makalah gas mulia.docx
DESCRIPTION
malakah gas muliahTRANSCRIPT
MAKALAH GAS MULIASejarah Gas Mulia
Gas Mulia pertama kali ditemukan pada tanggal 18 Agustus 1868 oleh Pierre
Janssen dan Joseph Horman Lockyer. Ketika sedang meneliti gerhana matahari
total, mereka menemukan sebuah garis baru di spektrum sinar matahari. Mereka
menyakini bahwa itu adalah lapisan gas yang belum diketahui sebelumnya, lalu
mereka menamainya Helium. Pada tahun 1894, seorang ahli kimia Inggris bernama
William Ramsay mengidentifikasi zat baru yang terdapat dalam udara. Sampel
udara yang sudah diketahui mengandung nitrogen, oksigen, dan karbon dioksida
dipisahkan. Ternyata dari hasil pemisahan tersebut, masih tersisa suatu gas yang
tidak reaktif (inert). Gas tersebut tidak dapat bereaksi dengan zat-zat lain sehingga
dinamakan argon (dari bahasa Yunani argos yang berarti malas). Empat tahun
kemudian Ramsay menemukan unsur baru lagi, yaitu dari hasil pemanasan mineral
kleverit. Dari mineral tersebut terpancar sinar alfa yang merupakan spektrum gas
baru. Spektrum gas tersebut serupa dengan garis-garis tertentu dalam spektrum
matahari.
Pada saat ditemukan, kedua unsur ini tidak dapat dikelompokkan ke dalam
golongan unsur-unsur yang sudah oleh Mendeleyev karena memiliki sifat berbeda.
Kemudian Ramsey mengusulkan agar unsur tersebut ditempatkan pada suatu
golongan tersendiri, yaitu terletak antara golongan halogen dan golongan alkali.
Untuk melengkapi unsur-unsur dalam golongan tersebut. Ramsey terus melakukan
penelitian dan akhirnya dengan mempelajari sifat-sifatnya, ia dapat menunjukkan
bahwa gas-gas tersebut adalah unsur – unsur baru. yang sekarang dikenal sebagai
unsur He, Ne, Ar, Kr, serta Xe (dari hasil destilasi udara cair). Kemudian unsur yang
ditemukan lagi adalah radon yang bersifat radioaktif. Karena penemuaanya inilah,
Ramsay memperoleh Hadiah Nobel pada tahun 1904. Pada masa itu, golongan
tersebut merupakan kelompok unsur-unsur yang tidak bereaksi dengan unsur-unsur
lain (inert) dan dibri nama golongan unsur gas mulia atau golongan nol.
(purwoko.2009)
Di tahun 1898, Huge Erdmann mengambil nama Gas Mulia (Noble Gas) dari bahasa
Jerman Edelgas untuk menyatakan tingkat kereaktifan Gas Mulia yang sangat
rendah. Nama Noble dianalogikan dari Noble Metal (Logam Mulia), emas, yang
dihubungkan dengan kekayaan dan kemuliaan.
Sifat – Sifat Gas Mulia
Dengan konfigurasi elektron yang sudah penuh, gas mulia termasuk unsur yang
stabil, artinya sukar bereaksi dengan unsur lain, sukar untuk menerima elektron
maupun untuk melepas elektron. Secara umum, sifat – sifat unsur golongan gas
mulia antara lain (Purwoko. 2009):
a. Afinitas Elektron
Dengan elektron valensi yang sudah penuh, unsur gas mulia sangat sukar untuk
menerima elektron. Hal ini dapat dilihat dari harga afinitas elektron yang rendah.
b. Energi Ionisasi
Kestabilan unsur-unsur golongan gas mulia menyebabkan unsur-unsur gas mulia
sukar membentuk ion, artinya sukar untuk melepas elektron. Perhatikanlah data
energi ionisasinya yang besar sehingga untuk dapat melepas sebuah elektron
(untuk dapat membentuk ion) diperlukan energi yang besar. Helium adalah unsur
gas mulia yang memiliki energi ionisasi paling besar.
c. Jari-Jari Atom
Jari-jari atom unsur-unsur golongan gas mulia sangat kecil (dalam satu golongan,
semakin keatas semakin kecil) sehingga elektron terluar relatif lebih tertarik ke inti
atom. Oleh sebab itu, atom-atom gas mulia sangat sukar untuk bereaksi.
d. Wujud Gas Mulia
Titik didih dan titik leleh unsur-unsur gas mulia lebih kecil dari pada suhu kamar
(250C atau 298 K) sehinga seluruh unsur gas mulia berwujud gas. Karena kestabilan
unsur-unsur gas mulia, maka di alam berada dalam bentuk monoatomik.
e. Kelarutan
Kelarutan gas mulia dalam air bertambah besar dari Helium (He) hingga Radon
(Rn). Pada suhu 0 °C dalam 100 ml air terlarut 1 ml He, 6 ml Ar, dan 50 ml Rn.
Kereaktifan gas mulia akan bertambah seiring dengan bertambahnya nomor atom.
Bertambahnya nomor atom akan menambah jari-jari atom pula. Hal ini
mengakibatkan gaya tarik inti atom terhadap elektron terluar berkurang, sehingga
lebih mudah melepaskan electron untuk ditangkap oleh zat lain. Menurut percobaan
yang dilakukan Neil Bartlett dan Lohmann, gas mulia hanya dapat bereaksi dengan
unsur Oksigen (O) dan Fosfor (F). Senyawa gas mulia yang ditemukan pertama kali
adalah XePtF6. Berdasarkan urutan unsur golongan gas mulia dalam system
periodic unsur, dapat disimpulkan bahwa:
o Dalam satu golongan, jari-jari atom unsur-
unsur golongan Gas Mulia dari atas ke bawah
semakin besar karena bertambahnya kulit
yang terisi elektron.
o Energi Ionisasi dari atas ke bawah semakin
kecil karena gaya tarik inti atom terhadap
elektron terluar semakin lemah.
o Afinitas Elektron unsur-unsur Gas Mulia
sangat kecil sehingga hampir mendekati nol.
o Titik didih unsur-unsur Gas Mulia berbanding
lurus dengan kenaikan massa atom.
o Titik lebur unsur-unsur Gas Mulia mengikuti
sifat titik didih.
Kereaktifan gas mulia
Unsur – unsur gas mulia merupakan unsur – unsur yang paling stabil (tidak reaktif)
diantara semua unsur yang terdapat dalam system periodic unsur. Semua unsur
gologan gas mulia berupa gas monoatomik pada temperature kamar, tidak berbau,
tidak berwarna, tidak mudah terbakar dan juga gas yang tidak mendukung dalm
proses pembakaran, mempunyai titik leleh dan titik didih yang rendah
Gas mulia dalam keadaan dasarnya memenuhi persyaratan untuk mencapai kondisi
kestabilan kimia yakni (1) tidak memiliki elektron yang tidak berpasangan, (2)
energi ionisasi sangat besar dan (3) afinitas elektronnya negative. Sehingga,
kereaktifan unsur – unsur gas mulia sangat rendah. Konfigurasi elektron Gas Mulia
dijadikan sebagai acuan bagi unsur-unsur lain dalam sistem periodic (Prakoso.
2009):
2He 1s2
10Ne [He] 2s2 2p6
18Ar [Ne] 3s2 3p6
36Kr [Ar] 4s2 3d10 4p6
54Xe [Kr] 5s2 4d10 5p6
86Rn [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p6
Gas Mulia sangat stabil karena konfigurasi elektronnya memenuhi kaidah duplet
(untuk Helium) dan oktet. Sehingga Gas Mulia dijadikan acuan bagi unsur-unsur lain
dalam sistem periodik untuk kestabilan suatu unsur.
Akan tetapi, beberapa reaksi dapat terjadi jika kondisinya tersebut tidak dipenuhi
sebagian. Meskipun energi ionisasi untuk atom gas mulia besar, nilainya menurun
dalam urutan sebagai berikut, He (24.6 eV), Ne (21.6 eV), Ar (15.8 eV), Kr (14.0 eV)
dan ionisasi energi untuk Xe adalah 12.1 eV, yang lebih kecil dari energi ionisasi
untuk atom hidrogen (13.6 eV). Hal ini memberikan indikasi bahwa kondisi (2) tidak
berlaku untuk Xe.
Dengan mencatat kecenderungan ini, N. Bartlet melakukan sintesis XePtF6 dari Xe
dan PtF6 pada tahun 1962 dan juga N. H. Clasen memperoleh XeF4 melalui reaksi
termal antara Xe dan F2 pada tahun 1962. Selanjutnya, XeF2, XeF6, XeO3, XeO4 dan
beberapa senyawa gas mulia lainnya telah berhasil disintesis dan mengakibatkan
hipotesis bahwa gas mulia adalah maka gugurlah anggapan bahwa gas mulia
adalah unsur yang tidak dapat bereaksi. Ion-ion dan atom-atom gas mulia yang
tereksitasi (He*, Ne*, Ar*, Kr*, Xe:) tidak memenuhi kondisi (1)-(3) untuk kestabilan
kimia dan mengakibatkan reaksi berikut dapat terjadi.
Dalam reaksi (a), He+ berlaku sebagai sebuah penerima elektron yang sangat kuat.
Produk reaksi (b) disebut sebagai eksimer (excimer, excited dimers) yang
digunakan sebagai osilasi laser. Reaksi dalam (c) adalah reaksi ionisasi yang
berkaitan dengan tumbukan antara sebuah atom tereksitasi dan sebuah molekul
yang disebut sebagai ionisasi Penning (Ohno. 2009)
2.1 HELIUM
Kata Helium berasal dari bahasa Yunani “helios” = matahari. Unsur Helium pertama
kali ditemukan pada 1868, oleh astronom Prancis bernama Pierre Jules César
Janssen yang mendeteksi helium sebagai signatur garis spektral kuning yang tidak
diketahui dari cahaya gerhana matahari. Janssen menemukan bukti keberadaan
helium pada saat gerhana matahari total tahun 1868 ketika dia mendeteksi sebuah
garis baru di spektrum sinar matahari. Lockyer dan Frankland menyarankan
pemberian nama helium untuk unsur baru tersebut. Pada tahun 1895, Ramsay
menemukan helium di mineral cleveite uranium. Pada saat yang bersamaan
kimiawan Swedia Cleve dan Langlet menemukan helium di cleveite. Rutherford dan
Roys pada tahun 1907 menunjukkan bahwa partikel-partikel alpha tidak lain adalah
nukleus helium (Mohsin. 2005).
Helium merupakan elemen kedua terbanyak di alam semesta. Helium dapat
diproses dari gas alam, karena banyak gas alam yang mengandung gas helium.
Secara spektroskopik, helium telah dideteksi keberadaannya di bintang-bintang,
terutama di bintang yang panas. Pemfusian hidrogen menjadi helium menghasilkan
energi yang luar biasa dan merupakan proses yang dapat membuat matahari
bersinar secara terus-menerus. Kadar helium di udara sekitar 1 dalam 200,000.
Walaupun unsure Heolium banyak terdapat dalam berbagai mineral radioaktif
sebagai produk-produk radiasi, sebagian besar pasokan helium untuk Amerika
Serikat terdapat di sumur-sumur minyak Texas, Oklahoma, dan Kansas. Di luar AS,
pabrik ekstraksi helium hanya terdapat di Polandia, Rusia dan di India (data tahun
1984) (Mohsin. 2005).
Helium merupakan unsur kedua terbanyak dan paling ringan di jagad raya dan
salah satu unsur yang tercipta pada saat nukleosintesis Big Bang. Dalam Jagad
Raya modern, hampir seluruh helium baru diciptakan dalam proses fusi
nuklir hidrogen di dalam bintang. Di Bumi, unsur ini dapat terbentuk dari peluruhan
radioaktif dari unsur yang lebih berat (partikel alfa adalah nukleus helium). Setelah
penciptaannya, sebagian besar Helium terkandung di udara (gas alami) dalam
konsentrasi sampai 7% volume. Helium dimurnikan dari udara oleh proses
pemisahan suhu rendah yang disebut distilasi fraksional (Hadiyanti. 2010).
Helium merupakan gas yang ringan dan tidak mudah terbakar, tidak berwarna dan
lebih ringan dari udara. Helium (He) ditemukan terdapat dalam gas alam di Amerika
Serikat. Gas helium mempunyai titik didih yang sangat rendah sehingga pemisahan
gas helium dari gas alam dilakukan dengan cara pendinginan sampai gas alam akan
mencair (sekitar -156 0C) dan gas helium terpisah dari gas alam. Helium memiliki
titik lebur paling rendah di antara unsur-unsur dan banyak digunakan dalam riset
dengan suhu rendah (cyrogenic) karena titik leburnya dekat dengan 0 oK. Selain itu,
unsur ini sangat vital untuk penelitian superkonduktor.
Helium memiliki sifat unik, yaitu sebagai satu-satunya benda yang dalam keadaan
cair tidak bisa diubah bentuknya menjadi benda padat hanya dengan menurunkan
suhu. Unsur ini tetap dalam bentuknya yang cair sampai 0 derajat Kelvin pada
tekanan normal, tetapi akan segera berbentuk padat jika tekanan udara dinaikkan.
3He dan 4He dalam bentuk padat sangat menarik karena keduanya dapat berubah
volume sampai 30% dengan cara memberikan tekanan udara. Selain itu, specifikasi
panas helium sangat tinggi. Berat jenis gas helium pada titik didih normal juga
sangat tinggi. Molekul-molekul gasnya mengembang dengan cepat ketika
dipanaskan ke suhu ruangan. Sebuah bejana yang diisi dengan gas helium pada 5
dan 10 Kelvin harus diperlakukan seakan-akan berisikan helium cair karena
perubahan tekanan yang tinggi yang berasal dari pemanasan gas ke suhu ruangan.
Helium mempunyai 7 isotop yang telah diketahui: helium cair (He-4) yang muncul
dalam dua bentuk: He-4I dan He-4II dengan titik transisi pada 2.174K. He-4I (di atas
suhu ini) adalah cair, tetapi He-4II (di bawah suhu tersebut) sangat berbeda dari
bahan-bahan kimia lainnya. Helium mengembang ketika didinginkan, dan konduksi
panas atau viskositasnya tidak menuruti peraturan-peraturan biasanya. Secara
umum, sifat – sifat yang dimiliki oleh unsur elium adalah (Puput, dkk. 2008):
o Nomor Atom : 2
o Perioda : 1
o Blok : s
o Penampilan : Tak Berwarna
o Massa Atom : 4,003 g/mol
o Konfigurasi elektron : 1s2
o Jumlah elektron di tiap kulit : 2
o Elektron valensi : 2
o Jari-jari Atom : 31 pm
o Jari-jari Kovalen : 32 pm
o Jari-jari Van der Waals : 140 pm
o Energi Ionisasi : Pertama 2372,3 kJ·mol-1
o Struktur Kristal : Heksagonal Tertutup
o Fase : Gas
o Massa jenis : (0 oC; 101,325 kPa) 0,1786 g/L
o Titik lebur : (pada 2,5 Mpa) 0,95K (-272,93 oC,
-458,0 oF)
o Titik didih : 4,22 K (-268,93 oC, -452,07 oF)
o Kapasitas kalor : (25 oC) 20,786 J/(mol.K)
Unsur Helium telah banyak digunakan oleh manusia, dantaranya adalah:
o Sebagai gas tameng untuk mengelas
o Sebagai gas pelindung dalam menumbuhkan
kristal-kristal silikon dangermanium, serta dan
dalam memproduksi titanium dan zirkonium
o Sebagai agen pendingin untuk reaktor nuklir
o Sebagai gas yang digunakan di lorong angin
(wind tunnels)
o Campuran helium dan oksigen digunakan
sebagai udara buatan untuk para penyelam
dan para pekerja lainnya yang bekerja di
bawah tekanan udara tinggi. Perbandingan
antara He dan O2 yang berbeda-beda
digunakan untuk kedalaman penyelam yang
berbeda-beda.
o Helium lebih banyak digunakan dalam
pengisian balon udara ketimbang hidrogen
yang lebih berbahaya.
o Helium digunakan dalam pengisian balon-
balon raksasa yang memasang berbagai iklan
perusahaan-perusahaan besar, termasuk
Goodyear.
o Helium sedang dikembangkan oleh militer AS
untuk mendeteksi peluru-peluru misil yang
terbang rendah. Badan Antariksa AS NASA
juga menggunakan balon-balon berisi gas
helium untuk mengambil sampel atmosfer di
Antartika untuk menyelidiki penyebab
menipisnya lapisan ozon.
o Helium cair digunakan sebagai zat pendingin
karena memiliki titik uap yang sangat rendah.
o Memberi tekanan pada bahan bakar roket.
2.2 NEON (Ne)
Neon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ne
danhttp://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atom”>nomor atom 10. Neon
termasuk kelompok gas mulia yang tak berwarna dan lembam (inert). Unsur Neon
pertama kali ditemukan oleh Ramsay dan Travers pada tahun 1898. Neon terdapat
dalam atmosfer hingga 1:65000 udara. Dalam tabung vakum yang melepaskan
muataaan listrik, unsur Neon akan menyala dengan warna nyala orange
kemerahan. unsur Neon Memiliki kemampuan mendinginkan refrigerator 40 kali
lipat lebih baik dari helium cair dan 3 kali lipat lebih baik dari hidrogen cair. Unsur
Neon mempunyai sifat – sifat (Puput, dkk. 2008):
o Nomor Atom : 10
o Perioda : 2
o Blok : p
o Penampilan : Tak Berwarna
o Massa Atom : 20,1797 g/mol
o Konfigurasi elektron : [He] 2s2 2p6
o Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8
o Elektron valensi : 8
o Jari-jari Atom : 38 pm
o Kovalen : 69 pm
o Van der Waals : 154 pm
o Energi Ionisasi : Pertama 2080,7 kJ·mol-1
o Struktur Kristal : Kubus
o Fase : Gas
o Massa Jenis : (0 0C ; 101,325 kPa) 0,9002 g/L
o Titik Lebur : 24,56 K (-248,59 0C, -415,46 0F)
o Titik Didih : 27,07 K (-246,08 0C, -410,94 0F)
o Kapasitas Kalor : (25 0C) 20,78 J/mol K
o Kerapatan : (25 0C) 1,207 g/ml
o Tekanan Uap
P / Pa 1 10 100 1 K 10 K 100 K
Pada T / K 12 13 15 18 21 27
Neon dapat diperoleh dengan mencairkan udara dan melakukan pemisahan dari
gas lain dengan penyulingan bertingkat (Anonimous1. 2008). Pada tahap awal,
CO2 dan uap air dipisahkan terlebih dahulu. Kemudian udara diembunkan dengan
memberikan tekanan 200 atm diikuti pendinginan cepat. Sehingga sebagian besar
udara akan berada dalam fasa cair dengan kandungan Gas Mulia yang lebih
banyak, yaitu 60% Gas Mulia (Ar, Kr, Xe) dan sisanya 30% O2 dan 10% N 2. Sisa
udara yang mengandung He dan Ne tidak mengembun karena titik didih kedua gas
tersebut sangat rendah. Gas He dan Ne akan terkumpul dalam kubah kondensor
sebagai gas yang tidak terionisasi (tidak mencair).
Neon adalah unsur yang tidak mudah bereaksi (inert). Namun, dilaporkan bahwa Ne
dapat bersenyawa dengan fluor. Namun, hal tersebut masih menjadi pertanyaan
apakah senyawa Neon tersebut benar – benar ada meskipun terdapat bukti yang
menunjukkan keberadaan senyawa tersebut. Ion Ne+, (NeAr)+, (NeH)+, dan (HeNe+)
diketahui dari analisis spektrofotometri optik dan spektrofotometrik massa. Neon
juga membentuk hidrat yang tidak stabil (Anonimous1. 2008). Beberapa
penggunaan unsur Neon dalam kehidupan sehari – hari:
o Neon dapat digunakan untuk pengisian bola
lampu di landasan pesawat terbang. Karena
Ne menghasilkan cahaya terang dengan
intensitas tinggi apabila dialiri arus listrik.
o Neon cair digunakan juga sebagai zat
pendingin, indicator tegangan tinggi,
penangkal petir, dan untuk pengisi tabung-
tabung televisi.
o Neon digunakan sebagai penangkal petir dan
pengisi tabung-tabung televisi.
o Neon dapat digunakan untuk pengisi bola
lampu neon.
2.3 ARGON (Ar)
Argon adalah suatu unsur kimia yang disimbolkan dengan huruf Ar. Argon
mempunyai nomor atom 18 dan merupakan unsur ketiga dari golongan VIII A pada
sistem periodic unsure. Unsur Argon pertama kali ditemukan oleh seorang ahli
kimia Inggris bernamaWilliam Ramsay pada tahun 1894. Dia mengidentifikasi zat
baru yang terdapat dalam udara. Sampel udara yang sudah diketahui mengandung
nitrogen, oksigen, dan karbon dioksida dipisahkan. Ternyata dari hasil pemisahan
tersebut, masih tersisa suatu gas yang tidak reaktif (inert). Gas tersebut tidak dapat
bereaksi dengan zat-zat lain sehingga dinamakan argon (dari bahasa
Yunani argos yang berarti malas). Argon terdapat pada di atmospher dengan jumlah
yang cukup kecil. Argon tidak baik dibawa keluar laboratorium karena argon sangat
berharga dan berguna jika disimpan dalam silinder pada tekanan tingg.
Unsur argon terdapat dalam atmospher bumi sebesar 0,93 % yang merupakan
unsur gas mulia yang terbanyak di bumi. Isotop utama dari argon yang ditemukan
dalam bumi adalah 40Ar (99.6%), 36Ar (0.34%), dan 38Ar (0.06%). Jumlah unsur Argon
terus bertambah sejak bumi terbentuk karena Kalium 40K yang radioaktif dapat
berubah menjadi Argon secara alami, dengan waktu paruh 1.25 x 109 tahun, Dalam
atmospher, 39Ar terbentuk dengan aktifitas sinar kosmik. 37Ar dapat terbentuk dari
peluruhan 40Ca sebagai hasil dari ledakan nuclear permukaan yang memiliki waktu
paruh 35 hari.
Meskipun argon merupakan gas mulia yang bersufat stabil. Akan tetapi, telah
ditemukan bahwa argon mempunyai beberapa bentuk senyawa. Sebagai contoh
adalah pembuatan senyawa argon hidrofluorida (HArF), suatu senyawa setengah
stabil dari argon dengan hydrogen dan fluorin.
Ar + H + F → HArF
Senyawa ini ditemukan dan dibuat melalui riset dan penelitian pada universitas
Helsinki tahun 2000. Meskipun pada keadaan groundstate netral, namun senyawa
HArF keberadaannya terbatas. Argon dapat berebtuk klathrat dengan air ketika
atom-atomnya terikat pada kisi-kisi molekul air. Selain itu, ditemukan pula senyawa
ion ArH+dan ArF. Perhitungan teori sudah menunjukkan beberapa senyawa argon
dapat menjadi stabil namun dengan sintesis yang tidak gampang dan diketahui.
Dalam air, Argon mempunyai kelarutan yang sama dengan gas oksigen (O2) dan 2.5
kali lebih besar dari pada gas nitrogen. Argon adalah unsur yang tidak berwarna,
kurang berbau, kurang berasa, dan tidak bersifat racun dalam bentuk gas dan
cairan. Sifat – sifat umum yang dimiliki oleh unsur ini adalah (Puput, dkk. 2008):
o Nomor Atom : 18
o Perioda : 3
o Blok : p
o Penampilan : Tak Berwarna
o Massa Atom : 39,948 g/mol
o Konfigurasi elektron : [He] 3s2 3p6
o Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 8
o Elektron valensi : 8
o Jari-jari Atom : 71 pm
o Jari-jari Kovalen : 97 pm
o Jari-jari Van der Waals : 188 pm
o Keelektronegatifan : -
o Energi Ionisasi : Pertama 1520,6 kJ·mol-1
o Struktur Kristal : Kubus
o Fase : Gas
o Massa Jenis : (0 °C, 101,325 kPa) 1.784 g/L
o Titik Lebur : 83,80 K (-189,35 °C, -308,83 °F)
o Titik Didih : 87,30 K (-185,85 °C, -302,53 °F)
o Kapasitas Kalor : (25 °C) 20,786 J·mol-1·K-1
o Panas peleburan : 1.18 kjmol-1
o Panas penguapan : 6.43 kjmol-1
o Kapasitas panas : 20.786 jmol-1K-1
o Keadaan magnet : nonmagnetic
o Tekanan Uap
P / Pa 1 10 100 1 K 10 K 100 K
Pada T / K 47 53 61 71 87
Beberapa manfaat dari unsur Argon yang selama ini telah digunakan adalah:
o Digunakan dalam pengisian tabung pemadam
kebakaran.
o Sebagai gas pengisi dalam bola lampu cahaya
listrik, karena argon tidak bereaksi dengan
filament cahaya lampu pada temperatur
tinggi.
o Sebagai gas inert perisai dalam berbagai
bentuk dari pengelasan, termasuk gas inert
logam saat pengelasan dan gas pemortongan
saat pengelasan. Sebagai gas inert logam,
argon biasanya sering dicampur dengan CO2
o Sebagai pilihan gas pada plasma yang
digunakan dalam ICP spectroscopy
o Sebagai perisai yang tidak reaktif pada proses
titanium dan unsur rekatif lainnya
2.4 KRIPTON
Kripton adalah elemen kimia dengan symbol Kr dengan nomor atom 36. Unsur
Kripton ditemukan pada tahun 1898 oleh Ramsay dan Travers dalam residu yang
tersisa setelah udara cair hampir menguap semua. Pada tahun 1960, disetujui
secara internasional bahwa satuan dasar panjang, meter, harus didefinisikan
sebagai garis spektrum merah oranye dari 86Kr. Hal ini untuk menggantikan standar
meter di Paris, yang semula didefinisikan sebagai batangan alloy platina-iridium.
Pada bulan Oktober 1983, satuan meter, yang semula diartikan sebagai satu per
sepuluh juta dari kuadrat keliling kutub bumi, akhirnya didefinisi ulang oleh
lembaga International bureau of Weights and Measures, sebagai panjang yang
dilalui cahaya dalam kondisi vakum selama interval waktu 1/299,792,458 detik
(Anonimous2. 2008).
Kripton terdapat di udara dengan kadar 1 ppm. Atmosfer Mars diketahui
mengandung 0.3 ppm kripton. Kripton padat adalah zat kristal berwarna putih
dengan struktur kubus pusat muka yang merupakan sifat umum pada semua gas
muli (Anonimous2. 2008). Unsur Kripton mempunyai sifat – sifat antara
lain (Anonyuos3. 2009):
o Nomor Atom : 36
o Perioda : 4
o Blok : p
o Penampilan : Tak Berwarna
o Massa Atom : 83,798(2) g/mol
o Konfigurasi elektron : [Ar] 3d10 4s2 4p6
o Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 18 8
o Struktur Kristal : Kubus
o Elektronegativitas : 3,00 (skala Pauling)
o Energi Ionisasi (detil) : 1350,8 kJ/mol
o Jari-jari Atom : 88 pm
o Jari-jari Kovalen : 110 pm
o Jari-jari Van der Waals : 202 pm
o Fase : Gas,
o Massa Jenis : (0 °C; 101,325 kPa) 3,749 g/L
o Titik Lebur : 115,79 K
o Titik Didih : 119,93 K
o Titik Kritis : 209,41 K, 5,50 Mpa
o Kapasitas Kalor : (25 °C), 20,786 J/(mol·K)
o Memiliki garis spektrum berwarna hijau
terang dan oranye.
Gas kripton merupakan sejenis gas nadir, berwarna hijau dan mempunyai spectral
berwarna jingga dan merupakan salah satu produk pembelahan uranium.. Kripton
memiliki sifat inert (tidak reaktif) dan stabil, sehingga kripton berfungsi sebagai
pelindung untuk melindungi material lain yang tidak stabil terhadap udara. Jumlah
Kripton dalam ruang tidak pasti, seperti halnya jumlah yang diperoleh dari aktivitas
yang meteoric dan ari angina badai matahari. Pengukuran dalam menentukan
jumlah Kripton disarankan untuk melimpahkan Kripton di dalam suatu ruang
(annymous4. 2008).
Di alam, kripton memiliki enam isotop stabil. Dikenali juga 1 isotop lainnya yang
tidak stabil. Garis spektrum kripton dapat dihasilkan dengan mudah dan beberapa
di antaranya sangat tajam untuk bisa dibedakan. Awalnya kripton diduga tidak
dapat bersenyawa dengan unsur lainnya, tapi sekarang sudah ditemukan beberapa
senyawa kripton. Kripton difluorida sudah pernah dibuat dalam ukuran gram dan
sekarang sudah dapat disintesis dengan beberapa metode. Senyawa fluorida
lainnya dari asam oksi kripton pun telah dilaporkan. Ion molekul dari ArK+ dan
KrH+ telah diidentifikasi dan diinvestigasi, demikian juga KrXe dan KrXe+ pun telah
memiliki beberapa bukti (Anonimous2. 2008). Diantara manfaat dari unsur Kripton
adalah:
o Digunakan dalam pengisian bola lampu blitz
pada kamera.
o Kripton dapat digabungkan dengan gas lain
untuk membuat sinar hijau kekuningan yang
dapat digunakan sebagai kode dengan
melemparkannya ke udara.
o Dicampurkan dengan Argon untuk mengisi
lampu induksi
o Digunakan dalam beberapa bola lampu
khusus seperti bola lampu menara pada
mercusuar, bola lampu landasan pacu
bandara sebagai penerangan dan penunjuk
jalan bagi pesawat terbang yang akan
mendarat atau meninggalkan landasan di
malam hari (Prakoso. 2009)
o Kripton bercahaya putih dapat
digunakan untuk efek yang bagus
dalam tabung gas warna.
o Kripton bercahaya putih dapat
digunakan untuk efek yang bagus
dalam tabung gas warna,
o 85Kr dapat digunakan untuk analisis
kimia dengan menanamkan isotop
kripton dalam beragam zat padat.
Selama proses ini, terbentuk kriptonate.
Aktivitas kriptonate sangat sensitif
dalam reaksi kimia dalam bentuk
larutan. Karenanya, konsentrasi reaktan
pun jadi dapat ditetapkan.
o Kripton digunakan sebagai lampu kilat
fotografi tertentu untuk fotografi
berkecepatan tinggi.
2.5 XENON (Xe)
Xenon (Xe) adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang
Xe dan nomor atom 54. Xenon termasuk kelompok gas mulia yang tidak berwarna,
dan tidak berbau. Xenon di temukan pertama kali oleh sir William Ramsey dan
Morris William Travers (Prakoso. 2009). Sifat – sifat yang dimiliki oleh unsur xenon
(Puput, dkk. 2008):
o Nomor Atom : 54
o Perioda : 5
o Blok : p
o Penampilan : Tak Berwarna
o Massa Atom : 131,293(6) g/mol
o Konfigurasi elektron : [Kr] 5s2 4d10 5p6
o Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 18 18 8
o Elektron valensi : 8
o Struktur Kristal : Kubus
o Elektronegativitas : 2,6 (skala Pauling)
o Energi Ionisasi : 1170,4 kJ·mol-1
o Jari-jari Atom : 108 pm
o Jari-jari Kovalen : 130 pm
o Van der Waals : 216 pm
o Fase : Gas
o Massa Jenis : (0 °C, 101,325 kPa) 5,894 g/L
o Titik Lebur : (101,325 kPa) 161,4 K (-111,7 °C,
-169,1 °F)
o Titik Didih : (101,325 kPa) 165,03 K (-108,12
°C, -162,62 °F)
o Kapasitas Kalor : (100 kPa, 25 °C) 20,786
J·mol-1·K-1
Anis (2009) menjelaskan bahwa unsur Xenon merupakan salah satu produk fisi
yang cukup penting untuk diperhatikan keberadaannya, mengingat salah satu
isotop Xenon, yaitu Xe-135 bersifat sebagai racun bagi reaktor. Xe-135 disamping
dihasilkan langsung oleh inti uranium dari proses pembelahan Uranium-235 (U-
235), juga dihasilkan dari peluruhan Iodium-135 (I-135). I- 135 tidak dihasilkan
langsung dari proses pembelahan inti, tetapi dari peluruhan Telurium- 135 (Te-135).
Unsur – unsur golongan gas mulia merupakan unsur – unsur yang bersifat stabil
dsan tidak reaktif. Akan tetapi, unsur gas mulia seperti xenon dan kripton dapat
bereaksi dengan senyawa lain membentuk senyawa baru. Penemuan senyawa gas
mulia dipelopori oleh Neil Bartlett pada tahun 1962. Ia meneliti senyawa platina(IV)
fluoride dan mendapatkan sebagai agen oksidator yang sangat kuat yang mampu
mengoksidasi gas dioksogen menjadi senyawa ionic O2+PtF6
-. Oleh karena energi
ionisasi pertama xenon hamper sama denga energi ionisasi pertama dioksigen,
Bartlett percaya bahwa senyawa kuning xenon analog dengan senyawa dioksigen
dan dapat disintetis untuk membentuk Xe+PtF6-. Senyawa ini terbukti dapat
disintetis meskipun rumusnya tidak sesederhana itu. Setelah itu, sintetesis senyawa
gas mulis berhasil dikembangkan khususnya dengan unsur – unsur dengan
keelektronegatifitas tinggi seperti unsur F dan O (Sugiarto. 2004).
Pada tahun yang sama, Bartlett juga 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)
Xe, bereaksi dengan unsur yang paling elektronegatif, misalnya fluorin, oksigen,
dan khlorin dan dengan senyawa yang mengandung unsur-unsur ini, misalnya
platinum fluorida, PtF6. Walaupun senyawa xenon pertama dilaporkan tahun 1962
sebagai XePtF6, penemunya N. Bartlett, kemudian mengoreksinya sebagai
campuran senyawa Xe[PtF6]x (x= 1-2). Bila campuran senyawa ini dicampurkan
dengan gas fluorin dan diberi panas atau cahaya, flourida XeF2, XeF4, dan XeF6 akan
dihasilkan. XeF2 berstruktur linear, XeF4 bujur sangkar, dan XeF6 oktahedral
terdistorsi. Walaupun preparasi senyawa ini cukup sederhana, namun sukar untuk
mengisolasi senyawa murninya, khususnya XeF4. Hidrolisis fluorida-fluorida ini akan
membentuk senyawa oksida. XeO3 adalah senyawa yang sangat eksplosif.
Walaupun XeO3 stabil dalam larutan, dimana larutannya adalah oksidator sangat
kuat. Tetraoksida XeO4, adalah senyawa xenon yang paling mudah menguap.
Senyawa M[XeF8] (M adalah Rb dan Cs) sangat stabil dan tidak terdekomposisi
bahkan dipanaskan hingga 400 oC sekalipun. Jadi, Xenon membentuk senyawa
dengan valensi dua sampai delapan. Fluorida-fluorida ini digunakan juga sebagai
bahan fluorinasi.
Table. Senyawa Xenon dengan Unsur yang Mempunyai Elektronegatifitas Tinggi
Formula Name O.S
m.p (0C) Structure
XeF2 Xenon difluoride +2 129 Linear
XeF4 Xenon tetrafluoride
+4 117 Square planar
XeF6
XeO3
XeO2F2
XeOF4
Xenon hexafluoride
Xenon trioxide
+6
+6
+6
+6
49,6
Explodes
30,8
-46
Distorted Octahedron
Pyramidal (tetrahedral with one corner unoccupied)
Trigonal bipyramidal (with one position unoccupied)
Square pyramidal (octahedral with one position unoccupied)
XeO4
XeO3F2
Ba2[XeO3]4-
Xenon Tetraoxide
Barium perxenat
+8
+8
+8
-35.9
-54.1
dec.>300
Tetrahedral
Trigonal bipyramid
Octahedral
O.S = Oxidation state
m.p = melting point
Bentuk geometri yang dimiliki oleh senyawa dari unsur Xenon tergantung pada
bilangan koordinasi dan adanya pasangan electron bebas yang dimilki oleh Xenon
dalam senyawa tersebut. Pembentukan senyawa dari unsur Xenon dapat dijelaskan
dengan konsep hibridisasi orbital. Seperti pembentukan XeF2 yang dari hasil
eksperimen mempunyai struktur geometri linear:
5s 5p 5d
Atom Xe (keadaan dasar): [Kr] 4d10
5s 5p 5d
Atom Xe (keadaan eksitasi) [Kr] 4d10
Sp3d 5d
Atom Xe (keadaan hibridisasi) [Kr] 4d10
Sp3d 5d
Atom Xe (dalam XeF2) [Kr] 4d10
Untuk membentuk senyawa XeF2, satu elektron pada orbital 5p harus dipromosikan
ke sub kulit 5d yang diikuti dengan hibridisasi orbital 5s, 5p dan dx membentuk
orbital hibrida sp3d. Dua elektron yang tidak berpasangan tersebut akan digunakan
untuk berikatan dengan dua unsur F. Pembentukan senyawa Xenon lain dapat
dijelaskan pula dengan konsep hibridisasi seperti pada pembentukan senyawa XeF2
Xenon Fluorida
Unsur xenon dengan fluorin akan membentuk tiga macam senyawa fluoride,
yakni XeF2, XeF4, dan XeF6 menurut persamaan reaksi:
400 oC, 1 atm
600 oC, 6 atm
Xe(g) + 2F2(g) XeF2(s) (Xe berlebih)
300 oC, 60 atm
Xe(g) + 2F2(g) XeF4(s) (Xe : F2 = 1 : 5)
Xe(g) + 3F2(g) XeF6(s) (Xe : F2 = 1 : 20)
Ketiga senyawa Xenon fluoride tersebut berupa padatan putih dan stabil terhadap
disosiasi menjadi unsur – unsurnya pada kondisi kamar. Gemetri senyawa –
senyawa Xenon fluoride tersebut sesuai dengan bentuk ramalan geometri teori
VSEPR.
Senyawa Xenon heksafluoride (XeF6) dengan enam pasangan electron ikatan dan
satu pasangan electron menyendiri di seputar ion pusat Xe mempunyai konfigurasi
AX6E (A adalah unsur Xe, X adalah substituent yang terikat pada Xe dan E adalah
pasangan electron bebas) membentuk struktur oktahedral terdistorsi.
Gambar 2.1 Kristal XeF6
Senyawa XeF6 dapat bereaksi dengan air ataupun dengan senyawa silika
menghasilkan senyawa Xenon oksida:
XeF6+ H2O XeOF4 + 2H
XeF6+ Si2O2 XeOF4 + SiF4
Senyawa XeF6 dapat membentuk senyawa kompleks dengan senyawa lain misalkan
RbF dan CsF:
XeF6 + RbF Rb+[ XeF7]-
50 oC
Dengan pemanasan, XeF7 akan terdekomposisi menjadi:
2Cs+[ XeF7]- XeF6 + Cs2[ XeF6]
Senyawa Xenon tetrafluoride (XeF4) mempunyai bilangan koordinasi 6 dengan
empat pasangan electron ikatan dan dua pasangan electron menyendiri (AX4E2)
membentuk struktur bujur sangkar. Senyawa Xenon tetrafluoride (XeF4) dapat
bereaksi dengan air membentuk senyawa xenon trioksida:
6 XeF4 + 12H2O XeO3 + 4Xe + 3O2 + 24HF
Selain itu, senyawa XeF4 dapat bereaksi dengan unsur/senyawa lain membentuk
unsur Xe kembali:
XeF4 +2SF4 Xe + 2SF6
XeF4 + Pt Xe + PtF4
XeF4 + C6H6 Xe + C6H5F + HF
Senyawa kompleks yang terbentuk dari senyawa XeF4 hanya dapat dijumpai dalam
jumlah yang kecil
Senyawa Xenon difluoride (XeF2) mempunyai bilangan koordinasi 5 dengan 2
pasangan electron ikatan dan 3 pasangan electron menyendiri (AX2E3) mempunyai
struktur linear. Senyawa Xenon difluoride (XeF2) dapat bereaksi dengan air
membentuk unsur Xenon:
2 XeF2 + 2H2O 2Xe + O2 + 4HF
Senyawa XeF2 dapat membentuk kompleks dengan senyawa florida logam (florida
yang berikatan dengan logam transisi) seperti: NbF5, TaF5, RuF5, OsF5, RhF5, IrF5, dan
PtF5.
XeF2 . MF5 [XeF]+[MF6]-
XeF2 . 2MF5 [XeF]+[MF11]-
Xenon Oksida
Unsur Xenon dapat membentuk dua senyawa oksida, yakni Xenon trioksida dan
Xenon tetraoksida. Senyawa Xenon tetraoksida berupa gas yang mudah meledak
dengan struktur geometri tetrahedral. Senyawa ini dipreparasi dari reaksi antara
barium perxenat dengan asam sulfat pekat menurut persamaan reaksi (Sugiarto.
2004):
Ba2XeO64-(aq) + 2 H2SO4 (pekat) 2BaSO4(s) + XeO4(g) + 2H2O(l)
Xenon trioksida berupa padatan lembab cair, tidak berwarna, mudah meledak dan
bersifat sebagai oksodator kuat dengan bentuk geometri segitiga piramida. Xenon
trioksida berupa padatan lembab cair, tidak berwarna, mudah meledak dan bersifat
sebagai oksodator kuat dengan bentuk geometri segitiga piramida dan dapat
bereasi dengan basa encer menghasilkan ion hidrogenxenat:
XeO3(s) + NaOH(aq) Na+[HXeO4]-(aq)
(sodium xenate)
Ion ini tidak stabil dan akan mengalami disproporsionasi menjadi gas xenon dan ion
perxenat sesuai dengan reaksi:
[HXeO4]- (aq) + 2OH-(aq) [XeO64-](aq)+ Xe (g) + O2(g) + 2H2O(l)
(ion perxenat)
Senyawa Xenon trioksida dapat bereaksi dengan XeF6 sesuai dengan persamaan
reaksi:
XeO3 + 2XeF6 XeOF4
XeO3 + XeOF4 2XeO2F2
Kombinasi Xenon untuk Penyimpanan Molekul Hidrogen (H2) Para ilmuwan di Carnegie Institution menemukan untuk pertama kalinya bahwa
tekanan tinggi dapat digunakan untuk membuat materi unik penyimpanan
hidrogen. Penemuan membuka jalan bagi cara baru untuk mengatasi masalah
penyimpanan hidrogen ini (Anonimous. 2009) Para peneliti menemukan bahwa
secara normal tidak reaktif, Kombinasi gas mulia xenon dengan molekul hidrogen
(H2) di bawah tekanan berbentuk padat yang sebelumnya tidak dikenal dengan
ikatan kimia yang tidak biasa. Percobaan pertama kalinya elemen-elemen ini
digabungkan untuk membentuk senyawa yang stabil. Penemuan keluarga materi
baru yang dapat meningkatkan teknologi baru hidrogen.
Maddury Somayazulu, kimiawan dari Carnegie’s Geophysical Laboratory,
menjelaskan, “Unsur-unsur mengubah konfigurasi bila ditempatkan di bawah
tekanan, seperti penyesuaian diri muatan sebagai pemenuhan elevator penuh.
Kami mengendalikan serangkaian campuran gas xenon dalam kombinasi dengan
hidrogen bertekanan tinggi dalam landasan sel berlian. Di sekitar 41.000 kali
tekanan permukaan laut (1 atmosfer), atom-atom disusun menjadi sebuah struktur
kisi yang didominasi oleh hidrogen, tetapi diselingi dengan lapisan terikat secara
longgar pasang xenon. Ketika kita meningkatkan tekanan, seperti tuning radio,
jarak antar ikatan pasangan xenon berubah seperti yang teramati di dalam metalik
padat xenon.”
Para peneliti mengambarkan senyawa pada tekanan yang berbeda-beda dengan
menggunakan difraksi sinar-X, inframerah, dan Raman spektroskopi. Ketika mereka
melihat bagian dari struktur xenon, disadari bahwa interaksi xenon dengan
hidrogen di sekitarnya bertanggung jawab atas stabilitas yang tidak biasa dan
perubahan terus-menerus dalam jarak antar xenon sebagai tekanan yang
disesuaikan dari 41.000 ke 255.000 atmosfer.
Para astrokimiawan dan geokimiawan telah lama penasaran dengan fakta bahwa
gas mulia xenon itu jauh lebih sedikit ditemukan di atmosfir dan di kulit bumi
dibanding di matahari (dilihat dari spektrum sinarnya) dan meteor-meteor. Satu
penjelasan yang diberikan adalah bahwa unsur ini tersembunyi dalam senyawa
kimia yang terbentuk pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi di inti bumi
(Walaupun secara umum gas-gas mulia bersifat inert, akan tetapi sebagian dari
mereka, terutama argon dan xenon dapat membentuk senyawa kimia) (Loudon.
2003)
Jules Verne, seorang novelis fiksi sains bangsa Perancis abad ke-19 pernah menulis
buku dengan judul “Journey to the Center of the Earth” pada tahun 1864. Di dalam
novel ini dia bercerita tentang seorang ilmuwan yang menemukan jalan menuju ke
pusat bumi melalui gunung berapi yang sudah tidak aktif lagi. Ide yang dicetuskan
Verne sangat maju untuk waktu itu. Bahkan sampai sekarang pun, keinginan
manusia untuk menjelajahi perut bumi sampai ke dasarnya belum terealisasikan.
Banyak para ilmuwan (termasuk kimiawan yang penasaran ingin membuktikan
penjelasan tentang xenon di atas) yang ingin dapat ikut serta dalam penjelajahan
tersebut kalau sudah ada kendaraan yang diciptakan khusus untuk ekspedisi ini.
Tetapi justru karena belum adanya kendaraan inilah, para geokimiawan di
University of California, Berkeley putar otak untuk membuktikan penjelasan
tersebut dengan cara lain. Satu tim ilmuwan yang dipimpin oleh Wendel A. Caldwell
dan Raymond Jeanloz mencoba membuat senyawa kimia antara unsur besi dan
xenon pada suhu 3000 K dan tekanan sampai 70 Gpa di dalam diamond anvil cell
yang dipanasi dengan laser. Mereka memonitor hasilnya memakai teknik difraksi
sinar X, yang pada prinsipnya adalah memonitor perubahan jarak antar atom-atom.
Walaupun mereka berhasil melihat perubahan fase unsur xenon itu sendiri (yang
biasanya memang terbentuk pada kondisi ekstrim yang mereka tiru di lab), tetapi
mereka tidak mendeteksi terbentuknya senyawa antara xenon dan besi. Mereka
pun menyelidiki lebih mendalam masalah ini memakai teori-teori kimia yang
mereka kuasai. Ternyata setelah menghitung-hitung senyawa hipotesa xenon dan
besi, mereka berkesimpulan bahwa ikatan kimia yang terbentuk antara atom-atom
Xe-Fe terlalu lemah dan energi yang dihasilkan tidak dapat melepas ikatan Fe-Fe
yang lebih kuat.
para ilmuwan tersebut akhirnya menyatakan bahwa problem ini harus dijelaskan
dengan mekanisme yang lain. Mereka berkesimpulan, “pola keberadaaan gas-gas
mulia ini sepertinya terbentuk sebelum bumi dan planet-planet lain terbentuk
secara sempurna; bukannya berubah setelah itu karena terperangkapnya gas-gas
di inti bumi”.
Beberapa penggunaan Xenon dalm kehidupan sehari – hari adalah (Puput, dkk.
2008):
o Xenon biasa digunakan untuk mengisi lampu
blizt pada kamera.
o Isotop-nya dapat digunakan sebagai reaktor
nuklir.
o Xenon dapat digunakan dalam pembuatan
lampu untuk bakterisida (pembunuh bakteri).
o Xenon digunakan dalam pembuatan tabung
electron (Purwoko. 2009).
2.6 RADON (Ra)
Unsur Radon ditemukan pada tahun 1900 oleh Dorn, yang menyebutnya sebagai
emanasi (pancaran) radium. Pada tahun 1908, Ramsay dan Gray, yang
menamakannya niton, mengisolasi unsur tersebut dan menetapkan kerapatannya,
kemudian diketahui bahwa unsur ini adalah gas terberat dari semua unsur yang
telah ditemukan saat itu. Radon bersifat inert dan menempati posisi terakhir pada
grup gas mulia pada Tabel Periodik. Sejak tahun 1923, unsur ini baru dinamakan
radon (Anonimous2. 2008).
Radon dapat di temukan di beberapa mata
air danhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mata_air_panas”>mata air panas. Rata
rata, terdapat satu molekul radon dalam 1 x 1021 molekul udara.
Kota Misasa, Jepang, terkenal karena mata airnya yang kaya dengan radium yang
menghasilkan radon. Radon dibebaskan dari tanah secara alamiah, apalagi di
kawasan bertanah di Granit. Radon juga mungkin dapat berkumpul di ruang bawah
tanah dan tempat tinggal (Namun ini juga bergantung bagaimana rumah itu di
rawat dan ventilasinya). Di dalam bumi, secara alamiah, terdapat radiasi alam,
yang sudah ada sejak terbentuknya bumi. Sesuai dengan teori terbentuknya bumi,
maka unsur berat akan berada di bagian dalam perut bumi, sedangkan unsur ringan
akan berada di bagian luar. Gas radon berpotensi keluar dari perut bumi, karena
berbagai peristiwa geologi atau ulah manusia. Radon merupakan hasil peluruhan U-
238, dan selanjutnya akan meluruh dengan memancarkan partilkel alfa dan
membentuk isotop tak stabil Polonium-218 (padatan) dan selanjutnya menjadi Po-
214 sampai akhirnya membentuk isotop stabil Pb-206 (Budi. 2009)
Sifat – Sifat Unsur Radon
Radon adalah suatu unsur kimia dalam sistem periodik yang memiliki nomor atom
86. Radon merupakan unsur yang termasuk dalam golongan gas mulia dan juga
unsur radioaktif. Rata-rata, satu bagian radon terdapat dalam 1 x 1021 bagian udara.
Pada suhu biasa, radon tidak berwarna, tetapi ketika didinginkan hingga mencapai
titik bekunya, radon memancarkan fosforesens yang teerang, yang kemudian
menjadi kuning seiring menurunnya suhu. Radon berwarna merah sindur pada suhu
udara cair. Sifat-sifat yang dimiiki oleh unsur Radon (Puput, dkk. 2008):
o Nomor Atom : 86
o Perioda : 6
o Blok : p
o Penampilan : Tak Berwarna
o Massa Atom : (222) g/mol
o Konfigurasi elektron : [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6
o Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 18 32 18 8
o Elektron valensi : 8
o Struktur Kristal : Kubus
o Elektronegativitas : 2,2 (skala Pauling)
o Energi Ionisasi : 1037 kJ·mol-1
o Jari-jari Atom : 120 pm
o Jari-jari Kovalen : 145 pm
o Fase : Gas
o Massa Jenis : (0 °C, 101,325 kPa) 5,894 g/L
o Titik Lebur : 202 K (-71.15 °C, -96 °F)
o Titik Didih : 211.3 K (-61.85 °C, -79.1 °F)
o Kapasitas Kalor : (25 °C) 20.786 J·mol-1·K-1
o Radon didapat dari disintergrasi Radium. 88Ra
→ 86Rn+2He
Unsur Radon mempunyai 20 isotop yang saat ini telah diketahui. Radon-222,
berasal dari radium, memilliki paruh waktu 3.823 hari dan merupakan pemancar
partikel alfa; Radon-220 berasal dari thorum dan disebut thoron, memiliki masa
paruh 55.6 detik dan juga merupakan pemancar partikel alfa. Radon-219 berasal
dari actinium dan karenanya disebut actinon, memiliki masa paruh 3.96 detik dan
termasuk pemancar alfa. Diperkirakan bahwa setiap satu mil persegi tanah dengan
kedalaman 6 inch mengandung 1 gram radium, yang melepaskan radon dalam
jumlah yang sedikit ke udara. Radon terdapat di beberapa air panas alam, seperti
yang berada di Hot Springs, Arkansas.
Ancaman Unsur Radon
Indonesia, sebagai negeri vulkanik terkaya di dunia serta daerah gempa,
mempunyai potensi ancaman besar dari gas radon ini. Radon akan mudah keluar ke
permukaan berkaitan dengan aktivitas vulkanik. Pada suhu yang tinggi, radon akan
terlepas dari perangkap batuan dan keluar melalui saluran yang ada. Sebuah
penelitian yang dilakukan oleh BATAN (Sjarmufni dkk) yang dilakukan pada tahun
2001 dan 2002 di daerah Gunung Rowo dan patahan Tempur, Muria – Jawa Tengah,
menunjukkan hasil pengukuran gas radon yang cukup signifikan. Gas tersebut
terlepas sebagai akibat kegiatan magmatik dan aktivasi patahan. Pengukuran
menunjukkan bahwa aktivitas gas radon mencapai sekitar 10-50 pCi. Zona-zona
patahan dan rekahan (sheared fault zone), juga perlu diwaspadai karena
merupakan jalan yang baik bagi radon untuk lepas ke permukaan.
Radon bersifat sangat toksik, dikarenakan sifat radioaktivitasnya yaitu sebagai
pemancar zarah alfa. Selain karena radiasi alfa dari radon itu sendiri, anak luruh
radon seperti polonium yang juga radioaktif dan Pb-204 yang bersifat toksik akan
terdeposit di paru-paru. Gas radon dapat masuk ke dalam paru-paru kita ketika kita
menghirup udara (inhalasi). Sel didominasi oleh air, sehingga interaksi radiasi
dengan air akan menghasilkan berbagai ion, radikal bebas dan peroksida yang
bersifat oksidator kuat. Molekul-molekul protein, lemak, enzim, DNA dan kromosom
ini akan terserang oleh radikal bebas dan peroksida, dalam proses biokimia, yang
akan berakibat pada efek somatik dan genetik.
Dalam sebuah eksperimen yang dilakukan oleh Bradford D. Loucas, seorang
ilmuwan dari Columbia University, Amerika Serikat, penyinaran radiasi partikel alfa
dengan energi 90 keV/mm telah mengakibatkan pengaruh yang signifikan pada
kondensasi dan fragmentasi kromosom. Bandingkan dengan partikel alfa yang
dipancarkan oleh anak luruh radon di dalam jaringan yang setara dengan 90 sampai
250 keV/mm.
Selain itu, unsur Radon merupakan gas yang bersifat karsinogen. Radon harus
ditangani dengan hati-hati seperti bahan material radioaktif lainnya. Bahaya
langsung radon berasal dari masuknya radon lewat jalan pernafasan dalam bentuk
gas ataupun debu radon di udara. Ventilasi yang baik harus dipersiapkan di mana
radium, torium atau actinium disimpan untuk mencegah bertambahnya radon.
Bertambahnya radon (radon build-up) merupakan salah satu pertimbangan dalam
pertambangan uranium. Baru -baru ini, radon build-up telah dikhawatirkan terdapat
di rumah-rumah. Terpapar dengan radon dapat menyebabkan kanker paru-paru. Di
Amerika Serikat, sangat direkomendasikan tindakan perbaikan bila udara di rumah
mngandung Radon sebesar 4 pCi/l.
Gejala yang terjadi sangat lambat, sehingga sulit untuk mendeteksinya (no
immediate symptoms). Menurut hasil penelitian di Amerika Serikat, gas radon
memberikan kontribusi terjadinya kanker paru-paru sejumlah 7000 sampai 30.000
kasus setiap tahunnya. Organisasi kesehatan dunia (WHO) dan EPA (Environmental
Protection Agency) telah mengklasifikasikan gas radon sebagai bahan karsinogen
(penyebab kanker) ”kelas A”, dan di Amerika Serikat termasuk penyebab kanker
paru kedua setelah rokok. Pernyataan ini telah didukung oleh studi epidemiological
evidence para pekerja tambang yang terpapar radiasi dari gas radon secara lebih
intensif, melalui uji cause-effect antara paparan radon dan angka kematian kanker
paru-paru (dose and respon curve). Efek radon dalam jumlah aktivitas yang kecil
(dari alam), bersifat probabilistik (stokastik), artinya peluang atau kebolehjadian
terkena efek tergantung pada dosis yang diterima. Semakin besar dosis yang
diterima, berarti peluang terkena kanker paru-paru akan semakin besar, namun
tidak ada kepastian untuk terkena efek tersebut. Meskipun risiko gas radon bersifat
probabilistik, namun angka penderita kanker paru-paru akibat paparan gas radon
tersebut harus tetap kita waspadai. Terlebih, kita tinggal di daerah vulkanik dan
rentan gempa, yang sangat memungkinkan terjadinya emanasi gas radon. Asap
rokok dikombinasikan dengan paparan radiasi radon akan memberikan efek
sinergistik terjadinya kanker paru.
EPA telah merekomendasikan bahwa jika di dalam rumah terdapat aktivitas gas
radon melebihi 4 pCi/liter, maka harus ada perbaikan rumah. Cara mengurangi
kadar radon di dalam rumah antara lain dengan penyediaan ventilasi yang cukup
agar radon terdilusi dan terjadi sirkulai udara. Cara lain misalnya dengan membuat
pompa penghisap pada sumber radon dan mengalirkannya ke luar, atau pemilihan
desain pondasi yang tepat. Tes kadar radon secara periodik menggunakan detektor
sintilasi perlu dipertimbangkan untuk mengetahui anomali kadar radon, sehingga
dapat diambil tindakan secepatnya. Di negara maju, tes radon di rumah-rumah
sudah jamak dilakukan. Rumah dan gedung perkantoran akan mempunyai nilai jual
yang lebih tinggi jika tidak mempunyai problem radon.
Di samping efek negatifnya, alam selalu memberikan keseimbangan. Beberapa
manfaat dari unsur Radon adalah (Prakoso. 2009):
o Radon sangat bermanfaat sebagai alat
pendeteksi dini kegiatan vulkanik, sehingga
dapat berperan dalam memitigasi bencana
gunung api, meskipun sampai saat ini masih
dalam skala eksperimen.
o Radon terkadang digunakan oleh beberapa
rumah sakit untuk kegunaan terapeutik.
o Radon juga digunakan dalam pendidikan
hidrologi, yang mengkaji interaksi antara air
bawah tanah dan sungai pengikatan radon
dalam air sungai merupakan petunjuk bahwa
terdapat sumber air bawah tanah.
o http://erwantoindonesia.wordpress.com/2012/03/28/makalah-gas-mulia/