Kamis, 25 Desember 2014

BEBERAPA GOLONGAN UNSUR DALAM SISTEM PERIODIK

Suatu cara pengelompokan unsur yang telah dipelajari yaitu sistem periodik unsur. Dalam tabel peiodik, unsur-unsur mempunyai kemiripan sifat ditempatkan dalam satu golongan. Dalam bab ini akan dibahas mengenai sifat-sifat serta keguanaanya dari beberapa zat.

A. GAS MULIA

Unsur gas mulia adalah unsur-unsur yang terdapat pada golongan VIIIA sistem periodik, yaitu helium (He), neon (Ne), Argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe) dan radon (Rn). Kelompok unsur disebut gas mulia karena sifatnya yang sangat sukar bereaksi.
Ketika Mendeleyef menyusun sistem periodiknya (1871), belum satupun unsur gas mulia yang sudah dikenal, bahkan Mendeleef tidak meramalkan keberadaan unsur-unsur tersebut. Unsur gas mulia pertama yang ditemukan adalah argon. Pada tahun 1892 John Rayleigh dari Inggris menemukan bahwa gas nitrogen yang diperoleh dari udara lebih berat daripada gas nitrogen yang diperoleh dari peruaraian amonia. Reyleigh menyimpulkan bahwa gas itu bercampur dengan suatu gas lain yang lebih berat. Pada tahun 1894, William Ramsay  dari Inggris berhasil menindentifikasikan gas itu sbagai suatu unsur tak reaktif yang tertinggal dalam udara setelah seluruh nitrogen, oksigen, dan karbondioksida dipisahkan memalui reaksi kimia. Oleh karena sifat yang lembam, maka unsur baru itu dinamakan  argom (Yunani : argos berarti malas). Empat tahun kemudian Ramsay menemukan lagi suatu unsur yang tak reaktif dari pemanasan batu kavelit Tsuatu batuan yang mengandung unsur radioaktif tertentu yangmemancarkan sinar alfa.). Unsur ini mempunyai spektrum yang sama dengan garis-garis tertentu dalam spektrum matahari. Garis-garis itu dianggap dihasilkan oleh suatu unsur yang oleh ahli astronomi disebut helium (Yunani : helios berarti matahari). Setelah penemuan helium, Ramsay mengatakan bahwa haruslah ada suatu golongan unsur tak reaktif yang terletak antara golongan halogen (VIIA) dan logam alkali (IA). Dugaan Ramsay benar setelah menemukan tiga anggota lainnya, yaitu neon (Yunani : neos berarti baru, kripton (kriptos berarti tersembunyi), dan xenon (xenos berarti asing). Akhirnya Ramsay menemukan radon yang dihasilkan oleh pemancaran sinar alpha oleh radium.

1. Gas Mulia di Alam
    Semua unsur gas mulia terdapat di udara, kecuali radon yang hanya terdapat sebagai isotop radioaktif berumur pendek. Kelimpahan unsur gas mulia di udara diberikan pada tabel berikut :
Gas mulia
Simbol
Kelimpahan (ppm-volume)
Helium
Neon
Argon
Kripton
Xenon
radon
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
5,24
18,2
9340
1,14
0,08
-

Gas mulia terbanyak di udara adalah argon (9340 ppm = 0,934%), yang merupakan komponen ketiga terbanyak dalam udara setelah nitrogen dan oksigen. Akan tetapi gas mulia terbanyak di alam adalh helium, karena helium merupakan komponen penting dari matahari dan bintang-bintang lainnya. Gas mulia kecuali radon diperoleh dari hasil destilasi bertingkat udara cair. Beberapa sumur gas alam di Amerika (Texas, Oklahoma dan Kansas ) mengandung gas helium sampai 2% berdasar volume. Sumur-sumur gas mearupakan sumber penting dari gas helium. Hingga tahun 1971, pemerintah Amerika Serikat melakukan pengawetan gas helium dari gas alam dan telah disimpan kira-kira

1 x 109 m3 heliu. Apabila helium tidak tersedia lagi di alam diduga sebagai hasil peluruhan zat radioaktif.
Sifat-sifat Gas Mulia
Kita membedakan sifat-sifat zat atas sifat fisis dan sifat kimia. Sifat fisis menyakngkut penampilan (seperti wujud, warna, bau dan rasa), serta besar-besaran yang tidak melibatkan pengubahan zat itu menjadi zat lain (seperti jari-jari atom, titik leleh, titik didih, dan kalor jenis). Sifat kimia berkaitan dengan reaksi-reaksi yang dapat dialami oleh zat itu, seperti daya oksidasi dan daya reduksi. Sifat kimia zat ditentukan oleh sifat fisis tertentu dari zat itu. Misalnya kereaktifan yang berkaitan dengan energi pengionan, sedangkan energi pengionan berkaitan dengan jari-jari atom. Oleh karena itu untuk memahami sifat-sifat kimia kita harus mengetahui sifat-sifat fisis yang mendasarinya.

Sifat-sif at fisis Gas Mulia
Semua unsur gas mulia berupa gas pada suhu kamar dan mendidih hanya beberapa derajat di atas titik cairnya. Beberapa data fisis dari gas mulia diberikan pada tabel di bawah ini :


Sifat
He
Ne
Ar  
Kr
Xe
Rn
Nomor valensi
2
10
18
36
54
86
Electron valensi
2
8
8
8
8
8
Jari-jari atom (Ao)
0,5
0,65
0,95
1,10
1,30
1,45
Titik leleh (oC)
-272,2
-248,6
-189,4
-157,2
-111,8
-71
Titik didih (oC)
-268,9
-246,0
-185,9
-153,4
-108,1
-62
Energy pengionan (kJ/mol)
2640
2080
1520
1350
1170
1040
Afinitas electron (kJ/mol)
21
29
35
39
41
41
Rapatada tabel dian (g/L)
0,178
0,900
1,78
3,73
5,89
9,73


Seperti tercantum  pada tabel di atas, jari-jari atom, titik leleh serta titik didih gas mulia bertambah seiring dengan pertambahan nomor atomnya, sedangkan energi pengionan berkurang. Helium cair terdapat dalam dua bentuk yang disebut heliu (I) dan helium (II). Helium I adalah cairan normal, sedangkan helium II merupakan superfluida yaitu cairan yang sangat mudah mengalir (tanpa viskositas). Helium II mempunyai daya hantar kalor yang luar biasa besar.

Sifat-sifat Kimia Gas Mulia
- Kereaktifan Gas Mulia Sangat Rendah
Telah disebutkan bahwa gas mulia bersifat inert (lembam). Tidak ditemukan satupun senyawa alami gas mulia. Gas-gas mulia terdapat sebagai molekul monoatomik (atom-atomnya berdiri sendiri). Unuk jangka waktu yang cukup lama, usaha-usaha untuk mensintesis senyawa gas mulia tidak membawa hasil. Oleh karena itu para ahli yakin bahwa gas mulia benar-benar inert.
Menurut ahli, kelembaman gas mulia berhubungan dengan konfigurasi elektronnya. Konfigurasi elektron gas mulia dengan 8 elektron pada kulit terluar (dua untuk helium) merupakan konfigurasi elektron yang paling stabil. Kestabilan gas mulia tercermin dari harga energi pengionan yang besar menunjukkan sukarnya  unsur-unsur itu untuk melepaskan elektron, sedangkan harga afinitas eletron yang rendah mesnunjukkan kecilnya kecenderungan untuk menyerap elektron. Jadi, unsur gas mulia tidak kecenderungan untuk melepas maupun menyerap elektron. Oleh karena itu unsur-unsur gas mulia tidak mudah terlibat dalam reaksi.
- Makin Besar Jari-jari Atom Makin Reaktif
Pada tahun 1962 Neil Barlett dari Kanada, berhasil membuat suatu senyawa stabil dari Xenon, yaitu XePtF6. Penemuan itu telah mendobrak kegaiban gas mulia. Tidak lama kemudian, ahli riset lainnya dapat membuat berbagai senyawa dari Xenon, radon, dan kripton. Radon ternyata dapat bereaksi spontan dengan fluorin, sedangkan xenon memerlukan pemanasan atau penyinaran untuk memulai reaksi. Kripton lebih sukar, hanya bereaksi dengan fluorin jika disinari atau jika diberi loncatan muatan listrik. Sementara itu helium, neon, dan argon, ternyata lebih sukar bereaksi dan belum berhasil dibuat suatu senyawa dari ketiga unsur itu.
Fakta di atas menunjukkan bahwa kereaktifan gas mulia bertambah besar sesuai dengan pertambahan jari-jari atomnya, yaitu dari atas ke bawah. Pertambahan jari-jari atom mengakibatkan daya tarik inti terhadap elektron kulit terluar berkurang sehingga elektronnya makin mudah ditarik oleh atom lain. Walaupun senyawa  gas mulia telah berhasil dibuat, namun tetap haarus diakui bahwa unsur gas mulia lebih stabil dari smua golongan lainnya. Unsur gas mulia hanya dapat berikatan dengan unsur yang sangat elektronegatif, seperti fluorin dan oksigen. Beberapa sifat gas mulia tersaji pada tabel dibawah ini :


Rumus kimia senyawa
Tingkat oksidasi gas mulia
Titik cair (oC)
Hf (kJ/mol)
XeF2
XeF4
XeF6
XeOF4
XeO3
XeO2F2
XeO4
+2
+4
+6
+6
+6
+6
+8
139
117
49
-41 sampai -28
*)
31
**)
-109 (g)
-218 (g)
-298 (g)
+146 (g)
+406 (s)
+145 (s)
-

 Setelah senyawa gas mulia berhasil dibuat, istilah gas inert (lembam) tidak sesuai lagi. Para ahli cenderung menggunakan istilah gas mulia, yang berarti stabil atau sukar bereaksi, serupa dengan istilah logam mulia dan platina.

Senyawa-Senyawa Gas Mulia
 Senyawa Xenon


Diantara gas mulia, senyawa xenon yang paling banyak dibuat. Senyawa-senyawa tersebut meliputi fluoride, oksida, oksifluorida serta garam-garam xenat dan perxenat. Senyawa fluoride dari xenon yaitu XeF2, XeF4 dan XeF6 dapat dibuat dari reaksi langsung xenon dengan fluorin. Fluorida iru merupakan senyawa dasar untuk membuat senyawa xenon lainnya. XeOF4, XeO2F2 dan XeO3 dibuat dari XeF6 melalui hidrolisis :
XeF6   +   H2O  ---->    XeOF4   +   2HF
XeF6   +   2H2O  ---->   XeO2F2   +   4HF
XeF6   +   3H2O   ---->   XeO3   +   6HF
Walaupun XF8 tidak dikenal, namun dikenal juga senyawa xenon dengan tingkat oksidasi +8 yaitu XeO2F4, XeO3F2. Dan XeO4. Diantara garam xenon terpenting adalah natrium xenat (NaHXeO4) dan natrium perksenat (Na4XeO6). Garamperksenat adalah suatu oksidator paling kuat yang dikenal. Harga potensial electrode (oE) untuk H4XeO6/XeO3 adalh 3 volt. Harga ini hanya kalah dibandingkan pada F2/HF yang mempunyai harga Eo = 3,06 volt

 Senyawa Kripton dan Radon
  Berdasarkan fannya alasan yang berlainan, hanya dikenal sedikit senyawa dari kripton dan radon. Kripton karena kekurangreaktifannya hanya membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2. KrF2 merupakan satusatunya hasil yang didapat jika kripton direaksikan langsung dengan florin. Senyawa-senyawa kripton lainnya merupakan turunan dari KrF2. Radon karena sifatnya yang radiaktif dengan waktu paro yang pendek (4hari), maka pembentukan senyawa radon sukar dipelajari. Namun demikian eksistensi radon fluorida telah berhasil ditunjukkan.

Kegunaan Gas Mulia

1) Helium

Helium digunakan sebagai pengisi balon meteorologi maupun kapal balon karena gas ini mempunyai kerapatan yang paling rendah setelah hidrogen dan tidak dapat terbakar. Helium digunakan secara luas dalam riset yang menghendaki suhu sangat rendah. Dengan menguapkan helium cair dapat dicapai suhu rendah sekali mendekati nol absolut. Dalam jumlah besar helium digunakan untuk membuat atmosfer inert untuk berbagai ptoses yang terganggu oleh udara misalnya pada pengelasan. Campuran 80% helium dengan 20% oksigen digunakan untuk menggantikan udara untuk pernapasan penyelam dan orang lain yang bekerja di bawah tekanan tinggi. Terlalu lama menggunakan udara yang dimampatkan dapat menimbulkan narkose nitrogen yang salah satu efeknya adalah halusinasi, yang oleh penyelam dikenal sebagai pesona bawah laut. Para penyelam yang terpesona demikian tidak mampu memperhatikan tindakan pengamanan, dan mungkin akan tenggelam. Selain itu pada tekanan tinggi nitrpgen larut lebih banyak dalam darah, sehingga ketika kembali pada tekanan normal timbul gelembung-gelembung nitrogen di dalam darah, yang mengakibatkan rasa nyeri yang hebat dan berbahaya.

2) Neon
Neon digunakan untuk membuat lampu-lampu reklame, yang memberi cahaya merah. Neon juga digunakan sebagai pendingin untuk menciptakan suhu rendah. Selain itu neon digunakan untuk indikator tegangan tinggi, penangkal petir dan tabung televisi.

3) Argon
Argon dapat digunakan sebagai pengganti helium untuk menciptakan atmosfer inert. Oleh karena kelimpahan argon diudara yang cukup banyak sedangkan helium terbatas, maka penggunaan argon akan semakin banyak. Argon yang digunakan untuk pengisi lampu pijar karena tak bereaksi dengan kawat wolfram yang panas sampai putih, tidak seperti nitrogen atau oksigen.

4) Kripton
Kripton digunakan bersama-sama dengan argon untuk mengisi lampu fluoresensi (lampu tabung). Juga untuk lampu kilat fotografi berkecepatan tinggi. Salah satu garis spektrum dari kripton digunakan sebagai standar panjang untuk meter.

5) Xenon
Digunakan dalam pembuatan tabung elektron. Juga digunakan dalam bidang energi atom dalam ruang gelembung



Pelajari Materi yang berkaitan :
  1. GAS MULIA
  2. HALOGEN
  3. LOGAM ALKALI DAN ALKALI TANAH
  4. LOGAM ALKALI DI ALAM
  5. SENYAWA HALOGEN
  6. SIFAT-SIFAT LOGAM ALKALI TANAH
  7. soal beberapa golongan unsur dalam sistem periodik

0 komentar:

Poskan Komentar

Subscribe to RSS Feed Follow me on Twitter!