BAB 3KIMIA UNSUR
3.1 Kelimpahan Unsur-unsur di Alam3.2 Sifat-sifat Unsur3.3 Pembuatan dan Manfaat Beberapa Unsur Logam dan Senyawanya3.4 Pembuatan dan Manfaat Beberapa Unsur Nonlogam dan Senyawanya3.5 Unsur Radioaktif3.6 Penggunaan Radioisotop
Keberadaan Unsur-unsur di Kulit Bumia. Sekitar 90 jenis unsur terdapat di alam, sisanya merupakan
unsur buatan. Sebagian dari unsur tersebut terdapat sebagai unsur bebas, tetapi lebih banyak yang berupa senyawa.
b. Unsur-unsur gas mulia (helium, neon, argon, kripton, xenon, dan radon) terdapat sebagai unsur bebas.
c. Beberapa unsur logam, yaitu emas, platina, perak, dan tembaga, juga ditemukan dalam bentuk bebas dan senyawa.
d. Beberapa unsur nonlogam, yaitu oksigen, nitrogen, belerang, dan karbon.
e. Bahan-bahan alam yang mengandung unsur atau senyawa tertentu dalam kadar yang relatif besar disebut mineral.
f. Mineral yang secara komersial digunakan sebagai sumber logam disebut bijih.
Sifat-sifat Kimia Gas Muliaa. Radon ternyata dapat bereaksi spontan dengan fluorin,
sedangkan xenon memerlukan pemanasan atau penyinaran untuk memulai reaksi.
b. Kripton lebih sukar, hanya bereaksi dengan fluorin jika disinari atau jika diberi loncatan muatan listrik.
c. Sementara itu helium, neon, dan argon, ternyata lebih sukar lagi bereaksi dan belum berhasil dibuat suatu senyawa dari ketiga unsur itu.
d. Kereaktifan gas mulia bertambah besar sesuai dengan pertambahan jari-jari atomnya, yaitu dari atas ke bawah.
Sifat-sifat Fisis Halogen
Struktur Halogen
a. Dalam bentuk unsur, halogen (X) terdapat sebagai molekul diatomik (X2).
b. Molekul X2 dapat mengalami disosiasi menjadi atom-atomnya.
X2(g) 2X(g)c. Kestabilan molekul halogen (X2) berkurang dari Cl2 ke I2.d. Hal itu sesuai dengan pertambahan jari-jari atomnya,
sehingga energi ikatan dari Cl–Cl ke I–I berkurang.e. Akan tetapi, energi ikatan F–F ternyata lebih kecil
daripada ikatan Cl–Cl karena kecilnya jari-jari atom fluorin.
Pada suhu kamar, fluorin dan klorin berupa gas, bromin berupa zat cair yang mudah menguap, sedangkan iodin berupa zat padat yang mudah menyublim.
Pemanasan iodin padat pada tekanan atmosfir tidak membuat unsur itu meleleh, tetapi langsung menguap (menyublim).
Wujud Halogen
Warna dan Aroma Halogena. Fluorin berwarna kuning muda, klorin berwarna hijau
muda (“kloros” berarti hijau), bromin berwarna merah tua, iodin padat berwarna hitam, sedangkan uap iodin berwarna ungu.
b. Semua halogen berbau rangsang dan menusuk, serta bersifat racun.
Kelarutan Halogen
Kelarutan dalam air berkurang dari fluorin ke iodin.
Halogen merupakan kelompok unsur nonlogam yang paling reaktif.
Namun demikian, kereaktifannya menurun dari fluorin ke iodin.
Sifat-sifat Kimia
Reaksi-reaksi Halogen
a. Reaksi dengan logamHalogen bereaksi dengan sebagian besar logam menghasilkan halida logam dengan bilangan oksidasi tertinggi.
b. Reaksi dengan hidrogenSemua halogen bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrogen halida (HX).
c. Reaksi dengan nonlogam dan metaloid tertentuHalogen bereaksi dengan sejumlah nonlogam dan metaloid.
d. Reaksi dengan airFluorin bereaksi hebat dengan air membentuk HF dan membebaskan oksigen.
e. Reaksi dengan basaKlorin, bromin, dan iodin mengalami reaksi disproporsionasi dalam basa.
f. Reaksi antarhalogenAntarhalogen dapat bereaksi membentuk senyawa antarhalogen.
Daya Oksidasi HalogenHalogen merupakan pengoksidasi kuat. Daya pengoksidasi halogen menurun dari atas ke bawah. Sebaliknya, daya reduksi ion halida (X–) bertambah dari atas ke bawah. Jadi, I– merupakan reduktor terkuat, sedangkan F– merupakan reduktor terlemah. Daya oksidasi halogen atau daya pereduksi ion halida dicerminkan oleh potensial elektrodenya.
Semakin positif harga potensial elektrode, semakin mudah mengalami reduksi, berarti merupakan pengoksidasi kuat.
Reaksi Pendesakan AntarhalogenHalogen yang bagian atas dapat mengoksidasi halida yang bagian bawahnya, tetapi tidak sebaliknya.
Contoh:Klorin dapat mendesak bromin, tetapi sebaliknya bromin tidak dapat mendesak klorin.
Cl2(g) + 2NaBr(aq) → 2NaCl(aq) + Br2(l)
Br2(l) + 2NaCl(aq) → (tidak ada reaksi)
Reaksi-reaksi Logam Alkali1. Reaksi dengan Air
Semua logam alkali bereaksi dengan air membentuk basa dan gas hidrogen.
2L(s) + 2H2O(l) 2LOH(aq) + H2(g)
2. Reaksi dengan HidrogenJika dipanaskan, logam alkali dapat bereaksi dengan gas hidrogen membentuk hidrida, suatu senyawa ion yang hidrogennya mempunyai bilangan oksidasi –1.
2L(s) + H2(g) 2LH(s)
3. Reaksi dengan OksigenLogam alkali terbakar dalam oksigen membentuk oksida, peroksida atau superoksida.
4L(s) + O2(g) 2L2O(s) L
Jika oksigen berlebihan, natrium dapat membentuk peroksida. 2Na(s) + O2(g) Na2O2(s)
Kalium, rubidium, dan sesium dapat membentuk superoksidadalam oksigen berlebihan.
L(s) + O2(g) LO2(s) (L = K, Rb, Cs)
Logam alkali bereaksi hebat dengan halogen membentuk garam halida.
2L(s) + X2 → 2LX(s)
Reaksi dengan Halogen
Beberapa Reaksi Logam Alkali Tanah1. Reaksi dengan Air
Kalsium, strontium, dan barium bereaksi baik dengan air membentuk basa dan gas hidrogen.
Magnesium bereaksi sangat lambat dengan air dingin dan sedikit lebih baik dengan air panas, sedangkan berilium tidak bereaksi.
M(s) + 2H2O(l) → M(OH)2(aq) + H2(g)
2. Reaksi dengan UdaraSemua logam alkali tanah terkorosi terus-menerus di udara membentuk oksida, hidroksida atau karbonat, kecuali berilium dan magnesium.
2M(s) + O2(g) 2MO(s)3M(s) + N2(g) M3N2(s)
3. Reaksi dengan Halogen (X2)Semua logam alkali tanah bereaksi dengan halogen membentuk garam halida.
M(s) + X2(g) MX2(s)
4. Reaksi dengan asam dan basaSemua logam alkali tanah bereaksi dengan asam kuat (seperti HCl) membentuk garam dan gas hidrogen. Reaksi makin hebat dari Be ke Ba.
Be juga bereaksi dengan basa kuat, membentuk Be(OH)4 dan gas H2.2 –
Reaksi Nyala Logam Alkali dan Alkali Tanah
Kelarutan Senyawa Logam Alkali TanahSalah satu perbedaan logam alkali dari alkali tanah adalah dalam hal kelarutan senyawanya. Senyawa logam alkali pada umumnya mudah larut dalam air, sedangkan senyawa logam alkali tanah banyak yang sukar larut.
Grafik Titik Leleh Unsur-unsur Periode Ketiga
Grafik Energi ionisasi Unsusr-unsur Periode Ketiga
a. Natrium, magnesium, dan aluminium merupakan logam sejati.
b. Ketiga unsur itu merupakan konduktor listrik dan panas yang baik, serta menunjukkan kilap logam yang khas.
c. Silikon tergolong metaloid dan bersifat semikonduktor. Fosforus, belerang, dan klorin merupakan nonlogam. Padatan ketiga unsur itu tidak menghantar listrik.
d. Secara kimia, sifat nonlogam dari fosforus, belerang, dan klorin tercermin dari kemampuannya membentuk ion negatif.
Sifat Logam dan Nonlogam
a. Daya pereduksi unsur-unsur periode ketiga berkurang dari kiri ke kanan, sebaliknya daya pengoksidasinya bertambah.
b. Jadi, pereduksi terkuat adalah natrium, sedangkan pengoksidasi terkuat adalah klorin.
c. Kecenderungan tersebut sesuai dengan energi ionisasi yang cenderung bertambah dari kiri ke kanan.
Sifat Pereduksi dan Pengoksidasi Unsur Periode Ketiga
Sifat-sifat Umum Unsur TransisiUnsur transisi mempunyai sifat-sifat khas yang membedakannya dari unsur golongan utama, antara lain:1. Sifat logam, semua unsur transisi tergolong logam dengan
titik cair dan titik didih yang relatif tinggi.2. Bersifat paramagnetik (sedikit tertarik ke dalam medan
magnet).3. Membentuk senyawa-senyawa yang berwarna.4. Mempunyai beberapa tingkat oksidasi.5. Membentuk berbagai macam ion kompleks.6. Berdaya katalitik, banyak unsur transisi atau senyawanya
yang berfungsi sebagai katalis, baik dalam proses industri maupun dalam metabolisme.
Sifat-sifat Unsur Transisi Periode Keempat
Sifat Magnet
a. Unsur transisi periode keempat dan senyawa-senyawanya umumnya bersifat paramagnetik.
b. Feromagnetisme hanya diperlihatkan oleh beberapa logam, yaitu besi, kobal, dan nikel.
c. Sifat magnet zat berkaitan dengan konfigurasi elektronnya.
d. Zat yang bersifat paramanetik mempunyai setidaknya satu elektron tak berpasangan. Semakin banyak elektron tak berpasangan, semakin bersifat paramagnetik.
Warna Senyawa Unsur TransisiPeriode Keempat
a. Pada umumnya unsur-unsur transisi periode keempat membentuk senyawa berwarna, baik dalam bentuk padat maupun dalam larutan.
b. Warna senyawa dari unsur transisi juga berkaitan dengan adanya subkulit d yang terisi tidak penuh.
c. Senyawa dari Sc dan Ti tidak berwarna karena subkulit 3d-nya kosong.
3+ 3+
d. Senyawa dari Zn juga tidak berwarna karena subkulit 3d-nya terisi penuh.
2+
Tingkat Oksidasi Unsur Transisi Periode Keempat
Struktur Ion KompleksIon kompleks adalah ion yang terbentuk dari suatu kation tunggal (biasanya ion logam transisi) yang terikat langsung pada beberapa anion atau molekul netral.
Ion kompleks terdiri dari ion atau atom pusat dan ligan-ligan. Ligan-ligan terikat pada ion pusat melalui ikatan kovalen koordinat.
Beberapa Contoh Ligan
Bilangan KoordinasiJumlah ligan sederhana atau jumlah ikatan koordinasi yang dibentuk oleh satu ion pusat disebut bilangan koordinasi ion pusat itu.
Muatan Ion Kompleks
Muatan ion kompleks sama dengan jumlah muatan ion pusat dengan ligan-ligannya.
Tata Nama Ion Kompleksa. Nama ion kompleks, baik kation ataupun anion,
terdiri atas dua bagian yang ditulis dalam satu kata. Bagian pertama menyatakan jumlah dan nama ligan, bagian kedua menyatakan nama ion pusat dan bilangan oksidasinya. Bilangan oksidasi ion pusat ditulis dengan angka Romawi dalam tanda kurung.
b. Bila terdapat lebih dari sejenis ligan, maka urutan penulisannya adalah berdasarkan urutan abjad dari nama ligan tersebut (ligan Cl– dianggap bermula dengan huruf c bukan k).
Tata Nama Ion Kompleks
Pembuatan Natrium
NaCl(l) Na+(l) + Cl–(l)Katode : Na+(l) + e Na(l)Anode : 2Cl–(l) Cl2(g) + 2e
Sel Downs untuk elektrolisisi leburan NaCl
Penggunaan Natrium dan Senyawa Natrium
1. NatriumPenggunaan yang semakin penting dari natrium adalah sebagai cairan pendingin (coolant) pada reaktor nuklir.
Selain itu, karena merupakan reduktor kuat, natrium digunakan pada pengolahan logam-logam tertentu seperti litium, kalium, zirkonium dan logam alkali yang lebih berat.
2. Natrium Klorida (NaCl)a. Natrium Klorida sebagai bahan baku untuk
membuat natrium, klorin, dan senyawa-senyawa natrium seperti NaOH dan natrium karbonat (Na2CO3);
b. dalam industri susu; mengawetkan ikan dan daging;
c. mencairkan salju di jalan raya di negara yang bermusim dingin; d. regenerasi alat pelunak air; e. pengolahan kulit; f. sebagai bumbu masak.
3. Natrium Hidroksida Natrium hidroksida digunakan terutama dalam industri sabun, detergen, pulp, dan kertas, pengolahan bauksit untuk pembuatan aluminium, tekstil, plastik, pemurnian minyak bumi, serta untuk membuat senyawa natrium lainnya seperti natrium hipoklorit.
4. Natrium KarbonatNatrium karbonat digunakan untuk pembuatan kaca.
5. Natrium Bikarbonat Natrium bikarbonat disebut soda kue untuk memekarkan adonan kue sehingga menjadi empuk karena adanya rongga-rongga gas di dalamnya.
a. Kegunaan utama magnesium adalah untuk membuat logam-campur.
b. Paduan magnesium dengan aluminium, yang disebut magnalium, merupakan logam yang kuat tetapi ringan, resisten terhadap asam maupun basa, serta tahan korosi.
c. Paduan itu digunakan untuk membuat komponen pesawat terbang, rudal, bak truk, serta berbagai peralatan lainnya.
d. Magnesium digunakan untuk membuat kembang api.
Penggunaan Magnesium
Pembuatan Magnesium
Pengolahan magnesium dari air laut
Pembuatan Alumunium
Sel Hall-Heroult untuk pembuatan aluminium darielektrolisis lelehan Al2O3 (larutan Al2O3 dalam kriolit)
Penggunaan Aluminium dan Senyawanya
1. Sektor industri otomotif: untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor lainnya, untuk membuat badan pesawat terbang.
2. Sektor pembangunan perumahan: untuk kusen pintu dan jendela.3. Sektor industri makanan: aluminium foil dan kaleng aluminium untuk
kemasan berbagai jenis produk makanan/minuman.4. Sektor lainnya: untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga, dan barang
kerajinan.5. Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk
besi(III) oksida.6. Termit digunakan untuk mengelas baja di tempat, misalnya untuk
menyambung rel kereta api.
Aluminium sulfat digunakan pada pengolahan air minum, yaitu untuk
mempercepat koagulasi lumpur koloidal.
Penggunaan Aluminium Sulfat [Al2(SO4)3]
Gambar di samping merupakan tanur tiup. a. Bijih besi, kokas, dan batu kapur
dimasukkan dari bagian atas tungku, dan udara panas dihembuskan dari bagian bawah.
b. Suhu maksimum terjadi di bagian bawah tempat besi cair dan terak dikumpulkan.
Pembuatan Besi
Penggunaan Besia. Besi adalah logam yang paling luas dan paling banyak
penggunaannya karena:1. bijih besi relatif melimpah dan tersebar di berbagai
penjuru dunia;2. pengolahan besi relatif mudah dan murah;3. sifat-sifat besi mudah dimodifikasi.
b. Kegunaan utama dari besi adalah untuk membuat baja. c. Baja adalah istilah yang digunakan untuk semua logam
campur (aliase) dari besi. d. Salah satu contoh baja yang paling terkenal adalah baja
tahan karat (stainless steels), yang merupakan paduan besi dengan kromium (14 –18%) dan nikel (7 – 9%).
Pembuatan BajaLogam-logam campur dari besi disebut baja.
Perubahan yang harus dilakukan pada pembuatan baja dari besi gubal, yaitu:1. menurunkan kadar karbon dari 3 – 4%
menjadi 0 – 1,5%,2. menghilangkan pengotor seperti Si, Mn,
dan P,3. menambahkan logam-logam campur
seperti Ni dan Cr, sesuai dengan jenis baja yang akan dibuat. Besi gubal cair dari tanur
tiup dituangkan ke dalam tungku oksigen untuk diubah menjadi baja.
Beberapa Jenis Baja
Pembuatan Tembagaa. Pengolahan tembaga melalui beberapa tahap, yaitu flotasi,
pemanggangan, peleburan, pengubahan, dan elektrolisis.b. Pada umumnya, bijih tembaga hanya mengandung 0,5% Cu. c. Melalui pengapungan dapat diperoleh bijih pekat yang
mengandung 20 – 40% Cu. d. Bijih pekat itu kemudian dipanggang untuk mengubah besi
sulfida menjadi besi oksida, sedangkan tembaga tetap berupa sulfida.
4CuFeS2 + 9O2 → 2Cu2S + 2Fe2O3 + 6SO2
e. Bijih yang sudah melalui pemanggangan kemudian dilebur sehingga bahan tersebut mencair dan terpisah menjadi dua lapisan.
f. Lapisan bawah disebut ”copper matte” yang mengandung Cu2S dan besi cair, sedangkan lapisan atas merupakan terak silikat yang antara lain mengandung FeSiO3.
g. Selanjutnya, ”copper matte” dipindahkan ke dalam tungku lain dan ditiupkan udara sehingga terjadi reaksi redoks yang menghasilkan tembaga lepuh.
h. Tembaga lepuh adalah tembaga yang mengandung gelembung gas SO2 beku.
i. Tembaga lepuh mengandung 98 – 99% Cu dengan berbagai jenis pengotor.
j. Pemurnian tembaga dilakukan dengan elektrolisis. k. Tembaga lepuh digunakan sebagai anode,
sedangkan tembaga murni digunakan sebagai katodenya.
l. Elektrolit yang digunakan adalah larutan CuSO4. m. Selama elektrolisis, Cu dipindahkan dari anode ke
katode. n. Dengan menggunakan potensial tertentu, bahan
pengotor dapat terpisah.
Penggunaan Tembagaa. Tembaga adalah logam yang berwarna kuning merah dan
tergolong logam yang kurang aktif. b. Dalam udara lembab, tembaga terkorosi secara perlahan-
lahan.c. Mula-mula warnanya menjadi coklat karena terbentuknya
lapisan tipis CuO atau CuS. d. Lama-kelamaan menjadi berwarna hijau karena
terbentuknya tembaga karbonat basa, Cu2(OH)2CO3. e. Hal seperti itu sering terlihat pada patung atau barang
kerajinan yang terbuat dari tembaga atau perunggu.
a. Timah adalah logam yang relatif lunak, berwarna putih perak dan tahan karat.
b. Timah terutama digunakan untuk membuat kaleng kemasan, seperti untuk roti, susu, cat, dan buah.
c. Kegunaan lain dari timah adalah untuk membuat logam campur, misalnya perunggu (paduan timah, tembaga, dan zink) dan solder.
Timah
Kromiuma. Kromium adalah logam yang sangat mengkilap, keras, dan
tahan karat. b. Lebih dari separo produksi kromium digunakan dalam
industri logam dan sekitar sepertiga lainnya dalam refraktori (pelapis tahan panas bagi tanur bersuhu tinggi).
EmasEmas tergolong logam mulia, berwarna kuning mengkilap, tahan karat, mudah ditempa dan dapat diukur.
Karbon dan Senyawa Karbon
Intana. Sebagian besar intan alam digunakan untuk
perhiasan. b. Intan alam yang tidak cukup baik untuk
perhiasan dan intan buatan digunakan untuk membuat alat pemotong kaca, gerinda, dan mata bor.
Grafit1. Sebagai anode dalam batu baterai dan dalam
berbagai proses industri yang menggunakan elektrolisis, misalnya pada peleburan aluminium.
2. Grafit dicampur dengan tanah liat untuk membuat pensil dan bahan kosmetik.
3. Bahan pelumas.4. Sebagai komponen dalam pembuatan komposit.
Karbon Monoksida (CO)
1. Sebagai reduktor pada pengolahan berbagai jenis logam, misalnya besi.
2. Sebagai bahan baku untuk membuat metanol.
3. Merupakan komponen dari berbagai jenis bahan bakar gas, seperti gas air dan gas kokas.
Karbon Dioksida (CO2)
1. Karbon dioksida padat yang disebut es kering (dry ice) digunakan sebagai pendingin.
2. Untuk memadamkan kebakaran.3. Untuk membuat minuman ringan
(soft drink).
Silikon1. Silikon dibuat dari silika dengan kokas sebagai reduktor.2. Penggunaan penting dari silikon adalah untuk membuat
transistor, chips komputer, dan sel surya. 3. Untuk tujuan itu diperlukan silikon ultra murni. Silikon
juga digunakan dalam berbagai jenis aliase dengan besi (baja).
4. Baja biasa mengandung sekitar 0,03% silikon, baja silikon mengandung sekitar 2,5 - 4% silikon, sedangkan durion mengandung 15% silikon.
5. Durion bersifat keras tetapi rapuh dan sangat tahan karat. 6. Durion digunakan untuk membuat peralatan industri
yang berkontak dengan asam.
Dalam industri, nitrogen diperoleh dari udara. Prosesnya berlangsung dalam dua tahap, yaitu:1. pencairan udara, dan2. distilasi bertingkat udara cair.
Nitrogen dan Senyawa Nitrogen
1. Sebagian besar produksi nitrogen digunakan untuk membuat amonia (NH3).
2. Oleh karena sifatnya yang kurang reaktif, nitrogen digunakan untuk membuat atmosfer inert dalam berbagai proses yang terganggu oleh oksigen, misalnya dalam industri elektronika.
3. Nitrogen juga digunakan sebagai atmosfer inert dalam makanan kemasan untuk memperpanjang masa penggunaannya.
4. Nitrogen cair digunakan sebagai pendingin untuk menciptakan suhu sangat rendah.
Penggunaan Nitrogen
1. Membuat pupuk, misalnya urea {CO(NH2)2}, dan ZA {(NH4)2SO4}.
2. Untuk membuat senyawa nitrogen yang lain, seperti asam nitrat (HNO3), amonium klorida (NH4Cl), dan amonium nitrat.
3. Dalam pabrik es, digunakan sebagai pendingin (refrigerant) karena amonia cair mudah menguap dan mempunyai kalor penguapan yang cukup besar.
4. Untuk membuat hidrazin, N2H4.
Penggunaan Amonia
1. untuk membuat amonium nitrat, NH4NO3, dan digunakan sebagai pupuk.
2. digunakan dalam percobaan di laboratorium
3. digunakan dalam industri kimia seperti industri bahan peledak, plastik, dan obat.
Penggunaan Asam Nitrat
Fosforus mempunyai dua bentuk alotropi, yaitu fosforus putih dan fosforus merah.
Fosforus dan Senyawa Fosforus
1. Sumber fosforus terpenting yaitu batuan fosfat, suatu bahan kompleks yang mengandung flourapatit (Ca3(PO4)2.CaF2).
2. Senyawa Ca3(PO4)2 dipisahkan dari batuan fosfat kemudian dipanaskan dengan pasir (SiO2) dan kokas (C).
3. Uap fosforus yang terbentuk ditampung dalam air.
Pembuatan Fosforus
1. Sebagian besar produksi fosforus digunakan untuk membuat asam fosfat.
2. Penggunaan akhir yang utama dari senyawa fosforus adalah pupuk dan detergen.
3. Fosforus merah dan senyawa fosforus tertentu digunakan pada pembuatan korek api.
4. Berbagai senyawa organofosfat digunakan sebagai pestisida.
Penggunaan Fosforus
Asam fosfat digunakan untuk membuat pupuk superfosfat juga untuk membuat
detergen, bahan pembersih lantai, insektisida, dan makanan hewan.
Penggunaan Asam Fosfat
1. Untuk pernapasan para penyelam, angkasawan, atau penderita penyakit tertentu.
2. Sebagian besar dari produksi oksigen digunakan dalam industri baja, yaitu mengurangi kadar karbon dalam besi gubal.
3. Bersama-sama dengan gas asetilena digunakan untuk mengelas baja.
4. Oksigen cair bersama dengan hidrogen cair digunakan sebagai bahan bakar roket untuk mendorong pesawat ruang angkasa. Oksigen juga digunakan dalam berbagai industri kimia untuk mengoksidasikan berbagai zat.
Penggunaan Oksigen
Belerang padat mempunyai dua bentuk alotropi, yaitu belerang rombik dan belerang monoklinik.Deposit belerang yang terdapat di bawah permukaan ditambang menurut cara Frasch.
Belerang dan Senyawa Belerang
Penggunaan utama dari belerang adalah untuk pembuatan asam sulfat.
Asam sulfat digunakan untuk:1. industri pupuk2. industri cat/zat warna 3. detergen4. industri logam
Penggunaan Belerang
Fluorin digunakan untuk membuat senyawa klorofluorokarbon (CFC) yang dikenal dengan nama dagang freon.
Freon digunakan sebagai cairan pendingin pada mesin-mesin pendingin seperti AC dan lemari es.
Flourin dan Senyawa Flourin
1. Bromin digunakan terutama untuk membuat etilenbromida, C2H4Br2, suatu aditif yang dicampurkan ke dalam bensin bertimbel untuk mengikat timbel sehingga tidak melekat pada silinder atau piston.
2. Bromin juga digunakan untuk membuat AgBr.
Bromin dan Senyawa Bromin
1. Iodin digunakan dalam obat-obatan.
2. Iodoform digunakan sebagai antiseptik.
3. Iodin juga digunakan untuk membuat perak iodida yang digunakan bersama-sama dengan AgBr dalam film fotografi.
4. Natrium iodat atau natrium iodida dicampurkan ke dalam garam dapur.
Iodin dan Senyawa Iodin
Sinar-sinar radioaktif. Zat radioaktif alami dapat memancarkan tiga jenis sinar, yaitu sinar α, β, γ. Sinar α dan β terdiri atas partikel bermuatan listrik, sedangkan sinar γ merupakan gelombang elektromagnet. Sinar β bermuatan positif sehingga dibelokkan ke kutup negatif; sinar bermuatan negatif sehingga dibelokkan ke kutup positif. Sinar γ tidak bermuatan, sehingga tidak dipengaruhi medan magnet atau medan listrik. Partikel sinar β lebih ringan daripada partikel sinar α, oleh karena itu sinar β mengalami pembelokan yang lebih besar.
Sinar-sinar Radioaktif
Daya tembus sinar alfa, beta, dan gamma.
Sinar alfa dapat ditahan oleh selembar kertas, sedangkan sinar gamma dapat menembus pelat timbel yang cukup tebal.
Misalnya, peluruhan uranium yang disertai pemancaran partikel alfa dipaparkan dengan persamaan inti sebagai berikut.
Persamaan Inti
Persamaan inti juga mengikuti azas kesetaraan. Suatu persamaan inti dikatakan setara jika muatan (nomor atom) dan massa di ruas kiri sama dengan di ruas kanan.Untuk contoh di atas:Jumlah muatan di ruas kiri = 92; di ruas kanan = 90 + 2 = 92.Nomor massa di ruas kiri = 238; di ruas kanan = 234 + 4 = 238.
Reaksi transmutasi biasanya diringkaskan dengan notasi sebagai berikut.
Transmutasi Buatan
dengan, T = inti sasaran (target) x = partikel yang ditembakkan y = partikel hasil P = inti baru (produk)
Secara matematis, laju peluruhan dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.
Laju Peluruhan
dengan, v = laju peluruhan (keaktifan), yaitu banyaknya peluruhan dalam satu satuan waktu. λ = tetapan peluruhan (serupa dengan k dalam persamaan laju reaksi), nilainya bergantung pada jenis radioisotop. N = jumlah nuklida radioaktif dalam contoh.
Hubungan antara fraksi zat yang tersisa dengan waktu paro dari rumus sebagai berikut.
Oleh karena keaktifan sebanding dengan jumlah atom radioaktif, maka:
At = keaktifan pada waktu tA0 = keaktifan awal
a. Bidang KedokteranBerbagai jenis radioisotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosis) berbagai jenis penyakit antara lain teknesium-99, talium-201, iodin-131, natrium-24, xenon-133, fosforus-32, dan besi-59.
Radioisotop Sebagai Perunut
b. Bidang Kimia dan BiologiDalam ilmu kimia, perunut radioaktif digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi dan proses biologis.1. Mempelajari Kesetimbangan Dinamis2. Mempelajari Reaksi Pengesteran3. Mempelajari Mekanisme Reaksi Fotosintesis
a. Bidang Kedokteran1. Steriliasasi radiasi2. Terapi tumor atau kanker
Radioisotop Sebagai Sumber Radiasi
b. Bidang Pertanian1. Pemulihan tanaman2. Penyimpanan makanan
c. Bidang Pertanian1. Pemeriksaan tanpa merusak2. Pengawetan bahan
