UNSUR DAN SENYAWA HALOGEN

 

Senyawa Halogen. Garis besar materi yang akan disampaikan sebagai berikut :

Unsur halogen disebut halogen (Yunani; halogen = garam), karena umumnya ditemukan dalam bentuk garam anorganik. Hal dalam bentuk bebas selalu berupa diatomik, karena tiap atom memerlukan 1 elektron untuk membentuk ikatan kovalen.

Yang termasuk unsur Halogen adalah lima unsur yang berada pada deret ke tujuh tabel periodik unsur kimia. Masing-masing Fluor, Chlor, Brom, Iod, dan Astatin.

Unsur-unsur halogen mempunyai konfigurasi elektron ns² np⁵ dan merupakan unsur-unsur yang paling elektronegatif, oleh karena itu selalu mempunyai bilangan oksidasi (-1), kecuali fluor yang selalu univalen, unsur-unsur ini dapat juga mempunyai bilangan oksidasi (+1), (+III), (+V) dan (+VII). Bilangan oksidasi (+IV) dan (+VI) merupakan anomali, terdapat dalam oksida ClO₂, Cl₂O₆, dan BrO₃. Kecenderungan kuat dari atom F dan Cl untuk menarik elektron mengakibatkan bentuk yang sering ditemukan di alam adalah bentuk ion F^- dan Cl^-, serta kesulitan dalam pembuatan unsur murni dari bentuk ionnya.

Unsur Halogen adalah unsur yang sangat reaktif sehingga halogen ditemukan di alam dalam bentuk senyawanya, yakni:

1. Bentuk Garam

Garam dapat dibentuk dari:

a.       Halogen + unsur logam garam

b.      Contoh :

Br₂ + 2 Na _(s) à 2 NaBr _(s)

3 Cl₂ + 2 Fe _(s) à 2 FeCl_3(l)

c.       Asam halida + basa Garam Halida + air

Contoh :

HCl + NaOH à NaCl + H₂O

HBr + NaOH à NaBr + H₂O

2.      2. Bentuk Asam

a.       Asam Halida (HX)

Terbentuk dari halogen yang bereaksi dengan hydrogen membentuk hidrogen halida.

                              H₂ + X₂ à 2 HX

Contoh :

H_{2 +} Cl₂ à 2 HCl                         

H₂ + I₂ à 2 HI

Fluorin dan klorin bereaksi dengan cepat disertai ledakan, tetapi bromine dan iodine bereaksi dengan lambat.

 

 

 

Data sifat hidrogen halida

Asam Halida	% Disosiasi
HF	Sangat kecil
HCl	0,0014
HBr	0,5
HI	33

Dari data % disosiasi hidrogen halida dapat diketahui urutan keasaman hidrogen halida adalah HF < HCl < HBr < HI.

 

b.      Asam Oksihalida (HXO)

Terbentuk hanya pada halogen yang mempunyai bilangan oksidasi positif yang bereaksi dengan air.

Contoh reaksi oksida halogen dengan air:

Cl₂O + H₂O à 2 HCl

Cl₂O₃ +H₂O à 2 HClO₂

Cl₂O₅ +H₂O à 2 HClO₃

Cl₂O₇ +H₂O à 2 HClO₄

            Kekuatan asam oksi bertambah dengan bertambahnya oksigen pada asam tersebut.

                  HClO < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄

 

Bilangan oksidasi halogen, oksi halogen dan asam oksi halogen

Bilangan oksidasi	Oksidasi halogen				Asam oksi halogen			Nama umum
	F	Cl	Br	I	Cl	Br	I
+1	-	Cl2O	Br 2O	I 2O	HClO*	HBrO*	HIO*	Asam hipohalit
+3	-	Cl2O3	Br 2O3	I 2O3	HClO2*	HBrO2*	HIO2*	Asam halit
+5	-	Cl2O5	Br 2O5	I 2O5	HClO3*	HBrO3*	HIO3*	Asam halat
+7	-	Cl2O7	Br 2O7	I 2O7	HClO4*	HBrO4*	HIO4*	Asam perhalat

^*) hanya terdapat sebagian larutan encer dan tidak stabil

 

2.      3. Senyawa Antarhalogen

d    Dapat dinyatakan:
X2 + nY2 2XYn

      Halogen dengan keelektronegatifan besar + Halogen dengan Keeloktronegatiafan kecil

Antar Halogen dapat mengalami reaksi kimia. Oleh karena kekuatan oksidator menurun dari Fluor sampai Iod,Halogen dapat mengoksidasi Ion Halida yang terletak di bawahnya (displacement reaction). Dengan demikian, reaksi yang terjadi antar Halogen dapat disimpulkan dalam beberapa pernyataan di bawah ini :

1. F₂ dapat mengoksidasi Cl^- menjadi Cl₂, Br^- menjadi Br₂, serta I^- menjadi I₂.

2. Cl₂ dapat mengoksidasi Br^- menjadi Br₂, serta I^- menjadi I₂. Cl₂ tidak dapat mengoksidasi F^- menjadi F₂.

3. Br₂ dapat mengoksidasi I^- menjadi I₂. Br₂ tidak dapat mengoksidasi F^- menjadi F₂ maupun Cl^- menjadi Cl₂.

4. I₂ tidak dapat mengokisdasi F^- menjadi F₂, Cl^- menjadi Cl₂, serta Br^- menjadi Br₂.

Gas F₂ dapat diperoleh dari elektrolisis cairan (bukan larutan) Hidrogen Fluorida yang diberi sejumlah padatan Kalium Fluorida untuk meningkatkan konduktivitas pada temperatur di atas 70°C. Di katoda, ion H⁺ akan tereduksi menjadi gas H₂, sedangkan di anoda, ion F^‑ akan teroksidasi menjadi gas F₂.

Gas Cl₂ dapat di peroleh melalui elektrolisis lelehan NaCl maupun elektrolisis larutan NaCl. Melalui kedua elektrolisis tersebut, ion Cl^- akan teroksidasi membentuk gas Cl₂ di anoda. Gas Cl₂ juga dapat diperoleh melalui proses klor-alkali, yaitu elektrolisis larutan NaCl pekat (brine). Reaksi yang terjadi pada elektrolisis brine adalah sebagai berikut :

2 NaCl_(aq) +  2 H₂O_(l) ——> 2 NaOH_(aq) +  H_2(g) +  Cl_2(g)

Di laboratorium, unsur Klor, Brom, dan Iod dapat diperoleh melalui reaksi alkali halida (NaCl, NaBr, NaI) dengan asam sulfat pekat yang dipercepat dengan penambahan MnO₂ sebagai katalis. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

MnO_2(s) +  2 H₂SO_4(aq) +  2 NaCl_(aq) ——> MnSO_4(aq) +  Na₂SO_4(aq) +  2 H₂O_(l) +  Cl_2(g)

MnO_2(s) +  2 H₂SO_4(aq) +  2 NaBr_(aq) ——> MnSO_4(aq) +  Na₂SO_4(aq) +  2 H₂O_(l) +  Br_2(l)

MnO_2(s) +  2 H₂SO_4(aq) +  2 NaI_(aq) ——> MnSO_4(aq) +  Na₂SO_4(aq) +  2 H₂O_(l) +  I_2(s)

Halida dibedakan menjadi dua kategori, yaitu halida ionik dan halida kovalen. Fluorida dan klorida dari unsur logam, terutama unsur Alkali dan Alkali Tanah (kecuali Berilium) merupakan halida ionik. Sementara, flurida dan klorida dari unsur nonlogam, seperti Belerang dan Fosfat merupakan halida kovalen. Bilangan oksidasi Halogen bervariasi dari -1 hingga +7 (kecuali Fluor). Unsur Fluor yang  merupakan unsur dengan keelektronegatifan terbesar di alam, hanya memiliki bilangan oksidasi 0 (F₂) dan -1 (fluorida).

Halogen dapat bereaksi dengan Hidrogen menghasilkan Hidrogen Halida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

X_2(g) +  H_2(g) ——> 2 HX_(g)

X = F, Cl, Br, atau I

Contoh senyawa antar halogen :

Fluor lebih negative dibandingkan dengan Iodium

F^- + I⁺ à IF

3F^- + I³⁺ à IF₃

Contoh lain :

IF­₅, BrCl, BrCl₃, CIF₃, CIF, IF₇

3.      4. Oksida halogen

Semua halogen dapat membentuk senyawa oksida. Fluorin dapat membentuk oksida OF₂ dan O₂F₂ yang dikenal sebagai oksigen fluoride. Senyawa O₂F₂ dibuat dengan mengalirkan gas F₂ secara cepat melalui larutan NaOH 2%. Senyawa O₂F₂ merupakan zat padat kuning jingga yang digunakan sebagai bahan bakar roket.

            Oksida klorin lebih banyak jenisnya, yaitu Cl₂O, Cl₂O₃, ClO₂, Cl₂O₄, Cl₂O₆, dan Cl₂O₇. Oksida klorin tidak stabil dan cenderung meledak. ClO₂ merupakan oksidator sangat kuat dan digunakan untuk pemutih bubur kertas (pulp). ClO₂ dibuat sesaat akan digunakan dengan reaksi :

         2NaClO₃ + SO­₂ + H₂SO­₄ à 2ClO­₂ + 2NaHSO₄

                Iodin dapat membentuk I₂O₅ dengan memanaskan asam iodat pada suhu 240⁰ C menurut reaksi :

        2HIO₃            I₂O₅ + H₂O

      

4.      5. Senyawa Halida

            Senyawa halida merupakan senyawa halogen dengan bilangan oksidasi -1, dan merupakan senyawa yang paling banyak di antara senyawa halogen. Secara umum dapat dikelompokkan menjadi senyawa hidrogen halida dan garam halida.

a.       Hidrogen halida

      Hidrogen halida (HX) pada suhu kamar merupakan gas yang mudah larut dalam air. Larutannya dalam air bersifat asam, sehingga sering disebut asam halide. HF dikelompokkan sebagai asam lemah, sedangkan HCl, HBr, dan HI merupakan asam kuat, dan kekuatan asamnya meningkat dari HF ke HI. Peningkatan kekuatan asam ini berhubungan dengan jari-jari atom yang semakin panjang, sehingga kekuatan ikatan H-X semakin lemah. Semakin lemahnya kekuatan ikatan tersebut mengakibatkan ion H⁺ semakin mudah terlepas bila berinteraksi dengan H₂O dalam larutan.

      Titik didih dan titik lebur HX semakin besar dari HCl ke HI. Hal itu disebabkan semakin kuatnya gaya Van der Waals, sedangkan titik didih HF paling tinggi di antara hidrogen halide yang lain karena pada HF bekerja gaya ikatan hidrogen. 

b.      Garam halida

  Garam halida dapat terbentuk dari interaksi langsung antara logam dengan halogen. Semua garam halide mudah larut dalam air, kecuali garam halide dari perak (I), timbal (II), raksa (I), dan tembaga (I). Warna endapan perak halida dan timbal (II) halide dari reaksiion halide dengan ion perak dan ion timbal (II) digunakan untuk identifikasi adanya ion halide di dalam suatu larutan.

      Larutan perak klorida dapat larut dalam ammonia encer. Perak bromida tidak larut dalam ammonia encer, tetapi larut dalam ammonia pekat, sedangkan perak iodide tidak dapat larut dalam ammonia encer pekat. Perak klorida dan perak bromida dapat larut dalam ammonia dikarenakan membentuk ion kompleks dengan reaksi sebagai berikut.

      AgCl(s) + NH₃(aq) à [Ag(NH₃)₂]⁺(aq) + Cl^-(aq)

      Untuk mengidentifikasi adanya ion halida dapat dilakukan dengan menambahkan larutan Pb²⁺ (misalnya sebagai Pb(NO₂)₂). Apabila terjadi endapan putih maka kemungkinan ion halidanya adalah F^- atau Cl^-‑, tetapi bila endapannya berwarna kuning yang berarti yang ada Br^- atau I^-, dan bila tidak ada endapan berarti tidak ada ion halide dalam larutan.

      Untuk membedakan ion F^- atau Cl^- maka larutan ditambahkan Ag⁺ (misalnya AgNO₃). Apabila tidak ada endapan, berarti halidanya adlah F^- dan bila ada endapan putih berarti Cl^-. Untuk membedakan ion Br^- dan I^- maka larutan direaksikan dengan Ag⁺ dan endapan didekantasi kemudian ditambahkan NH₃ pekat, bila larut berarti yang ada dalam larutan Br^- dan bila tidak larut berarti yang ada dalam larutan ion F^-.

      Halide padat dapat dioksidasi oleh oksidator kuat (misalnya MnO₂, KMnO_4, K₂Cr₂O_7, dalam H₂SO₄ pekat) menghasilkan gas halogen, kecuali fluoride.

6. Senyawa Oksihalogen
Asam oksihalida adalah asam yang mengandung oksigen. Halogennya memiliki bilangan oksidasi ( +1,+3, dan +7 ) untuk Cl, Br, I karena oksigen lebih elektronegatifan.

Selain membentuk oksida dan halide, halogen dapat membentuk senyawa-senyawa oksihalida. Garam oksihalogen lebih stabil daripada asamnya. Asam oksihalogen sedikit larut dalam air.

Asam oksi mempunyai struktur umum: H-O-X

      Kekuatan asam oksi halogen ditentukan oleh kekuatan ikatan H-O dan ikatan O-X. jika ikatan O-X kuat maka ikatan H-O lemah. Semakin lemah ikatan H-O semakin mudah asam tersebut terionisasi,dan berarti semakin kuat asamnya.

      Kekuatan ikatan X-O dipengaruhi oleh dua factor, pertama keelektronegatifan dari X dan banyak sedikitnya atom oksigen yang mengelilingi X.

      Semua halogen dapat membentuk senyawa oksihalogenida, kecuali fluorin. Larutan ion oksihalogenida dapat diperoleh dengan meraksikan halogen dengan basa.

 Pembentukannya :
Biloks Asam oksilklorida Asam oksilbromida Asam oksiliodida
+1 HClO HBrO HIO
+3 HClO2 HBrO2 HIO2
+5 HClO3 HBrO3 HIO3
+7 HClO4 HBrO4 HIO4
X2O + H2O → 2HXO
X2O3 + H2O → 2HXO2
X2O5 + H2O → 2HXO3
X2O7 + H2O → 2HXO4 Makin banyak Onya maka makin kuat asamnya, begitu pula oksidanya.
d. Kekuatan asam
Semakin banyak atom oksigen pada asam oksilhalida maka sifat asam akan semakin kuat. Hal tersebut akibat atom O disekitar Cl yang menyebabkan O pada O-H sangat polar sehingga ion H+ mudah lepas. Urutan kekuatan asam oksilhalida:
HClO > HBrO > HIO
Asam terkuat dalam asam oksilhalida adalah senyawa HClO4 (asam perklorat)

7.PEMBUATAN HALOGEN
Halogen dapat dibuat melalui reaksi antara mangan (IV) oksida atau kalium permanganat dengan asam klorida, asam bromida atau asam iodida.
Reaksinya :
MnO2 + AHX Mn X2 + X2 + 2H2O.
2KMnO4 + 16 HX 2 Mn X2 + 2 KX + 5X2 + 8H2O

 Fluor (F)
Beberapa mineral penting untuk F yaitu :
CaF2 → fhuspat
CaF2 3Ca3 (PO4)2 garam rangkapnya adalah Ca5 (PO4)3 (F) → Fluoroapatik
Fluor biasanya dibuat dari K2MnF6, bisa juga dengan elektrolisis dan yang lebih praktis adalah dengan menggunakan K2MnF6 yang reaksinya sebagai berikut :
K2MnF6 + 2SbF6 → 2KSbF6 + MnF3 + F2
Cara membuat K2MnF6 adalah dengan menggunakan KMnO4 reaksinya adalah sebagai berikut :
KMnO4 + 2KF + 10HF + 3H2O2 → 2K2MnF6
8 H2O + 3 O2
Cara membuat SbF5 adalah dengan SbCl5 + 5 HF → SbF5 + 5HCl
 Khlor (Cl)
Cara memproduksi Cl :
1. Elektrolisa : Membuat Cl2 lebih banyak menggunakan elektrolisa NaCl.
Elektrolisa 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
2. Cara Dekon yaitu : mereaksikan HCl dengan oksigen
2HCl + O2 → Cl2 + H2O
3. Cara Weldon
Cara ini merupakan cara/proses yang di terapkan dalam laboratorium.
Mn + HCl ₂ Cl + MnCl2 + H2O2
4. Dengan mereaksikan KMnO4 dengan HCl
2KMnO4 +16HCl → 5Cl + 2MnCl2 + 2 KCl + 8H2O
 Brom (Br)
Br2 dibuat dengan HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + H2O. Brom terdapat sebagai bromida, dalam jumlah yang jauh lebih kecil bersama klorida. Brom juga dapat di peroleh dari air laut melalui reaksi.: 2Br- + Cl2 → 2Cl- + Br2
Brom adalah cairan kental, mudah bergerak, berwarna merah tua pada suhu kamar. Ia melarut dalam air & dapat bercampur dengan pelarut non polar seperti Cs2 dan CCl4.
 Yod (I)
Iod terdapat sebagai ioda dalam air laut, dan sebagai iodat dalam garam chili (guano). Iod adalah padatan hitam dengan sedikit kilap logam. Ia menyublim tanpa meleleh pada tekanan atmosfer. I2 dapat dibuat dengan mereaksikan iodat (HIO3) dengan HI.
HIO3 + H2SO4 → Hl + SO2 + H2O
I2 susah larut dalam air, sehingga untuk menggunakan I2 maka di larutkan dalam KI.
KI (aq) + I2 (s) → I3- (aq) + K (aq)
KI inilah yang menyebabkan I2 larut. Ion I3- ini dikenal dengan ion polihalogenida.


8.MANFAAT HALOGEN DAN SENYAWANYA

1. Fluorin

• Membuat senyawa CFC (CCl₂F₂)sebagai pendingin ruangan, lemari es, dan mesin-mesin pendingin lainnya.
• Untuk memisahkan isotop U-235 dari U-238 melalui difusi gas dalam teknologi nuklir
• Garam fluorida (NaF) untuk mencegah kerusakan gigi pada pasta gigi
• Hidrogen Fluorida (HF) untuk membuat tulisan/lukisan di atas kaca (mengetsa)
• Magnesium Fluorida (MgF₂) digunakan dalam bidang optik, seperti pembuatan lensa.
• Lithium Fluorida (LiF) digunakan sebagai katode untuk PLED (LED organik), sebagai reaktor nuklir, pendeteksi radiasi, dalam optik, dan lelehan garam.
• Ammonium Bifluorida (NH₄HF₂) sebagai salah satu komponen mengetsa
• Berillium Fluorida (BeF₂), dalam biokimia, ADP dan BeF₂ akan mengikat ATP

2. Klorin

• Membuat garam dapur NaCl
• Klorinasi hidrokarbon untuk bahan baku industri plastik serta karet sintesis
• Pembuatan tetraklormetana (CCl₄) dan etil klorida (C₂H₅Cl) yang digunakan untuk membuat TEL
• Desinfektan (Cl₂) dan kaporit (CaCl(OCl))
• HCl untuk membersihkan permukaan logam dari karat
• KCl sebagai pupuk
• MgCl₂ sebagai penghancur es
• CaCl₂ untuk menambah massa jenis zat padat yang bebas air garam
• NH₄Cl, sebagai bahan pembuatan kembang api dan obat batuk
• ZnCl₂ untuk membuat bom asap
• BaCl₂ untuk menguji ion sulfat
• HClO₄ untuk bahan bakar roket
• HClO sebagai sanitizer aktif dalam penanganan air
• NaClO sebagai pemutih
• PbCl₂ untuk memproduksi gelas infrared transmisi

3. Bromin

• Untuk membuat etil bromida (C₂H₅Br) yang dicampurkan ke dalam bensin bertimbel
• AgBr sebagai bahan sensitif terhadap cahaya pada film fotografi
• HBr untuk produksi bromida alkil
• LiBr digunakan untuk pengondisian udara
• NaBr sebagai desinfektan pada kolam renang
• KBr untuk menahan resep-resep pengembangan hitam-putih pada fotografi
• MgBr₂ sebagai katalis untuk beberapa reaksi
• BaBr₂ untuk pemurnian radium
• NH₄Br untuk fotografi

4. Iodin

• Asam Iodida (HI) untuk mensintesis NaI dan KI
• KI untuk fotografi
• NH₄I untuk fotografi dan medis

Unsur-Unsur Halogen

UNSUR	Fluor	Klor	Brom	Iodium	Catatan : [X] = unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr) n = nomor perioda (2, 3, 4, 5) ®  = makin besar sesuai dengan arah panah
	9F	17Cl	35Br	53I
1. Konfigurasi elektron	[X] ns2 , np5
2. Massa Atom
3. Jari-jari Atom
4. Energi Ionisasi dan Afinitas Elektron
5. Keelektronegatifan
6. Potensial Reduksi (Eored > 0)
7. Suhu Lebur (0o)	-216.6	-101.0	-72	114.0
8. Suhu Didih (0o)	-188.2	-34	58	183
9. Bilangan Oksidasi Senyawa Halogen	-1	+ 1, +3 +5, +7	+ 1 +5, +7	+1 +5, +7

SIFAT UNSUR HALOGEN

X2	Fluor (F2)	Klor (Cl2)	Brom (Br2)	Iodium (I2)
1. Molekulnya	Diatom
2. Wujud zat (suhu kamar)	Gas	Gas	Cair	Padat
3. Warna gas/uap	Kuning muda	Kuning hijau	Coklat merah	Ungu
4. Pelarutnya (organik)	CCl4, CS2
5. Warna larutan (terhadap pelarut 4)	Tak berwarna	Tak berwarna	Coklat	Ungu
6. Kelarutan oksidator	(makin besar sesuai dengan arah panah)
7. Kereaktifan terhadap gas H2
8. Reaksi pengusiran pada senyawa halogenida	X = Cl, Br, I F2 + 2KX ®  2KF X2	X = Br dan I Cl2 + 2KX ®   2KCl + X2	X = I Br2 + KX ®  2KBr + X2	Tidak dapat mengusir F, Cl, Br
9. Reaksi dengan logam (M)	2 M + nX2 ®  2MXn (n = valensi logam tertinggi)
10. Dengan basa kuat MOH (dingin)	X2 + 2MOH ®  MX + MXO + H2O (auto redoks)
11. Dengan basa kuat (panas)	3X2 + 6MOH ®  5MX + MXO3 + 3H2O (auto redoks)
12. Pembentukan asam oksi	Membentuk asam oksi kecuali F
Catatan : I2 larut dalam KI membentuk garam poli iodida I2 + KI ®  Kl3 I2 larut terhadap alkohol coklat

SIFAT GOLONGAN

HX	HF	HCl	HBr	HI	Catatan : ®   makin besar/kuat sesuai dengan arah panah
Sifat reduktor
Keasaman
Kepolaran
Kestabilan terhadap panas

SIFAT FISIKA DAN KIMIA HIDROGEN HALIDA

	HCl	HBr	HI
1. Bentuk pada suhu biasa	Gas tidak berwarna
2. Dalam pelarut non polar (Benzana/Toluensa)	Larut, tak menghantarkan arus listrik
3. Dalam air	Larut, menghantarkan arus listrik
4. Dengan H2SO4, pekat (oksidator)	Tidak teroksidasi	Teroksidasi menjadi Br2	Teroksidasi menjadi I2
5. Kestabilan terhadap pemanasan	Tidak terurai	Sedikit terurai	Terurai menjadi He dan I2

 Sumber :
http://brontaxdalamsempax.wordpress.com/2011/11/30/kegunaan-halogen-dan-senyawanya/
http://dsupardi.wordpress.com/kimia-xii-2/elektrokimia/unsur-unsur-halogen/
http://inspirehalogen.wordpress.com/
 http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2009/0704127/materi_senyawa_halogen.htm