Sifat-sifat unsur Halogen


Larutan klorin, bromin, iodin dalam air (bagian bawah), dan dalam sikloheksana (bagian atas)
*fineartamerica.com

Sifat-sifat unsur sangat ditentukan oleh konfigurasi elektronnya. Unsur-unsur dalam sistem periodik disusun menurut kenaikan nomor atom dan berdasarkan konfigurasi elektronnya. Unsur-unsur yang memiliki susunan elektron terluar sama memiliki sifat kimia yang sama dan dimasukkan dalam satu golongan, dan unsur-unsur yang memiliki jumlah kulit yang sama dimasukkan dalam satu periode. Pada bagian ini akan dibahas sifat-sifat unsur golongan halogen. Sifat-sifat tersebut meliputi sifat fisis dan sifat kimia, seperti penampilan, kelarutan, titik didih, titik leleh, kekerasan, jari-jari atom, kereaktifan, dan sifat khusus lainnya.

Unsur-unsur halogen dalam sistem periodik menempati golongan VIIA yang terdiri dari unsur Fluor (F), Klor (Cl), Brom (Br), Yod (I), dan Astatin (At). Unsur-unsur golongan VIIA disebut unsur halogen artinya pembentuk garam. fluor, klor, brom, dan iod, tidak pernah ditemukan dalam keadaan bebas di alam karena tingkat reaktifitasnya yang sangat tinggi. Oleh karena itu, halogen hanya ditemukan sebagai anion dalam bentuk garam dan mineral. Halogen juga terdapat dalam bentuk molekul diatomik. konfigurasi elektron valensi Halogen adalah ns2 np5. unsur Astatin tidak dibahas karena bersifat radioaktif dengan waktu paruh pendek sehingga jarang ditentukan dan sifat-sifatnya belum banyak diketahui.

 A. Sifat-sifat Fisis


Tabel Sifat-sifat fisis unsur halogen


Berdasarkan tabel tampak bahwa titik didih dan titik leleh naik seiring dengan bertambahnya nomor atom. Hal ini karena fakta menunjukkan bahwa molekul-molekul yang lebih besar mempunyai gaya tarik-menarik Van der Waals yang lebih besar daripada yang dimiliki molekul-molekul yang lebih kecil.  Kecuali gas mulia, halogen mempunyai energi ionisasi dan elektronegatifitas yang paling tinggi dari golongan unsur manapun. Dari unsur golongan VII A, fluorlah yang paling erat mengikat elektron-elektronnya, dan iod yang paling lemah. Kecenderungan ini bisa dikaitkan dengan ukuran atom halogen (Keenan, dkk, 1992: 228)

1. Wujud halogen
Unsur halogen berupa molekul diatomik (X2) dengan energi ikatan X - X berkurang dari Cl2 sampai I2, seiring dengan pertambahan jari-jari atomnya. Semakin panjang jari-jari atom semakin lemah ikatan antaratom sehingga semakin mudah diputuskan akibatnya energi ikatan makin rendah. Energi ikatan F - F lebih kecil dibanding dengan energi ikatan Cl - Cl dan Br - Br, hal ini berhubungan dengan kereaktifan F2. Semakin reaktif molekul X2 menyebabkan ikatan semakin mudah diputuskan sehingga energi ikatan relatif kecil.

2. Titik Cair dan Titik Didih
Titik cair dan titik didih halogen meningkat dengan bertambahnya nomor atom. Hal ini disebabkan semakin bertambahnya gaya dispersi  antarmolekul halogen sesuai bertambahnya massa molekul relatif (Mr). Sesuai titik cair dan titik didihnya, maka wujud halogen pada suhu kamar bervariasi, F2 dan Cl2 berupa gas, Br2 cair, dan I2 padat.

3. Warna
Unsur-unsur halogen dapat dikenali dari bau dan warnanya karena berbau merangsang. Fluor berwarna kuning muda, klor hijau kekuningan, Brom cokelat, dan yod berwarna ungu.
 
Gambar gas Fluorin
Gas fluorin

Gambar gas klorin
Gas klorin

Gambar bromin
Bromin

gambar iodin
Iodin/iodium/yod

Iodin yang direaksikan dengan Zinc

4. Kelarutan
Kelarutan halogen dari fluor sampai yod dalam air semakin berkurang.
Fluor selain larut juga bereaksi dengan air.
2F2(g) + 2H2O(l) 4HF(aq) + O2(g)

Yod sukar larut dalam air, tetapi mudah larut dalam larutan yang mengandung ion Ikarena membentuk ion poliiodida I3, misalnya I2 larut dalam larutan KI.
I2(s) + KI(aq) → KI3(aq)

Karena molekul halogen nonpolar sehingga lebih mudah larut dalam pelarut nonpolar, misalnya CCl4, aseton, kloroform, dan sebagainya.

B. Sifat-sifat Kimia


Unsur-unsur halogen adalah unsur-unsur yang reaktif, hal ini terbukti keberadaan halogen di alam sebagai senyawa. Kereaktifan halogen dipengaruhi kelektronegatifannya. Semakin besar kelektronegatifan semakin reaktif karena semakin mudah menarik elektron. Selain dipengaruhi keelektronegatifan, kereaktifan halogen juga dipengaruhi oleh energi ikatan halogen. Semakin kecil energi ikatan halogen, semakin mudah diputuskan ikatan tersebut sehingga makin reaktif halogen. Dengan melihat data keelektronegatifan dan energi ikat halogen, dapat disimpulkan kereaktifan halogen dari atas ke bawah semakin berkurang.

Molekul fluor yang beratom dua (diatom) F2 merupakan zat pengoksidasi yang lebih kuat daripada unsur lain yang manapun dalam keadaan normalnya. Baik fluor maupun klor membantu reaksi pembakaran dengan cara yang sama seperti oksigen. Hidrogen dan logam-logam aktif terbakar dalam salah satu gas tersebut dengan membebaskan panas dan cahaya. Reaktivitas fluor yang lebih besar dibanding klor terungkap oleh fakta bahwa bahan-bahan yang biasa termasuk kayu dan beberapa plastik akan menyala dalam atmosfer fluor.

Keempat unsur halogen tersebut semuanya sangat merangsang sekali terhadap hidung dan tenggorokan. Brom, suatu cairan yang merah tua, pada suhu kamar mempunyai tekanan uap yang tinggi. Brom cair merupakan salah satu reagen kimia yang paling berbahaya karena efek uap tersebut terhadap mata dan saluran hidung. Klor dan fluor harus digunakan hanya dalam kamar asam dan dalam ruangan dengan pertukaran udara (ventilasi) yang baik. Beberapa hisapan klor pada 1.000 ppm bersama napas kita akan mematikan. Semua halogen harus disimpan jauh dari kontak dengan zat-zat yang dapat dioksidasi (Keenan, 1992: 229).

Reaksi-reaksi halogen sebagai berikut.
a. Reaksi Halogen dengan Logam
Halogen bereaksi dengan semua logam dalam sistem periodik unsur membentuk halida logam. Jika bereaksi dengan logam alkali dan alkali tanah, hasilnya (halida logam) dapat dengan mudah diperkirakan, sedangkan bila bereaksi dengan logam transisi, produk (halida logam) yang terbentuk tergantung pada kondisi reaksi dan jumlah reaktannya (Mc. Murry dan Fay, 2000: 226).
Reaksi: 2 M + n X2 ⎯⎯→ 2 MXn,
dengan:
M = logam
X = F, Cl, Br, I
Tidak seperti unsur logam, semakin ke bawah halogen menjadi kurang reaktif karena afinitas elektronnya semakin berkurang, atau dengan kata lain F2 > Cl2 > Br2 > I2 (Mc. Murry dan Fay, 2000: 227).

b. Reaksi Halogen dengan Hidrogen
Halogen bereaksi dengan gas hidrogen membentuk hidrogen halida (HX). Hidrogen halida sangat berharga karena bersifat asam jika dilarutkan dalam air. Kecuali hidrogen fluorida, semua hidrogen halida yang lain merupakan asam kuat jika dimasukkan ke dalam larutan .
Reaksi:
H2(g) + X2 2 HX(g),
dengan:
X = F, Cl, Br, I

c. Reaksi Halogen dengan Halogen Lain
Unsur golongan halogen bersifat oksidator. Urutan kekuatan oksidator halogen dapat dilihat dari data potensial reduksinya:
F2 + 2 e 2 F ;         E° = +2,87 V
Cl2 + 2 e 2 Cl ;      E° = +1,36 V
Br2 + 2 e 2 Br ;     E° = +1,07 V
I2 + 2 e 2 I ;           E° = +0,54 V

Berdasarkan data tersebut, makin ke atas, daya oksidasinya (oksidator) makin kuat. Data ini dapat digunakan untuk memperkirakan apakah reaksi halogen dengan senyawa halida dapat berlangsung atau tidak. Caranya dengan menghitung potensial sel, jika harga potensial sel positif berarti reaksi berlangsung dan jika harga potensial sel negatif berarti reaksi tidak berlangsung.

Halogen (yang bebas/diatomik) yang berada di atas dapat bereaksi dengan halida (senyawa/ ion halida) yang berada di bawahnya. Contoh reaksi berlangsung:
F2 + 2 Cl 2 F + Cl2
Cl2 + 2 I 2 Cl + I2
F2 + 2 Br 2 F + Br2
Cl2 + 2 NaBr 2 NaCl + Br2
Br2 + 2 KI 2 KBr + I2

Jika halogen yang bebas berada di bawah senyawa/ion halida, maka reaksi tidak berlangsung.
Contoh reaksi tidak berlangsung:
Cl2 + 2 F        reaksi tidak berlangsung
I2 + 2 Cl         reaksi tidak berlangsung
Br2 + CaF2      reaksi tidak berlangsung
I2 + 2 KBr        reaksi tidak berlangsung

Secara sederhana halogen yang di atas dapat mendesak/mengusir halida yang di bawahnya, seperti atasan dapat mengusir bawahannya. Halogen di bawah tidak dapat mendesak/ mengusir halida yang di atasnya, seperti bawahan tidak dapat mengusir atasannya.

Unsur Halogen Mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu, kecuali fluor.

Tabel Bilangan oksidasi unsur halogen


Asam oksihalida bersifat sebagai zat pengoksidasi (oksidator). Makin banyak atom O yang diikat, oksidator makin kuat. Sifat asam dari oksihalida akan bertambah kuat dengan bertambahnya jumlah atom O. Jadi, urutan kekuatan asam: HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4.
Previous
Next Post »