Halogen

HALOGEN

Unsur-unsur golongan VIIA disebut halogen. Nama itu berasal dari bahasa Yunani yang berarti “pembentukan garam”. Dinamai demikian karena unsur-unsur tersebut dapat bereaksi dengan logam membentuk garam. Misalnya, klorin bereaksi dengan natrium membentuk natrium klorida (NaCl), yaitu garam dapur.

Unsur-unsur halogen mempunyai 7 elektron valensi pada subkulit ns² np⁵. Konfigurasi elektron yang demikian membuat unsur-unsur halogen bersifat sangat reaktif. Halogen cenderung menyerap satu elektron membentuk ion bermuatan negatif satu. Semua isotop astatin bersifat radioaktif dan berumur pendek, sehingga
sifat-sifatnya belum banyak diketahui. Pada pembahasan berikut ini, astatin tidak diikutsertakan.

1.      Sifat-sifat Fisis

Beberapa data fisis halogen diberikan pada Tabel Sifat-sifat Fisis Halogen.

Sifat	Fluorin	Klorin	Bromin	Iodin
Nomor atom (Z)	9	17	35	53
Konfigurasi elektron	[He]2s22p5	[Ne]3s23p5	[Ar]3d104s24p5	[Kr]4d105s25p5
Titik cair (oC)	-220	-101	-7	114
Titik didih (oC)	-188	-35	59	184
Rapatan (g/cm3)	1,69 × 10-3	3,21 × 10-3	3,12	4,93
Energi pengionan pertama (kJ mol-1)	1681	1251	1140	1008
Afinitas elektron (kJ mol-1)	-328	-349	-325	-295
Keelektronegatifan (skala Pauling)	4,0	3,0	2,8	2,5
Potensial reduksi standar (volt) X2 + 2e- → 2X-	2,87	1,36	1,06	0,54
Jari-jari kovalen (Å)	0,64	0,99	1,14	1,33
Jari-jari ion (X-) (Å)	1,19	1,67	1,82	2,06
Energi ikatan X-X (kJ mol-1)	155	242	193	151

a.      Struktur Halogen

Dalam bentuk unsur, halogen (X) terdapat sebagai molekul diatomik (X₂). Molekul X2 dapat mengalami disosiasi menjadi atom-atomnya.

X₂ (g) → 2X (g)

Kestabilan molekul halogen (X₂) berkurang dari Cl₂ ke I₂. Hal itu sesuai dengan pertambahan jari-jari atomnya, sehingga energi ikatan dari Cl-Cl ke I-I berkurang (lihat Tabel Sifat-sifat Fisis Halogen). Akantetapi, sebagaimana dapat dilihat pada Tabel Sifat-sifat Fisis Halogen, energi ikatan F-F ternyata lebh kecil daripada ikatan Cl-Cl. Hal itu terjadi karena kecilnya jari-jari atom fluorin, sehingga tolak-menolak antarinti atom maupun antarpasangan elektron bebas dalam molekul F₂ menjadi cukup besar. Kecilnya energi ikatan F-F tersebut merupakan salah satu faktor yang menyebabkan unsur fluorin sangat reaktif.

b.      Wujud Halogen

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 atmosfer tidak membuat unsur itu meleleh, tetapi langsung menguap (menyublim). Sama halnya dengan gas mulia, gaya intermolekul dalam halogen adalah gaya-gaya dispersi. Hal tersebut menjelaskan mengapa titik leleh dan titik didih gas mulia meningkat dari fluorin ke iodin.

c.       Warna dan Aroma Halogen

Halogen mempunyai warna dan aroma tertentu. Fluorin berwarna kuning muda, klorin berwarna hijau muda (“kloros” berarti hijau), bromin berwarna merah tua, iodin padat berwarna hitam, sedangkan uap iodin berwarna ungu. Semua halogen berbau rangsang dan menusuk, serta bersifat racun. Kata klorin, iodin, dan bromin berasal dari bahasa Yunani yang artinya berturut-turut adalah hijau, violet (ungu), dan bau pesing (amis).

d.      Kelarutan Halogen

Kelarutan dalam air berkurang dari fluorin ke iodin. Fluorin tidak sekedar larut dalam air, tetapi segera bereaksi membentuk HF dan O₂. Jadi, dalam larutan tidak terdapat lagi molekul F₂ melainkan HF.

2F₂ (g) + H₂O (l) → 4HF + O₂ (g)

Klorin dan bromin larut dalam air, sedangkan iodin praktis tidak reaktif dengan air. Oleh karena molekulnya bersifat nonpolar, iodin sukar larut dalam air. Meskipun iodin sukar larut dalam air, ia mudah larut dalam larutan yang mengandung ion iodida (I^-) karena membentuk poliiodida (I₃^-).

I₂ (s) + I^- (aq) ↔ I₃^- (aq)

Ion poliiodida (I₃^-) mudah terurai kembali membentuk I₂ sehingga larutan itu bersifat sebagai larutan I₂ biasa.

Larutan halogen juga berwarna. Larutan klorin berwarna hijau muda, larutan bromin berwarna coklat merah, sedangkan larutan iodin berwarna coklat.

Oleh karena bersifat nonpolar, halogen lebih mudah larut dalam pelarut nonpolar seperti karbon tetraklorida (CCl₄) atau kloroform (CHCl₃). Dalam pelarut tak beroksigen, seperti karbon tetraklorida atau kloroform, iodin berwarna ungu.

2.      Sifat-sifat Kimia

a.      Kereaktifan halogen

Halogen merupakan kelompok unsur nonlogam yang paling reaktif. Namun demikian, kereaktifannya menurun dari fluorin ke iodin. Hal itu sesuai dengan keelektronegatifan yang makin kecil dari fluorin ke iodin. Fluorin adalah yang paling reaktif, dapat bereaksi dengan hampir semua unsur, termasuk dengan sebagian gas mulia. Berbagai zat yang tahan api, seperti asbes, terbakar dalam gas fluorin. Sedangkan iodin jauh kurang reaktif. Reaksi-reaksi iodin seringkali memerlukan pemanasan atau katalis. Semua halogen membentuk senyawa ion dengan bilangan oksidasi -1.

b.      Reaksi-reaksi halogen

·         Reaksi dengan logam

Halogen bereaksi dengan sebagian besar logam menghasilkan halida logam dengan bilangan oksidasi tertinggi.

Contoh:

2Al + 3Br₂ → 2AlBr₃

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

·         Reaksi dengan hidrogen

Semua halogen bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrogen halida (HX).

H₂ + X₂ → 2HX (X = halogen)

Fluorin dan klorin bereaksi dengan hebat disertai ledakan, tetapi bromin dan iodin bereaksi lambat.

·         Reaksi dengan nonlogam dan metaloid tertentu

Halogen bereaksi dengan sejumlah nonlogam dan metaloid.

Contoh:

Si + 2X₂ → SiX₄

2B + 3X₂ → 2BX₃

Reaksi dengan fosforus, arsen, dan antimon menghasilkan trihalida jika halogennya terbatas, atau pentahalida jika halogennya berlebihan.

Contoh:

P₄ + 6Cl₂ → 4PCl₃

P₄ + 10Cl₂ → 4PCl₅

·         Reaksi dengan air

Fluorin bereaksi hebat dengan air membentuk HF dan membebaskan oksigen.

F₂ + H₂O ↔ 2HF + ½O₂

Halogen lainnya mengalami reaksi disproporsionasi dalam air menurut kesetimbangan sebagai berikut.

X₂ + H₂O ↔ HX + HXO

Dari klorin ke iodin, kesetimbangan di atas makin ke sebelah kiri. Iodin sukar larut dalam air.

·         Reaksi dengan basa

Klorin, bromin, dan iodin mengalami reaksi disproporsionasi dalam basa.

Contoh:

Jika klorin dialirkan ke dalam larutan NaOH pada suhu kamar, maka akan bereaksi membentuk NaCl dan NaClO.

Cl₂ (g) + 2NaOH (aq) → NaCl (aq) + NaClO (aq) + H₂O (l)

Jika larutan NaOH itu dipanaskan, maka yang terbentuk adalah NaCl dan NaClO₃.

Cl₂ (g) + 6NaOH (aq) → 5NaCl (aq) + NaClO₃ (aq) + 3H₂O (l)

·         Reaksi antarhalogen

Antarhalogen dapat bereaksi membentuk senyawa antarhalogen. Reaksinya secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut.

X₂ + nY₂ → 2XY_n

Dengan Y adalah halogen yang lebih elektronegatif dan n adalah bilangan ganjil 1, 3, 5, atau 7. Senyawa antarhalogen paling mudah terbentuk dengan fluorin. Tipe XY₇ hanya dibentuk oleh I dengan F, yaitu IF₇; bromin hanya membentuk sampai BrF₅; sedangkan klorin sampai ClF₃.

c.       Daya oksidasi halogen

Halogen merupakan pengoksidasi kuat. Daya pengoksidasi halogen menurun dari atas ke bawah pada sistem periodik unsur, yaitu dari fluorin ke iodin. 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 elektrodanya.

F₂ (g) + 2e ↔ 2F^- (aq)             Eo = +2,87 V

Cl₂ (g) + 2e ↔ 2Cl^- (aq)          Eo = +1,36 V

Br₂ (l) + 2e ↔ 2Br^- (aq)          Eo = +1,06 V

I₂ (s) + 2e ↔ 2I^- (aq)               Eo = +0,54 V

Sebagaimana diketahui, semakin positif harga potensial elektroda, maka spesi itu semakin mudah mengalami reduksi, berarti merupakan pengoksidasi kuat.

d.      Reaksi pendesakan antarhalogen

Sesuai dengan urutan daya oksidasinya yang menurun dari atas ke bawah pada sistem periodik unsur, maka halogen yang bagian atas dapat mengoksidasi halida yang bagian bawahnya, tetapi tidak sebaliknya. Oleh karena itu, halogen yang bagian atas dapat mengusir/mendesak halogen yang bagian bawah dari senyawanya.

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)

Atau dalam bentuk reaksi ion berikut ini.

Cl₂ (g) + 2Br^- (aq) → 2Cl^- (aq) + Br₂

Br₂ (l) + 2Cl^- (aq) → (tidak ada reaksi)

Daftar Pustaka

Purba, Michael. 2006. Kimia Jilid 3 untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga

File dapat didownload disini :)