I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Di dalam sistem
periodik modern, Halogen terdapat pada golongan VII A. Halogen berasal
dari bahasa Yunani, yang terdiri dari kata halos
yang berarti garam dan kata genes
yang berarti pembentuk. Jadi halogen merupakan pembentuk garam. Hal ini
didasarkan pada sejarah penemuan unsur – unsur halogen yang selalu didapatkan
dari garam. Unsur – unsur yang termasuk golongan halogen adalah Fluor ( F ),
Klor ( Cl ), Brom ( Br ), Iod ( I ), dan Astatin ( At ). Halogen memiliki 7 elektron
valensi, sehingga sangat reaktif karena mudah menerima 1 elektron. Karena
kereaktifannya unsur – unsur halogen tidak dijumpai dalam keadaan bebas.
Halogen banyak
digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan di dalam tubuh manusia beberapa unsur
halogen berperan dalam metabolism tubuh. Misalnya, ion klorida yang mengatur
osmosis pada jaringan sel dan plasma darah. Iodin terdapat pada kelenjar tiroid
sebagai hormon tiroksin (C15H11O4NI4 ).
Natrium klorida ( NaCl ) digunakan sebagai garam dapur. Dan masih banyak lagi
kegunaan unsur – unsur halgen.
Melihat banyaknya
kegunaan dari unsur – unsur halogen, maka diperlukan berbagai pengetahuan
mengenai golongan tersebut seperti sumber, kelimpahan, sifat – sifat fisika dan
kimia, serta cara mengisolasi atau pembuatan unsur – unsur halogen. Oleh karena
itu, makalah ini dibuat untuk memberikan informasi tentang unsur – unsur
halogen.
1.2 Rumusan
Masalah
1. Bagaimana
sejarah unsur – unsur halogen ?
2. Apakah
sifat – sifat unsur – unsur halogen ?
3. Bagaimanakah
sumber dan kelimpahan unsur – unsur
halogen di alam ?
4. Bagaimana
cara isolasi unsur – unsur halogen ?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui
sejarah, sifat umum, sumber, kelimpahan,dan cara isolasi unsur – unsur halogen.
2. Memberikan
informasi mengenai sejarah, sifat umum, sumber, kelimpahan,dan cara isolasi
unsur – unsur halogen.
II.
PEMBAHASAN
2.1.
Sejarah Unsur – Unsur Halogen
a. Fluor
Ditemukan dalam fluorspar oleh Schwandhard
pada tahun 1670 dan baru pada tahun 1886 Maisson berhasil mengisolasinya.
b. Klor
Ditemukan
oleh Scheele pada tahu 1774 dan dinamai oleh Davy pada tahun 1810. Klor
ditemukan di alam dalam keadaan kombinasi sebagai gas Cl2, senyawa
dan mineral seperti kamalit dan silvit.
c. Brom
Ditemukan
oleh Balard pada tahun 1826.
d.
Iodin
Ditemukan
oleh Courtois pada tahun 1811. Di alam ditemukan dalam air laut (air asin)
garam Unsur halogen ini larut baik dalam CHCl3, CCl4, dan
CS2 tetapi sedikit sekali larut dalam air.
e. Astatin
Merupakan
unsur radioaktif pertama yang dibuat sebagai hasil pemboman Bismuth dengan
partikel-partikel alfa (hasil sintesa tahun 1940) oleh DR. Corson, K.R.
Mackenzie dan E. Segre. Dikenal ada 20 isotop dari astatin, dan isotop At (210)
mempunyai waktu paruh
8,3 jam (terpanjang).
2.2.
Sifat – Sifat Unsur Halogen
a. Sifat
– Sifat Fisika
|
Sifat
fisika
|
Fluor
(F)
|
Klorin
(Cl)
|
Bromin
(Br)
|
Iodin
(I)
|
Astatin
(As)
|
|
Wujud
zat (pada suhu kamar)
|
Gas
berwarna kuning
|
Gas
berwarna kehijauan
|
Cairan
berwarna merah tua
|
Padat
berwarna ungu
|
|
|
Konfigurasi
elektron
|
[He]2s2p5
|
[Ne]3s2p5
|
[Ar]3d104s2
4p5
|
[Kr]4d105s2
5p5
|
[Xe]4f145d10
6s26p2
|
|
Nomor
atom
|
9
|
17
|
35
|
53
|
85
|
|
Titik
leleh (
)
|
-219,62
|
-100,98
|
-7,25
|
113,5
|
302
|
|
Titik
didih (
)
|
-188,14
|
-34,6
|
58,78
|
184,35
|
337
|
|
Energi
ionisasi pertama (kJ/mol)
|
1681
|
1251,1
|
1139,9
|
1008,4
|
|
|
Afinitas
Elektron (kJ/mol)
|
328
|
349
|
324,7
|
295,2
|
270
|
|
Keelektronegatifan
|
3,98
|
3,16
|
2,96
|
2,66
|
2,20
|
|
Jari-
jari atom (Å)
|
0,64
|
0,99
|
1,14
|
1,33
|
1,40
|
|
Jari
– jari ion (Å)
|
1,33
|
1,81
|
1,96
|
2,2
|
2,27
|
|
Energi
ikatan X-X (kJ/mol)
|
158
|
243
|
193
|
151
|
110
|
|
Potensial
elektrode ( X2 + 2e-
2X- ) (Volt)
|
2,87
|
1,358
|
1,065
|
0,535
|
0,2
|
|
Kerapatan
(gram/mL)
|
1,108
|
1,367
|
3,119
|
4,93
|
|
b. Sifat
– sifat kimia
Kereaktifan
Semua unsur golongan
halogen merupakan unsur non logam. Halogen merupakan unsur nonlogam yang paling
reaktif. Hal itu didukung oleh beberapa faktor , antara lain sebagai berikut :
a. Konfigurasi
elektronnya. Dengan sebuah elektron tak berpasangan pada konfigurasi
elektronnya, memungkinkan halogen dengan mudah membentuk ikatan kovalen.
b. Afinitas
elektronnya yang tinggi mengakibatkan halogen mudah membentuk ion negatif dan
membentuk senyawa yang berikatan ion.
Dengan melihat
letaknya di dalam sistem periodik unsur, maka dari atas ke bawah (dari F ke I)
terdapat kecenderungan afinitas elektron halogen semakin kecil. Hal ini
mengakibatkan kereaktifannya berkurang. Meskipun afinitas elektron fluorin
lebih rendah daripada klorin, tetapi karena energi disosiasi ikatan fluorin
lebih rendah daripada klorin, maka fluorin masih lebih reaktif daripada klorin.
Demikian pula bromine dan iodine masih cukup reaktif karena energi disosiasi
ikatannya yang lebih rendah.
Karena kereaktifan
dari unsur halogen, maka halogen dapat bereaksi dengan banyak unsur lain,
seperti unsur logam, unsur golongan IVA, unsur golongan VA, unsur halogen itu
sendiri, air, gas hidrogen, basa kuat, dan dengan halida.
Kelarutan dalam air
Fluor, klor, dan brom larut dalam air
sedangkan iod sukar larut. Iod lebih mudah larut dalam KI dan pelarut organic
seperti alkohol, eter, CHCl3, CCl4.
Daya
oksidasi halogen
Semua halogen
mempunyai potensial reduksi standar positif. Hal ini menunjukkan bahwa semua
halogen merupakan oksidator dan mempunyai kecenderungan daya oksidasi semakin
lemah dari F ke I (F2 > Cl2 > Br2 > I2).
Menurunnya daya
oksidasi halogen, berarti menunjukkan semakin kuatnya daya reduksi halida
dengan kecenderungan daya reduksi I-
> Br- > Cl- > F-.
Dengan memperhatikan
harga potensial elektroda dari masing-masing halogen, maka halida akan dapat
dioksidasi oleh halogen yang mempunyai daya oksidasi lebih tinggi. Harga
potensial reduksi standar halogen adalah sebagai berikut:
F2(g) + 2e
→ 2F-(aq) Eo
= + 2,87 V
Cl2(g) +
2e
→
2 Cl- (aq) Eo = +1,36 V
Br2(l) + 2e
→2 Br-(aq) Eo
= + 1,07 V
I2(s) + 2e
⇌ 2 I-(aq) Eo
= +0,58 V
Dari harga potensial reduksi
standar di atas, maka :
2Cl-(aq) + F2(g) → 2 F-(aq) + Cl2(g) Eo = +1,51 V (reaksi spontan)
2Cl-(aq)
+ Br2(g) → Cl2(g) + 2Br-(aq) Eo = -0,03 V ( reaksi tidak
spontan)
Dari reaksi tersebut
dapat disimpulkan dalam sistem periodik unsur, halogen dapat mendesak halida di
bawahnya dari suatu senyawa.
2.3.
Sumber-sumber dan kelimpahan unsur
halogen
Halogen
merupakan golongan nonlogam yang sangat rektif, sehingga unsur-unsurnya tidak
dijumpai pada keadaan bebas. Pada umumnya ditemukan di alam dalam bentuk
senyawa garam.
Fluor ditemukan dalam
mineral pada kulit bumi. Sumber utama fluor adalah bijih atau mineral fluorspar
yang mengandung fluorit (CaF2). Sumber fluorin lainnya dapat diperoleh dari
mineral fluorapatit (Ca5(PO4)3F) yang
ditambang dalam jumlah besar untuk membuat pupuk fosfat. Fluor menempati urutan
ke-13 dalam hal kelimpahannya di batuan- batuan dalam kerak bumi.
Klor, brom dan iod terkandung pada air laut dalam bentuk garam-garam halida dari
natrium, magnesium, kalium, dan kalsium. Garam halida yang paling banyak adalah
NaCl yakni sebanyak 2,8% berat air laut. Selain itu, klor ditemukan di alam
sebagai gas Cl2, senyawa dan mineral, seperti silvit atau KCl. Brom
diperoleh dari air laut yaitu dalam bentuk ion bromida ( Br-) dalam jumlah yang jauh
lebih kecil dibandingkan dengan klor.
Iod
ditemukan dalam jumlah yang berlimpah sebagai garam (NaIO3) di
daerah Chili, Amerika Serikat. Iod yang ditemukan dalam senyawa NaI banyak
terdapat pada sumber air di Watudakon ( Mojokerto ). Iod terdapat di air laut
hanya sampai kadar 6 x 10-7 %, tetapi senyawa ini terkonsentrasi dalam spesies
rumput laut tertentu, dimana abunya
dapat dijadikan sebagai sumber iod yang layak untuk diperjual belikan. Iod
terkandung dalam hormon pengatur pertumbuhan tiroksin yang dihasilkan oleh
kelenjar tiroid. Kebanyakan garam dapur yang dijual mengandung 0,01% NaI
tambahan untuk mencegah penyakit gondok.
Selain
di alam, ion halida juga terdapat dalam tubuh manusia. Ion klorida merupakan
anion yang terkandung dalam plasma darah, cairan tubuh, air susu, air mata, air
ludah, dan cairan ekskresi. Ion iodide terdapat dalam kelenjar tiroid.
Selain
keempat unsur VIIA yang umum ini, adapula senyawa halogen yang langka yaitu
astatine, yang dibuat pada tahun 1940 dengan eksperimen pemboman. Sejak itu
astatine telah ditemukan di alam, tetapi hanya dalam jumlah yang sedikit
sekali.
c.
Cara Isolasi
a. Fluor
Fluorin
pertama kali dipisahkan dari senyawanya oleh Moissan pada tahun 1886 dengan cara
elektrolisis leburan fluorida. Pada umumnya, cara elektrolisis masih tetap
digunakan. Elektrolisis dilakukan terhadap campuran KF dan HF dengan
perbandingan 2:3 yang melebur pada suhu 70-100o C. Sel elektrolisis
dibuat dari baja atau paduan logam Ni-Cu. Logam paduan tersebut sebenarnya
bereaksi dengan fluorida, tetapi kemudian membentuk lapisan tipis yang tidak
reaktif. Katodenya terbuat dari baja atau Cu dan anodenya dari grafit. Reaksi
yang terjadi adalah :
KHF(l) → KF +
HF
HF(l) → H+(l) + F-(l)
Anode
(+) : 2F-(l) → F2(g) + 2e
Katode (-) : 2H+(l) +
2e → H2(g) +
Reaksi sel : 2H+(l) + 2F-(l) → H2(g)
+
F2(g)
Gas fluorin jarang digunakan secara
langsung, sebab sangat beracun. Elektrolisis langsung cairan HF tidaklah
praktis, karena senyawaan ini adalah suatu nonelektrolit. Larutan HF dalam KF,
2HF yang meleleh pada 80 sampai 100oC merupakan larutan penghantar
yang dapat dielektrolisis untuk menghasilkan hidrogen dan fluor. HF harus
ditambahkan dengan kontinu pada penangas (bath) garam meleleh itu untuk
mengantikan HF yang sedang diuraikan. Elektrolisis ini dijalankan pada kondisi
yang benar-benar tidak berair.
b. Klor
Klor
diproduksi secara komersial dengan beberapa cara. Kedua proses yang utama
melibatkan elektrolisis larutan natrium klorida pekat, yang disebut “brine”
(larutan pekat garam). Perlu dipakai larutan yang pekat, karena dalam larutan
klorida encer, O2 dan bukan Cl2, yang akan dihasilkan
pada anode.
Metode
elektrolisis yang utama adalah proses diafragma, yang dilakukan dalam alat
seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini :
Ini
yang menjadikan lebih dari tiga perempat dari klor/natrium hidroksida yang
diproduksi secara elektrolisis. Reaksi pada anode dan katode ditunjukkan dalam
gambar tersebut. Reaksi keseluruhan adalah :
2 NaCl + 2 H2O →
Cl2 + H2 + 2
NaOH
Proses
ini adalah kontinu, dengan “larutan pekat garam” NaCl yang baru mengalir masuk
ke dalam sel dan ketiga produk, Cl2, NaOH, dan H2
mengalir keluar. Suatu massa, klor dinyatakan sebagai produk dan natrium
hidroksida dan hidrogen merupakan produk sampingan proses ini. Sekarang,
natrium hidroksida begitu berharga sehingga natrium hidroksida dan klor disebut
koproduk.
Pembuatan
dalam laboratorium
Pembuatan
klor dalam laboratorium dapat dilaksanakan dengan berbagai macam cara, semuanya
melibatkan oksida ion klor. Satu metode menggunakan MnO2 dan HCl
pekat sebagai pereaksi :
MnO2
+ 4 HCl
Cl2 + MnCl2 + 2 H2O
Zat-zat
pengoksid lainnya dapat dipergunakan, seperti KMnO4 dan Na2Cr2O7:
2 KMnO4
+ 16 HCl → 5Cl2 + 2
MnCl2 + 2 KCl
+ 8 H2O
Na2Cr2O7 + 14
HCl → 3 Cl2 +
2CrCl3 + 2 NaCl
+ 7 H2O
Dalam
larutan standar hanya MNO4- yang cukup kuat untuk mengoksidasi Cl-
menjadi Cl2. Fakta bahwa ketiga zat pengoksid ini semuanya dapat
digunakan memberi gambaran tentang pengaruh yang dapat diberikan oleh perubahan
konsentrasi dan suhu terhadap nilai emf relatif.
c. Brom
Sumber
senyawaan brom yang paling melimpah adalah larutan garam pekat (brine) dari
sumur-sumur garam dan dari samudera. Karena larutan garam pekat ini biasanya
mengandung pula ion klorida dalam proporsi besar, produksi brom harus melibatkan
suatu zat pengoksida yang mengoksidasikan ion bromida tetapi tidak ion klorida.
Klor sendiri adalah ideal untuk ini:
2Br- + Cl2 →
Br2 + 2Cl-
Reaksi
ini dilangsungkan dalam sebuah menara tinggi. Larutan garam pekat dipancarkan
masuk pada puncaknya, dan uap air dan gas klor dipompa masuk pada dasar.
Sewaktu uap air dan klor bergerak ke atas dalam menara, klor itu bereaksi
dengan ion Br- yang ada dalam tetesan-tetesan kecil larutan garam
pekat yang sedang jatuh. Gas yang keluar dari puncak menara mengandung Br2,
Cl2, dan H2O. Gas – gas ini didinginkan dan diembunkan,
dan brom kasar dipisahkan dan disuling untuk menghasilkan brom murni. Klor
diperoleh kembali dan dikirim balik melalui menara. Kira - kira 95% dari ion
bromida dalam larutan garam pekat yang asli diperoleh kembali sebagi brom.
Setiap
reaksi yang dipakai untuk membuat klor dalam laboratorium dapat diubah sedikit
(modifikasi) untuk membuat brom, misalnya:
MnO2 + 4HBr → Br2 + MnBr2 + H2O
2KMnO4 + 16 HBr → 5Br2 +
2MnBr2 + 2KBr + 8H2O
Selain itu, brom juga dapat dibuat dengan cara
eleltrolisis larutan garam MgBr2 dengan menggunakan elektroda inert,
menurut reaksi :
MgBr2(aq) → Mg2+(aq) + 2Br-(aq)
Katode (-) : 2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq)
Anode (+) : 2 Br -(aq) → Br2(l)
+ 2e-
MgBr2(aq) + 2 H2O(l) → Mg2+(aq) + 2 OH-(aq) + Br2(l) + H2(g)
d. Iod
Iod
dapat dibuat dari ganggang laut karena mengandung ion I- sekitar 1%.
Jika dioksidasi dengan klorin atau oksidator lain, akan menghasilkan I2
Cl2 + 2I- → I2
+ 2Cl-
Selain itu, iod dapat pula dibuat dari NaIO3
yang direduksi dengan NaHSO3
2IO3- + 5HSO3- → I2 + 5SO42-
+ H2O + 3H+
Campuran
produk ini diuapkan sampai kering, dan iod dipisahakn dari residu dengan
sublimasi.
III.
KESIMPULAN
Semua
unsur golongan halogen merupakan unsur non logam. Halogen merupakan unsur
nonlogam yang paling reaktif karena memiliki jari-jari yang kecil. Dari F ke At
kereaktifannya semakin berkurang. Semua golongan halogen merupakan oksidator
kuat.
Unsur-unsur
halogen tidak dijumpai pada keadaan bebas. Pada umumnya ditemukan di alam dalam
bentuk senyawa garam. Fluor ditemukan dalam mineral pada kulit bumi. Klor, brom
dan iod terkandung pada air laut dalam
bentuk garam-garam halida dari natrium, magnesium, kalium, dan kalsium. Garam halida
yang paling banyak adalah NaCl yakni sebanyak 2,8% berat air laut. Iod
ditemukan dalam jumlah yang berlimpah sebagai garam (NaIO3). Selain
keempat unsur VIIA yang umum ini, adapula senyawa halogen yang langka yaitu
astatine, yang dibuat pada tahun 1940 dengan eksperimen pemboman. Sejak itu
astatine telah ditemukan di alam, tetapi hanya dalam jumlah yang sedikit
sekali.
Salah
satu cara pembuatan flour dan klor adalah dengan cara elektrolisis. Di
laboratorium, unsur Klor, Brom, dan Iod dapat diperoleh melalui reaksi alkali
halida (NaCl, NaBr, NaI) dengan asam sulfat pekat yang dipercepat dengan
penambahan MnO2 sebagai katalis.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar