen dari gas alam.

Hidrogen adalah unsur yang terbanyak dari semua unsur di alam semesta. Elemen-elemen yang berat pada awalnya dibentuk dari atom-atom hidrogen atau dari elemen-elemen yang mulanya terbuat dari atom-atom hidrogen. Melimpah bukan berarti mudah ditemukan dalam keadaan gas H2 di atmosfer bumi. Walau hidrogen adalah benda gas, kita sangat jarang menemukannya di atmosfer bumi. Gas hidrogen yang sangat ringan, jika tidak terkombinasi dengan unsur lain, akan berbenturan dengan unsur lain dan terkeluarkan dari lapisan atmosfer. Di bumi hidrogen banyak ditemukan sebagai senyawa (air) di mana atom-atomnya bertaut dengan atom-atom oksigen. Atom-atom hidrogen juga dapat ditemukan di tetumbuhan, petroleum, arang, dan lain-lain. Sebagai unsur yang independen, konsentrasinya di atmosfer sangat kecil (1 ppm by volume). Sebagai gas yang paling ringan, hidrogen berkombinasi dengan elemen-elemen lain kadang-kadang secara eksplosif untuk membentuk berbagai senyawa.

Hidrogen sangatlah larut dalam berbagai senyawa yang terdiri dari logam tanah nadir dan logam transisi dan dapat dilarutkan dalam logam kristal maupun logam amorf. Kelarutan hidrogen dalam logam disebabkan oleh distorsi setempat ataupun ketidakmurnian dalam kekisi hablur logam.

Page 4: unsur kimia

Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar pada konsentrasi serendah 4% H 2 di udara bebas. Entalpi pembakaran hidrogen adalah -286 kJ/mol. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572  kJ Ketika dicampur dengan oksigen dalam berbagai perbandingan, hidrogen meledak

seketika disulut dengan api dan akan meledak sendiri pada temperatur 560 °C. Lidah api hasil pembakaran hidrogen-oksigen murni memancarkan gelombang ultraviolet dan hampir tidak terlihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu, sangatlah sulit mendeteksi terjadinya kebocoran hidrogen secara visual. Karakteristik lainnya dari api hidrogen adalah nyala api cenderung menghilang dengan cepat di udara, sehingga kerusakan akibat ledakan hidrogen lebih ringan dari ledakan hidrokarbon.

Isotop HidrogenHidrogen memiliki beberapa isotop yaitu protium, deuterium, tritium.Isotop hidrogen yang paling banyak dijumpai di alam adalah protium, yang inti atomnya

hanya mempunyai proton tunggal dan tanpa neutron. Senyawa ionik hidrogen dapat bermuatan positif (kation) ataupun negatif (anion). Hidrogen dapat membentuk senyawa dengan kebanyakan unsur dan dapat dijumpai dalam air dan senyawa-senyawa organik. Hidrogen sangat penting dalam reaksi asam basa yang mana banyak reaksi ini melibatkan pertukaran proton antar molekul terlarut. Oleh karena hidrogen merupakan satu-satunya atom netral yang persamaan Schrödingernya dapat diselesaikan secara analitik, kajian pada energetika dan ikatan atom hidrogen memainkan peran yang sangat penting dalam perkembangan mekanika kuantum.

Senyawa HidrogenWalaupun H2 tidaklah begitu reaktif dalam keadaan standar, ia masih dapat membentuk

senyawa dengan kebanyakan unsur. Jutaan jenis hidrokarbon telah diketahui, namun itu semua tidaklah dihasilkan secara langsung dari hidrogen dan karbon. Hidrogen dapat membentuk senyawa dengan unsur yang lebih elektronegatif seperti halogen (F, Cl, Br, I); dalam senyawa ini hidrogen memiliki muatan parsial positif. Ketika berikatan dengan fluor, oksigen ataupun nitrogen, hidrogen dapat berpartisipasi dalam bentuk ikatan non-kovalen yang kuat, yang disebut dengan ikatan hidrogen yang sangat penting untuk menjaga kestabilan kebanyakan molekul biologi. Hidrogen juga membentuk senyawa dengan unsur yang kurang elektronegatif seperti logam dan metaloid, yang mana hidrogen memiliki muatan parsial negatif. Senyawa ini dikenal dengan nama hidrida.

Dalam kimia anorganik, hidrida dapat berperan sebagai ligan penghubung yang menghubungkan dua pusat logam dalam kompleks berkoordinasi. Fungsi ini umum ditemukan pada unsur golongan 13, terutama pada kompleks borana (hidrida boron) dan aluminium serta karborana yang bergerombol.

Senyawa hidrogen sering disebut sebagai hidrida, sebuah istilah yang tidak mengikat. Oleh kimiawan, istilah "hidrida" biasanya memiliki arti atom H yang mendapat sifat anion, ditandai dengan H−. Keberadaan anion hidrida, dikemukakan oleh Gilbert N. Lewis pada tahun 1916 untuk gologngan I dan II hidrida garam, didemonstrasikan oleh Moers pada tahun 1920 dengan melakukan elektrolisis litium hidrida cair (LiH) yang menghasilkan sejumlah hidrogen pada anoda. Untuk hidrida selain logam golongan I dan II, istilah ini sering kali membuat kesalahpahaman oleh karena elektronegativitas hidrogen yang rendah. Pengecualian adalah

Page 5: unsur kimia

hidrida golongan II BeH2 yang polimerik. Walaupun hidrida dapat dibentuk dengan hampir semua golongan unsur, jumlah dan kombinasi dari senyawa bervariasi, sebagai contoh terdapat lebih dari 100 hidrida borana biner yang diketahui, namun cuma satu hidrida aluminium biner yang diketahui. Hidrida indium biner sampai sekarang belum diketahui, walaupun sejumlah komplek yang lebih besar eksis.

Oksidasi H2 secara formal menghasilkan proton H+. Spesi ini merupakan topik utama dari pembahasan asam, walaupun istilah proton digunakan secara longgar untuk merujuk pada hidrogen kationik yang positif dan ditandai dengan H+. Proton H+ tidak dapat ditemukan berdiri sendiri dalam laurtan karena ia memiliki kecenderungan mengikat pada atom atau molekul yang memiliki elektron. Untuk menghindari kesalahpahaman akan "proton terlarut" dalam larutan, larutan asam sering dianggap memiliki ion hidronium (H3O+) yang bergerombol membentuk H9O4

+. Ion oksonium juga ditemukan ketika air berada dalam pelarut lain. Walaupun sangat langka di bumi, salah satu ion yang paling melimpah dalam alam semesta ini adalah H3

+, dikenal sebagai molekul hidrogen terprotonasi ataupun kation hidrogen triatomik.

Hidrogen dapat dipersiapkan dengan berbagai cara: Uap dari elemen karbon yang dipanaskan Dekomposisi beberapa jenis hidrokarbon dengan energi kalor Reaksi-reaksi natrium atau kalium hidroksida pada aluminium Elektrolisis air Pergeseran asam-asam oleh metal-metal tertentu

H2 bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksidator lainnya. Ia bereaksi dengan spontan dan hebat pada suhu kamar dengan klorin dan fluorin, menghasilkan hidrogen halida berupa hidrogen klorida dan hidrogen fluorida.

Geometri Hidrogen Dalam keadaan yang normal, gas hidrogen merupakan campuran antara dua molekul,

yang dinamakan ortho- dan para- hidrogen, yang dibedakan berdasarkan spin elektron-elektron dan nukleus.

Hidrogen normal pada suhu ruangan terdiri dari 25% parahidrogen dan 75% ortho-hidrogen. Bentuk ortho tidak dapat dipersiapkan dalam bentuk murni. Karena kedua bentuk tersebut berbeda dalam energi, sifat-sifat kebendaannya pun juga berbeda. Titik-titik lebur dan didih parahidrogen sekitar 0.1 derajat Celcius lebih rendah dari hidrogen normal.

Atom H, juga disebut hidrogen nasen atau hidrogen atomik, diklaim eksis secara fana namun cukup lama untuk menimbulkan reaksi kimia. Menurut klaim itu, hidrogen nasen dihasilkan secara in situ, biasanya reaksi antara seng dengan asam, atau dengan elektrolisis pada katoda. Sebagai molekul monoatomik, atom H sangat reaktif dan oleh karena itu adalah reduktor yang lebih kuat dari H2 diatomik, namun pertanyaan kuncinya terletak pada keberadaan atom H itu sendiri. Konsep ini lebih populer di bidang teknik dan di literatur-literatur lama.

Hidrogen nasen diklaim mereduksi nitrit menjadi ammonia atau arsenik menjadi arsina bahkan dalam keadaan lunak. Penelitian yang lebih mendetil menunjukkan lintasan alternatif lainnya dan bukanlah atom H.

Atom hidrogen dapat dihasilkan pada temperatur yang cukup tinggi (>2000 K) agar molekul H2 dapat berdisosiasi. Selain itu, radiasi elektromagentik di atas 11 eV juga dapat diserap H2 dan menyebabkan disosiasi.

Page 6: unsur kimia

Kadang kala, hidrogen yang terserap secara kimiawi pada permukaan logam juga dirujuk sebagai hidrogen nasen, walaupun terminologi ini sudah mulai ditinggalkan. Pandangan lainnya mengatakan bahwa hidrogen yang terserap secara kimiawi itu "kurang reaktif" dari hidrogen nasen disebabkan oleh ikatan yang dihasilkan oleh permukaan katalis logam tersebut.

Penggunaan Hidrogen Sejumlah besar H2 diperlukan dalam industri petrokimia dan kimia. Penggunaan terbesar H2

adalah untuk memproses bahan bakar fosil dan dalam pembuatan ammonia. Konsumen utama dari H2 di kilang petrokimia meliputi hidrodealkilasi, hidrodesulfurisasi, dan penghidropecahan (hydrocracking). H2 memiliki beberapa kegunaan yang penting. H2 digunakan sebagai bahan hidrogenasi, terutama dalam peningkatan kejenuhan dalam lemak takjenuh dan minyak nabati (ditemukan di margarin), dan dalam produksi metanol. Ia juga merupakan sumber hidrogen pada pembuatan asam klorida. H2 juga digunakan sebagai reduktor pada bijih logam. Selain digunakan sebagai pereaksi, H2 memiliki penerapan yang luas dalam bidang fisika dan teknik. Ia digunakan sebagai gas penameng di metode pengelasan seperti pengelasan hidrogen atomik. H2 digunakan sebagai pendingin rotor di generator pembangkit listrik karena ia mempunyai konduktivitas termal yang paling tinggi di antara semua jenis gas. H2 cair digunakan di riset kriogenik yang meliputi kajian superkonduktivitas. Oleh karena H2 lebih ringan dari udara, hidrogen pernah digunakan secara luas sebagai gas pengangkat pada kapal udara balon. Baru-baru ini hidrogen digunakan sebagai bahan campuran dengan nitrogen (kadangkala disebut forming gas) sebagai gas perunut untuk pendeteksian kebocoran gas yang kecil. Aplikasi ini dapat ditemukan di bidang otomotif, kimia, pembangkit listrik, kedirgantaraan, dan industri telekomunikasi. Hidrogen adalah zat aditif (E949) yang diperbolehkan penggunaanya dalam ujicoba kebocoran bungkusan makanan dan sebagai antioksidan. Isotop hidrogen yang lebih langka juga memiliki aplikasi tersendiri. Deuterium (hidrogen-2) digunakan dalam reaktor CANDU sebagai moderator untuk memperlambat neutron. Senyawa deuterium juga memiliki aplikasi dalam bidang kimia dan biologi dalam kajian reaksi efek isotop. Tritium (hidrogen-3) yang diproduksi oleh reaktor nuklir digunakan dalam produksi bom hidrogen, sebagai penanda isotopik dalam biosains, dan sebagai sumber radiasi di cat berpendar. Suhu pada titik tripel hidrogen digunakan sebagai titik acuan dalam skala temperatur ITS-90 (International Temperatur Scale of 1990) pada 13,8033 kelvin.

2.Litium Lithos-batu

Ditemukan oleh Arfvedson pada tahun 1817, litium merupakan unsur logam teringan, dengan masa jenis sekitar setengahnya air. Menurut teorinya, litium (kebanyakan 7Li) adalah salah satu dari sedikit unsur yang disintesis dalam kejadian Dentuman Besar walaupun kelimpahannya sudah jauh berkurang. Sebab-sebab menghilangnya litium dan proses pembentukan litium yang baru menjadi topik penting dalam astronomi. Litium adalah unsur ke-33 paling melimpah di bumi, namun oleh karena reaktivitasnya yang sangat tinggi membuat unsur ini hanya bisa ditemukan di alam dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain.

Litium tidak ditemukan sebagai unsur tersendiri di alam; ia selalu terkombinasi dalam unit-unit kecil pada batu-batuan berapi dan pada sumber-sumber mata air. Mineral-mineral yang mengandung litium contohnya: lepidolite, spodumeme, petalite, dan amblygonite.

Secara fisik, litium tampak keperak-perakan, mirip natrium (Na) dan kalium (K),. Litium bereaksi dengan air, tetapi tidak seperti natrium. Litium memberikan nuansa warna pelangi yang

Page 7: unsur kimia

indah jika terjilat lidah api, tetapi ketika logam ini terbakar benar-benar, lidah apinya berubah menjadi putih. Seperti logam-logam alkali lainnya, litium sangat reaktif dan terkorosi dengan cepat dan menjadi hitam di udara lembab. Oleh karena itu, logam litium biasanya disimpan dengan dilapisi minyak.

Sintesis logam litium memerlukan teknologi elektrolisis dan proses ini berlagsung sangat sulit disebabkan sulitnya memasukkan satu elektron kepada ion logm litium yang bersifat sangat elektropositif. Biji litium yang penting adalah spodumene, LiAl(SiO3)2. Bentuk litium alfa akan diubah menjadi bentuk litium beta pada kisaran suhu antara 1100 C. Campuran kemudian dicampur dengan asam sulfat panas kemudian diekstraksi ke dalam air untuk mendapatkan litium sulfat Li2SO4. Senyawaan sulfat ini kemudian ditambahkan natrium karbonat untuk mendapatkan garam Li2CO3 yang tidak mudah larut di dalam air. Reaksi litium karbonat dengan asam klorida akan diperoleh litium klorida LiCl yang siap untuk dielektrolisis.

Li2SO4 + Na2CO3   -> Na2SO4 + Li2CO3Li2CO3 + 2HCl   -> 2LiCl + CO2 +H2O

Disebabkan litium klorida memiliki titik leleh yang tinggi yaitu lebih dari 600 C maka LiCl dicampur dengan KCl sehingga titik lelehnya turun menjadi sekitar 430 C.

Litium banyak dipakai untuk baterai, keramik, gelas, lubrican, peningkat kekerasan paduan logam, farmasi, hidrogenasi, cairan pentransfer panas, propelant roket, sintesis vitamin A, pendingin reaktor nuklir, produksi tritium, deoksidator untuk logam tembaga dan paduannya. Penggunaan litium yang lain adalah:

Litium dipakai dalam kimia organik untuk membuat reagen berbasis organolitium Litium neobate dipakai dalam alat telekomunikasi seperti HP sebagai resonat kristal Litium klorida dan litium bromida dipakai sebagai desikan Litium stearat dipakai sebagai lubrican pada alat bertemperatur tinggi Alloy litium dengan logam lain seperti aluminium, kadmium, tembaga, dan mangan

dipakai sebagai bahan pembuatan pesawat terbang. Litium flourida dipakai diperalatan optik seperti IR, teleskop, UV dan UV Vacum karena

sifatnya yang transparan Logam litium dan hidridanya dipakai sebagai bahan untuk bahan bakar roket Litium peroksida, litium nitrat, litium klorat, litium perklorat dipakai sebagai oksidator

dalam propelan roket Litium deuerida dipakai sebagai bahan bakar reaksi fusi dimana jika ditembaki dengan

neutron maka akan menghasilkan tritium. Litium hidroksida adalah senyawa penting yang diperoleh dari litium karbonat, bersifat

basa kuat, dan bila dipanaskan dengan minyak akan diperoleh sabun litium yang bermanfaat untuk membersihkan lemak dan dipakai untuk melubrikasi gear mesin

Senyawaan litium dipakai sebagai zat pewarna pada kembang api karena dapat menghasilkan warna merah terang.

Li2 CO3 sebagai bahan campuran dalam pengolahan aluminium. 2LiOH + CO2 → Li2 CO3 +H2O

Logam ini bereaksi dengan nitrogen dan hidrogen dari udara dan uap air. Secara cepat permukaan litium akan terlapisi oleh campuran liOH, Li2CO3, Li3N. LiOH bersifat sangat korosif dan berbahaya bagi ikan yang hidup di air. Litium jika dibakar diudara akan bereaksi dengan dengan oksigen menghasilkan Li2O dan dengan Nitrogen menghasilkan Li3N.

Page 8: unsur kimia

3.Natrium (Sodium) Sodanum-obat sakit kepala Sodium-soda

Sebelum Davy berhasil mengisolasi unsur ini dengan cara elektrolisis soda kaustik, natrium (unsur ini disebut sodium dalam bahasa Inggris), telah dikenal dalam berbagai suatu senyawa.

Natrium banyak ditemukan di bintang-bintang. Garis D pada spektrum matahari sangat jelas. Natrium juga merupakan elemen terbanyak keempat di bumi, terkandung sebanyak 2.6% di kerak bumi. Unsur ini merupakan unsur terbanyak dalam grup logam alkali. banyak terdapat dalam senyawa alam (terutama halite NaCl). Dia sangat reaktif, apinya berwarna kuning, beroksidasi dalam udara, dan bereaksi kuat dengan air, sehingga harus disimpan dalam minyak. Karena sangat reaktif, natrium hampir tidak pernah ditemukan dalam bentuk unsur murni.

Natrium mengapung di air, menguraikannya menjadi gas hidrogen dan ion hidroksida. Jika digerus menjadi bubuk, natrium akan meledak dalam air secara spontan. Namun, biasanya ia tidak meledak di udara bersuhu di bawah 388 K. Natrium juga bila dalam keadaan berikatan dengan ion OH- maka akan membentuk basa kuat yaitu NaOH. Ada tiga belas isotop natrium. Kesemuanya tersedia di Los Alamos National Laboratory.

Senyawa yang paling banyak ditemukan adalah natrium klorida (garam dapur), tapi juga terkandung di dalam mineral-mineral lainnya seperti soda niter, amphibole, zeolite, dsb.Senyawa natrium juga penting untuk industri-industri kertas, kaca, sabun, tekstil, minyak, kimia dan logam. Sabun biasanya merupakan garam natrium yang mengandung asam lemak tertentu. Pentingnya garam sebagai nutrisi bagi binatang telah diketahui sejak zaman purbakala.Di antara banyak senyawa-senyawa natrium yang memiliki kepentingan industrial adalah garam dapur (NaCl), soda abu (Na2CO3), baking soda (NaHCO3), caustic soda (NaOH), Chile salpeter (NaNO3), di- dan tri-natrium fosfat, natrium tiosulfat (hypo, Na2S2O3 . 5H20) and borax (Na2B4O7

. 10H2O).Logam natrium sangat penting dalam fabrikasi senyawa ester dan dalam persiapan senyawa-

senyawa organic. Logam ini dapat digunakan untuk memperbaiki struktur beberapa campuran logam dan untuk memurnikan logam cair.

Logam natrium sangat penting dalam fabrikasi senyawa ester dan dalam persiapan senyawa-senyawa organik. Logam ini dapat di gunakan untuk memperbaiki struktur beberapa campuran logam, dan untuk memurnikan logam cair. Campuran logam natrium dan kalium, NaK juga merupakan agen heat transfer (transfusi panas) yang penting.

Lelehan Natrium memiliki titik leleh yang rendah, sehingga dapat digunakan sebagai bahan pendingin pada reactor nuklir. Di samping itu, natrium memiliki daya hantar panas yang baik, sehingga lelehan natrium mengambil panas yang dihasilkan reaksi fisi dan panas tersebut ditransfer oleh natrium cair ke bagian luar reactor untuk menguapkan air. Uap yang timbul dipakai untuk menjalankan generator listrik. Natrium juga digunakan pada lampu penerangan di jalan raya atau pada kendaraan karena sinar kuning dari natrium memiliki kemampuan menembus kabut.

Logam natrium dipakai dalam pengolahan logam sebagai reduktor, untuk mereduksi titanium (IV) klorida menjadi logam titanium. Natrium juga dipakai dalam pembuatan TEL.Pb + 4Na + 4C2H5Cl → (C2H5) 4Pb + 4NaCl.

Senyawa natrium karbonat dipakai dalam pembuatan kaca, pembuatan natrium silikat untuk industry kertas dan untuk menghilangkan kesadahan air sadah tetap.Na2CO3 (aq) + CaSO4 (aq) → CaCO3 (s) + Na2SO4 (aq)

Page 9: unsur kimia

Natrium Sulfat digunakan dalam pembuatan kaca danpembuatan kayu menjadi bubur serat (pulp). Natrium sulfat dekahidrat (garam Glauber) mempunyai sifat dapat menyimpan energy surya untuk pemanasan. Zat ini akan berubah menjadi lelehan pada 32,4 C dan memerlukan kalor sebesar 250 kJ/kg. Sistem ini dikembangkan untuk memanaskan ruangan pada malam hari (udara dingin). Pada siang hari penampung sinar surya di atas atap memindahkan panas surya melalui udara ke dalam tangki yang berisi garam tersebut sehingga meleleh. Pada waktu mala, garam itu mengkristal dan melepaskan panasnya ke udara.

Natrium bikarbonat, sering disebut soda kue yang dihasilkan melalui proses Solvay, dari nama penemunya Ernest Solvay.Na+ + Cl- +NH3 +CO2 +H2O → NaHCO3 + NH4

+ + Cl-

Soda kue digunakan untuk membuat kue atau oti. Jika adonan yang mengandung soda kue dipanggang maka 2NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g)

Lepasnya CO2 akan mengembangkan adonan sehingga menghasilkan kue yang ringan dan mekar karena adanya rongga-rongga di dalamnya.

Natrium hidrida dapat digunakan sebagai pewarna biru pada blue jeans.NaOH banyak digunakan dalam berbagai industry, yaitu industry pulp dan kertas, sabun dan

detergen – Natrium stearat (natrium oktadekanoat), tekstil, serta pemrnian aluminium. Bahan baku dalam pembuatan senyawa-senyawa natrium.

Logam natrium dapat diperoleh dari elektrolisis campuran NaCl dan NaF cair, penambahan NaF ditujukan untuk menurunkan titik leleh NaCl.

4.Kalium (Potasium)

Ditemukan oleh Davy pada tahun 1807, yang mendapatkannya dari caustic potash (KOH). Ini logam pertama yang diisolasi melalui elektrolisis.

Logam ini merupakan logam ketujuh paling banyak dan terkandung sebanyak 2.4% (berat) di dalam kerak bumi. Kebanyakan mineral kalium tidak terlarut dalam air dan unsur kalium sangat sulit diambil dari mineral-mineral tersebut.

Mineral-mineral tertentu, seperti sylvite, carnalite, langbeinite, dan polyhalite ditemukan di danau purba dan dasar laut yang membentuk deposit dimana kalium dan garam-garamnya dengan mudah dapat diambil. Kalium ditambang di Jerman, negara bagian-negara bagian New Mexico, California, dan Utah. Deposit besar yang ditemukan pada kedalaman 3000 kaki di Saskatchewan, Kanada diharapkan menjadi tambang penting di tahun-tahun depan. Kalium juga ditemukan di samudra, tetapi dalam jumlah yang lebih sedikit ketimbang natrium.

Kalium tidak ditemukan tersendiri di alam, tetapi diambil melalui proses elektrolisis hidroksida. Metoda panas juga lazim digunakan untuk memproduksi kalium dari senyawa-senyawa kalium dengan CaC2, C, Si, atau Na.

Kalium dapat dibuat dengan elektrolisis campuran KCL dan CaCl2 cair. Dapat juga dengan cara reduksi lelehan KCl dengan logam Na pada suhu 850 C

17 isotop kalium telah diketahui. Kalium normal mengandung 3 isotop, yang satu pada 40 derajat Kelvin (.0118%) merupakan isotop radioaktif dengan paruh waktu 1.28 x 109 tahun.

Kalium diproduksi untuk membuat kalium superoksida yang digunakan dalam pembuatan masker gas.4 KO2 (s) + 2 H2O (g) → 4KOH (s) + 3O2 (g)KOH yang terbentuk menyerap CO2 dari napas kita

Page 10: unsur kimia

KOH (s) + CO2 (g) → KHCO3 (s)KO2 juga digunakan pada peswat ruang angkasa untuk menghasilkan oksigen untuk bernapas.

KCl sebagai pupuk. KOH digunakan dalam pembuatan sabun lunak. Kalium nitrat dalam mesiu.Kalium sulfat untuk pupuk dan industry gelas. Kalium bikarbonat membuat minuman bersoda, pengisi alat pemadam api. KBr dalam bidang fotografi. KCN untuk industry baja, pengolahan emas dan perak.

5.Rubidium Rubidus – merah menyalaDitemukan oleh Bunsen dan Kirchoff pada tahun 1861 di dalam mineral lepidolite dengan

menggunakan spektroskop.Unsur ini ternyata ditemukan lebih banyak dari yang diperkirakan beberapa tahun lalu.

Sekarang ini, rubidium dianggap sebagai elemen ke-16 yang paling banyak ditemukan di kerak bumi. Rubidium ada di pollucite, leucite dan zinnwaldite, yang terkandung sekitar 1% dan dalam bentuk oksida. Ia ditemukan di lepidolite sebanyak 1.5% dan diproduksi secara komersil dari bahan ini. Mineral-mineral kalium, seperti yang ditemukan pada danau Searles, California, dan kalium klorida yang diambil dari air asin di Michigan juga mengandung rubidium dan sukses diproduksi secara komersil. Elemen ini juga ditemukan bersamaan dengan cesium di dalam deposit pollucite di danau Bernic, Manitoba.

Rubidium dapat menjelma dalam bentuk cair pada suhu ruangan. Ia merupakan logam akali yang lembut, keperak-perakan dan unsur akali kedua yang paling elektropositif. Ia terbakar secara spontan di udara dan bereaksi keras di dalam air, membakar hidrogen yang terlepaskan. Dengan logam-logam alkali yang lain, rubidium membentuk amalgam dengan raksa dan campuran logam dengan emas, cesium dan kalium. Logam rubidium juga dapat dibuat dengan cara mereduksi rubidium klorida dengan kalsium dan dengan beberapa metoda lainnya. Unsur ini harus disimpan dalam minyak mineral yang kering, di dalam vakum atau diselubungi gas mulia.

Ada 24 isotop rubidium. Isotop rubidium yang ditemukan secara alami ada dua, 85Rb dan 87Rb. Rb-87 terkandung sebanyak 27.85% dalam rubidium alami dan isotop ini merupakan pemancar beta dengan paruh waktu 4.9 x 1010 tahun. Rubidium cukup radioaktif sehingga dia dapat mengekspos photographic film dalam 30 sampai 60 hari. Rubidium membentuk empat oksida: Rb2O, Rb2O2, Rb2O3, Rb2O4.

Untuk memperleh Rb dapat dilakukan dengan cara mereduksi garam kloridanya. Dalam temperature tinggi, sehingga Rb yang dihasilkan dalam keadaan uap.Ca (s) + 2RbCl (s) → CaCl2 (s) + 2 Rb (g)

Karena rubidium sangat mudah diionasi, unsur ini pernah dipikirkan sebagai bahan bakar mesin ion untuk pesawat antariksa. Hanya saja, cesium sedikit lebih efisien untuk hal ini. Unsur ini juga pernah diajukan untuk digunakan sebagai fluida penggerak turbin uap dan untuk generator elektro-panas menggunakan prinsip kerja magnetohydrodynamic dimana ion-ion rubidium terbentuk oleh energi panas pada suhu yang tinggi dan melewati medan magnet. Ion-ion ini lantas mengantar listrik dan bekerja seperti amature sebuah generator sehingga dapat memproduksi aliran listrik. Rubidium juga digunakan sebagai getter dalam tabung-tabung vakum dan sebagai komponen fotosel. Ia juga telah digunakan dalam pembuatan kaca spesial. RbAg4I5 sangat penting karena memiliki suhu ruangan tertinggi sebagai konduktor di antara kristal-kristal ion. Pada suhu 20 derajat Celcius, konduktivitasnya sama dengan larutan asam sulfur. Sifat ini memugkinkan rubidium digunakan pada aplikasi untuk baterai super tipis dan aplikasi lainnya.

Page 11: unsur kimia

Rubidium digunakan pada filament sel fotolistrik yang mengubah energy cahaya menjadi energy listrik.6.Cesium Caesius-biru langit

Sesium ditemukan secara spektroskopik oleh Bunsen dan Kirchohoff pada tahun 1860 dalam air mineral dari Durkheim. Unsur kimia ini merupakan logam alkali yang lunak dan berwarna putih keemasan, yang adalah salah satu dari tiga unsur logam berwujud cair pada atau sekitar suhu ruangan.

Sesium merupakan logam alkali yang terdapat di lepidolite, pollucte (silikat aluminum dan Sesium basah) dan di sumber-sumber lainnya. Salah satu sumber terkaya yang mengandung Sesium terdapat di danau Bernic di Manitoba, Kanada. Deposit di danau tersebut diperkirakan mengandung 300.000 ton pollucite yang mengandung 20% Sesium. Unsur ini juga dapat diisolasi dengan cara elektrolisis fusi sianida dan dengan beberapa metoda lainnya. Sesium murni yang bebas gas dapat dipersiapkan dengan cara dekomposisi panas Sesium azida.

Karakteristik metal ini dapat dilihat pada spektrum yang memiliki dua garis biru yang terang dan beberapa di bagian merah, kuning dan hijau. Elemen ini putih keperak-perakan, lunak dan mudah dibentuk. Sesium merupakan elemen akalin yang paling elektropositif.

Sesium, galium dan raksa adalah tiga logam yang berbentuk cair pada suhu ruangan. Sesium bereaksi meletup-letup dengan air dingin, dan bereaksi dengan es pada suhu di atas 116 derajat Celsius. Sesium hidroksida, basa paling keras yang diketahui, bereaksi keras dengan kaca.

Sesium memiliki isotop paling banyak di antara unsur-unsur tabel periodik, sebanyak 32 dengan massa yang berkisar dari 114 sampai 145.

Sesium dibuat dengan jalan mereduksi lelehan halida garamnya dengan logam Na.Sesium digunakan sebagai katode pada lampu-lampu elektronik. Logam Cs mempunyai

energy ionisasi pertama yang sangat kecil. Jika terkena cahaya, Cs akan melepaskan elektronnya yang akan tertarik menuju electrode positif pada sel dan menyebabkan timbulnya arus listrik.

Cs juga digunakan dalam sel-sel fotoelektrik, dan sebagai katalis di hydrogenasi senyawa-senyawa tertentu. Logam ini baru-baru saja ditemukan aplikasinya pada sistim propulsi. Sesium digunakan pada jam atom dengan akurasi sebesar 5 detik dalam 300 tahun. Senyawa-senyawanya yang penting adalah klorida dan nitrat.

7.Fransium

Elemen ini ditemukan pada tahun 1993 oleh Marguerite Perey, ilmuwan Curie Institute di Paris. Fransium yang merupakan unsur terberat seri logam-logam alkali, muncul sebagai hasil disintegrasi unsur actinium. Ia juga bisa dibuat secara buatan dengan membombardir thorium dengan proton-proton. Walau fransium secara alami dapat ditemukan di mineral-mineral uranium, kandungan elemen ini di kerak bumi mungkin hanya kurang dari satu ons. Fransium juga merupakan elemen yang paling tidak stabil di antara 101 unsur pertama di tabel periodik. Ada 33 isotop fransium yang dikenal. Yang paling lama hidup 223Fr (Ac, K), anak 227Ac, memiliki paruh waktu selama 22 menit. Ini satu-satunya isotop fransium yang muncul secara alami. Karena isotop-isotop fransium lainnya sangat labil, sifat-sifat fisik mereka diketahui dengan cara teknik radiokimia. Sampai saat ini unsur belum pernah dipersiapkan dengan berat yang memadai atau diisolasi. Sifat-sifat kimia fransium sangat mirip dengan Sesium.

Fransium diperoleh melalui peluruhan α actinium. Di alam sangat sedikit jumlahnya di samping itu juga bersifat radioaktif sehingga kegunaannya kurang banyak diketahui.

Page 12: unsur kimia

Golongan II A (alkali tanah)

Alkali tanah memiliki kemiripan sifat dengan golongan alkali. Alkali tanah merupakan logam lunak berwarna mengilap keperakan. Lunak, namun tidak selunak IA. Hal ini dikarenakan elektron valensi IIA ns2 sehingga dibutuhkan energy lebih kuat untuk mengirisnya. II A juga bersifat reaktif, namun tidak sereaktif IA, hal ini dikarenakan IIA mempunyai jari-jari atom yang lebih kecil disbanding IA, sehingga dibutuhkan energy yang lebih besar untuk memutuskan ikatannya. Perlu diperhatikan, bahwa reaksi IIA dengan air umumnya berjalan lambat. Bahkan berilium tidak bereaksi dengan air. Magnesium bisa bereaksi dengan air, dengan syarat airnya harus panas. IIA bereaksi dengan udara membentuk oksida dan nitrida.

Secara teori energy ionisasi pertama dalam satu periode makin ke kanan makin besar, tapi perlu diperhatikan pada IIA ini memilki konfigurasi yang stabil. Sehingga butuh energy lebih besar untuk memutuskan ikatannya. Jadi energy ionisasi pertama IIA lebih besar dari IIIA. Ingat hanya energy ionisasi pertamanya saja, energy ionisasi totalnya tetap IIIA lebih besar dari IIA.

Titik didih dan leleh IIA lebih tinggi dibandingkan dengan IA, karena kekuatan gaya intramolekulnya lebih besar dari IA.

Semakin kebawah sifat basa IIA semakin kuat sifat basanya. Kelarutannya juga semakin besar. Namun kelarutan garam sulfat, kromat, oksalat dan karbonatnya semakin kecil. Ingat kembali, bahwa garam karbonatnya kelarutannya sangat kecil, sehingga semua garam karbonatnya mengalami pengendapan.

Semua logam alkali tanah bereaksi dengan asam kuat membentuk asam kuat membentuj garam dan gas hydrogen. Reaksinya semakin hebat dari berilium ke barium.

Semua logam alkali tanah mengalami korosi terus menerus di udara membentuk oksida, kecuali Radium.

IIA juga memiliki sifat unik yang sama denga IA, yaitu jika unsure ini dibakar pada Bunsen akan menghasilkan spectrum warna yang khas. Penjelasannya sama dengan yang terjadi pada IA. Spektrum warna yang dihasilkan : Berilium – putih, Magnesium – putih, Kalsium – merah, stronsium – merah tua, Barium – hijau.

Sumber IIA hamper sama dengan IA, dari mineral logam, ion dan dari senyawaannya dengan unsure lain. Perolehan IIA umumnya dengan elektrolisis leburan garamnya.

1.Berilium Beryllos, beryl; Glucinium, Glucinum, kata dari Yunani glykys, yang berarti manis

Ditemukan sebagai oksida oleh Vauquelin dalam beryl dan di zamrud di tahun 1798. Logam ini diisolasi pada tahun 1828 oleh Wohler dan Bussy (mereka tidak berkolaborasi) dengan reaksi kimia kalium atas berilium klorida. Berilium pernah dinamakan glucinium (dari Yunani glykys, manis), karena rasa manis garamnya. Logam ini berwarna seperti baja, keabu-abuan.

Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan. Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 1/3 lebih besar daripada besi baja. Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik, tak magnetik dan tahan karat asam nitrat. Berilium juga mudah ditembus sinar-X, dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa, (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutron/juta partikel alfa]). Pada suhu dan tekanan ruang, berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi).

Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik. Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium. Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang

Page 13: unsur kimia

lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya. Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan. Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium).

Hal penting dari berilium bahwa beilium hidroksida dapat bereaksi dengan asam maupun debgan basa karena berilium hidroksida bersifat amfoter. Berilium tidak bereaksi dengan air dan hydrogen.

Berilium ditemukan di dalam 30 jenis mineral, yang paling penting di antaranya adalah bertandite, beryl, chrysoberyl, dan phenacite. Beryl dan bertrandite merupakan sumber komersil yang penting untuk unsur berilium dan senyawa-senyawanya. Kebanyakan metal ini sekarang dipersiapkan dengan cara mereduksi berilium florida oleh logam magnesium. Logam berilium baru tersedia untuk industri pada tahun 1957.BeF2 (s) + Mg (s) → MgF2 (s) + Be (s)

Berilium hanya mempunyai satu isotop stabil, Be-9. Berilium kosmogenik (Be-10) dihasilkan dalam atmosfer melalui penembakan oksigen dan nitrogen oleh sinar kosmik. Karena berilium seringkali wujud dalam bentuk larutan pada tingkat pH yang kurang daripada 5.5 (dan kebanyakan air hujan mempunyai pH kurang daripada 5), berilium akan larut ke dalam larutan dan diangkut ke permukaan Bumi melalui air hujan. Apabila pemendakan dengan cepatnya menjadi semakin beralkali, Berilium keluar dari larutan. Be-10 kosmogenik akan terkumpul di atas permukaan tanah, di mana dia mempunyai waktu paruh yang panjang (1.5 juta tahun) lalu yang membuatnya dapat menetap cukup lama sebelum meluruh menjadi B-10 (boron). Be-10 dan hasil luruhannya digunakan dalam kajian pengikisan tanah, pembentukan tanah oleh regolitos, pembentukan tanah laterit, dan juga variasi dalam aktivitas matahari dan usia teras es. Pengetahuan bahwa Be-7 dan Be-8 yang tak stabil memberikan pendapat kesan kosmologi yang mendalam Karena ini berarti bahwa unsur yang lebih berat dari berilium tidak mungkin dapat dihasilkan daripada peleburan nuklir ketika letupan besar big bang. Lebih lanjut, tingkat tenaga nuklir berilium-8 menunjukan bahwa karbon daat dihasilkan dalam bintang-bintang, maka sehingka memungkinkan untuk adanya kehidupan. (Lihat proses tripel-alfa dan nukleosintesis big bang).

Berilium merupakan logam ringan dank eras. Oleh karena itu, paduan tembaga dengan berilium (sekitar 2%) digunakan untuk pegas, sambungan listrik dan klip. Berilium mempunyai penampang lintang dengan daya adsorpsi yang kecil terhadap radiasi ( tidak menyerap neutron) sehingga digunakan pada industry tenaga nuklir. Berilium transparan terhadap sinar X sehingga digunakan dalam tabung sinar X.

Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium. (Be dapat menyerap panas yang banyak). Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas, kekuatan tinggi dan kekerasan, sifat yang nonmagnetik, dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam). Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan: mold, elektroda pengelasan bintik, pegas, peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik.

Karena ketegaran, ringan, dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar, Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi, peluru berpandu, kapal terbang dan satelit komunikasi.

Page 14: unsur kimia

Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi.

Dalam bidang litografi sinar X, berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik.

Karena penyerapan panas neutron yang rendah, industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator.

Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop, berbagai alat komputer, pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan, ketegaran dan kestabilan dimensi.

Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik, dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi, dan juga titik lebur yang tinggi, seterusnya bertindak sebagai perintang listrik.

Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresen, tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis.

2.Magnesium Magnesia – nama suatu daerah

Senyawa-senyawa magnesium telah lama diketahui. Black telah mengenal magnesium sebagai elemen di tahun 1755. Davy berhasil mengisolasikannya di tahun 1808 dan Busy mempersiapkannya dalam bentuk yang koheren di tahun 1831. Magnesium merupakan elemen terbanyak kedelepan di kerak bumi. Ia tidak muncul tersendiri, tapi selalu ditemukan dalam jumlah deposit yang banyak dalam bentuk magnesite, dolomite dan mineral-mineral lainnya. Magnesium merupakan 2% berat kulit bumi serta unsur ketiga terbanyak yang terlarut dalam air laut.

Magnesium merupakan logam yang ringan, putih keperak-perakan dan cukup kuat. Ia mudah ternoda di udara, dan magnesium yang terbelah-belah secara halus dapat dengan mudah terbakar di udara dan mengeluarkan lidah api putih yang menakjubkan.

Reaksi magnesium dengan air (suhu biasa) berlangsung lambat, akan makin cepat reaksinya bila magnesium direaksikan dengan air panas. Akan tetapi reaksi magnesium dengan air dapat terhambat oleh adanya endapan magnesium hidroksida yang melapisi logam magnesium tersebut.

Magnesium jika dibakar diudara akan menghasilkan MgO dan Mg3N2. Gas magnesiumnitrida jika dilarutjan dalam air bisa menghasilkan gas menyengat yaitu amoniak.

Magnesium organik sangat penting untuk tumbuhan dan kehidupan binatang-binatang. Klorofil merupakan perphyrins dengan magnesium sebagai pusatnya. Kebutuhan gizi orang dewasa akan magnesium organik berkisar sekitar 300 mg/hari.

Magnesium memiliki 3 isotop Mg-24, Mg -25, Mg -26.Apabila kita mencuci tangan dengan sabun mandi akan terbentuk buih. Akan tetapi, jika kita

mencuci tangan dengan air yang mengandung kapur seperti di daerah pegunungan, meskipun dengan sabun mandi yang sama, tidak terentuk buih. Kenapa? Karena air di daerah tersebut mengandung ion-ion kalsium dan magnesium yang bereaksi dengan sabun membentuk endapan. Air yang mengandung ion-ion kalsium dan magnesium dalam jumlah besar disebut air sadah.

Air sadah dibedakan menjadi air sadah tetap dan air sadah sementara.Air sadah sementara adalah air yang mengandung garam-garam bikarbonat dari Mg dan Ca.

Sifat kesadahan ini dapat dihilangkan dengan cara pemanasan dan penambahan kapur.Mg(HCO)3 (aq) → MgCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)

Page 15: unsur kimia

Mg(HCO)3 (aq) + Ca(OH)2 (aq) → 2 MgCO3 (s) + 2 H2O (l)Air sadah tetap, yaitu air sadah yang mengandung garam-garam sulfat dan klorida dari

kalsium dan magnesium. Air sadah tetap dapat dihilangkan dengan proses zeolit. Dengan menggunakan natrium zeolit (suatu silikat) maka kedudukan natrium akan digantikan ion kalsium dan ion magnesium menjadi magnesium atau kalsium zeolit.

Selain itu kesadahn juga dapat dihilangkan dengan mereaksikan soda natrium karbonat dan kapur (proses Clare).Na2CO3 (aq) + MgSO4 (aq) → MgCO3 (s) + Na2SO4 (aq)MgSO4 (aq) + Ca(OH)2 (aq) → Mg(OH)2 (s) + CaSO4 (aq)

Jika terus menerus digunakan untuk konsumsi dalam waktu lama, air sadah akan menyebabkan mineral-mineral terakumulasi dalam tubuh, sehingga dapat membahayakan kesehatan.

Di antara logam alkali tanah, yang paling banyak diproduksi adalah magnesium. Magnesium diolah dari air laut melalui proses Downs. Mula-mulaair laut dicampur dengan Ca(OH)2 sehingga magnesium diendapkan sebagai Mg(OH)2. Mg2+ (aq) + 2OH- (aq) → Mg(OH)2 (s)Kemudian endapan disaring dan direaksikan dengan larutan HCl pekat, sehingga diperoleh larutan MgCl2. Mg(OH)2 (s) + 2H+ (aq) + 2Cl- (aq) → Mg2+ (aq) + 2Cl- (aq) + 2H2O (l)Selanjutnya larutan diuapkan sehingga diperoleh kristal MgCl2. Kristal kemudian dicairkan dan dielektrolisis, menghasilkan padatan Mg dan gas klor. Gas klor yang dihasilkan selanjutkan dapat dipakai dalam produksi HCl, dengan mereaksikannya dengan air.

Magnesium digunakan di fotografi, flares, pyrotechnics, termasuk incendiary bombs. Ia sepertiga lebih ringan dibanding aluminium dan dalam campuran logam digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat dan missile. Logam ini memperbaiki karakter mekanik, fabrikasi dan las aluminium ketika digunakan sebagai alloying agent. Magnesium digunakan dalam memproduksi grafit dalam cast iron, dan digunakan sebagai bahan tambahan conventional propellants. Ia juga digunakan sebagai agen pereduksi dalam produksi uranium murni dan logam-logam lain dari garam-garamnya. Hidroksida (milk of magnesia), klorida, sulfat (Epsom salts) dan sitrat digunakan dalam kedokteran. Magnesite (MgO) digunakan untuk refractory, sebagai batu bata dan lapisan di tungku-tungku pemanas.

Magnesium digunakan untuk membuat paduan logam (aliase). Magnesium sering dipadukan dengan alumunium – magnalium (Mg 15%, Al 83%, Ca 2%) dan duralium (Mg 0,5%, Al 95%, Cu 4% dan Mn 0.5%) kemudian dipadukan lagi dengan litium menjadi bahan pembuat pesawa terbang yang ringan namun kuat dan tahan korosi, serta tahan asam dan basa.

Magnesium juga digunakan untuk membuat kembang api dan blitz karena menghasilkan cahaya sangat terang bila magnesium dibakar.

Senyawa magnesium yang banyak digunakan dalam reaksi organic adalah pereaksi Grignard. Magnesiumsulfat hepta hidrat (garam Epsom) digunakan sebagai obat pencahar atau obat pensuci perut. Magnesium hidroksida digunakan sebagai obat untuk menetralkan kelebihan asam lambung.

3.Kalsium Calx – kapur

Walau kapur telah digunakan oleh orang-orang Romawi di abad kesatu, logam kalsium belum ditemukan sampai tahun 1808. Setelah mempelajari Berzelius dan Pontin berhasil

Page 16: unsur kimia

mempersiapkan campuran air raksa dengan kalsium (amalgam) dengan cara mengelektrolisis kapur di dalam air raksa, Davy berhasil mengisolasi unsur ini walau bukan logam kalsium murni.

Kalsium adalah logam metalik, unsur kelima terbanyak di kerak bumi. Unsur ini merupakan bahan baku utama dedaunan, tulang belulang, gigi dan kerang dan kulit telur. Kalsium tidak pernah ditemukan di alam tanpa terkombinasi dengan unsur lainnya. Ia banyak terdapat sebagai batu kapur, gipsum, dan fluorite. Apatite merupakan flurofosfat atau klorofosfat kalsium.

Kalsium memiliki 9 isotop. Isotop yang paling stabil adala Ca-42, Ca-43 dan Ca-44. Kalsium bersifat agak keras jika disbanding dengan yang lainnya.

Logam in digunakan sebagai agen pereduksi dalam mempersiapkan logam-logam lain semacam torium, uranium, zirkonium, dsb. Ia juga digunakan sebagai bahan reaksi deoksida dan desulfurizer atau decarburizer untuk berbagai macam campuran logam besi dan non-besi. Elemen ini juga digunakan sebagai agen pencampur logam aluminium, berilium, tembaga, timbal, dan campuran logam magnesium. Kalsium dipadukan dengan timbale sebagai elektroda dalam aki.

Senyawa alami dan senyawa buatan kalsium banyak sekali kegunaannya. Kapur mentah (CaO) merupakan basis untuk tempat penyaringan kimia dengan banyak kegunaan. Jika dicampur dengan pasir, ia akan mengeras menjadi campuran plester dengan mengambil karbon dioksida dari udara. Kalsium dari batu kapur juga merupakan unsur penting semen. Senyawa-senyawa penting lainnya adalah: karbid, klorida, sianamida, hipoklorida, dan sulfida.

CaO (kapur tohor) digunakan untuk pengikat pengotor (fluks) pada industry baja dan dapat dijadikan sloke lime ( kapur mati dengan mereaksikannya dengan air. CaO dan batu kapur (kalsium karbonat) banyak digunakan sebagai bahan bangunan. Seperti pada semen yang dibuat dengan memanaskan campuran kapur, pasir dan tanah liat pada temperature 1500 C untuk membuat kalsium silikat.CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)CaO (s) + SiO2 (s) → CaSiO3 (s) kalsium silikat

Kapur juga digunakan dalam pembuatan karbid ( CaC2). Karbid digunakan untuk menghasilkan gas asetilena/etilen (C2H2) yang bermanfaat untuk mempercepat pematangan buah-buahan.CaO (s) + 3C (s) → CaC2 (s) + CO (g)CaC2 (s) + 2H2O (l) → Ca(OH)2 (s) + C2H2 (g)

Kegunaan lain dari kapur adalah sebagai berikut:o Mengatur keasaman pada industry kertas, makanan dan gula.o Mengurangi keasaman pada tanah pertanian.o Menghilangkan SO2 dan hydrogen sulfide dari cerobong pabrik, terutama industry

metalurgi dan pembangkit listrik yang menggunakan bahan bakar fosil.CaO (s) + SO2 (g) → CaSO3 (s)CaO (s) + H2S (g) → CaS (s) + H2O (g)

Kalsium klorida dipakai dalam menetralkan sifat asam pada proses pengolahangula tebu, pengendalian pencemaran dan pengeringan alcohol. Ca(ClO)2 (kaporit) dipakai sebagai desinfektan. Ca3(PO4)2 digunakan untuk pupuk. Ca(CN)2 untuk membuat racun tikus. (C6H11NHSO3)2Ca.2H2O (kalsium siklamat) untuk pemanis minuman. Kalsium hidrosida untuk menghilangkan ksadahan air (prose Clare), pengolahan air limbah, dan pembuatan soda (proses Solvay).

Kalsium juga berperan penting dalam tubuh manusia, dalam pembentukan tulang, menjaga keseimbangan cairan tubuh dan banyak lagi.

Page 17: unsur kimia

Suatu larutan bening mengandung kaion alkali tanah, ditetesi dengan larutan NaOH mula-mula tebentuk endapan putih yang kemudian larut jika NaOH berlebih. Kation tersebut adalah kalsium.

4.Stronsium Strontian – kota di Scotland

Elemen ini berhasil diisolasi leh Davey dengan cara elektrolisis di tahun 1808, tetapi Adair Crawford di tahun 1790 menemukan mineral baru (strontianite) yang berbeda dengan mineral-mineral barium lainnya.

Strontium ditemukan sebagian besar dalam bentuk celestite (SrSO4) dan strontianite (SrCO3). Logam ini dapat dipersiapkan dengan cara elektrolisis klorida terfusi yang bercampur dengan kalium klorida. Atau bisa juga dengan cara mereduksi strontium oksida dengan aluminium di dalam vakum pada suhu dimana strontium tersuling. Ada tiga bentuk alotropik (rumus kimia sama tetapi bentuk fisik atau kristalnya berbeda) logam ini dengan titik transisi pada 235 dan 540 derajat Celcius.

Strontium lebih lunak dibanding kalsium dan terdekomposisi dalam air secara cepat. Stronsium sebenarnya berwarna perak, tetapi karena mudah teroksidasi warnanya menjadi agak kekuningan. Stronsium sangat reaktif dengan oksigen maupun dengan air. Ia tidak menyerap nitrogen dibawah suhu 380 derajat Celcius. Elemen ini harus direndam dalam minyak tanah (kerosene) untuk menghindari oksidasi. Logam strontium yang baru terbelah memiliki warna keperak-perakan, tapi dapat dengan cepat menjadi kuning jika teroksidasi. Logam ini jika terbelah secara halus dapat terbakar di udara secara spontan. Garam-garam strontium memberikan warna yang indah pada lidah api dan digunakan di pertunjukan kembang api dan produksi flares. Strontium alami merupakan campuran dari 4 isotop yang stabil. Sr-84, Sr-86, Sr-87, Sr-88.

Ada enam belas isotop Sr yang labil. Yang paling penting adalah 90Sr dengan paruh waktu sepanjang 29 tahun. Isotop ini salah satu produksi detonasi bom nuklir dan membahayakan kesehatan. Isotop ini juga merupakan pemancar sinar beta yang paling lama hidupnya dan digunakan pada alat-alat SNAP (Systems for Nuclear Auxiliary Power). Peralatan ini punya potensial kegunaan di pesawat antariksa, stasiun cuaca terpencil, alat navigasi terapung, dll karena ia ringan, tahan lama dan memiliki sumber listrik nuklir.

Kegunaan terbesar strontium pada saat ini adalah dalam produksi gelas kaca untuk tabung TV bewarna. Strontium juga digunakan dalam memproduksi magnet ferrite dan dalam penyulingan seng. Strontium titanate merupakan bahan menarik untuk aplikasi optik karena memiliki indeks pantul yang tinggi dan dispersi optik yang lebih besar daripada berlian. Senyawa tidak ditemukan secara alami di alam dan telah digunakan sebagai batu permata, tetapi sangat lunak. Stronsium juga digunakan dalam kembang api karena menghasilkan spectrum warna merah terang.

5.Barium Barys – berat

Baryta telah dibedakan dari kapur oleh Scheel di tahun 1774. Unsur ini ditemukan oleh Sir Humphrey Davy di tahun 1808.

Barium ditemukan hanya terkombinasi dengan unsur lainnya, terutama dengan sulfat dan karbonat dan dipersiapkan secara elektrolisis dengan klorida. Sumber utamanya dari barit (BaSO4) dan witerit (BaCO3).

Page 18: unsur kimia

Barium merupakan unsur metalik, lunak, dan barium murni bewarna perak keputih-putihan seperti timbal. Ia masuk golongan grup alkali dan mirip kalsium secara kimia. Logam ini teroksida dengan mudah dan harus disimpan dalam bensin atau bahan cair lainnya yang tidak mengandung oksigen. Barium terdekomposisi oleh air atau alkohol.

Logam ini digunakan sebagai getter dalam tabung vakum. Senyawa-senyawa yang penting adalah peroksida, klorida, sulfat, nitrat dan klorat. Lithopone, pigmen yang mengandung barium sulfat dan seng sulfida memiliki sifat penutup yang kuat dan tidak menjadi gelap atau hitam oleh sulfida. Barium sulfat digunakan dalam cat, diagnostik sinar x-ray dan dalam pembuatan kaca. Barite sering digunakan sebagai agen pemberat dalam fluida pengebor sumur minyak dan digunakan dalam pembuatan karet. Barium karbonat digunakan dalam racun tikus. Sedangkan nitrat dan klorat memberikan warna pada pertunjukan kembang api. Semua senyawa barium yang larut dalam air atau asam sangat berbahaya. Barium yang muncul secara alami merupakan campuran tujuh isotop. Dua puluh dua isotop radioaktif barium lainnya telah ditemukan. Ba-133 adalah salah satu contoh isotop barium yang labil.

Senyawa barium dapat diproduksi oleh industri, seperti industri minyak dan gas untuk membuat lumpur pengeboran. Barium juga digunakan untuk membuat cat, batu bata, ubin, kaca, dan karet dari barium sulfat. Selain itu, barium digunakan oleh dokter dalam melakukan tes medis dan pengambilan foto sinar-x. Barium masuk ke dalam udara selama proses pertambangan, pemurnian, produksi senyawa barium, dan dari pembakaran batubara serta minyak. Beberapa senyawa barium mudah larut dalam air dan ditemukan di danau atau sungai.

Paduan antara barit dengan ZnS mempunyai daya lapis baik dan tidak buram digunakan untuk cat. Witerit dapat digunakan untuk racun tikus, gelas optic dan keramik. Barium klorida dipakai untu zat aditif pelumas. Barium hidroksida dipakai untuk pereaksi analitik.

6.Radium Radius – sinar

Radium ditemukan pada tahun 1898 oleh Marie Curie dalam pitchblende atau uraninite di Bohemia Utara. Ada sekitar 1 gram radium dalam 7 ton pitchblende. Unsur ini diisolasi oleh Marie Curie dan Debierne di tahun 1911; dengan cara elektrolisis solusi radium klorida murni, yang menggunakan katoda air raksa. Cara lainnya adalah dengan distilasi radium klorida murni di atmosfir hidrogen.

Radium berwarna hampir putih bersih, namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam. Kemungkinan besar karena formasi nitrida. Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi. Radium diproduksi secara komersil sebagai bromida dan klorida. Sangat jarang unsur ini tersendiri tersedia dalam jumlah banyak.

Elemen ini terdekomposisi di dalam air dan lebih reaktif ketimbang barium. Radium memberikan warna merah menyala pada lidah api. Unsur ini memancarkan sinar alpha, beta, dan gamma dan jika dicampur dengan berilium akan memproduksi netron. Satu gram 226Ra mengalami disintegrasi 3.7 x 1010 per detik. Unit disintegrasi unsur curie didefinisikan dari 1 gram 226Ra tersebut. Ada 25 isotop radium yang diketahui. Isotop 226Ra adalah isotop yang banyak ditemukan, paling stabil dan memiliki paruh waktu1600 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon.

Pada mulanya, radium diambil dari bijih pitchblende yang ditemukan di Joachimsthal, Bohemia. Pasir carnotite di Colorado juga menghasilkan radium, tetapi bijih yang kaya akan unsur ini ditemukan di Congo (dulunya Republik Zaire) dan Danau Besar (Great Lake) di Kanada. Radium terkandung di dalam mineral uranium dan bisa diambil dari sampah hasil

Page 19: unsur kimia

pemrosesan uranium. Deposit uranium yang besar terletak di Ontario, Kanada, negara bagian New Meksiko dan Utah di AS, dan di Australia. Radium diperoleh dari peluruhan logam-logam berat.

Radium digunakan dalam memproduksi cat yang menyala dengan sendirinya, sumber netron dan dalam kedokteran. Dalam dunia kedokteran, radium digunakan dalam terapi kanker dan penyakit-penyakit lainnya. Beberapa isotop yang baru saja ditemukan seperti 60Co juga digunakan menggantikan radium dalam aplikasi-aplikasi tersebut. Beberapa sumber ini sangat kuat dan yang lainnya sangat aman digunakan. Radium kehilangan sekitar 1% dari aktifitasnya dalam 25 tahun, karena tertransformasikan menjadi unsur-unsur yang lebih ringan. Timbal merupakan hasil akhir disentegrasi radium. Radium harus disimpan di ruangan dengan ventilasi yang baik untuk menghindari pembentukan radon.

Radium, jika tertelan, terhirup ataupun terekspos pada tubuh menjadi sangat berbahaya dan dapat menyebabkan kanker. Batas maksimum untuk 226Ra adalah 7400 becquerel.

Golongan IIIA

1.Boron / Buraq, burah

Senyawa boron telah diketahui sejak ribuan tahun yang lalu, tetapi unsur ini tidak ditemukan sampai tahun 1880 oleh Sir Humpry Davy, Gay-Lussac, dan Thenard.

Elemen metaloid trivalen, boron banyak terdapat di batu borax. Ada dua alotrop boron; boron amorfus adalah serbuk coklat, tetapi boron metalik berwarna hitam. Bentuk metaliknya keras (9,3 dalam skala Moh) dan konduktor yang buruk dalam suhu ruang. Tidak pernah ditemukan bebas dalam alam. Boron bersifat dia magnetic.

Metaloid ( metallon – logam, eidos – mirip) adalah kelompok unsur kimia yang memiliki sifat antara logam dan non-logam. Metaloid sulit dibedakan dengan logam, perbedaan utamanya adalah bahwa umumnya metaloid adalah semikonduktor sedangkan logam adalah konduktor. Ada tujuh unsur yang dikelompokkan sebagai metaloid, yaitu boron (B), silikon (Si), germanium (Ge), arsen (As), antimon (Sb), telurium (Te), polonium (Po), dan astatin (At).

Dalam tabel periodik, metaloid membentuk garis diagonal dari boron ke polonium. Unsur-unsur di kanan atas garis ini termasuk non-logam sedangkan yang berada di kiri bawah adalah logam.

Unsur ini tidak ditemukan di alam, tetapi timbul sebagai asam othorboric dan biasanya ditemukan dalam sumber mata air gunung berapi dan sebagai borates di dalam boron dan colemantie. Ulexite, mineral boron yang lain dianggap sebagai serat optik alami.

Sumber-sumber penting boron adalah rasorite (kernite) dan tincal (bijih borax). Kedua bijih ini dapat ditemukan di gurun Mojave. Tincal merupakan sumber penting boron dari Mojave. Deposit borax yang banyak juga ditemukan di Turki.

Boron muncul secara alami sebagai campuran isotop 10B sebanyak 19.78% dan isotop 11B 80.22%. Kristal boron murni dapat dipersiapkan dengan cara reduksi fase uap boron triklorida atau tribomida dengan hidrogen pada filamen yang dipanaskan dengan listrik. Boron yang tidak murni (amorphous boron) menyerupai bubuk hitam kecokletan dan dapat dipersiapkan dengan cara memanaskan boron trioksida dengan bubuk magnesium.

Boron dengan kemurnian 99.9% telah diproduksi dan tersedia secara komersil. Boron bukan konduktor listrik yang bagus pada suhu ruangan, tetapi pada suhu yang lebih tinggi.

Page 20: unsur kimia

Boron yang tidak murni digunakan pada pertunjukan kembang api untuk memberikan warna hijau dan dalam roket sebagai pemicu. Senyawa boron yang paling komersial adalah Na2B4O7.5H2O. Pentrahidra ini digunakan dalam jumlah yang banyak dalam pembuatan serat gelas yang dijadikan insulasi (insulation fiberglass) dan pemutih sodium perborat (sodium perborate bleach).Asam borik juga merupakan senyawa boron yang penting dan digunakan dalam produk tekstil. Senyawa-senyawa boron lainnya digunakan dalam pembuatan kaca borosilica dan dalam penyembuhan arthritis.

Isotop boron-10 digunakan sebagai kontrol pada reaktor nuklir, sebagai tameng pada radiasi nuklir dan dalam instrumen-instrumen yang digunakan untuk mendeteksi netron. Boron nitrida memiliki sifat-sifat yang cemerlang karena ia sekeras berlian, dapat digunakan sebagai insulator listrik walau dapat menghantar panas seperti logam. Senyawa ini juga memiliki sifat lubrikasi seperti grafit. Boron hidrida dapat dengan mudah dioksidasi dan melepaskan banyak energi dan pernah digunakan sebagai bahan bakar roket. Penawaran terhadap filamen boron juga meningkat karena bahan ini kuat dan ringan dan digunakan sebagai struktur pesawat antariksa.

Boron mirip dengan karbon dalam memiliki kapasitas membentuk jaringan molekul dengan ikatan kovalen. Karbonat, metalloboran, fosfakaboran dan semacamnya terdiri dari ribuan senyawa.

Unsur boron dan borat tidak dianggap berbahaya, dan perlu penanganan khusus. Walau begitu, beberapa senyawa boron hidrogen sangat beracun dan memerlukan penanganan ekstra hati-hati.

2.Aluminium alumen, alum

Orang-orang Yunani dan Romawi kuno menggunakan alum sebagai cairan penutup pori-pori dan bahan penajam proses pewarnaan. Pada tahun 1761 de Morveau mengajukan nama alumine untuk basa alum dan Lavoisier, pada tahun 1787, menebak bahwa ini adalah oksida logam yang belum ditemukan.

Wohler yang biasanya disebut sebagai ilmuwan yang berhasil mengisolasi logam ini pada 1827, walau aluminium tidak murni telah berhasil dipersiapkan oleh Oersted dua tahun sebelumnya. Pada 1807, Davy memberikan proposal untuk menamakan logam ini aluminum (walau belum ditemukan saat itu), walau pada akhirnya setuju untuk menggantinya dengan aluminium. Nama yang terakhir ini sama dengan nama banyak unsur lainnya yang berakhir dengan “ium”.

Aluminium juga merupakan pengejaan yang dipakai di Amerika sampai tahun 1925 ketika American Chemical Society memutuskan untuk menggantikannya dengan aluminum. Untuk selanjutnya pengejaan yang terakhir yang digunakan di publikasi-publikasi mereka.

Alumunium merupakan logam yang paling melimpah. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga. Aluminium murni, logam putih keperak-perakan memiliki karakteristik yang diinginkan pada logam. Ia ringan, tidak magnetik dan tidak mudah terpercik, merupakan logam kedua termudah dalam soal pembentukan, dan keenam dalam soal ductility.

Aluminium merupakan konduktor listrik yang baik. Terang dan kuat. Merupakan konduktor yang baik juga buat panas. Hal ini disebabkan oleh electron valensi dari atom logam yang bebas bergerak dia antara inti-inti atom logam tersebut. Antara atom logam terdapat ikatan logamyang disebabkan adanya gaya tarik menarik muatan positif (kumpulan inti atom) dengan muatan

Page 21: unsur kimia

negative (kumpulan elktron valensi). Hal itulah yang membuat logam berbentuk padat (kristal). Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang. Tahan korosi.

Logam alumunium mempunyai ikatan logam yang lebih besar dari magnesium dan natrium karena ikatan logam semakin besar jika electron valensi logam semakin besar. Semakin besar ikatan logam, maka tingkat kekerasan dan titik leleh, titik didih akan semakin besar.

Metoda untuk mengambil logam aluminium adalah dengan cara mengelektrolisis alumina yang terlarut dalam cryolite. Metoda ini ditemukan oleh Hall di AS pada tahun 1886 dan pada saat yang bersamaan oleh Heroult di Perancis. Cryolite, bijih alami yang ditemukan di Greenland sekarang ini tidak lagi digunakan untuk memproduksi aluminium secara komersil. Penggantinya adalah cariran buatan yang merupakan campuran natrium, aluminium dan kalsium fluorida.

Proses pengolahan alumunium dari bijih bauksit terdiri dari dua tahap, yaitu tahap pemurnian dan dahap elektrolisis. Proses pemurnian ini didasarkan dari sifat amfoter oksida alumunium tersebut. Jika bauksit dilarutkan dalam larutan NaOH pekat, oksida bauksit akan larut, sedangkan zat pengotornya yang terdiri dari SiO2, Fe2O3 dan TiO2 tidak larut.Al2O3 (s) + 2NaOH (aq) → 2NaAlO2 (aq) + H2O (l)

Untuk memisahkan pengotor larutan dengan cara menambahkan HCl sehingga diperoleh endapan Al(OH)3.NaAlO2 (aq) + HCl (aq) + H2O (l) → Al(OH)3 (s) + NaCl (aq)

Selanjutnya endapan disaring lalu dipanaskan sehingga diperoleh oksida Al2O3 murni.2Al(OH)3 (s) → Al2O3 (s) + 3H2O (g)

Tahap kedua adalah proses elektrolisis, yaitu mereduksi Al2O3 untuk mendapatkan logam alumunium. Proses elektrolisi ini dikenal sebagai proses hall sebab ditemukan oleh Charles Martin Hall pada tahun 1886. Pada proses ini Al2O3 dicampur dengan kriolit yang berfungsi untuk menurunkan titik leleh Al2O3 dari 2000 C jadi 1000 C. Ketika campuran ini meleleh, kriolit sekaligus berfungsi sebagai pelarut. Dinding bejana tempat campuran dilelehkan terbuat dari besi baja yang dilapisi dengan karbon (grafit) yang berfungsi sebagai katode pada system elektolisis. Batang-batang karbon yang dicelupkan berfungsi sebagai anode.2Al2O3 (l) → 4Al(l) + 3O2 (g)

Perlu kita ketahui, selama elktrolisis berlangsung terjadi pengurangan dari anode karena karbon akan teroksidasi membentuk gas CO2.C (s) + 2O2- → CO2 (g) + 4e-

Aluminium merupakan logam yang paling banyak ditemukan di kerak bumi (8.1%), tetapi tidak pernah ditemukan secara bebas di alam. Selain pada mineral yang telah disebut di atas, ia juga ditemukan di granit dan mineral-mineral lainnya.

Mineral utama aluminium adalah biji bauksit ( Al2O3 . nH2O ) dan kriolit (Na3AlF6) Kedua mineral ini merupakan sumber utama untuk mendapatkan logam alumunium. Sumber bauksit terdapat di pulau Bintan dan Kalimantan Barat. Mineral lai yang mengandung alumunium adalah granit dan tanah liat yang merupakan senyawa aluminasilikat, yaitu senyawa yang mengandung aluminium, silicon dan oksigen. Akan tetapi, mineral ini tidak dijadikan sumber untuk mendapatkan aluminium karena pengolahannya membutuhkan biaya besar sehingga kurang ekonomis.

Aluminium terdapat dalam penggunaan aditif makanan, antasida, buffered aspirin, astringents, semprotan hidung, antiperspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil, peralatan masak, kaleng, keramik , dan kembang api.

Page 22: unsur kimia

Alumunium dalam bentuk bubuk dipanaskan dapat menjadi mudah terbakar dan meledak di udara. Debu bauksit jika terhirup dapat menimbulkan iritasi dan beracun.

Aluminium banyak digunakan sebagai peralatan dapur, bahan konstruksi bangunan dan ribuan aplikasi lainnya dimanan logam yang mudah dibuat, kuat dan ringan diperlukan.Walau konduktivitas listriknya hanya 60% dari tembaga, tetapi ia digunakan sebagai bahan transmisi karena ringan. Aluminium murni sangat lunak dan tidak kuat. Tetapi dapat dicampur dengan tembaga, magnesium, silikon, mangan, dan unsur-unsur lainnya untuk membentuk sifat-sifat yang menguntungkan.

Campuran logam ini penting kegunaannya dalam konstruksi pesawat modern dan roket. Logam ini jika diuapkan di vakum membentuk lapisan yang memiliki reflektivitas tinggi untuk cahaya yang tampak dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam dibawahnya dari proses oksidasi sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan untuk memproteksi kaca teleskop dan kegunaan lainnya.

Aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Ditemukan di rumah sebagai panci, botol minuman ringan, tutup botol susu dsb. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disks.

Senyawa yang memiliki kegunaan besar adalah aluminium oksida, sulfat, dan larutan sulfat dalam kalium. Oksida aluminium, alumina muncul secara alami sebagai ruby, safir, corundum dan emery dan digunakan dalam pembuatan kaca dan tungku pemanas.

Identifikasi aluminium dapat dilakukan dengan melarutkan senyawanya dalam NaOH pekat. Pengujian kation Al3+ dalam KOH akan membentuk endapan putih alumunium hidroksida.

Alumunium hidroksida bersifat amfoter, artinya ia dapat bereaksi dengan asam maupun basa.Al(OH)3 (s) + 3H+ (aq) → Al3+ (aq) + 3H2O (l)Al(OH)3 (s) + OH- (aq) → AlO2

- (aq) + 2H2O (l)Alumunium tidak bereaksi denga air pada suhu biasa, tetapi dapat bereaksi dengan uap air

panas.2Al (s) + 6H2O (uap panas) → 2 Al(OH)3 (aq) + 3H2 (g)

Reaksi alumunium dengan uap air panas ini berjalan tersendat-sendat, sebab endapan alumunium hidroksida akan melapisi logam alumunium bahkan reaksi ini dapat berhenti. Akan tetapi jika lapisan alumunium hodroksida dipisahkan, reaksi dapat berjalan kembali.

3.Galium Gallia-Perancis Gallus – ayam jantan

Unsur ini diprediksi dan disebut Mendeleev sebagai ekaaluminum dan ditemukan secara spektroskopik oleh Lecoq de Boisbaudran pada tahun 1875, yang pada tahun yang sama berhasil mengambil logam ini secara elektrolisis dari solusi hidroksida di KOH.

Unsur ini satu dari empat logam: raksa, cesium dan rubidium yang dapat berbentuk cair dekat pada suhu ruangan. Oleh karena itu galium dapat digunakan pada termometer suhu tinggi.

Galium memiliki tekanan uap rendah pada suhu tinggi.Ada tendensi yang kuat untuk galium menjadi super dingin dibawah titik bekunya. Oleh karena itu proses seeding diperlukan untuk menginisiasi solidifikasi.

Galium yang sangat murni bewarna keperakan dan logam ini memuai sebayak 3.1% jika berubah dari bentuk cair ke bentuk padat. Oleh karena itu, galium tidak boleh disimpan dalam

Page 23: unsur kimia

gelas atau kontainer logam karena ia akan merusak tempatnya jika galium tersolidifikasi. Elemen ini tidak rentan terhadap serangan asam-asam mineral.

Galium merupakan sebuah logam miskin yang jarang, dan lembut, gallium merupakan benda padat yang mudah rapuh pada suhu rendah namun mencair lebih lambat di atas suhu kamar dan memang akan melebur di tangan.

Logam miskin atau logam post-transisi adalah unsur logam dari blok-p dari tabel periodik, terjadi antara metalloid dan logam transisi. Mereka lebih elektropositif dari logam transisi, tetapi kurang dibanding dengan logam alkali dan logam bumi alkalin. Titik leleh dan titik didih mereka biasanya lebih renda dibanding dengan logam transisi, dan mereka lebih lunak.Logam miskin adalah aluminium, gallium, indium, stannum, thallium, timbal, dan bismuth. Unsur 113 sampai 116 dimasukan ke kategori ini untuk sementara, dan sementara dikenal sebagai: ununtrium, ununquadium, ununpentium dan ununhexium.

Galium sering ditemukan sebagai elemen yang terkandung di dalam diaspore, sphalerite, germanite, bauksit dan batubara. Analisa debu dari hasil pembakaran batubara pernah menunjukkan kandungan galium sebanyak 1.5%.

Galium membasahi gelas atau porselen dan membentuk kaca yang menakjubkan jika dicat pada gelas. Unsur ini banyak digunakan sebagai bahan doping untuk semikonduktor dan transistor.

Galium arsenide dapat mengubah aliran listrik menjadi cahaya dan dapat dipakai sebagai bahan campuran logam, semikonduktor, terutama dalam dioda pemancar cahaya.

Galium memiliki dua isotop stabil, yaitu Ga-69 dan Ga-71.

4.Indium Berasal dari garis terang indigo pada spektrumnya

Unsur ini ditemukan oleh Reich and Richter, yang kemudian mengisolasi logam ini. Sampai pada tahun 1924, hanya satu gram yang tersedia di seluruh dunia dalam bentuk terisolasi. Ketersediaanya mungkin sebanyak perak. Sekitar 4 juta troy ons indium diproduksi di negara-negara maju. Kanada memproduksi lebih dari 1 juta troy ons setiap tahunnya.

Elemen ini tersedia dalam bentuk murni. Indium sangat lunak, putih keperak-perakan, dapat membasahi gelas.

Indium sering diasosiasikan dengan seng dan dari bahan inilah indium diproduksi secara komersil. Ia juga ditemukan di bijih besi, timbal dan tembaga.

Indium digunakan sebagai bahan campuran logam, campuran logam poros, transistor germanium, termistor dan fotokonduktor. Ia dapat dilapisi pada logam dan diuapkan pada gelas untuk membentuk kaca sebagus yang tebuat dari perak tetapi tidak rentan korosi atmosfir.

Indium memiliki satu isotop stabil, yaitu In-113.

5.Talium Thallos – ranting hijau

Talium ditemukan secara spektroskopis oleh Crookes pada tahun 1861. Nama elemen ini diambil dari garis hijau di spektrumnya. Logam ini berhasil diisolasi oleh Crookes dan Lamy pada tahun 1862 pada saat yang bersamaan.

Oksida akan terbentuk jika membiarkan talium di udara dan hidrida dapat terbentuk jika tercampur dengan air. Logam ini sangat lunak dan mudah dibentuk. Ia dapat dipotong dengan pisau. Talium memiliki 25 isotop dengan berat atom terbentang dari 184 sampai 210. Talium alami adalah campuran dua isotop. Campuran logam raksa-talium yang membentuk eutectic pada

Page 24: unsur kimia

8.5% talium diberitakan membeku pada titik -60 Celcius, sekitar 20 derajat dibawah titik beku raksa.

Talium terdapat di crooksite, lorandite, dan hutchinsonite. Ia juga ada dalam pyrites dan diambil dengan cara memanggang bijih ini. Talium juga dapat diambil dengan cara melebur bijih timbal dan seng. Proses pengambilan talium agak kompleks dan tergantung sumbernya. Manganes nodules, ditemukan di dasar samudera juga mengandung talium.

Talium sulfat banyak digunakan sebagai pembasmi tikus dan semut karena ia tak berbau dan tidak memiliki rasa. Tapi senyawa ini telah dilarang kegunaannya di AS sejak tahun 1975. Konduktivitas talium sulfida berubah sesuai dengan eksposenya terhadap sinar infra merah. Kristal talium bromida-iodida telah digunakan sebagai bahan optik. Talium beserta sulfur atau selenium dan arsenik juga telah digunakan untuk membuat gelas dengan titik lebur rendah antara 125 ? 150 derajat Celcius. Gelas ini diberitakan memiliki sifat yang sama dengan gelas biasa pada suhu ruangan tetapi lebih tanah lama di dalam air. Talium oksida digunakan untuk membuat kaca gelas dengan indeks refraksi yang tinggi.

Elemen ini dan senyawa-senyawanya sangat beracun dan harus ditangani secara hati-hati. Kontak dengan kulit sangat membahayakan dan ketika mencairkan logam ini, perlu ventilasi udara yang cukup. Eskpos terhadap talium (senyawanya yang terlarut) tidak boleh melebihi 0.1 mg/m3 (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per minggu).

Logam ini sangat beracun dan pernah digunakan sebagai bahan racun tikus dan insektisida. Sejak diketahui adanya kemungkinan bahwa unsur ini dapat menyebabkan kanker (walaupun EPA tidak mengklasifikasikannya sebagai karsinogen), penggunaan unsur ini untuk keperluan tersebut telah dikurangi atau dilarang di banyak negara. Talium juga dipergunakan sebagai detektor inframerah.

Golongan IVA

Sebagai pembuka pada bahasan golongan IVA, mari kita bahas mengenai kecenderungan sifat logam dan nonlogam dari atas ke bawah.

Kecenderungan dari non-logam ke logam jika anda turun dalam satu golongan jelas terlihat pada struktur unsur-unsur itu sendiri.

Karbon pada posisi paling atas mempunyai struktur kovalen raksasa dengan dua allotropi yang sangat dikenal – intan dan grafit.

Intan memiliki struktur tiga dimensi dari atom-aton karbon yang masing-masing tergabung secara kovalen dengan 4 atom lainnya.

Struktur yang sama seperti ini ditemukan pada silikon, germanium, dan pada salah satu allotropi timah – "timah abu-abu" atau "alfa-timah".

Allotropi yang umum untuk timah ("timah putih" atau "beta-timah") merupakan logam dan atom-atomnya terikat oleh ikatan logam. Strukturnya berupa terjejal yang terdistorsi. Pada struktur terjejal, masing-masing atom dikelilingi oleh 12 atom tetangga terdekat.Selanjutnya anda dapatkan timbal, atom-atomnya tersusun dalam struktur logam berkoordinasi 12.

Hal itu merupakan kecenderungan yang jelas dari ikatan kovalen yang umum ditemukan pada non-logam dan ikatan logam pada logam, dengan perubahan yang jelas, terdapat dua struktur yang sangat berbeda pada timah.

Bagaimana dengan titik didih dan leleh unsur-unsur golongan IVA dari atas ke bawah? Sangat sulit membuat alasan yang masuk akal tentang pengaruh perubahan dari ikatan kovalen

Page 25: unsur kimia

ke ikatan logam. Kecenderungan menggambarkan ikatan kovalen atau ikatan logam makin lemah dengan makin besarnya atom dan makin panjang ikatan. Secara kasar, dapat dikatakan bahwa titik didih dan leleh dari atas ke bawah semakin keci, kecuali titik leleh timah dan timbal. Titik leleh timah yang lebih rendah dibandingkan dengan timbal dikarenakan timah membentuk struktur koordinasi 12 yang terdistorsi, bukan murni. Nilai titik leleh dan titik didih timah pada tabel merupakan nilai untuk logam timah putih.

Terdapat perbedaan yang jelas antara non-logam dan logam jika anda melihat kerapuhan unsurnya.

Karbon sebagai intan, tentu, sangat keras – menggambarkan kekuatan ikatan kovalen. Namun demikian, jika anda memukulnya dengan palu, intan akan pecah. Anda memerlukan energi yang cukup untuk memecah keberadaan ikatan karbon-karbon.

Silikon, germanium, dan timah abu-abu (semuanya memiliki struktur yang sama dengan intan) juga berupa padatan yang rapuh.

Timah putih dan timbal mempunyai struktur logam. Atom-atom dapat diputar satu sama lain tanpa menimbulkan kerusakan permanen pada ikatan logam – disebabkan oleh sifat-sifat logam yang umum seperti dapat ditempa dan dapat diubah bentuknya. Timbal merupakan logam yang lunak.

Karbon sebagai intan tidak menghantarkan listrik. Pada intan elektron terikat erat dan tidak bebas bergerak.

Tidak seperti intan (yang tidak menghantarkan listrik), silikon, germanium, dan timah abu-abu merupakan semikonduktor.

Timah putih dan timbal merupakan logam yang dapat menghantarkan listrik. Hal itu merupakan kecenderungan sifat konduktivitas karbon sebagai intan yang berupa non-logam, dan timah putih dan timbal yang merupakan logam.

Hal itu merupakan kecenderungan sifat konduktivitas karbon sebagai intan yang berupa non-logam, dan timah putih dan timbal yang merupakan logam.

Suatu atom yang elektronegativitasnya rendah, kurang kuat menarik elektron. Artinya bahwa atom ini akan cenderung kehilangan pasangan elektron bila berikatan dengan atom lain. Atom yang kita amati cenderung membawa muatan positif parsial atau membentuk ion positif.Sifat logam biasanya dikaitkan dengan elektronegativitas yang rendah.Elektronegativitas turun dari karbon ke silikon, tetapi setelah itu terjadi ketidakteraturan. Karena itu sepertinya tidak ada kecenderungan hubungan antara non-logam hingga logam dengan elektronegativitas.

Unsur golongan 4 tidak ada yang membentuk ion 1+, jadi mengamati energi ionisasi pertama saja tidak berguna. Beberapa unsur membentuk ion 2+ dan (untuk beberapa tingkat) 4+.Tabel pertama menunjukkan energi ionisasi total yang diperlukan untuk membentuk ion 2+, bervariasi dari atas ke bawah dalam satu golongan. Nilainya dinyatakan dalam kJ mol-1.

Energi ionisasi cenderung turun dari atas ke bawah dalam satu golongan – meskipun ada sedikit peningkatan pada timbal. Kecenderungan ini karena:

Atom-atom menjadi lebih besar karena bertambahnya elektron. Elektron terluar makin jauh dengan inti atom, sehingga daya tarik inti kurang – dan elektron lebih mudah lepas.

Elektron terluar terlindungi dari pengaruh inti dengan bertambahnya elektron yang lebih dalam. Dua pengaruh tersebut lebih besar dibanding pengaruh kenaikan muatan inti.

Page 26: unsur kimia

Jika anda melihat besarnya energi ionisasi yang diperlukan untuk membentuk ion 4+, polanya sama, tetapi tidak semuanya mirip. Sekali lagi, nilainya dinyatakan dalam kJ mol-1.

Anda memerlukan energi ionisasi dalam jumlah besar untuk membentuk ion 2+, dan lebih besar lagi untuk membentuk ion 4+.

Namun demikian, pada tiap contoh ada penurunan energi ionisasi jika anda bergerak dari atas ke bawah dalam satu golongan yang sepertinya menjadikan timah dan timbal dapat membentuk ion positif – namun demikian, tidak ada indikasi dari gambar ini bahwa mereka mungkin membentuk ion positif.

Energi ionisasi karbon pada puncak golongan terlalu besar dan tidak memungkinkan untuk membentuk ion positif yang sederhana.

1.Karbon Carbo-arang

Karbon, suatu unsur yang telah ditemukan sejak jaman pra-sejarah sangat banyak ditemukan di alam. Karbon juga banyak terkandung di matahari, bintang-bintang, komet dan amosfir kebanyakan planet. Karbon dalam bentuk berlian mikroskopik telah ditemukan di dalam beberapa meteor yang jatuh ke bumi. Berlian alami juga ditemukan di kimberlite pipa gunung berapi, di Afrika Selatan, Arkansas dan beberapa tempat lainnya. Berlian sekarang ini diambil dari dasar samudera di lepas pantai Cape of Good Hope. Sekitar 30% berlian industri yang dipakai di AS sekarang ini merupakan hasil sintesis.

Energi dari matahari dan bintang-bintang dapat diatribusikan setidaknya pada siklus karbon-nitrogen. Pada suhu kamar karbon berwujud padatan.

Karbon adalah unsur sangat tidak reaktif. Kalaupun bereaksi, tidak ada kecenderungan atom-atom karbon kehilangan electron–electron terluar untukmembentuk ion C4+. Ion-ion kecil ini mempunyai rapatan muatan yang sangat tinggi sehinggga keberadaaanya tidak dimungkinkan. Namub, atom-atom karbon biasanya bereaksi dengan persekutuan electron membentuk ikatan kovalen.

Karbon ditemukan di alam dalam tiga bentuk alotropik: amorphous, grafit dan berlian. Diperkirakan ada bentuk keempat, yang disebut karbon putih. Ceraphite (serafit) merupakan bahan terlunak, sedangkan belian bahan yang terkeras. Grafit ditemukan dalam dua bentuk: alfa dan beta. Mereka memiliki sifat identik., kecuali struktur kristal mereka. Grafit alami dilaporkan mengandung sebanyak 30% bentuk beta, sedangkan bahan sintesis memiliki bentuk alfa. Bentuk alfa hexagonal dapat dikonversi ke beta melalui proses mekanikal, dan bentuk beta kembali menjadi bentuk alfa dengan cara memanaskannya pada suhu di atas 1000 derajat Celcius.

Pada tahun 1969, ada bentuk alotropik baru karbon yang diproduksi pada saat sublimasi grafit pirolotik (pyrolytic graphite) pada tekanan rendah. Di bawah kondisi free-vaporization (vaporisasi bebas) di atas 2550K, karbon putih terbentuk sebagai kristal-kristal tranparan kecil pada tepian grafit. Saat ini sangat sedikit informasi yang tersedia mengenai karbon putih.

Alotropi intan merupakan zat paling keras di aalm, sedangkan grafit bersifat rapuh. Perbedaan ini disebabkan ikatan dalam strukturnya. Dalam intan, masing-masing atom karbon dikelilingi dengan penataan tetrahedral atom karbon lain dan membentuk nolekul besar. Struktur ini distabilkan dengan ikatan kovalen yang dibentuk oleh tumpang tindih orbital atom karbon terhibridasi sp3. Sedangkan struktur grafit berupa lapisan-lapisan atom karbon yang tetata dalam bentuk cincin enam anggota. Masing-masing atom karbon dalam tiap lapisan grafit dikelilingi oleh tiga atom karbon lain dalam penataan trigonal planar. Setiap ikatan membentuk ikatan yang lemah.

Page 27: unsur kimia

Unsur karbon di dalam kerak bumi terdapat dalam bentuk bebas (missal grafit dan intan) dan juga dalam bentuk senyawanya. Senyawaan alamiah karbon yang utama adalah zat-zat organic. Selain itu senyawa karbon terdapat dalam bahan yang berasal dari makhluk hidup seperti arang dan minyak bumi. Senyawaan karbon lainnya adalah senyawaan karbon anorganik, yaitu senyawa karbon dioksida dan batuan karbonat dari unsur IIA.

Karbon terdapat di dalam semua makhluk hidup dan merupakan dasar kimia organik. Unsur ini juga memiliki keunikan dalam kemampuannya untuk membentuk ikatan kimia dengan sesama karbon maupun banyak jenis unsur lain, membentuk hampir 10 juta jenis senyawa yang diketahui. Senyawa-senyawa karbon sangat banyak jumlahnya, terutama dalam senyawa hidrokarbon dan biomolekul. Senyawa hidrokarbon terus disintesis hingga jumlanya banyak. Pada bahasan kali ini tidak akan diuraikan mengenai senyawa hidrokarbon. Hanya akan diberikan sedikit contoh senyawa-senyawa karbon.

Karbon dioksida ditemukan di atmosfir bumi dan terlarut dalam air. Karbon juga merupakan bahan batu besar dalam bentuk karbonat unsur-unsur berikut: kalsium, magnesium, dan besi. Batubara, minyak dan gas bumi adalah hidrokarbon. Karbon sangat unik karena dapat membentuk banyak senyawa dengan hidrogen, oksigen, nitrogen dan unsur-unsur lainnya.

Dalam banyak senyawa ini atom karbon sering terikat dengan atom karbon lainnya. Ada sekitar sepuluh juta senyawa karbon, ribuan di antaranya sangat vital bagi kehidupan. Tanpa karbon, basis kehidupan menjadi mustahil. Walau silikon pernah diperkirakan dapat menggantikan karbon dalam membentuk beberapa senyawa, sekarang ini diketahui sangat sukar membentuk senyawa yang stabil dengan untaian atom-atom silikon. Atmosfir planet Mars mengandung 96,2% CO2.

Senyawa anorganik karbon dapat berupa oksida asam dan garam 9bentuk mineral).Beberapa senyawa-senyawa penting karbon adalah karbon dioksida (CO2), karbon

monoksida (CO), karbon disulfida (CS2), kloroform (CHCl3), karbon tetraklorida (CCl4), metana (CH4), etilen (C2H4), asetilen (C2H2), benzena (C6H6), asam cuka(CH3COOH) dan turunan-turunan mereka.

Karbon memiliki 7 isotop. Pada tahun 1961, organisasi International Union of Pure and Applied Chemistry mengadopsi isotop karbon-12 sebagai dasar berat atom. Isotop yang stabil adalah C-12 dan C-13. Karbon-14, isotop dengan paruh waktu 5715 tahun, telah digunakan untuk menghitung umur bahan-bahan organik seperti pohon dan spesimen-spesimen arkeologi.

Karbon bereaksi langsung dengan fluorin, sedangkan dengan unsur halogen ainnya bereaksi secara tidak langsung.C (s) + 2F2 (g) → CF4 (l) reaksi langsungCH4 (g) + Cl2 (g) → CH3Cl (g) + HCl (g) reaksi tidak langsung

Jika dipanaskan dalam udara, maka unsur-unsur karbon bereaksi dengan oksigen / reaksi pembakaranyang bersifat eksotermik membentuk oksida karbondioksida. Oksida karbondioksida bersifat asam dan bereaksi dengan air menghasilkan larutan asam lemah asam karbonat.

Asam karbonat bila ditambahkan ke dalam minuman (minuman berkarbonasi), akan memberikan rasa tajam yang menyegarkan. Asam karbonat merupakan bahan baku dalam pembuatan garam-garam karbonat.

Grafit baik yang alamiah maupun sintetik mempunyai banyak kegunaan. Karbon dapat digunakan sebagai bahan hitam dalam pensil biasa, pigmen dalam cat hitam, bahan pembuatan krus (mangkok untuk bahan kimia), electrode pada suhu yang sangat tinggi dan sebagai pelumas kering.

Page 28: unsur kimia

Jika serbuk grafit didispersikan dengn minyak, akan dihasilkan pelumas cair. Intan, terutama yang bernoda dan kecil-kecil digunakan dalam industry untuk membuat bubuk penggosok yang paling keras untuk roda pengasah, ujung mata bor dn gigi gergaji.

Karbondioksida dalam udara berfungsi untuk menjaga suhu permukaan bumi pada malam hari agar tidak terlalu dingin. Karbondioksida dalam udara dapat menyerap sinar infra merah (sinar yang mengandung energy panas) dari sinar matahari yang dipantulkan ke bumi. Pada malam hari, CO2 melepaskan sinar infra merah tersebut ke permukaan bumi yang dingin sehingga permukaan bumi menjadi hangat. Sifat CO2 yang dapat menyerap sinar infra merah lalu memantulkannya kembali ke permukaan bumi disebut efek rumah kaca. Akan tetapi, bila kadar CO2 terlalu tinggi di udara dapat mengakibatkan suhu permukaan bumi bertambah panas sehingga terjadi pemanasan global (pemanasan yang merata di permukaan bumi). Akibatnya es di kutub akan mencair dan dapat menimbulkan banjir.

Dalam kehidupan sehari-hari, karbon dapat diperoleh dalam berbagaibentuk (karbon amorf), yaitu arang, kokas, bubuk karbon (carbon black) dan bahan hitam tulang (bone-black). Jika batubara dipanaskan tanpa udara, menghasilkan residu dengan kadar karbon yang tinggi dikenal sebagai kokas (ampas batu arang). Penyulingan dari kayu dan bahan organic lainnya menghasilkan arang. Pembakaran tidak sempurna dari gas alam menghasilkan nyala berasap, dan asap ini dapat disimpan sebagai jelaga yang halus disebut karbon hitam. Yang terakhir adalah pemanasan sukrosa tanpa udara menghasilkan karbon murni yang disebut bahan hitam tulang.

Produksi grafit secara komersial dilakukan dengan cara sublimasi, yaitu pemanasan berbagai bentuk karbon (misalnya pemanasan arang atau kokas) sampai suhu tinggi tanpa udara. Ketika didinginkan, uap ini akan mengembun dalam bentuk grafit.

Karbon dapat digunakan dalam memperkirakan umur fosil, pengecoran logam, industry karet dan tinta, pemotong kaca. CO untuk reduktor pada pengolahan logam. siC dapag digunakan dalam pembuatan amplas.

2.Silikon Silex,sillicis,flint

Davy pada tahun 1800 menganggap silika sebagai senyawa ketimbang suatu unsur. Sebelas tahun kemudian pada tahun 1811, Gay Lussac dan Thenard mungkin mempersiapkan amorphous sillikon tidak murni dengan cara memanaskan kalium dengan silikon tetrafluorida.

Pada tahun 1824 Berzelius, yang dianggap sebagai penemu pertama silikon, mempersiapkan amorphous silikon dengan metode yang sama dan kemudian memurnikannya dengna membuang fluosilika dengan membersihkannya berulang kali. Deville pada tahun 1854 pertama kali mempersiapkan silikon kristal, bentuk alotropik kedua unsur ini.

Silikon kristalin memiliki tampak kelogaman dan bewarna abu-abu. Silikon merupakan unsur yang tidak react if secara kimia (inert), tetapi dapat terserang oleh halogen dan alkali. Kebanyakan asam, kecuali hidrofluorik tidak memiliki pengaruh pada silikon.Unsur silikon mentransmisi lebih dari 95% gelombang cahaya infra merah, dari 1,3 sampai 6 mikrometer. Silikon dapat berperan sebagai semikonduktor, karena silicon merupakan unsur mealoid.

Silikon tidak memiliki ikatan logam, tetapi atom-atom dalam unsur silicon dapat membentuk jaringan tiga dimensi dengan menggunakan empat buah ikatan kovalen tunggal. Oleh karena itu, terciptalah struktur kovalen raksasa yang membuat titik leleh dan titik didihnya sangat tinggi. Silikon bersifat paramagnetic.

Page 29: unsur kimia

Silikon merupakan unsur semilogam yang sukar melepaskan electron atau daya pereduksinya sangat lemah sehingga silicon tidak bereaksi dengan air. Akan tetapi silicon dapat bereaksi dengan unsur yang mempunyai daya pengoksidasi kuat, seperti oksigen dan klorin.Si (s) + O2 (g) → SiO2 (s)Si (s) + 2Cl2 (g) → SiCl4 (l)

Oksida silica jika dilarukan dalam air akan menghasilkan hidroksida silica yang akan segera berubah menjadi asam dengan melepaskan air.

Silikon terdapat di matahari dan bintang-bintang dan merupakan komponen utama satu kelas bahan meteor yang dikenal sebagai aerolites. Ia juga merupakan komponen tektites, gelas alami yang tidak diketahui asalnya.

Silikon meliputi 28% dari masa kulit bumi dalam jumlah berat, sehingga merupakan unsur kedua terbanyak di kulit bumi setelah oksigen. Di alam, silicon terdapat dalam senyawa oksida silica, SiO2 dan mineral yang disebut silikat. Silikon tidak ditemukan bebas di alam, tetapi muncul sebagian besar sebagai oksida dan sebagai silikat. Pasir, quartz, batu kristal, amethyst, agate, flint, jasper dan opal adalah beberapa macam bentuk silikon oksida. Granit, hornblende, asbestos, feldspar, tanah liat, mica, dsb merupakan contoh beberapa mineral silikat. Kristal SiO2

murni dikenal sebagai pasir atau kuarsa, sedangkan kristal SiO2 yang tidak murni di antaranya adalah agata (akik), oniks, opal, batu kecubung (ametis) dan flint.

Silikon dipersiapkan secara komersil dengan memanaskan silika dan karbon di dalam tungku pemanas listrik, dengan menggunakan elektroda karbon. Beberapa metoda lainnya dapat digunakan untuk mempersiapkan unsur ini. Amorphous silikon dapat dipersiapkan sebagai bubuk cokelat yang dapat dicairkan atau diuapkan. Proses Czochralski biasanya digunakan untuk memproduksi kristal-kristal silikon yang digunakan untuk peralatan semikonduktor. Silikon super murni dapat dipersiapkan dengan cara dekomposisi termal triklorosilan ultra murni dalam atmosfir hidrogen dan dengan proses vacuum float zone.

Unsur silicon dibuat dengan cara mereduksi pasir SiO2 dengan karbon dalam suatu tanur listrik pada temperature sekitar 3000 CSiO2 (l) + 2C (s) → Si (l) + 2CO (g)

Silikon adalah salah satu unsur yang berguna bagi manusia. Dalam bentuknya sebagai pasir dan tanah liat, dapat digunakan untuk membuat bahan bangunana seperti batu bata. Ia juga berguna sebagai bahan tungku pemanas dan dalam bentuk silikat ia digunakan untuk membuat enamels (tambalan gigi), pot-pot tanah liat, dsb. Silika sebagai pasir merupakan bahan utama gelas Gelas dapat dibuat dalam berbagai macam bentuk dan digunakan sebagai wadah, jendela, insulator, dan aplikasi-aplikasi lainnya. Silikon tetraklorida dapat digunakan sebagai gelas iridize.

Silikon super murni dapat didoping dengan boron, gallium, fosfor dan arsenik untuk memproduksi silikon yang digunakan untuk transistor, sel-sel solar, penyulingan, dan alat-alat solid-state lainnya, yang digunakan secara ekstensif dalam barang-barang elektronik dan industri antariksa.

Silikon sangat penting untuk tanaman dan kehidupan binatang. Diatoms dalam air tawar dan air laut mengekstrasi silika dari air untuk membentuk dinding-dinding sel. Silika ada dalam abu hasil pembakaran tanaman dan tulang belulang manusia. Silikon bahan penting pembuatan baja dan silikon karbida digunakan dalam alat laser untuk memproduksi cahaya koheren dengan panjang gelombang 4560 A.

Hydrogenated amorphous silicone memiliki potensial untuk memproduksi sel-sel murah untuk mengkonversi energi solar ke energi listrik.

Page 30: unsur kimia

Banyak yang bekerja di tempat-tempat dimana debu-debu silikon terhirup sering mengalami gangguan penyakit paru-paru dengan nama silikosis.

3.Germanium Germania-jerman

Mendeleev memprediksikan keberadaan unsur ini pada tahun 1871 dengan nama ekasilikon yang kemudian ditemukan oleh Winkler pada tahun 1886.

Unsur ini logam yang putih keabu-abuan. Dalam bentuknya yang murni, germanium berbentuk kristal dan rapuh. Germanium merupakan bahan semikonduktor yang penting. Tehnik pengilangan-zona (zone-refining techniques) memproduksi germanium kristal untuk semikonduktor dengan kemurnian yang sangat tinggi.

Logam ini ditemukan di argyrodite, sulfida germanium dan perak germanite, yang mengandung 8% unsur ini bijih seng batubara mineral-mineral lainnya Unsur ini diambil secara komersil dari debu-debu pabrik pengolahan bijih-bijih seng, dan

sebagai produk sampingan beberapa pembakaran batubara. Germanium dapat dipisahkan dari logam-logam lainnya dengan cara distilasi fraksi tetrakloridanya yang sangat reaktif. Tehnik ini dapat memproduksi germanium dengan kemurnian yang tinggi.

Ketika germanium didoping dengan arsenik, galium atau unsur-unsur lainnya, ia digunakan sebagai transistor dalam banyak barang elektronik. Kegunaan umum germanium adalah sebagai bahan semikonduktor. Kegunaan lain unsur ini adalah sebagai bahan pencampur logam, sebagai fosfor di bola lampu pijar dan sebagai katalis. Germanium dan germanium oksida tembus cahaya sinar infra merah dan digunakan dalam spekstroskopi infra mera dan barang-baran optik lainnya, termasuk pendeteksi infra merah yang sensitif. Index refraksi yang tinggi dan sifat dispersi oksidanya telah membuat germanium sangat berguna sebagai lensa kamera wide-angle dan microscope objectives. Bidang studi kimia organogermanium berkembang menjadi bidang yang penting. Beberapa senyawa germanium memiliki tingkat keracunan yang rendah untuk mamalia, tetapi memiliki keaktifan terhadap beberap jenis bakteria, sehingga membuat unsur ini sangat berguna sebagai agen kemoterapi.

Germanium memiliki empat isotop stabil, yaitu Ge-72, Ge-73, Ge-74 dan Ge-76.

4.Stannum Timah

Timah biasa terbentuk oleh 9 isotop yang stabil. Ada 18 isotop lainnya yang diketahui. Timah merupakan logam perak keputih-putihan, mudah dibentuk, ductile dan memilki struktur kristal yang tinggi. Jika struktur ini dipatahkan, terdengar suara yang sering disebut tin cry (tangisan timah) ketika sebatang unsur ini dibengkokkan.

Unsur ini merupakan logam miskin keperakan, dapat ditempa ("malleable"), tidak mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak aloy, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat. Timah diperoleh terutama dari mineral cassiterite yang terbentuk sebagai oksida, juga dalam stanioksida (SnO2). Timah merupakan suatu amfoter.

Page 31: unsur kimia

Unsur ini memiliki 2 bentuk alotropik pada tekanan normal. Jika dipanaskan, timah abu-abu (timah alfa) dengan struktur kubus berubah pada 13.2 derajat Celcius menjadi timah putih (timah beta) yang memiliki struktur tetragonal. Ketika timah didinginkan sampai suhu 13,2 derajat Celcius, ia pelan-pelan berubah dari putih menjadi abu-abu. Perubahan ini disebabkan oleh ketidakmurnian (impurities) seperti aluminium dan seng, dan dapat dicegah dengan menambahkan antimoni atau bismut. Perubahan dari bentuk alfa ke bentuk beta dinamakan tin pest. Timah abu-abu memiliki sedikit kegunaan. Timah dapat dipoles sangat licin dan digunakan untuk menyelimuti logam lain untuk mencegah korosi dan aksi kimia. Lapisan tipis timah pada baja digunakan untuk membuat makanan tahan lama.

Campuran logam timah sangat penting. Solder lunak, perunggu, logam babbit, logam bel, logam putih, campuran logam bentukan dan perunggu fosfor adalah beberapa campuran logam yang mengandung timah.

Timah dapat menahan air laut yang telah didistilasi dan air keran, tetapi mudah terserang oleh asam yang kuat, alkali dan garam asam. Oksigen dalam suatu solusi dapat mempercepat aksi serangan kimia-kimia tersebut. Jika dipanaskan dalam udara, timah membentuk Sn2, sedikit asam, dan membentuk stannate salts dengan oksida. Garam yang paling penting adalah klorida, yang digunakan sebagai agen reduksi. Garam timah yang disemprotkan pada gelas digunakan untuk membuat lapisan konduktor listrik. Aplikasi ini telah dipakai untuk kaca mobil yang tahan beku. Kebanyakan kaca jendela sekarang ini dibuat dengan mengapungkan gelas cair di dalam timah cair untuk membentuk permukaan datar (proses Pilkington).

Baru-baru ini, campuran logam kristal timah-niobium menjadi superkonduktor pada suhu sangat rendah, menjadikannya sebagai bahan konstruksi magnet superkonduktif yang menjanjikan. Magnet tersebut, yang terbuat oleh kawat timah-niobium memiliki berat hanya beberapa kilogram tetapi dengan baterai yang kecil dapat memproduksi medan magnet hampir sama dengan kekuatan 100 ton elektromagnet yang dijalankan dengan sumber listrik yang besar.

Jumlah timah yang sedikit dalam makanan tidak berbahaya. Limit dalam makanan di Amerika Serikat adalah 300 mg/kg. Senyawa timah triakil dan triaril digunakan sebagai racun biologi (biocides) dan perlu ditangani secara hati-hati.

Jumlah kecil timah dalam makanan kaleng tidak berbahaya bagi manusia. Senyawa timah trialkil dan triaril berbahaya bagi makhluk hidup dan harus ditangani secara hati-hati. timah juga digunakan dalam pembuatan grenjeng rokok (timah putih), pada longsongan peluru (timah hitam).

Timah umum digunakan dalam pelapisan logam, untuk membuat campuran tembaga dalam pembutan peruunggu dan dalam pembuatan solder.

5.Plumbum Lead, timbal, timah hitam

Unsur ini telah lama diketahui dan disebutkan di kitab Exodus. Para alkemi mempercayai bahwa timbal merupakan unsur tertua dan diasosiasikan dengan planet Saturn. Timbal alami, walau ada jarang ditemukan di bumi. Timbal merubakan suatu logam berat yang terdapat secara alami di dalam kerak bumi.

Timbal merupakan logam putih kebiru-biruan dengan pancaran yang terang. Ia sangat lunak, mudah dibentuk, ductile, dan bukan konduktor listrik yang baik. Ia memiliki resistasi tinggi terhadap korosi. Pipa-pipa timbal dari jaman Romawi masih digunakan sampai sekarang. Unsur ini juga digunakan dalam kontainer yang mengandung cairan korosif seperti asam sulfur dan

Page 32: unsur kimia

dapat dibuat lebih kuat dengan cara mencampurnya dengan antimoni atau logam lainnya. Senyawaan timbal bersifat toksik. Timbal bersifat diamagnetic.

Timbal didapatkan dari galena (PbS) dengan proses pemanggangan. Anglesite (PbSO4), cerussite (PbCO3), dan minim adalah mineral-mineral timbal yang lazim ditemukan. Keberadaan timbal bisa juga berasal dari hasil aktivitas manusia, yang mana jumlahnya 300 kali lebih banyak dibandingkan Pb alami yang terdapat pada kerak bumi. Pb terkonsentrasi dalam deposit bijih logam.

Timbal memiliki 3 isotop stabil Pb-206, Pb-207, Pb-208.Timbal alami adalah campuran 4 isotop: 204Pb (1.48%), 206Pb (23.6%), 207Pb (22.6%) dan

208Pb (52.3%). Isotop-isotop timbal merupakan produk akhir dari tiga seri unsur radioaktif alami: 206Pb untuk seri uranium, 207Pb untuk seri aktinium, dan 208Pb untuk seri torium. Dua puluh tujuh isotop timbal lainnya merupakan radioaktif.

Campuran logam timbal termasuk solder dan berbagai logam antifriksi. Jumlah timbal yang banyak digunakan sebagai logam dan dioksida dalam baterai. Logam ini juga digunakan sebagai selimut kabel, pipa, amunisi dan pembuatan timbal tetraetil.

Timbal umum digunakan sebagai zat aditif bahan bakar, mengurangi ketukan pada mesin. Pembuatan kabel dan dalam pembuatan pipa.

Logam ini sangat efektif sebagai penyerap suara. Ia digunakan sebagai tameng radiasi di sekeliling peralatan sinar-x dan reaktor nuklir. Juga digunakan sebagai penyerap getaran. Senyawa-senyawa timbal seperti timbal putih, karbonat, timbal putih yang tersublimasi, chrome yellow (krom kuning) digunakan secara ekstensif dalam cat. Tetapi beberapa tahun terakhir, penggunaan timbal dalam cat telah diperketat untuk mencegah bahaya bagi manusia.

Timbal yang tertimbun dalam tubuh dapat menjadi racun. Program nasional di AS telah melarang penggunaan timbal dalam campuran bensin karena berbahaya bagi lingkungan.

Timbal bersifat kumulatif. Dengan waktu paruh timbal dalam sel darah merah adalah 35 hari, dalam jaringan ginjal dan hati selama 40 hari, sedangkan dalam tulang selama 30 hari.

Paparan Pb dosis tinggi mengakibatkan kadar Pb darah mencapai 80 µg/dL pada orang dewasa dan 70 µg/dL pada anak-anak sehingga terjadi ensefalopati, kerusakan arteriol dan kapiler , edeme otak, meningkatkanya tekanan zalir serebrospinal, degenerasi neuron, serta perkembangbiakan sel glia yang disertai dengan munculnya ataksia, koma, kejang-kejang, dan hiperaktivitas.

Kandungan Pb dalam darah berkorelasi dengan tingkat kecerdasan manusia. Semakin tinggi kadar Pb dalam darah, semakin rendah poin IQ. Apabila dalam darah ditemukan kadar Pb sebanyak tiga kali batas normal (intake normal sekitar 0,3 mg/hari), maka akan terjadi penurunan kecerdasan intelektual.

Golongan VA

1.Nitrogen Nitrum Nitron-soda alami, Gen-pembentukan

Nitrogen ditemukan oleh kimiawan dan fisikawan Daniel Rutherford di tahun 1772 yang menyebutnya sebagai udara beracun atau udara tetap. Dia memisahkan oksigen dan karbon dioksida dari udara dan menunjukkan gas yang tersisa tidak menunjang pembakaran atau mahluk hidup. Pada saat yang bersamaan ada beberapa ilmuwan lainnya yang mengadakan riset tentang nitrogen. Mereka adalah Scheele, Cavendish, Priestley, dan yang lainnya. Mereka menamakan gas ini udara tanpa oksigen.

Page 33: unsur kimia

Pengetahuan bahwa terdapat pecahan udara yang tidak membantu dalam pembakaran telah diketahui oleh ahli kimia sejak akhir abad ke-18 lagi. Nitrogen juga dikaji pada masa yang lebih kurang sama oleh Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, dan Joseph Priestley, yang menyebutnya sebagai udara terbakar atau udara telah flogistat. Gas nitrogen adalah cukup lemas sehingga dinamakan oleh Antoine Lavoisier sebagai azote, daripada perkataan Yunani αζωτος yang bermaksud "tak bernyawa". Istilah tersebut telah menjadi nama kepada nitrogen dalam perkataan Perancis dan kemudiannya berkembang ke bahasa-bahasa lain.

Kimiawan Perancis Antoine Laurent Lavoisier menamakan nitrogen azote, yang artinya tanpa kehidupan. Walaupun begitu, senyawa-senyawa nitrogen ditemukan di makanan, pupuk, racun dan bahan peledak. Sebagai gas nitrogen tidak bewarna, tidak memiliki aroma dan dianggap sebagai inert element (elemen yang tak bereaksi). Sebagai benda cair, ia juga tidak bewarna dan beraroma dan memiliki ketampakan yang sama dengan air. Gas nitrogen dapat dipersiapkan dengan memanaskan solusi amonium nitrat (NH4NO3) dalam air.

Senyawa nitrogen diketahui sejak Zaman Pertengahan Eropa. Ahli alkimia mengetahui asam nitrat sebagai aqua fortis. Campuran asam hidroklorik dan asam nitrat dinamakan akua regia, yang diakui karena kemampuannya untuk melarutkan emas. Kegunaan senyawa nitrogen dalam bidang pertanian dan perusahaan pada awalnya ialah dalam bentuk kalium nitrat,terutama dalam penghasilan serbuk peledak (garam mesiu), dan kemudiannya, sebagai baja dan juga stok makanan ternak kimia.

Nitrogen adalah zat non logam, dengan elektronegatifitas 3.0. Mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya. Oleh karena itu trivalen dalam sebagian besar senyawa. Nitrogen mengembun pada suhu 77K (-196oC) pada tekanan atmosfir dan membeku pada suhu 63K (-210oC).

Gas nitrogen (N2) terkandung sebanyak 78,1% di udara berbentuk unsur bebas. Sebagai perbandingan, atmosfir Mars hanya mengandung 2,6% nitrogen. Nitrogen juga terdapat dalam bentuk oksida nitrogen seperti NO2, NO, N2O, N2O3, N2O4 dan N2O5. Dari atmosfir bumi, gas nitrogen dapat dihasilkan melalui proses pencairan (liquefaction) dan distilasi fraksi. Nitrogen ditemukan pada mahluk hidup sebagai bagian senyawa-senyawa biologis.

Pembuatan unsur Nitrogen dari atmosfer adalah dengan proses distilasi udara cair. Distilasi udara cair menjadi komponen-komponenya dilakukan dengan distilasi bertingkat.

Udara bersih dimasukkan ke dalam compressor, kemudian didinginkan oleh pendingin. Udara dingin mengembun melalui celah dan hasilnya adalah udara yang temperaturnya sangat dingin sehingga udara mencair. Setelah itu, udara cair disaring untuk memisahkan karbondioksida dan hidrokarbon, selanjutnya disuling.

Udara cair masuk ke bagian puncak kolom tempat nitrogen, komponen yang paling mudah menguap, keluar sebagai gas. Pada pertengahan kolom, gas argon keluar dan oksigen mencair. Oksigen sebagai komponen udara yang paling sulit menguap terkumpul di dasar. Titik didih normal nitrogen, argon dan oksigen adalah -195,8C, 185,7C dan 183C.

Natar atom nitrogen dapat saling berikatan. Nitrogen tidak berawrna, tidak berbau dan tidak mudah terbakar. Nitrogen kurang larut dalam air.

Nitrogen dapat bertindak sebagai oksidator dan reduktor. Nitrogen sebagai oksidator memiliki bilangan oksidasi -1, -2, -3. Adapun Nitrogen sebagai reduktor memiliki bilangan oksidasi +1, +2, +3, +4 dan +5. Bilangan oksidasi Nitrogen yang paling umum adalah -3, +3 dan +5.

Nitrogen dapat bereaksi dengan unsur nonlogam pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi (ekstrim) dengan bantuan katalis. Sebagai contoh, nitrogen dan oksigen dapat bereaksi di

Page 34: unsur kimia

udara bila suatu bunga api listrik tegangan tinggi (ketika petir terjadi) melewati campuran gas tersebut.N2 (g) + O2 (g) → 2NO (g)

Oksida nitrogen tersebut bereaksi lagi dengan oksigen di udara membentuk nitrogen dioksida (NO2).2NO (g) + O2 (g) → NO2 (g)

Nitrogen dioksida yang dihasilkan sewaktu hujan lebat berpetir, larut dalam air hujan membentuk larutan asam nitrat dan asam nitrit yang sangat encer.2NO2 (g) + H2O (l) → HNO3 (aq) + HNO2 (aq)

Satu-satunya unsur halogen yang bereaksi dengan nitrogen adalah fluorin. Nitrogen bereaksi dengan fluorin menghasilkan nitrogen trifuorida.N2 (g) + 3F2 (g) → 2NF3 (g)

Nitrogen kurang reaktif terhadap logam. Akan tetapi, dengan logam yang sangat reaktif, nitrogen membentuk nitride ioniknya. Misal,3Ca (s) + N2 (g) → Ca3N2 (s)

Contoh lainnya misalnya dengan magnesium dan litium.Ada 2 isotop Nitrogen yang stabil yaitu: 14N dan 15N. Isotop yang paling banyak adalah 14N

(99.634%), yang dihasilkan dalam bintang-bintang dan yang selebihnya adalah 15N. Di antara sepuluh isotop yang dihasilkan secara sintetik, 1N mempunyai paruh waktu selama 9 menit dan yang selebihnya sama atau lebih kecil dari itu.

Natrium nitrat (NaNO3) dan kalium nitrat (KNO3) terbentuk oleh dekomposisi bahan-bahan organik dengan senyawa-senyawa logam tersebut. Dalam kondisi yang kering di beberapat tempat, saltpeters (garam) ini ditemukan dalam jumlah yang cukup dan digunakan sebagai pupuk. Senyawa-senyawa inorganik nitrogen lainnya adalah asam nitrik (HNO3), ammonia (NH3) dan oksida-oksida (NO, NO2, N2O4, N2O), sianida (CN-), dsb. Siklus nitrogen adalah salah satu proses yang penting di alam bagi mahluk hidup. Walau gas nitrogen tidak bereaksi, bakteri-bakteri dalam tanah dapat memperbaiki nitrogen menjadi bentuk yang berguna (sebagai pupuk) bagi tanaman. Dengan kata lain, alam telah memberikan metode untuk memproduksi nitrogen untuk pertumbuhan tanaman. Binatang lantas memakan tanaman-tanaman ini dimana nitrogen telah terkandung dalam sistim mereka sebagai protein. Siklus ini lengkap ketika bakteria-bakteria lainnya mengubah sampah senyawa nitrogen menjadi gas nitrogen. Sebagai komponen utama protein, nitrogen merupakan bahan penting bagi kehidupan.

Hidrida utama nitrogen ialah amonia (NH3) walaupun hidrazina (N2H4) juga banyak ditemukan. Amonia bersifat basa dan terlarut sebagian dalam air membentuk ion ammonium (NH4

+). Amonia cair sebenarnya sedikit amfiprotik dan membentuk ion ammonium dan amida (NH2

-); keduanya dikenal sebagai garam amida dan nitrida (N3-), tetapi terurai dalam air.Gugus bebas amonia dengan atom hidrogen tunggal atau ganda dinamakan amina. Rantai,

cincin atau struktur hidrida nitrogen yang lebih besar juga diketahui tetapi tak stabil.Amonia (NH3) merupakan senyawa komersil nitrogen yang paling penting. Ia diproduksi

menggunakan proses Haber. Gas natural (metana, CH4) bereaksi dengan uap panas untuk memproduksi karbon dioksida dan gas hidrogen (H2) dalam proses dua langkah. Gas hidrogen dan gas nitrogen lantas direaksikan dalam proses Haber untuk memproduksi amonia. Gas yang tidak bewarna ini bau yang menyengat dapat dengan mudah dicairkan. Bahkan bentuk cair senyawa ini digunakan sebagai pupuk nitrogen. Amonia juga digunakan untuk memproduksi urea (NH2CONH2), yang juga digunakan sebagai pupuk dalam industri plastik, dan dalam

Page 35: unsur kimia

industri peternakan sebagai suplemen makanan ternak. Amonia sering merupakan senyawa pertama untuk banyak senyawa nitrogen.

Proses pembuatan ammonia dikenal dengan proses Haber-Bosch. Reaksi ini menggunakan katalis besi dengan tambahan banyak promotor seperti oksida aluminium, zirkonium, silikon dengan konsentrasi 3 % atau oksida kalium sekitar 1 %.

Amonium nitrat atau dengan sebutan NH4NH3 (ammonium nitrate) dapat dibuat dengan amonia dan asam nitrat sebagai bahan bakunya. proses pembuatan amonium nitrat pun ada beberapa macam antara lain : 1. Proses Prilling 2. Proses Kristalisasi, dan 3. Proses Stengel atau Granulasi

Dari ke-tiga tahap tersebut, proses kristalisasilah yang paling mudah; prosesnya; bahan baku amonia dan asam nitrat masuk ke reaktor dengan bentuk fasenya adalah amonia masih berupa gas dan asam nitrat telah berupa fase liquid. dari reaktor semua bahan baku tersebut di lanjutkan ke evaporator lalu dikristalizer dan akhirnya di separator dan jadilah amonium nitrat.

Nitrogen merupakan unsur kunci dalam asam amino dan asam nukleat, dan ini menjadikan nitrogen penting bagi semua kehidupan. Protein disusun dari asam-asam amino, sementara asam nukleat menjadi salah satu komponen pembentuk DNA dan RNA.

Polong-polongan, seperti kedelai, mampu menangkap nitrogen secara langsung dari atmosfer karena bersimbiosis dengan bakteri bintil akar.

Kegunaan penting nitrogen adalah sebagai selubung lembaran dari atmosfer untuk atom, elektronik dan proses industry kimia yang bersentuhan dengan udara. Nitrogen cair digunakan sebagai pembeku dalam industry pengolahan makanan.

Ammonium klorida digunakan sebagai larutan elektrolit pada baterai, pembersih logam, pencair dalam pematrian logam. Amonium sulfat digunakan sebagai pupuk. Ammonium nitrat digunakan sebagai pupuk dan bahan peledak. Ammonium dihidrogen fosfat digunakan sebagai pupuk sumber N dan P, penghambat kebakaran. Ammonium nitrit digunakan dalam pembuatan N2 di laboratorium. Dinitrogen monoksida digunakan sebagai anestesis. Asam nitrat digunakan sebagai bahan pembuatan dalam industry pupuk, peledak, plastic, film, zat warna dan obat-obatan. Urea sebagai pupuk, zat perekat dan plastic. Hidarazin (N2H4) digunakan sebagai bahan bakar roket. Natrium nitrit digunakan sebagai pengawet daging.

2.Phospor Phosphoros-yang memiliki cahaya, nama kuno untuk planet Venus

Brand menemukan fosfor di tahun 1669 dengan mempersiapkannya dari air kencing.Antar atom fosfor dapat saling berikatan. Fosfor merupakan unsur yang tidak berwarna

(transparan). Fosfor terbakar diudara menghasilkan oksidanya, yaitu P2O5.Fosfor terdapat dalam empat atau lebih bentuk alotropik: putih (atau kuning), merah, dan

hitam (atau ungu). Fosfor biasa merupakan benda putih seperti lilin. Bentuknya yang murni tidak memiliki warna dan transparan. Fosfor putih memiliki dua modifikasi: alfa dan beta dengan suhu transisi pada -3,8 derajat Celcius.

Fosfor ditemukan dalam bentuk P4 (fosfor putih) bila dipanaskan pada suhu sekitar 250C akan menguap dan membentuk fosfor merah. Jiak fosfor putih dipanaskan pada suhu 200 sampai 300 C dengan menggunakan katalisatir raksa akan berubah menjadi fofsfor hitam. Selain dalam bentuk tetra-atomik juga ditemukan dalam mineral fosforit Ca3(PO4)2.

Fosfor putih dapat dibentuk oleh berbagai metoda. Salah satu proses, tri-kalsium fosfat dipanaskan dengan karbon dan silika dalam tungku pemanas listrik. Fosfor elementer

Page 36: unsur kimia

terbebaskan sebagai uap dan terkumpul sebagai asam fosfor, bahan utama untuk pupuk super fosfat. Fosfor putih digunakan sebaagi bahan baku pembuatan asam fosfat.3P (s) +5HNO3 (aq) + 2 H2O (l) → 3H3PO4 (aq) + 5NO (g)

Fosfor merah digunakan untuk membuat korek api dan pestisida. Fosfor merah digunakan sebagai bahan bidang gesek korek api yang dicampur dengan pasir halus dan Sb2S3, adapun kepala batang korek api adalah campuran kalium klorat, Sb2S3 dan belerang.Sedangkan fosfor hitam digunakan dalam industry asam fosfat.

Ia tidak terlarut dalam air, tetapi melarut dalam karbon disulfida. Ia dapat terbakar dengan mudah di udara dan membentuk pentaoksida. Fosfor dapat bersifat sebagai amfoter.

Fosfor sangat beracun. 50 mg bahan ini dosis yang sangat fatal. Jangan terekspos pada fosfor putih lebih dari 0,1 mg/m3 (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per minggu). Fosfor putih harus disimpan dalam air, karena sangat reaktif dengan udara. Alat khusus (forceps) juga perlu digunakan untuk menangani unsur ini karena dapat membakar kulit.Ketika terekspos pada sinar matahai atau ketika dipanaskan dalam uapnya sampai 250 derajat Celcius, ia terubah ke dalam berbagai bentuk merah yang tidak bereaksi di udara secara mudah seperti bentuknya yang putih. Bentuk ini juga tidak sebahaya bentuk putih. Tetapi tetap perlu kehati-hatian dalam menanganinya, karena ia dapat berubah bentuk lagi ke yang putih pada suhu-suhu tertentu serta mengeluarkan asap beracun jika dipanaskan. Bentuk merah cukup stabil, menguap dengan tekanan udara 1 atm dan 17o C dan diguankan dalam membuat korek api yang aman, kembang api, pestisida, bomb asap, dll.

Fosfor ialah zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens (pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan). Unsur kimia fosforus dapat mengeluarkan cahaya dalam keadaan tertentu, tetapi fenomena ini bukan fosforesens, melainkan kemiluminesens.

Fosfor tidak pernah ditemukan di alam, unsur ini terdistribusikan dalam berbagai mineral. Batu fosfat, yang memiliki mineral apatit, merupakan tri-kalsium-fosfat yang tidak murni dan merupakan sumber penting elemen ini. Deposit yang besar telah ditemukan di Rusia, Maroko, dan negara bagian Florida, Tennessee, Utah, dan Idaho.

Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah tembaga atau perak, dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan.

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT) dan lampu pendar, sementara fosfor dapat ditemukan pula pada berbagai jenis mainan yang dapat berpendar dalam gelap (glow in the dark). Fosfor pada tabung sinar katoda mulai dibakukan pada sekitar Perang Dunia II dan diberi lambang huruf "P" yang diikuti dengan sebuah angka.

Dalam beberapa tahun terakhir, asam fosfor yang mengandung 70% – 75% P2O5, telah menjadi bahan penting pertanian dan produksi tani lainnya. Permintaan untuk pupuk secara global telah meningkatkan produksi fosfat yang banyak. Fosfat juga digunakan untuk produksi gelas spesial, seperti yang digunakan pada lampu sodium. Kalsium fosfat digunakan untuk membuat perabotan China dan untuk memproduksi mono-kalsium fosfat. Fosfor juga digunakan dalam memproduksi baja, perunggu fosfor, dan produk-produk lainnya. Trisodium fosfat sangat penting sebagai agen pembersih, sebagai pelunak air, dan untuk menjaga korosi pipa-pipa. Fosfor juga merupakan bahan pentingbagi sel-sel protoplasma, jaringan saraf dan tulang.

3.Arsen

Page 37: unsur kimia

(Latin: arsenicum, Yunani: arsenikon, orpiment kuning, identik dengan arenikos, lelaki, dari kepercayaan Yunani bahwa logam memiliki kelamin yang berbeda; Arab: Az-zernikh, orpiment dari Persia zerni-zar, emas).

Unsur arsen muncul dalam dua bentuk padat: kuning dan abu-abu atau metalik, dengan berat jenis masing-masing 1.97 dan 5.73. Dipercayai Albertus Magnus menerima unsur ini di tahun 1250. Pada tahun 1649 Schroeder menerbitkan dua metode untuk mempersiapkan unsur ini. Mispickel, arsenopyrite, (FeSAs) merupakan mineral yang paling banyak ditemukan, yang jika dipanaskan, sublimasi arsen meninggalkan besi sulfida.

Arsenik dikenal dan digunakan di Persia dan di banyak tempat lainnya sejak zaman dahulu. Bahan ini sering digunakan untuk membunuh, dan gejala keracunan arsenik sulit dijelaskan, sampai ditemukannya tes Marsh, tes kimia sensitif untuk mengetes keberadaan arsenik. Karena sering digunakan oleh para penguasa untuk menyingkirkan lawan-lawannya dan karena daya bunuhnya yang luar biasa serta sulit dideteksi, arsenik disebut Racun para raja, dan Raja dari semua racun.

Dalam zaman Perunggu, arsenik sering digunakan di perunggu, yang membuat campuran tersebut lebih keras.

Warangan, yang sering digunakan sebagai bahan pelapis permukaan keris, mengandung bahan utama arsen. Arsen membangkitkan penampilan pamor keris dengan mempertegas kontras pada pamor. Selain itu, arsen juga meningkatkan daya bunuh senjata tikam itu.

Pada zaman Ratu Victoria di Britania Raya, arsenik dicampurkan dengan cuka dan kapur dan dimakan oleh kaum perempuan untuk meningkatkan penampilan wajah mereka, membuat kulit mereka lebih putih untuk menunjukkan bahwa mereka tidak bekerja di ladang. Arsenik juga digosokkan di muka dan di lengan kaum perempuan untuk memutihkan kulit mereka. Namun ini sangat tidak dianjurkan sekarang.

Logam ini bewarna abu-abu, sangat rapuh, kristal dan semi-metal benda padat. Ia berubah warna dalam udara, dan ketika dipanaskan teroksida sangat cepat menjadi arsen oksida dengan bau bawang. Arsen dan senyawa-senyawanya sangat beracun.

Beberapa contoh senyawa arsen : Asam arsenat (H3AsO4), Asam arsenit (H3AsO3), Arsen trioksida (As2O3), Arsin/Arsen trihidrida (AsH3), Kadmium arsenide (Cd3As2), Galium arsenide (GaAs), timbal biarsenat (PbHAsO4).

Timbal biarsenat telah digunakan di abad ke-20 sebagai insektisida untuk buah namun mengakibatkan kerusakan otak para pekerja yang menyemprotnya. Selama abad ke-19, senyawa arsen telah digunakan dalam bidang obat-obatan tetapi kebanyakan sekarang telah digantikan dengan obat-obatan modern.Kegunaan lain:

Berbagai macam insektisida dan racun Galium arsenida adalah material semikonduktor penting dalam sirkuit terpadu. Sirkuit

dibuat menggunakan komponen ini lebih cepat tapi juga lebih mahal daripada terbuat dari silikon.

Arsen digunakan dalam pembuatan perunggu dan kembang api. Senyawanya yang paling penting adalah arsen putih, sulfida, Paris hijau, dan arsen timbal; tiga yang terakhir telah digunakan sebagai insektisida dan racun di bidang pertanian. Tes Marsh menggunakan formasi arsine. Arsen juga mulai banyak digunakan sebagai agen pendoping dalam peralatan solid-state seperti transistor. Galium arsen digunakan sebagai bahan laser untuk mengkonversi listrik ke cahaya koheren secara langsung.

Page 38: unsur kimia

4.Selebium (antimon) Anti plus monos - logam yang tidak ditemukan sendiri

Antimon telah diketahui dalam berbagai senyawa sejak zaman kuno. Ia juga diketahui sebagai logam pada awal abad ke-17.

Antimon merupakan konduktor panas dan listrik yang buruk. Antimon dan banyak senyawanya sangat beracun. Antimon termasuk dalam unsur metalloid.

Antimon adalah sebuah elemen dengan bentuk putih keperakan, rapuh, kristal padat yang memamerkan lemahnya listrik dan kondutifitas panasnya dan menguap pada suhu rendah. Sebuah metalloid, antimon menyerupai logam dari bentuk dan fisiknya tetapi secara reaksi kimia tidak demikian.

Antimon mempunyai empatalotropik bentuk. Bentuk stabil antimon adalah logam biru-putih. Antimoni kuning dan hitam adalah logam tak stabil. Antimon digunakan dalam bahan tahan api, cat, keramik, elektronik, dan karet.

Unsur ini tidak banyak, tetapi ditemukan dalam 100 spesies mineral. Kadang-kadang ditemukan sendiri, tetapi lebih sering sebagai sulfide stibnite.

Beberapa contoh senyawaan antimoni : Antimony pentafluoride SbF5, antimony trioxide Sb2O3, stibine (antimony trihydride SbH3), indium antimonide (InSb).

Antimon sedang dikembangkan dalam produksi industri semikonduktor dalam produksi dioda, detektor infra merah.Sebagai sebuah campuran, semi logam ini meningkatkan kekuatan mekanik bahan. Manfaat yang paling penting dari antimon adalah sebagai penguat timbal untuk baterei.Kegunaan lain:

Campuran anti gores Korek api Obat-obatan Pipa-pipaSenyawa antimon dengan oksida, sulfida, sodium, antimonate, dan antimon triclorid

diguanakan dalam pembuatan senyawa tahan api, keramik, gelas, dan cat.Antimon sulfida alami, stibnite diketahui dan digunakan dalam blibical time sebagai obat-obatan dan kosmetik.

Antimon digunakan di teknologi semikonduktor untuk membuat detektor inframerah, dioda dan peralatan Hall-effect. Ia dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan timbal. Baterai, logam anti friksi, senjata ringan dan tracer bullets (peluru penjejak), pembungkus kabel, dan produk-produk minor lainnya menggunakan sebagian besar antimon yang diproduksi. Senyawa-senyawa yang mengambil setengah lainnya adalah oksida, sulfida, natrium antimonat, dan antimon tetraklorida. Mereka digunakan untuk membuat senyawa tahan api, enamel cat keramik, gelas dan pot.

Antimon dan senyawanya adalah racun.Secara klinik, racun antimon hampir mirip dengan racun arsen.Dalam dosis rendah, antimoni menyebabkan sakit kepala dan depresi.Seperti dalam tambahan yang ada di beberapa minuma jus buah.Dalam dosis besar, akan mengakibatkan kematian dalam beberapa hari.

Antimoni memiliki 2 isotop satbil Sb-121 dan Sb-123.

5.Bismut/ Wisuth/Bisemutum Weisse Masse - zat putih

Page 39: unsur kimia

Pada awalnya membingungkan dengan timah dan timbal dimana dia mempunyai kemiripan dengan elemen itu.Basilius akhirnya menjelaskan sebagian sifatnya di tahun 1450. Calude Geoffroy the Younger menunjukkan bahwa bismut beda dengan timbal pada tahun 1753.

Logam dengan kristal trivalen ini memiliki sifat kimia mirip dengan arsen dan antimoni. Dari semua jenis logam, unsur ini paling bersifat diamagnetik dan merupakan unsur kedua setelah raksa yang memiliki konduktivitas termal terendah. Senyawa bismut bebas timbal sering digunakan sebagai bahan kosmetik dan dalam bidang medis.

Diantara logam berat lainnya, bismut tidak berbahaya seperti unsur-unsur tetangganya seperti Timbal, Thallium,and Antimon.Dulunya, bismut juga diakui sebagai elemen dengan isotop yang stabil, tapi sekarang sekarang diketahui bahwa itu tidak benar.Tidak ada material lain yang lebih natural diamakentik dibandingkan bismut.Bismut mempunyai tahanan listrik yang tinggi.Ketika terbakar dengan oksigen, bismut terbakar dengan nyala yang berwarna biru.

Unsur ini merupakan kristal putih, logam yang rapuh dengan campuran sedikit bewarna merah jambu. Ia muncul di alam tersendiri. Bismut merupakan logam paling diamagnetik, dan konduktor panas yang paling rendah di antara logam, kecuali raksa. Ia memiliki resitansi listrik yang tinggi dan memiliki efek Hall yang tertinggi di antara logam (kenaikan yang paling tajam untuk resistansi listrik jika diletakkan di medan magnet).

Di dalam kulit bumi, bismut kira-kira 2 kali lebih berlimpah dari pada emas.Biasanya tidak ekonomis bila menjadikannya sebagai tambang utama.Melainkan biasanya diproduksi sebagai sampingan pemrosesan biji logam lainnya misalnya timbal, tungsten dan campuran logam lainnya.

Bijih yang terpenting adalah bismuthinite atau bismuth glance dan bismite. Negara-negara penghasil bismut terbesar adalah Peru, Jepang, Meksiko, Bolivia dan Kanada. Kebanyakan bismut yang diproduksi di Amerika didapatkan sebagai hasil produksi penyulingan timbal, tembaga, seng, perak dan bijih emas.

Bismanola adalah magnet permanen yang terbuat dari MnBi dan diproduksi oleh US Naval Surface Weapons Center. Bismut mengembang 3.22% jika dipadatkan. Sifat ini membuat campuran logam bismut cocok untuk membuat cetakan tajam barang-barang yang dapat rusak karena suhu tinggi. Dengan logam lainnya seperti seng, kadmium, dsb. bismut membentuk campuran logam yang mudah cair yang banyak digunakan untuk peralatan keselamatan dalam deteksi dan sistim penanggulangan kebakaran. Bismut digunakan dalam memproduksi besi yang mudah dibentuk. Logam ini juga digunakan sebagai bahan thermocouple, dan memiliki aplikasi sebagai pembawa bahan bakar U235 dan U233 dalam reaktor nuklir. Garamnya yang mudah larut membentuk garam basa yang tidak terlarut jika ditambah air, suatu sifat yang kadang-kadang digunakan dalam deteksi. Bismut oksiklorida banyak digunakan di kosmetik. Bismut subnitrat dan subkarbonat diguanakan di bidang kedokteran.

Bismut oxychloride digunakan dalam bidang kosmetik dan bismut subnitrate and subcarbonate digunakan dalam bidang obat-obatan.

Magnet permanen yang kuat bisa dibuat dari campuran bismanol (MnBi) Bismut digunakan dalam produksi besi lunak Bismut sedang dikembangkan sebagai katalis dalam pembuatan acrilic fiber Bismut telah duganakan dalam peyolderan, bismut rendah racun terutama

untuk penyolderan dalam pemrosesan peralatan makanan. Sebagai bahan lapisan kaca keramik

Page 40: unsur kimia

penting dalam menyerap oksigen singlet dan mengubahnya menjadi berkeadaan dasar tak tereksitasi sebelum ia menyebabkan kerusakan pada jaringan.

Alotrop oksigen elementer yang umumnya ditemukan di bumi adalah dioksigen O2. Ia memiliki panjang ikat 121 pm dan energi ikat 498 kJ·mol -1 . Altrop oksigen ini digunakan oleh makhluk hidup dalam respirasi sel dan merupakan komponen utama atmosfer bumi.

Trioksigen (O3), dikenal sebagai ozon, merupakan alotrop oksigen yang sangat reaktif dan dapat merusak jaringan paru-paru. Ozon diproduksi di atmosfer bumi ketika O2 bergabung dengan oksigen atomik yang dihasilkan dari pemisahan O2 oleh radiasi ultraviolet (UV). Oleh karena ozon menyerap gelombang UV dengan sangat kuat, lapisan ozon yang berada di atmosfer berfungsi sebagai perisai radiasi yang melindungi planet. Namun, dekat permukaan bumi, ozon merupakan polutan udara yang dibentuk dari produk sampingan pembakaran otomobil.

Molekul metastabil tetraoksigen (O4) ditemukan pada tahun 2001, dan diasumsikan terdapat pada salah satu enam fase oksigen padat. Hal ini dibuktikan pada tahun 2006, dengan menekan O2 sampai dengan 20 GPa, dan ditemukan struktur gerombol rombohedral O8. Gerombol ini berpotensi sebagai oksidator yang lebih kuat daripada O2 maupun O3, dan dapat digunakan dalam bahan bakar roket. Fase logam oksigen ditemukan pada tahun 1990 ketika oksigen padat ditekan sampai di atas 96 GPa. Ditemukan pula pada tahun 1998 bahwa pada suhu yang sangat rendah, fase ini menjadi superkonduktor.

Oksigen adalah unsur ketiga terbanyak yang ditemukan berlimpah di matahari, dan memainkan peranan dalam siklus karbon-nitrogen, yahkni proses yang diduga menjadi sumber energi di matahari dan bintang-bintang. Oksigen dalam kondisi tereksitasi memberikan warna merah terang dan kuning-hijau pada Aurora Borealis.

Oksigen merupakan unsur gas, menyusun 21% volume atmosfer dan diperoleh dengan pencairan dan penyulingan bertingkat. Atmosfer Mars mengandung oksigen sekitar 0.15%. dalam bentuk unsur dan senyawa, oksigen mencapai kandungan 49.2% berat pada lapisan kerak bumi. Sekitar dua pertiga tubuh manusia dan sembilan persepuluh air adalah oksigen.

Di laboratorium, oksigen bisa dibuat dengan elektrolisis air atau dengan memanaskan KClO3 dengan MnO2 sebagai katalis. Oksigen dari udara diperoleh melalui penyulingan bertingkat udara cair. Prosesnya sama dengan perolehan Nitrogen.

Oksigen memiliki 9 isotop. Oksigen alami adalah campuran dari 3 isotop. Oksigen yang dapat ditemukan secara alami adalah 16O, 17O, dan 18 O , dengan 16O merupakan yang paling melimpah (99,762%). Isotop oksigen dapat berkisar dari yang bernomor massa 12 sampai dengan 28.

Kebanyakan 16O di disintesis pada akhir proses fusi helium pada bintang, namun ada juga beberapa yang dihasilkan pada proses pembakaran neon. 17O utamanya dihasilkan dari pembakaran hidrogen menjadi helium semasa siklus CNO, membuatnya menjadi isotop yang paling umum pada zona pembakaran hidrogen bintang. Kebanyakan 18O diproduksi ketika 14 N (berasal dari pembakaran CNO) menangkap inti 4 He , menjadikannya bentuk isotop yang paling umum di zona kaya helium bintang.

Empat belas radioisotop telah berhasil dikarakterisasi, yang paling stabil adalah 15O dengan umur paruh 122,24 detik  dan 14O dengan umur paruh 70,606 detik. Isotop radioaktif sisanya memiliki umur paruh yang lebih pendek daripada 27 detik, dan mayoritas memiliki umur paruh kurang dari 83 milidetik. Modus peluruhan yang paling umum untuk isotop yang lebih ringan dari 16O adalah penangkapan elektron, menghasilkan nitrogen, sedangkan modus peluruhan yang paling umum untuk isotop yang lebih berat daripada 18O adalah peluruhan beta, menghasilkan fluorin.

Page 41: unsur kimia

Oksigen, yang sangat reaktif, adalah komponen ratusan ribu senyawa organik dan dapat bergabung dengan kebanyakan unsur. Oksigen juga merupakan komponen ribuan senyawa anorganik. Yang paling kita kenal salah satu contohnya adalah air.

Air (H2O) adalah oksida hidrogen dan merupakan senyawa oksigen yang paling dikenal. Atom hidrogen secara kovalen berikatan dengan oksigen. Selain itu, atom hidrogen juga berinteraksi dengan atom oksigen dari molekul air lainnya (sekitar 23,3 kJ·mol−1 per atom hidrogen). Ikatan hidrogen antar molekul air ini menjaga kedua molekul 15% lebih dekat daripada yang diperkirakan apabila hanya memperhitungkan gaya Van der Waals.

Penggunaan paling penting dari air adalah sebagai pelarut dan dikenal sebagai pelarut universal, sebagai pengatur suhu tubuh makhluk hidup. Selain air, senyawa oksigen yang culup terkenal adalah hydrogen peroksida. Hidrogen peroksida dapat berfungsi sebagai pengoksidasi dan pereduksi dalam reaksi redoks.H2O2 (l) + 2I- (aq) + 2H+ (aq) → 2H2O (l) + I2 sebagai oksidator5H2O2 (l) + 2MnO4

- (aq) + 6H+ (aq) → 2Mn2+ (aq) + 8H2O (l) + 5O2 (g) sebagai reduktorDalam industry, hydrogen peroksida digunakan sebagai pemutih bubur kayu, dan dalam

rumah tangga hydrogen peroksida encer digunakan sebagai antiseptic ringan dan sebagai bahan pemutih.

Oleh karena elektronegativitasnya, oksigen akan membentuk ikatan kimia dengan hampir semua unsur lainnya pada suhu tinggi dan menghasilkan senyawa oksida. Namun, terdapat pula beberapa unsur yang secara spontan akan membentuk oksida pada suhu dan tekanan standar. Perkaratan besi merupakan salah satu contohnya. Permukaan logam seperti aluminium dan titanium teroksidasi dengan keberadaan udara dan membuat permukaan logam tersebut tertutupi oleh lapisan tipis oksida. Lapisan oksida ini akan mencegah korosi lebih lanjut. Beberapa senyawa oksida logam transisi ditemukan secara alami sebagai senyawa non-stoikiometris. Sebagai contohnya, FeO (wustit) sebenarnya berumus Fe1 − xO, dengan x biasanya sekitar 0,05.

Di atmosfer pula, kita dapat menemukan sejumlah kecil oksida karbon, yaitu karbon dioksida (CO2). Pada kerak bumi pula dapat ditemukan berbagai senyawa oksida, yakni oksida silikon (Silika SO2) yang ditemukan pada granit dan pasir, oksida aluminium (aluminium oksida Al2O3 yang ditemukan pada bauksit dan korundum), dan oksida besi (besi(III) oksida Fe2O3) yang ditemukan pada hematit dan karat logam.

2.Sulfur

Menurut Genesis, belerang sudah lama dikenal oleh nenek moyang sebagai batu belerang. Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa, tak berbau dan multivalent. Belerang, dalam bentuk aslinya, adalah sebuah zat padat kristalin kuning.

Belerang berwarna kuning pucat, padatan yang rapuh, yang tidak larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2 (karbon disulfida).  Dalam berbagai bentuk, baik gas, cair maupun padat, unsur belerang terjadi dengan bentuk alotrop yang lebih dari satu atau campuran.  Dengan bentuk yang berbeda-beda,  akibatnya sifatnya pun berbeda-beda dan keterkaitan antara sifat dan bentuk alotropnya masih belum dapat dipahami.

Pada tahun 1975, ahli kimia dari Universitas Pensilvania melaporkan pembuatan polimer belerang nitrida, yang memiliki sifat logam, meski tidak mengandung atom logam sama sekali. Zat ini memiliki sifat elektris dan optik yang tidak biasa.

Belerang dengan kemurnian  99.999% sudah tersedia secara komersial. Belerang amorf atau belerang plastik diperoleh dengan pendinginan dari kristal secara mendadak dan cepat. Studi

Page 42: unsur kimia

dengan sinar X menunjukkan bahwa belerang amorf memiliki struktur helik dengan delapan atom pada setiap spiralnya. Kristal belerang diduga terdiri dari bentuk cincin dengan delapan atom belerang, yang saling menguatkan sehingga memberikan pola sinar X yang normal.

Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate.

Belerang ditemukan dalam meteorit. R.W. Wood mengusulkan bahwa terdapat simpanan belerang  pada daerah gelap di kawah Aristarchus.

Belerang terjadi secara alamiah di sekitar daerah pegunungan dan hutan tropis.  Sulfir tersebar di alam sebagai pirit, galena, sinabar, stibnite, gipsum, garam epsom, selestit, barit dan lain-lain.

Belerang di alam terdapat di kulit bumi meliputi kira-kira 0,1 persen dari massa kulit bumi. Belerang bearada dalam dua bentuk, yaitu bentuk bebas dan senyawa sulfide. Belerang dalam bentuk unsur bebas didapat dari daerah gunung berapi dan dalam tanah, Belerang sebagai unsur bebas berbentuk kristal padat berada dalam molekul poliatomik S8. Kristal belerang ini mempunyai dua alotropi, yaitu belerang rombik dan belerang monoklinik. Hal itu bergantung pada temperatur. Jika di bawah 95,5 C mempunyai kisi rombik. Jika di atasnya menjadi monoklinik dan pada 113 C akan mencair. Kristal S8 berbentuk dtruktur cincin. Jiak menghablur akan mempunyai struktur molekul hablur belerang yang terdiri dari molekul-molekul S8 yang berikatan dengan ikatan gaya disperse.

Umumnya, sumber belerang diperoleh dari gunung berapi dengan cara menambang. Dari deposi ini, belerang ditambng dengan cara penambangan Frasch. Dengan cara ini, belerang dalam lapisan batuan belerang di bawah guung berapi dililehkan dengan mengalirkan air yang lewat didih, yaitu air yang dipertahankan dengan tekanan 16atm dan temperatur sekitar 190 C. Air panas ini dialirkan melalui satu pipa dari tiga pipa yang sepusat yang dimasukkan ke dalam tanah sampai ke batuan belerang tersebut. Selanjutnya, lelehan batuan tersebut didoronh ke luar permukaan bumi dengan menggunakan udara bertekanan tinggi yang dialirkan masuk ke dalam lelehan belerang melalui satu pipa dari tiga konsentris tersebut. Setelah itu, lelehan belerang keluar ke permukaan tanah melalui pipa yang satunya lagi, kemudian dilakukan proses pemisahan kotoran belerang. Lelehan belerang dipompakan ke dalam tangki penyimpanan tempat terjadi pembekuan hingga terbentuk blok belerang ukuran raksasa.

Di samping dari deposit belerang, sekarang ini unsur belerang dapat diperoleh dalam produk sampingan pada kilang minyak mentah yang mengandung belerang. Proses penghilangan belerang dari minyak bumi disebut dengan desulfurisasi minyak bumi yang dilakukan untuk menghindari pencemaran gas SO2 akibat pembakaran bahan bakar minyak.

Dalam bentuk senyawa terdapat dalam garam sulfide, seperti pirit, spalerit atau garam-garam sulfat seperrti gypsum, barit dan magnesium sulfat. Belerang juga terdapat dlam senyawa organic seperti minyak bumi dan batu bara dalam gas alam yaitu gas H2S.

Belerang merupakan unsur nonlogam yang telah memilki daya pengoksidasi dengan baik. Belerang sudah dapat bereaksi dengan air, tetapi masih berlangsung dengan lambat. Reaksinya makin cepat bila direaksikan dengan air panas.2S (s) + 2H2O (l) → 2H2S (aq) + O2 (g)

Belerang adalah komponen serbuk mesiu dan digunakan dalam proses vulkanisasi karet alam dan juga berperaan sebagai fungisida. Penambahan belerang pada proses vulkanisasi karet bertujuan untuk memperkuat polimer karet dengan adanya ikatan silang belerang. Belerang digunakan besar-besaran dalam pembuatan pupuk fosfat.  Berton-ton belerang digunakan untuk

Page 43: unsur kimia

menghasilkan asam sulfat, bahankimia yang sangat penting. Belerang juga digunakan dalam industry korek api.

Belerang juga digunakanuntuk pembuatan kertas sulfit dan kertas lainnya, untuk mensterilkan alat pengasap, dan untuk memutihkan buah kering.  Belerang merupakan insultor yang baik.

Belerang sangat penting untuk kehidupan. Belerang adalah penyusun lemak, cairan tubuh dan mineral tulang, dalam kadar yang sedikit.

Belerang cepat menghilangkan bau. Belerang dioksida adalah zat berbahaya di atmosfer, sebagai pencemar udara. Belerang memiliki sebelas isotop. Dari empat isotop yang ada di alam, tidak satupun yang bersifat radioaktif. Belerang dengan bentuk yang sangat halus, dikenal sebagai bunga belerang, dan diperoleh dengan cara sublimasi.

3.Selenium

Selenium ditemukan oleh Berzellius  pada tahun 1817, yang menemukannya bergabung bersama tellurium (namanya diartikan sebagai bumi).

Selenium berada dalam beberapa bentuk allotrop, walaupun hanya dikenal tiga bentuk. Selenium bisa didapatkan baik dalam struktur amorf maupun kristal. Selenium amorf bisa berwarna merah (bentuk serbuk) atau hitam (dalam bentuk seperti kaca). Selenium kristal monoklinik berwarna merah tua. Sedangkan selenium kristal heksagonal, yang merupakan jenis paling stabil, berwarna abu-abu metalik.

Selenium menunjukkan sifat fotovoltaik, yakni mengubah cahaya menjadi listrik, dan sifat fotokonduktif, yakni menunjukkan penurunan hambatan listrik dengan meningkatnya cahaya dari luar (menjadi penghantar listrik ketika terpapar cahaya dengan energi yang cukup). Sifat-sifat ini membuat selenium sangat berguna dalam produksi fotosel dan exposuremeter untuk tujuan fotografi, seperti sel matahari. Di bawah titik cairnya, selenium adalah semikonduktor tipe p dan memiliki banyak kegunaan dalam penerapan elektronik .

Selenium telah dikatakan non toksik, dan menjadi kebutuhan unsur yang penting dalam jumlah sedikit. Namun asam selenida dan senyawa selenium lainnya adalah racun, dan reaksi fisiologisnya menyerupai arsen.

Selenium ditemukan dalam beberapa mineral yang cukup langka seperti kruksit dan klausthalit. Beberapa tahun yang lalu, selenium didapatkan dari debu cerobong asap yang tersisa dari proses bijih tembaga sulfida. Sekarang selenium di seluruh dunia dihasilkan dari pemurnian kembali logam anoda dari proses elektrolisis tembaga. Selenium diperoleh dari memanggang endapan hasil elektrolisis dengan soda atau asam sulfat, atau dengan meleburkan endapan tersebut dengan soda  dan niter (mineral  yang mengandung kalium nitrat).

Selenium digunakan dalam xerografi untuk memperbanyak salinan dokumen, surat dan lain-lain. Juga digunakan oleh industri kaca untuk mengawawarnakan kaca dan untuk membuat kaca dan lapisan email gigi yang berwarna rubi. Juga digunakan sebagai tinta fotografi dan sebagai bahan tambahan baja tahan karat.

Selenium di alam mengandung enam isotop stabil. Lima belas isotop lainnya  pun telah dikenali. Unsur ini termasuk dalam golongan belerang dan menyerupai sifat belerang baik dalam ragam bentuknya dan senyawanya.

Asam selenida pada konsentrasi 1.5 ppm tidak boleh ada dalam tubuh manusia. Selenium dalam keadaan padat,  dalam jumlah yang cukup dalam tanah, dapat memberikan dampak yang

Page 44: unsur kimia

fatal pada tanaman pakan hewan.  Terpapar dengan senyawa selenium di udara tidak boleh melebihi kadar 0.2 mg/m3 (selama 8 jam kerja perhari-40 jam seminggu).

4.Telurium

Telurium ditemukan oleh Muller von Reichenstein pada tahun 1782; diberi nama oleh Klaproth, yang telah mengisolasinya pada tahun 1798.

Telurium memiliki warna putih keperak-perakan, dan dalam keadaan murninya menunjukkan kilau logam. Cukup rapuh dan bisa dihaluskan dengan mudah. Telurium amorf ditemukan dengan pengendapan telurium dari larutan asam tellurat. Apakah bentuk dari senyawa ini adalah amorf atau terbentuk dari kristal, masih menjadi bahan pertanyaan. Telurium adalah semikonduktor tipe-p, danmenunjukkan daya hantar yang lebih tinggi pada arah tertentu, tergantung pada sfat kerataan atom.

Daya hantarnya bertambah sedikit ketika unsur ini terpapar dengan sinar matahari. Telurium bisa diberi dopan perak, tembaga, emas, timah atau unsur lainnya. Di udara, telurium terbakar dengan nyala biru kehijau-hijauan, membentuk senyawa dioksida. Telurium cair mengkorosi besi, tembaga dan baja tahan karat. Telurium bersifat dia magnetic.

Telurium kadang-kadang dapat ditemukan di alam, tapi lebih sering sebagai senyawa tellurida dari emas (kalaverit), dan bergabung dengan logam lainnya. Telurium didapatkan secara komersil dari lumpur anoda yang dihasilkan selama proses pemurnian elektrolisis tembaga panas. Amerika Serikat, Kanada, Peru dan Jepang adalah penghasil terbesar unsur ini.

Telurium memperbaiki kemampuan tembaga dan baja tahan karat untuk digunakan dalam permesinan. Penambahan telurium pada timbal dapat mengurangi reaksi korosi oleh sam sulfat pada timbal, dan juga memperbaiki kekuatan dan kekerasannya. Telurium digunakan sebagai komponen utama dalam sumbat peleburan, dan ditambahkan pada besi pelapis pada menara pendingin. Telurium juga digunakan dalam keramik. Bismut telurrida telah digunakan dalam peralatan termoelektrik.

Ada 30 isotop telurium yang telah dikenali, dengan massa atom berkisar antara 108 hingga 137. Telurium di alam hanya terdiri dari delapan isotop.

Telurium dan senyawanya kemungkinan beracun dan harus ditangani dengan hati-hati. Hanya boleh terpapar dengan telurium dengan konsentrasi serendah 0.01 mg/m3, atau lebih rendah, dan pada konsentrasi ini telurium memiliki bau khas yang menyerupai bau bawang putih.

5.Polonium Polandia

Polonium adalah unsur pertama yang ditemukan oleh Marie Curie pada tahun 1989 ketika sedang mencari penyebab radioaktivitas pada mineral pitchblende (mineral uranium) dari Joachimsthal, Bohemia. Elektroskop menunjukkan pemisahannya dengan bismut. Polonium merupakan elemen pertama yang ditemukan berdasarkan sifat radioaktifnya.

Unsur radioaktif yang langka ini termasuk kelompok metaloid yang memiliki sifat kimia yang mirip dengan telurium dan bismut. Polonium adalah salah satu elemen dari uranium-radium dan merupakan anggota dari uranium-238. Polonium adalah unsur yang sangat jarang di alam. Jumlah elemen ini terjadi dalam batuan yang mengandung radium.

Polonium-210 (radium-F) memiliki titik cair yang rendah, logam yang mudah menguap, dengan 50% polonium menguap di udara dalam 45 jam pada suhu 55oC. Merupakan pemancar alpha dengan masa paruh waktu 138.39 hari. Satu milligram memancarkan partikel alfa seperti 5

Page 45: unsur kimia

gram radium. Isotop paling umum yang terjadi yang memiliki paruh waktu 138 hari. Banyak isotop lain yang sudah berhasil disintesis. Polonium meleleh pada suhu 254 °C ( sekitar 489 °F ), mendidih pada suhu 962 °C ( sekitar 1764 °F ), dan memiliki spesifik gravitasi 9.3.

Energi yang dilepaskan dengan pancarannya sangat besar (140 W/gram); dengan sebuah kapsul yang mengandung setengah gram polonium mencapai suhu di atas 500oC. Kapsul ini juga menghasilkan sinar gamma dengan kecepatan dosisnya 0.012 Gy/jam. Sejumlah curie (1 curie = 3.7 x 1010Bq) polonium mengeluarkan kilau biru yang disebabkan eksitasi di sekitar gas.

Polonium mudah larut dalam asam encer, tapi hanya sedikit larut dalam basa. Garam polonium dari asam organik terbakar dengan cepat; halida amina dapat mereduksi nya menjadi logam.

Ada 25 isotop polonium yang diketahui, dengan massa atom berkisar dari 194 – 218. Polonium-210 adalah yang paling banyak tersedia. Isotop dengan massa 209 (masa paruh waktu 103 tahun) dan massa 208(masa paruh waktu 2.9 tahun) bisa didapatkan dengan menembakkan alfa, proton, atau deutron pada timbal atau bismut dalam siklotron, tapi proses ini terlalu mahal.

Logam polonium telah dibuat dari polonium hidroksida dan senyawa polonium dengan adanya ammonia cair anhidrat atau ammonia cair pekat. Diketahui ada dua modifikasi alotrop.

Karena kebanyakan isotop Polonium terintegrasi dari pemecahan partikel alpha berenergi tinggi dalam jumlah besar dari elemen ini merupakan sumber yang baik bagi radiasi alpha. Polonium digunakan dalam percobaan nuklir dengan elemen sepeti Berilium yang melepas neutron saat ditembak partikel alpha. Dalam percetakan dan alat photografi, polonium digunakan dalam alat yang mengionisasi udara untuk menghilangkan kumpulan arus elektrostatis. Radioaktivitas yang besar dari unsur ini menyebabkan radiasi yang berbahaya bahkan pada sekumpulan kecil unsur Polonium.

Karena kebanyakan radiasi alfa dihentikan di sekitar bahan padat dan wadahnya, melepaskan energinya, polonium telah menarik perhatian untuk digunakan sebagai sumber panas yang ringan sebagai sumber energi termoelektrik ada satelit angkasa.

Polonium dapat dicampur atau dibentuk alloy dengan berilium untuk menghasilkan sumber neutron. Unsur ini telah digunakan dalam peralatan untuk menghilangkan muatan statis dalam pemintalan tekstil dan lain-lain; bagaimanapun, sumber beta termasuk yang paling sering digunakan karena tingkat bahayanya yang lebih rendah. Polonium yang digunakan untuk tujuan ini harus tersegel dan terkontrol, untuk mengurangi bahaya terhadap pengguna.

Polonium-210 sangat berbahaya untuk ditangani meski hanya sejumlah milligram atau mikrogram. Diperlukan peralatan khusus dan kontrol yang ketat untuk menanganinya. Kerusakan timbul dari penyerapan energi  partikel alfa oleh jaringan makhluk hidup.

Batas penyerapan polonium maksimum lewat jalan pernafasan yang masih diizinkan hanya 0.03 mikrocurie, yang sebanding dengan berat hanya 6.8 x 10 -12 gram. Tingkat toksisitas polonium ini sekitar 2.5 x 1011 kali daripada asam sianida. Sedangkan konsentrasi senyawa polonium yang terlarut yang masih diizinkan adalah maksimal 2 x 10-11 mikrocurie/cm3.

Golongan VIIA

Halogen kerap kali ditemukan di alam dalam bentuk senyawa garamnya, halo-garam genesis-pembentuk. Senyawa garam yang mengandung F, Cl, Br, I banyak ditemukan dalam air laut dan endapan garam. Jarang ditemukan golongan halogen dalam bentuk bebasnya karena halogen paling reaktif diantara gas lainnya.

Page 46: unsur kimia

Semua halogen merupakan oksidator kuat, hal itu dapat diketahui dengan cara membandingkan potensial reduksi standarnya. Makin ke bawah daya oksidatornya semakin kecil. Oleh karena itu dikenal adanya reaksi desakan antar halogen.

Salah satu ciri dari halogen adalah dia dapat memberikan warna yang khas jika dilarutkan dalam air. Fluorin berwarna kuning muda, klorin berwarna hijau muda, brom berwarna coklat kemerahan dan iodine berwarna coklat..

Halogen terkenal dengan keberagaman biloks unsurnya, kecuali fluorin yang hanya memilki biloks -1. Halogen jika berikatan dengan logam biloksnya adalah -1. Itulah yang nantinya akan mengakibatkan sedikit perbedaan ketika kita mereaksikan fluorin. Jika unsure halogen selain fluorin direaksikan dengan air akan mengalami reaksi auto redoks, tapi tidak dengan fluorin. Tetapi ketika direaksikan dengan NaOH semuanya akan mengalami reaksi auto redoks, lebih jelasnya akan dibahas nanti.

Mengapa kereaktifan halogen mengecil seiring dengan bertambahnya jari-jari? Berbeda dengan logam yang lebuh mudah mencapai kestabilannya dengan cara melepaskan electron terluar, golongan nonlogam lebih mudah mencapai kestabilan dengan cara menarik electron dari luar. Pada golongan halogen, hanya membutuhkan satu electron lagi umtuk stabil, ketika jari atom bertambha, maka kemampuan inti atom untuk menarik electron semakin berkurang, itulah sebanya kereaktifan semakin kecil.

Halogen dapat bereaksi dengan oksigen menghasilkan asam oksi, jika asam oksi ini direaksikan dengan air akan dihasilkan asam halat. Dimana asam halat – klor paling asam diantara lainnya. Berbeda dengan asam halogen yang tidak mengandung oksigen, semakin kebawah asamnya semakin hebat.

1.Fluor

Pada tahun 1529, Georigius Agricola menggambarkan penggunaan senyawa fluorspar sebagai penjejak aliran dalam tubuh, dan pada awal tahun 1670, Schwandhard menemukan bahwa gelas teretsa ketika terpapar dengan fluorspar yang diberi asam. Scheele dan banyak ahli lainnya, termasuk Davy, Gay-Lussac, Lavoisier, dan Thenard bereksperimen dengan asam fluorida, dan beberapa eksperimen berakhir dengan tragis. Fluor akhinya bisa diisolasi pada tahun 1866 oleh Moissan setelah  berusaha selama hampir 74 tahun .

Fluor bias didapatkan dalam bentuk mineral seperti dalam fluorspar, kriolit dan fluorit.Gas fluor berwarna kuning muda dan berbau pedas lau bersifat sangan korosif karena dapat

mengoksidasi unsure lainnya. Fluorin mampu membakar serbuk logam dan gelas.Fluor adalah unsur yang paling elektronegatif dan reaktif bila dibandingkan dengan semua

unsur. Berwarna kuning pucat, gas korosif, yang bereaksi dengan banyak senyawa organik dan anorganik. Logam, kaca, keramik, karbon, bahkan air terbakar dalam fluor dengan nyala yang terang.

Setelah Perang Dunia II, tidak ada produksi unsur fluor secara massal. Proyek bom nuklir dan penerapan energi nuklir, telah membuat fluor harus dibuat dalam jumlah besar.

Berbeda dengan golongan logam, golongan tujuh semakin besar nomor atomnya, kraktifannya semakin berkurang. Fluor merupakan unsure paling reaktif pada golongan VIIA.

Telah dijelaskan di atas bahwa biloks fluor hanya -1, fluorin bereaksi sempurna dengan air.2F2 (g) + 2H2O (l) → 4HF (aq) + O2 (g)

Jika flour direaksikan dengan hydrogen dapat menimbulkan ledakan hebatF2 (g) + H2 (g) → 2HF (l)

Page 47: unsur kimia

Reaksi fluor dengan NaOH2F2 (g) + 2NaOH (aq) → 2NaF (aq) + F2O (g) + H2O (l)

Reaksi fluor dengan NaOH pekat2F2 (g) + 4NaOH (aq) → 4NaF (aq) + 2 H2O (l) + O2 (g)

Ada sebuah hipotesis yang mengatakan bahwa fluor bisa menggantikan hidrogen pada senyawa organik, yang bisa mengarah pada nilai astronomis senyawa fluor yang baru. Senyawaa fluor dengan gas mulia Xenon, Radon dan Kripton, telah ditemukansebagai garam fluorida.

Fluor bisa digunakan dalam pembuatan uranium dan untuk memisahkan U-235 dan U-238 dalam teknologi nuklir dalam proses difusi gas.

Fluor  dan senyawanya digunakan dalam memproduksi uranium (dari heksafluorida) dan lebih dari 100 senyawa fluor komersial, termasuk plastik untuk suhu tinggi. Asam fluorida mengetsa kaca lampu pijar. Fluor hidrokarbon digunakan besar-besaran dalam pendinginan udara di kulkas dan AC

Keberadaan fluor sebagai senyawa fluorida yang mudah larut dalam air minum melebihi 2 ppm dapat menyebabkan bercak pada lapisan email gigi, bila terkonsumsi oleh anak-anak dengan gigi permanen. Meski demikian, dalam jumlah yang lebih sedikit, fluor dapat mencegah lubang gigi.Unsur fluor telah dipelajari sebagai bahan bakar roket karena nilai daya dorong yang sangat luar biasa.

Fluorin digunakan untuk membuat Freon (CCl2F2) / CFC sebagai zat pending. Akan tetapi Freon sekarang dibatasi karena dapat merusak ozon. Fluorin digunakan untuk membuat Teflon (tetra fluoro etena). Teflon adalah monomer dari –CF2 = CF2- yang tahan panas dan anti lengket. Fluorin juga dapat meningkatkan kualitas email gigi sehingga di dalam pasta gigi ditambah SnF atau NaF. Ion F- dapat membentuk fluoroapatit yang tahan aasm sehingga gigi menjadi kuat.

HF digunakan unutk mengukir gelas. Kriolit sebagai pelarut bauksit dalam proses pemurnian alumunium dari alumunium oksida. NaF digunakan untuk mengawetkan kayu dari gangguan serangga.

Unsur fluor dan ion fluorida sangat beracun. Unsur bebasnya memiliki karakteristik bau yang tajam, bisa dideteksi dalam konsentrasi serendah 20 ppb, yakni di bawah tingkat keamanan bekerja. Konsentrasi yang diperbolehkan untuk paparan selama 8 jam kerja adalah 1 ppm. Dalam bentuk murninya, fluor sangat berbahaya, dapat menyebabkan pembakaran kimia parah begitu berhubungan dengan kulit.

2.Klor Chloros - hijau pucat

Ditemukan pada tahun 1774 oleh Scheele, yang awalnya disangka oksigen. Diberi nama klor pada tahun 1810 oleh Davy, yang tetap bersikukuh bahwa zat ini adalah sebuah unsur.

Gas klor berwarna kuning – hijau, mudah bereaksi dengan unsure lain. Dalam wujud cair, klor daapt merusak kulit (membakar) dan dapat menggangu pernafasan dan merusak selaput lender.

Klor tergolong dalam grup unsur halogen (pembentuk garam)dan diperoleh dari garam klorida dengan mereaksikan zat oksidator atau lebih sering dengan proses elektrolisis. Merupakan gas berwarna kuning kehijauan  dan dapat bersenyawa dengan hampir semua unsur. Pada suhu 10oC, satu volume air dapat melarutkan 3.10 volume klor, sedangkan pada suhu 30oC hanya 1.77 volume.

Page 48: unsur kimia

Kelarutan klor dalam air tidak sehebat flour. Klor dapat menimbulkan ledakan ketika direaksikan dengan hidrogen jika diberi sinar UV karena terjadi reaksi berantai.Cl2 (g) + H2 (g) → 2HCl (l)

Klor tidak melarut sempurna dalam air dan reaksinya berlangsung lambat.Cl2 (g) + 2H2O (l) → H3O+ (aq) + Cl- (aq) + HClO (aq)Cl2 (g) + 2NaOH (aq) → NaCl (aq) + NaClO (aq) + H2O (l)6Cl2 (g) + 6NaOH (aq) → 5NaCl (aq) + NaClO3 (aq) +3H2O (l)

Di alam, klor ditemukan hanya dalam keadaan bersenyawa, terutam,a dengan natrium sebagai garam (NaCl), karnalit dan silfit.

Gas klrin banyak digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan zat pemutih, zat desinfektan, plastic, bahan peledak dan bahan bakar roket. Misalnya natrium hipoklorit digunakan sebagai pemutih lalu kalsium hipoklorit / kaporit digunakan sebagai desinfektan. Klorin bersifat desinfektan sehingga klorin dapat dialirkan pada proses penjernihan air untuk mematikan bakteri-bakteri yang berbahaya. Gas klorin banyak digunakan untuk mensintesis senyawa-senyawa klorin anorganik maupun organk yang beraneka ragam jenisnya.

Amonium klorida digunakan sebagai elektrolit pengisi batu batere. HCl digunakan terutama pada proses electroplating (penyepuhan), digunakan untuk membersihkan permukaan logam dari karat. Kalium klorat sebagai bahan pembuat mesiu dan korek api. KCl banyak digunakan sebagai pupuk tanaman yang memberikan tambahan unsure kalium pada tanaman. Natrium klorat digunakan ntuk membersihkan tanaman liar. PVC digunakan untuk membuat pipa paralon.

Klor digunakan secara luas dalam pembuatan banyak produk sehari-hari. Klor digunakan untuk menghasilkan air minum yang aman hampir di seluruh dunia. Bahkan, kemasan air terkecil pun sudah terklorinasi.

Klor juga digunakan secara besar-besaran pada proses pembuatan kertas, zat pewarna, tekstil, produk olahan minyak bumi, obat-obatan, antseptik, insektisida, makanan, pelarut, cat, plastik, dan banyak produk lainnya.

Kebanyakan klor diproduksi untuk digunakan dalam pembuatan senyawa klorin untuk sanitasi, pemutihan kertas, desinfektan, dan proses tekstil. Lebih jauh lagi, klor digunakan untuk pembuatan klorat, kloroform, karbon tetraklorida, dan ekstraksi brom.

Kimia organik sangat membutuhkan klor, baik sebagai zat oksidator maupun sebagai  subtitusi, karena banyak sifat yang sesuai dengan yang diharapkan dalam senyawa organik ketika klor mensubtitusi hidrogen, seperti dalam salah satu bentuk karet sintetis.

Klorin dibuat melalui proses Downs. Proses ini dilakukan dengan cara mengelektrolisis leburan NaCl, yang dicampur dulu dengan sedikit NaF sebelum dicairkan nutuk menurunkan titik lebur NaCl dari 800C menjadi 100C. Pada elektrolisis ini digunakan diafragma lapisan besi tipis untuk mencegah reaksi antara logam Na dengan klor yang terbentuk.

Klor memilki 2 isotop stabil, Cl -35 dan Cl -37.Klor mengiritasi sistem pernafasan. Bentuk gasnya mengiritasi lapisan lendir dan bentuk

cairnya bbisa membakar kulit. Baunya dapat dideteksi pada konsentrasi sekecil 3.5 ppm dan pada konsentrasi 1000 ppm berakibat fatal setelah terhisap dalam-dalam.  Kenyataannya, klor digunakan sebagai senjata kimia pada perang gas di tahun 1915. Terpapar dengan klor tidak boleh melebihi 0.5 ppm selama 8 jam kerja sehari-40 jam per minggu.

3.Brom Bromos – berbau pesing

Page 49: unsur kimia

Ditemukan oleh Balard pada tahun 1826, tapi belum dapat dipisahkan secara kuantitatif hingga 1860.

Brom adalah satu-satunya unsur cair non logam. Sifatnya berat, mudah bergerak, cairan berwarna coklat kemerahan, mudah menguap pada suhu kamar menjadi uap merah dengan bau yang sangat tajam., menyerupai klor, dan memiliki efek iritasi pada mata dan tenggorokan. Brom mudah larut dalam air atau karbon disulfida, membentuk larutan berwarna merah, tidaak sekuat klor tapi lebih kuat dari iod. Dapat bersenyawa dengan banyak unsur dan memiliki efek pemutih. Ketika brom tumpah ke kulit, akan menimbulkan rasa yang amat pedih. Brom mengakibatkan bahaya kesehatan yang serius, dan peralatan keselamatan kerja harus diperhatikan selama menanganinya.

Brom termasuk ke dalam golongan halogen. Diperoleh air garam alamiah dari sumber mata air di Michigan dan Arkansas. Brom juga diekstrak dari air laut, dengan kandungan hanya sebesar 82 ppm. Brom diperoleh dari mineral AgBr (bomargirit), dalam air laut sebagai bromide dari Mg dan logam alkali.

Kelarutan brom air sangat kecil, sehingga brom tidak larut sempurna dalam air dan reaksinya berjalan lambat. Brom juga bereaksi dengan lambat jika direaksikan dengan hydrogen.

Bromin dalam jumlah besar digunakan untuk membuat AgBr, senyawa yang peka terhadap cahaya. Umumnya terdapat di aatsa film dan kertas potret berwarna ataupun hitm putih2AgBr (s) → 2Ag (s) + Br2 (g)

Bromin juga digunakan dalam pembuaatan etilenbromida (C2H4Br2), suatu zat aditif yang dicampur pada bensin. Fungsinya adalah mengubah timbel dari TEL (tetra etil lead) menjadi timbel bromide yang mudah menguap dan dilepas ke udara. Bromin juga banyak digunakan dalam industry obat-obatan, misalnya NaBr untuk penenang syaraf. Metil bromide digunakan untuk memadamkan kebakaran. Bromin digunakan dalam pengasapan dan bahan anti api.

Bromin dibuat dengan cara mengalirkan campuran udara dan gas gas Cl2 melalui air laut yang mengandung ion bromide sebanyak 8.10-4 M. Sebelumnya air laut diasamkan dahulu dengan penambahan H2SO4 dengan pH 3,5 untuk mencegah hidrolisis bromine. Gas klorin akan mengoksidasi ion Br- menjadi Br2.Cl2 (g) + 2Br- (aq) → 2Cl- (aq) + Br2 (l)

Bromin yang terbentuk, dimurnikan dari kelebihan klorin dengan cara distilasi.

4. Iodin Iodes – ungu

Ditemukan oleh Courtois ada tahun 1811. Iod tergolong  unsur halogen, terdapat dalam bentuk iodida dari air laut yang terasimilasi dengan rumput laut, sendawa Chili, tanah kaya nitrat (dikenal sebagai kalis, yakni  batuan sedimen kalsium karbonat  yang keras), air garam dari air laut yang disimpan, dan di dalam air payau dari sumur minyak dan garam.

Iod adalah padatan berkilauan berwarna hitam kebiru-biruan agak mengkilat, menguap pada suhu kamar menjadi gas ungu biru dengan bau menyengat. Jika bromine merupakan cair yang mudah menguap, iodine merupakan padatan yang mudah menyublim. Iod membentuk senyawa dengan banyak unsur, tapi tidak sereaktif halogen lainnya, yang kemudian menggeser iodida. Iod menunjukkan sifat-sifat menyerupai logam. Iod mudah larut dalam kloroform (CHCl3), karbon tetraklorida, atau karbon disulfida yang kemudian membentuk larutan berwarna ungu yang indah. Iod hanya sedikit larut dalam air dan reaksinya berjalan lambat.

Page 50: unsur kimia

Iod atau Yodium yang sangat murni dapat diperoleh dengan mereaksikan kalium iodida dengan tembaga sulfat. Ada pula metode lainnya yang sudah dikembangkan. Iod campuran dpat diperoleh dari air laut dan garam chili.

Ada 30 isotop yang sudah dikenali. Tapi hanya satu isotop yang stabil, 127I yang terdapat di alam. Isotop buatan 131I, memiliki masa paruh waktu 8 hari, dan digunakan dalam proses penyembuhan kelenjar tiroid. Senyawa yang paling umum adalah iodida dari natrium dan kalium (KI), juga senyawa iodatnya (KIO3).  Kekurangan iod dapat menyebabkan penyakit gondok.

Senyawa iod sangat penting dalam kimia organik dan sangat berguna dalam dunia pengobatan. Iodida dan tiroksin yang mengandung iod, digunakan sebagai obat, dan sebagai larutan KI dan iod dalam alkohol digunakan sebagai pembalut luar. Kalium iodida juga digunakan dalam fotografi. Warna biru tua dengan larutan kanji merupakan karakteristik unsur bebas iod.

Iodin banyak digunakan dalam obat-obatan, misalnya iodium tincture untuk obat lika. Iodoform (CHI3) digunakan untuk lensa Polaroid dan AgI untuk fotografi.

Natrium iodat ditambahkan pada garam dapur untuk membuat garam beryodium sehingga dapat mencegah penyakit gondok. Iodine adalah bahan penyusun tiroksin. Ketika kekurangan tiroksin, tiroid akan membesar atau dikenal dengan penyakit gondok.

Di alam, senayawa iodine terdapat dalam natrium iodat yang tercampur dalam natrium nitrat. Untuk memisahkan dilakukan kristalisasi sehingga natrium iodat tertinggal dalam larutan. Ke dalam larutan kemudian ditambahkan resuktor natrium hidrosulfit.2NaIO3 (aq) + 5NaHSO3 (aq) → 3NaHSO4 (aq) + 2 Na2SO4 (aq) + H2O (l)

Penanganan iod harus hati-hati, karena kontak dengan kulit dapat menyebabkan luka; uap iod sangat iritan terhadap  mata dan membran berlendir. Konsentrasi iod di udara yang masih diizinkan adalah 1 mg/m3 (selama 8 jam kerja per hari-40 jam seminggu).

5.Astatin Astatos – tidak stabil

Disintesis pada tahun 1940 oleh D.R. Corson, K.R. MacKenzie, dan E. Segre di Universitas Kalifornia dengan menembak bismut dengan partikel alfa. Isotop dengan masa paruh waktu terpanjang, terdapat di alam dengan isotop uranium dan torium, dan jejak 217At setara dengan 233U dan 239Np, dihasilkan dari integrasi torium dan uranium dengan menghasilkan neutron alamiah. Jumlah astatin di kerak bumi hanyalah kurang dari 1 ons. Terbentuk secara alami melalui peluruhan uranium-235 and uranium-238.

Spektrometer massa telah digunakan untuk memastikan bahwa  unsur radioaktif halogen ini berperilaku kimia sama halnya dengan halogen lainnya, khususnya iod. Astatine dikatakan lebih menyerupai logam daripada iod, dan seperti halnya iod, astatin dapat terakumulasi di kelenjar tiroid. Para peneliti di Brookhaven National Laboratory telah menggunakan metode pembelokan jalur molekul reaktif yang terpancar untuk mengidentifikasi dan mengukur reaksi kimia dengan melibatkan astatin. Dapat membentuk senyawa antar halogen, tetapi belum diketahui apakah membentuk senyawa diotomik seperti halogen lainnya.

Astatin dapat diroduksi dengan menembak bismut dengan partikel alfa berenergi untuk mendapatkan 209-211At yang tahan lama, untuk selanjutnya disuling dengan memanaskan di udara.

Golongan VIIIA

Page 51: unsur kimia

Golongan VIIIA sering dikenal dengan nama golongan gas mulia, disebut mulia karena unsur-unsur ini sangat stabil (sangat sukar bereaksi). Tidak ditemukan satupun senyawa alami dari gas mulia. Menurut Lewis, kestabilan gas mulia tersebut disebabkan konfigurasi elektronnya yang terisi penuh, yaitu konfigurasi oktet (duplet untuk Helium). Kestabilan gas mulia dicerminkan oleh energi ionisasinya yang sangat besar, dan afinitas elektronnya yang sangat rendah (bertanda positif). Para ahli zaman dahulu yakin bahwa unsur-unsur gas mulia benar-benar inert. Pendapat ini dipatahkan, setelah pada tahun 1962, Neil Bartlett, seorang ahli kimia dari Kanada berhasil membuat senyawa xenon, yaitu XePtF6. Sejak itu, berbagai senyawa gas mulia berhasil dibuat.

Di abad ke-18, H. Cavendish menemukan komponen yang inert di udara. Di tahun 1868, suatu garis di spektrum sinar matahari yang tidak dapat diidentifikasi ditemukan dan disarankan garis tersebut disebabkan oleh unsur baru, helium. Berdasarkan fakta ini, di akhir abad ke-19 W. Ramsay mengisolasi He, Ne, Ar, Kr, dan Xe dan  dengan mempelajari sifat-sifatnya ia dapat menunjukkan bahwa gas-gas tersebut adalah unsur baru. Walaupun argon berkelimpahan hampir 1% di udara, unsur ini belum diisolasi hingga Ramsay mengisolasinya dan gas mulia sama sekali tidak ada dalam tabel periodiknya Mendeleev. Hadiah Nobel dianugerahkan pada Ramsay tahun 1904 atas keberhasilannya ini.

Dari sifat unsure-unsur yang seperiode, kita mengetahui bahwa semakin ke kanan jari-jari atom semakin kecil. Gas mulia menempati urutan terkecil untuk jari-jari atom. Semakin kecil jari-jari atom, maka energy ionisasi semakin besar oleh karena itu gas mulia sukar melepaskan electron terluarnya yang menyebabkan gas mulia sukar bereaksi. Berbeda dengan kebanyakan gas yang dalam keadaan bebasnya bersifat diatomic, gas mulia berada dalam keadaan monoatomik, hal ini disebabkan karena kestabilan gas mulia.

Telah disinggung, di atas, bahwa pandangan VIIIA sebagai gas inert telah berhasil dipatahkan setelah senyawa gas mulia berhasil disintesa. Kereaktifan gas mulia dari atas ke bawah semakin besar. Diketahui bahwa unsur yang dapat bereaksi dalam gas mulia adalah krypton, xenon dan radon. Walaupun sebenarnya argon dapat bereaksi dengan HF pada suhu yang sangat rendah.

Titik didih dan leleh dari atas ke bawah semakin besar, disebabkan gaya ikatan antar molekul gas mulia semakin besar seiring bertambahnya Ar (gaya London semakin besar). Pada atom, factor yang memengaruhi kekuatan gaya London adalah ukuran atom. Oleh karena jumlah electron bertambah dari He ke Rn, maka gaya London yang terjadi antara atom-atom unsur dari He ke Rn juga semakin kuat. Gaya London yang terjadi antara atom-atom unsur gas mulia akan berpengaruh terhadap sifat-sifat fisis unsur-unsur yang bersangkutan.

1.Helium Helios – matahari

Janssen menemukan bukti keberadaan helium pada saat gerhana matahari total tahun 1868 ketika dia mendeteksi sebuah garis baru di spektrum sinar matahari. Lockyer dan Frankland menyarankan pemberian nama helium untuk unsur baru tersebut. Pada tahun 1895, Ramsay menemukan helium di mineral cleveite uranium. Pada saat yang bersamaan kimiawan Swedia Cleve dan Langlet menemukan helium di cleveite. Rutherford dan Roys pada tahun 1907 menunjukkan bahwa partikel-partikel alpha tidak lain adalah nukleus helium.

Helium merupakan elemen kedua terbanyak di alam semesta. Helium diproses dari gas alam, karena banyak gas alam yang mengandung gas helium. Helium merupakan salah satu unsur yang

Page 52: unsur kimia

diciptakan pada saat nukleosintesis Big Bang. Dalam Jagad Raya modern hampir seluruh helium baru diciptakan dalam proses fusi nuklir hidrogen di dalam bintang. Di Bumi, unsur ini diciptakan oleh peluruhan radioaktif dari unsur yang lebih berat (partikel alfa adalah nukleus helium). Setelah penciptaannya, sebagian darinya terkandung di udara (gas alami) dalam konsentrasi sampai 7% volume. Helium dimurnikan dari udara oleh proses pemisahan suhu rendah yang disebut distilasi fraksional.

Pada 1868, astronom Prancis Pierre Jules César Janssen mendeteksi pertama kali helium sebagai signatur garis spektral kuning yang tak diketahui dari cahaya dari gerhana matahari. Sejak itu kandungan helium besar banyak ditemukan di ladang gas alam di Amerika Serikat, yang merupakan penyedia gas terbesar. Helium digunakan dalam kriogenik, sistem pernafasan laut dalam, untuk mendinginkan magnet superkonduktor, dalam "penanggalan helium", untuk pengembangan balon, untuk mengangkat kapal udara dan sebagai gas pelindung untuk penggunaan industri (seperti "pengelasan busar") dan penumbuhan wafer silikon). Menghirup sejumlah kecil gas ini akan menyebabkan perubahan sementara kualitas suara seseorang.

Gas helium tidak berbau, tidak berasa, tidak beracun dan tidak berwarna. Helium sangat susah bereaksi atau bisa dikatakan juga tidak dapat bereaksi. Helium tidak dapat dipadatkan dalam keadaan 1atm tetapi harus 25atm. Daya hantar listrik dan panas helium sangat tinggi.

Helium memiliki titik lebur paling rendah di antara unsur-unsur dan banyak digunakan dalam riset suhu rendah (cyrogenic) karena titik leburnya dekat dengan 0 derajat Kelvin. Juga, unsur ini sangat vital untuk penelitian superkonduktor.

Titik didih dan titik lebur helium merupakan yang terendah dari unsur-unsur lain dan ia hanya ada dalam bentuk gas kecuali dalam kondisi "ekstrem". Kondisi ekstrem juga diperlukan untuk menciptakan sedikit senyawa helium, yang semuanya tidak stabil pada suhu dan tekanan standar. Helium memiliki isotop stabil kedua yang langka yang disebut helium-3. Sifat dari cairan varitas helium-4; helium I dan helium II; penting bagi para periset yang mempelajari mekanika kuantum (khususnya dalam fenomena superfluiditas) dan bagi mereka yang mencari efek mendekati suhu nol absolut yang dimiliki benda (seperti superkonduktivitas).

Dengan menggunakan helium cair, Kurti dkk. beserta yang lainnya telah berhasil mencapai suhu beberapa mikrokelvin dengan proses adiabatic demagnitization nukleus tembaga.

Helium memiliki sifat-sifat unik lainnya, yaitu sebagai satu-satunya benda cair yang tidak bisa diubah bentuknya menjadi benda padat hanya dengan menurunkan suhu. Unsur ini tetap dalam bentuknya yang cair sampai 0 derajat Kelvin pada tekanan normal, tetapi akan segera berbentuk padat jika tekanan udara dinaikkan. 3He dan 4He dalam bentuk padat sangat menarik karena keduanya dapat berubah volume sampai 30% dengan cara memberikan tekanan udara.

Spesifikasi panas helium sangat tinggi. Berat jenis gas helium pada titik didih normal juga sangat tinggi. Molekul-molekul gasnya mengembang dengan cepat ketika dipanaskan ke suhu ruangan. Sebuah bejana yang diisi dengan gas helium pada 5 dan 10 Kelvin harus diperlakukan seakan-akan berisikan helium cair karena perubahan tekanan yang tinggi yang berasal dari pemanasan gas ke suhu ruangan.

Secara normal, helium memiliki 0 valensi, tapi ia juga memiliki tendensi untuk menggabungkan diri dengan unsur-unsur lainnya. Cara membuat helium difluorida telah dipelajari dan senyawa HeNe dan ion-ion He+ dan He+ + juga telah diteliti.

Secara spektroskopik helium telah dideteksi keberadaannya di bintang-bintang, terutama di bintang yang panas. Helium juga merupakan komponen penting dalam reaksi proton-proton dan siklus karbon yang memberikan bahan bakar matahari dan bintang-bintang lainnya.

Page 53: unsur kimia

Pemfusian hidrogen menjadi helium menghasilkan energi yang luar biasa dan merupakan proses yang dapat membuat matahari bersinar secara terus-menerus. Kadar helium di udara sekitar 1 dalam 200,000. Walau banyak terdapat dalam berbagai mineral radioaktif sebagai produk-produk radiasi, sebagian besar pasokan helium untuk Amerika Serikat terdapat di sumur-sumur minyak Texas, Oklahoma, dan Kansas. Di luar AS, pabrik ekstraksi helium hanya terdapat di Polandia, Rusia dan di India (data tahun 1984). Pembentukan helium dalam matahari terjadi dalam reaksi fusi antara ditrium dan tritium menghasilkan helium dan melepaskan netron.

Ada 7 isotop helium yang diketahui: helium cair (He-4) yang muncul dalam dua bentuk: He-4I dan He-4II dengan titik transisi pada 2.174K. He-4I (di atas suhu ini) adalah cair, tetapi He-4II (di bawah suhu tersebut) sangat berbeda dari bahan-bahan kimia lainnya. Helium mengembang ketika didinginkan, konduktivitas kalornya sangat tinggi, dan konduksi panas atau viskositasnya tidak menuruti peraturan-peraturan biasanya.

Helium dapat digunakan sebagai* Sebagai gas mulia tameng untuk mengelas* Sebagai gas pelindung dalam menumbuhkan kristal-kristal silikon dan germanium dan dalam memproduksi titanium dan zirkonium* Sebagai agen pendingin untuk reaktor nuklir* Sebagai gas yang digunakan di lorong angin (wind tunnels)

Campuran helium dan oksigen digunakan sebagai udara buatan untuk para penyelam dan para pekerja lainnya yang bekerja di bawah tekanan udara tinggi. Perbandingan antara He dan O2

yang berbeda-beda digunakan untuk kedalaman penyelam yang berbeda-beda.Helium sangat banyak digunakan untuk mengisi balon ketimbang hidrogen yang lebih

berbahaya. Salah satu kegunaan helium yang lain adalah untuk menekan bahan bakar cair roket. Roket Saturn, seperti yang digunakan pada misi-misi Apollo, memerlukan sekitar 13 juta kaki kubik He.

Helium cair yang digunakan di Magnetic Resonance Imaging (MRI) tetap bertambah jumlahnya, sejalan dengan ditemukannya banyak kegunaan mesin ini di bidang kesehatan.

Helium juga digunakan untuk balon-balon raksasa yang memasang berbagai iklan perusahaan-perusahaan besar, termasuk Goodyear. Aplikasi lainnya sedang dikembangkan oleh militer AS adalah untuk mendeteksi peluru-peluru misil yang terbang rendah. Badan Antariksa AS NASA juga menggunakan balon-balon berisi gas helium untuk mengambil sampel atmosfer di Antartika untuk menyelidiki penyebab menipisnya lapisan ozon.

2.Neon

Ditemukan oleh Ramsay dan Travers pada tahun 1898. Neon adalah unsur gas mulia yang terdapat atmosfer hingga 1:65000 udara. Neon diperoleh dengan mencairkan udara dan melakukan pemisahan dari gas lain dengan penyulingan bertingkat.

Sama halnya dengan helium, neon tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa.Gas neon jika dimasukkan ke dalam tabung bertekanan rendah yang diberi tegangan listrik akan memancarkan cahaya merah Tabung ini banyak digunakan sebagai lampu reklame. Neon memiliki kemampuan mendinginkan refrigerator 40 kali lipat dari helium cair dan 3 kali lipat lebih dari hidrogen cair. Neon tamak adat, inert dan lebih murah daripada helium bila diperlukan sebagai bahan pendingin (refrigerant). Dibandingkan semua gas mulia, pelepasan muatan Neon memiliki intensitas lebih tinggi jika ada tegangan dan arus yang luar biasa. Neon alami terdiri dari campuran tiga isotop, enam isotop lainnya tidak stabil

Page 54: unsur kimia

Neon adalah unsur yang tidak mudah bereaksi (inert). Dilaporkan bahwa Ne dapat bersenyawa dengan fluor. Namun, masih menjadi pertanyaan aakah senyawa Neon tersebut ada meski bukti keberadaan senyawa tersebut ada.

Ion Ne+, (NeAr)+, (NeH)+, dan (HeNe+) diketahui dari analisis spektrofotometri optik dan spektrofotometrik massa. Neon juga membentuk hidrat yang tidak stabil.

Meski neon membutuhkan ruang yang luas pada penggunaannya, Neon berfungsi sebagai indikator tegangan tinggi, penangkap kilat, tabung wave meter dan tabung televisi. Neon dan helium digunakan dalam pembuatan laser gas. Neon cair sekarang tersedia secara komersial dan sangat penting diterapkan sebagai pembeku embrio (bakal makhluk hidup) yang ekonomis. Neon cair digunakan sebagai cairan pendingin pada reactor-reaktor nuklir, meskipn suhu yang dihasilkan tidak serendah helium cair.

3.Argon Argos – malas; nomos – bereaksi

Keberadaan argon di udara sudah diduga oleh Cavendish pada tahun 1785, dan ditemukan oleh Lord Raleigh dan Sir William Ramsay pada tahun 1894.

Argon larut dalam air, 2.5 kali lipat daripada nitrogen, dan memiliki kelarutan  yang sama dengan oksigen. Argon tidak berwarna dan tidak berbau, baik dalam bentuk gas dan cair. Argon dikenal sebagai gas inert dan tidak diketahui senyawa kimia yang dibentuknya seperti halnya krypton, xenon dan radon. Di antara gas mulia lainnya, argon memiliki kelimpahan terbanyak di atmosfer bumi.

Argon dihasilkan dari penyulingan bertingkat udara cair karena atmosfer mengandung 0.94% Argon. Atmosfer Mars mengandung 1.6% isotop  Argon 40 dan sebesar 5 ppm untuk isotop Argon 36.

Secara alami, Argon merupakan campuran dari 3 isotop. Diketahui 12 isotop lainnya yang bersifat radioaktif.

Digunakan dalam bola lampu pijar listrik dan tabung fluoresen pada tekanan sekitar 400 Pa, tabung pengisian cahaya , tabung kilau dan lain-lain. Argon juga digunakan sebagai gas inert yang melindungi dari bunga api listrik dalam proses pengelasan, produksi titanium dan unsur reaktif lainya, dan juga sebagai lapisan pelindung dalam pembuatan kristal silikon dan germanium.

Gas argon digunakan sebagai pengisi boal lampu listrik (booglamp), sebab argon juga tidak bereaksi dengan wolfram yang pijar. Gas argon juga dimanfaatkan untuk menciptaka lingkungan / atmosfer inert terutama pada pembuatan Kristal silicon dan germanium ultra murni dalam peralatan semikonduktor.

4.Kripton

Ditemukan pada tahun 1898 oleh Ramsay dan Travers dalam residu yang tersisa setelah udara cair hampir menguap semua. Pada tahun 1960, disetujui secara internasional bahwa satuan dasar panjang, meter, harus didefinisikan sebagai garis spektrum merah oranye dari 86Kr. Hal ini untuk menggantikan standar meter di Paris, yang semula didefinisikan sebagai batangan alloy platina-iridium. Pada bulan Oktober 1983, satuan meter, yang semula diartikan sebagai  satu per sepuluh juta dari kuadrat keliling kutub bumi, akhirnya didefinisi ulang oleh lembaga International bureau of Weights and Measures, sebagai panjang yang dilalui cahaya dalam

Page 55: unsur kimia

kondisi vakum selama interval waktu 1/299,792,458 detik. Kripton memiliki garis spektrum berwarna hijau terang dan oranye.

Kripton terdapat di udara dengan kadar  1 ppm. Atmosfer Mars diketahui mengandung 0.3 ppm kripton. Kripton padat adalah zat kristal berwarna putih dengan struktur kubus pusat muka yang merupakan sifat umum pada semua gas mulia.

Di alam, kripton memiliki enam isotop stabil. Dikenali juga 1 isotop lainnya yang tidak stabil. Garis spektrum kripton dapat dihasilkan dengan mudah dan beberapa di antaranya sangat tajam untuk bisa dibedakan. Awalnya kripton diduga tidak tidak bersenyawa dengan unsur lainnya, tapi sekarang sudah ditemukan beberapa senyawa kripton. Kripton difluorida sudah pernah dibuat dalam ukuran gram dan sekarang sudah dapat dibuat dengan beberapa metode. Senyawa fluorida lainnya dan garam dari asam oksi kripton pun telah dilaporkan. Ion molekul dari ArK+ dan KrH+ telah diidentifikasi dan diinvestigasi, demikian juga KrXe dan KrXe+ pun telah memiliki beberapa bukti.

Kripton dapat disintesis dengan flour menghasilkan senyawa KrF2 , KrF4. Reaksi dapat berlangsung dengan syarat jiak diberi muatan listrik atau sinar X pada suhu yang sangat rendah (-196C).

Kripton klatrat dibuat dengan menggunakan hidrokuinon dan fenol.  85Kr dapat digunakan untuk analisis kimia dengan menanamkan isotop kripton dalam beragam zat padat. Selama proses ini, terbentuk kriptonate. Aktivitas kriptonate sangat sensitif dalam reaksi kimia dalam bentuk larutan. Karenanya, konsentrasi reaktan pun jadi dapat ditetapkan. Kripton digunakan sebagai lampu kilat fotografi tertentu untuk fotografi berkecepatan tinggi.

Kripton menghasilkan cahaya dengan intensitas yang sangat tingi, oleh karena itu digunakan dalam laser untuk merawat retina mata. Dalam system pengukuran, spectrum atom krypton digunakan untuk menetapkan panjang ukuran satu meter yang didefinisikan sebagai 1.650.763,73 kali panjang gelombang garis ungu-merah pada spectrum atom krypton.

5.Xenon

Ditemukan pada tahun 1898 oleh Ramsay dan Travers dalam residu yang tersisa setelah menguapkan udara cair. Xenon adalah anggota gas mulia atau gas inert. Terdapat di atmosfer kita dengan kandungan satu bagian per dua puluh juta bagian atmosfer. Xenon terdapat dalam atmosfer Mars dengan kandungan 0.08 ppm. Unsur ini ditemukan dalam bentuk gas, yang dilepaskan dari mineral mata air tertentu, dan dihasilkan secara komersial dengan ekstraksi udara cair.

Xenon tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa dan juga tidak dapat terbakar. Pada dasarnya, xenon tidak beracun, namun bila membentuk senyawa sifatnya menjadi sangat beracun. Cukup banyak senyawa Xenon yang telah berhasil disintesis. Xenon dapat bereaksi dengan flour dan oksigen jika diberi pemanasan atau penyinaran (sinar matahari atau sinar UV) yang kuat.

Xenon di alam terdiri dari sembilan isotop stabil. Ada pula 20 isotop tidak stabil yang telah dikenali. Sebelum tahun 1962, diasumsikan bahwa xenon dan gas mulia lainnya tidak dapat membentuk senyawa. Beberapa tahun terakhir telah ditemukan bahwa xenon, seperti halnya unsur gas mulia lainnya, memang membentuk senyawa. Di antara senyawa xenon tersebut adalah natriun perxenat, xenon deuterat, xenon hidrat, difluorida, tetrafluorida dan heka fluorida. Xenon trioksida, yang sangat eksplosif, sudah dapat dibuat. Lebih dari 80 senyawa xenon telah dibuat dengan xenon yang terikat secara kimiawi dengan fluor dan oksigen. Beberapa senyawa xenon

Page 56: unsur kimia

memiliki warna. Senyawa Xenon dengan logam  telah dihasilkan dengan menggunakan tekanan ratusan kilobar.  Xenon dalam tabung vakum menghasilkan kilau biru yang indah ketika dieksitasi dalam pelepasan muatan listrik.

Gas ini digunakan dalam pembuatan tabung elektron, lampu stoboskopik (lampu neon yang berkedip dengan frekuensi tertentu), lampu bakterisida, dan lampu yang digunakan untuk mengeluarkan laser rubi yang menghasilkan sinar yang koheren. Xenon digunakan dalam medan energi nuklir dalam bejana gelembung udara, probe, dan penerapan lainnya di mana dibutuhkan bobot atom tinggi. Senyawa perxenate digunakan kimia analisis sebagai zat oksidator. 133Xe dan 135Xe dihasilkan oleh iradiasi neutron dalam reaktor nuklir dingin. 133Xe memiliki banyak kegunaan sebaai isotop. Unsur ini tersedia dalam kontainer gas dalam kaca bersegel dengan tekanan standar. Xenon tidak beracun tapi senyawanya sangat beracun karena sifat oksidatornya yang sangat kuat.

Xenon digunakan nutuk mengahsilkan cahaya terang pada lampu blitz (flash gun). Karena mempunyai sifat anestesi (pemati rasa), gas xenon juga digunakan untuk membius pasien pada proses pembedahan.

6.Radon

Nama radon berasal dari radium. Unsur ini ditemukan pada tahun 1900 oleh Friedrich Ernst Dorn, yang menyebutnya sebagai emanasi (pancaran) radium. Pada tahun 1908, Ramsay dan Gray, yang menamakannya niton (dari bahasa latin nitens berarrti "yang berkilauan"; simbol Nt), mengisolasi unsur tersebut dan menetapkan kerapatannya, kemudian diketahui bahwa unsur ini adalah gas terberat dari semua unsur yang telah ditemukan saat itu. Radon bersifat inert dan menempati posisi terakhir pada grup gas mulia pada Tabel Periodik. Sejak tahun 1923, unsur ini baru dinamakan radon. Radon merupakan gas yang paling berat dan berbahaya bagi kesehatan. Rn-222 mempunyai waktu paruh 3,8 hari dan digunakan dalam radioterapi. Radon dapat menyebabkan kanker paru paru, dan bertanggung jawab atas 20.000 kematian di Uni Eropa setiap tahunnya

Rata-rata, satu bagian radon terdapat dalam 1 x 1021 bagian udara. Pada suhu biasa, radon tidak berwarna, tetapi ketika didinginkan hingga mencapai titik bekunya, radon memancarkan fosforesens yang terang, yang kemudian menjadi kuning seiring menurunnya suhu. Radon berwarna merah sindur pada suhu udara cair. Telah dilaporkan bahwa fluor bereaksi dengan radon, membentuk senyawa fluorida. Radon klathrat juga telah ditemukan.

Radon tidak mudah bereaksi secara kimia, tetapi beradioaktif, radon juga adalah gas alami (senyawa gas terberat adalah tungsten heksaflorida, WF6). Pada suhu dan tekanan ruang, radon tidak berwarna tetapi apabila didinginkan hingga membeku, radon akan berwarna kuning, sedang kan radon cair berwarna merah jingga. Penumpukan gas Radon secara alamiah di atsmosfir bumi terjadi amat perlahan sehingga air yang menyentuh udara bebas terus kehilangan Radon karena proses “Volatilisasi. Air bawah tanah mempunyai kandungan Radon lebih tinggi di bandingkan air permukaan.

Rata rata, terdapat satu molekul radon dalam 1 x 1021 molekul udara. Radon dapat di temukan di beberapa mata air dan mata air panas. Kota Misasa, Jepang, terkenal karena mata airnya yang kaya dengan radium yang menghasilkan radon.

Radon dibebaskan dari tanah secara alamiah, apalagi di kawasan bertanah di Granit. Radon juga mungkin dapat berkumpul di ruang bawah tanah dan tempat tinggal (Namun ini juga bergantung bagaimana rumah itu di rawat dan ventilasinya) Uni Eropa mennentukan bahwa batas

Page 57: unsur kimia

aman kandungan radon adalah 400 Bq/[[meter]3 untuk rumah lama, dan 200 Bq/m3 untuk rumah baru. ‘’Environmental Protection Agency’’ Amerika mennyarankan untuk melakukan tindakan segera bagi semua rumah dengan kepekatan Radon melebihi 148 Bq/m3 (diukur sebagai4 pCi/L). Hampir satu rumah setiap 15 di A.S. mempunyai kadar radon yang tinggi menurut statistik (U.S. Surgeon General) dan EPA mencadangkan agar semua rumah diuji bagi radon. Sejak 1985 di Amerika, jutaan rumah telah diuji kandungan radonnya.

Ada 20 isotop radon yang telah diketahui. Radon-222, berasal dari radium, memilliki paruh waktu 3.823 hari dan merupakan pemancar partikel alfa; Radon-220 berasal dari thorum dan disebut thoron, memiliki masa paruh 55.6 detik dan juga merupakan pemancar partikel alfa. Radon-219 berasal dari actinium dan karenanya disebut actinon, memiliki masa paruh 3.96 detik dan termasuk pemancar alfa. Diperkirakan bahwa setiap satu mil persegi tanah dengan kedalaman 6 inch mengandung 1 gram radium, yang melepaskan radon dalam jumlah yang sedikit ke udara. Radon terdapat di beberapa air panas alam, seperti yang berada di Hot Springs, Arkansas.

Radon masih diproduksi untuk kegunaan terapi di beberapa rumahsakit dengan memompanya dari sumber radium dan memberinya segel pada” tabung menit”, yang disebut “bibit” atau “jarum”, untuk diberikan kepada pasien. Radon dapat digunakan sebagai terapi penyakit kanker. Hal ini telah banyak dihentikan oleh kebanyakan rumah sakit yang biasa mendapatkan bibitnya langsung dari suplier, sesuai dengan kebutuhan dan dosis yang diinginkan.

Radon adalah gas karsinogen. Radon adalah bahan beradioaktif dan harus ditangai secara hati-hati. Adalah sangat berbahaya untuk menghirup unsur ini karena Radon menghasilkan partikel alpha.

Radon harus ditangani dengan hati-hati seperti bahan material radioaktif lainnya. Bahaya langsung radon berasal dari masuknya radon lewat jalan pernafasan dalam bentuk gas ataupun debu radon di udara. Ventilasi yang baik harus dipersiapkan di mana radium, torium atau actinium disimpan untuk mencegah bertambahnya radon. Bertambahnya radon (radon build-up) merupakan salah satu pertimbangan dalam pertambangan uranium. Baru -baru ini, radon build-up telah dikhawatirkan terdapat di rumah-rumah. Terpapar dengan radon dapat menyebabkan kanker paru-paru. Di Amerika Serikat, sangat direkomendasikan tindakan perbaikan bila udara di rumah mngandung Radon sebesar 4 pCi/l.

Daftar Pustaka

Justiana, Sandri dkk.2009.Chemistry For Senior High School.Jakarta:Yudhistira.

Page 58: unsur kimia

Krisbiyantoro, Adi.2008.Panduan Kimia Praktis SMA.Yogyakarta:Pustaka Widyatama.Parning dkk.2007.Kimia 3. Jakarta : Yudhistira.Retnowati, Priscilla.2009. Seribu Pena Kimia untuk SMA/MA kelas XII.Jakarta : Erlangga.Santoso, Anwar. 2008. Rumus Lengkap Kimia SMA. Jakarta : Wahyu Media.

Referensiwww.chem-is-try.orgwww.webelements.comwww.wikipedia.org