Top Banner
https://wocono.wordpress.com/2013/03/03/spektrofotometer-difraksi-sinar-x/ KEGUNAAN SPEKTROSKOPI DIFRAKSI SINAR X Kegunaan dan aplikasi XRD: · Membedakan antara material yang bersifat kristal dengan amorf · Membedakan antara material yang bersifat kristal dengan amorf · Mengukur macam-macam keacakan dan penyimpangan kristal · Karakterisasi material kristal · Identifikasi mineral-mineral yang berbutir halus seperti tanah liat · Penentuan dimensi-dimensi sel satuan Dengan teknik-teknik yang khusus, XRD dapat digunakan untuk: · Menentukan struktur kristal dengan menggunakan Rietveld refinement · Analisis kuantitatif dari mineral · Karakteristik sampel film Selain itu ada pula keuntungan dan kerugian dari XRD Kristal dan Bubuk : 1. Kristal Tunggal - Keuntungan Kita dapat mempelajari struktur kristal tersebut - Kerugian Sangat sulit mendapatkan senyawa dalam bentuk kristalnya 2. Bubuk - Kerugian Sulit untuk menentukan strukturnya - Keuntungan Lebih mudah memperoleh senyawa dalam bentuk bubuk
12

Kristal Amorf Asam

Jan 17, 2016

Download

Documents

Ikha Setya A

kristal
Welcome message from author
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
Page 1: Kristal Amorf Asam

https://wocono.wordpress.com/2013/03/03/spektrofotometer-difraksi-sinar-x/

KEGUNAAN SPEKTROSKOPI DIFRAKSI SINAR X

Kegunaan dan aplikasi XRD:

· Membedakan antara material yang bersifat kristal dengan amorf

· Membedakan antara material yang bersifat kristal dengan amorf

· Mengukur macam-macam keacakan dan penyimpangan kristal

· Karakterisasi material kristal

· Identifikasi mineral-mineral yang berbutir halus seperti tanah liat

· Penentuan dimensi-dimensi sel satuan

Dengan teknik-teknik yang khusus, XRD dapat digunakan untuk:

· Menentukan struktur kristal dengan menggunakan Rietveld refinement

· Analisis kuantitatif dari mineral

· Karakteristik sampel film

Selain itu ada pula keuntungan dan kerugian dari XRD Kristal dan Bubuk :

1. Kristal Tunggal

- Keuntungan

Kita dapat mempelajari struktur kristal tersebut

- Kerugian

Sangat sulit mendapatkan senyawa dalam bentuk kristalnya

2. Bubuk

- Kerugian

Sulit untuk menentukan strukturnya

- Keuntungan

Lebih mudah memperoleh senyawa dalam bentuk bubuk

Page 2: Kristal Amorf Asam

Padatan kristalin dan amorfDitulis oleh Yoshito Takeuchi pada 11-08-2008

Padatan digolongkan dalam dua golongan, padatan kristalin yang partikel penyusunnya tersusun

teratur, dan padatan amorf yang partikel penyusunnya tidak memiliki keteraturan yang sempurna.

Studi bahan kristalin mempunyai sejarah yang jauh lebih panjang karena kristal lebih mudah

dipelajari daripada bahan amorf. Perkembangan paling penting dalam studi bahan kristalin adalah

perkembangan analisis kristalografi sinar-X. Awalnya teknik ini hanya dapat digunakan untuk

struktur yang sangat sederhana seperi garam (NaCl). Namun dalam 80 tahun terakhir analisis

kristalografi telah berkembang dengan demikian cepat sehingga protein dengan massa molekul

yang sangat besar kini dapat dipelajari dengan teknik ini.

Terdapat berbagai cara untuk mengklasifikasikan padatan, yang meliputi berbagai bahan. Namun,

klasifikasi yang paling sederhana adalah membaginya menjadi dua golongan: padatan kristalin

yang partikelnya tersusun teratur dan padatan amorf yang keteraturannya kecil atau tidak ada

sama sekali.

a. Bahan kristalin

Dalam beberapa bahan kristalin, partikel penyusunnya tersusun sehingga keteraturannya kadang

nampak dengan mata telanjang. Kristal yang umum kita lihat adalah natrium khlorida, tembaga

sulfat hidrat, dan kuarsa. Lokasi partikel penyusun padatan kristalin (ion, atom atau molekul)

biasanya dinyatakan dengan kisi, dan lokasi setiap partikel disebut titik kisi. Satuan pengulangan

terkecil kisi disebut dengan sel satuan.

Gambar 8.1 Definisi sel satuan.

Sel satuan digambarkan dengan garis tebal. Jarak antar dua titik sepanjang ketiga sumbu

didefiniskan sebagai a, b dan c. Sudut yang dibuat antar dua sumbu didefinisikan sebagai α, β dan

γ.

Sel satuan paling sederhana adalah kubus. Tiga sumbu kubus dan beberapa sel satuan lain tegak

lurus satu sam lain, namun untuk sel satuan lain sumbu-sumbu itu tidak saling tegak lurus. Faktor

yang mendefinisikan sel satuan adalah jarak antar titik dan sudut antar sumbu. Faktor-faktor ini

disebut dengan tetapan kisi (kadang disebut juga parameter kisi) (Gambar 8.1).

Page 3: Kristal Amorf Asam

Di tahun 1848, kristalografer Perancis Auguste Bravais (1811-1863) mengklasifikasikan kisi kristal

berdasarkan simetrinya, dan menemukan bahwa terdapat 14 jenis kisi kristal seperti diindikasikan

dalam Gambar 8.2. Kisi-kisi ini disebut dengan kisi Bravais. Ke-empat belas kisi 14

diklasifikasikan menjadi tujuh sistem kristal.Dalam buku ini, hanya tida sistem kubus yang

dikenal baik: kubus sederhana, kubus berpusat badan dan kubus berpusat muka yang akan

dibahas.

Page 4: Kristal Amorf Asam

Besarnya sel satuan dapat ditentukan dengan hukum Bragg, yang diusulkan oleh fisikawan Inggris

William Lawrence Bragg (1890-1971) di tahun 1912. Untuk mendapatkan informasi detail susunan

akurat partikel dalam kristal, pengukuran intensitas puncak difraksi perlu dilakukan.

b. Padatan amorf

Susunan partikel dalam padatan amorf sebagian teratur dan sedikit agak mirip dengan padatan

kristalin. Namun, keteraturan ini, terbatas dan tidak muncul di keseluruhan padatan. Banyak

padatan amorf di sekitar kita-gelas, karet dan polietena memiliki keteraturan sebagian (Gambar

8.3).

Fitur padatan amorf dapat dianggap intermediate antara padatan dan cairan. Baru-baru ini

perhatian telah difokuskan pada bahan buatan seperti fiber optik dan silikon amorf (Tabel 8.1).

Gambar 8.3 Padatan kristalin dan amorf

Terdapat perbedaan besar dalam keteraturan partikel penyusunnya.

Beberapa ilmuwan bertahan dengan pendapat bahwa padatan amorf dapat dianggap wujud

keempat materi.

Tabel 8.1 Beberapa contoh padatan amorf fungsional

Amorf Penggunaan material

Gelas kuarsa Serat optik

Gelas khalkogenida Membran selenium untuk mesin fotokopi

Silikon amorf Sel surya

Logam besi/kobal amorf (bahan magnetik)

polimer polistirene

Karbon amorf karbon hitam (adsorben)

Silika gel gel (adsorben)

Page 5: Kristal Amorf Asam

Teori Asam dan BasaDitulis oleh Jim Clark pada 07-11-2007

Halaman ini menggambarkan teori asam dan basa Arrhenius, Bronsted-Lowry, dan Lewis, dan

halaman ini juga menjelaskan hubungan antara ketiga teori asam dan basa tersebut. Halaman ini

juga menjelaskan konsep pasangan konjugasi – asam dan basa konjugasinya, atau basa dan asam

konjugasinya.

Teori asam dan basa ArrheniusTeori

Asam adalah zat yang menghasilkan ion hidrogen dalam larutan.

Basa adalah zat yang menghasilkan ion hidroksida dalam larutan.

Penetralan terjadi karena ion hidrogen dan ion hidroksida bereaksi untuk menghasilkan air.

Pembatasan teori

Asam hidroklorida (asam klorida) dinetralkan oleh kedua larutan natrium hidroksida dan larutan

amonia. Pada kedua kasus tersebut, kamu akan memperoleh larutan tak berwarna yang dapat

kamu kristalisasi untuk mendapatkan garam berwarna putih – baik itu natrium klorida maupun

amonium klorida.

Keduanya jelas merupakan reaksi yang sangat mirip. Persamaan lengkapnya adalah:

Pada kasus natrium hidroksida, ion hidrogen dari asam bereaksi dengan ion hidroksida dari

natrium hidroksida – sejalan dengan teori Arrhenius.

Akan tetapi, pada kasus amonia, tidak muncul ion hidroksida sedikit pun!

anda bisa memahami hal ini dengan mengatakan bahwa amonia bereaksi dengan air yang

melarutkan amonia tersebut untuk menghasilkan ion amonium dan ion hidroksida:

Reaksi ini merupakan reaksi reversibel, dan pada larutan amonia encer yang khas, sekitar 99%

sisa amonia ada dalam bentuk molekul amonia. Meskipun demikian, pada reaksi tersebut terdapat

ion hidroksida, dan kita dapat menyelipkan ion hidroksida ini ke dalam teori Arrhenius.

Akan tetapi, reaksi yang sama juga terjadi antara gas amonia dan gas hidrogen klorida.

Page 6: Kristal Amorf Asam

Pada kasus ini, tidak terdapat ion hidrogen atau ion hidroksida dalam larutan – karena bukan

merupakan suatu larutan. Teori Arrhenius tidak menghitung reaksi ini sebagai reaksi asam-basa,

meskipun pada faktanya reaksi tersebut menghasilkan produk yang sama seperti ketika dua zat

tersebut berada dalam larutan. Ini adalah sesuatu hal yang lucu!

Teori asam dan basa Bronsted-LowryTeori

Asam adalah donor proton (ion hidrogen).

Basa adalah akseptor proton (ion hidrogen).

Hubungan antara teori Bronsted-Lowry dan teori Arrhenius

Teori Bronsted-Lowry tidak berlawanan dengan teori Arrhenius – Teori Bronsted-Lowry merupakan

perluasan teori Arrhenius.

Ion hidroksida tetap berlaku sebagai basa karena ion hidroksida menerima ion hidrogen dari asam

dan membentuk air.

Asam menghasilkan ion hidrogen dalam larutan karena asam bereaksi dengan molekul air melalui

pemberian sebuah proton pada molekul air.

Ketika gas hidrogen klorida dilarutkan dalam air untuk menghasilkan asam hidroklorida, molekul

hidrogen klorida memberikan sebuah proton (sebuah ion hidrogen) ke molekul air. Ikatan

koordinasi (kovalen dativ) terbentuk antara satu pasangan mandiri pada oksigen dan hidrogen dari

HCl. Menghasilkan ion hidroksonium, H3O+.

Ketika asam yang terdapat dalam larutan bereaksi dengan basa, yang berfungsi sebagai asam

sebenarnya adalah ion hidroksonium. Sebagai contoh, proton ditransferkan dari ion hidroksonium

ke ion hidroksida untuk mendapatkan air.

Tampilan elektron terluar, tetapi mengabaikan elektron pada bagian yang lebih dalam:

Page 7: Kristal Amorf Asam

Adalah sesuatu hal yang penting untuk mengatakan bahwa meskipun anda berbicara tentang ion

hidrogen dalam suatu larutan, H+(aq), sebenarnya anda sedang membicarakan ion hidroksonium.

Permasalahan hidrogen klorida / amonia

Hal ini bukanlah suatu masalah yang berlarut-larut dengan menggunakan teori Bronsted-Lowry.

Apakah anda sedang membicarakan mengenai reaksi pada keadaan larutan ataupun pada keadaan

gas, amonia adalah basa karena amonia menerima sebuah proton (sebuah ion hidrogen). Hidrogen

menjadi tertarik ke pasangan mandiri pada nitrogen yang terdapat pada amonia melalui sebuah

ikatan koordinasi.

Jika amonia berada dalam larutan, amonia menerima sebuah proton dari ion hidroksonium:

Jika reaksi terjadi pada keadaan gas, amonia menerima sebuah proton secara langsung dari

hidrogen klorida:

Cara yang lain, amonia berlaku sebagai basa melalui penerimaan sebuah ion hidrogen dari asam.

Pasangan konjugasi

Ketika hidrogen klorida dilarutkan dalam air, hampir 100% hidrogen klorida bereaksi dengan air

menghasilkan ion hidroksonium dan ion klorida. Hidrogen klorida adalah asam kuat, dan kita

cenderung menuliskannya dalam reaksi satu arah:

Pada faktanya, reaksi antara HCl dan air adalah reversibel, tetapi hanya sampai pada tingkatan

yang sangat kecil. Supaya menjadi bentuk yang lebih umum, asam dituliskan dengan HA, dan

reaksi berlangsung reversibel.

Page 8: Kristal Amorf Asam

Perhatikan reaksi ke arah depan:

HA adalah asam karena HA mendonasikan sebuah proton (ion hidrogen) ke air.

Air adalah basa karena air menerima sebuah proton dari HA.

Akan tetapi ada juga reaksi kebalikan antara ion hidroksonium dan ion A-:

H3O+ adalah asam karena H3O+ mendonasikan sebuah proton (ion hidrogen) ke ion A-.

Ion A- adalah basa karena A- menerima sebuah proton dari H3O+.

Reaksi reversibel mengandung dua asam dan dua basa. Kita dapat menganggapnya berpasangan,

yang disebut pasangan konjugasi.

Ketika asam, HA, kehilangan sebuah proton asam tersebut membentuk sebuah basa A-. Ketika

sebuah basa, A-, menerima kembali sebuah proton, basa tersebut kembali berubah bentuk

menjadi asam, HA. Keduanya adalah pasangan konjugasi.

Anggota pasangan konjugasi berbeda antara satu dengan yang lain melalui kehadiran atau

ketidakhadiran ion hidrogen yang dapat ditransferkan.

Jika anda berfikir mengenai HA sebagai asam, maka A- adalah sebagai basa konjugasinya.

Jika anda memperlakukan A- sebagai basa, maka HA adalah sebagai asam konjugasinya.

Air dan ion hidroksonium juga merupakan pasangan konjugasi. Memperlakukan air sebagai basa,

ion hidroksonium adalah asam konjugasinya karena ion hidroksonium memiliki kelebihan ion

hidrogen yang dapat diberikan lagi.

Memperlakukan ion hidroksonium sebagai asam, maka air adalah sebagai basa konjugasinya. Air

dapat menerima kembali ion hidrogen untuk membentuk kembali ion hidroksonium.

Contoh yang kedua mengenai pasangan konjugasi

Berikut ini adalah reaksi antara amonia dan air yang telah kita lihat sebelumnya:

Hal pertama yang harus diperhatikan adalah forward reaction terlebih dahulu. Amonia adalah basa

karena amonia menerima ion hidrogen dari air. Ion amonium adalah asam konjugasinya – ion

amonium dapat melepaskan kembali ion hidrogen tersebut untuk membentuk kembali amonia.

Page 9: Kristal Amorf Asam

Air berlaku sebagai asam, dan basa konjugasinya adalah ion hidroksida. Ion hidroksida dapat

menerima ion hidrogen untuk membentuk air kembali.

Perhatikanlah hal ini pada tinjauan yang lain, ion amonium adalah asam, dan amonia adalah basa

konjugasinya. Ion hidroksida adalah basa dan air adalah asam konjugasinya.

Zat amfoter

Anda mungkin memperhatikan (atau bahkan mungkin juga tidak memperhatikan!) bahwa salah

satu dari dua contoh di atas, air berperilaku sebagai basa, tetapi di lain pihak air berperilaku

sebagai asam.

Suatu zat yang dapat berperilaku baik sebagai asam atau sebagai basa digambarkan

sebagai amfoter.

Teori asam dan basa Lewis

Teori ini memperluas pemahaman anda mengenai asam dan basa.

Teori

Asam adalah akseptor pasangan elektron.

Basa adalah donor pasangan elektron.

Hubungan antara teori Lewis dan teori Bronsted-LowryBasa Lewis

Hal yang paling mudah untuk melihat hubungan tersebut adalah dengan meninjau dengan tepat

mengenai basa Bronsted-Lowry ketika basa Bronsted-Lowry menerima ion hidrogen. Tiga basa

Bronsted-Lowry dapat kita lihat pada ion hidroksida, amonia dan air, dan ketianya bersifat khas.

Page 10: Kristal Amorf Asam

Teori Bronsted-Lowry mengatakan bahwa ketiganya berperilaku sebagai basa karena ketiganya

bergabung dengan ion hidrogen. Alasan ketiganya bergabung dengan ion hidrigen adalah karena

ketiganya memiliki pasangan elektron mandiri – seperti yang dikatakan oleh Teori Lewis.

Keduanya konsisten.

Jadi bagaimana Teori Lewis merupakan suatu tambahan pada konsep basa? Saat ini belum – hal

ini akan terlihat ketika kita meninjaunya dalam sudut pandang yang berbeda.

Tetapi bagaimana dengan reaksi yang sama mengenai amonia dan air, sebagai contohnya? Pada

teori Lewis, tiap reaksi yang menggunakan amonia dan air menggunakan pasangan elektron

mandiri-nya untuk membentuk ikatan koordinasi yang akan terhitung selama keduanya

berperilaku sebagai basa.

Berikut ini reaksi yang akan anda temukan pada halaman yang berhubungan dengan ikatan

koordinasi. Amonia bereaksi dengan BF3 melalui penggunaan pasangan elektron mandiri yang

dimilikinya untuk membentuk ikatan koordinasi dengan orbital kosong pada boron.

Page 11: Kristal Amorf Asam

Sepanjang menyangkut amonia, amonia menjadi sama persis seperti ketika amonia bereaksi

dengan sebuah ion hidrogen – amonia menggunakan pasangan elektron mandiri-nya untuk

membentuk ikatan koordinasi. Jika anda memperlakukannya sebagai basa pada suatu kasus, hal

ini akan berlaku juga pada kasus yang lain.

Asam Lewis

Asam Lewis adalah akseptor pasangan elektron. Pada contoh sebelumnya, BF3 berperilaku sebagai

asam Lewis melalui penerimaan pasangan elektron mandiri milik nitrogen. Pada teori Bronsted-

Lowry, BF3 tidak sedikitpun disinggung menganai keasamannya.

Inilah tambahan mengenai istilah asam dari pengertian yang sudah biasa digunakan.

Bagaimana dengan reaksi asam basa yang lebih pasti – seperti, sebagai contoh, reaksi antara

amonia dan gas hidrogen klorida?

Pastinya adalah penerimaan pasangan elektron mandiri pada nitrogen. Buku teks sering kali

menuliskan hal ini seperti jika amonia mendonasikan pasangan elektron mandiri yang dimilikinya

pada ion hidrogen – proton sederhana dengan tidak adanya elektron disekelilingnya.

Ini adalah sesuatu hal yang menyesatkan! anda tidak selalu memperoleh ion hidrogen yang bebas

pada sistem kimia. Ion hidogen sangat reaktif dan selalu tertarik pada yang lain. Tidak terdapat

ion hidrogen yang tidak bergabung dalam HCl.

Tidak terdapat orbital kosong pada HCl yang dapat menerima pasangan elektron. Mengapa,

kemudian, HCl adalah suatu asam Lewis?

Klor lebih elektronegatif dibandingkan dengan hidrogen, dan hal ini berarti bahwa hidrogen klorida

akan menjadi molekul polar. Elektron pada ikatan hidrogen-klor akan tertarik ke sisi klor,

menghasilkan hidrogen yang bersifat sedikit positif dan klor sedikit negatif.

Pasangan elektron mandiri pada nitrogen yang terdapat pada molekul amonia tertarik ke arah

atom hidrogen yang sedikit positif pada HCl. Setelah pasangan elektron mandiri milik nitrogen

Page 12: Kristal Amorf Asam

mendekat pada atom hidrogen, elektron pada ikatan hidrogen-klor tetap akan menolak ke arah

klor.

Akhirnya, ikatan koordinasi terbentuk antara nitrogen dan hidrogen, dan klor terputus keluar

sebagai ion klorida.

Hal ini sangat baik ditunjukkan dengan notasi "panah melengkung" seperti yang sering digunakan

dalam mekanisme reaksi organik.

Pengertian Asam dan Basa Menurut Lewis,Arrhenius,Bronsteddan LowryWritten By RahmaBlogzz on Jumat, 10 Mei 2013 | 21.33

Menurut Lewis

Asam => Zat yang menerima pasangan electron bisa juga di sebut dengan akseptor electron

Basa => Zat yang memberikan pasangan electron bisa juga di sebut pemberi donor electron

Teori ini sendiri memiliki keluasan dalam makna dan belum spesifik karena hanya menyebutkan si

penerima dan si pemberi electron dalam suatu ikatan.

Menurut Arrhenius

Arrhenius sendiri adalah ilmuwan yang berasal dari swedia dan seorang yang mendapatkan

penghargaan nobel atas karyanya.menurutnya pengertian asam dan basa adalah sebagai berikut

Asam => Zat yang di dalam air melepaskan ion H+

Basa => Zat yang di dalam air melepaskan ion H-

Menurut Bronsted dan Lowry

Asam => Spesi yang memberikan Proton

Basa => Spesi yang menerima Proton

Teori ini sendiri memiliki keselarasan dengan yang di kemukakan oleh Lewis karena di sini kalau di

simpulkan bahwa Asam adalah zat yang menjadi donor Proton dan sebagai akseptornya adalah Basa