Suatu
zat atau benda memiliki tiga bentuk fisik yang berbeda, yaitu padatan, cairan,
dan gas. Dari ketiga bentuk tersebut masing-masing tersusun atas berbagai unsur
dan senyawa. Terkadang kita tidak memperhatikan hal-hal penting dari suatu
unsure dan senyawa tersebut, seperti pemanfaatan unsure dan senyawa tersebut
akan berdampak negative terhadap kelangsungan hidup manusia dan alam
sekitarnya. Oleh karena itu kita harus mengetahui, mengenali serta memahami
bagaimana sifat-sifat fisisnya, sifat kimianya, dan perubahan bentuk yang
terjadi diantara mereka atau keadaan zat tersebut secara lebih rinci. Sehingga
dalam memanfaatkannya kita dapat menghindari dampak negative dari bahan tersebut.
Kebutuhan
manusia untuk hidup diperoleh dari senyawa-senyawa yang terdapat dibumi. Bumi
dibagi menjadi lima bagian, bagian paling luar adalah atmosfer yang tersusun
dari campuran berbagai gas. Bagian berikutnya yaitu hidrosfer dengan komponen
utama air. Bagian selanjutnya yaitu litosfer, mantel, dan inti bumi. Kali ini
saya akan membahas mengenai gas.
Atmosfer
merupakan lapisan yang berwujud gas dengan ketebalan 1.100 km. komposisi gas
dari atmosfer akan semakin tipis bila jaraknya semakin jauh dari permukaan
bumi. Pada atmosfer bagian luar hanya terdapat gas-gas yang mempunyai massa
yang rendah, misalnya hydrogen (H2) dan gas helium (He), sedangkan
gas-gas yang mempunyai massa rumus yang besar akan lebih terkonsentrasi pada
lapisan atmosfer yang dekat dengan bumi, dikarenakan pengaruh gaya gravitasi
bumi.
Komposisi
atmosfer pada lapisan yang dekat dengan permukaan bumi menunjukan bahwa
nitrogen (N2) merupakan komponen yang terbanyak, disusul oleh gas
oksigen (O2) dan gas-gas lain. Gas nitrogen dan oksigen merupakan
dua gas yang dimanfaatkan dalam bidang industry, terutama industry pupuk.
Unsure
dan senyawa gas yang yang juga sebagai gas-gas penyusun udara yaitu Nitrogen,
Oksigen, Karbon dioksida, Hidrogen, gas-gas lain (CO, NO, SO2 dll),
serta golongan gas mulia yaitu golongan VIIIA atau golongan 0 (nol) atau
golongan 18. Gas mulia terdiri dari unsure-unsur Helium (He), Neon (Ne), Argon
(Ar), Kripton (Kr), dan Xenon (Xe), Radon (Rn), tetapi Radon tidak ada di alam.
Semua unsure gas mulia ini nerupakan unsure yang tidak reaktif (stabil) atau
inert.
SIFAT-SIFAT GAS (umum)
Gas
bisa dicirikan dengan berbagai cara, semua gas akan memuai memenuhi ruangan dan
menyerupai bentuk ruangan tempatnya berada. Semua zat yang bersifat gas dapat
berbaur dengan sesamanya, dan akan bercampur dengan segala perbandingan, oleh
karena itu semua campuran gas adalah larutan yang homogeny.
Gas
tidak kasat mata, dalam arti tidak ada partikel-partikel gas yang dapat
dilihat. Beberapa gas berwarna seperti, : gas klor (kuning kehijau-hijauan),
brom (merah kecoklat-coklatan), dan iod (ungu), beberapa diantaranya mudah
meledak seperti hydrogen, dan beberapa diantaranya juga ada yang bersifat inert
seperti helium dan neon.
Empat
sifat dasar yang menentukan tingkahlaku fisis dari gas adalah banyaknya molekul
gas, volume gas, suhu, dan tekanan. Berikut terdapat gas-gas penyusun udara
serta kadarnya:
Komposisi udara kering (di permukaan
laut)
|
No.
|
Gas-gas penyusun udara
|
Kadar (% volume)
|
Nama
|
Rumus Molekul
|
1.
|
Nitrogen
|
N2
|
78,08
|
2.
|
Oksigem
|
O2
|
20,95
|
3.
|
Argon
|
Ar
|
0,934
|
4.
|
Karbon dioksida
|
CO2
|
0,0314
|
5.
|
Neon
|
Ne
|
0,00182
|
6.
|
Helium
|
He
|
0,000524
|
7.
|
Kripton
|
Kr
|
0,000114
|
8.
|
Hidrogen
|
H2
|
0,00005
|
9.
|
Xenon
|
Xe
|
0,000008
|
10.
|
Gas-gas lain
|
(CO, NO, SO2 dll)
|
Kurang dari 0,002%
|
I.
NITROGEN
A. Keberadaan
Dan Sifat-Sifat Nitrogen
Unsur
nitrogen merupakan unsure utama penyusun senyawa dalam tubuh makhluk hidup.
Selain terdapat dalam keadaan bebas sebagai gas N2 di udara,
nitrogen juga terdapat dalam berbagai senyawa. Senyawa KNO3 dan
senyawa Chili NaNO3 merupakan dua mineral yang menjadi sumber
senyawa nitrogen di alam.
Nitrogen
mempunyai nomor atom 7 dengan konfigurasi electron 1s2 2s2
2p3. Sifat nitrogen yang
sukar bereaksi menyebabkan nitrogen dimanfaatkan untuk atmosfer pada proses
pengelasan logam agar dalam proses pengelasan tidak ada oksigen yang bisa
menyebabkan terjadinya korosi pada logam. Gas nitrogen juga digunakan sebagai
pengganti udara untuk mengisi ban agar logam (kawat) pada ban tidak mudah
berkarat, sehingga ban menjadi lebih awet.
B. Beberapa
Senyawa Nitrogen
a) Amonia
b) Hidrazin
c) Oksida
Nitrogen
d) Asam
Nitrat dan Garam Nitrat
C. Siklus
Nitrogen
Nitrogen
merupakan unsure yang banyak terlibat dalam proses kehidupan sehari-hari.
Senyawa nitrogen berubah dari satu bentuk ke bentuk lain melalui siklus
nitrogen yang terjadi di alam.
Dimulai
dari gas nitrogen, yang mempunyai ikatan rangkap tiga dan bersifat stabil di
udara, ditangkap oleh tumbuhan melalui proses fiksasi nitrogen, yaitu proses
pengubahan dari molekul nitrogen menjadi senyawa nitrogen di dalam tumbuhan.
Selain
melalui proses fiksasi, tumbuhan memperoleh nitrogen dari tanah berupa senyawa
nitrat dan selanjutnya diubah menjadi asam amino dan protein. Protein nabati
dalam tumbuhan selanjutnya akan dimakan oleh hewan untuk diubah menjadi protein
hewani. Dengan demikian, nitrogen didalam tanah akan berkurang oleh proses
tersebut. Tanah juga kehilangan nitrogen akibat kerja bakteri denitrifikasi
yang mengoksidasi senyawa ammonium menjadi nitrogen bebas.
II.
OKSIGEN
Oksigen
merupakan unsure utama penyusun senyawa biomolekul didalam tubuh makhluk hidup.
Molekul oksigen merupakan oksidator yang sangat penting dalam proses pemecahan
biomolekul di dalam proses metabolisme dalam tubuh. Tanpa molekul oksigen,
manusia tidak dapat bertahan hidup.
A.
Cara Memperoleh Oksigen
Diantaranya
ada dua cara untuk membuat oksigen, yaitu distilasi bertingkat udara cair dan
elektrolisis larutan 10-25% KOH atau NaOH. Oksigen yang dihasilkan dalam proses
ini sangat murni, disamping itu juga dihasilkan gas hydrogen dengan kemurnian
yang tinggi pula. Proses elektrolisis dilakukan dengan mengalirkan arus listrik
searah ke dalam larutan 10-25% KOH.
B.
Sifat Oksigen dan Beberapa Senyawa Oksigen
Oksigen
pada suhu kamar merupakan molekul gas diatomic yang tidak berbau dan tidak
berwarna, dengan titik didih -183๐ C dan titik beku
-219๐C, lebih berat dari udara. kelarutan oksigen dalam air
sebesar 5% volum pada suhu 0๐C. Oksigen dapat bereaksi dengan unsur logan dan non
logam membentuk oksida. senyawa oksida digolongkan menjadi :
a)
Oksida
Asam, yaitu oksida yang bereaksi dengan air membentuk asam
b)
Oksida
Basa, yaitu oksida yang bereaksi dengan air membentuk basa
c)
Oksida
Amfoter, yaitu oksida yang dapat bersifat asam maupun basa, dan dapat bereaksi
dengan asam maupun basa.
d)
Peroksida,
oksida ini mempunyai sebuah atom oksigen lebih banyak dari oksidanya.
e)
Oksida
Netral atau Oksida indiferen, yaitu oksida yang tidak dapat bereaksi dengan
air, asam maupun basa. Misalnya CO, N2O, NO, DAN H2O.
C.
Pemanfaatan Oksigen
Gas oksigen
dimanfaatkan untuk keperluan pengelasan, alat bantu
pernafasan
dan industry
bahan kimia. Salah satu senyawa oksigen yang penting selain
air adalah
hydrogen peroksida (H2O2) yang dikenal sebagai perhidrol.
Hydrogen peroksida
digunakan sebagai oksidator bahan bakar roket,
sedangkan
larutan perhidrol 3% digunakan sebagai bahan pemutih kapas dan
antiseptic.
III. GAS MULIA
A. Sifat Periodik Unsur Golongan Gas Mulia
Gas mulia merupakan unsur
yang stabil. Gas mulia sukar bereaksi dengan unsur lain dan sukar
menerima ataupun melepas elektron.
Dengan elektron valensi yang sudah penuh, unsur gas mulia
yang sangat sukar menerima elektron. Hal ini dapat dilihat dari harga afinitas
elektronnya yang rendah. Kesetabilan unsur- unsur golongan gas mulia
menyebabkan unsur- unsur ini sukar membentuk ion, artinya sukar melepas atau
menerima elektron.
Sifat Periodik Unsur Gas Mulia
Dengan konfigurasi elektron yang sudah penuh, gas mulia
termasuk unsur yang stabil, artinya sukar bereaksi dengan unsur lain, sukar
untuk menerima elektron maupun untuk melepas elektron. Perhatikanlah data
afinitas elektron, energi ionisasi, dan jari-jari atom unsur gas mulia pada
Tabel di bawah!
NEON
Neon adalah suatu unsur kimia
dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ne dan nomor atom 10. Neon termasuk kelompok
gas mulia yang tak berwarna dan lembam (inert). Zat ini memberikan
pendar khas kemerahan jika digunakan di tabung hampa (vacuum discharge tube)
dan lampu neon. Sifat ini membuat neon terutama dipergunakan sebagai bahan
pembuatan tanda.
ARGON
KRIPTON
XENON
Xenon adalah unsur dengan lambang kimia Xe, nomor atom 54
dan massa atom relatif 131,29; berupa gas mulia, tak berwarna, tak berbau dan
tidak ada rasanya.
Xenon diperoleh dari udara yang dicairkan. Xenon
dipergunakan untuk mengisi lampu sorot, dan lampu berintensitas tinggi lainnya,
mengisi bilik gelembung yang dipergunakan oleh ahli fisika untuk mempelajari
partikel sub-atom.
Di
antara semua unsur gas mulia, baru kripton dan xenon yang dapat dibuat
senyawanya. Mengapa kedua gas mulia ini dapat membentuk senyawa?
Tabel 1. Senyawa yang Mengandung
Unsur Gas Mulia (Xenon) dengan Unsur Elektronegatif
Senyawa
|
Rumus
|
Deskripsi
|
Xenon difluorida
|
XeF2
|
Kristal tak berwarna
|
Xenon tetrafluorida
|
XeF4
|
Kristal tak berwarna
|
Xenon heksafluorida
|
XeF6
|
Kristal tak berwarna
|
Xenon trioksida
|
XeO3
|
Kristal tak berwarna, eksplosif
|
Xenon tetroksida
|
XeO4
|
Gas tak berwarna, eksplosif
|
Hal ini berkaitan dengan jari-jari atom gas mulia. Pada tabel periodik,
jari-jari atom gas mulia makin ke bawah makin besar. Akibatnya, gaya tarik inti
terhadap elektron valensi makin berkurang sehingga atom-atom gas mulia seperti
xenon dan kripton lebih reaktif dibandingkan gas mulia yang lain. Radon dengan
jari-jari paling besar juga dapat bereaksi dengan oksigen atau fluor, tetapi
karena radon merupakan unsur radioaktif menjadikan senyawa yang terbentuk sukar
dipelajari.
RADON
Radon
adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Rn
dan nomor atom 86. Radon juga termasuk dalam kelompok gas mulia dan
beradioaktif. Radon terbentuk dari penguraian radium. Radon juga gas yang
paling berat dan berbahaya bagi kesehatan. Rn-222 mempunyai waktu paruh 3,8
hari dan digunakan dalam radioterapi. Radon dapat menyebabkan kanker paru paru,
dan bertanggung jawab atas 20.000 kematian di Uni Eropa setiap tahunnya .
SIFAT
FISIK GAS MULIA
PEMBUATAN DAN REAKSI GAS MULIA
Gas mulia dapat di peroleh dari pendingina udara cair
secara bertahap (destilasi bertingkat)
Sebab titik didik komponennya bervariasi.
•
Argon secara khusus dapat diperoleh dari
reaksi udara dengan karbit :
CaC2 +
N2 >>>>>>> CaCN2
+ C (bebas dari N2)
2CaC2
+ O2 >>>>>>> 2CaO + 4C
(bebas dari O2)
CaO + CO2 >>>>>>> CaCO3 (bebas dari CO2)
Sebagai sisanya adalah Ar dan gas mulia lain.
•
He dapat diperolah dengan jalan pemisahan dari
gas alam, sebab pada sumber gas alam tertentu terdapat He dalam jumlah tidak
terlalu rendah
•
Rn terdapat dalam rongga-rongga batuab uranium
berasal dari peluruhan Ra
226Ra >>>>>>>>> 222 Rn + 4He
SIFAT KIMIA USUR GOLONGAN GAS MULIA
KEGUNAAN GAS MULIA
HUKUM-HUKUM GAS SEDERHANA
Hukum Boyle
Hukum Boyle menyatakan bahwa tekanan dari sejumlah
ketetapan suatu gas pada suhu yang dijaga konstan adalah berbanding terbalik
dengan volume. Selain itu hukum ini menyatakan bahwa hasil kali antara tekanan dan volume suatu gas pada suhu dan
jumlah gas yang konstan disebut sebagai konstanta.
Secara sistematis persamaan sebagai berikut ,
* (dengan syarat suhu dan jumlah gas tetap )
Hukum Charles
Hukum Charles menyatakan bahwa, adanya hubungan lurus
apabila suhu tersebut terjadi peningkatan. Sehingga terjadi peningkatan pada
volume begitu juga sebaliknya.
Charles mengembangkan hubungan matematika antara suhu
daengan Voume. Didalam perhitungan-perhitngan hukum Charles., suhu yang
digunakan harus dalam satuan Kelvin. Hukum Charles juga menyebutkan bahwa
volume berbanding lurus dengan Suhu dalam Kelvin
Secara matematis hukum ini tampak seperti berikut ini,
V=bT
atau V/T = b
(dimana b adalah suatu bilangan konstanta )
Hukum gas gabungan
Penggabungan antara hukum Boyle, Hukum Charles, dan Hukum
Gay-Lussac menjadi satu persamaan .
Persamaannya :
P1V1/T1 = P2V2/T2
P : Tekanan Gas (atm, mmHg, Thorr, dsb)
V : Volume Gas
T : Suhu ( Kelvin )
Hukum Dalton
” Bila unsur-unsur dapat
membentuk dua macam senyawa atau lebih, dimana massa salah satu unsur tersebut
tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa
tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana “
Hukum Graham
“Menyatakan bahwa laju difusi dan efusi gas berbanding terbalik dengan akar
kuadrat dari berat molekul atau atomnya”
Secara umum hukum graham menyatakan, bahwa semakin ringan
gas, semakin cepat laju efusi(difusi). Secara matematis, hukum graham tampak
seperti ini :
KESIMPULAN
·
Gas bisa dicirikan
dengan berbagai cara, semua gas akan memuai memenuhi ruangan dan menyerupai
bentuk ruangan tempatnya berada.
·
Semua zat yang bersifat
gas dapat berbaur dengan sesamanya, dan akan bercampur dengan segala
perbandingan, oleh karena itu semua campuran gas adalah larutan yang homogeny.
·
Gas tidak kasat mata,
dalam arti tidak ada partikel-partikel gas yang dapat dilihat.
·
Empat sifat dasar yang
menentukan tingkahlaku fisis dari gas adalah banyaknya molekul gas, volume gas,
suhu, dan tekanan.
·
. Gas nitrogen juga
digunakan sebagai pengganti udara untuk mengisi ban agar logam (kawat) pada ban
tidak mudah berkarat, sehingga ban menjadi lebih awet.
·
Molekul oksigen
merupakan oksidator yang sangat penting dalam proses pemecahan biomolekul di
dalam proses metabolisme dalam tubuh. Tanpa molekul oksigen, manusia tidak
dapat bertahan hidup.
·
Semua unsure gas mulia
merupakan unsure yang tidak reaktif (inert)
·
Dalam sistem periodic
unsure, gas mulia terdapat pada golongan VIIIA atau golongan 18
·
Unsure gas mulia yang
pertama kali ditemukan adalah Argon (Ar)
·
Gas mulia terdapat di
udara sebagai molekul monoatomik kecuali Radon (Rn)
·
Sifat-sifat gas mulia:
konfigurasi electron berakhir pada ns2 np6, memiliki energy
ionisasi tinggi, dan memiliki afinitas electron rendah.
·
Hukum
Boyle menyatakan bahwa tekanan dari sejumlah ketetapan suatu gas pada suhu yang
dijaga konstan adalah berbanding terbalik dengan volume.
·
Hukum
Charles menyatakan bahwa, adanya hubungan lurus apabila suhu tersebut terjadi
peningkatan. Sehingga terjadi peningkatan pada volume begitu juga sebaliknya.
·
Hukum Dalton : Bila
unsur-unsur dapat membentuk dua macam senyawa atau lebih, dimana massa salah
satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam
senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana
·
Hukum Graham : Menyatakan bahwa laju difusi dan efusi gas berbanding terbalik dengan akar
kuadrat dari berat molekul atau atomnya
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James E. 1999.
Kimia Universitas Asas dan Structure. Jakarta: Erlangga
Chang, Raymond. 2005. Kimia
Dasar: Konsep-Konsep Inti. Jakarta: Erlangga
Petrucci, Ralp H. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi keempat Jilid I.
Jakarta: Erlangga
Sudarmo, Unggul. 2006. Kimia Untuk SMA Kelas XII. Surakarta: Phißeta
http://mfyeni.wordpress.com/kelas-x/hukum-hukum-dasar-kimia/