Konfigurasi elekronSifat-sifat fisis halogen a. struktur halogen b. Wujud, warna, titik didih & leleh, dan aroma halogen c. Kelarutan halogen Sifat-sifat kimia halogen a. Kereaktifan halogen b. Reaksi-reaksi dari halogen (reactions of group VII elements) * reaksi dengan : logam, non logam & metaloid, hidrokarbon, air, basa, ion halida, antar halogen, hidrogen, pendesakan antar halogen (displacement reactions)Pembuatan halogenKegunaan halogen

Konfigurasi elekron group VII elements :

9F = [2He] 2s2 2p5

17Cl = [10Ne] 3s2 3p5

35Br = [18Ar] 3d10 4s2 4p5

53I = [36Kr] 4d10 5s2 5p5

85At = [54Xe] 4f14 5d10 6s2 6p5

Jumlah elektron valensinya ada 7. Untuk mencapai konfigurasi elektron oktet memerlukan 1 elektron membentuk halida : X + 1 e X- disebut unsur halogen karena .... Group VII elements sangat reaktif sehingga di alam ditemukannya dalam bentuk senyawa. Contoh : fluorin dalam mineral fluorspar (CaF2), kriolit (Na3AlF6), fluoroapatit (Ca3(PO4)2.3CaF2)

Sifat-sifat fisis halogen a. struktur halogen dalam bentuk unsur, spesinya berupa molekul diatomik (X2) kestabilan molekul X2 dari Cl2 ke I2 makin berkurang tapi justru F2 yang paling reaktif. b. Wujud, warna, titik didih & leleh, dan aroma halogen

F2 Cl2 Br2 I2 RTPgasgascairpadatWarnapale yellowLight greenOrange/brownP : grey/blackG : purpleMelting boiling point (0 C)-220-188-101-35-759114184AromaBerbau merangsang, tajam/menusuk, dan beracun

Titik leleh dan titik didih.dari atas ke bawah, titik leleh dan titik didihnya makin besar karena semakin besar Mr maka gaya tarik antar molekul halogen (gaya dispersi/london/dipol sesaat-dipol terimbas) makin kuat. Akibatnya akan makin sulit untuk memutuskan ikatannya sehingga titik didihnya semakin besar.c. Kelarutan halogen X2 jenis ikatannya kovalen non polar : lebih mudah larut dalam pelarut non polar (CCl4 ,CHCl3, sikloheksana). juga dapat larut dalam pelarut polar (air) Dari atas (F2) ke bawah (I2), kelarutan X2 dalam air makin berkurang yang juga disertai dengan reaksi kimia. Dibahas lebih lanjut di sifat-sifat kimia : reaksi dengan air

Sifat-sifat kimia halogen a. Kereaktifan halogen berkaitan dengan afinitas elektronnya, proses pemutusan ikatannya (Energi ikat), dan keelektronegatifannya. pengertian AE : energi yang menyertai penyerapan 1 elektron oleh suatu atom (gas) sehingga terbentuk ion bermuatan -1. Nilai AE : + jika saat menyerap 1 elektron disertai penyerapan energi. - jika saat menyerap 1 elektron disertai pembebasan energi. jadi semakin nilai AEnya maka semakin besar kecenderungan atom tersebut untuk menyerap elektron. Nilai AE pada group VII elements : F(g) + 1e F-(g) AE = -328 KJ/mol

Cl(g) + 1e Cl-(g) AE = -349 KJ/mol

Br(g) + 1e Br-(g) AE = -325 KJ/mol

I(g) + 1e I-(g) AE = -295 KJ/mol

dari Cl ke I, nilai AEnya makin berkurang karena bertambahnya jari-jari atom sehingga gaya tarik inti terhadap elektron valensi makin lemah. Tapi ada penyimpangan yaitu: AE fluorin < AE klorin karena volum atom fluorin kecil sehingga kepadatan elektron lebih besar. Hal ini membuat gaya tolak menolak antar elektron menjadi cukup besar sehingga E potensial fluorin saat menyerap 1 e menjadi relatif kecil. Meski AE fluorin kecil, tapi lebih reaktif dibanding klorin karena berkaitan dengan Energi ikat. Ikatan F-F lebih mudah diputus dibanding Cl-Cl.Jika nilai AE dan Energi ikat digabungkan, maka reaksi F2 lebih reaktif dibanding Cl2.

Perhitungannya : F2 (g) 2 F(g) EI = + 155 kJ 2F(g) + 2e 2F- (g) AE = -328 kJ---------------------------------- + F2 (g) + 2e 2F-(g) H = -173 kJ

Cl2 (g) 2 Cl(g) EI = + 242 kJ 2Cl(g) + 2e 2Cl- (g) AE = -349 kJ---------------------------------- + Cl2 (g) + 2e 2Cl-(g) H = -107 kJ

Sifat lain yang mencerminkan kereaktifan halogen : keelektronegatifan, yaitu dari I ke F makin bertambah.

b. Reaksi-reaksi dari halogen (reactions of group VII elements) b.1 Reaksi dengan logam Halogen bereaksi dengan sebagian besar logam menghasilkan logam halida dengan oxidation number (biloks) of metal tertinggi. for example : 2Al + 3 Br2 2AlBr3 Fe + Cl2 ... b.2 Reaksi dengan non logam dan metaloid for example : S + 2Cl2 SCl4 Si + F2 ... B + F2 ...

b.3 Reaksi dengan hidrokarbon Jenis reaksi : substitusi yaitu atom-atom H pada alkana diganti dengan halogen (F, Cl, Br, I). F2 bereaksi hebat dengan CxHy I2 tidak bereaksi dengan CxHy for example : CH4 + 1Br2 CH3Br + HBr

CH4 + 3Br2 ... + HBr

CH3CH2CH3 + 1Cl2 ... + HCl

CH3CH(CH3 )-CH3 + 1Br2 ... + HBr

b.4 Reaksi dengan air Kelarutan halogen (X2) dalam air juga disertai reaksi kimia yaitu X2 bereaksi mengoksidasi atom O dari air. dari atas (F2) ke bawah (I2) kereaktifan berkurang : 2F2 + 2H2O 4HF + O2 (bereaksi hebat dan membebaskan O2) Cl2 dan Br2 mengalami reaksi disproporsionasi : Cl2 + H2O HCl + HClO Br2 + H2O HBr + HBrO I2 + H2O tidak bereaksi I2 + I- I3- (ion poliiodida) I3- mudah terurai kembali membentuk I2. I2 jika dilarutkan dalam pelarut yang mengandung O akan berwarna coklat (air, alkohol, eter) dan yang tanpa O berwarna merah ungu.

Catatan: HF(aq) tidak boleh disimpan dalam botol kaca. alasannya : ... reaksinya : ...Larutan klorin dalam air disebut aqua klorata (air klor) danLarutan bromin dalam air disebut aqua bromata (air brom).Air klor dan air brom bertindak sebagai oksidator baik langsung maupun tak langsung.Langsung : air klor dimasukkan dalam larutan Fe2+ Cl2 + 2Fe2+ Fe3+ + 2Cl-

Tak langsung : air klor dimasukkan dalam P2O3 kemudian P2O3 akan dioksidasi menjadi P2O5.Tahapan reaksinya :Tahap 1 : 2Cl2 + 2H2O 4HCl + O2 Tahap 2 : P2O3 + O2 P2O5 ______________________________________________________________ +

2Cl2 + 2H2O + P2O3 4HCl + P2O5Pada reaksi ini P2O3 tidak dioksidasi langsung oleh air klor tetapi oleh O2 yang terbentuk karena adanya air klor.

b.5 Reaksi dengan basa Cl2, Br2, I2 mengalami reaksi disproporsionasi. Jika Cl2 dialirkan ke dalam larutan basa alkali pada suhu 15 0C akan bereaksi membentuk NaCl,NaClO, dan air. equation for reaction : ....

Jika Cl2 dialirkan ke dalam larutan basa alkali pada suhu 70 0C akan bereaksi membentuk NaCl,NaClO3, dan air. equation for reaction : ....

b.6 Reaksi-reaksi dengan ion halida (X-) Untuk mengetahui adanya ion Cl-/Br-/I- dalam suatu senyawa yang tidak diketahui, dapat diuji kimia secara sederhana: X-(aq) + AgNO3(aq) AgX(s) + NO3-(aq)

ionWarna endapan AgX saat X- + AgNO3Dampak pd pengendapan saat + larutan NH3 encerDampak pd pengendapan saat+ larutan NH3 pekatCl-White (AgCl)DissolvesDissolvesBr-Cream (AgBr)Remains insolubleDissolvesI-Pale yellow (AgI)Remains insolubleRemains insoluble

a

AgCl + NH4OH encer ... + H2O senyawa kompleks diamin perak(I) klorida

AgBr + NH4OH pekat ... + H2O senyawa kompleks diamin perak(I) bromida Kegunaan senyawa komplek sebagai zat pigmen dalam industri cat, tinta cetak, pewarna tekstil, dll.

ionWarna endapan AgX pada + AgNO3Dampak pd pengendapan saat + larutan NH3 encerDampak pd pengendapan saat+ larutan NH3 pekatCl-White (AgCl)DissolvesDissolvesBr-Cream (AgBr)Remains insolubleDissolvesI-Pale yellow (AgI)Remains insolubleRemains insoluble

Reaksi-reaksi dari ion halida (X-) dengan concentrated sulfuric acid (asam sulfat pekat) menghasilkan gas beracun.

reaksinya dilakukan di a fume cupboard CaF2(s) + H2SO4(p) CaSO4(s) + HF(g) NaCl(s) + H2SO4(p) NaHSO4(s) + HCl(g) (white fumes) NaBr(s) + H2SO4(p) NaHSO4(s) + HBr(g) reaksi ini berlanjut : HBr mengalami r. Oksidasi yaitu: 2HBr(g) + H2SO4(p) Br2(g) + SO2(g) + 2H2O(l) reddish brown

NaI (s) + H2SO4(p) NaHSO4(s) + HI(g) reaksi ini berlanjut : HI mengalami r.oksidasi yaitu: 2HI(g) + H2SO4(p) I2(g) + SO2(g) + 2H2O(l) 6HI(g) + H2SO4(p) 3 I2(g) + S(s) + 4H2O(l) yellow solid

8HI(g) + H2SO4(p) 4 I2(g) + H2S(g) + 4H2O(l) strong smell (seperti telur busuk)

b.7 Reaksi pendesakan antar halogen Kekuatan sifat oksidator dari atas ke bawah makin lemah. Hal ini mengakibatkan halogen yang ada di atas dapat mendesak ion halida dalam senyawa yang ada di bawahnya. Contoh : F2 + KCl KF + Cl2 Cl2 + KBr KCl + Br2 I2 + NaCl tidak bereaksi

X2 X- F-Cl-Br-I-F2Cl2Br2I2

b.8 Reaksi antar halogen Reaksinya : X2 + nY2 .... Catatan : Y adalah unsur yang lebih elektronegatif dengan n = 1,3,5,7 Produk akan lebih mudah terbentuk jika dengan F2 Cl2 hanya membentuk senyawa .... dan .... Br2 hanya membentuk senyawa ...., ...., dan .... I2 dapat membentuk senyawa ...., ...., ....., dan ...

equation for reaction : a. Cl2 + .... ..... Cl2 + .... .....

b. Br2 + .... ..... Br2 + .... ..... Br2 + .... .....

c. I2 + .... ..... I2 + .... ..... I2 + .... ..... I2 + .... .....

b.9 Reaksi dengan hidrogen Semua halogen (X2) + H2 2 HX The trend in reactivity is illustrated by their reactions

Pembentukan HX bergantung pada suhu : HI dapat terurai dengan cara memasukkan kawat panas berpijar (berwarna merah) ke dalam sampel HI(g) : HI(g) H2(g) + I2(g) nyala ungu

HBr lebih tahan terhadap pemanasan (tidak mudah terurai) dibandingkan dengan HI : sampel HBr yang terurai 10%For example : Pada T = 430 0C sampel HI yang terurai 20%

HCl dan HF tidak dapat terurai sampai pada T= 1500 0C

Jadi, dari atas (HF) ke bawah (HI) makin tidak stabil/makin mudah terurai.Penjelasannya : lihat tabel hidrogen-halogen bond energies

H-X bondBond energy (kJ/mol)H-F562H-Cl431H-Br366H-I299

Gambar hubungan titik didih HX terhadap Mrnya

Q-1 : Mengapa titik didih HF lebih tinggi dari HCl ?Q-2 : Mengapa titik didih HCl< HBr < HI ?

Asam-asam halogen Ada dua macam yaitu 1. Asam halida (HX) : ...., ...., ....., ..... sifat asamnya : ........................................... alasannya : ...........................................

2. Asam halat, such as : ....................................

Oxidation number of halogen: -1, 0, +1, +3, +5, +7

O. NFluorinKlorinBrominIodin-10+1-+3---+5-+7-

Pembuatan halogen F2 dengan cara elektrolisis Cl2,Br2,I2 dengan cara elektrolisis dan reaksi oksidasi.

Fluorin dengan mengelektrolisis cairan HF dalam KF (KHF2) Persamaan reaksi : KHF2(l) KF(l) + H2(g) + F2(g)

KlorinReaksi Oksidasi a.1 Proses Deacon : mengalirkan HCl dan udara dalam katalis CuCl2 4HCl(g) + O2(g) H2O(g) + Cl2(g) a.2 Mereaksikan kaporit (kapur klor) dengan asam sulfat : CaOCl2(s) + H2SO4(aq) CaSO4(s) + Cl2(g) + H2 O(l) a.3 Mereaksikan KMnO4 dengan HCl atau K2Cr2O7 dengan HCl 2KMnO4(aq) + 16HCl(aq) 2KCl(aq) + 2MnCl2(aq) + 5Cl2(g) + 8 H2O(l)a.4 Oksidasi Cl- dengan oksidator kuat (campuran H2SO4 dg MnO2) MnO2(s) + H2SO4(aq) + NaCl(aq) MnSO4(aq) + Na2SO4(aq) + Cl2(g) + H2O(l)

b. Reaksi elektrolisis Elektrolisis cairan NaCl: NaCl(l) Na(l) + Cl2(g)

Bromin karena sifat oksidator Br2 kurang kuat,jarang dibuat seperti Cl2 tapi dengan reaksi pendesakan : Cl2(g) + Br-(aq) Cl-(aq) + Br2(l)

Iodin KI(aq) + MnO2(s) + H2SO4(aq) MnSO4(s) + K2SO4(s) + I2(s) + H2O(l)

Kegunaan halogenFluorin terdapat dalam garam klorida : NaF digunakan untuk obat anti rayap dan pengawetan kayu, ditambahkan pada pasta gigi untuk mencegah kerusakan gigi dan memperkuat email gigi.Teflon dari polimer tetra fluoro etena (C2F4) untuk lapisan anti lengket pada panci. HF untuk mengetsa (membuat ukiran) pada kaca. CFC (chloro fluoro Carbon) misalkan dalam senyawa CCl2F2 untuk pendingin AC dan kulkas, sekarang diganti HFC

b. Klorin DDT (Dichloro Diphenyl Trichloroetane) sebagai insektisida. PVC (Polivinyl Chlorida) : polimer dari vinyl klorida dalam industri plastik ((pipa, kantong plastik,pembungkus kabel). NaOCl dan CaOCl2 sebagai zat pengelantang dan desinfektan pada air minum CHCl3 sebagai pelarut Salmiak/ NH4Cl sebagai elektrolit pada baterai kering dan untuk pupuk. KClO3 untuk bahan peledak, kembang api, korek api dan obat kumur.

c. Bromin NaBr untuk obat penenang CH3Br untuk memadamkan api C2H4Br2 digunakan untuk memperbaiki mutu bensin dengan mengikat Pb AgBr sebagai zat peka cahaya dalam film (fotografi)

d. IodinKIO/NaIO3/NaI untuk mencegah gondok danketerbelakangan mentalLarutan I2 dalam alkohol untuk mengobati luka.AgI untuk pembuatan pelat film Iodoform untuk antiseptikIodin untuk menguji kadar amilum pada industri tapioka