1.
ARSEN
(As)
1.1 Sejarah
Berasal
dari kata Latin: arsenicum. Yunani: arsenikon, orpiment kuning, identik
dengan arenikos, lelaki, dari kepercayaan Yunani bahwa logam memiliki kelamin
yang berbeda; Arab: Az-zernikh, orpiment dari Persia zerni-zar, emas). Ditemukan pada tahun 1250 oleh Albertus
Magnus.
1.2 Kelimpahan
-
Alam semesta : 0,008 ppm
-
Kerak bumi : 1,8 ppm
-
Permukaan Atlantik : 1,45 x 10 -3 ppm
-
Atlantik bagian dalam : 1,53 x 10 -3 ppm
-
Permukaan Pasifik : 1,45 x 10-3 ppm
-
Pasifik bagian dalam : 1,75 x 10 -3 ppm
Arsen
diperoleh sebagai As2O3 pada cerobong asap dari
pemanggangan CuS, PbS, FeS, CoS, dan NiS dalam udara. Dunia memproduksi As2O3
kira-kira 50000 ton pada 1988.
1.3 Sifat-sifat
1.3.1
Sifat fisik
Arsen merupakan unsur
metalloid (amfoter), padatan berwarna abu-abu perak, sangat mengkilap (dapat buram oleh adanya udara). Arsen memiliki dua bentuk alotropi lainnya yaitu arsen kuning dan arsen hitam mengkilap tetapi arsen abu-abu lebih stabil.
metalloid (amfoter), padatan berwarna abu-abu perak, sangat mengkilap (dapat buram oleh adanya udara). Arsen memiliki dua bentuk alotropi lainnya yaitu arsen kuning dan arsen hitam mengkilap tetapi arsen abu-abu lebih stabil.
Mempunyai
jari-jari kovalen sebesar 1,21 Å.
Energy
ionisasi 1 = 947. Energy ionisasi 2 = 1950. Energy ionisasi 3 = 2732.
Elektronegativitas Pauling = 2,0.
Melting
point = 816°C. Boiling point = 615°C
Massa
atom = 74,9216. Massa jenis = 5,78 g/cm3.
Bilangan
oksidasi = -3, +3, +5
Bersifat
racun
1.3.2
Sifat
kimia
Sifat kimia arsen dapat langsung
bereaksi dengan halogen, dan bila dipanaskan akan teroksidasi cepat menjadi
arsen(III)oksida yang berbau bawang putih.
Kereaktifan
arsen yaitu arsen stabil dalam udara kering, tetapi memudar dalam udara basah, memberi
pertama sebuah perunggu yang pada waktu itu sebuah bercak hitam. Ketika
dipanaskan dalam udara menyublim 615°C dan membentuk As4O6 bukan
As4O10. Pemanasan yang kuat dalam oksigen dapat
memberikan salah satu dari oksida, tergantung pada jumlah oksigen yang ada. Keengganan
untuk mencapai keadaan oksidasi maksimum dari satu golongan yaitu dalam unsure
Ga, As, Se dan Br dalam unsure ini dengan segera dpaat mengisi kulit d pertama.
-
Hidrida
Reaksi dengan hidrida membentuk AsH3
yang disebut dengan arsin. AsH3 dapat dipersiapkan oleh
hidrolisis senyawa logam biner seperti Zn3As2, Mg3Sb2,
atau Mg3Bi2 dengan air atau asam cair. AsH3
dibentuk dalam tes Marsh untuk senyawa As. Sebelum menggunakan analisis instrument
tes ini digunakan dalam sebuah tes forensic. AsH3 lebih stabil
dibanding dengan SbH3 sehingga memerlukan pemanasan yang kuat untuk
membentuk dekomposisi. Selanjutnya AsH3 memberikan sebuah cermin
setelah bernyala. Hidrida ini merupakan agen reduksi kuat dan reaksi dengan
pelarut ion logam membentuk arsenide.
AsH3
mempunyai melting point -116,3; boiling point -62,4. Energy ikatan As-H = 247.
Sudut ikat H-As-H = 91°48’ dan jarak ikatan 1,519 Å.
-
Trihalide
Arsen bereaksi dengan trihalida membentuk
AsCl3. Trihalida mempunyai tipe dapat mengalami reaksi hidrolisis
dengan air, tetapi produk dapat berubah tergantung dari unsure:
AsCl3 + 3H2O → H3AsO3 + 3HCl
-
Pentahalida
Senyawa arsen pentahalida yaitu AsF5
dan AsCl5. AsCl5 sangat reaktif dan tidak stabil dan
hanya ada sementara.
Reaksi
yang menghasilkan senyawa arsen pentahalida
2As2O3 + 10F2 →
4AsF5 + 3O2
-
Oksida
As4O6 diperoleh
dari pembakaran logam dalam udara atau oksigen, kurang aktif unuk membentuk
oksida tinggi. Pemanasan mineral sulfide As4S4 atau As2S3
dalam udara juga memberikan As4O6. As4O6 sangat
beracun dan dapat larut dalam air. As4O6 bersifat amfoter
ketika bereaksi dengan alkali, membentuk arsenic. Dahulu, berbagai tembaga
arsenit digunakan sebagai pigmen hijau mengkilap.
Dikenal dengan baik hijau Scheel Cu2As2O5 dan
hijau Paris [(CH3COO)Cu2(AsO3)]. As4O6
dapat bereaksi dengan asam dan basa. Berikut reaksinya
As4O6 +
12NaOH → 4Na3AsO3 +
6H2O
As4O6 +
12HCl → 4AsCl3 + 6H2O
Arsen pentaoksida merupakan dimer dan mempunyai
bentuk As4O10 bukan As2O5.
Struktur ini diperoleh dari As4O6. Setiap atom As
membentuk tiga ikatan untuk atom O. Lima electron pada kulit terluar dari
sebuah atom As. Tiga electron digunakan dalam ikatan, dan dua electron
merupakan pasangan electron bebas,yang diletakkan di luar dari unit
tetrahedral. Dalam As4O10 lone pair pada setiap atom As
membentuk sebuah ikatan koordinat untuk sebuah atom oksigen. Tetapi kristalnya
mengandung nomor yang sama dari [AsO6] tetrahedral dan [AsO6]
octahedral yang ikut untuk berbagi sudut. As4O6 adalah
agen oksidasi kuat dan oksidasi HCl untuk Cl2. As dan Sb membutuhkan
oksidasi lebih drastic oleh padatan HNO3 untuk membentuk
pentaoksida. As4O10 dan Sb4O10
kehilangan oksigen ketika dipanaskan dan membentuk trioksida. As4O10 larut perlahan dalam air, membnetuk
asam arsenic H3AsO4. Senyawa ini merupakan asam kuat
daripada asam arsenius. Garam seperti timah arsenat PbHAsO4 dan
kalsium arsenat Ca3(AsO4)2 digunakan sebagai
pelawan belalang, kumbang dan ngengat buah.
Arsen memiliki ikatan kovalen,
contoh AsH3 memiliki bilangan koordinasi atom pusat 4 dengan 3
pasangan electron ikatan dan 1 pasangan electron bebas. Berdasarkan teori VSEPR
molekul AsH3 berbentuk trigonal pyramidal dengan besarnya sudut
ikatan H-As-H sekitar 107,3° (sudut ikatan pada NH3). Hasil
eksperimen menunjukkan bahwa berat molekul dari AsH3 adalah trigonal
pyramidal tetap besar sudut ikatan H-As-H mendekati 90°. Hal ini menunjukkan
bahwa dalam pembentukan ikatan As-H atom pusat menggunakan orbital p, sedangkan pasangan electron bebas
menempati orbital s dari atom pusat
yang secara stereokimia tidak aktif dalam pembentukan ikatan kovalen.
Pada pembentukan ikatan As-H,
electron-elektron pada orbital-orbital 4px, 4py, dan 4pz
dari atom As berpasangan dengan electron pada orbital 1s dari atom-atom H,
sedangkan pasangan electron bebas menempati orbital 4s dari atom As.
Berdasarkan orbital-orbital atom As yang digunakan pada pembentukan ikatan
sseharusnya sudut ikatan H-As-H adalah 90°, akan tetapi adanya tolakan antara
inti-inti dari atom-atom hydrogen menyebabkan membesarnya sudut ikatan tersebut
menjadi 92.1(1)° (Effendy,2006).
1.4 Persenyawaan
Senyawa As secara komersial oleh
pemanasan arsenide seperti NiAs, NiAs2, atau FeAs2, atau
arsenopirit FeAsS, kira-kira 700°C dalam keadaan kurang udara, ketika As keluar
4
FeAsS →
As4(g) + 4 FeS
Senyawa arsen umumnya dibentuk dari
As2O3.
1.5 Kegunaan
Arsen terutama digunakan sebagai
racun tikus, dalam ilmu kesehatan untuk membunuh parasit, dan untuk kayu
menjadi busuk, semuanya timbul dari racun alami.
As4O10 dan H3AsO4
digunakan sebagai agen oksidasi dalam analisis volumetric.
Arsen digunakan dalam pembuatan
perunggu dan kembang api.
2. ANTIMONY
2.1 Sejarah
(Yunani: anti plus
monos, logam yang tidak ditemukan sendiri). Antimon telah diketahui dalam
berbagai senyawa sejak zaman kuno. Ia juga diketahui sebagai logam pada awal
abad ke-17.
2.2Sumber
Unsur ini tidak banyak,
tetapi ditemukan dalam 100 spesies mineral. Kadang-kadang ditemukan sendiri,
tetapi lebih sering sebagai sulfide stibnite
2.3 Kelimpahan
Bijih utama antimony
(stibium) yaitu stibnite Sb2S3 yang banyak dijumpai
dijumpai di Mexico, Bolivia, Afrika Selatan dan Cina. Dijumpai juga valentinit
(Sb2O3) yang dikenal sebagai stibium putih.
2.4 Sifat-sifat
2.4.1 Sifat Fisika
Antimoni merupakan konduktor panas dan listrik yang
buruk. Antimon dan banyak senyawanya sangat beracun.
Bentuk : padat pada suhu
298 K
Warna : Silver
Titik didih : 1860 K
Titikl eleh : 903.78 K
Densitas : 6.697 g/ cm3
Massa atom = 121,757. Massa jenis = 6,69
g/cm3.
2.4.2 Sifat Kimia
1. Bereaksi dengan udara
4 Sb + 3O2 ------> Sb4O6
2.
Bereaksi dengan air
4Sb + 6H2O -------> Sb4O6 + 6H2
3.
Bereaksi dengan asam
2 Sb + 6H2SO4 ----------> Sb2(SO4)3
+ 6H2O + 3SO2
4.
Bereaksi dengan logam
2 Sb + 3 Mg2+ ------> Mg3Sb2
2.5
Persenyawaan
2.5.1 Hidrida Antimon
·
Antimon membentuk stibin SbH3 yang
diperoleh dari:
Mg3Sb2
+ 6 HCl -------> 3 MgCl2
+ 2SbH3
Hidrida
ini bersifat basa dan tidak membentuk garam yang analog dengan ammonium dan
posfonium, dan jika diuraikan dengan panas:
2SbH3 --------> 2Sb + 3H2
Hidrida
ini bersifat reduktor yang kuat, mereduksi larutan garam perak beramoniak
menjadi logam perak:
SbH3 + 3 Ag+ ----------> Ag3Sb + 3H+
2.5.2 Oksida Antimon
·
Antimion trioksida
Antimon trioksida disediakan dengan cara memanaskan
antimony atau sulfidanya dalam udara:
4Sb
+ 3O2 -------->
SbO6
·
Antimon pentoksida
Antimon pentoksida terbentuk dari reaksi antara
antimon dengan asam nitrat pekat:
4Sb
+ 2HNO3 --------> 10 H2O + Sb4O10
+ 2 NO2
2.5.3 Halida Antimon
·
Trihalida
Antimon Trifluorida diperoleh dari penyulingan
antara antimony dengan raksa (II) fluoridea:
3HgF2
+ 2Sb ---------> 2SbF3
+ 3Hg
·
Pentahalida
Diperoleh dari gas klor yang dialirkan di antimony
triklorida:
SbCl3
+ Cl2 -------> SbCl5
2.6 Ikatan
Dengan konfigurasi
elektron [Kr] 4d10 5s2 5p3,
unsure antimony mempunyai electron valensi 5, maka unsure antimony cenderung
memenuhi aturan octet, maka unsure antimony kurang 3 elektron dan cenderung
pemakaian electron bersama dan membentuk ikatan kovalen dengan orbital overlap
(tumpang tindih),
2.7 Kelimpahan
Kelimpahan
di alam : 0.0004 ppm (by weight)
|
Kelimpahan di matahari : 0.001 ppm (by
weight)
|
Kandungan di meteorit : 0.12 ppm
|
Di kerak bumi : 0.2 ppm
|
Di
perairan Seawater: 2 x 10-4 ppm
|
2.8 Kegunaan
Antimon
digunakan di teknologi semikonduktor untuk membuat detektor inframerah, dioda
dan peralatan Hall-effect. Ia dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan timbal.
Baterai, logam anti friksi, senjata ringan dan tracer bullets (peluru
penjejak), pembungkus kabel, dan produk-produk minor lainnya menggunakan
sebagian besar antimon yang diproduksi. Senyawa-senyawa yang mengambil setengah
lainnya adalah oksida, sulfida, natrium antimonat, dan antimon tetraklorida.
Mereka digunakan untuk membuat senyawa tahan api, enamel cat keramik, gelas dan
pot.
3. BISMUT
3.1
Sejarah
(Yunani: Weisse
Masse, zat putih. Di kemudian hari disebut Wisuth dan Bisemutum). Pada
masa awalnya, bismut sempat disangka sebagai seng dan timbal. Calude Geoffroy
the Younger menunjukkan bahwa bismut beda dengan timbal pada tahun 1753.
3.2
Sumber
Sumber utama dari bismut adalah
yang terdapat dalam keadaan bebas dan bijih sebagai sulfide yang dikenal dengan
nama bismutinit (Bi2S3), bismuth (BiO3), serta
bismutit (BiO)2CO3. Negara yang kaya bijih ini Bolivia,
Tasmania, Canada, dan Amerika Serikat. Kebanyakan bismut yang
diproduksi di Amerika didapatkan sebagai hasil produksi penyulingan timbal,
tembaga, seng, perak dan bijih emas.
3.3
Sifat-sifat
3.3.1 Sifat Fisika
Unsur ini merupakan kristal putih, logam yang rapuh dengan campuran
sedikit bewarna merah jambu. Ia muncul di alam tersendiri. Bismut merupakan
logam paling diamagnetik, dan konduktor panas yang paling rendah di antara
logam, kecuali raksa. Ia memiliki resitansi listrik yang tinggi dan memiliki
efek Hall yang tertinggi di antara logam (kenaikan yang paling tajam untuk
resistansi listrik jika diletakkan di medan magnet).
¢
Bersifat logam
¢
Membentuk kristal-kristal besar putih kemerahan
¢
Radius Atom: 1.7 Å
¢
Volume Atom: 21.3 cm3/mol
¢
Massa Atom: 208.98
¢
Titik Didih: 1837 K
¢
Radius Kovalensi: 1.46 Å
¢
Massa Jenis: 9.75 g/cm3
¢
Konduktivitas Listrik: 0.9 x 106 ohm-1cm-1
¢
Elektronegativitas: 2.02
¢
Titik Lebur: 544.59 K
¢
Entalpi Penguapan: 179 kJ/mol
3.3.2
Sifat Kimia
1. Reaksi dengan Udara
4Bi
+ 3O2 ----------> 2Bi2O3
2. Reaksi dengan Air
2Bi + 3H2O ----------> Bi2O3
+ 3H2
3. Reaksi dengan
Asam
2Bi + 6H2SO4 -------> Bi2(SO4)3
+ 6H2O+ 3SO2
4. Bereaksi dengan logam Mg
2Bi + 3Mg2+ -------> Mg3Bi2
Kebanyakan
bismut yang diproduksi di Amerika didapatkan sebagai hasil produksi penyulingan
timbal, tembaga, seng, perak dan bijih emas.
3.4
Persenyawaan
¢
Trihidrida :
Bismutin (BiH3)
¢
Oksida
bismut : Bismut trioksida (Bi2O3)
¢
Bismut
hidroksida : Bi(OH)3
¢
Halida
Trihalida : Bismut triklorida (BiCl3),
Bismut tribromida (BiBr3), Bismut
triiodida (BiI3)
Pentahalida : Bismut pentafluorida (BiF5)
3.5
Ikatan
Sama halnya dengan antimony,
Bimut dengan konfigurasi electron [Xe] 4f14 5d10 6s2
6p3, maka unsure antimony cenderung memenuhi aturan octet, maka
unsure antimony kurang 3 elektron dan cenderung pemakaian electron bersama dan
membentuk ikatan kovalen dengan orbital overlap (tumpang tindih),
3.6
Kelimpahan
Di alam: 0.0007 ppm (by weight)
|
Matahari : 0.01 ppm (by weight)
|
Meteor : 0.07 ppm
|
Kerak bumi: 0.048 ppm
|
Perairan:
|
Permukaan Atlantik: 5.1 x 10-8 ppm
|
Permukaan Pasifik : 4 x 10-8 ppm
|
Dasar Pasifik: 4 x 10-9 ppm
|
3.7 Kegunaan
Digunakan sebagai magnet permanen yang terbuat dari MnBi dan diproduksi
oleh US Naval Surface Weapons Center. Bismut mengembang 3.22% jika dipadatkan.
Sifat ini membuat campuran logam bismut cocok untuk membuat cetakan tajam
barang-barang yang dapat rusak karena suhu tinggi. Dengan logam lainnya seperti
seng, kadmium, dsb. bismut membentuk campuran logam yang mudah cair yang banyak
digunakan untuk peralatan keselamatan dalam deteksi dan sistim penanggulangan
kebakaran. Bismut digunakan dalam memproduksi besi yang mudah dibentuk. Logam
ini juga digunakan sebagai bahan thermocouple, dan memiliki aplikasi
sebagai pembawa bahan bakar U235 dan U233 dalam reaktor nuklir. Garamnya yang
mudah larut membentuk garam basa yang tidak terlarut jika ditambah air, suatu
sifat yang kadang-kadang digunakan dalam deteksi. Bismut oksiklorida banyak digunakan
di kosmetik. Bismut subnitrat dan subkarbonat diguanakan di bidang kedokteran.
0 komentar:
Posting Komentar