UNSUR-UNSUR GOLONGAN UTAMA IIADITYA ACHMAL

NI KOMANG AYU FEBI W.

NISRINA AMALIN

RAHMAD ANANDA

WIRDASHARI KASPANDANI

UNSUR-UNSUR GOLONGAN UTAMA II

KarbonKarbon

NitrogenNitrogen

SulfurSulfur

Hidrogen

Hidrogen

Oksigen

Oksigen

??

KARBON (C)KELIMPAHAN KARBON• karbon merupakan unsur paling berl impah

kedua (sekitar 18,5%) setelah oksigen• paling stabil di antara unsur-unsur yang lain,

sehingga di jadikan patokan dalam mengukur satuan massa atom

• Karbon memil iki nomor atom 6 dan nomor massa 12,011, terletak pada golongan 4A atau 14 dan terdapat dalam periode 2 dan blok p

Sifat Fisik Karbon ©Karbon mempunyai dua bentuk kristalin yaitu intan dan grafit.

intan lebih rapat daripada grafit(3,51 g cm-3, 2,22 g cm-3). Titik leleh dan t it ik didih dari karbon sangat tinggi.atom karbon

sangat keci l apabila dibandingkan dengan atom-atom lainnya karena atom-atomnya berada dalam keadaan oksidasi posit if . Karena rapatan muatan karbon, ion-ionnya t idak terdapat sebagai partikel yang berdir i sendir i dalam senyawa, tetapi tertahan dengan ikatan kovalen.karbon merupakan zat padat yang tegar, yang biasa dianggap sebagai molekul-molekul raksasa yang terdiri dari banyak sekali atom.

Sifat Kimia Karbon ©• Karbon sangat tak reaktif pada suhu biasa

• tidak ada kecenderungan dari atom-atom karbon untuk kehilangan elektron-elektron terluar dan membentuk kation sederhana seperti C4+.

Allotropi Karbon1. Grafit

• tersusun atas lapisan heksagonal.

• Setiap lapisan tersebut di ikat oleh ikatan yang relatif lemah yakni gaya van der Waals

• Grafit merupakan penghantar kalor dan l istr ik yang baik

• Grafit digunakan sebagai nahan isi pensil dan bahan pelumas.

2. Intan

• tersusun secara tetrahedral

• intan industrial kini secara komersial banyak dihasilkan dengan proses pada suhu t inggi dan tekanan t inggi dari grafit dengan katalis logam

• Intan bukan merupakan konduktor l istr ik, karena terikat secara tetap

• Intan banyak terdapat di Martapura, Kal-Sel. Intan digunakan sebagai perhiasan yang bernilai mewah.

3. Karbon Amorf

• Kokas atau batu bara

• Black Carbon

• Arang

PROSES PEMBUATAN KARBON

• Karbon monoksida(CO)Karbon monoksida dapat dibuat secara komersi l dengan hidrogen melalui

pembentukan uap kembali atau pembakaran sebagian hidrokarbon dengan reaksi

CO2 + H2 → CO + H2O

Gas ini t idak berwarna dan mempunyai t i t ik didih -190. Dapat digunakan sebagai bahan bakar industr i melalui reaksi

2CO(g) +O2(g)→2CO2(g)

• Karbon dioksida (CO2)

dapat dibuat dengan membakar karbon senyawa hidrokarbon, atau gas CO dengan oksigen yang cukup.

C + O2 → CO2

CH4 + 2O2 → CO2 + H2O

2CO + O2 → 2CO2

Dilaboratorium gas CO2 dapat dibuat dengan mereaksikan garam karbonat dengan asam seperti :

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

• Karbonat dan Bikarbonat

Karbonat dan bikarbonat adalah senyawa yang melimpah dan sangat berguna serta terkenal. Kebanyakan karbonat hanya sedikit larut dalam air . Misalnya CaCO3, BaCO3, MgCO3 dan PbCO3. Banyak bikarbonat hanya stabil dalam larutan air . Contohnya ialah Ca(HCO3)2, Mg(HCO3. Semua logam IA kecuali Lit ium membentuk karbonat yang larut, dimana yang pal ing murah dan berguna adalah NaHCO3 (Soda kue), Na2CO3(Soda abu).

• Karbon Disulfida(CS2)

CS2 adalah cairan yang mudah terbakar dan dapat dipakai sebagai bahan pembuat CCl4,dengan reaksi :

CS2 + 3Cl2 → CCl4 +S2Cl2

• Hidrogen Sianida (HCN)

HCN adalah senyawa gas bersifat racun,tetapi penting dalam industri seperti industr i plastik.Senyawa HCN dapat dibuat secara komersil melalui reaksi :

NH3 +CH4 → HCN + 3H2

Unsur Nitrogen (N)Kelimpahan Nitrogen

Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya

Nitrogen mengisi 78,08 persen atmosfir Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida

Sifat NitrogenNitrogen adalah zat non logam

elektronegatifitas 3.0.

Mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya.

Ikatan rangkap tiga dalam molekul gas nitrogen (N2) adalah yang terkuat.

Nitrogen mengembun pada suhu 77K (-196oC) pada tekanan atmosfir dan membeku pada suhu 63K (-210oC).

Pembuatan Nitrogen1. Pembuatan di Laboratorium

Dengan memanaskan garam amonium (biasanya NH4Cl) dan garam nitrit (biasanya NaNO2) persamaan reaksinya sebagai berikut

NH4+ (aq) + NO2- (aq) N2 (g) +2H2O(l)

2. Pembuatan Nitrogen di Industri

Bahan yang Digunakan: Udara

Proses Pembuatan Nitrogen

Pembuatan gas nitrogen di lakukan bersamaan dengan pembuatan gas oksigen karena sumbernya juga sama, yaitu udara. Udara yang mengandung 78 % gas nitrogen, didinginkan sehingga diperoleh nitrogen dan oksigen cair. Selanjutnya, cairan tersebut didisti lasi pada suhu -195,8°C. Nitrogen cair akan menguap dan terpisah dengan oksigen cair. Uap nitrogen ini , kemudian ditampung dan dapat digunakan sesuai keperluan.

Kegunaan Senyawa Nitrogen

• Digunakan sebagai bahan pembeku dalam industri pengolahan makanan.

• Pengisi bola lampu pijar

• Untuk memproduksi senyawa nitrogen, terutama pembuatan gas amoniak dan pupuk nitrogen.

UNSUR SULFURKelimpahan Sulfur• Belerang yang diproduksi oleh aktivitas gunung

berapi adalah belerang bert ipe Sublimasi. Belerang ini bermanfaat untuk industri pupuk, kertas, cat, plastik, bahan sintetis, pengolahan minyak bumi, industri karet dan ban, industri gula pasir, aki/accu , bahan peledak, pertenunan, f i lm dan fotografi , industri logam, dan baja.

• Belerang yang dihasilkan dari letusan gunung berapi akan tersebar ke atmosfer dan ini akan berguna sebagai peremajaan lapisan atmosfer

Sifat Fisik SulfurKristal belerang berwarna kuning, kuning kegelapan

dan kehitama-hitaman (karena pengaruh unsur pengotornya)

• Berat jenis : 2,05-2,09

• Kekerasan : 1,5-2,5 (skala Mohs)

• Ketahanan : Mudah hancur (britt le)

• Penghantar l istr ik dan panas yang buruk

SIFAT KIMIA SULFUR

• Bukan logam

• Konfigurasi elektron [Ne] 3s23p4

PROSES PEMBUATAN SULFUR

Pengolahan Unsur dan Senyawa

Proses Frasch merupakan suatu proses pengeboran yang ditujukan untuk mendapatkan kembali simpanan belerang yang terkandung di dalam tanah.

KEGUNAAN BELERANG

• Belerang yang bertipe Sublimasi akan tersebar ke atmosfer dan ini akan berguna sebagai peremajaan lapisan atmosfer. Maka polusi yang terjadi dan merusak atmosfer akan diperbaiki oleh uap belerang yang terjadi akibat letusan gunung berapi

• Belerang adalah unsur utama dalam membuat asam sulfa t

• Pada industri ban, belerang digunakan untuk vulkanisasi karet yang bertujuan agar ban semakin kuat

• Belerang ini bermanfaat juga untuk industr i pupuk, kertas, cat, plastik, bahan sintetis, pengolahan minyak bumi, industri gula pasir, aki/accu , bahan peledak, pertenunan, f i lm dan fotografi, industri logam, dan baja. Dalam pembuatan korek api Sulfur yang digunakan Sb2S3.

UNSUR HIDROGEN Kelimpahan HidrogenHidrogen terdapat dalam keadaan bebasnya banyak

ditemukan pada gas yang dikeluarkan oleh gunung berapi dan dibeberapa tempat penyulingan gas alam

Dalam atmosfer bumi kandungan hydrogen diperkirakan antara 15000-20000 (dalam jumlah molekul), dan nilai ini naik dengan naiknya ketinggian atmosfer. Dan air merupakan sumber hydrogen yang murah selain dari senyawa hidrokarbon.

Sifat FisikaTitik lebur : -259,140CTitik didih : -252,87 0CWarna                                                : t idak berwarnaBau                                                         : t idak berbauDensitas                                           : 0,08988 g/cm3 pada 293 KKapasitas panas                   : 14,304 J/Gk

Sifat KimiaJumlah kulit                                   : 1Biloks minimum                   : -1Elektronegatif i tas               : 2,18 (skala Pauli)Konfig electron : 1s1Biloks maksimum            : 1Volume polarisasi             : 0,7 Å3Struktur                                             : hcp (hexagonal close

packed)

Pengolahan Hidrogen

Skala LaboratoriumDalam skala laboratorium hydrogen biasanya dibuat dari hasi l samping reaksi

tertentu misalnya mereaksikan logam dengan asam seperti mereaksikan antara besi dengan asam sulfat.

Fe(s)  + H2SO4(aq)         ->             FeSO4(aq)  + H2(g)

Sejumlah keci l hydrogen dapat juga diperoleh dengan mereaksikan kalsium hidrida dengan air. Reaksi ini sangat efisien dimana 50% gas hydrogen yang dihasi lkan diperoleh dari air.

CaH2(s)  + 2 H2O(l)           ->       Ca(OH)2(aq)  + 2 H2(g)

Skala IndustriDalam skala industri hydrogen dapat dibuat dari hidrokarbon, dari produksi

secara biologi melalui bantuan alga dan bakteri, melalui elektrolisis, ataupun termolisis. Dengan metode ini bisa dihasi lkan hydrogen dalam jumlah yang melimpah sehingga metode yang lain perlu dikembangkan lagi akar meningkatkan nilai ekonomi hydrogen.

Pembuatan Hidrogen dari Hidrokarbon Pembuatan hydrogen dari hidrokarbon menghasilkan gas CO2, sehingga

CO2 ini dalam prosesnya dapat dipisahkan. Produksi komersial hydrogen menggunakan proses “steam reforming” menggunakan methanol atau gas alam dan menghasilkan apa yang disebut sebagai syngas yaitu campuran gas H2 dan CO.

CH4  +  H2O       ->       3H2 + CO  + 191,7 kJ/mol

Pembuatan Hidrogen dari air Melalui elektrol isis menggunakan suplai energi yang dapat diperbaharuhi misalnya angina,

hydropower, atau turbin. Dengan cara elektrolisis maka produksi yang dijalankan tidak akan menghasi lkan polusi

Pembuatan hydrogen melalui proses biologi Beberapa macam alga dapat menghasilkan gas hydrogen sebagai akibat

proses metabolismenya. Produksi secara biologi ini dapat di lakukan dalam bioreactor yang mensuplay kebutuhan alga seperti hidrokarbon dan dari hasi l reaksi menghasi lkan H2 dan CO2 Dengan menggunakan metode tertentu CO2 dapat dipisahkan sehingga kita

hanya mendapatkan gas H2nya saja.

KEGUNAAN SENYAWA HIDROGEN

• Dibidang Industri . Penggunaan terbesar hydrogen adalah untuk proses peng-upgrading-an bahan bakar fosil dan untuk pembuatan gas NH3 sebagai bahan dasar untuk industri pupuk. Dalam industri makanan hydrogen banyak dipakai untuk meningkatkan kejenuhan minyak menjadi lemak seperti banyak dipergunakan dalam industri margarine

• Di bidang fisika dan tekhnik, Karena hydrogen sangat ringan maka banyak dipakaisebagai “gas pengangkat” dalam balon dan pesawat udara kecil untuk tujuan penelit ian.

• Hidrogen di campur dengan nitrogen dipakai sebagai gas pelaca kebocoran yang dapat diaplikasikan dalam bidang otomotif, kimia, stasiun pembangkit l istrik, aerospace, dan telekomonikasi.

UNSUR OKSIGENSifat Kimia• Konfigurasi elektron [He] 2s2 2p4 (golongan VIA periode 2)

• Nomor atom 8 dan bernomor massa (Ar) 16.

• Adalah gas dengan struktur kristal berbentuk kubus, dan memiliki bilangan oksidasi (biloks) -2

• Elektronegativitas 3,44 (skala Pauling)

• Jari-jari atom 48pm

SIFAT FISIK

Tidak berwarnaNamun dalam wujud padat dan cair, oksigen berwarna

kebiruan (disebabkan karena penyerapan warna merah)

Gas dengan massa jenis sebesar 1,429 gr/L ini mengembun pada suhu 90,20 K ; dan membeku pada suhu sebesar 54,36 K.

Kapasitas kalor 29.378 J/mol K.Kalor peleburan sebesar 0,444 kJ/molKalor penguapan 6,82 kJ/mol

PEMBENTUKAN OKSIGEN

Fotosintesis : 6H2O + 6CO2 + cahaya ---> C6H12O6 (glukosa) + 6O2

Hidrolisis : 2H2O ---> 2H2+ O2

Dekomposisi : H2O2 --> H2O + ½ O2 + 23.45 kcal/mol

Destilasi udara cair :

• Udara mengandung kira-kira 21% O2, 78% N2 dan 1% gas lainnya didinginkan hingga suhu -200 derajat Celsius dengan tekanan tinggi sehingga udara mencair.

• Kemudian udara cair tersebut secara berangsur-angsur dipanaskan.

• Pada suhu -195,8 derajat Celcius, nitrogen akan menguap, dan selanjutnya dipisahkan

• Pada suhu -183 derajat Celsius, oksigen cair akan menguap dan selanjutnya dipisahkan dari gas lainnya.

KELIMPAHAN OKSIGEN

Ke-2 terbanyak di atmosfer yakni 20,1%

komponen utama dalam samudera (88,8% berdasarkan massa)

Berdasarkan massa, oksigen mengisi 49,2% kerak bumi

Pengolahan Unsur Dan Senyawa

Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Teknologi yang banyak digunakan adalah auto oksidasi Anthraquinone. H2O2 tidak berwarna, berbau. Dengan reaksi sebagai berikut:

½O2 + H2O H2O2

TERIMA KASIH