BAHAN AJAR KIMIA UNSUR GOLONGAN UTAMA

HALOGEN Untuk SMA / MA Kelas XII

Rizky Puspitadewi, S. Pd ( SMA Negeri 5 Yogyakarta )

BAHAN AJAR KIMIA UNSUR GOLONGAN UTAMA

HALOGEN Untuk SMA / MA Kelas XII

PENYUSUN: Nama No. UKG Instansi

: Rizky Puspitadewi, S. Pd. : 201901070483 : SMA Negeri 5 Yogyakarta

PPG DALAM JABATAN KATEGORI 2 UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2022

DAFTAR ISI DAFTAR ISI ……………………………………………………………………………

iii

GLOSARIUM …………………………………………………………………………..

iv

PETA KONSEP …………………………………………………………………………

v

PENDAHULUAN ………………………………………………………………………

1

A. Identitas Modul ………………………………………………………………….

1

B. Kompetensi Dasar ……………………………………………………………….

1

C. Deskripsi Singkat Materi ………………………………………………………... 1 D. Petunjuk Penggunaan Modul ……………………………………………………. 2 E. Materi Pembelajaran …………………………………………………………….. 2 HALOGEN A. Kelimpahan …………………………………………………………………...

3

B. Sifat ……………………………………………………………………………

4

C. Reaksi Kimia ………………………………………………………………….

5

D. Proses Pembuatan ……………………………………………………………

6

E. Manfaat ………………………………………………………………………

7

iii

PETA KONSEP HALOGEN mempelajari

Kelimpahan

Sifat Fisika

Sifat Kimia

Senyawa / mineral  Warna  Td  Energi Ionisasi  Keelektro -negatifan

 Reaksi  Daya Oksidasi/ Reduksi  Sifat asam

Manfaat

Pembuatan

Penggunaan unsur halogen dalam kehidupan

Pembuatan unsur halogen

v

PENDAHULUAN A. Identitas Bahan Ajar Mata Pelajaran : Kimia Kelas : XII MIPA Judul Bahan Ajar : HALOGEN

B. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi KD 3.7 Menganalisis kelimpahan, kecenderungan sifat fisika dan kimia, manfaat, dan proses pembuatan unsurunsur golongan utama (gas mulia, halogen, alkali, dan alkali tanah)

IPK 3.7.1 3.7.2 3.7.3 3.7.4 3.7.5

4.7 Menyajikan data hasil penelusuran informasi sifat dan pembuatan unsur-unsur golongan utama (halogen, alkali, dan alkali tanah)

4.7.1

Menganalisis kelimpahan unsur golongan utama (halogen) Menganalisis sifat unsur golongan utama (halogen) berdasarkan data percobaan Menganalisis sifat kimia unsur golongan utama (halogen) berdasarkan reaksinya dengan senyawa lain menganalisis produk sehari-hari yang mengandung unsur halogen Menganalisis proses pembuatan unsur halogen Menyajikan sifat fisika dan kimia unsur golongan utama (halogen) berdasarkan data percobaan

C. Deskripsi Singkat Materi Golongan halogen atau golongan 17 dari tabel periodik terdiri dari enam unsur yang memainkan peran penting dalam kehidupan kita sehari-hari. Fluor digunakan dalam pasta gigi dan klor digunakan sebagai desinfektan untuk membersihkan air. Unsur-unsur ini secara kolektif dikenal sebagai halogen. Kata halogen berasal dari bahasa Yunani di mana 'halo' berarti garam dan 'gen' berarti lahir. Oleh karena itu, halogen dalam bahasa Yunani berarti penghasil garam. Astatin ditempatkan dalam kelompok halogen karena perilakunya mirip dengan yodium meskipun merupakan unsur radioaktif. Tenesin adalah nama sementara dari unsur kimia buatan super berat dengan simbol Ts dan nomor atom 117. 1

D. Petunjuk Penggunaan Bahan Ajar Agar kamu lebih paham dalam mempelajari elektroplating menggunakan bahan ajar ini, ikuti langkah berikut:  Pahami peta konsep agar kamu memahami hubungan antara konsep materi yang disajikan  Pahami indikator pencapaian kompetensi dan uraian materi pada bahan ajar ini  Bacalah tujuan pembelajaran sebelum mempelajari materi dalam bahan ajar ini  Mulailah belajar dengan membaca apersepsi yang terdapat di setiap

awal materi  Agar kamu lebih mendalami materi bukalah media yang direkomendasikan dalam bahan ajar ini, seperti video pembelajaran dan laboratorium virtual  Perdalam pemahaman dengan memahami contoh soal dan rangkuman pembelajaran

 Kerjakan

uji

kompetensi

untuk

mengukur

sejauh

mana

pemahamanmu  Jangan malu bertanya pada guru jika menemui kendala ketika mempelajari bahan ajar ini E. Materi Pembelajaran Pada bahan ajar ini materi merupakan penjabaran unsur halogen ditinjau dari:  Kelimpahan  Sifat Fisika  Sifat Kimia  Manfaat  Proses Pembuatan 2

HALOGEN TUJUAN BELAJAR: Setelah mempelajari materi ini, diharapkan peserta didik mampu: 1. Menganalisis kelimpahan unsur halogen di alam 2. Menganalisis sifat fisis unsur halogen 3. Menganalisis sifat kimia unsur halogen berdasarkan reaksinya dengan senyawa lain

APERSEPSI

Pernahkah kamu berenang di kolam renang? Taukah kamu kenapa kaporit diberikan ke dalam kolam renang?

Halogen adalah golongan dalam tabel periodik yang terdiri dari lima atau enam unsur yang berhubungan secara kimia: fluor (F), klor (Cl ), brom (Br), yodium (I), dan astatin (At). Unsur buatan nomor atom 117, tennessine (Ts), juga dapat berupa halogen. Dalam tata nama IUPAC modern, kelompok ini dikenal sebagai kelompok 17. Kata "halogen" berarti "pembentuk garam". Ketika halogen bereaksi dengan logam, mereka menghasilkan berbagai macam garam, termasuk kalsium fluorida, natrium klorida (garam meja biasa), perak bromida dan kalium iodida. Kelompok halogen adalah satu-satunya kelompok tabel periodik yang mengandung unsur-unsur dalam tiga keadaan utama materi pada suhu dan tekanan standar. Semua halogen membentuk asam ketika terikat pada hidrogen.

A. KELIMPAHAN HALOGEN Halogen sangat reaktif sehingga tidak ditemui dalam keadaan bebas di alam. Sumber utama halogen adalah air laut yang mengandung ion klorida, bromide dan iodida. Selain itu kebanyakan halogen biasanya dihasilkan dari mineral atau garam. 1. Fluorin terdapat dalam senyawa fluorspar CaF2, kriolit Na3AlF6, dan fluorapatit Ca(PO4)3F. 2. Klorin terdapat dalam senyawa NaCl, KCl, MgCl2, dan CaCl2. Senyawa klorida ditemukan di air laut dan garam batu/endapan garam yang terbentuk akibat penguapan air laut di masa lalu. Setiap 1 kg air laut mengandung sekitar 30 gram NaCl. 3. Bromin terdapat dalam senyawa logam bromide. Senyawa ini juga ditemukan di air laut, endapan garam, dan air mineral. Ditemukan di perairan laut Mati dengan kadar 4500 – 5000 ppm. Garam-garam bromine juga diperoleh dari Arkansas. 4. Iodin terdapat dalam senyawa natrium iodat NaIO3, yang ditemukan dalam jumlah kecil pada deposit NaNO3 di Chili. Juga dalam larutan bawah tanah di Jepang dan Amerika dengan kadar sampai 100 ppm. Astatin memiliki jumlah di kerak bumi sangat sedikit kurang dari 30 gram.

3

B. SIFAT HALOGEN Nonlogam reaktif ini memiliki tujuh elektron valensi. Sebagai sebuah kelompok, halogen menunjukkan sifat fisik yang sangat bervariasi. Halogen berkisar dari padat (I2) hingga cair (Br2) hingga gas (F2 dan Cl2) pada suhu kamar. Sebagai unsur murni, mereka membentuk molekul diatomik dengan atom-atom yang dihubungkan oleh ikatan kovalen nonpolar. Sifat kimianya lebih seragam. Halogen memiliki keelektronegatifan yang sangat tinggi. Fluor memiliki elektronegativitas tertinggi dari semua unsur. Halogen sangat reaktif dengan logam alkali dan alkali tanah, membentuk kristal ionik yang stabil. Sifat halogen dapat dilihat pada table berikut:

Halogen sangat reaktif, dan dengan demikian dapat berbahaya atau mematikan bagi organisme biologis dalam jumlah yang cukup. Reaktivitas tinggi ini disebabkan oleh elektronegativitas atom yang tinggi karena muatan inti efektifnya yang tinggi. Fluor adalah yang paling reaktif dari semua elemen; itu adalah satu-satunya unsur yang lebih elektronegatif daripada oksigen, ia menyerang bahan-bahan lain yang lembam seperti kaca, dan ia membentuk senyawa dengan gas mulia yang biasanya lembam. Ini adalah gas korosif dan sangat beracun. Reaktivitas fluor sedemikian rupa sehingga, jika digunakan atau disimpan dalam peralatan gelas laboratorium, fluor dapat bereaksi dengan kaca dengan adanya sejumlah kecil air untuk membentuk silikon tetrafluorida (SiF4). Jadi, fluor harus ditangani dengan zat seperti Teflon (yang merupakan senyawa organofluorin), kaca yang sangat kering, atau logam seperti tembaga atau baja, yang membentuk lapisan pelindung fluorida di permukaannya.Reaktivitas tinggi fluor memungkinkan beberapa ikatan terkuat, terutama pada karbon. Teflon adalah fluor yang terikat dengan karbon dan sangat tahan terhadap serangan termal dan kimia serta memiliki titik leleh yang tinggi. Beberapa sifat halogen dapat dirangkum sperti berikut:  memiliki elektronegativitas yang sangat tinggi.  memiliki tujuh elektron valensi (satu kekurangan oktet stabil).  sangat reaktif, terutama dengan logam alkali dan alkali tanah. Halogen adalah nonlogam yang paling reaktif.  Karena sangat reaktif, unsur halogen bersifat toksik dan berpotensi mematikan. Toksisitas menurun dengan halogen yang lebih berat sampai Anda mencapai astatin, yang berbahaya karena radioaktivitasnya.  Keadaan materi di STP berubah saat Anda bergerak ke bawah grup. Fluor dan klorin adalah gas, sedangkan brom adalah cairan dan yodium dan astatin adalah padatan. Diharapkan elemen 117 juga akan menjadi padat dalam kondisi biasa. Kenaikan titik didih bergerak ke bawah karena gaya Van der Waals lebih besar dengan bertambahnya ukuran dan massa atom.

4

C. REAKSI UNSUR HALOGEN Halogen merupakan unsur yang reaktif dan dapat bereaksi dengan unsur atau senyawa lain.  Reaksi Halogen dengan Logam 2Al + 3Br2 → 2AlBr3 2Na + Cl2 → 2NaCl Sn + Cl2 → SnCl4 Zn + F2 → ZnF2 

Reaksi Halogen dengan Air X2 + H2O → HX + HXO

( X : unsur halogen)

Khusus Fluorin, reaksi yang terjadi adalah: 2F2 + 2H2O → 4HF + O2 

Reaksi Halogen dengan Hidrogen X2 + H2 → 2HX

( X : unsur halogen)



Reaksi Halogen dengan Non Logam / Metaloid Si + 2X2 → SiX4 2B + 3X2 → 2BX3



Reaksi Halogen dengan Hidrokarbon Jika halogen bereaksi dengan alkana, maka akan terjadi reaksi substitusi. Sedangkan jika halogen bereaksi dengan alkena dan alkuna maka akan terjadi reaksi adisi.



Reaksi Halogen dengan basa tanpa pemanasan: Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O dengan pemanasan: Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO3



Reaksi Halogen antar halogen I2 + 7F2 → 2IF7 3F2 + Cl2 → 2ClF3

5

D. PROSES PEMBUATAN Sekitar enam juta metrik ton fluorit mineral fluor diproduksi setiap tahun. Empat ratus ribu metrik ton asam fluorida dibuat setiap tahun. Gas fluor dibuat dari asam fluorida yang dihasilkan sebagai produk sampingan dalam pembuatan asam fosfat. Sekitar 15.000 metrik ton gas fluor dibuat per tahun. Pembuatan unsur dan senyawa fluor dapat diperoleh dengan menggunakan proses Moissan, sesuai dengan nama orang yang pertama kali mengisolasi fluorin, H. Moissan (1886). Proses ini menggunkan metode elektrolisis HF terlarut dalam leburan KHF2. Dengan reaksi : 2 HF H2(g) + F2(g) Mineral halit adalah mineral yang paling sering ditambang untuk klorin, tetapi mineral karnalit dan silvit juga ditambang untuk klorin. Empat puluh juta metrik ton klorin diproduksi setiap tahun oleh elektrolisis air garam. Klorin dapat dibuat menggunakan 3 cara yaitu proses deacon (oksidasi), HCl dicampur dengan udara, kemudian dialirkan melalui CuCl2 yang bertindak sebagai katalis dan reaksi terjadi pada suhu ± 4300C dan tekanan 20 atm. Cara kedua, elektrolisis larutan NaCl menggunakan diafragma. Cara ketiga, elektrolisis lelehan NaCl. Sekitar 450.000 metrik ton brom diproduksi setiap tahun. Secara historis, bromin diproduksi dengan menambahkan asam sulfat dan bubuk pemutih ke air garam alami. Namun, di zaman modern, bromin diproduksi dengan elektrolisis, metode yang ditemukan oleh Herbert Dow. Dimungkinkan juga untuk menghasilkan bromin dengan melewatkan klorin melalui air laut dan kemudian melewatkan udara melalui air laut. Pada skala industry, bromin dihasilkan dengan mengektraksi air laut. Hal ini karena kandungan air laut Br – tinggi (kira-kira 70 ppm). Mula-mula pH air laut dibuat menjadi 3,5 dan kemudian direaksikan dengan Cl2(g) untuk mengoksidasi Br – menjadi Br2(g). Pada tahun 2003, 22.000 metrik ton yodium diproduksi. Chili menghasilkan 40% dari semua yodium yang diproduksi, Jepang menghasilkan 30%, dan jumlah yang lebih kecil diproduksi di Rusia dan Amerika Serikat. Sampai tahun 1950-an, yodium diekstraksi dari rumput laut. Namun, di zaman modern, yodium diproduksi dengan cara lain. Salah satu cara yodium diproduksi adalah dengan mencampur sulfur dioksida dengan bijih nitrat, yang mengandung beberapa iodat. Yodium juga diekstraksi dari ladang gas alam. Dalam skala industry, iodin diperoleh dengan mereaksikan NaIO3 dengan natrium bisulfit (NaHSO3). Endapan I2 yang di dapat, disaring dan dimurnikan. Meskipun astatine terjadi secara alami, biasanya diproduksi dengan membombardir bismut dengan partikel alfa. Tennessine dibuat dengan menggunakan siklotron, menggabungkan berkelium-249 dan kalsium-48 untuk membuat tennessine-293 dan tennessine-294.

6

E. MANFAAT Di mana Anda dapat menemukan unsur-unsur halogen dalam kehidupan sehari-hari Anda? Karena sifat sifat halogen membuatnya sulit untuk ditemukan sendiri, berikut adalah molekul diatomik umum dari setiap elemen yang ditemukan dalam kehidupan kita.  Fluor Fluor adalah elemen paling reaktif pada tabel periodik, berikatan dengan apa pun yang cukup dekat untuk bertukar elektron. Penggunaan Fluor untuk: o Pasta gigi: Pasangkan fluor dengan natrium, dan Anda mendapatkan natrium fluorida. Anda akan menemukan senyawa ini di sebagian besar pasta gigi karena membantu mencegah kerusakan gigi. o Etsa kaca: Dipasangkan dengan hidrogen, fluor menjadi asam fluorida. Asam ini sering ditemukan dalam senyawa pengetsaan kaca konsumen dan komersial. o Isotop uranium: Fluor bahkan berikatan dengan unsur radioaktif. Uranium hexafluoride membantu insinyur nuklir memisahkan isotop uranium untuk aplikasi yang berbeda.  Klorin klorin ditemukan di banyak jenis produk yang berbeda, banyak di antaranya mungkin Anda miliki di rumah saat ini. Kegunaan Klorin o Pembersih: Pemutih terbuat dari klorin encer. Sifat antiseptiknya membuatnya berharga untuk segala hal mulai dari desinfektan permukaan hingga pemurnian air minum. o Kolam renang: Aplikasi lain untuk klorin adalah perawatan kolam renang. Elemen tersebut membersihkan air dan mencegah pertumbuhan alga dan bakteri. o Garam meja: Natrium klorida adalah nama kimia untuk garam meja.  Brom Kegunaan brom antara lain pengembangan foto: dulu bromin diperlukan untuk menjaga agar timbal tidak menumpuk di mesin saat kita masih menggunakan bensin bertimbal. Saat ini, tanpa timbal adalah standar, dan satu-satunya penggunaan praktis untuk bromin adalah dalam bentuk perak bromida, yang diperlukan untuk mengembangkan foto.  Yodium Yodium sering dijumpai sebagai disinfektan. Yodium yang dicampur dengan alkohol adalah antiseptik yang sangat efektif untuk luka dangkal. Saat ini, ini tidak biasa seperti dulu, tetapi Anda masih dapat menemukan satu atau dua botol di apotek setempat.

7