BEBERAPA GOLONGAN UNSUR DALAM SISTEM PERIODIK
Golongan Halogen meliputi fluotim (f), klorin (Cl), bromin (Br), yodin (I) dan astatin (At)
Nama halogen berasal dari bahasa Yunani yang artinya “ pembentuk garam”. Dinamai demikian karena unsure-unsur itu dapat bereaksi dengan logam membentuk garam. Misalnya klorin bereaksi dengan natrium membentuk Natrium klorida (NaCl), yaitu garam dapur. Dalam system periodic, unsure halogen terdapat pada golongan VIIA, mempunyai 7 elektron valensi pada subkulit ns2 np5 . Konfigurasi electron yang demikian membuat unsure-unsur halogen bersifat sangat reaktif. Halogen cenderung menyerap satu electron membentuk ion bermuatan negative satu.
Pada bagian berikut dibahas sifat-sifat, reaksi-reaksi serta
senyawa-senyawa halogen. Namun karena semua isotop astatine bersifat radioaktif
dan berumur pendek, maka sifat-sifat unsure itu banyak diketahui. Oleh karena
itu pembahasan selanjutnya tidak meyertakan astatine
Sifat-Sifat Halogen
Kereaktifan halogen berkurang dengan bertambahnya nomor
atom.
Sifat-sifat fisis
Beberapa sifat fisis tertera pada table berikut :
Sifat
|
Fluorin
|
Klorin
|
Bromine
|
Iodine
|
Nomor atom (Z)
|
9
|
17
|
35
|
53
|
Konfigurasi electron
|
[He] 2s2 p5
|
[Ne]3s2 p5
|
[Ar]3d10 4s24p5
|
[Kr]4d105s25p5
|
Titik cair (oC)
|
-220
|
-101
|
-7
|
114
|
Titik didih (oC)
|
-188
|
-35
|
59
|
184
|
Rapatan (g/cm3)
|
1,69 x 10-3
|
3,21 x 10-3
|
3,12
|
4,93
|
Energy pengionan tingkat pertama (kJ/mol)
|
1681
|
1251
|
1140
|
1008
|
Afinitas electron (kJ/mol)
|
-328
|
-349
|
-325
|
-295
|
Keelektronegatofan (skala pauling)
|
4
|
3
|
2,8
|
2,5
|
X2 + 2e
2X-
|
2,87
|
1,36
|
1,06
|
0,54
|
Jari-jari kovalen. Ao
|
0,64
|
0,99
|
1,14
|
1,33
|
Jari-jari ion (X-), Ao
|
1,19
|
1,67
|
1,82
|
2,06
|
Energi ikatan X-X (kJ/mol)
|
155
|
24
|
193
|
151
|
Struktur Halogen
Dalam bentuk unsure, halogen (X) terdapat sebagai molekul
diatomic (X2). Kestabilan molekul X2 itu berkurang dari Cl2 ke I2.
Hal itu sesuai dengan pertambahan jari-jari atom sehingga energy ikatan dari F2
ke I2 berkurang. Kecilnya ikatan F – F berkaitan dengan kereaktifan
unsure itu, sehingga ikatannya cenderung putus. Pada pemanasan , molekul X2
mengalami disosiasi menjadi atom-atomnya.
X2 (g) ------> 2X (g)
Wujud Halogen
Molekul halogen (X2) bersifat nonpolar, dengan
demikian gaya tarik-menarik antar molekul halogen merupakan gaya disperse (gaya
London). Sebagaimana diketahui, gaya disperse bertambah besar sesuai dengan
perubahan masa molekul (Mr). Itulah sebabnya mengapa titik cair dan titik didih
halogen meningkat dari atas ke bawah.
Pada suhu kamar, fluorin dan klorin berupa gas, bromine
berupa zat cair yang mudah menguap, sedangkan iodine berupa zat padat yang
mudah menyublim. Pada pemanasan , iodine tidak mencair melainkan langsung
menguap (menyublim).
Warna dan Bau
Halogen mempunyai warna dan bau tertentu. Fluorin berwarna
kuning muda (kloros berarti hijau), bromine berwarna merah tua, iodine padat
berwarna hitam sedangkan uap iodine berwarna ungu. Semua halogen berbau
merangsang dan menusuk.
Kelarutan
Kelarutan dalam air berkurang dari fluorin ke iodine.
Fluorin tidak sekedar larut dalam air
tetapi segera bereaksi membentuk
HF dan O2. Jadi dalam larutan tidak terdapat lagi molekul F2
melainkan HF. Melarutnya klorin dan bromine diikuti sedikit reaksi . Iodine
sukar larut dalam air, tetapi mudah larut dalam larutan Iodida (I-)
karena membentuk poliiodida (I-3)
I2 (s)
+ I- (aq) ------> I-3 (aq)
Ion poliiodida mudah terurai kembali membentuk I2 sehingga
larutan itu bersifat sebagai larutan I2 biasa.
Larutan halogen juga berwarna. Larutan klorin berwarna hijau
muda, larutan bromine berwarna coklat merah (makin merah makin pekat),
sedangkan iodine berwarna coklat.
Halogen lebih medah larut dalam pelarut nonpolar seperti
karbon tetra klorida atau klloroform. Dalam pelarut tak beroksigen seperti
karbon tetra kllorida (CCl4) atau kloroform (CHCl3), iodine berwarna ungu.
Sifat-sifat kimia
Hubungan Jari-Jari Atom, Afinitas Elektron dan kereaktifan
Halogen.
Kereaktifan unsure nonlogam dikaitkan dengan kemampuannya
menyerap electron membentuk ion negative. Besaran yang menggambarkan sifat
tersebut adalah afinitas electron. Afinitas electron adalah energy yang
menyertai penyerapan satu electron oleh suatu atom netral dalam wujud gas, seingga
terbentuk ion bermuatan negative satu. Jika penyerapan electron suatu unsure
disertai pembebasan energy, maka afinitas elektronnya diberi tanda negative, sebaliknya jika
penyerapan energy, maka afinitas
electron diberi tanda positif. Jadi
makin negative nilai afinitas electron, menunjukkan makin besarnya
kecendeerungan menyerap electron, yang berarti kereaktifan bertambah.
Dalam golongan halogen, jika kita bergerak dari atas ke
bawah (dari fluorin ke iodine), jari-jari atom bertambah besar. Akibatnya
afinitas electron berkurang. Pada table terlihat, afinitas electron menurun
dari klorin ke iodine, tetapi afinitas electron fluorin ternyata lebih kecil
dari pada fluorin. Penyimpangan itu disebabkan kecilnya volume atom fluorin sehingga
menurunkan energy potensial kerika fluorin menyerap electron relative kecil.
Penyimpangan nilai afinitas electron fluorin tidak berarti bahwa daya tarik
elekton fluorin lebih kecil daripada fluorin.
Reaksi-Reaksi Halogen
Halogen adalah golongan unsur yang sangat reaktif. Kereaktifan menurun dari fluorin ke iodin. Fluorin bereaksi dengan hampir semua unsur, bahkan dengan unsur gas mulia. Berbagai zat yang tahan api, seperti dan air asbe, terbakar dalam gas fluorin.
a. Reaksi dengan logam
Halogen bereaksi dengan kebanyakan logam.
Contoh :
2Al + 3Br2 -----> 2AlBr
2Fe + 3Cl2 ----> 2FeCl3
Cu + F2 ----->
CuF2
Umumnya halida logam bersifat ionik (titik leleh tinggi dan lelehannya dapat menghantarkan listrik). Akan tetapi senyawa itu akan kovalen dan semakin kovalen jika tingkat oksidasi logamnya semakin tinggi, atau jika logamnya makin kecil. Perhatikan beberapa contoh berikut :
Umumnya halida logam bersifat ionik (titik leleh tinggi dan lelehannya dapat menghantarkan listrik). Akan tetapi senyawa itu akan kovalen dan semakin kovalen jika tingkat oksidasi logamnya semakin tinggi, atau jika logamnya makin kecil. Perhatikan beberapa contoh berikut :
Rumus senyawa
|
Penampilan
|
Titik leleh (oC)
|
Jenis ikatan
|
NaF
NaCl
AlF3
AlCl3
SnCl4
|
Kristal tak berwarna
Kristal tak berwarna
Kristal tak berwarna
Bubuk putih
Cairan tak berwarna
|
996
801
1040
194
-34
|
Ionic
Ionic
Ionic
Kovalen-ionik
Kovalen-ionik
|
b. Reaksi dengan hidrogen
Semua halogen bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrogen halida (HX)
H2 + X2 -----> 2HX
(X= halogen)
Fluorin dan klorin bereaksi dengan hebat disertai ledakan, tetapi bromin dan iodin bereaksi lambat.
c. Reaksi dengan non logam dan metaloid tertentu
Halogen bereaksi dengan sejumlah nonlegam dan metaloid.
Contoh:
Si + 2X2 ------> SiX4
2B + 3X2 -----> 2BX3
Reaksi dengan fosforus, arsen dan antimon menghasilkan trihalida jika halogennya terbatas, atau pentahalida jika halogennya berlebihan. Contoh :
P4 + 6X2 ----> 4PX3
P4
+ 10X2 ----> 4PX5
Nitrogen tidak bereaksi langsung dengan halogen
d. Reaksi dengan hidrokarbon
Halogen umumnya bereaksi dengan hidrokarbon dengan menggantikan (subtitusi) atom hidrogen. Fluorin bereaksi sangat hebat, tetapi iodin tidak bereaksi.
Contoh :
CH4 + Cl2 -----> CH3Cl + HCl
CH4 + Cl2 -----> CH3Cl + HCl
e. Reaksi dengan air
Fluorin bereaksi hebat dengan air membentuk HF dan membebaskan oksigen
F2 + H2O ----> 2HF + ½ O2
Halogen yang lainnya mengalami reaksi disporporsionasi dalam air menurut kesetimbangan berikut :
X2 + H2O <=====> HX + HXO
Dari klorin dan iodin, kesetimbangan diatas makin ke sebelah kiri makin sukar larut. Seperti telah disebutkan sebelumnya, iodin sukar larut dalam air.
F2 + H2O ----> 2HF + ½ O2
Halogen yang lainnya mengalami reaksi disporporsionasi dalam air menurut kesetimbangan berikut :
X2 + H2O <=====> HX + HXO
Dari klorin dan iodin, kesetimbangan diatas makin ke sebelah kiri makin sukar larut. Seperti telah disebutkan sebelumnya, iodin sukar larut dalam air.
f. Reaksi dengan basa
Klorin, bromin dan iodin mengalami reaksi disporsionasi dalam basa.
Contoh :
Cl2 (g) + 2NaOH (aq) ----> NaCl (aq) + NaClO (aq) + H2O (l)
Cl2 (g) + 2NaOH (aq) ----> NaCl (aq) + NaClO (aq) + H2O (l)
Jika larutan NaOH pada suhu kamar, maka akan bereaksi
membentuk NaCl dan NaClO3.
Cl2 (g)
+ 6NaOH (aq) ---> 5NaCl (aq) +
NaClO3 (g) + NaClO3 (aq) + 3H2O
(l)
g. Reaksi antarhalogen
g. Reaksi antarhalogen
Antarhalogen bereaksi membentuk senyawa antar halogen
Reaksi secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut :
X2 + nY2 ----> 2XYn
Dengan Y adalah halogen yang lebih elekt ronegatif dan n adalah bilangan ganjil 1, 3, 5 atau 7. Senyawa antar halogen paling mudah terbentuk dengan fluorin. Tipe XY7 hanya
dibentuk oleh I dengan F, yaituIF7; bromine hanya membentuk sampai BrF5;
sedangkan klorin sampai ClF3.
Daya Oksidasi Halogen.
Daya oksidasi halogen meningkat dengan berkurangnya nomor atom.
Halogen adalah pengoksida kuat. Daya pengoksida halogen meningkat dengan berkurangnya nomor atom. Jadi pengoksidai terkuat adalah fluorin sedangkan yang terlemah adalah iodin. sebaliknya daya reduksi ion halida (X-) bertambah dengan bertambahnya nomor atom, I- merupakan reduktor terkuat sedangkan F- eduktor terlemah. Untuk mengamati perbedaan daya oksidasi halogen serta daya reduksi ion halida lakukan kegiatan berikut :
Perbedaan Daya Oksidasi Halogen
Pada Percobaan ini akan dipelajari perbedaan daya oksidasi halogen terhadap ionbesi (II) dan daya reduksi ion halida terhadap ion besi(III)
a. Alat dan Bahan
Pada Percobaan ini akan dipelajari perbedaan daya oksidasi halogen terhadap ionbesi (II) dan daya reduksi ion halida terhadap ion besi(III)
a. Alat dan Bahan
Alat dan Bahan
|
Ukuran/Satuan
|
Jumlah
|
Tabung reaksi
Rak tabung reaksi
Pipet tetes
Larutan klorin
Larutan bromine
Larutan iodine
Larutan besi (II) sulfat
Larutan besi (III) sulfat
Larutan natrium klorida
Larutan natrium bromida
Larutan natrium iodide
Larutan kalium tiosianat (KSCN)
|
Kecil
-
-
-
-
-
0,1 M
0,1 M
0,1 M
0,1 M
0,1 M
0,1 M
|
8
1
9
1 mL
1 mL
1 mL
2 mL
2 mL
1 mL
1 mL
1 mL
2 mL
|
Cara Kerja :
1. Membedakan ion Fe2+ dan Fe3+
Cl2
(aq) + 2Fe2+ (aq) ---> 2Cl- (aq) +
2Fe3+ (aq)1. Membedakan ion Fe2+ dan Fe3+
Ambil dua tabung reaksi, masukkan kira-kira 10 tetets larutan
FeSO4 0,1 M ke dalam tabung pertama dan kira-kira 10 tetes Fe2(SO4)3
0,1 M ke dalam tabung kedua. Tambahkan 1 tetes larutan KSCN 0,1 M pada
masing-masing tabung. Catat pengamatan.
2. Membandingkan daya pengoksidasi Halogen (X2)
2. Membandingkan daya pengoksidasi Halogen (X2)
Ambil tiga tabung reaksi dan masukkan :
10 tetes larutan klorin ke dalam tabung 1
10 tetes larutan bromine ke dalam tabung 2
10 tetes larutan iodine ke dalam tabung 3
Tambahkan pada masing-masing tabung reaksi itu 10 tetes
larutan FeSO4 0,1 M. Kemudian tambahkan 1 tetes larutan KSCN 0,1 M
pada tiap-tiap tabung reaksi untuk menguji adanion Fe3+. Catat
pengamatan.
3. Membandingkan daya pereduksi ion Halida (X-)
3. Membandingkan daya pereduksi ion Halida (X-)
Ambil tiga tabung reaksi dan masukkan 10 tetes larutan Fe2(SO4)3
0,1 M ke dalam masing-masing tabung. Kemudian tambahkan :
10 tetes larutan NaCl ke dalam tabung 1
10 tetes larutan NaBr ke dalam tabung 2
10 tetes larutan KI ke
dalam tabung 3
Catat perubahan yang terjadi (perhatikan perubahan warna,
apakah terbentuk halogen atau tidak). Untuk menunjukkan t erbentuknya halogen,
tambahkan kira-kira 2mL CH3CCl3 ke dalam masing-masing
tabung. Guncangkan tabung dan perhatikan warna lapisan CH3CCl3
itu
Hasil Pengamatan
Hasil Pengamatan
Membedakan ion Fe2+ dan ion Fe3+
No
|
Larutan senyawa besi
|
Perubahan warna setelah penambahan larutan KSCN
|
1
|
||
2
|
Daya pengoksidasi halogen
No
|
Larutan halogen
|
Perubahan warna setelah penambahan
|
|
Larutan FeSO4
|
Larutan FeSO4 dan larutan KSCN
|
||
1
|
Cl2
|
||
2
|
Br2
|
||
3
|
I2
|
||
Daya reduksi ion halide
No
|
Warna larutan Fe2(SO4)3
|
Ditambah larutan
|
Setelah penambahan larutan X-
|
Warna lapisan CH3CCl3
|
NaCl
|
||||
NaBr
|
||||
KI
|
Pertanyaan
1. Kesimpulan apa yang diambil dari kegiatan mengenai
a. Daya pegoksidasi halogen
b. Daya pereduksi ion halide
2. Tulislah persamaan reaksi ion untuk reaksi yang terjadi
3. Dengan menggunakan data potensial electrode di bawah ini, tentukan reaksi yang terjadi antara :
a. Halogen dengan ion Fe2+
b. Halogen dengan ion Fe3+
Fe3+ (aq) + e <===> Fe2+ (aq) Eo = 0,77 volt
F2 (aq) + 2e <===> 2F- (aq) Eo = 2,87 volt
Cl2 (aq) + 2e <===> 2Cl- (aq) Eo = 1,36 volt
Br2 (aq) + 2e <===> 2Br- (aq) Eo = 1,01 volt
I2 (aq) + 2e <===> 2I- (aq) Eo= 0,54 volt
Bandingkan hasil perhitungan dengan hasil percobaan
4. Ditinjau dari harga Eo unsure-unsur itu, bakaimanakah urutan
a. Daya pengoksidasi halogen ?
b. Daya pereduksi ion iodide ?
Bandingkan urutan itu dengan urutan halogen dalam system periodik
Pada kegiatan di larutan klorin, bromin dan iodin direaksikan dengan larutan besi (II) sulfat. Ternyata ion klorin dan bromin dapat mengoksidasi ion besi (II) menjadi besi (III), sedangkan iodin tidak. Jadi dapat disimpulkan bahwa klorin dan bromin adalah pengoksidasi yang lebih kuat dibandingkan iodin.
1. Kesimpulan apa yang diambil dari kegiatan mengenai
a. Daya pegoksidasi halogen
b. Daya pereduksi ion halide
2. Tulislah persamaan reaksi ion untuk reaksi yang terjadi
3. Dengan menggunakan data potensial electrode di bawah ini, tentukan reaksi yang terjadi antara :
a. Halogen dengan ion Fe2+
b. Halogen dengan ion Fe3+
Fe3+ (aq) + e <===> Fe2+ (aq) Eo = 0,77 volt
F2 (aq) + 2e <===> 2F- (aq) Eo = 2,87 volt
Cl2 (aq) + 2e <===> 2Cl- (aq) Eo = 1,36 volt
Br2 (aq) + 2e <===> 2Br- (aq) Eo = 1,01 volt
I2 (aq) + 2e <===> 2I- (aq) Eo= 0,54 volt
Bandingkan hasil perhitungan dengan hasil percobaan
4. Ditinjau dari harga Eo unsure-unsur itu, bakaimanakah urutan
a. Daya pengoksidasi halogen ?
b. Daya pereduksi ion iodide ?
Bandingkan urutan itu dengan urutan halogen dalam system periodik
Pada kegiatan di larutan klorin, bromin dan iodin direaksikan dengan larutan besi (II) sulfat. Ternyata ion klorin dan bromin dapat mengoksidasi ion besi (II) menjadi besi (III), sedangkan iodin tidak. Jadi dapat disimpulkan bahwa klorin dan bromin adalah pengoksidasi yang lebih kuat dibandingkan iodin.
Br2
(aq) +
2Fe2+ (aq) ---->
2Br- (aq) + 2Fe3+ (aq)
I2 (aq) +
2Fe2+ (aq) --/--> (tidak
bereaksi)
Sealanjutnya, untuk membandingkan
daya reduksi ion halide, larutan NaCl (Cl-), NaBr (Br-)
dan larutan KI (I-) direaksikan dengan larutan besi (III) sulfat
(ion Fe3+). Ternyata, ion I- dapat mereduksi ion besi
(III) menjadi besi (II), sedangkan ion Br- dan l- tidak.
Maka dapat disimpulkan bahwa I- adalah pereduksi yang lebih kuat daripada ion
Br- dan Cl-
2I- (aq) + 2Fe3+ (aq) -----> I2 (aq) + 2Fe2+ (aq
2Br- (aq) +
2Fe3+ (aq) --/--> (tidak
bereaksi)
Cl- (aq ) + Fe3+
(aq) --/--> (tidak bereaksi)
Daya oksidasi halogen juga dapat
dibandingkan dari data potensial electrode standar (Eo). Harga Eo untuk
mereduksi halogen adalah sebagai berikut :
F2 (aq) + 2e
<===> 2F- (aq)
Eo = 2,87 voltCl2 (aq) + 2e <===> 2Cl- (aq) Eo = 1,36 volt
Br2 (aq) + 2e <===> 2Br- (aq) Eo = 1,01 volt
I2 (aq) +
2e <===> 2I- (aq) Eo= 0,54 volt
Sebagaimana diketahui, makin positif harga potensial elektrode maka elektrode itu makin mudah mengalami reduksi, berati merupakan pengoksida kuat. Jadi dari I2 ke F2 daya oksidasi bertambah besar. Bahkan dari semua unsur, fluorin adalah rengoksida terkuat. Fluorin dapat mengoksida unsur apa saja. Sebaliknya, tidak ada zat yang dapat mengoksidasi ion F- menjadi F2
.e
Reaksi pendesakan antar halogen.
Sesuai dengan urutan daya oksidasinya yang menurun dari atas ke bawah, maka halogen yang sebagian atas dapat mengoksidasi halida bagian bawahnya. Tetapi tidaksebaliknya
. Oleh karena itu halogen yang bagian atas dapat mengusir dan mendesak halogen yang bagian bawahnya.
Contoh :
(-) tidak ada reaksi
(+) terjadi reaksi
Pelajari Materi Yang Berkaitan :
Sesuai dengan urutan daya oksidasinya yang menurun dari atas ke bawah, maka halogen yang sebagian atas dapat mengoksidasi halida bagian bawahnya. Tetapi tidaksebaliknya
. Oleh karena itu halogen yang bagian atas dapat mengusir dan mendesak halogen yang bagian bawahnya.
Contoh :
Klorin dapat mendesak bromine tetapi bromine tidak dapat mendesak
klorin
Cl2 (g)
+ 2NaBr (aq) ----> 2NaCl (aq) + Br2
(l)
Br2 (l)
+ 2NaCl (aq) --/-- (tidak bereaksi)
Atau dalam bentuk reaksi ion berikut ini :
Cl2 (g)
+ 2Br- (aq) ----> 2Cl- (aq) + Br2
Br2 (l)
+ 2Cl- (aq)---/--> (tidak bereaksi)
Tabel Reaksi Pedesakan antarhalogen
Tabel Reaksi Pedesakan antarhalogen
X-
X2
|
F-
|
Cl-
|
Br-
|
I-
|
F2
|
-
|
+
|
+
|
+
|
Cl2
|
-
|
-
|
+
|
+
|
Br2
|
-
|
-
|
-
|
+
|
I2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
(-) tidak ada reaksi
(+) terjadi reaksi
Pelajari Materi Yang Berkaitan :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar