Kata PengantarPuji syukur kami ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas karunia dan
rahmat-Nya, kami dapat menyelesaikan makalah “Kimia Unsur” .
Kimia Unsur merupakan bagian ilmu kimia yang mempelajari tentang berbagai
jenis bahan yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam industri. Dalam
makalah kami ini akan dibahas mengenai unsur Carbon, Silikon, Nitrogen, Fosforus,
Oksigen, dan Belerang secara mendalam termasuk sifat , kelimpahannya di alam dan
kegunaan serta pembuatannya.
Kami juga tak lupa mengucapkan terima kasih atas bimbingan Ibu guru Kimia,
dalam pembuatan makalah ini.Kami berharap makalah ini akan menambah wawasan kita.
Tentu dalam penulisan ini tidak kami kupas secara komprehenship dan
masih belum sempurna karena keterbatasan kami dan tentu juga tidak akan
lepas dari kesalahan penulisan.Kritik dan saran yang membangun senantiasa kami
harapkan dari para pembaca. Demikianlah dan atas perhatian
SELAMAT MEMBACA
“CHEMIST IS ALL ABOUT WORLD”
Sibolga, 26 Oktober 2014
Penulis
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG Alam semesta ini kaya akan kadungan unsur-unsur kimia. Hingga saat ini, unsur-
unsur kimia berjumlah sekitar 114 unsur. Unsur-unsur tersebut dikelompokkan berdasarkan
kesamaan sifatnya ke dalam beberapa golongan, yaitu golongan A (golongan utama) dan
golongan B (golongan transisi). Selain itu, unsur-unsur kimia dapat dikelompokkan menjadi
unsur logam, nonlogam, semilogam, dan gas mulia
Beberapa usur logam dan nonlogam, dalam bentuk unsur maupun senyawa, banyak
dimanfaatkan didalam kehidupan sehari-hari. Penggunaan beberapa unsur logam dan
nonlogam meningkat dengan berkembang pesatnya industri, baik sebagai alat, bahan dasar,
maupun sumber energi.
Unsur-unsur logam umumnya diperoleh sebagai bijih logam dalam batuan. Alam
Indonesia sangat kaya akan sumber mineral bijih logam, karena itu perlu penguasaan
teknologi untuk mengolahnya menjadi logam yang dibutuhkan.
Unsur Logam yang sudah akrab dengan kehidupan kita sehari-hari diantaranya
adalah, besi, tembaga, atau perak. Ternyata unsur natrium pun bersifat logam. Namun, karena
tak stabil dalam keadaan unsurnya, ia lebih banyak kita temui dalam bentuk senyawanya.
Keberadaan unsur-unsur kimia di alam sangat melipah. Sumber unsur-
Unsur kimia terdapat di kerak bumi, dasar laut, dan atmosfer, baik dalam bentuk unsur bebas,
senyawa ataupun campurannya. Unsur-unsur kimia yang terdapat di alam dalam bentuk unsur
bebasnya (tidak bersenyawa dengan unsur lainnya), diantaranya logam platina (Pt), emas
(Au), karbon (C), gas nitrogen (N2), oksigen (O2), dan gas-gas mulia. Adapun unsur-unsur
lainnya ditemukan dalam bentuk bijih logam. Bijih logam merupakan campuran antara
mineral yang mengandung unsur-unsur kimia dan pengotornya. Mineral-mineral tersebut
berbentuk senyawa oksida, halida, fosfat, silikat, karbonat, sulfat, dan sulfida. Logam platina
(Pt) dan emas (Au) disebut logam mulia. Sumber logam mulia dan mineral-mineral dapat
ditemukan di kerak bumi, sedangkan sumber gas oksigen, nitrogen, dan gas mulia (kecuali
He) terdapat di lapisan atmosfer.
Sulit dibayangkan jika kita hidup tanpa adanya unsur kimia karena semua benda yang
ada di alam ini mengandung unsur kimia, baik dalam bentuk logam atau unsur bebasnya,
senyawanya, atau paduan logamnya.
Dalam Makalah ini kami akan membahas secara mendalam mengenai Unsur Karbon
(C), Silikon (Si), Nitrogen (N2), Fosforus(PO4), Oksigen(O2), dan Belerang (S).
Sebagai contoh adalah belerang. Belerang adalah salah satu unsur yang sangat penting dalam
industri. Belerang di Indonesia banyak terdapat bebas di daerah gunung berapi. Selain
terdapat sebagai unsur bebas, juga terdapat dalam bentuk senyawa logam dalam bijih
belerang. Belerang digunakan terutama untuk membuat asam sulfat. Pada industri ban,
belerang digunakan untuk vulkanisasi karet yang bertujuan agar ban bertambah
ketegangannya serta kekuatannya. Sebagai bagian dari ilmu kimia, kimia anorganik
mempelajari berbagai macam kriteria dari belerang itu sendiri, mulai dai pengertian,sumber,
hingga siklus belerang. Dengan tujuan agar kita tahu memanfaatkan belerang sesuai dengan
sifatnya, sehingga tidak merugikan makhluk hidup khususnya manusia.
Maka, melalui makalah ini kami menyajikan tentang kimia unsur untuk beberapa
unsur kimia di atas ( Karbon, Silikon,Nitrogen, Fosforus, Oksigen, dan Belerang) lebih
spesifik lagi.
1.2 TUJUAN PENULISAN
1. Mengetahui dan memahami keberadaan unsur-unsur kimia ( Karbon, Silikon,
Nitrogen, Fosforus, Oksigen, dan Belerang) di alam.
2. Mengetahui dan memahami pengelompokan dan sifat–sifat unsur kimia ( Karbon,
Silikon, Nitrogen, Fosforus, Oksigen, dan Belerang).
3. Mengetahui dan memahami kegunaaan dan bahaya unsur-unsur kimia ( Karbon,
Silikon, Nitrogen, Fosforus, Oksigen, dan Belerang).
4. Mengetahui dan memahami pemisahan dan pembuatan unsur-unsur kimia ( Karbon,
Silikon, Nitrogen, Fosforus, Oksigen, dan Belerang).
1.3 RUMUSAN MASALAH
1. Seberapa banyak keberadaan unsur-unsur kimia tersebut di alam?
2. Bagaimana pengelompokan dan sifat-sifat unsur kimia tersebut ?
3. Apakah kegunaan atau manfaat unsur kimia tersebut?
4. Bagaimanakah pemisahan atau pembuatan unsur-unsur kimia tersebut?
1.4 MANFAAT PENULISAN
1. Menambah wawasan pembaca tentang kimia unsur
2. Menambah pemahaman terhadap bahan-bahan disekitar yang mengandung sifat
senyawa kimia unsur
3. Menciptakan ketertarikan pembaca untuk mengenal lebih mendalam tentang kimia
unsur khususnya ( Karbon, Silikon, Nitrogen, Fosforus, Oksigen, dan Belerang).
BAB 2
PEMBAHASAN
1. KARBON (C)
Sejarah
Karbon, suatu unsur yang telah ditemukan sejak jaman pra-sejarah sangat banyak
ditemukan di alam. Karbon juga banyak terkandung di matahari, bintang-bintang, komet dan
amosfir kebanyakan planet. Karbon dalam bentuk berlian mikroskopik telah ditemukan di
dalam beberapa meteor yang jatuh ke bumi. Berlian alami juga ditemukan di kimberlite pipa
gunung berapi, di Afrika Selatan, Arkansas dan beberapa tempat lainnya. Berlian sekarang ini
diambil dari dasar samudera di lepas pantai Cape of Good Hope. Sekitar 30% berlian industri
yang dipakai di AS sekarang ini merupakan hasil sintesis.
Energi dari matahari dan bintang-bintang dapat diatribusikan setidaknya pada siklus karbon-
nitrogen.
Karbon dapat menyublim dalam busur karbon yang memiliki temperatur sekitar 5800
K, sehingga tak peduli dalam bentuk alotrop apapun, karbon akan tetap berbentuk padat pada
suhu yang lebih tinggi daripada titik lebur logam tungsten ataupun renium. Walaupun karbon
secara termodinamika mudah teroksidasi, karbon lebih sulit teroksidasi daripada senyawa
lainnya (seperti besi dan tembaga).
Karbon merupakan unsur dasar segala kehidupan di Bumi. Walaupun terdapat berbagai jenis
senyawa yang terbentuk dari karbon, kebanyakan karbon jarang bereaksi di bawah kondisi
yang normal. Di bawah temperatur dan tekanan standar, karbon tahan terhadap segala
oksidator terkecuali oksidator yang terkuat. Karbon tidak bereaksi dengan asam sulfat, asam
klorida, klorin, maupun basa lainnya.
1.1 Keberadaan dan Kelimpahan (%) Unsur Karbon
1.Dalam sistem periodik unsur, karbon (C) terletak pada golongan
IVA periode
2. Unsur karbon ini mempunyai peranan yang sangat penting dalam kehidupan sehari-
hari.
3. Di alam unsur karbon banyak ditemukan dalam keadaan bebas, antara lain dalam bentuk
grafit dan intan. Sedangkan dalam bentuk senyawa sebagai senyawa CO2,
karbonat,senyawa organik dalam bahan-bahan fosil, juga dalam makhluk hidup. Dalam
kerak bumi, karbon mempunyai kadar 0,08% sebagai penyusun komponennya.
Tabel 1.1 Kelimpahan unsur karbon di alam
Keberadaan di
alam
Keterangan
CO2
karbonat (CO32-)
Grafit
Intan
Batubara
- berupa gas CO2 dengan kadar (0,0314% )di udara
- juga terdapat dalam gua, tambang, sumur, dan komponen utama gas
vulkanik
- biasanya bersenyawa dengan logam Ca, Mg, dan Fe dalam batuan
karbonat seperti batu gamping, dolomit, dan marbel.
- grafit adalah salah satu bentuk alotropi dari karbon yang
berada di alam
- grafit berada dalam batuan kalsium silikat, batu bara,
dan minyak bumi
- ada 3 jenis grafit, yaitu flake, kristalin, dan amorf
- intan juga salah satu bentuk allotropi dari karbon di alam
- keberadaannya banyak di dalam mineral kimberlit di
daerah vulkanik dan dasar laut
- merupakan komponen utama senyawa karbon (organik)
terutama senyawa hidrokarbon, dan senyawa anorganik
pada mineral pirit, markasit, dan tanah liat
- batu bara ini terbentuk dari sisa-sisa makhluk hidup
yang mati jutaan tahun yang lalu
Minyak bumi dan
gas alam
Senyawa organik
- merupakan senyawa hidrokarbon
dan gas alam - terbentuk dari plankton yang mati jutaan tahun lalu
- jika rantai C1 - C4 berupa gas alam, sedang rantai C5 ke
atas berupa cairan minyak bumi
- senyawa yang mempunyai rantai karbon sangat panjang
mencapai ribuan, sehingga dikenal dengan senyawa
makromolekul, antara lain: karbohidrat, lemak, protein
1.2. Sifat Fisika dan Kimia Unsur Karbon
a. Sifat Fisika
Fasa pada suhu kamar : padat
Bentuk kristalin : intan dan grafit
Massa jenis : 2,267 g/cm³ (grafit) dan 3,513 g/cm³ (diamond)
Titik leleh : 4300-4700 K
Titik didih : 4000 K
Densitas : 2,267 g/cm3 (grafit) 3,515 g/cm3 (diamond)
Kalor lebur : 100 kJ/mol (grafit ) dan 120 kJ/mol (diamond)
Kalor uap : 355,8 kJ/mol
Kalor jenis : 8,517 J/molK (grafit) dan 6,115 J/molK (diamond)
b. Sifat Kimia
Bilangan oksidasi : 4,3,2,1,0,-1,-2,-3,-4
Elektronegatifitas : 2,55 (skala pauli)
Energi ionisasi : 1086 kJ/mol
Energi ionisasi ke-2 : 2352,6 kJ/mol
Energi ionisasi ke-3 : 4620,5 kJ/mol
Jari-jati atom : 70 pm
Jari-jari kovalen : 77 pm
Jari-jari Vander Waals : 170 pm
konduktifitas termal : 119-165 (grafit) 900-2300 (diamond) W/mK
Struktur Kristal : heksagonalPenggunaan Karbon
Sifat Kimia yang Lain Berdasarkan Bentuk Alotrop
Alotrop adalah sifat sejumlah tertentu unsur dimana unsur ini mampu berada dalam dua tau lebih
bentuk, pada setiap alotrop atom-atom unsur tersebut berikatan dengan cara yang berbeda sehingga
membentuk modifikasi struktur yang berbeda pula. Berbagai macam alotrop karbon adalah:
Diamond
Diamond adalah salah satu contoh alotrop yang terbaik dari karbon dan memiliki nilai ekonomi yang
tinggi, dimana sifatnya yang keras dan memiliki optikal optis sehingga banyak dipakai dalam berbagai industri
dan untuk bahan baku perhiasan. Diamond menjadi mineral alami terkeras yang pernah ada, tidak ada unsur
alam yang dapat memotong diamond maupun menarik (merenggangkan) diamond.
Setiap karbon yang terdapat dalam diamond berikatan secara kovalen pada empat atom karbon yang
lain dalam bentuk geometri tetrahedarl. Dan tetrahedarl ini membentuk 6 cincin karbon seperti sikloheksana
dalam bentuk konformasi “kursi” sehingga hal ini mengakibatkan tidak adanya sudut ikatan yang mengalami
ketegangan. Jalinan struktur kovalen yang stabil inilah membuat sifat diamond menjadi keras.
Panjang ikatan tunggal pada diamond adalah 0,154 nm. Dengan struktur kristal kubus perbusat muka
dan densitasnya sekitar 3,51 g/cm3. Diamond yang murni memiliki indeks refraktori sebesar 2,465 pada 397
nm, 2.427 at 527 nm, 2.417 at 589 nm, 2.408 at 670 nm, and 2.402 at 763 nm.
1.3. Kegunaan dan Manfaat Unsur Karbon Karbon adalah suatu unsur yang sangat luwes dan berguna. Kegunaan karbon hanya akan jelas
terlihat apabila kita sebutkan satu persatu dalam berbagai bentuk kehidupan sehari-hari. Berdasarkan unsurnya kegunaan karbon terbagi menjadi dua, yaitu:a. Grafit
Grafit mempunyai struktur yang berbentuk lapisan (GAMBAR 1). Dalam satu lapisan, setiap atom
karbon terikat secara kovalen kepada 3 atom karbon lainnya. Jadi, setiap lapisan adalah satu molekul raksasa.
Ikatan antarlapisan jauh lebih lebih lemah jika dibandingkan dengan ikatan antaratom satu lapisan. Jarak antar
laoisan hampir 2,5 kali lebih besar dari jarak antar atom dalam satu lapisan. Dari sifat ini, menyebabkan grafit
bersifat licin karena satu lapisan dapat meluncur di atas lapisan lainnya. Hubungan antarlapisn dalam grafit
dapat diibaratkan dengan tumpukan kaca yang basah. Grafit dapat menghantar arus listrik dengan titik didih
dan titik lelehnya yang tinggi.
Gambar 1
Kegunaan grafit berdasarkan sifat yang mudah menghantarkan arus listrik dan sifatnya yang licin
yakni :
Untuk bahan hitam dalam pensil biasa, pigmen dalam cat hitam, bahan pembuatan krus (mangkok
untuk bahan kimia),.
Eektode untuk penggunaan pada suhu yang sangat tinggi, pelumas kering, bila serbuk grafit
didispersikan dengan minyak akan dihasilkan pelumas cair.
Sebagai komponen dalam pembuatan komposit.Ikatan antaratom karbon dalam setiap lapisan grafit
sangat kuat, lebih kuat daripada baja. Karena itu, serat grafit digunakan untuk membentuk komposit.
b. Intan
Intan merupakan zat padat yang bening berkilauan dan merupakan zat yang paling keras. Setiap atom
karbon dalam intan berada di pusat suatu tetrahedron dan terikat secara kovalen kepada 4 atom karbon lainnya
yang berada di sudut tetrahedron. (GMABAR). Struktur demikian berlanjut ke semua bagian intan
membentuk suatu jaringan tiga dimensi yang kokoh dengan titik leleh dan titik didih yang sangat tinggi. Jadi,
sebutir intan seberapapun besarnya merupakan satu molekul raksasa.
Beberapa kegunaan intan antara lain sebagai berikut :
Terutama yang bernoda dan kecil-kecil digunakan dalam industri untuk membuat bubuk penggosok
yang paling keras untuk roda pengasah, ujung mata bor dan gigi gergaji.
Selain itu, karbon juga diperlukan untuk pigmen hitam di dalam tinta cetak untuk buku, majalah
dan surat kabar, kertas karbon, bahan bakar mobil, semir sepatu.
Penguat dan pengeras bahan karet, ban dalam dan barang-barang karet,
Sebagai unsur penting untuk konstruksi bermacam-macam peralatan listrik dan nuklir, mulai dari
sapu penyedot debu untuk rumah tangga sampai dinamo yang paling besar dan rektor nuklir.
Busur karbon digunakan untuk membuat radiasi tampak dan ultraviolet.
Paduan atau kombinasi material disebut komposit, contohnya :fiberglass, beton bertulang, dan kayu.
c. Karbon Dioksida
Karbon diksiada terdapat di udara dengan kadar sekitar (0,035%). Juga terdapat dalam air, terutama
air laut. Gas ini tidak berbau dan tidak berwarna, gas ini mudah dikenali kerena mengeruhkan air kapur.
Karbon dioksida mudah larut dalam air laut karena air laut sedikit bersifat basa, sedangkan CO2 bersifat asam
Jika kadarnya terlalu besar (10-20%) dapat membuat orang pingsan dan merusak sistem pernapasan.
Karbon dioksida terbentuk pada pembakaran bahan bakar yang mengandung karbon seperti batu-
bara, minyak bumi , gas alam, dan kayu. Gas ini juga dihasilkan pada pernapasan makhluk hidup. Karbon
dioksida merupakan komponen utama siklus karbon di alam.
Karbon dioksida komersial diperoleh dari pembakaran residu penyulingan minyak bumi. Dalam
jumlah besar juga diperoleh sebagai hasil samping produksi urea dan pembuatan alkohol dari proses peragian.
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
Kegunaan karbon dioksida secara komersial adalah sebagai berikut :
Karbon dioksida padat yang disebut es kering (dry ice) digunakan sebagai pendingin.
Untuk memadamkan kebakaran. Tabung pemadam kebakaran berisi CO2 cair dengan tekanan
sekitar 60 atm . Ketika katup alat tersebut dibuka, karbon dioksida cair akan segera menguap dan
mengembang . Kedua proses itu menyebabkan penurunan suhu sehingga sebagian CO2 akan
membeku membentuk sejenis kabut atau salju yang menutupi daerah yang disemprot. Karena CO2
lebih berat daripada udara, maka CO2 akan mengusir udara dari sekitar daerah yang disemprot
sehingga api padam.
Untuk membuat minuman ringan (soft drink). Minuman seperti soda, limun, dan lain-lain,
mengandung CO2 yang memberi sensasi rasa menyegarkan.
Karbon juga memiliki manfaat dibidang pertanian yaitu sebagai pembangun bahan organik karena
sebagian besar bahan kering tanaman terdiri dari bahan organik, diambil tanaman berupa CO2.
Karbon juga berperan dalam pembuatan baja. Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar
dengan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2%
hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan
mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice ) atom besi.
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah (titanium), krom (chromium), nikel,
vanadium , cobalt dan tungsten (wolfram). Dengan memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan
lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat
meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength ), namun di sisi lain membuatnya
menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility).
Sedangkan kegunaan karbon berdasarkan persenyawaannya, yaitu:
Gas CO2 dalam air akan membentuk senyawa H2CO3. Asam karbonat H2CO3, bila ditambahkan ke
dalam minuman (minuman berkarbonasi), akan memberikan rasa tajam yang menyegarkan. Asam
karbonat H2CO3, merupakan bahan baku untuk pembuatan garam-garam karbonat.
CO2 dalam udara berfungsi untuk menjaga suhu permukaan bumi pada malam hari agar tidak terlalu
dingin. CO2 dalam udara dapat menyerap sinar infra merah (sinar yang mengandung energi panas) dari
sinar matahari yang dipantulkan bumi. Pada malam hari CO2 melepaskan infra merah tersebut ke
permukaan bumi yang dingin sehingga permukaan bumi menjadi hangat.
1.4 Pembuatan Karbon (C)Kokas diperoleh dari pemanasan materi karbon tanpa adanya oksigen pada suhu
tinggi (sampai 1000oC). Arang diperoleh daripembakaran zat organik dengan oksigen
terbatas pada suhu yang tingi.Arang akan menjadi karbon aktif apabila dipanaskan dengan
uap air. Pembakaran gas alam secara tidak sempurna akan menghasilkan jelaga berupa uap
hitam. Jelaga merupakan paratikel-partikel karbon yang sangat kecil dan dapat diendapkan
dengan pengendap elektron statik.
2. SILIKON (Si)
Sejarah
Pada tahun 1789, kimiawan Perancis Antoine Laurent Lavoisier mengusulkan bahwa
kuarsa (kristal silikon dioksida) yang mungkin menjadi oksida dari elemen yang sangat
umum, namun belum teridentifikasi atau terisolasi. Ada kemungkinan bahwa di Inggris pada
tahun 1808 Humphry Davy berhasil mengisolasi silikon sebagian murni untuk pertama
kalinya. Di tahun 1811, kimiawan Perancis Joseph L. Gay-Lussac dan Louis Jacques Thenard
juga mungkin telah membuat silikon murni dengan mereaksikan kalium dengan apa yang
sekarang kita sebut silikon tetrafluorida untuk menghasilkan suatu padatan coklat kemerahan
yang mungkin silikon amorf. Pada 1824 kimiawan Swedia Jöns Jakob Berzelius
menghasilkan sampel dari silikon amorf, solid coklat, dengan mereaksikan kalium
fluorosilikat dengan kalium, memurnikan produk dengan mencuci berulang-ulang. Itu
dinamakan silicium unsur baru.
Silikon diberi nama pada tahun 1831 oleh kimiawan Skotlandia Thomas Thomson.
Dia tetap bagian dari nama Berzelius, dari 'silicis', yang berarti batu. Dia mengubah akhiran
elemen dengan elemen on karena itu lebih mirip dengan nonmetals boron dan karbon
daripada untuk logam seperti kalsium dan magnesium.
(Silicis, atau batu api, mungkin penggunaan pertama kali silikon dioksida)
2.1. Keberadaan dan Kelimpahan (%) Unsur Silikon Silikon dalam sistem periodik unsur terletak pada golongan IVA
dan periode ketiga. Segolongan dengan karbon dan seperiode dengan
aluminium.
Silikon merupakan unsur kedua terbanyak di kulit bumi setelah
oksigen (26%). Kelimpahan unsur silikon di alam banyak ditemukan
dalam bentuk senyawa, terutama senyawa oksida SiO2 dan mineral
silikat (campuran silikon, oksigen, dan logam-logam lain). Hampir 95%
batuan mineral di dalam kulit bumi merupakan senyawa silikat.
Tabel 2.1 Mineral yang mengandung silikon
Kelompok
mineral
% dalam kulit bumi rumus dan nama mineral
felsdspar
Kuarsa
Anfibol atau
piroksena
48,5
21
15
- KAlSi3O8 (ortoklase)
- NaAlSi3O8 (albit)
- CaAl2Si2O8 (anortit)
- Na4Al3Si3O12Cl (sodalit)
- SiO2 (silika)
- CaSiO3 (wolastonit)
mika
8
- NaAlSi2 (jaderit)
- Ca2Mg2 (Si4O11)2(OH)2 (tremolit/asbes)
- KAl3Si3AlO10(OH)2 (muskonit)
- K2Li3Al4Si7O21(OH, F)3 (lepidolit)
2.2 Sifat Fisika dan Kimia Unsur Silikon
a. Sifat fisika
Konfigurasi : [Ne] 3S23P2
Fase (suhu kamar) : SolidMassa Jenis : 2,33 g/cm3
Titik leleh : 1687 K (14100 C, 5909 0F)
Titik didih : 3538 K (2355 0C, 5909 0F)
Kalor Lebur : 50,21 kJ/mol
Kalor Penguapan : 359 kJ/mol
Energi Pengionan : 8,2 eV/atm
Jari-jari kovalen atom : 790 (1,17A)
Jari-jari ion : 0,41 A (Si4+)
Keelektronegatifan : 1,8
Berat atom standar : 28,085 g.mol-1
b. Sifat Kimia
Silikon dikulit bumi terdapat dalam berbagai bentuk silikat, yaitu senyawa silikon
dengan oksigen. Unsur ini dapat dibuat dari silikon dioksida (SiO2) yang terdapat dalam
pasir, melalui reaksi:
SiO2(s) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g)
Silikon murni berstruktur seperti Intan ( tetrahedral) sehingga sangat keras dan tidak
menghantarkan listrik jika dicampur dengan sedikit unsur lain, seperti alumunium (Al) atau
boron (B). Silikon bersifat semikonduktor (sedikit menghantarkan listrik), yang diperlukan
dalam berbagai peralatan elektronik, seperti kalkulator dan komputer. Itulah sebabnya silikon
merupakan zat yang sangat penting dalam dunia modern.
Untuk itu dibutuhkan silikon yang kemurniannya sangat tinggi dan dapat dihasilkan dengan
reaksi:
SiCl4(g)+2H2(g)→Si(s)+4HCl(g)
Jari-jari silikon lebih besar dari karbon, sehingga tidak dapat membentuk ikatan π (rangkap
dua atau tiga) sesamanya, hanya ikatan tunggal (σ). Karena itu silikon tidak reaktif pada suhu
kamar dan tidak bereaksi dengan asam, tetapi dapat bereaksi dengan basa kuat seperti NaOH.
Si(s) + 4OH-(aq) → SiO4(aq) + 2H2(g)
Batuan dan mineral yang mengandung silikon, umumnya merupakan zat padat yang
mempunyai titik leleh tinggi, keras, yang setiap keping darinya merupakan suatu kisi yang
kontinu terdiri dari atom-atom yang terikat erat. Sebuah contoh senyawa silikon yang
memiliki titik leleh tinggi adalah silikon dioksida, yang terdapat dialam dalam bentuk kuarsa,
agata (akik), pasir, dan seterusnya.
2.3 Kegunaan dan Manfaat Unsur Silikon
Ada banyak manfaat silikon, beberapa di antaranya adalah sebagai berikut.
Penggunaan penting dari silikon adalah dalam pembuatan transistor, chips, komputer
dan sel surya. Untuk tujuan itu diperlukan silikon ultra murni. Silikon juga digunakan
dalam berbagai jenis alloy dengan besi (baja). Sedangkan senyawa silikon digunakan
dalam industri.
Silika dan silikat digunakan untuk membuat gelas, keramik, porselin dan semen.
Larutan pekat natrium silikat (Na2SiO3), suatu zat padat amorf yang tidak berwarna,
yang disebut water glass, digunakan untuk pengawetan telur dan sebagai perekat, juga
sebagai bahan pengisi (fillir) dalam detergen.
Silikon karbida (SiC), merupakan zat padat yang sangat keras digunakan untuk ampelas
(abrasive) dan pelindung untuk pesawat ulang alik terhadap suhu yang tinggi sewaktu
kembali ke bumi.
Silika gel, suatu zat padat amorf yang sangat berfori, dibuat dengan melepas sebagian air dari asam silikat (H2SiO3) atau (SiO2.H2O). Silika gel bersifat higroskopis (mengikat air) sehingga digunakan sebagai pengering dalam berbagai macam produk.
Produk yang mengandung unsur silikon (Si)
Beberapa paduan senyawa yang mengandung unsur silikon antara
lain:
Silika (SiO2), pasir silika, silika karbida (SiC)
Asbes, kaolin, garam-garam silikat (Na silikat, K silikat), Na . Ca silikat pada kaca
(gelas), Ca . Al (silikat pada semen)
2.4 Isolasi atau Pembuatan Silikon
Silikon dapat dibuat dari silika dengan cara sebagai berikut:
SiO2(s) + 2Mg(s) panas 2MgO(s) + Si(s)
Dalam bentuk kristalnya, silikon adalah abu-abu atau hitam.
Silikon dibuat dari silika dengan kokas sebagai reduktor. Campuran silika dan kokas
dipanaskan dalam suatu tanur listrik pada suhu sekitar 30000 C.
SiO2(s) + C(s) Si(l) + 2CO(g)
Pembuatan silikon ultra murni dilakukan sebagai berikut.
Mula-mula silikon biasa direaksikan dengan klorin sehingga terbentuk silikon tetraklorida,
suatu zat cair yang mudah menguap (titik didih = 580C)
Si(s) + 2Cl2(g) → SiCl4(l)
SiCl4 kemudian dimurnikan dengan distilasi bertingkat. Selanjutnya, SiCl4 direduksi dengan
mengalirkan campuran uap SiCl4 dengan gas H2 melalui suatu tabung yang dipanaskan.
Dengan cara ini dapat diperoleh silikon ultra murni yang pengotornya hanya sekitar 10 %.
Reaksinya adalah sebagai berikut.
SiCl4(g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g)
Padatan Si yang terbentuk berupa batangan yang perlu dimurnikan dengan cara
pemurnian zona (zona refining), seperti pada gambar pemurnian zona silikon. Pada
pemurnian zona batangan silikon tidak murni secara perlahan dilewatkan ke bawah melalui
kumparan listrik pemanas yang terdapat pada zona lebur. Karena pemanasan maka batang
silikon tidak murni akan mengalami peleburan.
Seperti pada sifat koligatif larutan tentang pemurnian titik lebur larutan dimana titik
lebut larutan adalah lebih rendah dibandingkan titik lebur pelarut murni. Pemurnian silikon
anolog dengan hal tersebut, silikon murni di anggap sebagai pelarut sedangkan leburan
silikon yang mengandung pengotor dianggap sebagai larutan. Berdasarkan sifat koligatif
larutan maka titik lebur silikon murni akan akan lebih tinggi dibanding titik lebur silikon
yang tidak murni (bagian yang mengandung pengotor).
Hal ini menyebabkan pengotor cenderung mengumpul disilikon yang mengandung
pengotor (bagian atas pada zona peleburan). Selama permurnian zona berlangsung maka
bagian bawah yang merupakan silikon murni akan bertambah banyak sedangkan bagian atas
semakin sedikit. Pengotor yang ada akan terkonsentrasi pada bagian yang sedikit tersebut.
Setelah leburan mengalami pembekuan maka akan diperoleh suatu batangan dimana
salah satu ujung merupakan silikon paling murni sedangkan silikon yang lain merupakan
silikon yang dipenuhi dengan pengotor atau bagian silikon yang paling tidak murni.
Walaupun demikian terkadang bagian yang paling murni dari silikon ada pada bagian atas
sedangkan bagian yang paling tidak murni berada pada bagian bawah. Bagian yang tidak
murni dan tidak murni dapat dipisahkan dengan cara pemotongan.
3 NITROGEN (N 2)
Sejarah
Pada tahun 1772, Hanry Cavendish ( 1731 – 1810 ) mengemukakan bahwa komponen
penyusun udara terbanyak adalah mephitic air. Dua tahun kemudian joseph priestley ( 1773 –
1804 ) menemuka komponen udara lain, yaitu apa yang disebutnya vital air.
Penemuan kedua ilmuan inggris di atas mendorong Antoine lourent Lavoisier ( 1743-
1794 ) di prancis untuk melakukan eksperimen. Lavoisier memanaskan merkuri (raksa)
dalam tabung tertutup . Ternyata merkuri bersenyawadengan seperlima bagian udara,
membentuk suatu serbuk merah (yg sekarang di sebut merkuri oksida). Empat perlima bagian
sisa udara tetap berupa gas. Lavoisier mengamati bahwa dalam gas sisa itu lilin tak dapat
menyala serta tikus tak dapat hidup lama.
Maka, lavoisier menyimpulkan bahwa udara tersusun dari dua jenis gas. Jenis gas
yang pertama sangatberguna bagi kehidupan dan pembakaran dan jumlahnya meliputi
seperlima bagian udara. Inilah vital air yang di kemukakan oleh Priestley. Gas Vital air ini
oleh Lavoisier diberi namaoksigen.
Adapun jenis gas yang kedua, yang meliputi empat perlima bagian udara,merupakan
gas mephitik air yang ditemukan ole( h cavendish. Lavoisier sendiri memberi nama azote
(dalam bahasa yunani) yang berarti” tiada kehidupan ”. Kemudian abad ke -19,nama azote
diganti menjadi nitrogen yang artinya pembentuk ”niter”. Niter adalah nama lama untuk
kalium nitrat, KNO3, suatu zat yang sejak zaman purba dipakai sebagai zat pengawet .
3.1 Keberadaan dan Kelimpahan (%) Unsur Nitrogen
Sumber-sumber Nitrogen
Gas nitrogen (N2) terkandung sebanyak 78,1% di udara. Sebagai perbandingan,
atmosfir Mars hanya mengandung 2,6% nitrogen. Dari atmosfir bumi, gas nitrogen dapat
dihasilkan melalui proses pencairan (liquefaction) dan distilasi fraksi. Nitrogen
ditemukan pada mahluk hidup sebagai bagian senyawa-senyawa biologis.
Kelimpahan Nitrogen
Nitrogen terdapat di alam sebagai unsur bebas berupa molekul diatomik (N2) kira-kira
78,09% volume atmosfir. Dijumpai dalam mineral penting seperti (KNO3), dan sendawa
Chili (NaNO3).
Pada tumbuhuan dan hewan, nitrogen berupa bentuk protein yang komposisi rata-ratanya
51% C; 25% O; 16% N; 7% H; 0,4%P; dan 0,4% S.
3.2 Sifat Fisika dan Kimia Unsur Nitrogen
a Sifat fisika
o Berat Jenis Relatif = 0,967
o Berat Molekul = 28,013
o Suhu Kritis = -147,1 ° C
o Berat Jenis Gas (@101,3 kPa dan 15 °C) = 1,170 kg/m3
o Daya larut dalam air (@101,3 kPa dan 20 °C) = 0,016 cm3/cm3
o Mempunyai massa jenis = 1,2151 gram/cm3
o Mempunyai kapasitas panas = 1,042 J/g0K
b Sifat kimia
o Massa atom : 14,0067 sma
o nomor atom =7
o Titik didih = -1960C
o Titik beku = -2100C
o Mempunyai jari-jari atom = 0,920 A
o Mempunyai Konfigurasi [He]2s2 2p3
o Berupa gas tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, dan tidak beracun.
o Mudah menguap
o Tidak reaktif
o Bersifat diamagnetik
o Elektronegatifannya paling tinggi dalam satu golongan.
o Dalam senyawa memiliki bilangan oksidasi -3, +5, +4, dan +2.
o Mempunyai volume atom = 17,30 mol/cm3
o Mempunyai struktur heksagonal
o Mempunyai massa jenis = 1,2151 gram/cm3
o Mempunyai kapasitas panas = 1,042 J/g0K
o Mempunyai energi ionisasi ke-1 = 1402,3 kJ/mol
o Mempunyai energi ionisasi ke-2 = 2856 kJ/mol
o Mempunyai energi ionisasi ke-3 = 45781 kJ/mol
o Mempunyai nilai elektronegativitas = 3,04
o Mempunyai konduktivitas kalor = 0,02598 W/moK
o Mempunyai harga entalpi pembentukan = 0,36 kJ/mol
o Mempunyai harga bentalpi penguapaan = 2,7928kJ/mol
3.2 Kegunaan dan Manfaat Unsur Nitrogen Manfaat ataupun kegunaan unsur Nitrogen dapat dilihat dari beberapa contoh senyawanya. Beberapa
senyawa nitrogen sebagai berikut :
a) Amonia
Wujud amonia adalah gas dengan bau yang khas dan sangat menyengat, tidak berwarna,
dengan titik didih –33,35 °C dan titik beku –77,7 °C. Amonia dibuat dengan proses Haber-
Bosch, pada suhu 370 – 540 °C dan tekanan 10 – 1.000 atm, dengan menggunakan katalis
Fe3O4. Katalis berfungsi untuk memperluas kisi dan memperbesar permukaan aktif,
sedangkan suhu tinggi dilakukan untuk mendapatkan laju reaksi yang diinginkan.
Reaksi: N2(g)+ 3H2(g) ⎯⎯→ 2NH3(g)
Dalam skala laboratorium, amonia dibuat dengan mereaksikan garam amonium dengan
basa kuat sambil dipanaskan.
Reaksi: NH4Cl + NaOH ⎯⎯→ NaCl + H2O + NH3
Kegunaan amonia, antara lain :
Membuat pupuk, seperti urea (CO(NH2)2) dan ZA (NH4)2SO4).
Membuat senyawa nitrogen yang lain, seperti asam nitrat, amonium klorida, dan
amonium nitrat.
Sebagai pendingin dalam pabrik es karena amonia cair mudah menguap dan
menyerap banyak panas.
Membuat hidrazin (N2H4), bahan bakar roket.
Digunakan pada industri kertas, karet, dan farmasi.
Sebagai refrigeran pada sistem kompresi dan absorpsi.
b) Asam NitratAsam nitrat termasuk dalam asam kuat, di mana dapat melarutkan hampir semua logam,
kecuali emas dan platina. Asam nitrat berupa zat cair jernih pada suhu biasa dan dapat
bercampur sempurna dengan air dalam segala perbandingan. Asam nitrat dibuat dengan
melalui tiga tahap, dikenal dengan proses Oswald, sebagai berikut. Mula-mula amonia dan
udara berlebih dialirkan melalui katalis Pt – Rh pada suhu 950 °C, kemudian didinginkan
sampai suhu mencapai 150 °C di mana gas dicampur dengan udara yang akan menghasilkan
NO2. NO2(g) dan udara sisa dialirkan ke dasar menara, kemudian disemprotkan dengan air
pada temperatur sekitar 80 °C, maka akan diperoleh larutan yang mengandung 70% HNO3.
Reaksi: 4NH3(g) + 5O2(g) ⎯--> 4NO(g) + 6H2O(g)
2NO(g) + O2(g) ⎯--> 2NO2(g)
4NO2(g) + O2(g) + 2H2O(l) ⎯--> 4HNO3(aq)
Asam nitrat banyak digunakan untuk pupuk (amonium nitrat), obat-obatan, dan bahan-
bahan peledak, seperti TNT, nitrogliserin, dan nitro-selulosa. Asam nitrat juga digunakan
pada sistem pendorong roket dengan bahan bakar cair.
Dalam hal ini kami juga menyajikan kerugian dari Nitrogen
BAHAYA NITROGEN
Bahaya dari senyawa-senyawa nitrogen diantaranya:
1. Jika oksida nitrat (N2O) mencapai stratosfer, ia membantu merusak lapisan ozon, sehingga
menghasilkan tingkat radiasi UV yang lebih tinggi dan risiko kanker kulit serta katarak yang
meningkat.
2. Nitrogen oksida (N2O) terlarut dalam air atmosferik membentuk hujan asam, yang mengkorosi
batuan dan barang logam dan merusak bangunan-bangunan.
3. Nitrogen oksida (N2O) berkontribusi bagi pemanasan global.Walaupun konsentrasi oksida
nitrat di atmosfer sangat rendah dibanding karbon dioksida, potensi pemanasan global oksida
nitrat adalah sekitar 300 kali lebih besar.
4. Kelebihan nitrogen di perairan menyebabkan berkurangnya kadar oksigen dalam air sehingga
menyebabkan kepunahan kehidupan di perairan.
5. Bisa menyebabkan lemas atau pingsan, bahkan kematian jika terhirup terlalu lama.
3.3 Pembuatan Nitrogen Dalam industri gas nitrogen diperoleh dari udara bersama gas
oksigen, melalui penyulingan bertingkat udara yang dicairkan.
Berdasarkan perbedaan titik didih N2 (-197oC) dan O2 (-183oC) akan
terbentuk fraksi nitrogen bagian atas dan fraksi oksigen bagian bawah.
Di laboratorium gas-gas N2 dapat diperoleh dengan cara peruraian
NH4NO2 dengan cara pemanasan:
NH4NO2(aq) → 2H2O(l) + N2(g)
4 FOSFORUS
Sejarah Unsur ini ditemukan oleh HannigBrand pada tehun 1669 di Hanburg, Jerman. Dia menemukanunsur ini dengan cara menyuling “air urin melalui proses penguapan dan setelah dia menguapkan 50 ember air urin, dia baru menemukan unsur yang dia inginkan. Namanya berasal dari bahasa Latin yaitu phosporos yang berarti “pembawa terang” karena keunikannya yaitu bercahaya dalam gelap (glow-in-the-dark).
4.1 Keberadaan dan Kelimpahan (%) Unsur Fosforus
Fosfor termasuk peringkat ke sepuluh dalam kelimpahan unsur, terdapat sebagai
fosfat dalam berbagai mineral. Mineral fosfat yang terpenting adalah Ca5(PO4)3F (fluoro
apatit) dan Ca5(PO4)3OH (hidroksi apatit).
Tidak pernah ditemukan di alam, unsur ini terdistribusikan dalam berbagai mineral.
Batu fosfat, yang memiliki mineral apatit, merupakan tri-kalsium-fosfat yang tidak murni dan
merupakan sumber penting elemen ini. Deposit yang besar telah ditemukan di Rusia,
Maroko, dan negara bagian Florida, Tennessee, Utah, dan Idaho.
Di perairan, unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen,
melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut (ortofosfat dan polifosfat) dan
senyawa organik yang berupa partikulat. Senyawa fosfor anorganik yang biasa terdapat di
perairan ditunjukkan tabel berikut :
No
.
Nama Senyawa
Ortofosfat:
Rumus Kimia
1 Trinatrium fosfat Na3PO4
2 Dinatrium fosfot Na2HPO4
3 Monoatrium fosfot NaH2PO4
4 Diamonium fosfat (NH3)2HPO4
Polifosfat:
1 Natrium heksametafosfat Na3(PO3)6
2 Natrium tripolifosfat Na5P3O10
3 Tetranatrium pirofosfat Na4P2O7
Alotrop Fosfor
Alotrop fosfor meliputi fosfor putih, fosfor merah, dan fosfor hitam.
Fosfor putih adalah molekul dengan komposisi P4 (Gambar 4.7). Fosfor putih memiliki titik
leleh rendah (mp 44.1o C) dan larut dalam benzen atau karbon disulfida. Karena fosfor putih
piroforik, sangat beracun, titik leleh rendah, lunak, dan reaktif, fosfor putih harus ditangani
dengan hati-hati.
Fosfor merah berstruktur amorf dan strukturnya tidak jelas. Komponen utamanya
diasumsikan berupa rantai yang dibentuk dengan polimerisasi molekul P4 sebagai hasil
pembukaan satu ikatan P-P. Fosfor merah tidak bersifat piroforik dan tidak beracun, dan
digunakan dalam jumlah yang sangat banyak untuk memproduksi korek, dsb.
Fosfor hitam adalah isotop yang paling stabil dan didapatkan dari fosfor putih pada tekanan
tinggi (sekitar 8 GPa). Fosfor hitam memiliki kilap logam dan berstruktur lamelar. Walaupun
fosfor hitam bersifat semikonduktor pada tekanan normal, fosfor hitam menunjukkan sifat
logam pada tekanan tinggi (10 GPa). Fosfor hitam yang mirip dengan grafit, dpat dibuat
dengan cara memanaskan fosfor putih pada tekanan tinggi. Fosfor hitam tidak stabil dan pada
pemanasan di atas 550oC berubah menjadi fosfor merah.
4.2 Sifat Fisika dan Kimia Unsur Fosforus
a Sifat fisikaFase : Solid
Massa jenis (mendekati suhu kamar) : (putih) 1.823, (merah) ~ 2.2 - 2.34, (ungu) 2.36,
(hitam) (hitam) 2.69 gr-cm-3
Titik lebur : (putih) 44.2 oC, (hitam) 610 oC
Titik Sublimasi : (merah) ~ 416-590 oC, (ungu) 620 oC
Titik didih : (putih) 280.5 oC
Kalor peleburan : (putih) 0.66 kJ-mol-1
Kalor penguapan : (putih) 12.4 kJ-mol-1
Kapasitas kalor : (putih) 23.824 J-mol-1 K-1
b Sifat kimiaBiloks : 5,4,3,2,1,-1,-1,-3
Elektronegativitas : 2.19 (skala Pauling)
Jari-jari kovalen : 107 pm
Jari-jari van der Waals : 180 pm
Struktur kristal : Simple triclinic
1) Fosfor putih bersifat sangat reaktif, memancarkan cahaya, mudah terbakar, di
udara,beracun. Fosfor putih digunakan sebagai bahan baku pembuatan asam fosfat di
industri.
2) Fosfor merah bersifat tidak reaktif, kurang beracun. Fosfor merah digunakan sebagai
bahan campuran pembuatan pasir halus dan bidang gesek korek api.
4.3 Kegunaan dan Manfaat Unsur Fosforus
Digunakan untuk membuat asam fosfat.
bahan tambahan dalam deterjen, bahan pembersih lantai dan insektisida. Selain itu
fosfor diaplikasikan pula pada LED (Light Emitting Diode) untuk menghasilkan
cahaya putih.
Fosforus merah dan senyawa fosforus tertentu digunakan pada pembuatan korek api.
Dapat digunakan juga sebagai pestisida.
Fosforus sangat penting dan dibutuhkan oleh mahluk hidup tanpa adanya fosfor tidak
mungkin ada organik fosfor di dalam Adenosin trifosfat (ATP) Asam Dioksiribo
nukleat (DNA) dan Asam Ribonukleat (ARN) mikroorganisme membutuhkan fosfor
untuk membentuk fosfor anorganik dan akan mengubahnya menjadi organik fosfor
yang dibutuhkan untuk menjadi organik fosfor yang dibutuhkan.
4.4 Pembuatan Unsur Fosforus
Unsur fosforus diperoleh dengan memanaskan campuran kalsium
fosfat, pasir, dan karbon pada suhu 1400oC - 1500oC dalam suatu tanur
listrik.
2Ca3(PO4)2(s) + 6SiO2(s) + 10C(s) → 6CaSiO3(s) + 10CO(g) + P4(g)
Uap fosforus yang terbentuk dipadatkan.
5. OKSIGEN (O 2)
5.1 Keberadaan dan Kelimpahan (%) Oksigen Unsur oksigen dalam sistem periodik unsur terletak pada golongan VIA periode 2.
Oksigen di alam terdapat dalam keadaan bebas dan dalam persenyawaan. Dalam keadaan
bebas sumber utama oksigen adalah udara dengan kadar (20% O2). Dalam udara kering
(merupakan peringkat kedua terbanyak sesudah nitrogen). Sedang dalam bentuk
persenyawaan oksigen terikat pada senyawa-senyawa nitrat, sulfat, fosfat, dan juga dalam
bijih oksida logam.
5.2 Sifat fisis dan Kimia Oksigen
Unsur oksigen mempunyai 2 alotropi, yaitu oksigen (O2) dan
molekul ozon (O3).
a Sifat fisis
Oksigen Ozon
- gas tidak berbau dan tidak - gas berbau menusuk dan
berwarna berwarna biru
- terdapat di udara - terdapat di lapisan stratosfer
b Sifat fisis
Oksigen Ozon
- molekul diatomik dengan - molekul triatomik dengan
ikatan kovalen rangkap O=O ikatan kovalen rangkap dan tunggal
Oksigen Ozon
- merupakan oksidator (biasa- - merupakan oksidator kuat
nya untuk pembakaran)
5.3 Kegunaan dan Manfaat Oksigen -Digunakan untuk pernapasan semua makhluk hidup.
- Dalam keadaan cair untuk bahan-bahan roket.
- Untuk bantuan pernapasan, misalnya pasien di
rumah sakit, pendaki gunung, dan penyelam.
- Digunakan dalam industri logam, pembuatan baja,
dan industri kimia.
- Untuk penanganan limbah.
5.4 Pembuatan OksigenPembuatan gas oksigen untuk keperluan industri dengan carapenyulingan bertingkat udara
cair bersama dengan pembuatan gas nitrogen. Di laboratorium gas O2 dihasilkan dari
pemanasan KClO3 dan HgO.
Reaksi:
2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)
2HgO(s) → 2Hg(l) + O2(g)
6. BELERANG
6.1 Keberadaan dan Kelimpahan Unsur BelerangBelerang atau sulfur adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang S
dan nomor atom 16. Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa, tak berbau dan
multivalent. Belerang dalam bentuk aslinya, adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Di
alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral- mineral sulfida
dan sulfat. Ia adalah unsur penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino.
Penggunaan komersilnya terutama dalam fertilizer namun juga dalam bubuk mesiu, korek
api, insektisida dan fungisida.1[1]
Pada mulanya unsur ini disebut brimsone yang berarti batu yang mudah terbakar.
Belerang juga terdapat dalam gas alam, minyak bumi, dan batu bara.2[2]
Dalam keadaan bebas, umumnya belerang terdapat di daerah gunung berapi. Adapun
dalam bentuk senyawanya, belerang ditemukan dalam bentuk mineral sulfida, seperti besi
sulfida (FeS2), gips (CaSO4.2H2O), dan seng sulfida (ZnS). Belerang terkandung dalam gas
alam seperti H2S dan SO2.3[3]
6.2 Sifat Fisika dan Sifat Kimia Belerang
a Sifat fisikaMerupakan gas yang tidak berwarna, baunya menusuk . Titik didihnya -10 OC dan
mencair pada suhu 2 OC dengan tekanan 3 atm.
b Sifat kimiaNama, Lambang, Nomor atom : Sulfur, S, 16Deret kimia : NonmetalsGolongan, Periode, BlokPenampilan : 16, 3, pMassa atom : 32.065(5) g/molJumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 6Struktur kristal : OrthorhombicBilangan oksidasi : 1,2,4,6,-2Titik lebur : 388.36K (115.21 °C, 239.38 °F)Titik didih : 717.8K (444.6 °C, 832.3 °F)
6.3 Kegunaan dan Manfaat Belerang
1) Belerang bersama KNO3, karbon digunakan dalam pembuatan serbuk mesiu.4[6]
2) Belerang sangat penting untuk kehidupan. Belerang adalah penyusun lemak, cairan
tubuh dan mineral tulang, dalam kadar yang sedikit.
1
2
3
4
3) Salah satu penerapan penting kimia sulfur ialah dalam pengolahan kayu menjadi
pulp kayu yang digunakan di dalam kertas dan karton.5[7]
4) untuk menghilangkan jerawat, panu, kudis, kurap, juga untuk berbagai masalah kulit
lainnya seperti ketombe, alergi, dan mengurangi jumlah minyak berlebihan di kulit.
5) Belerang digunakan dalam proses vulkanisasi karet alam dan juga berperan sebagai
fungisida. Belerang digunakan besar-besaran dalam pembuatan pupuk fosfat. Berton-ton
belerang digunakan untuk menghasilkan asam sulfat, bahan kimia yang sangat penting.
6) Belerang juga digunakan untuk pembuatan kertas sulfit dan kertas lainnya, untuk
mensterilkan alat pengasap, dan untuk memutihkan buah kering. Belerang merupakan
insultor yang baik.
6.3 Pembuatan BelerangSumber unsur belerang adalah gunung berapi dan dalam tanah.
Pengambilan belerang dan depositnya dalam tanah ditambang dengan
penambangan frash. Dengan menggunakan pompa Frasch, dipompakan
uap air yang sangat panas ke dalam deposit belerang di dalam
tanah sehingga belerang meleleh. Oleh udara bertekanan tinggi,
campuran belerang dan air panas dipompa ke atas permukaan tanah.
Belerang akan membentuk padatan ketika sampai permukaan tanah.
EKSTRASI BELERANG
Ini adalah salah satu proses dari ekstrasi belerang
5
Proses Frasch.
Cadangan bawah tanah belerang biasanya terdapat pada kedalaman antara 150-750 m dan
tebalnya kira-kira 30 m. Pipa berdiameter 20 cm dimasukkan hingga ke dasar endapan
belerang. Pipa lain yang lebih kecil, berdiameter 10 cm dan lebih pendek dimasukkan dalam
pipa pertama. Pipa terakhir, bediameter 2,5 cm dimasukkan ke dalam pipa kedua. Pipa
terakhir mempunyai panjang setengah dari pipa pertama. Mula-mula air bersuhu 165oC
dialirkan ke bawah melalui pipa pertama.
Air panas ini akan melelehkan belerang di sekitarnya dan mendorong cairan belerang naik
melalui pipa. Air bertekanan tinggi dipompa melalui pipa yang paling kecil, menghasilkan
buih bermassa jenis kecil yang akan naik ke permukaan tanah melewati pipa berukuran
sedang. Buih ini mengandung belerang, udara, dan air. Di permukaan tanah, campuran ini
didinginkan dan menghasilkan kristal belerang berwarna kuning dari cairannya yang
berwarna ungu. Kristal belerang dihancurkan dengan dinamit menjadi pecahan yang
berukuran lebih kecil sehingga mudah diangkut ke tempat lain.
BAB III
PENUTUP
1. Kesimpulan
Unsur –unsur kimia yang ada di bumi ini sngat beragam. Keenam unsur diatas banyak
ditemukan dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Secara umum, dapat disimpulkan tanpa
keenam unsur tersebut mungkin kehidupan di dunia ini tidaklah lengkap. Sebabai contoh tanpa
adanya gas O2 manusia tidak bisa bernapas dan hidup. Begitu juga dengan gas karbon dioksida yang
diperlukan untuk proses fotosintesis tumbuhan. Namun perllu di ketahui juga bahwa kegunaan dan
manfaat itu tidak terlepas juga dari kekurangan. Sebagai contohnya
Unsur silikon (Si)
Silikon dalam bentuk bubuk mudah terbakar.
Silikon tetraklorida (SiCl4)
SiCl4 menyebabkan keracunan melalui mulut dan pernapasan.
Silikon tetrahidrat (SiH4)
SiH4 menyebabkan kebakaran, karena mudah terbakar secara spontan
di udara.
Unsur belerang (S)
Unsur belerang uapnya beracun terhadap organisme rendah (jamur),
mudah terbakar, dan meledak dalam bentuk mesin.
Belerangdioksida (SO2)
Gas SO2 di udara bereaksi dengan air, membentuk H2SO4. Peristiwa ini
mengakibatkan hujan asam. Hujan asam dapat merusak tanaman,
mempercepat terjadinya korosi dan menyebabkan iritasi kulit dan
jaringan tubuh.
Unsur oksigen (O2)
Gas oksigen menyebabkan bahaya kebakaran. Oksigen dalam bentuk
cair menyebabkan iritasi pada kulit. Oksigen berlebihan menyebabkan
buah-buahan dan sayur-sayuran menjadi cepat busuk. Alat-alat dari
logam terkena oksigen mudah mengalami korosi.
Ozon (O3)
Ozon di udara yang berasal dari smog fotokimia bersifat racun (jika
kadarnya lebih besar dari 20 bpj).
2. Saran dan kritik
Kami berharap dengan penyajian data secara mendalam tentang unsur-unsur kimia diatas
supaya kita lebih memahami. Dan juga jika ada kerugian pemakaian unsur-unsur di atas supaya lebih
berhati-hati dalam menggunakannya. Dan akhir kata, Dalam pembuatan makalah ini mungkin masih
dalam tahap penyempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik para pembaca sangat kami harapkan
untuk melengkapi kesempurnaan makalah ini.
BAB IV
DAFTAR PUSTAKA
Anshryirfan. Penuntun belajar kimia.januari 1988.ganeca axact bandung.
Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta : Kanisius
Hutagalung, Horas P, Deddy Setiapermana, dan Hadi Riyono. 1997. Metode Analisis Air Laut,
Sedimen, dan Biota. Jakarta : Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.
Odum, Eugene P. 1993. Dasar – Dasar Ekologi. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada
Harpasis. 2006. KIMIA LAUT Proses Fisik Kimia dan Interaksinya dengan Lingkungan.
http://biologigonz.blogspot.com/2009/12/daur-phospor.html
http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/fosfor/
http:/anorganik/Fosfor Dan Bahaya Bom Fosfor « chemistry for peace not for war.html
http:/anorganik/fosfat.html