LKPD Halogen [PDF]

Citation preview

Lembar Kegiatan Peserta Didik



HALOGEN Kelompok Anggota kelompok



Tujuan Pembelajaran



: : 1. 2. 3. 4. : Siswa mampu menganalisis sifat fisik dan sifat kimia, kelimpahan, manfaat dan dampak, serta cara pembuatan unsur halogen



A. Fenomena Wujud Unsur Halogen



Coba anda perhatikan!!



Jika kita amati pada golongan halogen itu wujud dari unsurunsurnya bervariasi, ada 3 wujud yaitu wujud gas, cair, dan padat.



B. Rumusan



Berdasarkan fenomena di atas, rumuskan masalah yang ingin diselesaikan!.



............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ .................................................................................................................................



C. Hipotesi Buatlah jawaban sementara atau hipotesis dari rumusan masalah yang telah dibuat! Mengetahui sifat fisik dan sifat kimia, kelimpahan, manfaat dan dampak, serta cara pembuatan unsur halogen



D.



Mengumpulkan Tabel Sifat Unsur Halogen JariUnsur



jari



Massa



atom



atom



Kerapatan



Titik



Titik



(kg/m3)



didih



leleh



(oC)



(oC)



(pm) Fluorin



Energi ionisasi



Afinitas Keelektronegatifan



(kJ/mol)



electron (kj/Mol)



133



19,00



1,696



-188



-220



1.680



4,0



-328



180



35,45



3,214



-35



-101



1.250



3,0



-349



195



79,90



3.119



59



-7,2



1.140



2,8



-325



215



126,9



4.930



184



114



1.008



2,5



-295



(F) Klorin (Cl) Bromin (Br) Iodin (I)



A. Analisis Sifat Fisik Unsur Halogen (Berdasarkan Tabel) 1. Berdasarkan tabel di atas, bagaimanakah kecenderungan kerapatan unsur halogen dari atas ke bawah? Jawab : semakin ke bawah (dari tabel periodik), kerapatan dan jari-jarinya juga semakin meningkat.



2. Bagaimanakah kerapatan unsur-unsur halogen bila dihubungkan dengan massa atom? Jawab : Jika dihubungkan dengan masa atom, semakin bawah masa atom semakin besar.



3. Gambarkan dua senyawa diatomik halogen ( F2 dan Cl2) ? Jawab :



4. Jelaskan dengan gambar tersebut (soal no.3), bagaimana terbentuknya dipol pada molekulmolekul tersebut ! Jawab : Kepolaran ikatan kovalen dapat dinyatakan dengan momen dipol (μ), yaitu hasil kali antara selisih muatan dengan jarak antara kedua muatan. Semakin besar nilai momen dipol, semakin polar molekul tersebut. Sebaliknya, molekul dengan nilai momen dipol mendekati atau sama dengan 0, bersifat nonpolar.



F2 dan CL2 merupakan molekul yang bersifat nonpolar karena sebaran kerapatan elektron dan dan bentuk simetris. Karena kedua molekul bersifat nonpolar maka momen dipolnya (μ) sama dengan nol (0).



5. Apa yang akan terjadi jika dipol positif bertemu dengan dipol negatif? Jawab :Gaya antarmolekul ini memiliki sifat tarik menarik dan juga tolak-menolak antar molekul. Ketika dua molekulnya berdekatan, gaya tolak antara muatan yang sama akan timbul dan semakin tinggi energi tolaknya. Oleh karena itu akan dibutuhkan energi yang lebih tinggi pula untuk memampatkan suatu molekul. 6. Manakah yang lebih kuat gaya antar molekulnya, florin atau klorin? Jelaskan! Jawab :Jenis interaksi antar molekul : 1. Gaya London Gaya London adalah interaksi molekul antar molekul non polar. 2. Gaya dipol-dipol Gaya dipol-dipol adalah interaksi molekul antar molekul polar. 3. Ikatan hidrogen Ikatan hidrogen adalah interaksi antar molekul yang dimana atom H berikatan dengan usur yang memiliki keelektronrgatifan tinggi (F,O,N). Molekul F2 (Mr = 38) dan molekul Cl2 (Mr = 71) adalah sama -sama senyawa non polar. Kedua senyawa ini memiliki gaya London, dimana Gaya London di Cl2 lebih kuat daripada F2 karena Mr Cl2 lebih besar daripada F2. 7. Jika semua senyawa diatomik halogen digambarkan gaya tarik antar molekulnya (jumlah elektronnya bertambah), maka manakah yang akan memiliki gaya antar molekul yang kuat? Jawab : yang paling atas karena yang atas punya kereaktifan cukup tinggi. Dan Dari atas ke bawah (dari nomor atom rendah ke besar), kereaktifannya semakin berkurang



8. Bagaimana kecenderungan kerapatan unsure halogen dalam satu golongan (dari atas ke bawah) bila ditinjau dari gaya tarik antar molekulnya? Jawab : Kerapatan atau densitas gas mulia dalam satu golongan semakin ke bawah semakin besar. Hal ini karena massa atom yang semakin besar (berarti lebih banyak proton dan elektronnya), menyebabkan persebaran elektron pada kulit atom semakin sulit untuk merata dengan seimbang, sehingga akan terbentuk dipol (kutub) sementara dan menyebabkan adanya gaya london dengan atom lain. Adanya gaya london ini menyebabkan tarik-menarik antar atom, sehingga kerapatan antar atom akan bertambah. Dipol positif dari atom akan tarik-menarik dengan dipol negatif dari atom lainnya, begitu juga sebaliknya. Walaupun, golongan gas mulia semakin ke bawah jari-jari atom semakin besar karena bertambahnya periode (atau kulit atom), sehingga seharusnya kerapatan berkurang, tetapi



pengaruh dari gaya london ini signifikan lebih besar daripada pengaruh dari jari-jari atom. Jadi, kerapatan unsur akan tetap semakin besar. Jadi, kerapatan gas mulia dalam satu golongan (dari atas ke bawah) akan semakin besar:



9. Bagaimana hubungan antara kerapatan, massa atom, dan gaya antar molekul pada unsure halogen? Jawab : Saling berkaitan pada kerapatan Halogen semakin ke bawah semakin meningkat, masa atom pun semakin bertambah dan gaya antar molekul memiliki pengaruh pada titik didih dan titik leleh pada halogen yang dimna titik didih dan titik leleh ini semakin padat Maka semakin besar. Semakin kebawah (dari tabel periodik) dan kerapatan dan jari – jarinya semakin meningkat.



10. Jika dalam satu golongan (dari atas ke bawah), kerapatan dan gaya tarik antar molekul unsur halogen semakin besar, bagaimana energi yang dibutuhkan untuk dapat melepaskan elektronnya? Jawab : ada kaitannya dengan afinitas elektron. DI mana suatu unsur punya kecenderungan untuk menarik satu elektron ke pihaknya dan membentuk ion negatif. Dan Jika energi ionisasi kecil artinya elektron mudah dilepaskan, dan begitupun sebaliknya. Energi ionisasi halogen dari atas ke bawah makin kecil. Hal ini dikarenakan dari atas ke bawah jari-jari atom semakin bertambah, akibatnya gaya tarik inti atom terhadap elektron terluar semakin lemah sehingga elektron lebih mudah dilepaskan 11. Bagaimana dengan titik didih dan titik leleh pada unsur halogen jika dihubungkan mudah atau sukarnya elektron lepas ? Jawab : Semakin padat, maka semakin besar titik leleh dan titik didihnya.



12. Bagaimana kecenderungan titik ddih, titik leleh, dan titik lebur pada unsur halogen jika ditinjau dari kuatnya gaya tarik antar molekul dan mudah sukarnya elektron lepas ? Jawab :Jadi titik didih, Titik leleh, ataupun titik leburnya gas mulia selaras dengan makin besarnya nomor atom. Titik didih dan titik leleh gas mulia sangat rendah. Hal itu menunjukkan gaya tarik menarik antar atom (ikata Van Der Waals) sangat lemah.



B. Analisis Sifat Kimia Unsur Halogen 1. Diantara unsure halogen, manakah yang lebih mudah melepaskan electron terluarnya (dari atas ke bawah)? Jawab: Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terluarnya. Kecenderungan energi ionisasi dalam satu golongan (dari bawah ke atas) adalah dengan semakin bertambahnya nomor atom, maka energi ionisasi akan semakin besar. Hal ini karena semakin kecil jarijari atom dari bawah ke atas sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kuat maka atom akan semakin sulit untuk melepas elektron. Maka, energi ionisasi unsur halogen dari bawah ke atas akan semakin besar. Urutan energi ionisasi dari yang terkecil ke besar adalahI < Br < Cl < F Jadi, energi ionisasi paling besar adalah fluorin. undefined 2. Bagaimanakah kecenderungan kereaktifan unsur halogen dalam satu golongan (dari atas ke bawah)? Jawab : Kelompok halogen adalah unsur-unsur yang punya kereaktifan cukup tinggi. Dari atas ke bawah (dari nomor atom rendah ke besar), kereaktifannya semakin berkurang. 3. Bagaimanakah kereaktifan unsur halogen bila dihubungkan dengan keelektronegatifannya? Jawab :Kereaktifan halogen dipengaruhi oleh keelektronegatifan-nya. Semakin tinggi keelektronegatifan maka semakin reaktif unsur halogen karena semakin mudah menarik elektron untuk membentuk ion negatif.



C. Kelimpahan Unsur Halogen 1. Apakah ada dijumpai di alam unsur halogen dalam keadaan bebas? Jawab : Halogen tidak ditemukan di alam dalam keadaan bebas karena unsur-unsur halogen sangat reaktif dan mudah membentuk senyawa 2. Berdasarkan sifat kereaktifan unsur halogen, jelaskan bagaimana keberadaan unsur halogen di alam? Jawab : Unsur Halogen tidak dapat ditemukan di alam secara bebas, karena bersifat reaktif. Unsur-unsur ini terdapat di alam sebagai senyawa garam. 3. Dari penjelasan nomor 2, simpulkan bagaimana kelimpahan halogen di alam? Jawab : Masing – masing unsur halogen memiliki kegunaan masing-masing, tapi harus digunakan sesuai dengan kebutuhan saja. Karena jika digunakan secara berlebihan akan menimbulkan kerusakan, misal penggunaan gas CFC jika digunakan secra berlebihaan akan menimbulkan menipisnya lapisan ozon. Dan unsur halogen ini tidak dapat ditemukan dialam secara bebas karena bersifat reaktif, sehingga bisa dikatakan unsur halogen sangat berharga.



D. Manfaat dan Dampak Unsur Halogen 1. Berdasarkan pengamatan kalian dalam kehidupan sehari-hari, senyawa halogen digunakan dalam bidang apa dan produk apa saja yang mengandung unsur halogen? Sebutkan! Jawab: 



Flourin terdapat dalam senyawa Freon seperti CCl2F2 dan plastik tahan panas yang dikenal dengan teflon, bentuk polimer dari C2F4







Klorin terdapat dalam senyawa pestisida seperti DDT, aldrin, dan dieldrin. Klorin juga terdapat dalam produk polimer seperti PVC (poli vinil klorida), yaitu bentuk polimer dari vinil klorida CH2CHCl. Klorin



juga terdapat dalam produk pelarut seperti karbon



tetraklorida CCl4 



Bromin terdapat dalam senyawa etilen dibromida C2H4Br2, sebuah komponen bensin etil pengganti senyawa timbal yang berfungsi sebagai zat anti ketukan (antiknock)







Iodin terdapat dalam senyawa iodoform CHI3, zat berwarna kuning dan mempunyai bau khas dan digunakan sebagai obat antiseptic untuk luka.



2. Salah satu pemanfaatan senyawa halogen yaitu pada pendingin (AC) yaitu senyawa CFC (klorfluorin-karbon) yang digunakan refrigeran. Namun di zaman sekarang hal itu tidak digunakan lagi. Jelaskan mengapa senyawa halogen tersebut yang dulunya bermanfaat tidak difungsikan lagi? Dampak apa yang ditimbulkannya? Jawab : Karena Ketika terlepas ke atmosfer, freon (CFC) akan berubah menjadi Karbondioksida yang akan menambah kepadatan gas rumah kaca di atmosfer. Sehingga dampak yang ditimbulkannya . CFC mengakibatkan penipisan lapisan ozon bumi. Sehingga sinar Ultarviolet matahari masuk ke bumi secara langsung dan meningkatkan suhu bumi.



Cara memperoleh Fluorin : Unsur fluorin (F) dapat diperoleh dengan cara elektrolisis leburan KHF2 sesuai reaksi: HF2^- HF + + e^- Waktu yang diperlukan untuk memperoleh 15 liter F2 E. Proses Pembuatan Unsur Halogen (diukur pada 0 C dan tekanan 1 atm) dengan arus 20 ampere (1 faraday = = 96.500 Setelah menyaksikan video yang ditampilkan, jelaskan kembali bagaimana cara memperoleh/ coulomb, 1 mol gas = 22,4 liter). pembuatan unsur halogen ! Jawab :



Cara memperoleh Bromin : Bromin dapat dibuat dengan cara mengoksidasi ion bromide dalam air laut dengan klorin. Iodin juga dapat dibuat dengan reduksi ion iodat dengan mengalirkan natrium hidrogensulfit kedalam garam Chili (NaIO3). Cara memperoleh Klorin : Klorin dapat dibuat menggunakan 3 cara yaitu proses deacon (oksidasi), HCl dicampur dengan udara, kemudian dialirkan melalui CuCl2 yang bertindak sebagai katalis dan reaksi terjadi pada suhu ± 4300C dan tekanan 20 atm. Cara kedua, elektrolisis larutan NaCl menggunakan diafragma. Cara ketiga, elektrolisis lelehan NaCl.



Cara memperoleh Iodin : Iodin dapat ditemukan pada senyawa natrium iodat ( ) dan rumput laut. Iodin juga bisa ditemukan dengan cara mengekstrak mineral yang ditemukan di Chile. Iodin yang berasal dari rumput laut dapat dipisahkan dengan cara membakar rumput laut.



Berdasarkan hasil analisis kalian, tuliskan hal yang bisa kalian simpulkan terkait : a. Sifat fisik dan sifat kimia unsur halogen! b. Kelimpahan unsur halogen



c. Manfaat dan dampak dari senyawa halogen d. Cara pembuatan unsur halogen Jawaban :



a.Sifat fisis dari unsur halogen adalah titik leleh dan titik didihnya meningkat seiring dengan kenaikan nomor atom. Di suhu ruangan, fluorin dan klorin berwujud gas, sementara bromin berwujud cair yang mudah menguap dan iodin berupa padatan yang mudah menyublim. Sifat kimia unsur halogen adalah reaktivitasnya yang tinggi sebagai unsur nonlogam. Halogen dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk asam halogenida. Jika bereaksi dengan basa, alogen akan membentuk garam. Jika bereaksi dengan logam, halogen akan menghasilkan logam halogenida yang memiliki bilangan oksidasi tinggi. b. Fluorin dan klorin merupakan unsur halogen yang melimpah di alam. Fluorin terdapat dalammineral fluorapatit, 3Ca3(PO4)2.CaF2 dan mineral fluorit, CaF2. Bentuk kedua mineraltersebut ditunjukkan pada gambar disamping. Klorin melimpah dalam bentuk NaCl terlarut dilautan maupun sebagai deposit garam. Unsur clorin (Cl) merupakan unsur yang banyak ditemukan pada garam NaCl di lautan maupun pada deposit garam. Bromin (Br) memiliki kelimpahan yang kurang, secara umum bromin terdapat dalam bentuk ion Br yang terdapat pada air laut. unsur Iodin (I) terdapat di alam dengan kelimpahan yang jumlahnya sedikit. Unsur iodin ditemukan di alam sebagai garam Natrium Iodida (NaI) yang larut dalam air laut. Selain itu, unsur iodin juga ditemukan di alam sebagai natrium iodat (NaIO3) dan dalam bentuk garam nitrat.c Unsur astatin (At) merupakan satu-satunya unsur golongan halogen yang tidak terdapat di alam. Unsur astatin ini memiliki sifat yang berbeda dengan unsur halogen lainnya, astatin bersifat radioaktif yang akan lebih stabil jika berubah menjadi unsur lain.



c. Manfaat : -)Senyawa halogen dengan Natrium klorida (NaCl) berfungsi sebagai penyedap makana.



-)Senyawa halogen yang berikatan dengan alkana membentuk alkil halida seperti CFC, HCFC dll yang berfungsi sebagai pendingin, bahan baku aerosol dan juga pengering. -)senyawa halogen dengan alkena membentuk halogenalkena seperti kloroetena dan tetraflouroetena untuk bahan baku plastik PVC dan PTFESenyawa halogen bereaksi dengan hidrogen membentuk asam halida seperti HCl yang berperan penting untuk mengekstraksi logam



Dampak : -) CFC bereaksi dengan ozon menyebabkan berkurangnya lapisan ozon di atmosfer yang mengakibatkan pemanasan global -)Pestisida DTT dari halogen tidak dapat terurai secara alami dan dapat terakumulasi dalam tubuh manusia melalui tumbuhan yang dikonsumsi. -)CCl4 mengakibatkan kerusakan fungsi hati dan syaraf. d. 1. Fluorin Pembuatan unsur dan senyawa fluor dapat diperoleh dengan menggunakan proses Moissan, sesuai dengan nama orang yang pertama kali mengisolasi fluorin, H. Moissan (1886). Proses ini menggunkan metode elektrolisis HF terlarut dalam leburan KHF2. Dengan reaksi : 2 HF        H2(g) + F2(g) 2 . Klorin Klorin dapat dibuat menggunakan 3 cara yaitu proses deacon (oksidasi), HCl dicampur dengan udara, kemudian dialirkan melalui CuCl2 yang bertindak sebagai katalis dan reaksi terjadi pada suhu ± 4300C dan tekanan 20 atm. Cara kedua, elektrolisis larutan NaCl menggunakan diafragma. Cara ketiga, elektrolisis lelehan NaCl. 3. Bromin Pada skala industry, bromin dihasilkan dengan mengektraksi air laut. Hal ini karena kandungan air laut Br – tinggi (kira-kira 70 ppm). Mula-mula pH air laut dibuat menjadi 3,5 dan kemudian direaksikan dengan Cl2(g) untuk mengoksidasi Br – menjadi Br2(g). 4 . Lodin



Dalam skala industry, iodin diperoleh dengan mereaksikan NaIO3 dengan natrium bisulfit (NaHSO3). Endapan I2 yang di dapat, disaring dan dimurnikan.