Senin, 28 Mei 2012

GasMulia


1. SEJARAH GAS MULIA
Golongan gas muliah atau golongan 8 (VIIIA) adalah unsur-unsur yang memiliki delapan elektron valensi dengan konfigurasi elektronik terluar ns2 np6. Unsur-unsur tersebut adalah Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Xenon (Xe) dan Radon (Rn).
Pada tahun 1894, seorang ahli kimia inggris bernama William Ramsay mengidentifikasi zat baru yang terdapat dalam udara. Sampel udara yang sudah diketahui mengandung nitrogen, okksigen, dan  dipisahkan. Ternyata dari hasil pemisahan tersebut, masih tersisa suatu gas yang tidak reaktif (inert). Karena gas tersebut tidak dapat bereaksi dengan zat-zat lain sehingga dinamakan Argon (Bahasa yunani Argos berarti malas). Empat tahun kemudian, Ramsay menemukan unsur baru dari hasil pemanasan mineral kleverit. Dari mineral tersebut terpencar sinar alfa yang merupakan spektrum matahari. Oleh karena itu unsur ini diberi nama Helium (dari bahasa yunani helos = matahari). Rutherfort dan Rays pada tahun 1907 menunjukan bahwa partikel-partikel alfa tidak lain inti nukleus helium.
Pada saat ditemukan, kedua unsur ini tidak dapat dikelompokan ke dalam unsur-unsur yang sudah ada, karena memiliki sifat yang berbeda. Ramsay mengusulkan agar unsur tersebut ditempatkan pada suatu golongan tersendiri, yaitu terletak antara golongan halogen dan golongan alkali. Pada masa itu, golongan tersebut merupakan kelompok unsur yang tidak bereaksi dengan unsur-unsur lain (inert) dan diberi nama unsur gas mulia atau golongan nol.
Gas mulia yamg lain ditemukan segera dari hasil destilasi udara cair pada tahun 1898 yaitu neon (neos = baru), xenon (xenos = asing/ tak dikenali), dan kripton (kryptos = tersembunyi). Kemudian pada tahun 1900, Rutherford mendapatkan bahwa ada gas yang dihasilkan oleh mineral radium, gas itu bersifat radioaktif dan dinamakan Radon oleh Schmidt pada tahun 1918.
2. KELIMPAHAN UNSUR GAS MULIA
     Tabel. Keberadaan gas mulia diudara.
Gas Mulia
Simbol
Persentase Volume Udara
Helium
he
5,24 x 10-4
Neon
Ne
1,82 x 10-2
Argon
Ar
0,934
Kripton
Kr
1.14 x 10-4
Xenon
Xe
8,70 x 10-6
Radon
Rn
6,00 x 10-14
Semua unsur gas mulia terdapat diudara. Unsur gas mulia yang paling banyak terdapat diudara adalah argon, sedangkan unsur gas mulia yang paling sedikit adalah radon yang bersifat radioaktif dengan wakktu paruh yang pendek (4 hari) dan meluruh menjadi unsur lain. Gas mulia kecuali radon diperoleh dengan cara destilasi bertingkat udara cair. Sedangkan radon hanya dapat diperoleh dari peluruhan radoiaktif unsur radium, berdasarkan reaksi inti bereaksi:
                          +
Helium merupakan komponen (unsur) terbanyak dialam semesta yang diproses dari gas alam, karena banyak gas alam yang mengandung helium. Secara spektoskopik helium telah terdeteksi keberadaanya di bintang-bintang, terutama di bintang yang panas (seperti matahari). Helium juga merupakan komponen penting dalam reaksi proton-proton dan siklus karbon yang merupakan bahan bakar matahari dan bintang lainnya. Pemfusian hidrogen menjadi helium menghasilkan energi yang luar biasa dan merupakan proses yang dapat membuat matahari bersinar secara terus-menerus. Kadar helium diudara sekitar 1 dalam 200.000, walau dia banyak terdapat  dalam berbagai mineral radioaktif sebagai produk-produk radiasi.


3. SIFAT-SIFAT GAS MULIA
·     Sifat-sifat umum gas mulia :
Ø Tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, sedikit larut dalam air.
Ø Mempunyai elektron valensi 8, dan khusus untuk helium mempunyai elektron valensi 2.
Ø Terdiri atas satu atom (monoatomik).
Ø Kulit terluarnya sudah penuh maka gas mulia bersifat stabil dan tidak reaktif. Jadi afinitas elektronnya mendekati nol.
Tabel. Konfigurasi Elektron Gas Mulia
Unsur
Nomor Atom
Konfigurasi Elektron
He
2
1s2
Ne
10
[He] 2s2 2p6
Ar
18
[Ne] 3s2 3p6
Kr
36
[Ar] 4s2 3d10 4p6
Xe
54
[Kr] 5s2 4d10 5p6
Rn
86
[Rn] 6s2 5d10 6p6
·     Sifat Fisik Gas Mulia
Titik didih dan titik leleh gas mulia makin tinggi dengan makin besarnya nonmor atom. Titik didihnya beberapa derajat di bawah titik lelehnya. Titik leleh dan titik didih gas mulia sangat rendah, hal tersebut menunjukan bahwa gaya tarik menarik antara atom (ikatan van der waals) sangat lemah. Helium merupakan zat yang titik didihnya paling rendah dibandingkan dengan semua zat di alam semesta.
Tabel. Sifat-Sifat Fisik Gas Mulia.
Sifat
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Nomor atom
2
10
18
36
54
86
Elektron valensi
2
8
8
8
8
8
Jari-jari atom (Ǻ)
0,49
0,51
0,88
1,03
1,24
1,34
Titik leleh (0C)
-272
-249
-186
-157
-112
-102
Titik didih (0C)
-269
-246
-183
-153
-108
-71
Entalpi pengionan (kJ/mol)
2460
2080
1519
1349
1169
1040
Afinitas elektron (kJ/mol)
21
29
35
39
41
41
Keelektronegatifan
-
-
-
3,1
2,4
2,1
·     Sifat Kimia Gas Mulia
Kereaktifan gas mulia sangat rendah
Gas mulia bersifat inert (lembem), di alam tidak ditemukan satupun senyawa dari gas mulia. Sifat inert yang dimiliki ini berhubungan dengan konfigurasi elektron yang dimilikinya. Elektron valensi gas mulia adalah 8 (kecuali 2 untuk He) dan merupakan konfigurasi yang paling stabil. Gas mulia memiliki energi pengionan yang besar menperlihatkan sukarnya unsur-unsur gas mulia melepaskan elektron, sedangkan afinitas elektron yang rendah menunjukkan kecinya kecenderungan untuk menyerap elektron. Oleh karena itu, gas mulia tidak mempunyai kecenderungan untuk melepas ataupun menyerap elektron. Jadi unsur-unsur dalam gas mulia sukar untuk bereaksi. Namun untuk unsur gas mulia yang mempunyai energi ionisasi yang kecil dan afinitas elektron yang besar mempunyai kecenderungan untuk membentuk ikatan kimia, contohnya Xe dapat membentuk senyawa Xe , Xe , dan Xe . Makin besar jari-jari atom maka kereaktifan gas mulia semakin bertambah.
·     Sifat Unsur-Unsur Gas Mulia
1. Helium (He)
Helium adalah unsur kedua terbanyak dan teringan di jagat raya, merupakan unsur kimia yang tidak berwarna,tidak berasa, tak beracun, hampir inert, monoatomik, dan merupakan unsur pertama pada segi gas mulia dalam tabel periodik dan memiliki nomor atom 2. Titik didih dan titik leburnya merupakan yang terendah dari unsur-unsur lain dan ia hanya ada dalam bentuk gas kecuali pada kondisi “ekstrem”. Kondisi ekstrem juga diperlukan untuk menciptakan sedikit helium isotop stbil kedua yang langkah yamg disebut “helium 3”.  Helium cair (He-4) yang muncul dalam dua bentuk : He-4I dan He-4II dengan titik transisi pada 2.174 K. sifat dari cairan varisat helium-4, helium-I dan helium-II, penting bagi para periset yang mempelajari mekanika kuantum (khusunya dalam fenomena superfluditas) dan bagi mereka yang mencari efek mendekati suhu nol absolut yang dimiliki benda (seperti superkonduktivitas).
2. Neon (Ne)
Neon adalah suatu unsur kimia yang memilkiki nomor atom 10. Neon termasuk kelompok gas mulia yang tak berwarna dan lembam (inert). Zat ini memberikan pendar khas kemerahan jika digunakan di tabung hampa (vacum discharge tube) dan lampu neon.
3. Argon (Ar)
Argon adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ar dan nomor atom 18, gas mulia ke-3 di periode 8, argon membentuk 1% dari atmosfer bumi.
4. Kripton (Kr)
Kripton adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Kr dan nomor atom 36. Gas kripton sering digunakan dalam lampu berwarna hijau yang digunakan dalam lampu iklan dan dilapangan terbang sebagai lampu isyarat.
5. Xenon (Xe)
Ksenon adalah unsur dengan lambang Xe, nomor atom 54 dan massa atom relatif 131,29. Berupa gas, tak berwarna, tak berbau, dan tidak ada rasanya. Ksenon diperoleh dari udara yang dicairkan. Ksenoon digunakan untuk mengisi lampu sorot dan lampu terintensitas tinggi lainnya.
6. Radon (Rn)
Radon termasuk dalam kelompok gas mulia dan beradioaktif. Radon terbentuk dari penguraian radium. Radon juga gas yang paling berat dan berbahaya bagi kesehatan. Radon tidak mudah bereaksi secara kiimia, pada suhu dan tekanan ruang, radon tidak berwarna tetapi apabila didinginkan hingga mmembeku, radon akan berwarna kuning. Radon cair berwarna merah jingga.

4.  PEMBUATAN / PENGOLAHAN GAS MULIA
a. Helium
Helium (He) ditemukan terdapat dalam gas alam di Amerika Serikat. Gas helium mempunyai titik didih yang sangat rendah, yaitu 268,80C sehingga pemisahan gas helium dari gas alam dilakukan dengan cara pendinginan sampai gas alam akan mencair (sekitar 1560C) dan gas helium terpisah dari gas alam.
b. Gas Argon, Neon, Kripton dan Xenon
Udara mengandung gas mulia argon, neon, kripton dan xenon walaupun dalam jumlah yang kecil. Gas mulia di industri di peroleh sebagai hasil samping dalam industri pembuatan gas nitrogen dan gasoksigen dengan proses destilisasi udara cair. Pada proses destilasi udara cair, udara kering di dinginkan sehingga terbentuk udara cair. Pada kolom pemisahan gas argon bercampur dengan banyak gas oksigen dan sedikit gas nitrogen karena titik didih gas argon (-189,40C) tidak jauh beda dengan titik didih gas oksigen (-182,80C). untuk menghilangkan gas oksigen dilakukan proses pembakaran secara katalik dengan gas hidrogen, kemudian di keringkan untuk menghilangkan air yang terbentuk. Adapun untuk menghilangkan gas nitrogen, di lakukan destilasi sehingga di hasilkan gas argon dengan kemurnian 99,999%. Gas neon yang mempunyai titik didih rendah (2490C) akan terkumpul dalam kubah kondensor sebagai gas yang tidak terkondensasi (tidak mencair).
Gas kripton (Tb = -153,20C) dan Xenon (Tb = -1080C) mempunyai titik didih yang lebih tinggi daripada oksigen, sehingga akan terkumpul di dalam kolam oksigen cair di dasar kolam destilasi utama. Dengan pengaturan suhu sesuai titik didih, maka masing-masing gas terpisah.
Cara lain untuk memesahkan gas argon adalah dengan cara memanaskan campuran udara dan kalsium karbida ( ). Pada proses nitrogen dan oksigen di udara diikat oleh  dan dihasilkan argon pada udara sisa.
Persamaan reaksinya :
Udara ( , , Ar) + 3    + 2CaO + 5C + Ar
c.  Redon
Radon hanya dapat diperoleh dari peluruhan radioaktif unsure radium dan memancarkan sinar alpha (helium).

5. KEGUNAAN / MANFAAT GAS MULIA
a. Helium (He)
Ø Sebagai gas pengisi kapal udara dan balon udara untuk mempelajari cuaca, karena sifatnya yang sukar bereaksi, tidak mudah terbakar dan ringan.
Ø Helium cair di pakai sebagai cairan pendingin (refrigerant) untuk menghasilkan suhu yang rendah, karena memiliki titik uap yang sangat rendah.
Ø Gas helium dapat dipakai untuk menciptakan  lingkungan yang inert dalam suatu ruangan (memdesak oksigen di atmosfer) demi  mencega oksidasi, misalnya pada industry makanan, pentepuhan, pemurnian logam-logam, dan pengelasan benda-benda yang terbuat dari stainless steel, titanium, magnesium, dan aluminium.
Ø Udara yang dipakai oleh penyelam adalah campuran 80% helium dan 20% oksigen. Helium digunakan untuk menggantikan  nitrogen.
Ø Campuran helium dam oksigen juga dipakai oleh para pekerja dalam terowongan dan tambang bawah tanah yang bertekenan tinggi.
Ø Di rumah sakit, campuran helium dan oksigen dipakai sebagai pernapasan para penderita asma.
Ø Pada suhu helium cair, logam-logam kehilangan resistansi listrik dan menjadi superkonduktor.
Ø Para penelitian fusi inti atom serta akselerator partikel, rendaman gulungan kawat listrik dalam helium cair akan menimbulkan electromagnet yang sangat kuat. 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 menyelidiki penyebab menipisnya lapisan ozom.
b. Neon (Ne)
Ø Sebagai gas pengisi pada tabung lampu menghasilkan sinar berwarna orange-merah.gas-gas lain juga dapat dipakai untuk menghasilkan warna-warna yang berbeda-beda.
Ø Neon cair digunakan sebagai pendingin pada rector nuklir.
Ø Neon digunakan untuk membuat indikator tegangan tinggi,penangkal petir, dan untuk mengisi tabung-tabung televisi.
c.  Argon (Ar)
Ø Sebagai atmosfer pada pengelasan benda-benda yang terbuat dari stainless steel,titanium,magnesium, dan aluminium.misalkan pengelasan titanium pada pembuatan pesawat terbang atau roket.
Ø Sebagai gas pelapis dalam proses metalurgi.
Ø Sebagai pengisi lampu pijar karena tidak bereaksi dengan kawat wolfram(tungaten)yang panas.
Ø Untuk lampu reklame dengan cahaya berwarna merah-muda.
d. Kripton (Kr)
Ø Gas krypton bersama dengan argon digunakan untuk mengisi lampu flouresensi (lampu neon) bertekanan rendah .kripton inilah yang membuat lampu nyala menjadi putih.
Ø Garis spectrum atom krypton dipakai untuk menetapkan ukuran panjang”satu meter”standar,pengganti standar platina.Satu meter didefinisikan sebagai 1.650.763,73 kali panjang gelombang garis ungu-merah pada spectrum atom krypton.
Ø Untuk lampu kilat fotografi berkecepatan tinggi.
Ø Untuk lampu cahaya berwarna putih biru.
e. Xenon (Xe)
Ø Untuk pembuatan tabung electron.
Ø Untuk pembiusan pasien pada saat pembedahan,karena ksenon bersifat anastetika(pemati rasa).
Ø Sebagai bahan baku pembuatan senyawa-senyawa ksenon.
Ø Garam perksenat(Na4XeO3)sebagai oksidator paling kuat.
Ø Untuk membuat lampu-lampu reklame yang member cahaya biru.
Ø Pembuatan lampu untuk bakterisida(pembunuh bakteri)
Ø Untuk mengeluarkan cahaya pada kamera saat pemotretan(blitz)
f.   Radon (Rn)
Ø Gas radon bersifat radioaktif sehingga banyak digunakan dalam terapi radiasi bagi penderita kanker dengan memanfaatkan sinar yang dihasilkan.Namun demikian,jika radon terhisap dalam jumlah cukup banyak,malah akan menimbulkan kanker paru-paru.
Ø Karena peluruhannya yang cukup cepat,radon digunakan dalam penyelidikan hidrologi yang mengkaji interaksi antara air bawah tanah,anak sungai, dan sungai.




6. SENYAWA-SENYAWA / REAKSI GAS MULIA
Secara teoritis sangat sulit membuat senyawa gas-gas mulia.Sampai tahun 1962 senyawa gas mulia belum berhasil di buat.Pada saat itu diketahui bahwa senyawa platina heksaflourida(PtF)yang merupakan oksidator kuat dapat mengoksidasi oksigen.
           PtF + O → O₂⁺[PtF]- (zat padat merah jingga)
Energi ionisasi O menjadi O₂⁺ adalah 1165 kj/mol dan harga ini mendekati harga untuk reaksi Xe → Xe+, yaitu 1170 kj/mol.Sehingga timbul pemikiran bahwa Xe dapat bereaksi dengan PtF membentuk suatu senyawa gas mulia.
Pada tahun 1962 neil barlet berhasil untuk pertama kalinya mewujudkan gagasan ini dengan mereaksikan gas Xe dengan PtF pada suatu ruang, menghasilkan Xe+[PtF]- (ksenon heksaflouroplatinat) yang berupa bubuk berwarna kuning-merah.Dengan keberhasilan ini maka para pakar mengsintesis senyawa gas mulia lain seperti XeF,XeF,XeF dan gas mulia lainnya yaitu KrF dan RnF(tidak stabil).
a. Senyawa Ksenon-Flour
 Ksenon dapat bereaksi langsung dengan flour, dan senyawa oksigen dapat diperoleh dari senyawa ksenon flourida.
1.   Ksenon difluorida (XeF)
Senyawa XeF dibuat paling baik dengan interaksi Xe dengan kekurangan F pada tekanan tinggi.Ia larut dalam air menghasilkan larutan dengan bau tajam XeF.Hidrolisis berlangsung lambat,namun cepat dengan adanya basa.
XeF + 2OH- → Xe + ½ O + 2 F- + HO
XeF juga dapat terbentuk dari ksenon padat direaksikan dengan diflouro oksida pada suhu 120°C.
 +    +
XeF pereaksi yang baik untuk reaksi flourinasi benzena yaitu untuk mensubstitusi atom H pada benzena dengan atom F.
CH + XeF → CHF + Xe + HF
2.   Ksenon tetrafluorida (XeF)
Senyawa XeF di buat dari memanaskan Xe dan F pada suhu 400°C dan tekanan 6 atm dengan katalis nikel,tetapi dikotori oleh XeF,jika perbandingan F dan Xe kecil,maka jumlah XeF lebih banyak,sebaliknya jika perbandingan itu besar maka XeF yang banyak.
XeF + F → XeF
3.   Ksenon heksafluorida (XeF)
Senyawa ini diperoleh dengan interaksi XeF dan F dibawah tekanan,atau langsung dari Xe dan flour pada suhu diatas 250°C dan tekanan > 50 atm.XeF pada suhu kamar (25°C, 1 atm)berbentuk kristal berwarna dengan titik leleh 48°C.Bentuk molekulnya diduga oktahedral yang terdistorsi atau secara teori segilima piramida.
XeF luar biasa reaktif,dapat bereaks dengan silika membentuk senyawa oksi gas mulia yang paling stabil.
Reaksinya sebagai berikut:
 +  → SIF +
Pada suhu kamar XeOF berbentuk cairan yang tak berwarna.Molekul XeOF dan XeO berbentuk segi empat piramida dan segitiga piramida.
XeF dapat bertindak sebagai garam terhadap F- ,dan dapat diubah menjadi heptafluoroksenat atau oktafluoroksenat,
XeF + RbF → RbXeF
Garam Rb dan Cs adalah senyawa ksenon yang paling stabil yang dikenal dan terdekomposisi hanya diatas 400°C.Garam natrium kurang stabil dan dapat digunakan untuk memurnikan XeF karena ia terdekomposisi di bawah 100°C.
b. Senyawa Ksenon-oksigen
Ksenon dapat bereaksi dengan oksigen membentuk suatu senyawa yang di sebut dengan ksenon oksida,seperti:
1.   Ksenon trioksida (XeO)
Senyawa XeO dibentuk dalam hidrolisis XeF dan XeF
3 XeF + 6 HO → XeO + 2 Xe + 3/2 O + 12 HF
XeF + 3 HO →XeO + 6 HF
Larutan XeO  tidak berwarna,tidak berbau, dan stabil.Dalam penguapan XeO diperoleh sebagai suatu padatan putih yang mudah menguap diudara yang berbahaya karena mudah meledak.Dalam larutan yang bersifat basa,ion ksenat(VI)dibentuk:
XeO + OH-
Namun ion  disproporsionasi lambat yang menghasilkan ion ksenat (VI) atau perksenat
 + 2OH-  + Xe + O +2HO
Perksenat dibentuk tidak hanya dengan disproorsinasi  namun juga bilamana ion ini dioksidasi dengan ozon.Larutan perksenat merupakan pengoksidasi yang kuat dan cepat.
Dalam larutan alkali,bentuk utama ialah ion  dan perksenat hanya direduksi lambat oleh air.Meskipun demikian,dalam larutan asam reduksinya berlangsung segera:
 + H+  + ½ O +HO
Kimiawi ksenon dalam larutan aqua diringkas dengan potensial:
Larutan asam :HXeO    2,36 v               XeO       2,12 v       Xe
XeF          2,64 v       Xe
Larutan alkali:       0,94 v                1,26 v     Xe
2.   Ksenon tetroksida(XeO)
Apabila barium perksenat dipanaskan dengan HSO pekat,ksenon tetraoksida terbentuk sebagai gas yang mudah meledak,yang sangat tidak stabil.
c.  Garam Ksenon
Senyawa ksenon dalam bentuk garam yang telah berhasil dibuat adalah garam dari ksenon dengan fluor, seperti
                 XePtF,CeXeF,CsXeF,NaHXeO, dan NaXeO.
Tabel Beberapa Senyawa Ksenon:
Tingkat oksidasi
Senyawa
Bentuk
Titik didih (0C)
Struktur
Tanda-Tanda


II
Kristal tidak berwarna


129
Linear
Terhidrolisis menjadi Xe + ; sangat larut dalam HF cair
IV
Kristal tidak berwarna

117

Segi-4

Stabil





Krstal tidak berwarna

Padatan kuning

49,6
Kompleks lihat teks archim.
Antiprisma
Stabil pada 4000
IV
Cairan tidk berwarna

-46
Piramid segi-4
Stabil

Kristal tidak berwarna

-
Piramidal
Mudah meledak higroskopik: stabil dallam larutan


VIII

Gas tidak berwarna
Garam tidak berwarna
-

-
Tetrahedral
Oktahedral
Mudah meledak
Anion-anion  ,  ,

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Makasih Udah Kunjungi Blog Saya :)
"Smoga Postting ini Bermanfaat"