Tuesday, July 23, 2013

Sifat Kimia dan Fisika Golongan VIIIA, 8A, Gas Mulia, Unsur, Tabel, Contoh, Reaksi

Sifat Kimia dan Fisika Golongan VIIIA, 8A, Gas Mulia, Unsur, Tabel, Contoh, Reaksi - Golongan gas mulia terdiri atas helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), dan xenon (Xe). Gas mulia memiliki konfigurasi elektron yang penuh. Oleh karena itu, unsur gas mulia stabil.

1. Gas Mulia [1]

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 x 103 kJ mol–1) tidak berbeda jauh dengan molekul oksigen (1,21 x 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. Lihat Tabel 1.

Di antara semua unsur gas mulia, baru kripton dan xenon yang dapat dibuat senyawanya. Mengapa kedua gas mulia ini dapat membentuk senyawa?

Tabel 1. Senyawa yang Mengandung Unsur Gas Mulia (Xenon) dengan Unsur Elektronegatif

Senyawa
Rumus
Deskripsi
Xenon difluorida
XeF2
Kristal tak berwarna
Xenon tetrafluorida
XeF4
Kristal tak berwarna
Xenon heksafluorida
XeF6
Kristal tak berwarna
Xenon trioksida
XeO3
Kristal tak berwarna, eksplosif
Xenon tetroksida
XeO4
Gas tak berwarna, eksplosif

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 kimianya:

2XeF2 + 2H2O → 2Xe + O2 + 4HF
6XeF4 + 12H2O → 2XeO3 + 4Xe + 3O2 + 24HF
XeF6 + H2O → XeOF4 + 2HF

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 (natrium perksenat)

2. Sifat Fisika Golongan VIIIA / Gas Mulia

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. [1]

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.

Setiap sifat tertentu dari unsur ini berubah secara teratur. Unsur gas mulia memiliki titik leleh dan titik didih yang rendah serta kalor penguapan yang rendah. Hal ini menunjukan bahwa terdapat ikatan Van der Waals yang sangat lemah antar atom. Helium adalah zat yang mempunyai titik didih yang paling rendah. Perhatikan sifat-sifat fisika gas mulia pada tabel berikut.

Pada tekanan normal, semua gas mulia dapat dipadatkan, kecuali helium. Gas helium hanya dapat dipadatkan pada tekanan sangat tinggi, di atas 25 atm. Oleh karena gas helium merupakan gas yang memiliki titik leleh dan titik didih paling rendah maka gas tersebut dapat digunakan sebagai pendingin untuk mempertahankan suhu di bawah 10 K. Pada 4 K, gas helium menunjukkan sifat super fluida tanpa viskositas disebut super konduktor, yaitu zat yang memiliki daya hantar listrik tanpa hambatan dan menolak medan magnet. Daya hantar listrik helium pada 4 K, 800 kali lebih cepat dibandingkan kawat tembaga. [1]

Tabel 2. Sifat Fisika Gas Mulia

Sifat
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Nomor atom
2
10
18
36
54
Konfigurasi elektron terluar
1s2
2s2 2p6
3s33p6
4s24p6
5s25p6
Massa atom relatif (Ar)
4,003
20,179
39,948
83,80
131,30
Titik leleh (K)
0,9
24
94
116
161
Entalpi peleburan (kJmol-1)
0,01
0,32
1,1
15
2,1
Titik didih (K)
4
27
84
120
166
Entalpi penguapan (kJmol-1)
0,08
1,8
6,3
5,5
13,6
Energi ionisasi pertama (kJmol-1)
2639
2079
1519
1349
1169
Jari-jari atom (pm)
93
112
154
169
190
Jumlah isotop di alam
2
3
3
6
9

3. Sifat Kimia Golongan VIIIA / Gas Mulia

Pada tahun 1962, Neil Bartlett berhasil membuat sebuah senyawaan stabil yang dianggap sebagai XePtF6. Hal ini tentu menggemparkan, karena telah lama dikenal bahwa unsur golongan VIIIA bersifat inert. Setelah ini, tidak lama kemudian ahli riset lainnya menunjukkan bahwa xenon dapat bereaksi langsung dengan fluor membentuk senyawaan biner seperti XeF2, XeF4, dan XeF6.

Adapun bentuk senyawa-senyawa dari unsur xenon dengan bilangan oksidasinya adalah seperti berikut.

1) Bilangan Oksidasi +2

Kripton dan xenon dapat membentuk KrF2 dan XeF2 jika kedua unsur ini diradiasi dengan uap raksa dalam fluor. Xe (II) dapat bereaksi selanjutnya menjadi XeF4 jika suhu dinaikkan. Adapun XeF2 dapat terbentuk jika xenon padat direaksikan dengan difluoroksida pada suhu -120 °C.

Xe(s) + F2O2(g) → XeF2(s) + O2(g)

XeF2 dan KrF2 berbentuk molekul linier dengan hibdridisasi sp3d.

2) Bilangan Oksidasi + 4

Xenon(IV) fluorida dapat dibuat dengan memanaskan campuran xenon dan fluor dengan komposisi 1 : 5 pada tekanan 6 atm, dan menggunakan nikel sebagai katalis.


Ni(s)

Xe(g) + 2F2(g)
XeF4(g)

6 atm


XeF4 mempunyai struktur bujur sangkar dengan hibridisasi d2sp3 pada suhu 400 °C.

3) Bilangan Oksidasi +6

Hanya xenon yang dapat membentuk XeF6. Senyawa ini dibuat dengan memanaskan campuran kedua unsur ini dengan komposisi Xe : F2 = 1 : 20 pada suhu 300 °C dan tekanan 50 atm.


50 atm

Xe(g) + 3F2(g)
XeF6(g)

Xenon (VI) fluorida mempunyai bentuk oktahendral (distorted). Pada suhu kamar berbentuk kristal berwarna dan memiliki titik leleh 48 °C. Senyawa ini bereaksi dengan silika membentuk senyawa oksi gas mulia yang paling stabil.

SiO2(s) + 2XeF6(g) → SiF4(g) + 2XeOF4(l)

Pada suhu kamar XeOF4 berbentuk cairan tidak berwarna. XeF6 dapat mengalami hidrolisis membentuk xenon (VI) oksida, dengan reaksi seperti berikut.

XeF6(s) + 3H2O(l) → XeO3(aq) + 6HF(aq)

4) Bilangan Oksidasi +8

Xe (IV) dapat dioksidasi menjadi Xe (VIII) oleh ozon dalam larutan basa. Xe (VIII) hanya stabil dalam larutan. Selain senyawa xenon, telah berhasil dibuat kripton fluorida, KrF2 dan radon fluorida, RnF2. Radon bereaksi spontan dengan fluor pada suhu kamar. Adapun kripton bereaksi dengan fluor hanya jika keduanya disinari atau melepaskan muatan listrik. Akan tetapi belum dilaporkan adanya senyawa helium, neon atau argon.

Anda sekarang sudah mengetahui Golongan VIIIA atau Gas Mulia. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Sukmanawati, W. 2009. Kimia 3 : Untuk SMA/ MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 266.

Referensi Lainnya :

[1] Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 298.

No comments:

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijak. Komentar yang tidak sesuai materi akan dianggap sebagai SPAM dan akan dihapus.
Aturan Berkomentar :
1. Gunakan nama anda (jangan anonymous), jika ingin berinteraksi dengan pengelola blog ini.
2. Jangan meninggalkan link yang tidak ada kaitannya dengan materi artikel.
Terima kasih.