Kimia Anorganik Golongan 5A [PDF]

Citation preview

Reaksi – Reaksi Kimia Pada Unsur Golongan VA



Golongan V A Unsur yang terdapat pada golongan V A BISMUT NITROGEN



ARSEN



FOSFOR



ANTIMON



UNSUR NITROGEN



Pengertian Nitrogen (N) Nitrogen adalah salah satu unsur golongan VA yang merupakan unsur nonlogam dan gas yang paling banyak di atmosfir bumi. Nitrogen merupakan unsur yang relatif stabil, tetapi membentuk isotop-isotop yang 4 di antaranya bersifat radioaktiv. Di alam nitrogen terdapat dalam bentuk gas N2 yang tidak berwarna dan tidak berbau, tidak berasa, dan tidak beracun.



Nitrogen juga merupakan molekul diatomik yang memiliki ikatan rangkap tiga.



Molekul nitrogen ini sangat ringan dan nonpolar sehingga gaya van der waals antar molekulsangat kecil. Gas ini masuk dan keluar tubuh manusia sewaktu bernafas tanpa berubah.



Kelimpahan Nitrogen (N) 1. Nitrogen terdapat di alam sebagai unsur bebas berupa molekul diatomik (N2) kira-kira 78,09% volume atmosfir 2. Dijumpai dalam mineral penting seperti (KNO3) dan sendawa Chili (NaNO3) 3. Pada tumbuhuan dan hewan, nitrogen berupa bentuk protein yang komposisi rataratanya 51% C; 25% O; 16% N; 7% H; 0,4%P; dan 0,4% S



Sifat Kimia dan Fisik Nitrogen 1.



Ditemukkan oleh Daniel Rutherfrrod pada tahun 1772 2. Mempunyai massa atom 14,0067 sma 3. Mempunyai nomor atom 7 4. Titik didih -196°C 5. Titik beku -210°C 6. Mempunyai jari-jari atom 0,92Å 7. Mempunyai Konfigurasi [He]2s² 2p³ 8. Mempunyai volume atom 17,30 cm³ mol 9. Mempunyai struktur heksagonal 10. Mempunyai massa jenis 1,2151 gram/cm³



1. 2.



Mempunyai kapasitas panas 1,042 J/gK Mempunyai potensial ionisasi 14,534 Volt 3. Mempunyai energi ionisasi k-1 = 1402,3 kJ/mol ; k-2 = 2856 kJ/mol ; k-3 = 45781 kJ/mol 4. Mempunyai nilai elektronegativitas 3,04 5. Mempunyai konduktivitas kalor 0,02598 W/mK 6. Mempunyai harga entalpi pembentukan 0,36 kJ/mol 7. Mempunyai harga bentalpi penguapaan 2,7928kJ/mol 8. Berupa gas tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, dan tidak beracun. 9. Mudah menguap, Tidak reaktif, Bersifat diamagnetik 10. Elektronegatifannya paling tinggi dalam satu golongan



Pembuatan Nitrogen 1. Di laboratorium dari dekomposisi termal senyawa CNH₄NO₂ dengan cara dipanaskan. Reaksinya seperti berikut : 2.



3.



amonium



nitrit



Dalam industri, dengan cara destruksi bertingkat dan pencairan (destilasi udaracair) karena N₂ mempunyai titik didih rendah daripada O₂ maka ia lebih dahulumenguap sebagai fraksi pertama Secara spektroskop N₂ murni di buat dengan dekomposisi termal NatriumBarium Azida. Berikut reaksinya:



4. Pemanasan NH₄NO₂ melalui reaksi sebagai berikut :



5. Oksidasi NH₃melalui reaksi sebagai berikut :



6. Destilasi (penyulingan ) bertingkat dari udara cair.



Reaksi-Reaksi Nitrogen Pada suhu yang tinggi nitrogen menjadi lebih reaktif khususnya bilamana diberikatalis pada reaksinya. Reaksi yang khas adalah :



Senyawa-Senyawa Nitrogen 1. Nitrida ( senyawa metal nitrogen ) 2. Nitrida Hidrida ( NH₃, garam amonium, hidrasin N₂H₄, hidroksilamin NH2OH ) 3. Oksida nitrogen ( N₂O, NO, NO₂, N₂O₅) 4. Ion nitronium ( NO₂⁺) 5. Asam nitrit



Kegunaan Nitrogen 1.



Dalam bentuk amonia niotrogen digunsksn sebagai bahan pupuk, obatobatan,asam nitrat, urea, hidrasin, amin, dan pendingin.



2.



Asam nitrat digunakan dalam pembuatan zat pewarna dan bahan peledak. Nitrogen sering digunakan jika diperlukan lingkungan yang inert, misalnya dalam bola lampu listrik untuk mencegah evaporasi filamen



3. 4.



Sedangkan nitrogen cair banyak digunakan sebagai refrigerant (pendingin) yangsangat efektif karena relatif murah



5.



Banyak digunakan oleh laboratorium-laboratorium medis dan laboratorium-laboratorium penelitian sebagai pengawet bahan-bahan preservatif untuk jangkawaktu yang sangat lama, misalnya pada bank sperma, bank penyimpanan organ-organ tubuh manusia, bank darah, dsb



FOSFOR Fosfor (P) yaitu unsur kmia dengan nomor atom 15, dengan nomor massa 30,974. fosfor berupa nonlogam, fosfor ditemukan oleh Hannig Brand tahun 1669 di Hamburg jerman. Fosfor amatlah reaktif dan merupakan unsur penting dalam makhluk hidup yang ditemukan dalam berbagai bentuk. Fosfor terdapat dalam tiga bentuk alotropik, yaitu : 1. Fosfor putih 2. Fosfor merah 3. Fosfor hitam



Kegunaan Kegunaannya yakni pada ragaan tabung sinar katode (CRT) dan lampu pendar, berbagai jenis mainan yang dapat berpendar dalam gelap (glow in the dark), korek api setelah dicampur dengan karbon dan belerang. Fosfor putih digunakan dalam barang konsumsi, seperti minuman bersoda dan pasta gigi. Selain itu, fosfor putih dipakai dalam industri untuk membuat asam fosfat, untuk pupuk, bahan pengawet makanan, dan zat pembersih. Fosfor penting untuk otot-otot. Tanpa fosfor didalam tubuh, kita tidak dapat mengangkat kening atau menggerakkan jari sekalipun. Fosfor menolong juga dalam memelihara keseimbangan asam basa yang normal di dalam tubuh dan perlu sekali dalam pembentukan gigi yang sehat dan tulang yang kuat.



Proses Pembuatan Fosfor Sumber utama industry fosfor adalah Ca3(PO4)2. Dalam prosesnya, Ca3(PO4)2 dicampur dengan karbon dan silika (SiO2) pada temperature 1400⁰C - 1500⁰C (dengan bunga api listrik). SiO2 bereaksi dengan Ca3(PO4)2 pada temperature tersebut mengahasilkan P4O10 (g). Reaksinya sebagai berikut : 2 Ca3(PO4)2 (l) + 6 SiO2 (l) → 6 CaSiO3 (l) + P4O10 (g) Kemudian , P4O10 (g) direduksi dengan karbon , reaksinya sebagai berikut : P4O10 (g) + C (s) → P4 (g) + 10 CO2 (g) P4 (g) yang terjadi dikristalkan dan disimpan di dalam CS2 cair atau di dalam air. Hal itu guna menghindari terjadinya oksidasi dengan oksigen dari udara yang cepat terjadi pada temperatur 30⁰C berupa nyala fosfor. P4 hasil pengolahan merupakan salah satu bentuk alotropi fosfor, yaitu fosfor putih.



Sifat kimia fosfor     



lambang P dengan nomor atom 15 berupa nonlogam,bervalensi banyak termasuk golongan nitrogen banyak ditemui dalam batuan fosfat anorganik ditemui dalam semua sel hidup tetapi tidak pernah ditemui dalam bentuk unsur bebasnya.  memancarkan pendar cahaya yang lemah ketika bergabung dengan oksigen  merupakan unsur penting dalam makhluk hidup.



Reaksi kimia dalam fosfor 1. Reaksi dengan oksigen Fosfor dapat bereaksi dengan oksigen membentuk difosfor(V) oksida. Reaksinya sebagai berikut : 4P(s) + 5O2(g)  P4O10(s) 2. Reaksi dengan belerang Fosfor dapat bereaksi dengan belerang membentuk fosfor(V) sulfida. Reaksinya terjadi diatas suhu 300oC. Reaksinya sebagai berikut : 2P(s) + 5S(s)  P2O5(l) 3. Reaksi dengan gas klorida Fosfor dapat bereaksi dengan gas klorida membentuk fosfor(III) klorida. Reaksinya sebagai berikut : Cl2(g) + 2P(s)  2PCl3(s)



Apabila fosfor(III) klorida direaksikan kembali dengan gas klorida maka akan terbentuk fosfor(V) Klorida PCl3(s) + Cl2(g)  2PCl5(s) Apabila fosfor(III) klorida direaksikan dengan gas oksigen maka akan terbentuk fosfor(V) oksiklorida pada suhu 50 oC -60oC. Reaksinya sebagai berikut : PCl3(s) + O2(g)  2POCl3(s) Apabila fosfor(III) klorida direaksikan dengan belerang maka akan terbentuk fosfor(V) sulfoklorida. Reaksinya sebagai berikut : PCl3(s) + S(g)  2PSCl3(s)



Apabila fosfor(III) klorida direaksikan dengan air maka akan terbentuk asam fosfit dan asam klorida. Reaksinya sebagai berikut : PCl3(s) + H2O(l)  2H3PO3(aq) + HCl(aq ) 4. Reaksi fosfor dengan halogen Pada Fosfor Putih, P4 bereaksi keras dengan semua halogen di temperatur ruang untuk membentuk fosfor (III) trihalida. P4 (s) + 6F2 (g)  4PF3 (g) P4 (s) + 6Cl2 (g)  4PCl3 (g) P4 (s) + 6Br2 (g)  4PBr3 (g) P4 (s) + 6I2 (g)  4PI3 (g) 4. Reaksi Fosfor dengan asam Fosfor tidak bereaksi dengan larutan asam non oksidasi.



Antimon (Sb) • Nomor atom unsur yakni 51. • Nomor massa unsur yakni 121,76 .



KEGUNAAN 1.) Penguat timbal pada baterai. 2.) Campuran pada keramik, gelas dan cat. Pada manusia bersifat toksik (toksikan).



Reaksi-Reaksi Kimia Unsur Antimon • Reaksi dengan air 2Sb(s) + 3H20 (g)



Sb203 (s) + 3H2 (g)



• Reaksi dengan udara 4Sb(s) + 3O2 (g)



2Sb203 (s)



• Reaksi dengan halogen 2Sb (s) + 3F2 (g)



2SbF3



2Sb (s) + 3Cl2 (g)



2SbCl3



2Sb (s) + 3Br2 (g)



2SbBr3



2Sb (s) + 3I2 (g)



2SbI3



• Reaksi dengan asam 2 Sb (s) + 6 H2SO4 Sb2(SO4)3 + 3SO2 + 6 H 2O



BISMUT



logam paling diamagnetik Logam putih campuran sedikit bewarna merah jambu



Kekerasan rendah(mudah rapuh)



Bismut dan memiliki efek Hall yang tertinggi di antara logam



Ia memiliki resitansi listrik yang tinggi konduktor panas yang paling rendah di antara logam



Sumber Bismut  Sumber utama dari bismut adalah yang terdapat dalam keadaan bebas dan bijih sebagai sulfide yang dikenal dengan nama bismutinit (Bi2S3), bismuth (BiO3), serta bismutit (BiO)2CO3.  Negara yang kaya akan bismut ini adalah Bolivia, Tasmania, Canada, dan Amerika Serikat. Kebanyakan bismut yang diproduksi di Amerika didapatkan sebagai hasil produksi penyulingan timbal, tembaga, seng, perak dan bijih emas.



Bismut terdapat dialam



Bijih dipanggang untuk memperoleh oksidasinya Bi2O3



sebagai bijih sulfide dan Bi2S3 (bismuth glance) dan dalam bijih tembaga, timah dan timbel.



Direduksi dengan karbon atau dengan H2



Bismut yang terdapat dalamsenyawanya dengan tingkat oksidasi +3 dan +5.Senyawa bismuth dengan tingkatoksidasi +5 (NaBiO3, BiF5) bersifat oksidator kuat



Manfaat bismut  Bismut oxychloride digunakan dalam bidang kosmetik dan bismut subnitrate dan subcarbonate digunakan dalam bidang obat-obatan  Magnet permanen yang kuat bisa dibuat dari campuran bismanol (MnBi)  Bismut digunakan dalam produksi besi lunak  Bismut sedang dikembangkan sebagai katalis dalam pembuatan acrilic fiber.  Bismut telah diganakan dalam penyolderan, bismut rendah racun terutama untuk penyolderan dalam pemrosesan peralatan makanan.  Sebagai bahan lapisan kaca keramik.  Aloi bismuth dengan timbel dan antimony digunakan untuk piringan pita stere.



Reaksi Kimia Pada Bismut  Reaksi dengan air • Ketika bismut panas bereaksi dengan air untuk membentuk bismut (III) trioksida. 2Bi (s) + 3H2O (g) → Bi2O3 (s) + 3H2 (g)  Reaksi dengan udara • Setelah pemanasan bismut bereaksi dengan oksigen di udara untuk formulirtrioksida bismut (III). 4Bi (s) + 3O2 (g) → 2Bi2O3 (s)  Reaksi dengan halogen • Bismut bereaksi dengan fluor untuk membentuk bismut (V) fluoride. 2Bi (s) + 5F2 (g) → 2BiF5 (s) • Bismut bereaksi dalam kondisi yang terkendali dengan halogen fluorin, klorinbromin, dan iodin bismut (III) trihalides. 2Bi (s) + 3F2 (g) → 2BiF3 (s) 2Bi (s) + 3Cl2 (g) → 2BiCl3 (s) 2Bi (s) + 3Br2 (g) → 2BiBr3 (s) 2Bi (s) + 3I2 (g) → 2BiI3 (s)



Reaksi dengan asam • Bismut larut dalam asam sulfat pekat atau asam nitrat, untuk membentuk solusi yang mengandung Bi (III). Reaksi asam sulfat menghasilkan sulfur (IV) gas dioksida. Dengan asam klorida dalam kehadiran oksigen, bismut (III) klorida yang dihasilkan. 4Bi (s) + 3O2(g) + 12HCl (aq) → 4BiCl3 (aq) + 6H2O (l)



TERIMA KASIH