Makalah Gas Mulia - Kimia [PDF]

Citation preview

Makalah Tentang Gas Mulia



KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami ucapkan ke hadirat Tuhan YME karena atas rahmat dan karuniaNya kami dapat menyelesaikan karya ilmiah tentang ´gas mulia´ ini dengan tepat waktu. Penulisan karya ilmiah tentang gas mulia ini betujuan tidak lain adalah untuk memenuhi tugas kimia kelas XII tentang kimia unsur. Selain itu, karya ilmiah ini juga dibuat untuk meningkatkan rasa ingin tahu pembaca dan masyarakat mengenai gas-gas golongan 8A yang jarang ditemui dan langka.



Dalam makalah ini, akan dibahas sifat fisis dan kimia, reaksi yang terjadi, proses pembuatan, manfaat, serta dampak suatu unsur dan senyawa terhadap lingkungan. Unsur-unsur yang akan dibahas adalah unsur yang terdapat dalam gas mulia. Kami juga ingin mengucapkan terima kasih kepada para anggota yang telah bekerja sama dengan baik untuk menyelesaikan makalah tentang gas mulia ini sehingga kami dapat menampilkan yang terbaik kepada pembaca.



Kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca karena makalah kami belumlah sempurna. Akhir kata, kami ucapkan terima kasih.



Daftar Isi Kata Pengantar .................................................................... 1 Daftar Isi ............................................................................... 2 Pengertian Gas Mulia .........................................................



3



Sejarah Gas Mulia ...............................................................



3



Sifat Gas Mulia ....................................................................



4



Reaksi Gas Mulia ................................................................



6



Proses Pembuatan Gas Mulia ............................................



7



Manfaat dan Dampak Gas Mulia ........................................



9



Daftar Pustaka.....................................................................



12



Pengertian Gas Mulia



Gas mulia adalah unsur-unsur yang terdapat dalam golongan VIIIA yang memiliki kestabilan yang sangat tinggi dan sebagian ditemukan di alam dalam bentuk monoatomik. Unsur-unsur yang terdapat dalam gas mulia yaitu Helium (He),Neon (Ne), Argon(Ar), Kripton(Kr), Xenon (Xe), Radon (Rn). Gas-gas ini pun sangat sedikit kandungannya di bumi. dalam udara kering maka akan ditemukan kandungan gas mulia sebagai berikut :



Helium = 0,00052 % Neon = 0,00182 % Argon = 0,934 % Kripton = 0,00011 % Xenon = 0,000008 Radon = Radioaktif*



Tapi di alam semesta kandungan Helium paling banyak diantara gas mulia yang lain karena Helium meupakan bahan bakar dari matahari.



Sejarah Gas Mulia



Sejarah gas mulia berawal dari penemuan Cavendish pada tahun 1785. Cavendish menemukan sebagian kecil bagian udara (kurang dari 1/2000 bagian) sama sekali tidak berreaksi walaupun sudah melibatkan gas-gas atmosfer. Lalu pada tahun 1894, Lord Raleigh dan Sir William Ramsay berhasil memisahkan salah satu unsur gas di atmosfer (yang sekarang di kenal sebagai gas mulia) berdasarkan data spektrum. Lalu ia mencoba mereaksikan zat tersebut tetapi tidak berhasil dan akhirnya zat tersebut diberi nama Argon. Dan pada tahun1895 Ramsay berhasil mengisolasi Helium,hal ini berawal dari penemuan Janssen pada tahun 1868 saat gerhana matahari total. Janssen menemukan spectrum Helium dari sinar matahari berupa garis kuning. Nama Helium sendiri merupakan saran dari Lockyer danFrankland.Lalu pada tahun 1898 Ramsay dan Travers memperoleh zat baru yaitu Kripton,Xenon serta Neon. Kripton dan Xenon ditemukan dalam residu yang tersisa setelah udara cair hampir menguap semua. Sementara itu Neon ditemukan dengan cara mencairkan udara dan melakukan pemisahan dari gas lain dengan penyulingan bertingkat.Pada tahun 1900 Radon ditemukan oleh Friedrich Ernst Dorn, yang menyebutnya sebagai pancaran radium. Pada tahun William Ramsay dan Robert Whytlaw-Gray menyebutnya sebagai niton serta menentukan kerapatannya sehingga mereka menemukan Radon adalah zat yang paling berat di masanya (sampai sekarang).Nama Radon sendiri baru dikenal pada tahun 1923. Pembuatan unsur gas mulia sendiri baru ditemukan pada tahun 1962. Pembuatan unsur tersebut diawali oleh seorang ahli kimia yang berasal dari Kanada yaitu NeilBartlett. Neil Bartlett barhasil membuat senyawa xenon yaitu XePtF6, sejak saat itu barulah ditemukan berbagai gas mulia lain yang berhasil di buat. Dan akhirnya



istilahuntuk menyebut zat-zat telah berganti. Yang awalnya disebut gas inert (lembam) telah berganti menjadi gas mulia yang berarti stabil atau sukar berreaksi.



Asal usul nama unsur gas mulia: - Helium → Helios (Yunani) : Matahari - Argon →Argos (Yunani) : Malas - Neon → Neos (Yunani) : Baru - Kripton → Kriptos (Yunani) : Tersembunyi - Xenon → Xenos (Yunani) : Asing - Radon → Radium



Sifat Gas Mulia Gas mulia memiliki beberapa sifat baik secara fisis maupun kimia, sebelum membahas hal tersebut mari kita lihat data-data dari gas mulia.Berikut merupakan beberapa ciri fisis dari gas mulia.



Helium



Neon



Argon



Kripton Xenon



Radon



Nomor Atom



2



10



18



32



54



86



Elektron valensi



2



8



8



8



8



8



Jari-jari atom (A)



0,50



0,65



0,95



1,10



1,30



1,45



Massa atom (gram/mol)



4,0026



20,1797 39,348



83,8



131,29 222



Massa jenis (kg/m³)



0.1785



0,9



1,784



3,75



5,9



9,73



Titik didih (⁰C)



-268,8



-245,8



-185,7



-153



-108



-62



Titik leleh (⁰C)



-272,2



-248,4



189,1



-157



-112



-71



Bilangan oksidasi



0



0



0



0;2



0;2;4;6 0;4



Keelektronegatifan



-



-



-



3,1



2,4



2,1



Entalpi peleburan (kJ/mol)



*



0,332



1,19



1,64



2,30



2,89



Entalpi penguapan (kJ/mol)



0,0845



1,73



6,45



9,03



12,64



16,4



Afinitas electron (kJ/mol)



21



29



35



39



41



41



*= Helium dipadatkan dengan cara menaikkan tekanan bukan menurunkan suhu. Adapula hal penting yang menyebabkan gas mulia amat stabil yaitu konfigurasielektronnya. Berikut adalah konfigurasi elektron gas mulia He = 1s² Ne = 1s² 2s² 2p6 Ar = 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6



Kr = 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p6 Xe = 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p6 5s² 4d10 5p6 Rn = 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p6 5s² 4d10 5p6 6s² 4f14 5d10 6p6 Karena konfigurasi elektronnya yang stabil gas mulia juga biasa digunakan untukpenyingkatan konfigurasi elektron bagi unsur lain. Contoh : Br = 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p5 menjadi Br = [Ar] 4s² 3d10 4p5



Sifat Fisis Gas mulia merupakan unsur gas pada suhu kamar dan mendidih hanya beberapaderajat di atas titik cairnya. Jari-jari, titik leleh serta titik didih gasnya mulanyabertambah seiring bertambahnya nomor atom. Sedangkan energi pengionnyaberkurang.Dari data-data di atas kita bisa lihat bahwa nomor atom, jari-jari atom, massa atom,massa jenis, titik didih, titik beku, entalpi peleburan dan entalpi penguapan selalubertambah dari He ke Rn. Sedangkan energi ionisasi mengalami penurunan dari Heke Rn. Beberapa dari sifat tersebut mengalami kenaikan karena gaya london terutama pada entalpi peleburan dan entalpi penguapan.Elektron valensi gas mulia sudah memenuhi kaidah Duplet untuk He dan kaidahOktet untuk Ne, Ar, Kr, Xe dan Rn. Sedangkan untuk He, Ne, Ar tidak memiliki nilaikeelektronegatifan. Dan bilangan oksidasi yang di atas adalah bilangan oksidasiyang sudah di ketahui hingga sekarang.



Sifat Kimia Kereaktifan gas mulia akan berbanding lurus dengan jari-jari atomnya, jadikereaktifan gas mulia akan bertambah dari He ke Rn hal ini disebabkanpertambahan jari-jari atom menyebabkan daya tarik inti terhadap elektron kulit luar berkurang, sehingga semakin



mudah ditarik oleh atom lain.Tetapi gas mulia adalah unsur yang tidak reaktif karena memiliki konfigurasi elektronyang sudah satbil, hal ini didukung kenyataan bahwa gas mulia di alam selaluberada sebagai atom tunggal atau monoatomik. Tetapi bukan berarti gas mulia tidakdapat berreaksi, hingga sekarang gas mulia periode 3 ke atas (Ar, Kr, Xe, Rn) sudahdapat berreaksi dengan unsur yang sangat elektronegatif seperti Flourin danOksigen.



Reaksi Gas Mulia Gas Mulia adalah gas yang sudah memiliki 8 elektron valensi dan memilikikestabilan yang tinggi. Tetapi gas mulia pun masih dapat berreaksi dengan atomlain.Karena sebenarnya tidak semua sub kuit pada gas mulia terisi penuh. Contoh: Ar : [Ne] 3s² 3p6



Sebenarnya atom Ar masih memiliki 1 Sub kulit yang masih kosong yaitu sub kulit d jadi Ar : [Ne] 3s² 3p6 3d0 jadi masih bisa diisi oleh atom-atom lain.



Berikut adalah beberapa contoh Reaksi dan cara pereaksian pada gas mulia



Gas Mulia



Reaksi



Nama senyawa yang terbentuk



Cara peraksian



Ar (Argon)



Ar(s) + HF → HArF



Argonhidroflourida



Senyawa ini dihasilkan oleh fotolisisdan matriks Ar padat dan stabil padasuhu rendah



Kr (Kripton) Kr(s) + F₂(s) → KrF₂(s)



Kripton flourida



Reaksi ini dihasilkan dengan caramendinginkan Kr dan F₂ pada suhu -196⁰C lalu diberi loncatan muatan listrik atau sinar X



Xe (Xenon)



Xenon flourida



XeF₂ dan XeF₄ dapat diperoleh dari pemanasan Xe danF₂ pada tekanan 6 atm, jika umlah peraksi F₂ lebih besar maka akan diperoleh XeF6



Xe(g) + F₂(g) → XeF₂(s)



Xenon oksida Xe(g) + 2 F₂(g) → XeF₄(s)



Xe(g) + 3 F₂(g) → XeF6(s)



XeF6(s) + 3H₂O(l) → XeO₃(s) + 6HF(aq)



XeO₄ dibuat dari reaksi disproporsionasi (reaksi dimana unsur pereaksi yang sama sebagian teroksidasi dan sebagian lagi tereduksi) yang kompleks dari larutan XeO₃



6XeF₄(s) + 12H₂O(l) → 2XeO₃(s) + 4Xe(g) + 3O₂(g) + 24HF(aq)



yang bersifat alkain Rn (Radon) Rn(g) + F₂(g) →RnF



Radon flourida



Bereaksi secara spontan.



Proses Pembuatan Gas Mulia



Gas Helium Helium (He) ditemukan terdapat dalam gas alam di Amerika Serikat. Gas helium mempunyai titik didih yang sangat rendah, yaitu -268,8⁰C sehingga pemisahan gas helium dari gas alam dilakukan dengan cara pendinginan sampai gas alam akan mencair (sekitar -156⁰C) dan gas helium terpisah dari gas alam.



Gas Argon, Neon, Kripton, dan Xenon Udara mengandung gas mulia argon (Ar), neon (Ne), krypton (Kr), dan xenon (Xe) walaupun dalam jumlah yang kecil. Gas mulia di industri diperoleh sebagai hasil samping dalam industri pembuatan gas nitrogen dan gas oksigen dengan prosesdestilasi udara cair. Pada proses destilasi udara cair, udara kering (bebas uap air) didinginkan sehingga terbentuk udara cair. Pada kolom pemisahan gas argon bercampur dengan banyak gas oksigen dan sedikit gas nitrogen karena titik didih gas argon (-189,4⁰C) tidak jauh beda dengan titik didih gas oksigen (-182,8⁰C). Untuk menghilangkan gas oksigen dilakukan proses pembakaran secara katalitik dengan gas hidrogen, kemudian dikeringkan untuk menghilangkan air yang terbentuk. Adapun untuk menghilangkan gas nitrogen, dilakukan cara destila sisehingga dihasilkan gas argon dengan kemurnian 99,999%. Gas neon yang mempunyain titik didih rendah (-245,9⁰C) akan terkumpul dalam kubah kondensor sebagai gas yang tidak terkonsentrasi (tidak mencair).



Gas kripton (Tb = -153,2⁰C) dan xenon (Tb = -108⁰C) mempunyai titik didih yang lebih tinggi dari gas oksigen sehingga akan terkumpul di dalam kolom oksigen cair didasar kolom destilasi utama. Dengan pengaturan suhu sesuai titik didih, maka masing-masing gas akan terpisah.



Di tahun 1962, para ahli masih yakin bahwa unsur-unsur gas mulia tidak bereaksi.Kemudian seorang ahli kimia kanada bernama Neil Bartlet berhasil membuatpersenyawaan yang stabil antara unsur gas mulia dan unsur lain, yaitu XePtF6. Keberhasilan ini didasarkan pada reaksi:



PtF6 + O₂ → (O₂)+ (PtF6)⁻ PtF6 ini bersifat oksidator kuat. Molekul oksigen memiliki harga energi ionisasi 1165kJ/mol, harga energi ionisasi ini mendekati harga energi ionisasi unsur gas mulia Xe= 1170 kJ/mol. Atas dasar data tersebut, maka untuk pertama kalinya Bartlet mencoba mereaksikan Xe dengan PtF6 dan ternyata menghasilkan senyawa yang stabil sesuai dengan persamaan reaksi: Xe + PtF6 → Xe+(PtF6)⁻ Setelah berhasil membentuk senyawa XePtF6, maka gugurlah anggapan bahwa gasmulia tidak dapat bereaksi. Kemudian para ahli lainnya mencoba melakukan penelitian dengan mereaksikan xenon dengan zat-zat oksidator kuat, diantaranya langsung dengan gas flourin dan menghasilkan senyawa XeF₂, XeF₄, dan XeF6. Reaksi gas mulia lainnya, yaitu krypton menghasilkan senyawa KrF₂. Radon dapat bereaksi langsung dengan F₂ dan menghasilkan RnF₂. Hanya saja senyawa KrF₂ dan RnF₂ bersifat (tidak stabil). Senyawa gas mulia He, Ne, dan Ar sampai saat ini belum dapat dibuat mungkin karena tingkat kestabilannya yang sangat besar.



Manfaat dan Dampak Gas Mulia



Helium



Helium digunakan dalam kryogenik, sistem pernafasan lautdalam,untuk mendinginkan magnet superkonduktor, dalam"helium dating", untuk pengembangan balon, untukmengangkat kapal udara dan sebagai gas pelindung untukpenggunaan industri (seperti "arc welding" dan penumbuhanwafer silikon). Menghirup sejumlah kecil gas ini akanmenyebabkan perubahan sementara kualitas suara seseorang.



Kegunaan helium : 



Untuk menggelas.







Sebagai gas pelindung alam dalam penumbuhan kristal-kristal silikon dangermanium juga dalam memproduksi titanium dan zikronium.







Sebagai pendingin reaktor nuklir.







Sebagai gas yang digunakan di lorong angin.







Memberi tekanan pada bahan bakar roket.







Sebagai pengisi balon-balon raksasa yang memasang berbagai iklan. Adapun campuran Helium dan Oksigen dapat digunakan sebagai udara buatanuntuk para penyelam dan para pekerja lainnya yang bekerja di bawah tekananudara



tinggi. Ada juga kegunaan dari perbandingan antara Helium (He) danOksigen (O₂) yang berbeda-beda adalah untuk kedalaman penyelam yang berbedabeda.



Neon



Zat ini memberikan pancaran khas kemerahan jika digunakan ditabung hampa (vacuum discharge tube) dan lampu neon. Sifat inimembuat neon terutama dipergunakan sebagai bahan pembuatantanda (sign).



Kegunaan : 



Neon dapat digunakan untuk pengisi bola lampu di landasan pesawatterbang. Karena Ne menghasilkan cahaya terang dengan intensitas tinggiapabila dialiri arus listrik.







Neon cair digunakan sebagai zat pendingin.







Neon digunakan sebagai penangkal petir dan pengisi tabung-tabung televisi.



Argon



Dalam Proses Industri ,Argon digunakan dalam beberapa proses industri temperatur tinggi, di mana unsur yang biasanya tidak bereaksi menjadi bereaksi. Contohnya, atmosfer argon digunakan di tungkulistrik grafit untuk mencegah terbakarnya grafit.Sebagai Bahan pengawet - argon digunakan untuk memindahkan oksigen dan udara yang mengandung embun di bahan pembungkus untuk membuat isinya lebih tahan lama. Sebagai Penerangan - lampu pijar diisi dengan argon untuk menjaga kawat pijar agar tahan pada temperatur tinggi.



Kegunaan Argon : 



Pengisi bola lampu, karena Argon tidak bereaksi dengan filamen walaupunpada temperatur tinggi.







Pengisi tabung pemadam kebakaran.



Kripton



Banyak garis penyinaran kripton membuat gas kripton yang diionisasi menimbulkancahaya keputih-putihan, yang membuat bohlam yangmenggunakan kripton menjadiberguna untuk fotografi sebagai sumber cahaya putih/lampu . Kripton juga digabungdengan gas lain untuk membuat tanda-tanda bercahayayang cahayanya berwarnakuning kehijauan. Kripton bersama argon digunakan sebagai pengisi lampufluoresen bertekanan rendah. Kripton juga digunakan dalam lampu kilat untukfotografi kecepatan tinggi. Kripton digunakan :  Pengisi bola lampu blitz pada kamera. 



Kripton dapat digabungkan dengan gas lain untuk membuat sinar hijau kekuningan yang dapat digunakan sebagai kode dengan melemparkannya keudara.



 Dicampurkan dengan Argon untuk mengisi lampu induksi.



Xenon



Xenon dipergunakan untuk mengisi lampu sorot, dan lampu berintensitas tinggi lainnya, mengisi bilik gelembung yang dipergunakan oleh ahli fisika untuk mempelajari partikel sub-atom.Xenon diperoleh dari destilasi udara cair. Xenon digunakan :  Xenon biasa digunakan untuk mengisi lampu blizt padakamera.  Isotop-nya dapat digunakan sebagai reaktor nuklir.



Radon



Radon dapat digunakan dalam terapi kanker karena bersifat radioaktif. Radon jugadapat berperan sebagai sistem peringatan gempa, Karena bila lepengn bumibergerak kadar radon akan berubah sehingga bisa diketahui bila adanya gempa dariperubahan kadar radon.



Daftar Pustaka Purba,Michael.2007.Kimia untuk SMA Kelas XII.Jakarta:Erlangga Sudarmo,Unggul.2006.Kimia untuk SMA Kelas XII Seri Made Simple.Jakarta:ErlanggaKrisbiantoro,Adi.2010. Buku Sakti SMA kelas 1,2,3. Yogyakarta :Kendi Mas Jaya http://www.scribd.com/doc/36738532/GAS-MULIA# http://www.wikipedia.com http://muniri.com/search/manfaat%2Bdan%2Bdampak%2Bunsur%2Bunsur%2Bgas %2Bmulia http://gas-mulia.blogspot.com/2009/11/gas-mulia.html http://chemiscihuy.wordpress.com/tag/pembuatan-gas-mulia/ http://www.jevuska.com/topic/kegunaan+gas+mulia+di+alam.html http://gas-mulia.blogspot.com/