HALOGEN I. Tujuan
1. Membandingkan unsur sifat dan reaksi unsur halogen 2. Mempelajari beberapa cara pembuatan senyawa halogen II. Teori
Asal kata halogen adalah bahasa Yunani yang berarti produksi garam dengan reaksi langsung dengan logam. Karena kereaktifannya yang sangat tinggi, halogen ditemukan di alam hanya dalam bentuk senyawa.
Konfigurasi elektron halogen adalah ns2np5, dan halogen kekurangan satu elektron untuk membentuk struktur gas mulia yang merupakan kulit tertutup. Jadi atom halogen mengeluarkan energi bila menangkap satu elektron. Jadi, perubahan entalpi reaksi X(g) + e → X-(g) bernilai negatif. Walaupun afinitas elektron didefinisikan sebagai perubahan energi penangkapan elektron, tanda positif biasanya digunakan. Agar konsisten dengan perubahan entalpi, sebenarnya tanda negatif yang lebih tepat.
Afiinitas elektron khlorin (348.5 kJmol-1) adalah yang terbesar dan fluorin (332.6 kJmol-1) nilainya terletak di antara afinitas elektron khlorin dan bromin (324.7 kJmol-1). Keelektronegativan fluorin adalah yang tertinggi dari semua halogen.
Karena halogen dihasilkan sebagai garam logam, unsurnya dihasilkan dengan elektrolisis. Fluorin hanya berbilangan oksidasi -1 dalam senyawanya, walaupun bilangan oksidasi halogen lain dapat bervariasi dari -1 ke +7. Astatin, At, tidak memiliki nuklida stabil dan sangat sedikit sifat kimianya yang diketahui.
(Taro Saito.2004.Hal: 94-95) Berdasarkan sifat-sifat atom dan fisiknya, kecenderungan kuat dari atom F dan Cl untuk menarik elektron , yang mengakibatkan bentuk yang ditemui di alam, yakni bentuk ion F- dan Cl- , serta kesulitan dalam pembuatan unsur murni
dan bentuk ionnya. Untuk keempat halogen, potensialnya adalah : F2(g) = + 2,87 V
X2 + 2 e - 2 X- (aq) Eo untuk Cl2(g) = + 1,360 V (1.1)
Br2(g) = + 1,065 V
I2(p) = + 0,535 V
Dengan membandingkan pers. (1.1), kita lihat bahwa reduksi F2 (g)
menjadi F- (aq) cenderung terjadi pada semua setengah-reaksi reduksi.
Sebaliknya, oksidasi F- (aq) menjadi F
2 (g) mempunyai kecenderungan kecil untuk
terjadi pada semua kemungkinan setengah-reaksi reduksi (Eo
oks = -2,87 V ). Tak
ada setengah-reaksi reduksi yang dapat digaabungkan dengan setengah-reaksi oksidasi untuk menghasilkan reaksi spontan oksidasi-reduksi.
Brom secara komersial dihasilkan melalui ekstraksi dari air laut, yang mengandung sekitar 70ppm Br-. Mula-mula air laut dijadikan 3,5 dan direaksikan
dengan Cl2(g), yang mengoksidasi Br dan Br2.
Cl2(g) + 2 Br- (aq) Br2 + 2 Cl- (aq)
Br2 yang dihasilkan disapu dari air laut dengan bantuan aliran udara.
(Ralph H.petrucci.1987.Hal:51-52) Unsur halogen termasuk unsur non logam yang sangat reaktif dengan konfigurasi electron pada kulit terluar ns2
np5. Unsur-unsur ini cenderung
menangkap satu elektron untuk mencapai kestabilan gas mulia sehingga merupakan oksidator kuat. Karena kereaktifannya unsur ini tak terdapat sebagai atom bebas di alam. Umumnya terdapat sebagai garam ionik jika bersenyawa dengan unsur logam. Kereaktifan unsur halogen makin menurun dengan naiknya nomor atom, begitupun dengan sifat oksidatornya serta nilai keelektronegatifannya.
Flour (F) dan Clor (C1) pada suhu kamar berwujud ga, Br berwujud cair sedangkan Iod dan Astatin berwujud padat. Khusus Astatin merupakan unsur radioaktif sehingga keberadaannya di alam sangat sedikit. Dengan memperhatikan wujud unsur ini pada suhu kamar dapat disimpulkan bahwa titik leleh dan titik didih unsur tersebut naik dengan bertambahnya nomor atom.
Sebagai unsur non logam yang sangat reaktif, unsur-unsur halogen umumnya bereaksi dengan unsur yang ada. Unsur halogen, kecuali Flour dapat memiliki tingkat bilangan oksidasi mulai dari -1, +1, +3, +5 dan +7. Unsur-unsur ini juga dapat saling bereaksi sesamanya membentuk senyawa halogen (X2) serta
dapat pula bereaksi antara satu dengan lainnya membentuk senyawa antar halogen.Reaksi unsur-unsur ini dengan hidrogen akan menghasilkan suatu senyawa asam, begitupun jika direaksikan dengan air akan membentuk senyawa asam oksinya.
Pembuatan halogen umumnya dilakukan dengan mengoksidasi ion halide dalam senyawa garam atau asam dengan menggunakan suatu oksidator kuat seperti KMnO4, batu kawi, K2Cr2O7 dan sebagainya. Cara ini tidak berlaku
bagi pembuatan F2 dan Astatin.Cukup banyak senyawa halogen yang bermanfaat
bagi manusia dan umumnya dapat dibuat dengan reaksi kimia biasa ataupun reaksi redoks.
(Tim kimia Anorganik II.2014.Hal : 9-11) Perlu dicatat bahwa halogen adalah atom-atom berelektrogenatif tinggi dan hanya kekurangan satu elektron untuk mencapai konfigurasi gas mulia. Oleh itu halogen dapat membentuk ikatan kovalen tunggal atau ionik yang stabil.
Ikatan antara gugus metil dengan fluor, klor, brom, dan ioda terbentuk oleh tumpang tindih orbital sp3 dari karbon dengan orbital sp3 dari fluor, klor, brom, dan iod. Kekuatan ikatan C-X menurun dari metil fluorida ke metil iodida. Hal ini mencerminkan prinsip umum bahwa tumpang tindih orbital-orbital lebih efisien antara orbital-orbital yang mempunyai bilangan kuantum utama yang sama, dan efisiensinya menurun dengan meningkatnya perbedaan bilangan kuantum utama.
Perlu pula dicatat bahwa halogen adalah lebih elektronegatif daripada karbon, sehingga ikatan C-X bersifat polar di mana karbon mengemban muatan posisif partial (δ+) dan halogen muatan negatif partial (δ-). Dengan demikian kerapatan elektron pada halogen lebih tinggi daripada karbon.
(Firdaus.2011.Hal: 2) III. Prosedur Pekerjaan
III.1 Alat dan Bahan III.1.1 Alat
Pembakar Bunsen Beker gelas 100 mL Kaca arloji
Spatula
III.1.2 Bahan
Mangan (IV) oksida
Brom
Kertas indikator Air Brom
Karbon tetra klorida Kalium permanganat I2
Klor (Sumber klor) HCl pekat
III.2 skema Kerja
III.2.1 Pembuatan Halogen
Dipanaskan
Ditambahkan sesendok kecil Diteteskan beberapa tetes .
Diteteskan pada setengah sendok
III.2.2 Sifat fisik halogen
Dibandingkan dalam suatu tabel, warna wujud pada Suhu kamar, titik leleh dan titik didihnya.
Dilihat kecendrungan apa yang terlihat dari sifat fisik Halogen jika massa atom relatifnya bertambah
III.2.3 Sifat kimia Halogen
a) reaksi halogen dengan air
Dikerjakan dalam lemari asam 1 ml asam klorida pekat Kmn O2 Hasil pengamatan Flour, klor,brom dan Yod Hasil pengamatan Gas Klor Asam klorida pekat KmnO4
Dialirkan kedalam
Dialiri dalam beberapa detik
Diuji pH larutan dengan kertas indikator
b) Kelarutan halogen dalam karbon tetraklorida
Dikocok
Diulangi eksperimen dengan bahan
Dibuat tabel dan jelaskan ketiga percobaan di atas.
III.2.4 Pembuatan Senyawa Halogen
a. Pembuatan kaporit dan kalium khlorat 1) Pembuatan kaporot [Ca(CIO)2]
Dilarutkan
Digerus hingga membentuk bubur, bila masih Kental tambahkan air tetes demi tetes.
Dialirkan kedalam bubur kapur sampai jenuh 5 ml air Hasil pengamatan Gas Klor laruta n Hasil pengamatan
3 ml air Klor + 1ml karbon tetraklorida
3 ml air Brom + satu kristal kecil Yod
5 gram CaO
Dikisatkan hingga semua airnya menguap, maka Akan diperoleh zat padat putih Ca(OCI)2
2) Pembuatan kalium khlorat
Dilarutkan
Didihkan
Dialirka kedalam gelas piala
Diuji dengan kertas lakmus merah, jika larutan Sudah tidak bersifat basa lagi hentikan pengaliran gas Klor.
Didinginkan dan saringlah kristal-kristal yang terbentuk.
b. Pembuatan Asam Bromida (HBr)
Dimasukan pada tabung pertama. Ditutup tabung dengan sumbat dengan Dilengkapi pipa pengalir gas.
Dimasukan kedalam tabung kedua
Dipanaskan tabung pertama dan alirkan gas yang terjadi ke tabung ke dua.
Diamati apa yang terjadi. Hasil pengamatan 5 gram KOH 25 ml aquadesLarutan Gas klor Larutan KOH Hasil pengamatan 0,5 g KBr + ),5 ml larutan asam posfat 2 ml larutan perak nitrat Hasil pengamatan
IV. Hasil dan Pembahasan 4.1. Data Pengamatan 4.1.1. Pembuatan Halogen
Perlakuan Hasil Pengamatan
1 ml HCl + KMnO2 0,1 g
dipanaskan
Keluar gas, bereaksi cepat ketika dipanaskan, timbul gelembung udara, larutan berwarna hijau pekat 0,1 gram KMnO4 ditetesi dengan
0,5 ml HCl
Tanpa dilakukan pemanasan larutan langsung bereaksi, timbul gelembung udara, warna larutan hijau pekat
4.1.2. Sifat Fisik Halogen Tidak dipraktikumkan 4.1.3. Sifat Kimia Halogen a. Reaksi dengan Air tidak dipraktikumkan
b. kelarutan Halogen dalam Karbontetraklorida
Perlakuan Hasil Pengamatan
3 ml klor + 1 ml Karbontetraklorida
Klor tidak larut dalam karbontetraklorida. Membentuk 2 lapisan, lapisan paling bawah berbentuk Kristal, bagian tengah berbentuk gel, dan lapisan atas berbentuk larutan bening 3 ml air brom + 1 ml karbontetraklorida Tidak dipraktikumkan 1 kristal yod + 1 ml karbontetraklorida Tidak dipraktikumkan
4.1.4. pembuatan senyawa Halogen
a. pembuatan kaporit dengan Kalium Klorat Tidak dipraktikumkan
b. Pembuatan Asam Bromida
Perlakuan Data pengamatan
0,5 ml KBr + 0,5 ml
asam pospat,
dipanaskan, uapnya dialirkan ke perak nitrat
Pada percobaan ini berhasil, tetapi uap yang dihasilkan hanya sedikit, dan pipa yang digunakan terlalu panjang sehingga uap tidak sampai pada tabung kedua yang berisin 2 ml larutan perak nitrat. Waktu yang diperoleh saat pemanasan yaitu 6 menit, 3 detik.
4.2. Pembahasan
Halogen merupakan unsur yang yang sangat reaktif, dalam sistem periodik unsur terdapat pada golongan VII A atau golongan 17. Unsur-unsur halogen meliputi fluorin, klorin, bromin, iodin dan astatin. Halogen berasal dari kata haligeno yang berarti berbentuk garam, hal ini didasarkan pada sejarah penemuan halogen yang selalu didapat dari garam. Di alam, tidak ada dalam keadaan bebas, tetapui selalu dalam keadaan sebagai senyawa karena kereaktifannya. Pada umumnya halogen berada dalam keadaan sebagai senyawa dengan bilangan oksidasi -1 (halida).
1. Pembuatan Unsur Halogen
Pada percobaan pembuatan unsur halogen pada perlakuan pertama 1 ml HCl pekat ditambahkan dengan 0,1 gram KMnO2 , hasil pengamatan yang
diperoleh yaitu, Keluar gas, bereaksi cepat ketika dipanaskan, timbul gelembung udara, larutan berwarna hijau pekat. Pada reaksi ini MnO2 bertindak sebagai
oksidator yang mengoksidasi Cl sehingga bilangan oksidasinya meningkat dari -1 menjadi 0.
Reaksi yang terjadi yaitu :
MnO2 + 4 H+ +2 e- Mn2+ + 2 H2O
2 Cl- Cl
2 + 2e
-MnO2 + 2 Cl- + 4 H+ Mn2+ + 2 H2O + Cl2
Kemudian percobaan pembuatan halogen yang lain kami meneteskan 0,5 ml HCl pada 0,1 gram KMnO4. Hasil pengamatan yang diperoleh yaitu, tanpa
dilakukan pemanasan larutan langsung bereaksi, timbul gelembung udara, dan warna larutan hijau pekat. Sama seperti MnO2. KMnO4 akan mengoksidasi Cl
sehingga Cl mengalami reaksi oksidasi. Bilangan oksidasi Cl meningkat dari -1 menjadi 0. Reaksi yang terjadi yaitu:
MnO4 +8 H+ +5 e- Mn2+ + 4 H2O x2 2 Cl- Cl 2 + 2 e- x5 2 MnO4 + 16 H+ + 10 e- 2 Mn2+ + 8 H2O 10 Cl- 5 Cl 2 + 10 e -2 MnO4 + 10 Cl- + 16 H+ 2 Mn2+ + 5 Cl2 + 8 H2O
HCl yang direaksikan dengan KMnO4 dapat bereaksi dengan cepat walau
tanpa dipanaskan, sedangkan HCl yang direaksikan dengan KMnO2 baru bereaksi
dengan cepat saat dipanaskan, hal ini disebabkan karena sifat oksidator KMnO4
lebih kuat dibanding dengan KMnO2. Urutan ion halida berdasarkan
kemudahannya mengalami oksidasi adalah sebagai berikut : I- > Br- > Cl- > F-.
Halogen merupakan golongan VII yang sangat reaktif dalam menerima elektron dan bertindak sebagai oksidator kuat. Berdasarkan jari-jari atomnya, semakin ke atas (dalam tabel priodik unsur), maka semakin kecil atau pendek, sehingga gaya tarik menariknya semakin besar.
2. Sifat Fisik Halogen
Sifat fisik halogen yang didapatkan berdasarkan literatur yaitu sebagai berikut:
NO Sifat Flourin Klomin Bromin Iodium
1. Warna Kuning Hijau Merah Violet
2. Wujud (25 C)ᵒ Gas Gas Cair Padat
4. Titik didih ( C)ᵒ -188 -35 59 183 5. Kerapatan g/cm3 1,1 1,5 3,0 5,0 6. Kelarutan g/L Bereaksi 20 42 3 7. Massa Atom 19 35,3 80 127 8. Jari-jari Atom Pm 72 99 115 133 9. Jari-jari Ion Pm 136 180 195 216 10. Kelektronegatifan 4,0 3,0 2,8 2,5
11. Energi Ionisasi Kj/mol 1680 1260 1140 1010
12. Energi ikatan X-X Kj/mol 258 242 193 151
13. Energi Ikatan H-X Kj/mol 562 431 366 299
3. Sifat kimia Halogen
a. Reaksi halogen dengan air
Percobaan Reaksi halogen dengan air ini tidak dipraktikumkan karena kurang tersedianya bahan yang ada d laboratorium . Pembahasan yang ada di laporan ini diambil dari literatur. Pertama dibuat air klor, dengan mereaksikan antara KmnO4 dengan HCl pekat. Dari reaksi ini dihasilkan gas klor (Cl2) menurut
persamaan reaksi
2KMnO4(aq) + 16 HCl (aq) 2 MnCl (s) + KCl (aq) + 5 Cl2 (g)
Kemudian, gas klor yang dialirkan kedalam air melalui pipa penyalur, sehingga akan diperoleh air klor. Air klor yang dihasikan, pH-nya tidak dapat diukur karena pereaksian klor dengan air secara termodinamika dapat terjadi, tetapi berlangsung secara lambat karena memiliki energi aktifasi yang tinggi, hal ini (tidak terukurnya pH) juga dikarenakan adanya ion positif H3O+ yang bereaksi
dengan ion Cl-. Tidak terdeteksinya pH diperlihatkan pada perubahan kertas
lakmus (merah dan biru) menjadi putih. Persamaan reaksi yang terjadi jika air klor direaksikan dengan air.
b. Kelarutan Halogen dalam Karbontetraklorida
Hasil pengamatan yang diperoleh dari penambahan karbon tetraklorida pada klor ini adalah Klor tidak larut dalam karbontetraklorida, Larutan membentuk 2 lapisan, lapisan paling bawah berbentuk Kristal, bagian tengah berbentuk gel, dan lapisan atas berbentuk larutan bening.
Kelarutan halogen pada pelarut organik dari atas ke bawah semakin besar, karena Cl berada d atas pada golongan halogen maka kelarutannya kecil pada CCl4. Kemungkinan inilah yang menyebabkan klor tidak larut dalam
karbontetraklorida (CCl4).
4. Pembuatan Senyawa Halogen
Pada pembuatan senyawa halogen seharusnya ada 3 percobaan yaitu pembuatan kaporit ,kalium klorat, dan pembuatan asam bromide, tetapi karena kurang tersedianya bahan yang ada pada laboratorium praktikan hanya melakukan percobaan pembuatan asam bromida.
1) Pembuatan kaporit [Ca(CIO)2]
Pada percobaan ini tidak dipraktikumkan karena kekurangan bahan/zat. Kaporit atau kalsium hipoklorit adalah senyawa berbentuk padatan putih yang siap didekomposisi di dalam air untuk kemudian melepaskan oksigen dan klorin. Kalsium hipoklorit biasa digunakan sebagai agen pemutih atau disinfektan. Senyawa ini juga sering digunakan sebagai pemutih kertas dan tekstil pada industri.
persamaan reaksinya pembuatan kaporit adalah sebagai berikut :
CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(aq)
Ca(OH)2(aq)+ Cl2(g) Ca(OCl)2 + H2
2) Pembuatan kalium khorat
Pada percobaan ini tidak di praktiumkan karena kekurangan bahan/ zat. KClO3 adalah suatu senyawa yang mengandung kalium, klorida dan oksigen
digolongkan dalam senyawa oksidator kuat. KClO3 sedikit larut dalam air dingin
dan segera larut dalam air panas, tetapi tidak larut dalam alkohol. Pembuatan kalium klorat, reaksinya adalah sebagai berikut :
KOH(aq)+ Cl2(g)+O2(g) KClO3(s)+ HCl
Pada pembuatan asam bromida terlihat ada uap yang dihasilkan pada tabung reaksi yang berisi 0,5 ml KBr dan 0,5 ml asam pospat dipanaskan, uap tersebut terlihat pada dinding tabung reaksi berwarna hijau kecoklatan. Tetapi belum sampai saat gas tersebut sampai ke tabung reaksi yang berisi perak nitrat, campuran 0,5 ml KBr dan 0,5 ml asam pospat ini sudah habis saat dipanaskan selama 6 menit 3 detik. Hal ini dikarenakan karena pipa penyalur gas yang terlalu panjang dan sedikitnya larutan KBr dan asam pospat yang digunakan.
Reaksi yang terjadi pada percobaan ini yaitu :
KBr + H3PO4 KH2PO4 + HBr
HBr yang terbentuk ini seharusnya bereaksi dengan perak nitrat membentuk asam nitrat dan ada endapan garam perak bromide, reaksinya sebagai berikut:
HBr + AgNO3 HNO3 + AgBr
V. Kesimpulan 5.1. Kesimpulan
Halogen digolongkan sebagai pengoksidator kuat karena kecenderungannya mudah mengikat elektron atau mudah tereduksi. Kelarutan unsur halogen cenderung semakin kecil F>CL>Br>I
karena di pengaruhi kekuatan ikatan dan polaritas ikatan.
Tingkat kepolaran halogen dari atas kebawah semakin berkurang. Sifat fisik halogen yang paling mudah diamati adalah
warana-warna unsur halogen yaitu F = kuning muda, Br = merah kecoklatan, K=hijau dan I = violet kehitaman.
5.2. Saran
Seharusnya larutan volume KBr dan asam pospat yang digunakan pada percobaan ini lebih dari 0,5 ml agar tidak cepat habis saat dipanaskan.
VI. Daftar Pustaka
Firdaus.2011.Alkil Halida.makassar:UNHAS Makassar H.petrucci,Ralph.1987.Kimia Dasar.Jakarta : erlangga
Saito,Taro.2004, Buku teks kimia anorganik online.Jepang:Kanagawa University
Tim Kimia anorganik.2014,Penuntun Praktikum Kimia Anorganik. Jambi : Universitas Jambi
