Halogen

Kelompok 5 Anggota : 1. Anie Kristiani (02) 2. Luthfiana Tarida (22) 3. Maya Noormalita (25) 4. Shima Pangestika(34) 5. Susi Cahyanti (36) 6. Yoga Setyawan (41)

A.   SEJARAH  Flourin (F) ditemukan dalam Flourspar oleh Schwandhard pada

tahun 1970 dan pada tahun 1886 Ferdinand Hendri Moissan dari Francis berhasil membuar gas Flourin melalui proses Elektrolisis.  Klorin (Cl) ditemukan oleh Schele pada tahun 1974 diberi nama oleh Davy pada tahun 1810.  Bromin (Br) ditemukan oleh Balard pada tahun 1826. Brom merupakan zat cair bewarna coklat kemerahan, mudah menguap pada suhu kamar, uapnya bewarna merah. Brom bersifat kurang reaktif dibandingkan Clor.  Yodium (I) ditemukan oleh Courtois pada tahun 1811.  Astatin (At) ditemukan oleh DR. Corson, K.R. Mackenzie, dan E. Segre pada tahun 1940. Astatin merupakan unsur radioaktif pertama yang dibuat sebagai hasil pemboman Bismut dengan partikel alfa.

B.   Keberadaan di Alam • Halogen merupakan golongan non-logam yang sangat reaktif, sehingga unsur-unsurnya tidak dijumpai pada keadaan bebas. Pada umumnya ditemukan dialam dalam bentuk senyawa garam-garamnya. Garam yang terbentuk disebut Halida. Flourin ditemukan dalam mineral-mineral pada kulit bumi: fluorspar (CaF2) dan kriolit (Na3AlF6). Klorin, Bromin, dan Iodin terkandung pada air laut dalam bentuk garam-garam halida dari natrium, magnesium, kalium, dan kalsium. Garam halida yang paling banyak adalah NaCl 2,8% berat air laut. Banyaknya ion halida pada air laut : 0,53 M Cl- ; 8X10-4 M Br- ; 5X10-7 M I-. Selain itu, klorin ditemukan di alam sebagai gas Cl2, senyawa dan mineral seperti kamalit dan silvit.

• Iodin ditemukan dalam jumlah berlimpah sebagai garan (NaIO3) di daerah Chili, Amerika Serikat. Iodin yang ditemukan dalam senyawa NaI banyak terdapat pada sumber air diwatudakon (Mojokerto). • Selain di alam, ion halida juga terdapat dalam tubuh manusia. Ion clorida merupakan anion yang terkandung dalam plasma darah, cairan tubuh, air susu, air mata, air ludah, dan cairan ekskresi. Ion iodida terdapat dalam kelenjar tiroid. Ion flourida merupakan komponen pembuat bahan perekat flouroaptit [Ca5(PO-4 )3F] yang terdapat pada lapisan email gigi.

C.   Sifat-Sifat Unsur Halogen 1.      Sifat fisik unsur halogen Sifat fisik 

Fluorin 

Klorin 

Bromin 

Iodin 

Astatin 

Wujud zat 

gas

gas

cair

padat

padat

Warna

Kuning muda

Hijau Merah ungu kekuningan kecoklatan

Titik didih

-188,14oC

-34,6oC

Titik beku

-219,62oC

-100,98oC -7,25oC

113,5oC

302oC

Kerapatan  (g/cm3) 

1,1

1,5

3,0

5,0

-

Kelarutan  dalam air  (g/Lair) 

bereaksi

20

42

3

-

58,78oC

-

184,350C 337oC

• Flourin dan klorin berwujud gas pada suhu ruangan sebabtitik didih dan titik leleh/beku yang lebih rendah dari suhu ruangan (25oC). • Bromin memiliki titik didih lebih tinggi dari suhu ruangan, sedangkan titik lelehnya lebih rendah sehingga berwujud cair. • Iodin dan Astatin berwujud padat karena titik didih dan titik bekunya lebih tinggi. • Kelarutan halogen dalam air dalam satu golongan dari atas kebawah kelarutannya semakin kecil karena bertambahnya massa atom relatif. Tetapi, flourin tidak larut tetapi bereaksi: 2F2 + 2H2O → 4HF + O2 • Sedangkan bromin kelarutannya paling besar karena berwujud cair (paling mudah larut). Iodin sukar larut dalam air. Agar iodin larut dengan baik, ditambahkan garam KI. Reaksi: I2 + KI → KI3

2. Sifat kimia unsur halogen Sifat kimia Flourin

Klorin

Bromin

Iodin

Astatin

Massa  atom

35,5

80

127

210

Jari-jari  72 atom (pm)

99

115

133

155

Jari-jari ion 136 X-

180

195

216

-

Keelektron 4,0 egatifan

3,0

2,8

2,5

2,2

Energi  ionisasi

1260

1140

1010

-

19

1680

• Jari-jari atom dari atas ke bawah dalam tabel periodik semakin bertambah karena jumlah kulit terisi elektron semakin banyak. • Jari-jari ion lebih besar dari jari-jari atom karena akan menerima elektron sehingga kulitnya terisi penuh. • Elektronegatifitas dari F sampai At semakin kecil karena jari-jarinya semakin besar sehingga akan terletak jauh terhadap inti maka elektron akan sulit untuk diterima. • Energi ionisasi dari atas ke bawah semakin kecil karena jika jari-jari atom kecil, lebih dekat dengan inti, energi ionisasinya semakin kuat/besar.

Daya Pengoksidasi • • • • • •

Data potensial reduksi: F2 + 2e- → 2FEo= +2,87 Volt Cl2 + 2e- → 2ClEo= +1,36 Volt Br2 + 2e- → 2BrEo= +1,06 Volt I2 + 2e- → 2IEo= +0,54 Volt Potensial reduksi F2 paling besar sehingga akn mudah mengalami reduksi dan disebut oksidator terkuat. Sedangkan terlemah adalah I2 karena memiliki potensial reduksi terkecil. • Sifat oksidator: F2 > Cl2 > Br2 > I2 • Sifat reduktor : I- > Br- > Cl- > F• Reduktor terkuat akan mudah mengalami oksidasi mudah melepas elektron ion iodida paling mudah melepas electron sehingga bertindak sebagai reduktor kuat

Reaksi Pendesakkan • Berlangsungnya suatu reaksi tidak hanya ditentukan oleh potensial sel. Tetapi, berlangsung tidaknya suatu reaksi dapat dilihat dari reaksi pendesakkan halogen. Halogen yang terletak lebih atas dalam golongan VII A dalam keadaan diatomik mampu mendesak ion halogen dari garamnya yang terletak dibawahnya. • Contoh: F2 + 2KCl → 2KF + Cl2 • Br- + Cl2 → Br2 + Cl‑ • Br2 + 2I- → Br- + I2 • Br2 + Cl- → (tidak bereaksi) • I2 + Br- → (tidak bereaksi)

Sifat Asam • a.  Asam halida (HX) • Asam halida terdiri dari asam fluorida (HF), asam klorida (HCl), asam bromida (HBr), dan asam iodida (HI). Kekuatan asam halida bergantung pada kekuatan ikatan antara HX atau kemudahan senyawa halida untuk memutuskan ikatan antara HX. • Dalam golongan VII A, semakin keatas ikatan antara atom HX semakin kuat. Urutan kekuatan asam : • HF < HCl < HBr < HI

b. Titik didih asam halida • Titik didih dipengaruhi oleh massa atom relative (Mr) dan ikatan antar molekul : • Semakin besar Mr maka titik didih semakin tinggi. • Semakin kuat ikatan antarmolekul maka titik didih semakin tinggi. • Pengurutan titik didih asam halida: • HF > Hi > HBr > HCl • Pada senyawa HF, walaupun memiliki Mr terkecil tetapi memiliki ikatan antar molekul yang sangat kuat “ikatan hydrogen” sehingga titik didihnya paling tinggi.

c. Asam Oksihalida • Asam oksihalida adalah asam yang mengandung oksigen. Halogennya memiliki bilangan oksidasi ( +1,+3,dan +7) untuk Cl,Br,I karena oksigen lebih elektronegatifan. Pembentukannya : • X2O + H2O → 2HXO • X2O3 + H2O → 2HXO2 • X2O5 + H2O → 2HXO3 • X2O7 + H2O → 2HXO4

Biloks  Halogen

Oksida  Halogen

Asam  Asam  Asam  Asam  penamaan Oksilhalid Oksilklori Oksilbrom Oksiliodi a da ida da

+1

X2O

HXO

HClO

+3

X2O3

HXO2

HClO2 HBrO2 HIO2

Asam halit

+5

X2O5

HXO3

HClO3 HBrO3 HIO3

Asam halat

+7

X2O7

HXO4

HClO4 HBrO4 HIO4

Asam  perhalat

HBrO

HIO

Asam hipohalit

Kekuatan asam • Semakin banyak atom oksigen pada asam oksilhalida maka sifat asam akan semakin kuat. Hal tersebut akibat atom O disekitar Cl yang menyebabkan O pada O-H sangat polar sehingga ion H+ mudah lepas. Urutan kekuatan asam oksilhalida: • HClO > HBrO > HIO • asam terkuat dalam asam oksil halida adalah senyawa HClO4 (asam perklorat).

d. Reaksi Kimia • Reaksi dengan air • Flourin bereaksi dengan air akan membentuk larutan asam dan oksigen. • 2F2 + 2H2O → 4HF +O2 (dalam tempat gelap) • Klorin dan bromin bereaksi dengan air membentuk larutan asam halida dan asam oksilhalida. • Cl2 + H2O → HClO + HCl • Br2 + H2O → HBrO + HBr •  Iodine tidak dapat larut dalam air sehingga tidak bereaksi. • I2 + H2O → (tidak bereaksi) • Tetapi I2 larut dalam larutan KI      • I2 + KI → KI3 

• Reaksi dengan hidrogen • Semua halogen bereaksi dengan hidrogen membentuk hydrogen halida (HX) serta bereaksi menurun dari F2 ke I-2. • Contoh : • F2 + H2 → 2HF (bereaksi kuat di tempat gelap) • Cl2 + H2 → 2HCl (bereaksi di tempat terang) • Br2 + H2 à 2HBr (bereaksi pada suhu 500oC) (bereaksi dengan pemanasan • I2 + H2 → 2HI katalis Pt )

• Reaksi dengan logam • Halogen bereaksi dengan sebagian besar logam menghasilkan senyawa garam/halida logam. • 2Na + Cl2 → NaCl • 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 • Sn + 2Cl2 → SnCl4 • Mg + Cl2 → MgCl2 • 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 • Halida logam yang terbentuk bersifat ionic jika energi ionisasina rendah dan logamnya memiliki biloks rendah. Hamper semua halide bersifat ionik. Contoh Na+, Mg2+, Al3+. Sedangkan yang bersifat semi ionok adalah AlCl3.

• Reaksi dengan non-logam • Halogen bereaksi dengan non-logam membentuk asam halida/senyawa halide. Halogen dapat bereaksi dengan oksigen,fosfor, dan beberapa unsur lain. Contoh : • Xe + F2 → XeF2 • 2Kr + 2F2 → KrF4 • 2P + 3Cl2 → 2PCl3. • Reaksi dengan unsur metalloid • 2B +3Cl2 → 2BCl3 • 2Si + 2Cl2 → SiCl4

• Reaksi dengan basa • Reaksi halogen dengan basa enser dingin menghasilkan halida ( X- ) dan hipohalida (XO-), sedangkan reaksi halogen dengan basa pekat panas menghasilkan halida ( X- ) dan halat (XO3). Contoh : • X2 + 2NaOH ( encer, dingin ) → NaX +NaXO + H2O ( X = Cl, Br, I ) • X2 + 2NaOH ( pekat, dingin ) → NaX +NaXO + H2O ( X = Cl, Br, I ) • 2F2 + 2NaOH ( encer, dingin ) → 2NaF + OF2 + H2 O • 2F2 + 2NaOH ( pekat, panas ) → NaX + O2 + H2 O

• Reaksi antar unsur halogen • Unsur-unsur halogen memiliki harga elektronegativitas yang berbeda sehingga akan terbentuk senyawa kovalen. Senyawa yang terbentuk memiliki 4 kategori : XY, XY3, XY5, XY7 (X adalah halogen yang lebih elektronegatif). • Contoh : • F2 + Cl2 → 2FCl • Cl2 + 3I2 → 2ClI3

• E. Pembuatan • Pembuatan skala laboratorium • Di laboratorium, zat-zat kimia dibuat dalam jumlah seperlunya untuk digunakan eksperimen/praktikum dengan cara yang cepat dan alat yang sederhana. Klorin, bromin, dan iodine dapat dihasilkan dari oksidasi terhadap senyawa halida dengan oksidator MnO2 atau KMnO2 dalam lingkungan asam. Senyawa halide dicampurkan dengan MnO2 atau KMnO2 ditambahkan H2SO4 pekat, kemudian dipanaskan. Reaksi yang berlangsung secara umum : • 2X- + MnO2 + 4H+ → X2 + Mn2+ + 2H2O • 10X- + 2MnO4- + 16H+ → 5X2 + 2Mn2+ + 8H2O Senyawa klorin juga dapat dibuat dalam skala labooratorium dengan cara :

• o Proses Weldon • Dengan memanaskan campuran MnO2, H2SO4, dan NaCl • Reaksi : MnO2 + 2H2SO4 + 2 NaCl → Na2SO4 + MnSO4 + H2O + Cl2 • o  Mereaksikan CaOCl2 dan H2SO4 • CaOCl2 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + Cl2 • o Mereaksikan  KMnO4 dan HCl • KMnO4 + HCl → 2KCl + MnCl2 + 8H2O + 5Cl2 • Sifat oksidator bromin yang tidak terlalu kuat. Dalam proses industri, bromine dibuat dengan cara mengalirkan gas klorin ke dalam larutan bromide. • Reaksi : Cl2 + 2Br- → Br2 +2Cl-

• Dalam skala laboratorium, bromin dibuat dengan cara : • o Mencampurkan CaOCl2, H2SO4, dengan  bromida. • CaOCl2 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + Cl2 • Cl2 + 2Br- → Br2 + 2Cl• o Mencampurkan KMnO4 dan HBr pekat. • o Mencampurkan bromide, H2SO4, dan MnO-2. • Unsur iodine dapat dibuat dengan cara. • o Dengan mereaksikan NaIO3 dan natrium  bisilfit. • 2NaIO3 + 5N4H2SO3 → 3NaHSO4 + 2Na2SO4 + H2O + I2

• o Dalam skala laboratorium pembuatan iodin   analog dengan pembuatan bromin, hanya saja  bromida diganti dengan iodida. • Senyawa HF dan HCl dapat dibuat juga di laboratorium dengan mereaksikan garam halide (NaF dan CaCl2) dengan asam sulfat pekat dan dipanaskan sesuai dengan persamaan reaksiberikut : • 2NaF + H2SO4 → Na2SO4 + 2HF • CaCl2 + H2SO4 → CaSO4 +2HCl • Senyawa HI dan HBr tidak dapat dibuat seperti itu karena Br- atau I- akan dioksidasi oleh H2SO4. • 2NaBr + H2SO4 → Na2SO3 + Br2 + H2O • MgI2 + H2SO4 → MgSO3 + I-2 + H2O • HBr dan HI biasanya dibuat dengan pereaksi H3PO4. • 3NaBr +H3PO4 → Na3PO4 + 3HBr • 3MgI2 + 2H3PO4 → Mg3(PO4)2 + 6HI

Pembuatan dalam industri • Pembuatan Flourin • Flourin diperoleh melalui proses elektrolisis garam kalium hydrogen flourida (KHF2) dilarutkan dalam HF cair, ditambahkan LiF 3% untuk menurunkan suhu sampai 100oC. Elektrolisis dilaksanakan dalam wajah baj dengan katode baja dan anode karbon. Campuran tersebut tidak boleh mengandung air karena F2yang terbentukakan menoksidasinya. • KHF2 → K+ + HF2• HF2 → H+ + 2F• Katode : 2H+ + 2e- → H2 • Anode : 2F- → F2 + 2e• Untuk mencegah kontak (reaksi) antara logam Na dan gas Cl2 yang terbentuk digunakan diafragma berupa monel ( sejenis campuran logam ).

Pembuatan Klorin • Proses downs yaitu elektrolisis leburan NaCl (NaCl cair). Sebelum dicairkan, NaCl dicampurkan dahulu dengan sedikit NaF agar titik lebur turun dari 800oC menjadi 600oC. • Katode : Na+ 2e- → Na • Anode : 2Cl- → Cl2 + 2e• Untuk mencegah kontak (reaksi) antara logam Na dan Cl2 yang tebentuk, digunakan diafragma lapisdan besi tipis. • Proses gibbs, yaitu elektrolisis larutan NaCl. • Katode : 2H2O + 2e- → 2OH- + H2 • Anode : 2Cl- → Cl2 + 2e-

• Proses deacon • Reaksi :4HCl + O2 → 2H2O • Berlangsung pada suhu ± 430oC dan tekanan 200 atm. Hasil reaksinya teercampur ± 44% N2.

Pembuatan Bromin • Air laut mengandung ion bromida (Br-) dengan kadar 8 x 10-4.dalam 1 liter air laut dapat diperoleh 3 kilogram bromin (Br2). Campuran udara dan gas Cl2 dialirkan melalui air laut. Cl2 akan mengoksidasi Br- menjadi Br. Udara mendesak Br2 untuk keluar dari larutan. • Cl2 + 2Br- → 2Cl- + Br2 • Br2 dalam air dapat mengalami hidrolisis sesusai reaksi. • Br2 + H2O → 2 H+ + Br- + BrO• Untuk mencegah hidrolisis, kesetimbangan akan digeser ke kiri dengan penambahan H+

Pembuatan Iodin • 2NaIO3 + 5NaHSO3 → 3NaHSO4 + 2Na2SO4 + H 2O + I 2 • Atau : • 2IO3- + 5HSO3- → 5SO42- + 3H+ + H2O +I2 • Endapan I2 yang terbentuk disaring dan dimurnikan dengan cara sublimasi.

Kegunaan Halogen

• Fluorin 1. Asam flourida digunakan untuk mengukir (mengetsa) gelas. Reaksi : CaSiO3 + 8HF → H2SiF6 + CaF2 + 3H2O 2. Natrium heksafluoroksilikat ( Na2SiF6 ) digunakan untuk bahan campuran pasta gigi. 3. Natrium fluorida ( NaF ) untuk mengawetkan kayu. 4. Belerang hexafluorida ( SF6 ) sebagai insulator. 5. Kriolit ( Na3AlF6 ) sebagai bahan pelarut dalam pengolahan bahan alumunium. 6. Freon-12 ( CF2Cl2 ) sebagai zat pendingin pada kulkas dan AC. 7. Teflon digunakan sebagai pada peralatan mesin.

Klorin 1. 2. 3. 4. 5. • 6. 7. 8. 9.

Asam klorida ( HCl ) digunakan pada industri logam. Untuk mengekstrasi logam tersebut. Natrium klorida ( NaCl ) digunakan sebagai garam dapur. Kalium klorida ( KCl ) sebagai pupuk tanaman. Amoniumklorida ( NH4Cl ) sebagai bahan pengisi batu baterai. Natrium hipoklorit ( NaClO ) digunakan sebagai pengelontang ( breaching agent ) untuk kain dan kertas. ClO‑ + zat pewarna → Cl- + zat tak berwarna CaOCl2/( Ca 2+ )( Cl- )( ClO- ) sebagai serbuk pengelontang atau kapur klor. Kalsium hipoklorit ([Ca( OCl2 )2 ] sebagai zat disenfekton pada air ledeng. Kalium klorat (KCl) bahan pembuat mercon dan korek api. Seng klorida (ZnCl2) sebagai bahan pematri (solder).

• 1. 2. 3. 4.

Bromin Natrium bromide (NaBr)sebagai obat penenang saraf Perak bromide(AgBr)disuspensikan dalam gelatin untuk film fotografi Metil bromide(CH3Br)zat pemadam kebakaran Etilen dibromida(C2H4Br2)ditambahkan pada bensin untuk mengubah Pb menjadi PbBr2

• 1. 2. 3. 4. 5.

Iodin Sebagai obat antiseptic mengidentifikasi amilum Kalium Iodat(KIO3)ditambahkan padagaram dapur Iodoform(CHI3)merupakan zat organic Perak Iodida(AgI) digunakan dalam film fotografi.

Dampak Negatif Pestisida Jika penggunaan pestisida terlalu banyak berakibat pada tumbuhnya gulma dan menggersangkan tanah. Klorin Sebagai bahan plastik berakibat pada pencemaran lingkungan, karena plastik susah diurai. Berbahaya untuk menyimpanan makanan pada suhu tinggi. Klorin pada kolam renang menyebabkan kulit kering dan rambut rusak.

Bromin Senyawa Bromin yang terdapat di bensin berakibat pada pencemaran udara. Fluorin Penggunaan teflon (Fluorin) pada suhu yang tinggi dapat berbahaya untuk masakan atau makanan.