SKL-8
Memahami karakteristik unsur-unsur penting, terdapatnya di alam, pembuatan dan kegunaanya.
Konsep 2
Mendeskripsikan sifat unsur golongan tertentu.
Anda diharapkan mampu mendeskripsikan sifat-sifat unsur gas mulia, halogen, alkali, alkali tanah, perioda 3, dan transisi perioda 4.
1. Gas mulia: He, Ne, Ar, Kr, Xe.
Semua atom unsur ini berupa molekul monoatomik, berada dalam keadaan bebas. He paling stabil karena orbitalnya hanya 1s, jari-jari atomnya paling kecil, elektronnya hanya 2, namun orbitalnya sudah terisi penuh. Atom unsur lain yang dalam sistem periodik berada di sekitar He, salah satu cara untuk mencapai kestabilannya, mengacu pada kaidah duplet seperti He. Ne juga tergolong stabil dibanding unsur-unsur berikutnya yang jari-jarinya makin panjang. Ar, Kr, Xe dapat direaksikan dalam kondisi tertentu dengan unsur-unsur yang sangat elektronegatif, yaitu F dan O. Atom unsur lain yang kestabilannya dicapai melalui oktet, konfigurasi elektronnya seperti gas mulia terdekatnya, yaitu Ne s.d. Xe.
2. Halogen: F s.d. I
Unsur-unsur ini diatomik, tidak bebas di alam, namun ditemukan sebagai senyawa. F2, Cl2 gas; Br2 cair; I2 padat. Berturut-turut titik didihnya naik, karena gaya Van der Waals makin kuat dengan bertambahnya massa atom, sehingga dipol sesaatnya makin sering terjadi. Keelektronegatifan menurun, terbesar F2. Karena itu daya pengoksidasinya terbaik. Sebaliknya daya pereduksi terbaik adalah yodida, I-(aq). Sukar larut dalam pelarut polar seperti air, mudah larut dalam pelarut non polar, seperti CCl4, CS2, alkohol. Yod dalam alkohol dinamakan yodium tinctur. Pelarut I2 terbaik adalah KI(aq), karena membentuk KI3(aq), I3-(aq) adalah ion triyodida, I2.I-(aq) dengan ikatan koordinat. I2(s) mudah menyublim menjadi I2(g) tanpa melalui fasa cair.
Unsur halogen, X2 mudah bereaksi dengan logam membentuk garam. Halogen berarti pembentuk garam. Dapat bereaksi dengan semua unsur, bahkan dengan sesama halogen; F2 + Br2 --> FBr. Khusus F2 dapat bereaksi dengan gas mulia seperti telah dibahas pada gas mulia.
HX murni semuanya gas, tidak berwarna, bukan suatu asam. Dengan lakmus kering merah dan biru, warnanya tetap. Maka namanya hidrogen halida, bukan asam halida. Setelah dilarutkan ke dalam air, membentuk asam kuat, kecuali HF(aq) asam lemah. Lakmus biru barulah berubah menjadi merah dan namanya asam halida. Ingat bahwa pembawa sifat asam adalah ion H+ yang terdapat dalam air.
Titik didih HCl HBr HI berturut-turut naik, kecuali HF lebih tinggi dari ketiga HX yang lain, karena HCl HBr HI berturut-turut gaya antar dipol permanennya makin kuat, sedang HF memiliki ikatan hidrogen yang kekuatannya lebih besar. Hal ini disebabkan oleh keelektronegatifan F yang sangat besar dibanding halogen yang lain. Dalam air, HX(aq) memiliki sifat asam yang makin kuat, karena jari-jari X dari F hingga I berturut-turut makin panjang, sehingga HF(aq) asam terlemah dan HI(aq) asam terkuat, tentu saja derajat ionisasi makin besar.
Halogen dapat membentuk asam oksi, kecuali fluor. Hal ini terjadi karena F paling elektronegatif, maka dengan O membentuk F2O dengan bilangan oksidasi -1, sehingga O bilangan oksidasinya +2. F2O tidak mungkin mengikat hidrogen. Asam oksi dari halogen yang terlengkap adalah klor, yaitu asam hipoklorit, HOCl; asam klorit, HOClO atau HClO2; asam klorat, HOClO2 atau HClO3; dan asam perklorat, HOClO3 atau HClO4. Secara berturut-turut keempat asam itu makin kuat, karena makin banyak atom O yang mengelilingi atom pusat Cl, bilangan oksidasi Cl makin meningkat, dari +1, +3, +5, +7. Ikatan antara Cl dengan O makin kuat, akibatnya ikatan antara O dan H makin lemah. Oleh karena itu, ion H+ makin mudah lepas.
Jika asam oksi halogen HOCl HOBr HOI dibandingkan, maka kekuatan asamnya makin lemah, karena jari-jari Cl Br I makin besar, ikatan antara X dan O makin lemah, akibatnya ikatan antara O dan H makin kuat, sehingga ion H+ makin sulit dilepas. Jadi asam HOXOn yang terkuat adalah HOClOn, dan HOClO3 atau HClO4 asam terkuat dari seluruh asam oksi halogen.
Pembuatan X2 dan HX.
X2 yang tersulit dibuat adalah F2, karena lebih stabil sebagai fluorida, ion F-. Oleh karena itu, F2 dibuat secara paksa, yaitu melalui elektrolisis leburan garamnya. X2 yang paling mudah dibuat adalah I2, karena jari-jarinya terpanjang maka garamnya dapat dioksidasi dengan oksidator yang tidak perlu terlalu kuat. Dalam hal ini, digunakan asam sulfat, H2SO4. Brom jari-jarinya juga relatif panjang, sehingga masih dapat teroksidasi oleh H2SO4.
NaBr(s) + H2SO4(aq) --> Na2SO4(aq) + H2O(l) + Br2(l)
NaI(s) + H2SO4(aq) --> Na2SO4(aq) + H2O(l) + I2(s).
Jika garam padat dari fluorida dan klorida direaksikan dengan asam sulfat, membentu HX karena X- tidak teroksidasi. Reaksi ini digunakan untuk membuat HF dan HCl.
NaF(s) + H2SO4(aq) --> Na2SO4(aq) + HF(g)
NaCl(s) + H2SO4(aq) --> Na2SO4(aq) + HCl(g)
Sedangkan untuk membuat Cl2(g) harus digunakan oksidator yang lebih kuat, misal MnO2 asam, KMnO4 asam, atau K2Cr2O7 asam.
NaCl(s) + MnO2(s) + H2SO4(aq) --> Na2SO4(aq) + MnSO4(aq) + H2O(l) + Cl2(g)
NaCl(s) + KMnO4(aq) + H2SO4(aq) --> Na2SO4(aq) + K2SO4(aq) + MnSO4(aq) + H2O(l) + Cl2(g)
NaCl(s) + K2Cr2O7(aq) + H2SO4(aq) --> Na2SO4(aq) + K2SO4(aq) + Cr2(SO4)3(aq) + H2O(l) + Cl2(g)
Untuk menyetarakan persamaan reaksi redoks di atas, gunakan cara redoks, yaitu melalui metoda bilangan oksidasi karena persamaan di atas berupa persamaan molekuler. Jangan mempersulit diri; jika persamaannya berupa persamaan ion, barulah Anda dapat menggunakan metoda setengah reaksi.
No comments:
Post a Comment