UNSUR DAN SENYAWA KIMIAUNSUR

I. Definisi unsur

Unsur merupakan suatu zat yang hanya mengandung satu jenis atom. Variasi yang luar biasa disekeliling kita tersusun dari substansi- substansi yang juga bisa disebut dengan unsur. Singkatnya Unsur merupakan bahan murni yang tidak dapat dipecah menjadi lebih sederhana lagi. Unsur harus berkombinasi dahulu baru bias membentuk senyawa, Kebanyakan unsur membentuk kombinasi dua, tiga, atau lebih, untuk membentuk senyawa.

II. Pengelompokan unsur

a. Berdasarkan penemuannya, unsur dikelompokkan kedalam 2 kelompok, yaitu :

1. Unsur Alami

Saat ini sudah ditemukan 115 unsur, 90 dari itu merupakan unsur alami. Setiap substansi di bumi tersusun dari satu atau lebih dari 90 unsur ini. Oksigen merupakan unsur yang paling umum di bumi, dan juga manfaatnya yang paling kita ketahui adalah unsur bagi kehidupan manusia (bernafas). Sedangkan Hidrogen merupakan unsur yang paling banyak di jagat raya.

2. Unsur Buatan

Secara alami, tidak ada unsur yang lebih berat daripaada uranium, namun para peneliti mampu menciptakan unsur baru yang lebih berat,caranya dengan menggabungkan dua unsur yang lebih kecil bersama-sama dalam kecepatan tinggi, tapi kebanyakan dari unsur baru itu tidak bertahan lama dan cepat pecah. Peneliti berusaha agar unsur baru itu bertahan lama, dengan cara membuat unsur-unsur itu mempelajari pembentukkannya dan bagaimana perubahannya ketika menjadi lebih berat.

b. Berdasarkan sistem periodik unsur oleh ilmuan, agar lebih mudah dibedakan menurut sifatnya :

1. Unsur-unsur Logam

Sebagian besar dari unsur yang telah ditemukan merupakan unsur logam, kira-kira sekitar tiga per empat dari keseluruhan unsur. Logam- logam biasanya ditemukan tercampur dengan unsur-unsur lain di kerak bumi.

Pada umumnya, logam-logam terkandung dalam batuan sebagai senyawa yang disebut mineral/ bijih logam, contoh : Hematit (Fe2O3), Bauksit (Al2O3.2H2O), Kalkopirit (CuFeS2).

Untuk memperoleh logam dari bijihnya/ mineral, dilakukan proses sebagai berikut :1.      Pemekatan bijih

Yaitu pemisahan bijih logam dari batu-batuan lain yang tidak berguna2.      Pemanggangan

Yaitu mengubah logam menjadi oksidanya. 3.      Reduksi

Yaitu mengambil logam dari oksidanya dengan cara mereduksi4.      Pemurnian (Refining)

Logam yang diperoleh secara reduksi masih mengandung sedikit pengotor (belum murni), untuk itu perlu dilakukan pemurnian dengan berbagai cara : elektrolisis, destilasi, peleburan ulang, pemurnian zona

1.      BESI (Fe)a.       Terdapat dalam bijih : Hematit (Fe2O3), Magnetit (Fe3O4), Siderit (FeCO3), Pirit (FeS2)b.      Pengolahan :

Pengolahan besi melalui tahap pemanggangan (Untuk pengeringan dan mengubah bijih yang berupa karbonat dan sulfida menjadi oksida)

                              FeCO3 (s)             FeO(s) + CO2 (g)

                              4 FeS2(s) + 11O2 (g)            2Fe2O3 (s) + 8 SO2 (g)  

dan tahap peleburan (reduksi). Peleburan besi dilakukan dalam suatu Tanur tinggi yang disebut Tanur tiup. Hasil yang diperoleh dari proses tersebut berupa :

    Besi tuang, diperoleh dengan cara mendinginkan besi kasar yang diperoleh dari tanur, dengan memasukkannya ke dalam cetakan yang tersedia, biasanya besi tuang ini masih mengandung 2-4 % C, sehingga besi bersifat keras tapi rapuh (digunakan sebagai pipa ledeng, radiator).

    Besi tempa diperoleh dengan cara mengurangi C sampai kadar karbonnya 0,02% (caranya besi dipanaskan sehingga karbonnya teroksidasi menjadi CO2), sifatnya lebih lunak dari besi tuang, tetapi lebih kuat (digunakan sebagai peralatan seperti cangkul, golok, baut, mur).

    Baja, mengandung 0,02-2% C, sifatnya lebih keras dari besi tempa. Baja dibuat dengan menambah logam lain, seperti Ni, Cr, Mn, V, Mo, sesuai dengan baja yang diinginkan.

c.       Sifat sifat besi :       Besi murni adalah logam yang berwarna putih mengkilap dan relatif lunak      Cukup reaktif sehingga mudah terkorosi dalam udara lembab      Memiliki sifat logam dan mudah berkarat. Karat besi, Fe2O3.nH2O sangat berpori dan selalu

mengelupas. Oleh karena itu perkaratan besi akan berlanjut sampai tuntas (besinya habis).d.      Kegunaan Besi dalam kehidupan sehari-hari : Bahan bangunan

Senyawanya : FeCl3 . 6H2O untuk pengecatan, Fe(OH)3 sebagai bahan cat, FeSO4 sebagai bahan pembuatan tinta dan dalam bidang kedokteran untuk menambah darah (sebagai zat besi), dll.

    Besi BajaJenis-jenis baja :

-            Baja karbon, terutama terdiri dari besi dan karbon

-            Baja tahan karat (stainless steels), baja dengan kadar karbon rendah dan mengandung sekitar 14% kromium

-            Baja aliase, yaitu baja spesial yang mengandung unsur tertentu sesuai dengan sifat yang diinginkan

Contoh Baja

Jenis Unsur Tambahan Sifat Kegunaan

Baja mangan

Baja Nikel

Baja Crom-VanadiumBaja Stainless

Baja Wolfram

0,4-0,9% C dan11-14% Mn25 % Ni

1-10% Cr dan    0,15 % V0,2-0,4 % C,14-18% Cr, dan     7-9% Ni0,4 – 0,9 % C dan  5 % W

Keras & kuat

Kuat & tahan karat

Kuat & tahan terhadap bebanTahan Karat

Sangat keras

Rel kereta api, lapis baja, kendaraan perang.Alat pengukur (meteran), kawat, persenjataanAs kendaraan

Alat-alat rumah tangga    dan industri

Ujung alat pemotong

2.     ALUMINIUM (Al)a.       Terdapat dalam bijih : Bauksit (Al2O3.2H2O), Kriolit (Na3AlF6)

      b.   Pengolahan : melalui proses HALL, yaitu elektrolisis larutan bauksit dalam kryolit cair      Pengolahan aluminium dari bauksit terdiri atas 2 tahap :

  Pemurnian bauksit : untuk mendapatkan alumina murni        -    bauksit + larutan NaOH. Aluminium oksida akan larut membentuk NaAl(OH)4

                  Al2O3(s) +  2NaOH(aq) + 3H2O(l)              2NaAl(OH)4 (aq)

-          larutan disaring, kemudian filtrat yg mengandung NaAl(OH)3 diasamkan denganmengalirkan gas karbondioksida. Aluminium mengendap sebagai Al(OH)3

                        2NaAl(OH)4 (aq) + CO2 (g)            2Al(OH)3 (s) + Na2CO3 (aq) + H2O(l)

-          Endapan Al(OH)3 disaring dan dipanaskan sehingga diperoleh Al2O3 tak berair           2Al(OH)3 (s)         Al2O3 (s) + 3H2O (g)       

  Peleburan atau reduksi alumina dengan elektrolisis

        Reaksi elektrolisis menguraikan Al2O3 menjadi aluminium (di katode) dan oksigen        (di anode).                   2Al2O3 (l)            4Al(l) + 3O2 (g)

Aluminium yang terbentuk berupa zat cair dan berkumpul di dasar wadah. Kemudian dikeluarkan secara periodik ke dalam cetakan untuk mendapatkan aluminium batangan (ingot).

c.       Sifat-sifat :         Logam berwarna putih perak dan ringan (massa jenisnya 2,7 gr/cm-3)         Aluminium murni relatif lunak dan tidak kuat. Akan tetapi, logam ini dapat dibuat paduan

(aliase) dengan logam lain sehingga menjadi kuat serta meningkatkan sifat menguntungkan yang diinginkan

         Memiliki sifat umum logam       Mudah bereaksi dengan O2, lapisan oksidanya dpt melindungi logam dari perkaratan

       Bersifat amfoter, dapat bereaksi dengan asam maupun basad.      Kegunaan :           Peralatan rumah tangga, barang kerajinan           Lapisan pembungkus, aluminium foil, kaleng aluminium.           Sebagai paduan logam, digunakan untuk membuat badan pesawat, contoh magnalium

(campuran Al dan Mg)           Dalam persenyawaannya : tawas / K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O untuk penjernihan air; Alumina

(Al2O3) untuk industri keramik, gelas, ampelas; Al(OH)3 dalam antasid digunakan utk menetralkan asam klorida dalam lambung ; termit (campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida ) digunakan untuk mengelas baja di tempat, misalnya untuk menyambung rel kereta api. Reaksinya sangat eksoterm sehingga panas yang dihasilkan dapat melelehkan baja dan besi yang terbentuk akan menyambung baja yang dilas.

       Reaksinya :    2Al + Fe2O3          Al2O3 + 2Fe

3.     TIMAH (Sn)a.       Terdapat dalam bijih : Kasiterit (SnO2)b.      Pengolahan : Kasiterit direduksi dengan C, reaksinya :

               SnO2 (s) + 2 C(s)         Sn(l) + 2 CO(g)

c.       Sifat-sifat :      Timah terdapat dalam 2 bentuk allotropi, yaitu timah putih dan timah abu-abu. Timah putih

berwarna putih perak dan dapat ditempa, stabil pada suhu di atas 13,20C jika di bawah suhu tersebut timah putih berubah menjadi timah abu-abu yg berbentuk serbuk (seperti melapuk). Pelapukan ini mula-mula berlangsung lambat. Akan tetapi, begitu terbentuk timah abu-abu maka proses selanjutnya berlangsung cepat karena timah abu-abu yang terbentuk dapat mengkatalisis proses selanjutnya.

      Relatif lunak, tahan karat, dan titik lelehnya rendah      Memiliki sifat umum logam      Timah mengalami oksidasi (korosi) pada permukaannya. Lapisan oksida yang terbentuk

menutupi seluruh permukaannya sehingga terlindungi dari korosi selanjutnya.d.      Kegunaan :   Melapisi besi (membuat kaleng/tin plate) kemasan berbagai macam produk. Besi yang dilapisi

timah ini tidak mengalami korosi selama lapisannya utuh (tidak tergores dan tidak bocor).   Untuk paduan logam (perunggu : paduan Cu, Sn, Zn dan solder : Sn, Pb)

   Dalam persenyawaannya, SnCl2 digunakan sebagai pereduksi dalam pembuatan zat warna, SnF2

digunakan dalam pasta gigi yang mengandung fluorin untuk menguatkan gigi karena SnF2 larut dalam air.

4.      NIKEL (Ni)a.       Terdapat dalam bijih : Pentlandit (FeNi)S, Garnierit : H2(NiMg)SiO4 . 2 H2O

                                              Nikel Sulfida : NiSPengolahan : melalui proses oksidasi NiS, kemudian hasil oksidasinya direduksi dengan C pada suhu tinggi, reaksi :

                                           2NiS + 3 O2         2NiO + 2 SO2

                                            NiO + C           Ni + COb.      Sifat-sifat :      Berwarna putih perak (mengkilap) ,keras ,tahan korosi, dan sangat mengilap bila digosok      Memiliki sifat umum logam      Lapisan oksidanya melindungi logam lain sehingga tidak berkaratc.       Kegunaan :        Melapisi barang-barang yang terbuat dari besi, baja, tembaga, untuk melindunginya terhadap

korosi dan memperbaiki penampilan        Karena sifat-sifatnya tersebut, nikel digunakan untuk paduan logam :  Monel (Ni, Cu, Fe) untuk alat rumah tangga & alat transmisi listrik  Nikrom (Ni, Fe, Cr) digunakan sebagai elemen pemanas listrik  Alniko (Al, Ni, Fe, Co) untuk membuat magnet. Magnet yang terbuat dari alniko ini sangat kuat

karena mampu mengangkat besi hingga 4000 kali massa magnetnya.  Baja nikel ( Ni, Fe) untuk meteran, kawat, & persenjataan  Paltinit dan Invar merupakan paduan nikel yang mempunyai koefisien muai yang sama dengan

gelas. Digunakan sebagai kawat listrik yang ditanam dalam kaca, misalnya pada bohlam lampu pijar.

       Serbuk nikel digunakan sebagai katalisator, misalnya pada pembuatan margarin, hidrogenasi (pemadatan) minyak kelapa, cracking minyak bumi.

5.      TEMBAGA (Cu)Banyak terdapat dalam keadaan bebas

a.       Terdapat dalam bijih : Kalkopirit /CuFeS; Malasit /Cu2(OH)2CO3 ; Kuprit /Cu2O; Kalkosit/ Cu2S

b.      Pengolahan :Bijih yang mengandung tembaga bebas mula-mula dihancurkan lalu dipisahkan dari batu reja (gangue). Kemudian dipanaskan sehingga tembaga mencair dan terpisah.

 Bijih yang berupa oksida atau karbonat biasanya dipisahkan dengan melarutkannyadalam asam sulfat. Tembaga dipisahkan dari larutan Tembaga (II) Sulfat yang terbentuk dengan elektrolisis.Bijih sulfida biasanya mengandung kurang dari 10% tembaga. Bijih sulfida ini mula-mula dihancurkan, lalu senyawa tembaga dipisahkan dengan pengapungan (floatasi). Bijih pekat tersebut  dipanggang di bawah titik leleh untuk mengeringkan dan untuk mengoksidasikan

sebagian belerang. Campuran yang tersisa, yang mengandung Cu2S, FeS, dan SiO2 kemudian dicairkan bersama-sama dengan CaCO3 sebagai fluks. Fluks ini akan mengikat besi dan SiO2.

                                 CaCO3  + SiO2          CaSiO3 + CO2                                         FeS + SiO2                FeSiO3 + FeSiO3

 CaSiO3 dan FeSiO3 yang terbentuk akan membentuk terak yang mengapung ke atas. Setelah terak ini dikeluarkan, ditiupkan lagi udara ke dalam tanur yang akan mengubah Cu2S menjadi Cu2O. Kemudian Cu2O yang terbentuk segera akan mereduksi Cu2S yang lain membentuk tembaga.                                2Cu2S + 3 O2          2Cu2O + 2SO2

                                2Cu2O + Cu2S             6Cu + SO2 Dari proses di atas diperoleh tembaga tak murni batangan. Pemurnian selanjutnya dilakukan dengan elektrolisis yang dapat menghasilkan tembaga 99,95%. Kotoran pada anoda mengandung Ag, Au, dan Pt.

c.       Sifat-sifat :           Tembaga murni berwarna kuning kemerahan, relatif lunak, mudah dibengkokkan, dapat dibuat

lembaran-lembaran tipis, serta penghantar panas dan listrik yang baik           Memiliki sifat umum logam           Tergolong logam yang kurang aktifd.      Kegunaan :        Penghantar (kabel) listrik dan komponen elektronika        Peralatan rumah tangga         Paduan logam/aliase : Kuningan (60-82%Cu & 18-40%Zn), Perunggu (70-95%Cu,   1-25%Zn &

1-18% Sn), Perunggu aluminium (90-98%Cu, 2-8%Al), Perak Jerman   (50-60% Cu, 20% Zn, 20-25% Ni)

        Selongsong peluru dan komponen persenjataan yang lain        Dalam persenyawaannya, terusi/ blue vitriol  CuSO4.5H2O, digunakan untuk membunuh jamur

(sebagai fungisida)

6.      EMAS (Au)a.       Dalam keadaan bebas sebagai butiran yang bercampur dengan perak dan tembagab.      Pengolahan melalui 3 cara :      Pasir yang mengandung emas dicuci menggunakan pendulang, emas yang BJ nya besar akan

tertinggal dalam pendulang      Emas yang tercampur kotoran dilarutkan dalam air raksa sehingga terbentuk amalgama, untuk

memisahkan emas dari larutannya maka air raksa diuapkan dengan cara destilasi      Bijih emas dilarutkan dalam larutan NaCN selama beberapa hari, kemudian emas diendapkan

dari larutannya dengan menambahkan serbuk seng. Campuran emas dan perak dapat dipisahkan dengan melarutkan perak dalam asam nitrat.

c.       Sifat-sifat :

      Memiliki sifat umum logam      Logam yang lunak, berwarna kuning, logam yang paling dapat ditempa (paling malleable) dan

paling dapat mulur (paling ductile).      Tidak berkarat karena tidak bereaksi dengan oksigen dan tidak terkorosi di udara      Unsur inert (sangat stabil) sehingga disebut logam mulia      Emas tidak larut dalam asam basa tunggal apapun, tetapi larut dalam aqua regia, yaitu larutan

HCl pekat dan HNO3 pekat dengan perbandingan 3 : 1            Au(s) + 3HCl(aq) + HNO3(aq)           HAuCl4(aq) + NO(g) + 2H2O(l)

     Emas juga larut dalam larutan natrium sianida dan udara (sumber O2)            Au(s) + 8CN-

(aq) + O2(g) + H2O(l)           4 Au(CN)-2(aq) + 4OH-

(aq)

      Kemurnian emas dinyatakan dengan satuan karat, dimana emas murni berharga 24 karat yang berisi 100% emas

d.      Kegunaan :-       Mata uang -       Perhiasan (Emas murni terlalu lunak sehingga dicampur dengan tembaga atau perak atau logam

lain). Emas kuning atau emas merah dibuat dengan dicampur tembaga, emas putih mengandung paladium, nikel, atau seng.

-       Komponen listrik kualitas tinggi-       Sebagai jaminan moneter

7.      PERAK (Ag)     Sebagian besar ditemukan dalam keadaan bebas sebagai butiran yang biasanya tercampur dengan

emas dan  tembaga.    a.       Bijih Perak : Argentit, Ag2Sb.      Pengolahan : Pada umumnya untuk memperolah perak, dilakukan bersama-sama dengan emas.

Produksi perak pada umumnya diperoleh sebagai hasil sampingan pada pengolahan logam   lain.        Pengolahan perak dari bijihnya sering dilakukan dengan proses yang disebut hidrometallurgi,

yaitu pemisahan suatu logam dari campurannya dengan melarutkannya dalam air sebagai senyawa kompleks kemudian mengendapkannya sebagai unsur bebas dengan suatu reduktor.

      Dengan adanya udara, perak dan semua senyawa perak dapat larut dalam sianida logam alkali sebagai ion Ag(CN)2

-  : disianoargetat (I)      Contoh :              4 Ag(s) + 8CN-

(aq) + O2 (g) + 2H2O(l)            4Ag(CN)2-(aq) + 4OH-

(aq)

              4 Ag(s) + 8CN-(aq) + O2 (g) + 2H2O(l)            4Ag(CN)2

-(aq) + 2 S(s) + 4OH-

(aq)

              AgCl(s) + 2CN-(aq)           Ag(CN)2

-(aq) + Cl-

(aq)

       Perak kemudian dibebaskan dengan menambahkan seng atau aluminium sebagai reduktor              2Ag(CN)2

-(aq) +  Zn(s)            2 Ag(s) + Zn(CN)4

-(aq)         

c.       Sifat-sifat :           Perak murni berwarna putih dan sangat mengilap           Penghantar listrik yang sangat baik (Daya hantar listrik perak jauh lebih baik dibandingkan

tembaga karena hambatan jenis perak jauh lebih kecil dibandingkan tembaga. Akan tetapi, tembaga lebih banyak digunakan sebab perak lebih mahal daripada tembaga)

           Tahan korosi, dan mudah ditempa           Logam yang tidak reaktif dan tidak teroksidasi oleh oksigen di udarad.      Kegunaan :           Mata uang, medali, perhiasan, barang kerajinan

           Fotografi (Senyawa perak, yaitu AgBr dan AgI, digunakan untuk membuat film foto dan kertas foto karena mudah diuraikan oleh cahaya).

                          2 AgX + cahaya            2 Ag + X2    (X = Br atau I)     Endapan perak menghitamkan film sehingga menghasilkan film negatif     

      Bahan penambal gigi      Industri penyepuhan (elektroplating). Logam yang akan disepuh digunakan sebagai katode

(kutub negatif) dan perak sebagai anode (kutub positif), sedangkan elektrolit yang digunakan adalah NaAg(CN)2

2. Unsur-unsur Nonlogam

Terdapat sekitar 16 unsur nonlogam yang terbentuk secara alami.

B.      UNSUR-UNSUR NON LOGAM DALAM KEHIDUPAN

1.      OKSIGEN (O)

a.       Terdapat  :  -   Dalam keadaan bebas di udara (O2) sebesar 20 % volume

-    Dalam persenyawaan : air (H2O), pasir (SiO2), silika (SiO32-), dan oksida logam lainnya.

b.      Pembuatan :

      Penguraian Katalitik H2O2

                                      MnO2

                      2 H2O2(l)                2H2O(l)  +  O2(g) 

       Pembuatan   gas   oksigen   dalam   laboratorium   dapat   dilakukan   dengan   cara  memanaskan   senyawa oksidanya, seperti yang dilakukan Priesley.

                     2 HgO (s)               2Hg (s)  +  O2(g)

                     2 KClO3(s)            2KCl(s)  +  3O2(g)   

      Secara alami terbentuk melalui proses fotosintesis

                           CO2 + H2O            C6H12O6 +  O2

      Secara komersial, oksigen (bersama dengan nitrogen) dibuat melalui Destilasi Udara Cair. Proses : udara bersih dimasukkan ke dalam kompresor untuk dicairkan dengan tekanan tinggi, kemudian udara cair didinginkan   dan   dilakukan   penyaringan   untuk  menghilangkan   CO2  dan   hidrokarbon   yang   terdapat 

didalamnya.   Udara   cair   yang   sudah   bersih   selanjutnya   dialirkan   ke   dalam   kolom   destilasi   untuk memisahkan Nitrogen, Argon, dan Oksigen. Pemisahan ini didasarkan pada perbedaan titik didih gas-gas tsb. Titik didih Nitrogen : -195,8 0C, Argon : -185,70C, Oksigen : -1830C (karena ttk didih nitrogen paling rendah, maka nitrogen akan menguap lebih dahulu dan ditampung, diikuti dengan argon dan oksigen

c.       Sifat-sifat :

      Pada suhu kamar tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, titik didih : -1830C dan titik beku : -218,40C. Berupa molekul diatomik

      Oksigen tidak terbakar, tetapi merupakan komponen yg diperlukan dalam pembakaran

      Pada suhu dan tekanan normal oksigen tidak begitu reaktif, tetapi menjadi sangat reaktif pada suhu tinggi.

      Kelarutan dalam air : 5 ml O2  dapat larut dalam 100 ml air. Oksigen yang larut inilah yang membuat berbagai organisme hidup dalam air.

d.      Kegunaan :

      Pernafasan makhluk hidup 

      Bersama gas asetilena digunakan untuk memotong dan mengelas logam (baja)

      Oksigen cair bersama dengan hidrogen cair digunakan sebagai bahan bakar roket untuk mendorong pesawat   ruang angkasa.  Oksigen  juga  digunakan  dalam berbagai   industri   kimia  untuk  mengoksidasi berbagai zat.

      Digunakan untuk pembakaran atau reaksi kimia tertentu

      Proses pengolahan limbah (aerasi)

      Pembuatan ozon (O3)

                    3 O2(g)         2 O3(g)

2. NITROGEN (N)

a.        Terdapat :     -  Dalam keadaan bebas di udara sebanyak 78%

 -  Dalam persenyawaan : Sendawa (KNO3), dan Sendawa Chili (Na2CO3)

b.        Pembuatan :  

                    Dalam laboratorium dibuat dengan memanaskan larutan NH4Cl dan larutan NaNO2

              NH4Cl(aq) + NaNO2(aq)           NaCl(aq) + 2 H2O(l) + N2(g)     

           Dapat juga dibuat dengan reaksi :

             2NH3 (g) + 3CuO           3Cu(s) + 3H2O(l) + N2(g)

             2Cu( s) + 2 NO(g)        2CuO + N2(g)

           Secara komersial, nitrogen dibuat bersama-sama dengan oksigen dengan cara destilasi bertingkat udara cair

c.        Sifat-sifat :

           Pada suhu kamar, tidak berbau, tidak reaktif, tidak berwarna

           Titik didih : -195,80C dan titik leleh : -2100C

           Sukar bereaksi karena ikatannya yang kuat (energi ikatannya sangat besar). N2 hanya bereaksi pada suhu tinggi

d.       Kegunaan :

          Pengisi bola lampu pijar

            Nitrogen   cair   digunakan   sebagai   pendingin   untuk   membuat   suhu   yang   sangat   rendah   Nitrogen digunakan untuk  melepaskan  oksigen  (atmosfer   inert)  untuk  berbagai   industri   yang   terganggu  oleh oksigen karena sifat nitrogen yang kurang reaktif. (penyimpanan buah-buahan dan sayuran sehingga tidak   cepat   busuk   dalam   kemasan   kaleng,   pembuatan   larutan   injeksi,   industri   elektronika   yang menginginkan udara tanpa oksigen, penyimpanan produk yang mudah terbakar).

           Bahan baku pembuatan amoniak (Proses Haber-Bosch)

                                     N2(s) + 2H2(g)         2NH3(g)

          Dalam persenyawaan : 

-       Amonia (NH3) : gas yang tidak berwarna, berbau merangsang, dan mudah mencair, titik didih –330C dan titik beku –780C. 

     Digunakan untuk : pembuatan pupuk urea   dan ZA (zwavel amonia)   , pembuatan NH4Cl pada baterai, pembuatan asam nitrat (HNO3) pendingin dalam pabrik es, pembuatan 

hidrasin (N2H4) yang digunakan sebagai bahan bakar roket, sebagai bahan dasar pembuatan : (bahan peledak, kertas, plastik, dan detergen). 

-       HNO3 

Pembuatan asam nitrat dengan proses Oswald.

            4NH3(g) + 5 O2(g)           4NO)g) + 6H2O(g)

            2NO(g) + O2(g)         2NO2 (g)

            4NO2(g) + O2(g) + 2H2O(l)               4HNO3(g)  

      HNO3  digunakan   untuk   pembuatan   pupuk   amonium  nitrat   (NH4NO3),   bahan   peledak   seperti   (TNT /trinitrotoluena, nitrogliserin dan nitroselulosa), sebagai nitrasi senyawa organik yang digunakan untuk produksi zat warna, obat-obatan, pestisida, dan detergen.

-       Siklus nitrogen

Senyawa organik yang khas dari nitrogen adalah protein. Nitrogen masuk ke dalam rantai makanan melalui tumbuhan. Tumbuhan umumnya memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa mineral yang larut dalam air, yaitu nitrat dan amonium. Hanya tumbuhan polong-polongan (legum) yang dapat mengikat nitrogen dari udara berkat bantuan sejenis bakteri yang terdapat pada bintil akar tumbuhan tersebut. Nitrogen dalam tanah berasal dari fikasasi nitrogen atmosfer atau  dari  hasil  perombakan senyawa nitrogen organik (sisa organisme) oleh kerja bakteri. Fiksasi nitrogen terjadi menurut dua jalur, yaitu karena pengaruh petir dan bakteri. Petir dapat melangsungkan reaksi nitrogen dengan oksigen membentuk nitrogen monoksida (NO)

                              N2(g) + O2(g)            2NO(g)

NO tersebut teroksidasi lebih lanjut membentuk nitrogen dioksida. Nitrogen dioksida dalam air hujan membentuk asam nitrat.

                             2NO(g) + O2(g)            2NO2(g)

                             3NO2(g) + H2O(g)          2HNO3(g) + NO(g)

3.      KARBON (C)

a.       Terdapat : dalam senyawa organik, anorganik, dan dalam keadaan bebas

b.      Pengolahan : Karbon yang paling murni diperoleh melalui pemanasan gula pasir (sukrosa) tanpa udara

C12H22O11(s)         12C(s) + 11H2O(g)

c.       Sifat-sifat & kegunaan :

            Karbon  ditemukan  dalam bentuk  Allotropi yaitu  Intan  (kristal   karbon  dengan  struktur   tetrahedral, bersifat isolator, titik leleh sangat tinggi, digunakan untuk perhiasan dan alat pemotong kaca, pengebor, pengasah). Intan buatan dibuat dari grafit melalui pemanasan pada suhu sekitar 30000C dan tekanan sekitar 125.000 atm.  Grafit  (kristal karbon dengan pola berlapis-lapis dan berbentuk heksagonal yang simetri,   bersifat  konduktor,  digunakan  untuk  elektrode  batu  baterai,   pelumas,  dan   inti  pensil   yang merupakan campuran grafit dengan tanah liat). 

           Serta dalam bentuk  Amorf (bersifat lebih rapuh), yaitu  Batubara (terbentuk dari fosilisasi tumbuhan, digunakan sebagai bahan bakar dan bahan baku untuk pembuatan senyawa hidrokarbon dengan proses gasifikasi batu bara.

                       Batubara             C(s) + CH4(g)

                       C(s) + H2O(g)           CO(g)+ H2(g)

                       CO(g) + 3H2(g)         CH4(g)+ H2O(g)                

                       C(s) + 2H2(g)          CH4(g)

Kokas (di buat dari pemanasan batubara pada suhu tinggi tanpa udara/ destilasi destruktif) digunakan sebagai reduktor pada pengolahan berbagai jenis logam seperti besi,  timah dan nikel, Arang  (dibuat  dari kayu atau serbuk  gergaji  dengan  pemanasan

pada suhu tinggi   tanpa udara),  arang merupakan kristal  halus dengan struktur  seperti grafit.  Ruang antarlapisan atom dalam arang yang dibubuk halus dapat menyerap (mengadsorpsi) atom atau molekul lain sehingga zat itu mempunyai daya adsorpsi yang besar. digunakan untuk mengadsorpsi zat warna dan bahan polutan lainnya pada pengolahan air, adsorpsi zat warna yang terdapat dalam air tebu pada pengolahan gula, sebagai obat sakit perut atau keracunan. Karbon hitam (merupakan jelaga yang dibuat dari  pembakaran hidrokarbon dengan oksigen yang terbatas)  digunakan untuk vulkanisai  karet  pada industri ban, dan sebagai pigmen warna hitam, tinta cetak.

           Karbon dalam persenyawaan : 

-          CO (karbon monoksida) : gas yang sangat beracun karena dapat mengikat hemoglobin dalam darah sehingga   menghalangi   fungsi   utama   hemoglobin   sebagai   pengangkut   oksigen,   terbentuk   pada pembakaran  tak  sempurna bahan bakar  yang mengandung  karbon seperti kayu dan bensin,  karena 

sifatnya yang dapat terbakar dan menghasilkan panas, maka gas ini digunakan sebagai bahan bakar gas, sebagai reduktor pada pengolahan logam, membuat metanol.

-          CO2 (karbon dioksida) : gas yang tidak berwarna dan tidak berbau, tidak beracun, tetapi dapat mengusir oksigen   sehingga   jika   kadarnya   terlalu   besar   (10-20%  volume)   dapat  membuat   orang  pingsan  dan mengganggu pernafasan, terbentuk pada pembakaran sempurna bahan bakar yang mengandung karbon dan dari pernapasan makhluk hidup, digunakan untuk membuat es kering (dry ice) yaitu CO2 padat yang digunakan sebagai pendingin, untuk memadamkan kebakaran (tabung pemadam kebakaran berisi CO2 

cair  dengan   tekanan  60  atm.   Jika  katupnya  dilepas  maka  CO2  cair  akan   langsung  menjadi  gas  dan menghalangi   oksigen  masuk   kelokasi   yang   sedang   terbakar   sehingga   api   padam),   untuk  minuman bersoda.

-          NaHCO3  (natrium hidrogen karbonat) disebut juga natrium bikarbonat yang dalam sehari-hari disebut soda kue yang digunakan sebagai pengembang adonan, digunakan sebagai bahan pembuat kaca, bahan pembuat natrium silikat yang digunakan untuk pembuatan kertas, proteksi logam, dan detergen, serta untuk menghilangkan kesadahan air

4.      POSFORUS (P)

a.     Terdapat   sebagai   fosfat   dalam   berbagai   mineral.  Mineral   terpenting   adalah   fluoroapatit   /        2 Ca3(PO4).CaF2

b.  Pengolahan :

    Unsur fosfor diproduksi dari batuan fosfat dengan dipanaskan bersama-sama silika dan kokas dalam tanur listrik

                   2 Ca3(PO4)2(s) + 10 C(s) + 6 SiO2(s)             6CaSiO3(l) + 10 CO(g) + P4(g) 

     Fosfor yg terbentuk adalah fosfor putih, kemudian terkondensasi dan akhirnya terkumpul di bawah air sebagai padatan

c.    Sifat-sifat :

       Pada suhu biasa fosfor mempunyai beberapa bentuk allotropi,  yaitu fosfor putih, fosfor merah, dan fosfor hitam

       Fosfor  putih bersifat   lunak   (berwujud  padat  seperti   lilin),  titik   leleh   rendah  (44,10C),   sangat   reaktif (menyala   spontan bila  bersinggungan  dengan  udara),  tidak  larut  dalam air,   larut  dalam CS2,   sangat beracun, bahan fosforesen yang berpendar dalam gelap. Jika fosfor putih dipanaskan sampai 4000C akan berubah menjadi fosfor merah

      Fosfor merah merupakan serbuk merah coklat (padat), kurang reaktif, dan relatif tidak beracun

      Fosfor hitam, bentuknya paling stabil, terbentuk dari fosfor putih melalui pemanasan dengan katalis Hg pada tekanan tinggi. Mempunyai struktur kristal berlapis seperti grafit, tetapi lapisan-lapisannya terikat kuat. Bersifat semikonduktor

d.                      Kegunaan :

      Sebagian besar fosfor putih digunakan untuk pembuatan asam fosfat (fosforus putih direaksikan dengan udara berlebihan, lalu disiram dengan air)

                   P4(s) + 5O2(g)        P4O10

                      O10 + 6 H2O(l)         4H3PO4(aq)  

      Fosfor merah digunakan untuk pembuatan korek api 

      Digunakan untuk menjadi pupuk

Fosfor termasuk unsur makro, yaitu unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang cukup banyak. Sementara   itu   fosfor   di   alam   terutama   terdapat   sebagai   batuan   fosfat   yang  tidak   larut   dalam  air sehingga tidak diserap oleh tumbuhan. Oleh karena itu batuan fosfat direaksikan dengan asam sulfat atau asam fosfat, dimana batuan fosfat di ubah  menjadi  kalsium  hidrogenfosfat  atau  kalsium  fosfat  primer  Ca(H2PO4)2 yang

Jika ada amilum, maka  ketika  larutan  dipanaskan  dan ditambah iodin akan menjadi biru

Larut dalam air.

                     Ca3(PO4)2 + 2H2SO4           2CaSO4 + Ca(H2PO4)2

                     Ca3(PO4)2 + 4H3PO4          3Ca(H2PO4)2

Pupuk yang mengandung Ca(H2PO4)2  dan CaSO4  disebut pupuk superfosfat karena mudah larut dalam air.   Pupuk   TSP   (tripel   super   fosfat)   yang   mempunyai   kadar   fosfat   tinggi   dibuat   dengan   cara menambahkan asam fosfat ke dalam gerusan batuan fosfat Ca3(PO4)2. Juga ada pupuk campuran fosfat dan nitrogen yang dikenal sebagai pupuk nitrofos, yaitu  :             Ca(H2PO4)2 + Ca(NO3)2  

 Senyawanya   :  Natrium  Tri   Poli   Fosfat   (STTP),  Na5P3O10  digunakan   sebagai  bahan  penunjang  dalam detergen,  yaitu untuk  mengikat   ion kalsium/ magnesium dari  air   sadah sehingga tidak mengganggu (tidak mengendapkan) deterjen.

            Pembuatan aliase logam (perunggu tertentu)

            Campuran untuk bom asap 

            Racun serangga (pestisida)

5.      IODIN (I)

a.     Pengolahan :  Reduksi  natrium  iodat   (NaIO3),   yang   terdapat  dalam sendawa  chili   (NaNO3).   Sebagai reduktor digunakan natrium bisulfit (NaHSO3)

                           2NaIO3(aq) + 5NaHSO3(aq)         I2(aq) + 3NaHSO4(aq) + 2Na2SO4(aq) + H2O(l)

     Iodin yang terbentuk dimurnikan dengan cara sublimasi.

b.        Sifat-sifat :

      Unsur nonlogam (golongan VII A)

       Tidak   dijumpai   dalam   keadaan   bebas   di   alam.   Iodin   terdapat   dalam   sendawa   chili   NaNO3  yang mengandung NaIO3  (natrium iodat)

      Pada suhu kamar berwujud padat berwarna hitam, mudah menyublim

      Berbentuk molekul diatomik

      Uap iodin berwarna ungu (Iodin berasal dari bahasa Yunani, iodes yang artinya ungu)

      Larut dalam alkohol disebut Iodin tinktur

c.   Kegunaan :

     Sebagai antiseptik, seperti iodium tinktur (I2 dalam alkohol)

     Mencegah  penyakit  gondok. Untuk  itu ke  dalam  garam  dapur (NaCl)  ditambah NaIO3

Sebagai  indikator,  untuk  menguji  apakah  ada  amilum  dalam suatu larutan (campuran).

Jika  ada  amilum, maka  ketika larutan dipanaskan dan ditambah iodin akan menjadi biru

       AgI untuk fotografi

3. Unsur-unsur Semilogam

Unsur-unsur semilogam ini disebut juga metaloid, bisa bertindak sebagai penghantar yang buruk (seperti nonlogam), namun juga dapat dibuat supaya menjdai penghantar yang baik (seperti logam). Karena sifatnya itu, unsur- unsur semilogam disebut semikonduktor . Ada sembilan unsur semilogam, dan semuanya berupa padatan pada suhu kamar. Contohnya adalah silikon, boron, germanium, arsen, dan stibium.

Perbedaan unsur logam dan non logam :

Logam nonlogam

1. Pada suhu kamar umumnya berwujud padat, kecuali raksa (cair)

2. Dapat menghantarkan arus listrik.

3. Dapat ditempa dan diregangkan.

4. Mengkilap bila digosok.

5. Konduktor.

6. Memiliki titik didih dan titik leleh tinggi

1. Pada suhu kamar ada yang berwujud cair, gas, atau padat.

2. Tidak dapat menghantarkan arus listrik, kecuali karbon.

3. Rapuh, tidak dapat ditempa.

4. Tidak mengkilap.

5. Isolator.

6. Memiliki titik dididh dan titik leleh rendah.

Contoh Unsur Logam dan Unsur Non logam :

Nama Unsur logam Lambang Nama Unsur nonlogam Lambang

Aluminium Al Argon Ar

Antimon Sb Arsen As

Barium Ba Belerang S

Besi Fe Boron B

Bismut Bi Bromin Br

Emas Au Flourin F

Kalium K Fosforus P

Kalsium Ca Helium He

Kobalt Co Hidrogen H

Kromium Cr Iodin I

Mangan Mn karbon C

Magnesium Mg Klorin Cl

Natrium Na Neon Ne

Nikel Ni Nitrogen N

Perak Ag Oksigen O

Raksa Hg Silikon Si

Seng Zn Kripton Kr

Tembaga Cu Xenon x

Timah Sn Selenium Se

Timbal Pb Radon Rn

Tabel periodik unsur

Unsur-unsur logam dan nonlogam dalam tabel periodik dibagi menjadi 5 bagian, yaitu :

1. Logam alkali. Unsur yang termasuk logam alkali adalah lithium, natrium, kalium, rubidium,

sesium, dan fransiumkan. Logam alkali terletak pada golongan 1 (kecuali H). Kegunaan beberapa logam alkali misalnya lithium digunakan pada baterai jam,

kalkulator, atau HP. Natrium digunakan untuk lampu jalan raya dan kalium digunakan untuk membuat kembang api.

2. Logam alkali tanah. Unsur yang termasuk logam alkali tanah : berilium, magnesium, kalsium,

stronsium, barium, dan radium. Logam alkali tanah terletak pada golongan II. Berilium digunakan sebagai pembentuk campuran logam untuk kemudi pesawat

jet, kalsium digunakan untuk nutrisi pertumbuhan gigi dan tulang.

3. Logam transisi. Logam transisi terletak pada golongan II dan III. Contoh besi, nikel, seng.

4. Nonlogam halogen. Contoh fluorin, clorin, bromine, iodium, astatine.

Terletak pada golongan VII. Fluorin digunakan pada pasta gigi dan bromine untuk disinfektan.

5. Nonlogam gas mulia. Contoh helium, neon, argon, krypton, xenon, dan radon. Terletak pada golongan VIII.

SENYAWA

i. Definisi Senyawa

Senyawa kimia adalah zat kimia murni yang terdiri dari dua atau beberapa unsur yang dapat dipecah-pecah lagi menjadi unsur-unsur pembentuknya dengan reaksi kimia tersebut, misalnya H2O (dihidrogen monoksida) atau yang biasa disebut air itu terdiri dari 2 atom yaitu hidrogen dan oksigen.

Berdasarkan jenis unsur yang menyusun senyawa, senyawa dibedakan atas senyawa biner dansenyawa poliatom :

a. Senyawa biner : senyawa yang terdiri atas 2 jenis unsur.

Senyawa biner dari logam dan nonlogam : nama logam disebut terlebih dahulu , kemudian nama nonlogam yang dberi akhiran –ida. Misal : NaCl : natrium clorida.

Senyawa biner dari nonlogam : nama nonlogam yang ditulis pertama kali disebut terlebih dahulu, kemudian nama nonlogam berikutnya yang diberi akhiran ida. Jika ada pasangan unsur yang bersenyawa lebih dari satu jenis senyawa, maka penamaan senyawa tersebut dapat dibedakan dengan menyebutkan angka indeksnya. Angka-angka tersebut dinyatakan dalam bahasa yunani. Misal : CO : karbon monoksida.

Senyawa biner dari hidrogen dan nonlogam : menggunakan kata hidrogen sebagai nama depan, dan nama nonlogam sebagai nama belakang, diberi akhiran ida. Menggunakan kata asam sebagai nama depan dan nama nonlogam sebagai nama belakang diberi akhiran ida. Misal : HF : hidrogen flourida atau asam flourida.

b. Senyawa poliatom : senyawa ion yang terdiri dari 2 atom atau lebih atom yang bergabung bersama-sama dalam satu ion.penamaannya adalah nama ion positif (kation) disebut terlebih dahulu kemudian nama ion negatif (anion). Misal : NH4Cl : ammonium clorida.

ii. Sifat sifat senyawa

a. Senyawa itu dapat terbentuk apabila melalui suatu proses dari reaksi kimia

b. Komponen penyusun yang ada pada suatu senyawa pasti mempunyai suatu perbandingan tertentu yang sifatnya tentu saja itu tetap. (hukum Proust)

c. Senyawa itu nggak bakal bisa dipisahkan dengan komponen penyusunnya kembali dengan melalui reaksi fisika.

d. Senyawa itu dapat dikategorikan sebagai senyawa zat tunggal.

e. Mempunyai sifat-sifat tertentu yang berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya.perbandingan dua hydrogen dan satu oksigen.

iii. Penamaan dalam senyawa

a. Senyawa yang terdiri dari unsur logam dan unsur nonlogam.

Nama dalam suatu unsur logam menjadi nama depan atau boleh dikatakan dengan duluan dan unsur nonlogam menjadi nama belakang.

Contoh:

Unsur logam unsur nonlogam rumus kimia nama senyawa

Magnesium oksigen MgO

Magnesium oksida

Kalium Brom KBr

Kalsium Bromida

b. Senyawa yang hanya terdiri dari unsur nonlogamnya saja

Senyawa yang terdiri atas dua unsur nonlogam, nama belakangnya pasti akan diberi akhiran/cta. Apabila ada pasangan dalam suatu unsur yang bersenyawa lebih dari satu, maka penamaan senyawa tersebut dibedakan dengan menyebutkan angka indeksnya, yang dinyatakan dalam bahasa yunani sebagai berikut.

1 = mono 5 = penta 9 = nona

2 = di 6 = heksa 10 = deka

3 = tri 7 = hepta

4 = tetra 8 = okta Contoh : CO = Karbon monoksida C02 = Karbon dioksida

c. Senyawa yang terdiri atas unsur hidrogen dan nonlogam

Terdapat dua aturan dalam pemberian penamaan untuk senyawa yang, tersusun atas unsur hidrogen dan nonlogam, yaitu:

1) Kata hidrogen itu dapat dijadikan nama depan dan nama unsur nonlogam sebagai nama belakang dengan akhiran kata Ida.

Contohny seperti HF = Hidrogen fluorida

2) Menggunakan kata asam sebagai nama depan dan nama unsur nonlogam sebagai nama belakang ditambah akhiran ida

Contohnya seperti HF = Asam fluorida

d. Senyawa yang terdiri atas unsur logam, oksigen, dan unsur hydrogen apabila dalam suatu unsur oksigen merupakan unsur kedua yang diikuti dengan unsur hydrogen maka penamaan senyawa dapat menggunakan suatu nama unsur logam sebagai nama depan. Kata hidroksida yang merupakan gabungan nama unsur hidrogen dan oksigen, sebagai nama belakangnya.

Contoh: NaOH: Natrium hidroksida KOH: Kalium hidroksida