ALL_ABOUT_CHEMISTRY

GAS MULIA

Sifat-Sifat Unsur Gas Mulia

Pada pembahasan Ikatan Kimia di kelas X , gas mulia dianggap stabil karena memiliki konfigurasi elektron yang terisi penuh:

He: 1s²
Ne: 1s² 2s² 2p⁶
Ar: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶
Xe: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶

Selama beberapa tahun, pandangan tersebut dijadikan acuan pada pembentukan ikatan kimia. Menurut teori Lewis, gas mulia tidak reaktif sebab memiliki konfigurasi oktet.

Ketidakreaktifan gas mulia juga dapat dilihat dari data energi ionisasinya. Makin besar energi ionisasi, makin sukar gas mulia membentuk senyawa. Gas helium dan neon hingga saat ini belum dapat dibuat senyawanya.

Gas mulia merupakan gas monoatomik, tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Argon, kripton, dan xenon sedikit larut dalam air akibat terjebak di antara molekul air. Helium dan neon tidak dapat larut dalam air, sebab jari-jari atomnya terlalu kecil hingga dapat meninggalkan air.

Senyawa Gas Mulia

Neil Bartlett, orang pertama yang membuat senyawa gas mulia. Dia mengetahui bahwa molekul oksigen dapat bereaksi dengan platina heksafluorida, PtF₆ membentuk padatan ionik [O²⁺][PtF₆^–]. Oleh karena energi ionisasi gas xenon (1,17 × 10³ kJ mol^–1) tidak berbeda jauh dengan molekul oksigen (1,21×10³ kJ mol^–1), Bartlett menduga bahwa xenon juga dapat bereaksi dengan platina heksafluorida.

Pada tahun 1962, Bartlett berhasil mensintesis senyawa xenon dengan rumus XeF6 berwarna jingga-kuning. Selain itu, xenon juga dapat bereaksi dengan fluor secara langsung dalam tabung nikel pada suhu 400°C dan tekanan 6 atm menghasilkan xenon tetrafluorida, berupa padatan tidak berwarna dan mudah menguap. Xe(g) + 2F₂(g) →XeF₄(s)

Sejak saat itu banyak senyawa gas mulia yang dibuat dengan unsur-unsur yang keelektronegatifan tinggi, seperti fluor dan oksigen.










Di antara semua unsur gas mulia, baru kripton dan xenon yang dapat dibuat senyawa. Hal ini berkaitan dengan jari-jari atom gas mulia. Pada tabel periodik, jari-jari atom gas mulia makin ke bawah makin besar. Akibatnya, gaya tarik inti terhadap elektron valensi makin berkurang sehingga atom-atom gas mulia seperti xenon dan kripton lebih reaktif dibandingkan gas mulia yang lain. Radon dengan jari-jari paling besar juga dapat bereaksi dengan oksigen atau fluor, tetapi karena radon merupakan unsur radioaktif menjadikan senyawa yang terbentuk sukar dipelajari.

Jika senyawa-senyawa fluorida dari xenon direaksikan dengan air akan terbentuk senyawa xenon yang lain. Persamaan :






Xenon trioksida, XeO₃ merupakan oksida xenon yang paling utama. XeO₃ memiliki bentuk padat berwarna putih dan bersifat eksplosif. Akan tetapi, jika dilarutkan dalam air, sifat eksplosif XeO₃ akan hilang sebab terbentuk senyawa asam ksenat, H₂XeO₄, yang bersifat oksidator kuat.

Xenon trioksida dapat juga bereaksi dengan suatu basa, seperti NaOH membentuk garam ksenat dan garam perksenat. Persamaan kimianya:

XeO₃ + NaOH →NaHXeO₄ (natrium ksenat)
4NaHXeO₄ + 8NaOH →3Na₄XeO₆ + Xe + 6H₂O

Sifat dan Pembuatan Senyawa Halogen

Senyawa halogen yang penting adalah asam hidrogen halida (HX), asam okso-halida (HXOn), dan garamnya (MX). Setiap unsur halogen dapat membentuk senyawa biner dengan hidrogen: HF, HCl, HBr, dan HI. Semuanya merupakan gas tak berwarna dengan bau sangat tajam.

Titik didih asam halida meningkat dari atas ke bawah dalam sistem periodik (HCl = –85°C; HBr = –67°C; HI = –35°C), kecuali HF memiliki titik didih paling tinggi, yaitu 20°C. Penyimpangan ini sebagai akibat adanya ikatan hidrogen antarmolekul HF yang sangat kuat dibandingkan asam-asam halida yang lain.

Kekuatan asam halida di dalam pelarut air meningkat dari atas ke bawah dalam tabel periodik. Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom halogen yang makin besar sehingga kemampuan menarik atom H makin lemah, akibatnya atom H mudah lepas.

Asam-asam halida di dalam air terionisasi sempurna, kecuali asam fluorida tergolong asam lemah dengan derajat ionisasi 2,9%. Persamaan ionisasinya:



Asam-asam halida dapat disintesis langsung dari unsur-unsurnya, seperti berikut ini.

HBr dan HI






Kegunaan utama HF adalah sebagai bahan baku pembuatan CCl₃F, freon, dan teflon. Senyawa CCl₃F digunakan sebagai pendingin dan bahan bakar aerosol, yang disintesis dari CCl₄ dan HF dengan antimon pentafluorida sebagai katalis. Reaksinya: CCl₄(l) + HF(g) →CCl₃F(aq) + HCl(g)
Kegunaan utama HF yang lain adalah sebagai cairan elektrolit dalam pengolahan mineral aluminium.

Senyawa HCl adalah asam keempat yang penting bagi industri asam setelah asam sulfat, fosfat, dan nitrat. Asam ini digunakan untuk membersihkan permukaan logam dari oksida (disebut pickling) dan untuk mengekstrak bijih logam tertentu, seperti tungsten.

Sifat-sifat unsur :

Unsur-unsur golongan IA disebut juga logam alkali. Unsur-unsur alkali merupakan logam yang sangat reaktif. Kereaktifan unsur alkali disebabkan kemudahan melepaskan elektron valensi pada kulit ns¹ membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +1. Oleh sebab itu, unsur-unsur logam alkali tidak ditemukan sebagai logam bebas di alam, melainkan berada dalam bentuk senyawa.

Kelimpahan Unsur Logam Alkali di Alam









Pembentukan mineral tersebut melalui proses yang lama. Mineral berasal dari air laut yang menguap dan garam-garam terlarut mengendap sebagai mineral. Kemudian secara perlahan mineral tersebut tertimbun oleh debu dan tanah sehingga banyak ditemukan tidak jauh dari pantai.

Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali

Unsur-unsur alkali semuanya logam yang sangat reaktif dengan sifat-sifat fisika ditunjukkan pada Tabel berikut.










Logam alkali sangat reaktif dalam air. Oleh karena tangan kita mengandung air, logam alkali tidak boleh disentuh langsung oleh tangan.

Semua unsur golongan IA berwarna putih keperakan berupa logam padat, kecuali cesium berwujud cair pada suhu kamar. Natrium merupakan logam lunak dan dapat dipotong dengan pisau. Kalium lebih lunak dari natrium.

Pada tabel di atas tampak bahwa logam litium, natrium, dan kalium mempunyai massa jenis kurang dari 1,0 g cm^–3. Akibatnya, logam tersebut terapung dalam air. Akan tetapi, ketiga logam ini sangat reaktif terhadap air dan reaksinya bersifat eksplosif disertai nyala.

Sifat-sifat fisika logam seperti lunak dengan titik leleh rendah menjadi petunjuk bahwa ikatan logam antaratom dalam alkali sangat lemah. Ini akibat jari-jari atom logam alkali relatif besar dibandingkan unsur-unsur lain dalam satu periode. Penurunan titik leleh dari litium ke cesium disebabkan oleh jari-jari atom yang makin besar sehingga mengurangi kekuatan ikatan antaratom logam.






Logam-logam alkali merupakan reduktor paling kuat, seperti ditunjukkan oleh potensial reduksi standar yang negatif pada tabel di atas.

Keelektronegatifan logam alkali pada umumnya rendah (cesium paling rendah), yang berarti logam tersebut cenderung membentuk kation. Sifat ini juga didukung oleh energi ionisasi pertama yang rendah, sedangkan energi ionisasi kedua sangat tinggi sehingga hanya ion dengan biloks +1 yang dapat dibentuk oleh logam alkali.

Semua logam alkali dapat bereaksi dengan air. Reaksinya melibatkan pergantian hidrogen dari air oleh logam membentuk suatu basa kuat disertai pelepasan gas hidrogen.
2Na(s) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) + H₂(g)

Kereaktifan logam alkali terhadap air menjadi sangat kuat dari atas ke bawah dalam tabel periodik. Sepotong logam litium jika dimasukkan ke dalam air akan bergerak di sekitar permukaan air disertai pelepasan gas H₂. Kalium bereaksi sangat dahsyat disertai ledakan dan nyala api berwarna ungu.

Dalam udara terbuka, logam alkali bereaksi dengan oksigen membentuk oksida. Litium membentuk Li₂O, natrium membentuk Na₂O, tetapi produk yang dominan adalah natrium peroksida (Na₂O₂).

Jika kalium dibakar dengan oksigen, produk dominan adalah kalium superoksida (KO₂), suatu senyawa berwarna kuning-jingga. Oksida ini merupakan senyawa ion dari ion K⁺ dan ion O₂^–.

Logam alkali bereaksi dengan halogen membentuk garam halida. Pada suhu tinggi, logam alkali bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrida, seperti LiH dan NaH. Di udara terbuka, litium dapat bereaksi dengan gas nitrogen, sedangkan logam lainnya tidak dapat bereaksi.

Jika logam alkali atau senyawanya dibakar dalam nyala bunsen, akan tampak warna yang khas untuk setiap logam alkali. Warna-warna tersebut menjadi petunjuk adanya logam alkali di dalam suatu sampel.

•  Menyatakan  batas – batas suhu dan tekanan di mana suatu fase dapat stabil.

• Suatu cairan mendidih  pada saat tekanan uap  jenuhnya  sama dengan tekanan permukaan
• Oleh karena larutan mempunyai tekanan uap lebih rendah, maka larutan mempunyai  titik didih  lebih tibggi daripada pelarutnya.

• Osmosis adalah perembesan molekul pelarut dari pelarut  kedalam larutan, atau dari larutan  lebih encer ke larutan lebih pekat, melalui selaput semipermiable.
• Tekanan osmotic adalah tekanan yang harus diberikan  pada permukaan  larutan untuk mencegah terjadinya osmosis dari pelarut murni.
  • Rumus :  л  =  M . R .T
  • Larutan – larutan yang mempunyai tekanan osmotic sama disebut isotonic