BAB VI UNSUR GOLONGAN 16 CHALCOGENS Dikerjakan oleh: Ermiati Harahap Kembali lagi, dua anggota pertama dari golongan memiliki sifat kimia yang signifikan : oksigen dan belerang. Perbedaan antara anggota pertama dan kedua yang dapat kita lihat seperti pada unsur golongan lima (nitrogen dan fosfor) yang berulang kembali pada golongan ini, kecuali oksigen yang lebih reaktif. Selenium dan telurium keduanya memiliki beberapa perilaku semilogam, dan hanya unsur radioaktif,polonium, dapat dikatakan menunjukkan karakter logam. Umumnya pemikiran yang salah dikaitkan dengan fakta yang telah ditemukan dengan dengan nama yang spesifik. Persepsi modern kita dari kemajuan ilmu pengetahuan menunjukkan bahwa penemuan biasanya melibatkan kerja dari banyak individu. Sebagai contoh, penemuan oksigen dikreditkan ke ahli kimia abad kedelapan belas Joseph Priestley, ketika, pada kenyataannya, itu adalah penemu Belanda lama terlupakan, Cornelius Drebble, yang pertama-tama dilaporkan penyusunan gas sekitar 150 tahun sebelumnya. Meski demikian, Priestley tidak layak sebagian besar kredit, karena ia membuat studi ekstensif dari gas oksigen murni dan, sangat berani, bernapas dengan gas ini, sehingga dikenal sebagai "dephlogisticated udara." Priestley melakukan eksperimen
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB VI
UNSUR GOLONGAN 16 CHALCOGENS
Dikerjakan oleh: Ermiati Harahap
Kembali lagi, dua anggota pertama dari golongan memiliki sifat kimia yang signifikan :
oksigen dan belerang. Perbedaan antara anggota pertama dan kedua yang dapat kita lihat seperti
pada unsur golongan lima (nitrogen dan fosfor) yang berulang kembali pada golongan ini,
kecuali oksigen yang lebih reaktif. Selenium dan telurium keduanya memiliki beberapa perilaku
semilogam, dan hanya unsur radioaktif,polonium, dapat dikatakan menunjukkan karakter logam.
Umumnya pemikiran yang salah dikaitkan dengan fakta yang telah ditemukan dengan
dengan nama yang spesifik. Persepsi modern kita dari kemajuan ilmu pengetahuan menunjukkan
bahwa penemuan biasanya melibatkan kerja dari banyak individu. Sebagai contoh, penemuan
oksigen dikreditkan ke ahli kimia abad kedelapan belas Joseph Priestley, ketika, pada
kenyataannya, itu adalah penemu Belanda lama terlupakan, Cornelius Drebble, yang pertama-
tama dilaporkan penyusunan gas sekitar 150 tahun sebelumnya.
Meski demikian, Priestley tidak layak sebagian besar kredit, karena ia membuat studi
ekstensif dari gas oksigen murni dan, sangat berani, bernapas dengan gas ini, sehingga dikenal
sebagai "dephlogisticated udara." Priestley melakukan eksperimen ini di Birmingham, Inggris, di
mana dia adalah seorang menteri Nonconformist. Dia dikenal karena “leftist” pandangan tentang
politik dan agama-misalnya, ia mendukung revolusi Perancis dan Amerika. Massa membakar
gereja, rumah, dan perpustakaannya.
Ia melarikan diri ke Amerika Serikat, dimana ia mendedikasikan salah satu buku untuk
Wakil Presiden John Adams, dengan catatan, "Menyenangkan bahwa, di negeri ini, agama tidak
memiliki hubungan dengan kekuasaan sipil".
Penemuan oksigen sebagai tanda berakhirnya teori phlogiston tentang pembakaran.
Menurut teori itu, pembakaran melibatkan hilangnya phlogiston. Namun, ilmuwan Prancis
Guyton de Morveau (lihat pengantar Bab 8) menunjukkan bahwa pembakaran logam
memberikan produk yang memiliki berat yang lebih besar. Rekannya Antoine Lavoisier
menyadari bahwa sesuatu harus ditambahkan dalam proses pembakaran. Itu adalah oksigen. Tapi
konsep revolusioner
sering lambat untuk diterima dalam science, dan benar bahwa ide pembakaran yang terkait
dengan penambahan oksigen. Faktanya, banyak ahli kimia dari waktu itu,termasuk Joseph
Priestley, tidak pernah menerima ide ini.
16.1 Kecenderungan Golongan
Kelompok ini kadang-kadang disebut chalcogens. Sifat umum unsur ini ditunjukkan pada Tabel
16.1. Oksigen dan belerang yang paling jelas bukan logam, sedangkan polonium merupakan
logam. Selenium dan telurium jatuh ke dalam daerah ambigu, seperti arsenik di golongan 5.
Satu-satunya bentuk kristal dari telurium terdiri dari jaringan rantai spiral atom. Unsur memiliki
sifat semikonduktor dan perilaku amfoter pameran. Dengan demikian, semilogam mungkin
adalah yang paling tepat untuk telurium. Selenium digambarkan kesulitan dalam artifi
kategorisasi resmi yang memiliki beberapa alotrop.
Semua kecuali satu yang merah, yang terdiri dari struktur cincin seperti yang akan kita bahas
untuk belerang. Alotrop berbeda memiliki struktur mirip dengan telurium, dan itu adalah
semikonduktor. Namun, selenium hanya memiliki oksida asam. Untuk alasan-alasan ini,mungkin
paling aman untuk mengklasifikasikan selenium sebagai anggota non logam sepertiga dari
kelompok. Titik leleh dan titik didih menunjukkan meningkatnya karakteristik non logam yang
diikuti oleh penurunan pada logam polonium (Tabel 16.2).
Kecuali untuk oksigen, ada pola di bagian oksidasi dari unsur golongan 6. Kita menemukan
semua oksidasi genap dari +6, melalui +4 dan +2, untuk -2. Stabilitas -2 dan +6 bagian oksidasi
mengalami penurunan pada golongannya, sedangkan dari bagian +4 meningkat. Seperti yang
terjadi di banyak golongan, tren yang tidak biasa seperti yang kita inginkan.
Sebagai contoh, asam yang mengandung atom di oksidasi +6 adalah asam sulfat, yang dapat kita
wakili sebagai (HO)2SO2 untuk menunjukkan ikatan, dan asam Selenic, (HO)2SeO2, tapi asam
telutik memiliki rumus (HO)6Te atau H6TeO6.
16.2 Perbedaan dari Oksigen dan Sulfur
Dikerjakan oleh: Hutdia Putri Murni
Perbedaan antara unsur periode kedua dan periode ketiga ditemukan pada golongan 15
(Bab 15, Subab 15.2), hal ini juga ditemukan pada golongan 16. Demikian, oksigen seperti
nitrogen, memiliki maksimal 4 ikatan kovalen, sedangkan belerang seperti posfor yang dapat
membentuk lebih dari 6 ikatan kovalen. Contoh, oksigen membentuk 1 oksida normal normal
dengan fluor, OF2. Sedangkan belerang membentuk beberapa senyawa dengan fluor, seperti SF6.
Seperti nitrogen, ikatan rangkap dua oksigen-oksigen lebih kuat dibanding ikatan tunggal
antara oksigen-oksigen. Namun perbedaan belerang dengan unsur lain dalam satu golongan
adalah dimana energi dua ikatan tunggal lebih besar dibandingkan energi satu ikatan rangkap dua
(Tabel 16.3).
Faktanya, senyawa yang mengandung dua atom oksigen yang berikatan bersama maka
akan menjadi pengoksidasi kuat. Dan senyawa yang mengandung tiga atau lebih atom oksigen
yang berikatan bersama akan melemah dan cenderung terjadi ledakan kuat. Untuk lebih jelasnya
dapat dijelaskan kelemahan ikatan tunggal oksigen-oksigen dibandingkan jika berikatan dengan
usnsur lain (Tabel 16.4). Kemudian, oksigen akan berusaha untuk berikatan dengan unsur lain
dibanding dengan dirinya sendiri. Khususnya, ikatan kovalen dengan hidrogen akan menjadi
sangat kuat dan bersifat panas yang cenderung dihasilkan dari reaksi oksigen pada air.
Sebaliknya, ikatan tunggal belerang-belerang lebih rendah jika dibanding ikatan belerang dengan
unsur lainnya.
16.3 Oksigen
Dioksigen
Dikerjakan oleh: Wulandari
Dioksigen tidak berwarna, gas tidak berbau yang terbentuk dari proses kondensasi larutan
biru. Karena mempunyai massa molar yang rendah dan membentuk molekul non polar,
dioksigen mempunyai titik leleh dan titik didih yang rendah. Gas ini tidak menyebabkan
pembakaran, tetapi dapat memicu reaksi pembakaran. Pada faktanya, hampir seluruh unsur-unsur
bereaksi dengan oksigen pada suhu kamar atau ketika dipanaskan. Pengecualian untuk logam
mulia seperti platinum dan gas mulia.
Satu atom oksigen dalam setiap 500 memiliki massa 12% lebih besar dari 499. Secara
khusus, H2 18O memiliki tekanan uap lebih rendah dari H2 16O. Oleh karena itu keseimbangan
antara gas dengan cair, fase gas akan kekurangan oksigen-18. Karena penguapan terjadi di
perairan tropis,perairan tersebut memiliki konsentrasi yang lebih tinggi dari oksigen-18.
Peningkatan proporsi oksigen-18 ini ditemukan disemua kesetimbangan laut yang melibatkan
oksigen.
Kita dapat menggunakan rasio dua isotop oksigen untuk menentukan suhu laut di mana
kerang dibentuk milions dari tahun lalu hanya dengan menentukan oksigen rasio isotop dalam
kalsium karbonat dari kerang. Ketika proporsi oksigen-18 lebih tinggi, laut kuno hangat.
Reaktan sering penting. Misalnya, logam yang sangat halus bubuk seperti besi, seng, dan
menyebabkan akan terbakar di udara pada suhu kamar. Bentuk-bentuk halus yang terpisah dari
logam kadang-kadang disebut piroforik, sebuah istilah yang mencerminkan kemampuan mereka
untuk menangkap api. Misalnya, debu seng akan terangsang untuk memberikan zinc oxide putih:
2Zn(s) + O2(g) 2ZnO(S)
Membuat naik 21 persen dari atmosfer bumi, oksigen, gas pengoksidasi, tidak secara
alami terjadi di atmosfer planet. "Normal" suasana planet adalah mengurangi, mengandung
hidrogen, amonia, dan karbon dioksida. Itu merupakan proses fotosintesis yang mulai mengubah
komponen karbon dioksida dari atmosfir awal Bumi untuk dioxigen sekitar 2,5 x 109 tahun yang
lalu; negara kaya oksigen yang hadir tercapai sekitar 5 x 108 tahun yang lalu. Dengan demikian,
kita dapat melihat tanda-tanda kehidupan yang mirip dengan kita sendiri di planet di sekitar
bintang lain hanya dengan mengirimkan detektor dioksigen.
Dioksigen sangat tidak larut dalam air, sekitar 2 x 10-5 fraksi mol di 25C, dibandingkan
dengan 6 x 10-4 untuk karbon dioksida. Namun demikian, konsentrasi oksigen di perairan alami
cukup tinggi untuk mendukung organisme laut. Kelarutan dioksigen menurun dengan
meningkatnya suhu; karenanya, itu adalah air dingin, seperti Labrador dan arus Humboldt, yang
mampu mendukung ikan terbesar saham dan telah menjadi fokus dari overfishing paling parah.
Meskipun kelarutan dioksigen rendah dua kali lipat dari dinitrogen. Oleh karena itu, campuran
gas dirilis oleh pemanasan air-udara jenuh akan benar-benar diperkaya di dioksigen.
Pengukuran oksigen terlarut (DO) adalah salah satu penentu dari kesehatan sungai atau
danau. Rendahnya tingkat oksigen terlarut dapat disebabkan oleh eutrofikasi (alga dan tanaman
pertumbuhan berlebihan) atau masukan air suhu tinggi dari sistem pendingin industri. Sebagai
bijaksana sementara, tongkang sungai udara-menggelegak dapat digunakan untuk meningkatkan
tingkat dioksigen. Ini telah dilakukan di London, Inggris, untuk membantu membawa kembali
ikan permainan untuk Sungai Thames. Kebalikan dari DO adalah BOD-biologis oksigen indeks
permintaan ini mengukur potensi konsumsi oksigen oleh organisme air. Dengan demikian, BOD
tinggi dapat menunjukkan potensi masalah di danau atau sungai.
Dioksigen adalah reagen industri besar; sekitar 109 ton digunakan di seluruh dunia setiap
tahun, sebagian besar dalam industri baja. Dioksigen juga digunakan dalam sintesis asam nitrat
dari amonia (lihat Bab 15, Bagian 15,11). Hampir semua oksigen diperoleh dengan distilasi
fraksional dari udara cair. Dioksigen dikonsumsi dalam quanntities besar oleh fasilitas rumah
sakit. Dalam konteks itu, sebagian besar digunakan untuk meningkatkan tekanan parsial
dioksigen dalam campuran gas yang diberikan kepada orang-orang dengan masalah pernapasan,
membuat penyerapan gas oksigen lebih mudah untuk fungsi paru-paru.
Di laboratorium, ada cara numberof membuat gas dioksigen. Misalnya, pemanasan yang
kuat dari potasium klorat dengan mangan (IV) oksida memberikan kalium klorida dan gas
oksigen.
Namun, rute yang jauh lebih aman di laboratorium adalah dekomposisi katalitik dari
berair hidrogen peroksida. Mangan (IV) oksida dapat digunakan sebagai katalis:
Sebagaimana dibahas dalam bagian chapter.3 3.4. model orbital molekul adalah satu-satunya
representasi dari ikatan di dioksigen yang cocok dengan bukti eksperimental. Figura 16.1
menunjukkan bahwa orde ikatan bersih adalah 2 (enam elektron ikatan dan dua elektron
2KclO3(l) 2KCl(s) + 3O2 (g)
2H2O2 (aq) 2H2O(l) + O2(g)
antibonding), dengan dua elektron antibonding memiliki spin paralel. Rhe molekul adalah
paramagnetik.
Namun, masukan energi hanya 95 kj mol-1 diperlukan untuk menyebabkan salah satu
elektron antibonding untuk "flip" dan berpasangan dengan elektron antibonding lainnya (figura
16,2). ini bersifat (diamagnetik) bentuk spin-dipasangkan dioksigen beralih ke bentuk
paramagnetik dalam hitungan detik atau menit, tergantung pada kedua konsentrasi dan
lingkungan molekul. Bentuk diamagnetik dapat dibuat dengan reaksi dari hidrogen peroksida
dengan natrium hipoklorit:
Atau, alternatif, dengan bersinar ultra-radiasi pada oksigen paramegnetic di hadapan pewarna
sensitisasi.
Dikerjakan oleh: Nurhayati
Dioksigen diamagnetik adalah reagen penting dalam kimia organik dan
memberikan produk yang berbeda dari bentuk paramagnetik. Selanjutnya,
oksigen diamagnetik, sangat reaktif dan dibentuk oleh radiasi ultraviolet,
terlibat dalam induksi kanker kulit. Oksigen diamagnetik adalah
sering disebut sebagai oksigen singlet, dan bentuk paramagnetik disebut triplet
oksigen.
Hal ini membutuhkan 95kJ.mol-1 untuk pasangan elektron orbital antibonding.
disana ada bentuk singlet kedua dioksigen di mana spin satu elektron hanya membalik lebih,
sehingga elektron yang tidak berpasangan yang dihasilkan memiliki spin berlawanan
(Gambar 16.3). Anehnya, pengaturan ini membutuhkan lebih banyak energi untuk
mencapai, sekitar 158 kJ mol-1. Akibatnya, formulir ini singlet lainnya adalah sedikit
laboratorium pentingnya. Dalam Bab 3, Bagian 3.14, kami menunjukkan bahwa sebagian besar
penyerapan fitur dalam spektrum inframerah dari atmosfer dapat dijelaskan dalam hal getaran
dari molekul air dan karbon dioksida. Namun, ada serapan pada panjang gelombang yang tepat
dari 0,76 µm yang kita tidak menjelaskan (Gambar 16.4). Panjang gelombang ini, pada
kenyataannya, merupakan penyerapan elektronik energi sesuai dengan produksi berupa singlet
°) -kita harus mencari penjelasan yang berbeda. penjelasan berkaitan dengan tingkat
pencampuran orbital. Dalam Bab 3, Bagian 3.10, kita dianggap model hibridisasi ikatan, karakter
mana orbital
campuran. Pada saat itu, kami menganggap nilai-nilai integral dari pencampuran-misalnya, satu
s orbital dengan tiga orbital p membentuk empat orbital hibrid sp3. Namun, ada alasan mengapa
pencampuran tidak dapat pecahan. Dengan demikian, beberapa ikatan kovalen bisa
memiliki lebih s karakter dan lain-lain, yang lebih p karakter. Juga, di luar Periode 2, kami
harus diingat bahwa orbital d mungkin dicampur juga. Pendekatan pencampuran orbital parsial
ini, pada kenyataannya, bergerak menuju molekul yang lebih realistis representasi orbital ikatan.
Itu Henry A. Bent yang mengusulkan aturan-empiris Bent aturan menjelaskan, antara
lain, variasi ikatan sudut senyawa oksigen. Aturan: substituen Lebih elektronegatif "lebih"orbital
hibrida dengan kurang s karakter, dan substituen lebih elektropositif "lebih" orbital hibrida
dengan lebih s karakter. Dengan demikian, dengan fluorine (lebih elektronegatif), obligasi
angle cenderung ke arah sudut 90 ° dari dua "murni" orbital p pada atom oksigen. Sebaliknya,
sudut untuk klorin (kurang elektronegatif) lebih besar dari itu untuk hibrida sp3 orbital, di suatu
tempat antara 109 o21 Sudut ° dari sp3 hibridisasi dan sudut 120 ° dari sp2 hibridisasi. Penjelasan
alternatif untuk sudut yang lebih besar di oksida dikloro hanya ada tolakan sterik antara dua
atom klorin besar, sehingga meningkatkan sudut.
Oksigen dapat membentuk ikatan kovalen koordinat, baik sebagai asam Lewis atau
sebagai basa Lewis. Yang pertama adalah sangat jarang; senyawa NF3O (disebutkan dalam Bab
15, Bagian 15.2) adalah salah satu kasus tersebut. Namun, oksigen mudah bertindak sebagai
Basa Lewis, misalnya, dalam ikatan molekul air untuk transisi logam ion melalui pasangan
elektron bebas pada oksigen. Ada juga banyak contoh double-terikat oksigen, seperti yang di
PF3O.
Ada modus ikatan lain oksigen. Secara khusus, oksigen dapat membentuk tiga ikatan
kovalen setara. Contoh klasik adalah ion hidronium, di mana setiap sudut ikatan dekat bahwa
nilai tetrahedral dari 109 o21 (Gambar 16.7). Namun, molekul yang mengandung oksigen tersebut
tidak selalu tetrahedral. Dalam kation biasa [O (HgCl)3]+, atom semua coplanar dan sudut ikatan
Hg¬O¬Hg adalah 120 ° (Gambar 16.8). Untuk menjelaskan hal ini, kita harus mengasumsikan
bahwa pasangan elektron bebas pada atom oksigen tidak dalam sp3 biasa hybrid orbital tapi di a
p orbital, di mana ia dapat membentuk ikatan a p dengan kosong 6p orbital dari atom merkuri.
Oksigen sering "membawa keluar" keadaan oksidasi lebih tinggi daripada fluorine. ini
mungkin akibat dari kemampuan oksigen untuk membentuk ikatan Л, menggunakan salah satu
orbital p penuh dan kosong orbital pada elemen lain, atau mungkin hanya alasan sterik. Sebagai
contoh, osmium dapat muat empat atom oksigen untuk membentuk OsO4 tapi tidak delapan atom
fluorine membentuk OsF8 (Tabel 16.5).
TABEL 16.5 oksidasi stabil tertinggi oksida dan fluorides fl dari tiga unsur
Elemen oksida tertinggi fl uoride tertinggi
Kromium CrO3 (16) CrF5 (15)
Xenon XeO4 (18) XeF6 (16)
Osmium OsO4 (18) OsF7 (17)
16.5 Kecenderungan Sifat Oksida
Dikerjakan oleh: Nurmalia Gusni
Sifat-sifat oksida tergantung pada jumlah oksidasi unsur lainnya.Untuk oksida logam,
kita menemukan ada transisi dalam jenis ikatan, seperti yang dibahas dalam Bab 9, Bagian 9.2.
Misalnya, kromium (III) oksida, Cr2O3, memiliki titik leleh 2.266 ° C, nilai khas senyawa ionik,
sedangkan kromium (VI) oksida, CrO3, memiliki titik leleh 196 ° C, nilai khas senyawa kovalen.
Pergeseran dari ion ke kovalen perilaku Perubahan jenis ikatan dapat digunakan untuk
menjelaskan perbedaan sifat asam basa antara oksida logam. Jika logam dalam keadaan oksidasi
rendah, biasanya 12, oksida dasar (dan kadang-kadang mengurangi); misalnya, ion mangan (II)
oksida bereaksi dengan asam untuk memberikan (II) ion mangan berair.
Jika logam dalam keadaan oksidasi 31, oksida logam sering amfoter. Kromium (III)
oksida, misalnya, bereaksi dengan asam untuk memberikan kromium (III) ion dan dengan dasar
yang kuat untuk memberikan anion kromit, CrO2. Oksida logam-oksidasi-tinggi negara sering
asam dan oksidasi. Dengan demikian, kovalen terikat kromium (VI) oksida bereaksi dengan air
untuk memberikan asam kromat:
CrO3 (s) 1 H2O (l) S H2CrO4 (aq)
Oksida nonlogam selalu kovalen. Mereka dengan Unsur dalam keadaan oksidasi rendah
cenderung netral, sedangkan orang-orang dengan elemen dalam oksidasi tinggi negara cenderung
asam. Sebagai contoh, dinitrogen oksida, N2O, netral, sedangkan dinitrogen pentoksida larut
dalam air untuk memberikan asam Nitrit:
N2O5 (g) 1 H2O (l) S 2 HNO3 (l)
Semakin tinggi tingkat oksidasi dari unsur lain, lebih asam yang properti. Misalnya,
sulfur dioksida adalah asam lemah, sedangkan sulfur trioksida adalah oksida asam kuat.Itu selalu
diperlukan untuk berhati-hati ketika menetapkan oksidasi oksigen senyawa, untuk, seperti telah
kita lihat, ada ion oksigen di mana oksigen sendiri memiliki keadaan oksidasi yang abnormal. Ini
termasuk dioksida (22) ion, O2 22; itu dioksida (12) ion, O2 2; dan trioksida yang (12) ion, O3 2.
ini hanya ada di senyawa fase padat, mereka spesifik di mana kation logam memiliki muatan
kepadatan yang cukup rendah untuk menstabilkan ini besar, anion rendah biaya. 421 Senyawa
yang di dalamnya unsur lain tampaknya memiliki abnormal bilangan oksidasi yang tinggi
biasanya mengandung hubungan peroksida ¬O¬O¬, di mana setiap atom oksigen memiliki
jumlah oksidasi 21. Menghitung kembali oksidasi nomor dalam kasus tersebut memberikan
unsur lain sejumlah oksidasi normal. Untuk Misalnya, di K2O2, oksigen memiliki jumlah
oksidasi peroksida dari 21 lebih dari jumlah oksidasi oksida dari 22, tidak Kalium memiliki
normal nilai 12.
16.6 Campuran Logam Oksida
Dikerjakan oleh: Rila Andriani
Dalam Bab 13, Bagian 13,9, kita bahas golongan campuran oksida logam, yang spinel.
Senyawa ini memiliki rumus empiris AB2X4, di mana A biasanya ion logam dipositive; B,
biasanya ion logam tripositive; dan X, sebuah dinegative anion, biasanya oksigen. Kristal kisi
terdiri dari kerangka ion oksida dengan ion logam di situs oktahedral dan tetrahedral. Hal ini
bukan hanya mungkin struktur campuran oksida logam: ada banyak lagi, salah satunya adalah
struktur perovskit, dan, seperti spinel, perovskites sangat menarik untuk bahan ilmuwan.
Perovskites memiliki rumus umum ABO3, di mana A biasanya besar ion logam
dipositive dan B umumnya ion logam tetrapositive kecil. Hal ini untuk membedakan oksida
campuran logam dari garam oxyanion yang umumnya kita pelajari di kimia anorganik. Garam
logam oksianion bisa memiliki rumus paralel dari perovskit: AXO3, yang mana logam (A), non
logam (X), dan oksigen. Dalam senyawa ini, XO3 terdiri dari ikatan kovalen ion poliatomik.
Misalnya, natrium nitrat terdiri dari Na1 dan NO3 dua ion tersusun dalam struktur natrium
klorida, di mana setiap ion nitrat menempati tempat yang setara dengan tempat ion klorida.
Namun, di perovskites, seperti kalsium titanat senyawa induk CaTiO3, tidak ada hal seperti itu
sebagai "ion titanat." Sebaliknya, kisi kristal terdiri dari Ca21 tunggal, Ti41, dan O22 ion.
Susunan di unit sel perovskit ditunjukkan pada Gambar 16.9. besar ion kalsium
menempati pusat kubus; dikelilingi oleh 12 ion oksida. Delapan titanium (IV) ion yang terletak
di sudut-sudut kubus; masing-masing memiliki enam oksida bersebelahan (tiga berada di unit sel
yang berdekatan). Banyak perovskites yang bahan feroelektrik (meskipun mereka tidak
mengandung zat besi). Senyawa tersebut dapat mengkonversi mekanik menjadi sinyal listrik
(dan sebaliknya), sebuah sifat yang penting bagi banyak perangkat elektronik. Dalam Bab 14,
Bagian 14,19, perovskit lain, CaPbO3, dikatakan sebagai pelapis tahan karat untukpermukaan
logam.
Di planet ini, perovskit yang paling penting adalah magnesium besi campuran silikat
(Mg, Fe) SiO3. Ini adalah komponen utama dari mantel yang lebih rendah, lapisan bumi antara
kedalaman 670 dan 2.900 km. Senyawa ini terdiri dari Mg21 dan ion Fe21 bergantian di tempat
M21 di pusat unit kubus, Si41 "ion" di sudut-sudut, dan O22 ion menempati situs anion. (Dalam
perovskites silikat, obligasi silikon-oksigen mungkin memiliki signifi karakter tidak bisa
kovalen.
16.7 Air
Dikerjakan oleh: Noveri Susiana
Air terbentuk ketika gas hydrogen dan gas oksigen dicampur dan menghasilkan :
2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (l)
Produk yang dihasilkan dari reaksi diatas juga sama dengan produk yang dihasilkan
ketika senyawa organic seperti bahan bakar hidrokarbon dibakar .
Contoh : pembakaran metana yang menghasilkan karbon dioksida dan air
Reaksi : CH4 (g) + O2 (g) CO2(g) + 2 H2O (l)
Air adalah cairan yang banyak terdapat di bumi. Air cair telah terbentuk dan membentuk
kembali permukaan bumi lebih ideology waktunya. Hal ini dapat dilakukan karena air
dapat melarutkan zat ionic terutama logam alkali dan alkali tanah dan anion seperti
klorida dan sulfat.
Dengan demikian komposisi dari air laut merefleksikan pencucian ion dari mineral.
Kemudian bumi didinginkan dan cukup untuk membentuk air cair.Komposisi air laut saat
ini, yaitu membentuk 97% air dibumi, yang digmbarkan pada table 16.8
Banyak dari deposito/endapan mineral bumi yang terbentuk melalui prroses berair.
Deposito/endapan terbesar yaitu mineral alkali dan alkali tanah yang terbentuk oleh
deposisi dari laut kuno dan danau.
Mekanisme pembentukan yang kurang jelas dari endapan logam berat sulfide seperti
timbal (II) sulfide juga merupakan hasil dari proses pelarutan.
Meskipun mineral tersebut sangat tidak larut pada suhu dam tekanan biasa ( umum)
namun ini bukan kasus dibawah tekanan yang tinggi dan suhu yang sangat tinggi yang
jauh dibawah permukaan bumi.
Dalam kondisi tersebut banyak ion yang larut dan diangkut dekat ke permukaan, dimana
penuruan suhu dan tekanan menyebabkan terjadinya curah hujan.
Selain mineral ionic, air juga dapat melarutkan banyak senyawa kovalen polar.
Kemampuan air berfungsi sebagai pelarut dengan kisaran yang luas sebagian besar dari
polaritas yang tinggi dari ikatan O – H.
Air mengntrol kimia asam basa melalui autoionisasi untuk memberikan ion hidronium
dan ion hidroksida yang asam kuat dan basa kuat masing-masing dalam larutan tubuh
kita.
2 H2O (l) H3O+ (aq) + OH-
(aq)
Selain itu air juga mengontrol redoks yag terbatas dalam larutan air. Tidak ada reaksi
redoks yang bisa terjadi diluar batas-batas oksida air menjadi oksigen atau pengurangan
untuk hydrogen :
H2O (l) ½ O2 (g) + 2 H+ (aq) + 2e
2 H2O (l) + 2e H2 (g) + 2 OH- (aq)
Atom oksigen dalam air bertindak sebagai donor pasangan electron, yaitu air dapat
bertindak sebagai basa lewis. Hal ini dapat dilihat dari ion yang terhidrasi transisi logam
seperti heksaaquanikel(II) ion, Ni : (OH2) 6 2+(aq), dimana ikatan yang tampak jauh jauh
lebih dekat daripada interaksi ion dipole sederhana.
Dengan demikian pernyataan yang mengatakan bahwa kimia di planet ini sebagian besar
didefinisikan oleh sifat air adalah benar.
Kebanyakan orang prihatin tentang dehidrasi, peningkatan jumlah atlet (pelari maraton,
Triathletes, dan bahkan pejalan kaki) yang sangat menipiskan darah mereka dengan
minum air terlalu banyak atau terlalu banyak minuman olahraga.
Pada tahun 2002, Boston Marathon, 13 persen dari pelari terkena hiponatremia,dimana
abnormal kadar natrium darah rendah, sebagai akibat dari konsumsi air yang berlebihan.
Gejala khas adalah mual, pening, dan kurangnya koherensi. Kematian bisa
terjadi dan telah terjadi dalam beberapa kasus.
16.8 Hidrogen Peroksida
Dikerjakan oleh: Lidia Fitri
Ada kombinasi kedua hidrogen dan oksigen: hidrogen peroksida.Murni hidrogen peroksida adalah, cairan kental berwarna hampir (sedikit kebiruan);viskositas yang tinggi adalah hasil dari tingkat tinggi ikatan hidrogen. Ini adalah sebuahsubstansi yang sangat korosif yang harus selalu ditangani dengan hati-hati.Suatu larutan hidrogen peroksida dapat disiapkan di laboratorium olehReaksi natrium peroksida dengan air:
Bentuk molekul tak terduga; sudut ikatan H¬O¬O dalam gasTahap ini hanya 941/2° (sekitar 10° kurang dari sudut ikatan H-O-H dalam air), dandua H-O unit membentuk sudut dihedral dari 111° satu sama lain (Gambar 16.10).Hidrogen peroksida adalah termodinamika sangat tidak stabil sehubungan dengan disproporsionasi:
Namun, ketika murni, lambat membusuk karena faktor kinetik.(Jalur reaksi harus memiliki energi aktivasi yang tinggi.) Hampir apa pun-ion logam transisi, logam, darah, debu-akan mengkatalisis dekomposisi.Dianjurkan untuk menangani solusi bahkan encer hidrogen peroksida dengansarung tangan dan pelindung mata, karena menyerang kulit. Hidrogen peroksida dapatbertindak sebagai pengoksidasi atau mengurangi agen di kedua larutan asam dan dasar. Oksidasi biasanya dilakukan dalam larutan asam; pengurangan, dalam larutan dasar:
Hidrogen peroksida akan mengoksidasi ion iodida terhadap yodium dan mengurangi permanganation dalam larutan asam untuk mangan (II) ion. Hidrogen peroksida memiliki penting aplikasi untuk pemulihan lukisan antik. Salah satu disukai putihpigmen adalah timah putih, karbonat-hidroksida dicampur, PB3(OH)2(CO3)2. Jejak hidrogen Sulfide menyebabkan konversi senyawa putih ini untukmemimpin black lead(II) sulfide, yang discolors lukisan itu. Aplikasi hidrogenperoksida mengoksidasi memimpin lead(II) Sulfide ke timah putih (II) sulfat, sehingga memulihkan warna yang benar dari lukisan itu:
Hidrogen peroksida adalah bahan kimia industri besar; sekitar 106 ton yangdiproduksi di seluruh dunia setiap tahun. Penggunaannya sangat bervariasi, dari kertas pemutihan untuk produk rumah tangga, terutama pemutih rambut. Hidrogen peroksida adalahjuga digunakan sebagai reagen industri, misalnya, dalam sintesis natriumperoxoborate (lihat Bab 13, Bagian 13.2).
16.9 Hidroksida
Dikerjakan oleh: Deprina Yeni
Hampir setiap elemen logam membentuk hidroksida. Hidroksida ion berwarna adalah
basa terkuat dalam larutan air. Hal ini sangat berbahaya, karena bereaksi dengan protein dari
kulit, menghasilkan lapisan putih buram. Hal ini berbahaya terutama bagi mata. Meskipun
bersifat berbahaya, banyak produk rumah tangga, seperti oven dan pipa pembersih, natrium
hidroksida. Natrium hidroksida disiapkan oleh elektrolisis air asin encer (lihat Bab 11, Bagian
11,8).
Hal ini juga penting untuk disadari bahwa, melalui hidrolisis, tingkat ion hidroksida yang
sangat tinggi hadir dalam produk yang muncul tidak untuk mengandung mereka. Misalnya, ion
fosfat, yang digunakan dalam pembersih yang mengandung fosfat natrium, bereaksi dengan air
untuk memberikan ion hidroksida dan ion hidrogen fosfat :
PO43-(aq) + H2O(l) → HPO4
2- (aq) OH- (aq)
Solusi dari hidroksida larut (logam alkali, barium, dan amonium)
bereaksi dengan asam oksida karbon dioksida di udara untuk memberikan logam karbonat.
Misalnya, natrium hidroksida bereaksi dengan karbon dioksida untuk memberikan natrium
karbonat solusi:
2NaOH(aq) + CO2(g) → Na2CO3(aq) + H2O(l)
Untuk alasan ini, solusi hidroksida harus terus disegel kecuali ketika sedang digunakan.
Hal ini salah satu alasan mengapa natrium hidroksida yang terkandung dalam botol kaca harus
disegel dengan stopper karet dari pada dengan stopper kaca. Beberapa larutan di leher botol akan
bereaksi membentuk kristal natrium karbonat-cukup secara efektif "lem" stopper kaca ke leher
botol.
Kalsium hidroksida diperoleh dengan memanaskan kalsium karbonat untuk memberikan
kalsium oksida, yang kemudian dicampur dengan air untuk memberikan kalsium hidroksida :
CaCO3(s) ∆→
CaO(s) +CO2(g)
CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(s)
Kalsium hidroksida sebenarnya dapat larut dalam air-larut cukup untuk memberikan
solusi dasar signifikan. Campuran larutan jenuh dengan
suspensi kelebihan padat kalsium hidroksida disebut sebagai "kapur,"
dan itu digunakan sebagai penerbangan murah lapisan putih untuk lukisan rumah tangga.
Hidroksida alkali dan logam alkali tanah bereaksi dengan karbon dioksida, bahkan ketika
berada di fase padat. Bahkan, "mengapur" melibatkan penetrasi kalsium hidroksida larut
sebagian ke dalam kayu atau plester permukaan. (Seringkali ion hidroksida bertindak sebagai
agen degreasing.) Selama jam berikut dan hari, ia bereaksi dengan karbon dioksida di udara
untuk memberikan mikrokristalin, sangat larut, intens putih kalsium karbonat.
Ca(OH)2 (aq) + CO2 (g) → CaCO3 (s) + H2O (l)
Proses ini, dilakukan oleh banyak nenek moyang kita, Banyak hidroksida logam dapat
dibuat dengan menambahkan larutan ion logam untuk solusi ion hidroksida. Dengan demikian,
tembaga hijau-biru (II) hidroksida dapat disiapkan dengan mencampur larutan tembaga (II)
klorida dengan natrium hidroksida.
CuCl2 (aq) +2NaOH (aq) → Cu(OH)2 (s) + 2NaCL (aq)
Sebagian besar hidroksida tidak larut mengendap dari larutan sebagai agar-agar (seperti
selai) padatan. Hidroksida amfoter larut kembali pada penambahan ion hidroksida berlebih.
Misalnya, seng hidroksida redissolves untuk membentuk ion tetrahydroxozincate, [Zn(OH)4]2- :
Zn(OH)2(s) + 2OH- (aq) ↔[Zn(OH)4]2- (aq)
Beberapa hidroksida logam tidak stabil; mereka kehilangan air untuk membentuk oksida,
yang, dengan biaya yang lebih tinggi, membentuk kisi lebih stabil. Misalnya, bahkan lembut
pemanasan dari tembaga hijau-biru (II) hidroksida gel menghasilkan hitam solid tembaga (II)
oksida :
Cu(OH)2(s)∆→
CuO(s) + H2O(l).
16.10 Hidroksi Radikal
Dikerjakan oleh: Verawati
Reaksi kimia troposfer didominasi pada malam hari oleh radikal nitrat. Pada siang hari,
radikal hidroksil, OH, merupakan spesi reaktif yang paling penting. Radikal hidroksil hadir
sepanjang hari pada konsentrasi antara 105 dan 106 molekul/cm-3. Hal ini umumnya dibentuk oleh
fotodisosiasi ozon dengan cahaya berpanjang gelombang kurang dari 319 nm untuk membentuk
atom dan oksigen molekular (oksigen dan dioksigen). Dua spesies yang dihasilkan itu adalah
pada keadaan tereksitasi, atom oksigen memiliki dua pasangan elektron-elektron p dalam
kondisi keadaan dasar dari semua elektron-elektron p menjadi tidak berpasangan. Keadaan
tereksitasi dapat ditunjukkan dengan tanda bintang, *, yang diikuti rumus kimia yang relevan.
Dengan demikian, reaksi ini direpresentasikan sebagai berikut:
O3(g) hv O* (g) + O2 (g)
Sekitar 20 persen dari atom oksigen yang tereksitasi bertabrakan dengan molekul air untuk
membentuk dua radikal hidroksil:
O * (g) +H2 (g) OH(g) +OH(g)
Radikal hidroksil adalah agen pengoksidasi kuat. Secara keseluruhan, hal ini baik, untuk
oksidasinya, fragmen, dan menghancurkan molekul-molekul organik fase gas. Sebagai contoh,
metana dioksidasi menjadi metil hidroperoksida, CH3OOH, kemudian menjadi metanal, HCHO,
dan akhirnya menjadi karbon dioksida. Radikal hidroksil mengoksidasi nitrogen dioksida
atmosfer menjadi asam nitrat dan hidrogen sulfida menjadi sulfur dioksida. Sekarang ada
kekhawatiran tentang konsentrasi radikal hidroksil di udara dalam ruangan. Radikal-radikal ini
diproduksi sebagian oleh emisi-emisi ozon peralatan seperti mesin fotokopi dan printer laser.
Radikal hidroksil bereaksi dengan "cocktail" senyawa organik yang ditemukan dalam udara
ruangan yang berventilasi buruk seperti napas yang dihembuskan, deodoran, parfum, dan emisi
gas dari perabotan ruangan yang menghasilkan berbagai fragmen teroksidasi yang beracun.
16.11 Gambaran Ikhtisar Kimia Sulfur
Sulfur (suatu nonlogam dalam golongan 16) memiliki jangkauan keadaan oksidasi dari
+6 sampai +4 dan +2 sampai -2. Diagram keadaan oksidasi untuk sulfur dalam larutan asam dan
basa ditunjukkan pada Gambar 16.11
Gambar 16.11
Energi bebas yang relatif rendah dari ion sulfat dalam larutan asam menunjukkan bahwa
ion tersebut hanyalah pengoksidasi yang lemah. Dalam larutan basa, ion sulfat benar-benar
bukan pengoksidasi, dan itu adalah spesies belerang yang termodinamika paling stabil, meskipun
pada suatu kurva cembung, keadaan oksidasi +4 sebenarnya cukup stabil secara kinetis.
Diagram Frost menunjukkan bahwa dalam larutan asam keadaan +4 cenderung tereduksi,
sedangkan dalam larutan basa ia cenderung teroksidasi. Unsur itu sendiri biasanya tereduksi
dalam lingkungan asam tetapi teroksidasi dalam basa. Gambar 16.11 juga menunjukkan bahwa
ion sulfida (larutan basa) adalah reduktor yang cukup kuat tetapi hidrogen sulfida tersebut
merupakan spesies yang stabil secara termodinamika.
Setelah karbon, sulfur adalah unsur yang paling cendrung menjadi catenate. Namun,
hanya ada dua ikatan yang tersedia. Jadi, sructurnya biasanya rantai atom belerang dengan
beberapa unsur lain atau kelompok unsur pada setiap ujung: dihidrogen polisulfida memiliki
rumus HS¬Sn¬SH dan polisulfur diklorida, ClS¬Sn¬SCl, dimana n bernilai antara 0 dan 20.
16.12 Sulfur
Dikerjakan oleh: Wellysa Ilyas
Alotrop alami yang paling umum adalah S8, cyclo-octasulfur, memiliki susunan zigzag
dari atom sekitar ring (Gambar 16.12). Alotrop ini mengkristal membentuk kristal jarum di atas
suhu 95 ° C, tetapi di bawah suhu itu "chunky" kristal terbentuk. Kristal, yang disebut sebagai
bentuk monoklinik dan bentuk rombik. Perbedaan keduanya itu terletak dari susunan struktur
molekulnya yang membentuk polimorf dari setiap bagiannya tetapi bukan alotrop. Polimorf
didefinisikan sebagai bentuk kristal yang berbeda di mana unit identik dari senyawa yang sama
yang dikemas secara berbeda.
GAMBAR 16.12 Molekul cyclo-octasulfur.
Cyclo-Hexasulfur
Pada tahun 1891, sebuah alotrop belerang dengan ukuran cincin selain 8 yang pertama
disintesis. Alotrop ini, S6, cyclo-hexasulfur, adalah alotrop kedua yang banyak terjadi dari sulfur
yang ditemukan. Untuk membedakan alotrop dan polimorf, kita dapat mendefenisikan allotrop
dengan tepat sebagai bentuk dari unsur yang sama yang mengandung unit molekul yang berbeda.
Alotrop belerang dengan ukuran cincin yang berkisar 6-20 telah disintesis, dan ada bukti bahwa
alotrop dengan cincin jauh lebih besar itu ada. Yang paling stabil, selain dari cyclo-octasulfur,
adalah S12, cyclo-dodecasulfur. Struktur cyclo-hexasulfur dan cyclo-dodecasulfur ditunjukkan
pada Gambar 16.13.
GAMBAR 16.13 Molekul cyclo-hexasulfur dan cyclo-dodecasulfur.
Cyclo-hexasulfur dapat disintesis dengan mencampur natrium tiosulfat, Na2S2O3, dan
membeku pada 160C untuk memberikan kristal dari trimer trisulfur nonaoxide. Trimer adalah
isoelektrik dan isostructural dengan ion polifosfat, (P3O9)-3, dan ion polysilicate, (Si3O9)-6.
Sulfur trioksida sangat asam, oksida deliquescent, bereaksi dengan air untuk membentuk asam
sulfat:
SO3(s) + H2O(l) H2SO4(l)
Oksida ini sangat sedikit diketahui karena oksidasi sulfur hampir memberikan sulfur
dioksida, sulfur trioksida tidak. Meskipun pembentukan sulfur trioksida termodinamika disukai
daripada sulfur dioksida (-370 kJ mol-1 untuk sulfur trioksida, - 300kJ mol-1 untuk sulfur
dioksida), oksidasi memiliki energi aktivasi yang tinggi. Dengan demikian, jalur dari sulfur
dioksida ke sulfur trioksida adalah dikontrol:
2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)
Ketika sulfur trioksida dalam keadaan cairan mendidih, molekul gas yang terbentuk adalah SO3
planar. Seperti sulfur dioksida, semua panjang ikatan sulfur-oksigen sama-sama pendek (142
pm) dan sangat dekat nilai ikatan rangkap.
16.16 Sulfit
Dikerjakan oleh: Yofita Yulmasari
Meskipun asam sulfur adalah sebagian besar larutan encer dari sulfur dioksida,ion sulfit
dan hidrogen sulfit adalah entitas nyata. Pada kenyataanya natrium sulfit adalah industri kimia
terbesar dengan produksi tahunan sekitar 106 ton.itu biasanya disiapkan dengan mereaksikan
sulfur oksida dengan larutan natrium hidroksida :
2NaOH(aq) + SO2(g) → Na2SO3(aq) + H20(l)
Di laboratorium dan di industri,natrium sulfit digunakan sebagai pereduksi dia sendiri teroksidasi
ke natrium sulfat:
SO32-
(aq) + H20(l) →SO42-
(aq) + 2H+(aq) + 2e-
Penggunaan utama natrium sulfit adalah pemutih dalam proses kraft untuk produksi
kertas. Dalam proses ini,ion sulfit menyerang bahan polimer (lignin) yang mengikat selulosa
fiber bersama(serat selulosa fiber membentuk struktur kertas). Kegunaan kedua adalah pada
pembuatan natrium tiosulfat. Seperti sulfur dioksida natrium sulfit bisa ditambahkan kedalam
sebagai pengawet.
Panjang ikatan sulfur-oksigen pada ion sulfit adalah 151 pm, sedikit lebih panjang dari
140 pm ikatan S = O. Meskipun kemungkinan unuk menemukan elektron – struktur dot dengan
ikatan tunggal,kita bisa menggunakan muatan formal untuk melihat ikatan mana yang lebih
disukai.(Gambar 16.17).
Pada gambar 16.17 a gambaran ikatan tunggal memiliki muatan formal atom satu sama
lain, yang membuat susunan ikatan ini tak mungkin.gambar 16.17c menunjukkan ikatan rangkap
dua dan muatan negatif atom lain. Gambar struktur 16.17b dengan satu ikatan rangkap yang
memiliki susunan muatan formal minimum. Tetapi itu seharusnya diingat muatan formal adalah
metode yang sangat sederhana untuk mendekati ikatan dan orbital molekul yang memberikan
gambaran yang lebih valid. Jika kita mengambil gambar 16.17 b untuk mewakili satu dari tiga
struktur resonansi ,kemudian yang lainya ikatan sulfur-oksigen bisa ditugaskan pada ikatan rata
rata dari 113
.
16.17 Asam Sulfat
Dikerjakan oleh: Desi Ratna Sari
Hidrogen sulfat adalah suatu larutan berminyk, cairan padat yang membeku pada suhu
10°C, Asam sulfat konsentrat adalah suatu campuran air dengan konsentrasi asamnya 18 mol/L
campuran hidrogen sulfat dengan air sangat eksotermik. Untuk alasan tersebut, asam sulfat harus
ditambah dengan hati-hati kedalam air, tidak proses sebaliknya, dan campuran harus di aduk
secara berkelanjutan. Molekul hidrogen sulfat terdiri/mengandung sebuah struktur tetrahedral
dari atom okksigen mengelilingi atom pusat sulfur ( gambar 16.18), panjang ikatan pendek dan
energi ikatan yang tinggi menandakan bahwa disana harus memiliki double karakter ikatan
(ikatan rangkap) untuk masing-masing atom oksigen
Gambar 16.18 kemungkinan gambaran dari ikatan pada asam sulfat
Reaksi Dari Asam Sulfat
Kita biasanya berfikiran bahwa asam sulfat hanyalah selalu asam tapi faktanya asam sulfat dapatt
bereaksi dengan 5 cara yang berbeda:
1. Cairan asam sulfat paling sering digunkan sebagai suatu asam. Asam sulfat mempunyai sifat
yang sangat kuat. Asam diprotik, membentuk dua ion, ion hidrogen sulfat dan ion sulfat.
Kesetimbangan pertama jauh dari kesalahan kekanan, tapi kesetimbnagan ke-2 sedikit. Oleh
karen aitu, jenis (spesi) yang utama dalam sebuah larutan asam sulfat adalah ion hidronium
( H3O+) dan ion hidrogen sulfat (HSO4-)
2. Asam sulfat dapat juga bereaksi sebagai agen pendehidrasi dari sejumlah senyawa, untuk contoh,
gula dikonversikan kedalam karbon dalam air. Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermik yang
spektakuler
Asam menjalakan fungsi ini dalam sejumlah reaksi organik penting untuk contoh, menambahkan
asam sulfat konsentrat kedalam etanol menghasilkan etena C2H4 atau etoksietana (C2H5)2O,
tergantung pada kondisi reaksi :
3. Meskipun asam sulfat bukan merupakan pengoksidasi kuat seperti asam nitrat, jika asam sulfat
dan konsentrat asam sulfatakan berfungsi sebagai agen pengoksidasi. Untuk contoh, reksi pana
asam sulfat konsentrat dengan logam Cu(tembaga) membentuk ion Ca2+, dan asam sulfatitu
sendiri direduksi menjadi sulfur dioksida dalam air
4. Asam sulfat dpat bereaksi ( bertindak) sebagai agen sulfonat. Asma konsentrat digunakan dalam
kimia organik untuk menggantikan sebuah n hidrogen dengan gugus asam sulfonik (-SO3H) :
5. Pada keadaan tertentu asam sulfat dapat bertindak sebagai suatu basa. Asam bronsted lowry
hanya dapat bertindak sebagai basa jika ditambahkan kedalam poton yang sngat kuat . asam
sulfat nerupakan suatu asam yang sangat kuat oleh karen itu, hanya asam yang emiliki kekuatan
seperti asam fluoro sulfonic dapat menyebabkan asam sulfat bertindak sebagai basa.
Sintesis Asam Sulfat Secara Industri
Asam sulfat disintesis dalam jumlah besar daripada senyawa kimia lain, di united state
khususnya, produksi asam sulfat kira-kira 165 kg per pabrik per tahun. Semua rule buatan
menggunakan sulfur dioksida, dan pada beberapa pabrik reaktan ini diperoleh. Secara langsung
dari asap yang berbentuk gas dari proses leburan. Walaupun pada amerika utara kebanyakan dari
slfur dioksida diproduksi dengan membakar cairan sulfur dengan udara kering
Untuk lebih sulit untuk mengoksida lebihlanjut, seperti yang kita pahami pada section 16.15
disana terdapat suatu gerakan penghalang untuk mensintesa sulfur dioksida. Oleh karena itusuatu
catalys effective harus digunakan untuk memperoleh laju kegunaan komersialdari reaksi. Kita
juga membutuhkn kepastian bahwa posisi dari kesetimbangan disisi kanan kesetimbangan.
Untuk meyakinkan hal tersebut kita melibatkan prinsip le chatelier, yang mana memprediksi
bahwa peningkatan tekanan akan menyokong sisi dari persamaan dengan lebih sedikit mole dari
gas. Pada kasus ini sisi produk. Reaksi ini juga eksotermis, oleh karena itu perlu pemilihan
temperatur harus cukup tinggi untuk memproduksi sebuah laju yang masuk akal dari reaksi,
meskipun kondisi iniakan menghasilkan suatu penurunan hasil produksi.
16.18 Sulfat dan Hidrogen Sulfat
Dikerjakan oleh: Widya Kartika Sari
Sulfat
Sulfat dapat dibuat dengan reaksi antara basa seperti Natrium hidroksida dan kuantitas
stoikiometrik dari asam sulfat encer :
2 NaOH(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
atau dengan reaksi antara logam elektropositif seperti seng, dan asam sulfat encer :
Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)
Atau dengan reaksi antara logam karbonat seperti Tembaga ( II ) karbonat dan asam sulfat
encer :
CuCO3(s) + H2SO4(aq) CuSO4(aq) + CO2(g) + H2O(l)
Tes umum untuk mengetahui adanya ion sulfat adalah penambahan ion barium yang
bereaksi dengan anion membentuk endapan putih padat, Barium sulfat :
Ba2+(aq) + SO42-(aq) BaSO4(s)
Seperti ion sulfit, ion sulfat mempunyai ikatan sulfur-oksigen yang pendek, karakteristik
yang menunjukkan cukup banyak karakter ikatan. Faktanya, pada 149 pm, panjangnya hampir
sama dengan ion sulfit dalam kesalahan percobaan.
Sulfat dan nitrat alah garam logam yang paling sering ditemui. Ada beberapa alasan
untuk penggunaan sulfat :
1. Kebanyakan sulfat larut dalam air, membuat mereka sumber yang berguna untuk logam
kation. Dua pengecualian penting adalah Timbal ( II ) sulfat, yang memiliki peran
penting dalam baterai timbal-asam dan Barium sulfat yaang digunakan dalam sinar X dari
jaringan lunak seperti perut.
2. Ion sulfat tidak oksidasi atau reduksi. Oleh karena itu, ion sulfat dapat membentuk garam
dengan logam-logam di kedua keadaan umum oksidasi tinggi dan rendah mereka.
misalnya, besi (II) sulfat dan besi (III) sulfat. Selanjutnya, ketika dilarutkan dalam air, ion
sulfat tidak akan memulai reaksi redoks dengan hadir ion lainnya.
3. Ion sulfat adalah basa konjugat dari asam cukup kuat ( ion hidrogen sulfat ), sehingga
anion tidak akan signifikan mengubah pH dari larutan.
4. Sulfat cenderung termal stabil, setidaknya lebih stabil daripada garam nitrat setara.
Sulfat hidrogen
Sulfat hidrogen dapat dibuat dengan mencampur jumlah stoikiometrik dari natrium
hidroksida dan asam sulfat dan penguapan larutannya :
NaOH (aq) + H2SO4 (aq) NaHSO4 (aq) + H2O (l)
Seperti hidrogen karbonat, hanya logam alkali dan alkali tanah memiliki densitas muatan cukup
rendah untuk menstabilkan logam ini, muatan anion rendah dalam fase padat. Nilai ionisasi
kedua asam sulfat cukup besar, sehingga sulfat hidrogen memberikan larutan asam:
HSO4- (aq) + H2O (l) ↔ H3O+ (aq) + SO4
2- (aq)
Ini adalah keasaman yang tinggi dari natrium hidrogen sulfat padat yang membuatnya berguna
sebagai agen pembersih rumah tangga, seperti Sani-Flush.
16.19 Oksi Anion Sulfur Lainnya
Dikerjakan oleh: Nurhamida Anar
Selain sulfat dan sulfit, terdapat beberapa anion oksi-sulfur lain. Sebagai contoh, pemanasan padatan sodium hidrogen sulfat menghasilkan soium pirosulfat:
Ion pirosulfat memiliki struktur jembatan oksigen . Ion ini tidak sepenting dua ion lainnya, yaitu ion tiosulfat S2O3
2- dan ion peroxodisulfat, S2O82-.
TiosulfatIon tiosulfat menyerupai ion sulfat, namun satu aom oksigennya digantikan oleh atom sulfur (thio- mempunyai makna yang sama dengan “sulfur”). Dua atom sulfur ini
mempunyai lingkungan yang sangat berbeda; sulfur tambahan bertindak lebih sebagai ion sulfur. Faktanya, susunan formal dari bilangan oksidasinya memberikan nilai +5 untuk sulfur yang berada ditengah dan yang lainnya -1 sebagai mana yang telah didiskusikan pada bab 8, subbab 8.3. bentuk dari ion tiosulfat ditunjukkan oleh gambar 16.20. walaupun ion ini digambarkan memiliki dua buah ikatan ganda dan dua buah ikatan tunggal, ikatan ganda sebenarnya lebih
tersebar dibanding ikatan lainnya.
Sodium tiosulfat pentahidrat, secara umum disebut dengan “hipo” sangat mudah dibuat denagn mendidihkan sulfur didalam larutan sodium sulfit.
Sedikit pemanasan saja akan membuat sodium tiosulfat pentahidrat kehilangan air membentuk kristal melalui proses endotermikreversibel.
Kesetimbangan yang dihasilkan akan mempunyaiketertarikan yang besar sebgai sumber pemanasan sistem. Dalam proses ini, pemanasan dari matahari diserap oleh panel tenaga surya dan ditranfer ke tangki bawah tanah dari senyawa hidrat. Input pemansan ini menyebabkan senyawa hidrat terdekomposisi dan terlarut dalam air yang dihasilkan.
Kemudian, ketika suhu dingin di malam hari, panas dilepaskan sehingga senyawa yang terkristalisasi dapat digunakan sebagai pemanas tangki.
Pemanasan kuat dari sodium tiosulfat menyebabkan disproporsi kepada 3 tingkat oksidasi berbeda dari sulfur: sodium sulfat, sodium sulfit, dan sulfur.
Ketika perlakuan terhadap larutan ion tiosulfat, penting untuk menghindari kehadiran dari asam. Hidrogen (ion hidronium) adalah ion yang pertama bereaksi untuk membentuk asam tiosulfat, dimana dekomposisi cepat memeberikan suspensi sementara dari sulfur dan bau-rasa dari sulfur dioksida. Diproporsi khusus ini adalah buktu lebih lanjut bahwa dua atom sulfur memiliki tingkat oksidasi berbeda. Sepertinya, sulfur pusatlah yang memberikan tingkat oksidasi sulfur tertinggi dalam sulfur dioksida:
Sodium tiosulfat juga digunakan dalam titrasi redok. Sebagai contoh senyawa ini digunakan untuk menentukan konsentrasi dai iodin dalam larutan. Selama pengujian kadar logam iodin direduksi menjadi iodida dan ion tiosulfat yang diketahui konsentrasinya teroksidasi menjadi S4O6
2-:
Ion tetrationat mengandung jembatan atom sulfur.
Pencampuran larutan dingin dari tiosulfat dan ion besi (III) memberikan warna ungu kuat:
Ketika pemanasan ion bis(tiosulfato)bes(III), , melalui reaksi redoks membentuk ion besi (II) dan ion tetrationat:
Peroksodisulfat
Walaupun ion sulfat mengandung sulfur dalam kemungkinan tingkat oksidasi yang tinggi dari +6, sion ini dapat dioksidasi secara elektrolisis menjadi ion peroksodisulfat melalui elektrda lunat platinum, dalam larutan asam, dan arus dengan densitas yang tinggi. Kondisi ini mendorong oksidasi yang tidak memproduksi gas seperti persaingan oksidasi dari air dan oksigen:
Ion ini mengandung dua jembatan dioksida dengan analogi sturktur ion tetrationat (lihat gambar 16.22). karenanya dua atom sulfur masih mempunyai tingkat oksidasi formal +6, tetapi jembatan atom oksigen telah dioksidasi dari -2 ke -1. Sambungan dari ikatan S—O sama dengan 150 pm; satu lagi. Asam induk, proksodisulfat adalah padatan putih, tetapi terdapat dua garam, potasium peroksodisulfat dan ammonium peroksodisulfat yang sangan penting sebagai agen stabil dari oksidasi:
16.20 Sulfur Halida
Dikerjakan oleh: Sukma Hafizah
Halida sulfur paling penting adalah sulfur heksaflorida, SF6 tidak reaktif. Sebaliknya
sulfur tetraflorida, SF4 secara kimia bersifat reaktif. Anehnya, jenis klorida yang stabil hanya
yang memiliki keadaan oksidasi rendah, sulfur diklorida, SCl2 dan disulfur diklorida. S2Cl2.
Sulfur Hexafluoride
Senyawa dari sulfur dan florin yang paling penting adalah sulfurfloride, SF6. Senyawa ini
tidak berwarna, tidak berbau dan gasyang tidak reaktif. Sekitar 6500 ton diproduksi setiap
tahunnya dengan pembakaran sulfur cair dalam gas florin:
S(l )+3F2 (g)→ SF6 (g)
Berdasarkan teori VSEPR, bentuk molekulnya adalah oktahedral.
Hasilnya sulfur heksaflorida adalah senyawa yang stabil, toksisitas rendah,
kelembaman(inert), sulfur heksaflorida digunakan sebagai gas pengisolasi dalam sistem listrik
tegangan tinggi. Pada tekanan 250 kPa, akan mencegah debit di beda potensial 1 MV yang
terpisah hanya 5 cm. Penggunaan utama lain untuk selimut magnesium cair selama pemurnian
logam. Ada banyak kegunaan lain, termasuk mengisi peredam suara ganda dan jendela kaca
tripel.
Massa molar yang tinggi pada gas ini membuatnya digunakan untuk beberapa aplikasi
sains. Contohnya, polusi udara bisa dilacak pada ribuan kilometer dengan melepaskan sejumlah
mecil sulful heksaflorida pada sumber polusi. Massa molar yangsangat tinggi begitu unik karena
massa udara yang terkontaminasi dapat teridentifikasi beberapa hari kemudian dengan
konsentrasi sulful heksalorida yang kecil. Demikian pula, laut dalam saat ini diidentifikasi
dengan melenggak sulfur heksaflorida kedalam lapisan air yang dalam dan kemudian melacak
pergerakan gas.
Bagaimanapun, kelembaman (inert) yang tinggi dari sulfur heksaflorida membuatnya
menjadi masalah tertentu dalam konteks dampak iklim. Gas menyerap radiasi dibanyak bagian
transparan lain dari daerah inframerah di atmosfer. Hasilnya, itu menjadi gas rumah kaca yang
luar biasa efektif: 1 ton sulfur heksaflorida setara dengan 23.900 ton karbon dioksida yang
menyerap inframerah. Lebih lanjut, tidak ada jalur kerusakan untuk sulfur heksaflorida, kecuali
diatas 60 km, dia akan dirusak oleh radiasi ultraviolet yng intens. Dengan demikian, atmosfer
diperkirakan akan bertahan hidup setidaknya 3000 tahun. Membandingkan dengan emisi karbon
dioksida, sulfur heksaflorida mewakili kurang dari 1 persen kontribusi untuk meningkatkan
penyerapan energi. Namun dengan meningkatnya penggunaan gas ini , penting untuk kita
mengambil semua langkah yang mungkin untuk memastikan sulfur heksafloride sekecil mungkin
dapat keluar ke atmosfer.
Sulfur tetraflorida
Senyawa sulfur-florin lain yang menarik adalah sulfur tetraflorida yang sangat reaktif. Itu
terurai pada kelembapan menjadi hidrogen florida dan sulfur dioksida:
SF4(g )+2H 2 O(l)→SO2 (g)+4 HF(g)
Kereaktifitasannya yang tinggi dikarenakan terkena daerah pasangan tunggal, dimana reaksi
dapat berlangsung. Senyawa ini merupakan reagen yang cocok untuk florinasi senyawa organik.
Contohnya, ia merubah etanol menjadi floroentana. Teori VSEPR memprediksi, sulfur
tetraflorida memiliki bentuk jungkat-jungkit yang sedikit berubah.
Sulfur Klorida
Meskipun sulfur membentuk senyawa dengan keadaan oksidasi tinggi dengan florin, dia
akan membentuk senyawa dengan keadaan oksidasi rendah yang stabil dengan klorin. Klorin
menggelegak melalui sulfur cair menghasilkan disulfur siklorine S2Cl2, cairan kuning beracun
dengan bau yang memuakkan:
2 Cl(l)+Cl2 (g)→ S2Cl2(l)
Senyawa ini dugunakan dalam vulkanisasi karet: yang merupakan pembentukan hubungan lintas
dari disulfur diantara rantai karbon yang mebuatkaret menjadi lebih kuat. Bentuk molekulnya
menyerupai hidrogen perksida.
Anehnya, tidak ada senyawa sulfur dan klor yang mengandung bilangan oksidasi sulfur yang
lebih dari +2 yang stabil pada suhu ruangan. Jika klor di gelegakkan melalui disulfur diklorin
dengan katalis diiodin, sulfur diklorida, SCl2, terbentuk:
S2 Cl2 (l )+Cl2 (g) I 2→
2 SCl2 (l)
Cairan merah yang berbau busuk ini digunakan dalam pembuatan sejumlah senyawa
yang mengandung sulfur, termasuk gas mustar terkenal, S(CH2CH2Cl)2. Gas mustar digunakan
pada perang dunia I dan yang lebih baru oleh mantan rezim iraq terhadap beberapa warganya.
Tetesan cairan yang megandung gas ini menyebabkan kulit melepuh parah diikuti oleh kematian.
Sebagaimana yang telah diprediksi teoi VSEPR, sulfur di klorida memiliki bentuk molekul V.
16.21 Senyawa Sulfur-Nitrogen
Dikerjakan oleh: Sesvi Zainal
Ada beberapa senyawa sulfur-nitrogen. Beberapa di antaranya adalah penting karena
bentuk dan panjang ikatan tidak dapat dijelaskan dalam teori ikatan sederhana. Contoh klasik
adalah tetranitride tetrasulfur, S4N4. Berbeda dengan struktur mahkota octasulfur, tetranitride
tetrasulfur memiliki struktur tertutuptertutup, bentuk seperti keranjang, dengan beberapa ikatan
di sekitar ring dan ikatan lemah yang menghubungkan pasangan atom sulfur (Gambar 16.27).
Bagaimanapun jauh lebih menarik adalah polimer (SN)x, yang biasa disebut polythiazyl.
Senyawa logam yang tampak berwarna perunggu ini pertama kali disintesis pada tahun 1910,
namun tidak sampai 50 tahun kemudian bahwa investigasi dari sifat-sifatnya menunjukkan nya
menjadi konduktor listrik yang sangat baik. Bahkan, pada suhu yang sangat rendah (0,26 K),
menjadi superkonduktor. Ada minat yang kuat dalam membuat senyawa non logam terkait yang
memiliki sifat logam, baik karena potensi mereka untuk digunakan dalam kehidupan kita sehari-
hari dan karena mereka dapat membantu kita mengembangkan teori logam dan
superkonduktivitas.
16.22 Selenium
Sampai tahun 1960, satu-satunya penggunaan utama selenium adalah sebagai aditif kaca.
Tambahan dari selenide kadmium CdSe, untuk hasil campuran kaca dalam ruby merah murni,
warna yang banyak dihargai oleh pengrajin kaca. Kadmium selenide adalah senyawa
semikonduktor digunakan dalam photocells karena konduktivitas listrik yang bervariasi sebagai
fungsi dari intensitas cahaya yang diexposed. Ini adalah penemuan xerografi (dari bahasa Yunani
Xero, "kering," graphy, "menulis") sebagai sarana untuk menduplikasi dokumen yang berubah
unsur bunga kecil menjadi satu yang mempengaruhi kehidupan setiap orang. Xerografi dibuat
layak oleh sifat photoconducting unik selenium. Jantung mesin fotokopi (dan printer laser)
adalah dilapisi dengan selenium. Permukaan dibebankan dalam medan listrik dari sekitar 105
V/cm.
Daerah terkena intensitas cahaya yang tinggi (daerah putih gambar) kehilangan charge
mereka sebagai akibat dari fotokonduktivitas. Bubuk toner kemudian menganut daerah
bermuatan drum (sesuai dengan bagian hitam dari gambar). Pada langkah berikutnya, toner
ditransfer ke kertas, di mana sumber panas mencair partikel, ikatan mereka ke serat-serat kertas
dan memproduksi fotokopinya. Telurium digunakan dalam mesin fotokopi warna untuk
mengubah sensitivitas warna drum.
16.23 Aspek Biologi
Dikerjakan oleh: Rila Andriani
Oksigen: Unsur yang Paling Essensial
Kita bisa hidup tanpa makanan selama berhari-hari, tanpa air selama berjam-jam atau hari
(tergantung pada suhu), tetapi tanpa dioksigen, kehidupan berhenti dalam waktu yang sangat
singkat. Kita hirup sekitar 10 000 L dari udara per hari, dari mana kita menyerap sekitar 500 L
dari gas oksigen. Obligasi molekul dioksigen di permukaan paru-paru untuk hemoglobin
sebuahmolekul; pada kenyataannya, molekul oksigen kovalen obligasi untuk masing-masing
empat besi atom dalam molekul hemoglobin. Proses penyerapan ini menakjubkan sekali bahwa
molekul pertama dioksigen terikat pada sebuah atom besi, kemudahan ikatan yang dioksigen
kedua meningkat, seperti bahwa dari ketiga dan keempat pada gilirannya. Ini Efek koperasi
kontras mencolok dengan kesetimbangan kimia normal, langkah berturut-turut biasanya kurang
disukai. Hemoglobin mengangkut dioksigen ke otot dan energyutilizing lainnya jaringan, di
mana ia dipindahkan ke molekul mioglobin. Mioglobin yang molekul (mirip dengan salah satu
unit di hemoglobin) berisi satu ion besi, dan ikatan dengan molekul dioksigen bahkan lebih kuat
dari hemoglobin molekul tidak. Setelah pertama molekul dioksigen dihapus dari hemoglobin,
efek koperasi beroperasi lagi, kali ini sehingga lebih mudah dan lebih mudah untuk menghapus
molekul dioksigen tersisa. Molekul mioglobin menyimpan dioksigen sampai dibutuhkan dalam
redoks reaksi penghasil energi dengan gula yang menyediakan energi ditubuh kita untuk
bertahan hidup.
Belerang: Pentingnya Posisi Oksidasi
Dikerjakan oleh: Hutdia Putri Murni
Belerang menyerupai nitrogen ditinjau dari posisi oksidasi biologinya yaitu bernilai
negatif satu. Jika memasukkan asam amino –NH2 (ox.no. N = -3), jika memasukkan –SH (ox.no.
S = -2), unit thiol penting asam amino cysteine, HSCH2(NH3+)COO-. Kehadiran sulfur
memungkinkan asam amino spesifik ini dalam rantai protein untuk cross-link ke yang lain,
seperti yang telah disebutkan sebelumnya dalam bab ini dalam "Ikatan disufida dan rambut".
Sulfur juga merupakan salah satu pengkoordinasi yang paling penting dalam protein untuk ion
logam. Ikatan dengan jangkauan terluas ion logam dari kelompok fungsional asam amino. Ion
logam seharusnya menjadi basa lemah, tapi pada kenyataannya, belerang memilki ikatan yang
kuat dibanding ikatan untuk beberapa logam yang dianggap lebih basa keras. Ion-ion logam seng