CHAPTER 22
Unsur Non Logam
- Mengetahui unsur-unsur non logam
- Mengetahui karakteristik masing-masing unsur non logam
Alat
a. Sensor Infrared
Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
Bahan
a. Resistor
- Infra merah : 1,6 V.
- Merah : 1,8 V – 2,1 V.
- Oranye : 2,2 V.
- Kuning : 2,4 V.
- Hijau : 2,6 V.
- Biru : 3,0 V – 3,5 V.
- Putih : 3,0 – 3,6 V.
- Ultraviolet : 3,5 V
22.1 SIFAT UNSUR NON LOGAM.
- gas : semua unsur
- padat : C, P, S, Se, dan I
- cair : hanya Br
- Hidrogen merupakan unsur yang paling berlimpah, yang membentuk sekitar tiga perempat massa alam semesta. Hidrogen terdapat dalam air yang menutupi 70% permukaan bumi dan di semua bahan organik.
- Hidrogen unsur paling sederhana di alam semesta. Hanya terdiri atas satu proton dan satu elektron.
- Hidrogen merupakan gas dan unsur yang paling ringan, dan 14 kali lebih ringan daripada udara. "Tumpahan" gas hidrogen langsung berdifusi ke udara, dan tidak mencemari tanah atau air tanah.
- Hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak beracun. Tidak menimbulkan hujan asam, melubangi ozon, atau menghasilkan emisi berbahaya.
- Bahan bakar paling efisien, karena sangat mudah berpadu dengan oksigen dan melepaskan sejumlah besar energi dalam bentuk panas
- bahan bakar paling bersih, karena tidak menghasilkan produk sampingan yang berbahaya, hanya energi dan air bersih yang dihasilkan ketika bereaksi dengan oksigen
Karbon merupakan unsur dasar dari segala kehidupan di Bumi. Ikatan karbon untuk membentuk senyawa disebut hidrokarbon dan komponen hidrokarbon terbentuk dari bahan organik. Ikatan senyawa karbon lain dianggap sebagai anorganik untuk jumlah yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan senyawa organik. Sifat fisika dan kimia karbon tergantung pada struktur kristal dari elemen. Kepadatannya berfluktuasi dari 2,25 g / cm³ (1,30 ons / in³) untuk grafit dan 3.51 g / cm³ (2,03 ons / in³) untuk berlian.
Sifat kimia karbon antara lain sebagai berikut :
Karbon bereaksi langsung dengan Fluor, dengan reaksi sebagai berikut:
C (s) + 2 F2 (g) → CF4(g)
Karbon dibakar dalam udara yang terbatas jumlahnya menghasilkan karbon monoksida.
2C(s) + O2(g) → 2CO(g)
Jika dibakar dalam kelebihan udara, akan terbentuk karbon dioksida
2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)
Membentuk asam oksi.
Bila karbon dipanaskan dalam udara, unsur ini bereaksi dengan oksigen membentuk CO2 dan jika CO2 ini bereaksi dengan air akan membentuk asam karbonat.
CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(l)
Membentuk garam asam oksi
Asam karbonat, suatu asam diprotik yang khas, bereaksi dengan basa menghasilkan karbonat dan bikarbonat antara lain sebagai berikut:
Kecenderungan atom karbon membentuk ikatan kovalen tunggal, rangkap dua, dan rangkap tiga yang akan membentuk senyawa organik.
Contoh: C2H6, C2H2, dan C2H4
Jika dibakar dalam kelebihan udara, akan terbentuk karbon dioksida
2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)
Membentuk asam oksi. Bila karbon dipanaskan dalam udara, unsur ini bereaksi dengan oksigen membentuk CO2 dan jika CO2 ini bereaksi dengan air akan membentuk asam karbonat.
CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(l)
Fase : Padat
Massa jenis : 2,267 g/ cm3 (grafit) dan 3,513 g/ cm3 ( intan )
Titik lebur : 4300-4700 K
Titik didih : 4000 K
Kalor peleburan : 100 kJ/mol ( grafit )dan 120 kJ/mol ( intan )
Kalor penguapan : 355,8 kJ/mol
Kapasitas kalor : 8,517 J/mol K (grafit) dan 6,115 J/mol K ( intan )
Sifat fisik dan kimia karbon tergantung pada struktur kristalnya. Kepadatan karbon juga bervariasi dari 2,25 g/cm ³ untuk grafit dan 3,51 g/cm ³ untuk berlian. Unsur karbon merupakan bahan yang inert, tidak larut dalam air, asam encer dan basa, serta merupakan pelarut organik. Asam nitrat dan kalium nitrat akan menghasilkan asam metilic C6(CO2H)6. Karbon membentuk senyawa halogen dengan rumus umum CX4, dimana X adalah fluorin, klorin, bromin, atau iodin.
- Nomor atom: 7
- Massa atom: 14,0067 g/mol
- Elektronegativitas menurut Pauling: 3,0
- Densitas: 1.25*10-3 g/cm3 pada 20 °C
- Titik lebur: -210 °C
- Titik didih: -195,8 °C
Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH3. Biasanya senyawa ini didapati berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau amonia).
Amonia yang digunakan secara komersial dinamakan amonia anhidrat. Istilah ini menunjukkan tidak adanya air pada bahan tersebut. Karena amonia mendidih di suhu -33°C, cairan amonia harus disimpan dalam tekanan tinggi atau temperatur amat rendah. Walaupun begitu, kalor penguapannya amat tinggi sehingga dapat ditangani dengan tabung reaksi biasa di dalam sungkup asap. “Amonia rumah” atau amonium hidroksida adalah larutan NH3 dalam air.
Pembuatan
Pada proses Haber, ammonia disintesis dengan cara melewatkan campuran nitrogen dan hidrogen di atas permukaan katalisator (umumnya besi oksida) pada suhu 500 0C dan tekanan 1000 atm, yang rata-rata dapat mengkonversi 50% N2 menjadi NH3.
N2(g)+ 3H2 (g) → 2NH3(g) = + 22 kkal
Kegunaan
- Sebagai pupuk (kompos maupun urea)
- Disinfectan
- Bahan bakar
- Pelarut senyawa organik, anorganik, dan logam
- Bahan pembuatan asam nitrat
B. Asam Nitrat
Asam nitrat, HNO3 merupakan salah satu asam anorganik yang penting dalam industri dan laboratorium, sehingga diproduksi dalam jumlah yang banyak sekali. Pembuatan asam nitrat ini pada prinsipnya menggunakan cara oksidasi katalitik ammonia pada proses Oswald
Pembuatan
Langkah pertama adalah oksidasi NH3 menjadi NO. Setelah pendinginan, NO dicampur dengan udara dan diabsorbsi di dalam suatu aliran air. Reaksi-reaksi di bawah ini adalah langkah-langkah reaksi menghasilkan HNO3 ≈ 60% (berat) dan konsentrasi-nya dapat dinaikkan menjadi 68% dengan cara destilasi, proses ini dikenal dengan proses Oswald :
4 NH3(g)+ 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H2O(g)
2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g)
3 NO2(g) + H2O(l) → 2 H+ (aq) + 2 NO3–(aq) + NO(g)
C. N2 dan N2O
Jika asam nitrat pekat direduksi oleh logam (misalnya Cu), maka akan dihasilkan asap coklat berupa gas nitrogen dioksida, NO2. Molekul ini bersifat paramagnetik karena mengandung jumlah elektron valensi ganjil (lima dari nitrogen dan enam dari masing-masing oksigen). Jika gas coklat ini didinginkan, warnanya memudar dan keparamagnetannya hilang. Observasi ini ditafsirkan sebagai petunjuk bahwa dua molekul NO2 berpasangan (dimerisasi) membentuk satu molekul dinitrogen tetroksida, N2O4, dalam kesetimbangan
2 NO2(g) → N2O4(g) + 14,6 kkal
Sedemikian pada 60 0C dan tekanan 1 atm separuh nitrogen berupa NO2 dan separuhnya lagi berupa N2O4.
D. N2O5
Selain pada asam nitrat dan nitrat, nitrogen dengan bilangan oksidasi +5 ditemui pada nitrogen pentoksida, N2O5. Senyawa ini merupakan asam anhidrat dari HNO3 yang dapat dihasilkan dari reaksi asam nitrat pekat dengan senyawa dehidrator kuat seperti fosfor oksida, P4O10. Pada suhu kamar, N2O5 berupa padatan putih yang mengalami dekomposisi secara lambat menjadi NO2 dan O2. Dengan air, N2O5 bereaksi sangat hebat membentuk HNO3.
FOSFOR
- Nomor atom: 15
- Massa atom: 30,9738 g/mol
- Elektronegativitas menurut Pauling: 2,1
- Densitas: 1,82 g/ml pada 20 °C
- Titik lebur: 44,2 °C
- Titik didih: 280 °C
Nomor atom: 8
- Massa atom: 15,999 g/mol
- Elektronegativitas menurut Pauling: 3,5
- Densitas: 1,429 kg/m3 pada 20 °C
- Titik lebur: -219 °C
- Titik didih: -183 °C
Oksigen merupakan unsur penting dalam proses pernapasan. sebagian besar sel-sel hidup serta berperan dalam proses pembakaran. Gas oksigen biasanya terdapat dalam bentuk molekul diatomik, O2, tetapi ada juga dalam bentuk triatomik, O3, bernama ozon.Dalam kondisi normal, oksigen merupakan gas tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak berasa.Oksigen adalah bagian dari sekelompok kecil gas paramagnetik, dan faktanya bahkan yang paling paramagnetik. Oksigen cair juga sedikit paramagnetik.Oksigen sangat reaktif dan akan membentuk oksida dengan semua elemen lain kecuali helium, neon, argon, dan kripton.Kerak bumi terutama terdiri dari mineral silikon-oksigen, dan senyawa oksida lain.Gas oksigen merupakan penyusun seperlima atmosfer dengan massa lebih dari satu juta miliar ton.Oksigen di atmosfer bumi berasal dari fotosintesis tanaman yang telah terakumulasi selama jutaan tahun.Oksigen cukup mudah larut dalam air sehingga membuat kehidupan di air menjadi dimungkinkan.Hampir semua unsur kimia, selain gas mulia, berikatan dengan oksigen untuk membentuk berbagai senyawa.
contoh senyawa oksigen
Air : 2 H₂ + O₂ - > 2 H₂O
SULFUR
- Nomor atom: 16
- Massa atom: 32,06 g/mol
- Elektronegativitas menurut Pauling: 2,5
- Kepadatan: 2,07 g/cm3 pada 20 °C
- Titik lebur: 113 °C
- Titik didih: 445 °C
Adapun unsur dan senyawa belerang adalah sebagai berikut:
a. Senyawa SO2
Senyawa SO2 (sulfur dioksida) merupakan gas yang tidak berwarna, namun memiliki bau khas yang dapat membuat mata perih dan merusak saluran pernapasan. Senyawa SO2 terbentuk dari pembakaran batu bara yang mengandung belerang dan pemanggangan bijih sulfida.
- Pembakaran batu bara yang mengandung sulfida
S (s) + O2 (g) → SO2 (g)
- Pemanggangan bijih sulfida
2FeS2 (s) + O2 (g) → Fe2O2 (s) + 4SO2 (g)
Senyawa SO2 sangat larut dalam air, sehingga supaya tidak larut maka perlu dialirkan melalui kapur yang lembap. Dengan reaksi sebagai berikut:
CaCO3 (s) + SO2 (g) → CaSO3 (s) + CO2 (g)
b. Senyawa SO3
Senyawa SO3 adalah padatan yang mudah menguap, senyawa SO3 dibuat dengan cara oksidasi SO2 dengan oksigen secara spontan. Proses oksidasi ini berjalan sangat lambat karena SO2 sangat stabil. Untuk mempercepat proses oksidasi, tambahkan katalis vanadium (V) oksidasi ke dalamnya.
2 SO2 (g) + O2 (g) → 2SO3 (g) ∆H = -98 kJ mol-1
Kemudian menghasilkan SO3 yang bereaksi dengan air menghasikan H2SO4.
SO3 (g) + H2O (g) → H2SO4 (l) ∆H = -130 kJ mol-1
Asam sulfat banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan pupuk (pupuk fosfat), cat, detergen, sabun, serta serat alami atau buatan.
Senyawa belerang secara garis besar dapat dibagi menjad senyawa belerang organik dan anorganik. Senyawa belerang anorganik di antaranya sebagai berikut:
- Sulfida (S2-), merupakan ion yang berasal dari kadmium sulfida (CdS).
- Sulfit (SO32-), garam asam sulfit (H2SO3) yang dihasilkan dengan cara melarutkan SO2 ke dalam air. Asam sulfat dan asam sulfit merupakan zat pereduksi yang kuat. Zat lain yang diturunkan dari SO2 meliputi pirolusit atau ion metabisulfit (S2O52-).
- Sulfat (SO42-), garam asam sulfat. Asam sulfat juga bereaksi dengan SO3 dalam perbandingan yang sama membentuk asam pirolusit (H2S2O7).
| HXO | HXO2 | HXO3 | HXO4 |
KEGUNAAN HALOGEN
Senyawa Flouorin
- CFC (Freon) digunakan sebagai cairan pendingin pada mesin pendingin, seperti AC dan kulkas. Freon juga digunakan sebagai propelena aerosol pada bahan-bahan semprot. Penggunaan Freon dapat merusak lapisan ozon.
- Teflon (polietrafluoroetilena). Monomernya CF2=CF2, yaitu sejenis plastik yang tahan panas dan anti lengket serta tahan bahan kimia, digunakan untuk melapisi panci atau alat rumah tangga yang tahan panas dan anti lengket.
- Asam fluoride (HF) dapat melarutkan kaca, karena itu dapat digunakan untuk membuat tulisan, lukisan, atau sketsa di atas kaca.
- Garam fluoride ditambahkan pada pasta gigi atau air minum untuk mencegah kerusakan gigi.
Senyawa Klorin
- Senyawa natrium hipoklorit (NaClO) dapat digunakan sebagai zat pemutih pada pakaian.
- Natrium klorida (NaCl) digunakan sebagai garam dapur, pembuatan klorin dan NaOH, mengawetkan berbagai jenis makanan, dan mencairkan salju di jalan raya daerah beriklim dingin.
- Asam klorida (HCl) digunakan untuk membersihkan logam dari karat pada elektroplanting, menetralkan sifat basa pada berbagai proses, serta bahan baku pembuatan obat-obatan, plastik, dan zat warna.
- Kapur klor (CaOCl2) dan kaporit (Ca(OCl2)) digunakan sebagai bahan pengelantang atau pemutih pada kain.
- Polivinil klorida (PVC) untuk membuat paralon.
- Dikloro difenil trikloroetana (DDT) untuk insektisida.
- Kloroform (CHCl3) untuk obat bius dan pelarut.
- Karbon tetraklorida (CCl4) untuk pelarut organik.
- KCl untuk pembuatan pupuk.
- KClO3 untuk bahan pembuatan korek api.
Senyawa Bromin
- Etil bromida (C2H4Br2) suatu zat aditif yang dicampurkan kedalam bensin bertimbal (TEL) untuk mengikat tibal, sehingga tidak melekat pada silinder atau piston. Timbal tersebut akan membentuk PbBr2 yang mudah menguap dan keluar bersama-sama dengan gas buangan dan akan mencemarkan udara.
- AgBr merupakan bahan yang sensitif terhadap cahaya dan digunakan dalam film fotografi.
- Natrium bromide (NaBr) sebagai obat penenang saraf.
Senyawa Iodin
- KI digunakan sebagai obat anti jamur.
- Iodoform (CHI3) digunakan sebagai zat antiseptik.
- AgI digunakan bersama-sama dengan AgBr dalam film fotografi.
- NaI dan NaIO3 atau KIO3 dicampur dengan NaCl untuk mencegah penyakit gondok. Kekurangan iodium pada wanita hamil akan mempengaruhi tingkat kecerdasan pada bayi yang dikandungnya
A. Prosedur Percobaan
- Untuk membuat rangkaian sensor cahaya. Pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
- Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
- Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
- Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
- Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, LED akan hidup saat rangkaian dijalankan
Tidak ada komentar:
Posting Komentar