GAS MULIA
1.
He (Helium)
Helium (He) adalah unsur kimia yang
tak berwarna, tak berbau, tak berasa, tak beracun, hampir inert, monoatomik,
dan merupakan unsur pertama pada seri gas-gas mulia yang diketahui. Gas langka
juga merupakan nama yang digunakan, tapi ini juga tidak akurat karena argon
membentuk bagian yang lumayan besar (0.94% dari segi volume, 1.3% dari segi
massa) dari atmosfer bumi. Helium berada di tabel periodik dan memiliki nomor
atom 2
Keberadaan di alam yaitu di Bumi, unsur ini diciptakan oleh
peluruhan radioaktif dari unsur yang lebih berat (partikel alfa adalah nukleus
helium). Helium (He) ditemukan terdapat dalam gas alam di
Amerika Serikat. Gas helium mempunyai titik didih yang sangat rendah, yaitu
-268,8°C sehingga pemisahan gas helium dari gas alam dilakukan dengan cara
pendinginan sampai gas alam mencair (sekitar -156°C) dan gas helium terpisah
dari gas alam. Kelimpahan
dari unsur helium di atmosfer sebesar 0,0005 %.
Kegunaan Helium (He) :
1.
Sebagai gas pengisi kapal udara dan
balon udara untuk mempelajari cuaca, karena
sifatnya yang sukar bereaksi, tidak mudah terbakar dan ringan.
2.
Helium cair dipakai sebagai cairan
pendingin untuk menghasilkan suhu yang rendah karena memiliki titik uang yang
sangat rendah
3.
Udara yang dipakai oleh penyelam
adalah campuran 80 % He dan 20 % oksigen. Helium digunakan untuk menggantikan
nitrogen karena jika penyelam berada pada tekanan yang tinggi (dibawah laut)
maka kemungkinan besar nitrogen larut dalam darah. Dalam jumlah sediki t saja nitrogen
larut dalam darah, maka akan terjadi halusinasi yang disebut narkos nitrogen.
Akibat halusinasi ini penyelam mengalami seperti terkena narkoba sehingga
membahayakan penyelam. Selain itu, ketika nitrogen banyak larut dalam darah dan
penyelam kembali ke keadaan normal maka timbul gelembung gas nitrogen dalam
darah yang menimbulkan rasa nyeri yang hebat karena nitrogen melewati
pembuluh-pembuluh darah bahkan dapat mengakibatkan kematian. Inilah yang
disebut benos.
4.
Campuran Helium dan Oksigen juga
dipakai oleh para pekerja dalam terowongan dan tambang bawah tanah yang
bertekanan tinggi.
5.
Di rumah sakit, campuran Helium dan
Oksigen dipakai sebagai pernapasan pada penderita asma.
Dampak
negatif :
·
Jika digunakan campuran nitrogen dan
oksigen untuk membuat udara buatan, nitrogen yang terisap mudah terlarut dalam
darah dan dapat menimbulkan halusinasi pada penyelam.
·
Ketika penyelam kembali ke
permukaan, (tekanan atmosfer) gas nitrogen keluar dari darah dengan cepat.
Terbentuknya gelembung gas dalam darah dapat menimbulkan rasa sakit atau
kematian.
·
Inhalasi helium dapat berbahaya jika dilakukan
secara berlebihan karena helium merupakan gas asfiksian yang dapat
menggantikan oksigen dalam paru-paru dan mengganggu pernapasan normal.
Penghirupan helium murni secara terus menerus dapat menyebabkan kematian yang
disebabkan oleh asfiksia
dalam beberapa menit.
2.
Ne (Neon)
Neon adalah unsur gas mulia yang terdapat atmosfer hingga
1:65000 udara. Neon diperoleh dengan mencairkan udara dan melakukan pemisahan
dari gas lain dengan penyulingan bertingkat dengan proses destilasi
udara cair. Pada
proses destilasi udara cair, udara kering (bebas uap air) didinginkan sehingga
terbentuk udara cair. Pada kolom pemisahan gas argon bercampur dengan banyak
gas oksigen dan sedikit gas nitrogen karena titik didih gas argon (-189,4°C)
tidak jauh beda dengan titik didih gas oksigen (-182,8°C). Untuk menghilangkan
gas oksigen dilakukan proses pembakaran secara katalitik dengan gas hidrogen,
kemudian dikeringkan untuk menghilangkan air yang terbentuk. Adapun untuk
menghilangkan gas nitrogen, dilakukan cara destilasi sehingga dihasilkan gas
argon dengan kemurnian 99,999%. Gas neon yang mempunyai titik didih rendah
(-245,9°C) akan terkumpul dalam kubah kondensor sebagai gas yang tidak
terkonsentrasi (tidak mencair). Gas kripton (Tb: -153,2°C) dan xenon (Tb:
-108°C) mempunyai titik didih yang lebih tinggi dari gas oksigen sehingga akan
terkumpul di dalam kolom oksigen cair di dasar kolom destilasi utama. Dengan
pengaturan suhu sesuai titik didih, maka masing-masing gas akan terpisah. Neon adalah unsur yang tidak mudah
bereaksi (inert). Dilaporkan bahwa Ne dapat bersenyawa dengan fluor. Namun, masih menjadi
pertanyaan apakah senyawa Neon ada meski bukti keberadaan senyawa tersebut ada.
Keberadaan di alam yaitu di Bumi
memiliki kelimpahan unsur Neon di atmosfer sebesar 0,002%.
Kegunaan
Neon (Ne) :
1.
Neon biasanya digunakan untuk
mengisi lampu neon
2.
Neon digunakan juga sebagai zat
pendingin, indicator tegangan tinggi, penangkal petir dan untuk pengisi
tabung-tabung televise.
3.
Neon cair digunakan sebagai
pendingin pada reactor nuklir.
Dampak negatif:
·
Neon bisa terhirup melalui pernapasan. Neon yang
terlepas dalam ruangan tertutup bisa memicu sesak napas.
·
Kontak kulit dengan neon cair yang bersuhu amat
rendah bisa menyebabkan radang dingin (frostbite).
·
Neon yang terhirup dalam jumlah besar akan
memicu pusing, mual, muntah, kehilangan kesadaran, dan kematian.
·
Dalam ruangan yang tertutup, neon yang terlepas
bisa mengurangi konsentrasi oksigen di udara.
·
Konsentrasi oksigen yang hilang hingga 75% bisa
berakibat fatal (kematian).
3. Ar ( Argon )
Argon adalah
suatu unsur yang sistem periodiknya yang memiliki Ar dan nomor atom 18. Argon
adalah unsur terbanyak pertama di udara bebas (udara kering) dan ketiga paling
melimpah di alam semesta. Sekitar 1% dari atmosfer bumi adalah Argon. Argon
adalah unsur yang tak berwarna dan tak berbau. Jumlah unsur ini terus bertambah
sejak bumi terbentuk karena Kalium yang radioaktif itu berubah menjadi Argon. Argon
dihasilkan dari penyulingan bertingkat udara cair ( proses destilasi udara cair
) karena atmosfer mengandung 0,94% Argon. Pada proses destilasi udara cair,
udara kering (bebas uap air) didinginkan sehingga terbentuk udara cair. Pada
kolom pemisahan gas argon bercampur dengan banyak gas oksigen dan sedikit gas
nitrogen karena titik didih gas argon (-189,4°C) tidak jauh beda dengan titik
didih gas oksigen (-182,8°C). Untuk menghilangkan gas oksigen dilakukan proses
pembakaran secara katalitik dengan gas hidrogen, kemudian dikeringkan untuk
menghilangkan air yang terbentuk. Adapun untuk menghilangkan gas nitrogen,
dilakukan cara destilasi sehingga dihasilkan gas argon dengan kemurnian
99,999%. Gas neon yang mempunyai titik didih rendah (-245,9°C) akan terkumpul
dalam kubah kondensor sebagai gas yang tidak terkonsentrasi (tidak mencair).
Gas kripton (Tb: -153,2°C) dan xenon (Tb: -108°C) mempunyai titik didih yang
lebih tinggi dari gas oksigen sehingga akan terkumpul di dalam kolom oksigen
cair di dasar kolom destilasi utama. Dengan pengaturan suhu sesuai titik didih,
maka masing-masing gas akan terpisah. Atmosfer Mars mengandung 1,6% isotop
Argon dan sebesar 5 ppm untuk isotop Argon 36.
Kegunaan Argon (Ar)
1.
Sebagai pengisi lampu pijar karena
tidak bereaksi dengan kawat wolfram yang panas
2.
Untuk lampu reklame dengan cahaya
berwarna merah muda
3.
Sebagai atmosfer pada pengelasan
benda-benda yang terbuat dari stainless steal, titanium, magnesium dan
aluminium. Misalkan pengelasan titanium pada pembuatan pesawat terbang atau
roket
Dampak
negatif :
·
Argon bisa terhirup dan masuk ke dalam tubuh.
Jika terhirup pada ruangan tertutup, korban bisa lemas karena kekurangan
oksigen akibat didesak oleh argon.
·
Efek lain yang mungkin timbul saat menghirup
argon adalah pusing, sakit kepala, sesak nafas, mual, muntah, kehilangan
kesadaran, dan pada kasus parah mengakibatkan kematian.
·
Kematian bisa terjadi akibat kesalahan dalam
penilaian, kebingungan, atau kehilangan kesadaran sehingga mencegah upaya
penyelamatan diri.
·
Jumlah yang berlebihan menyebabkan
keracunan pada tanaman
4. Kripton (Kr)
Kripton
adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Kr dan
nomor atom 36. Kripton, seperti gas mulia lainnya, dapat digunakan di
fotografi. Kripton juga merupakan salah satu produk dari pembelahan uranium..
Kelimpahan unsur helium di atmosfer sebesar 0,0001%. Pengelolaan dari Kripton
sendiri didapat dari hasil destilasi udara cair. Pada proses destilasi udara
cair, udara kering (bebas uap air) didinginkan sehingga terbentuk udara cair.
Pada kolom pemisahan gas argon bercampur dengan banyak gas oksigen dan sedikit
gas nitrogen karena titik didih gas argon (-189,4°C) tidak jauh beda dengan
titik didih gas oksigen (-182,8°C). Untuk menghilangkan gas oksigen dilakukan
proses pembakaran secara katalitik dengan gas hidrogen, kemudian dikeringkan
untuk menghilangkan air yang terbentuk. Adapun untuk menghilangkan gas nitrogen,
dilakukan cara destilasi sehingga dihasilkan gas argon dengan kemurnian
99,999%. Gas neon yang mempunyai titik didih rendah (-245,9°C) akan terkumpul
dalam kubah kondensor sebagai gas yang tidak terkonsentrasi (tidak mencair).
Gas kripton (Tb: -153,2°C) dan xenon (Tb: -108°C) mempunyai titik didih yang
lebih tinggi dari gas oksigen sehingga akan terkumpul di dalam kolom oksigen
cair di dasar kolom destilasi utama. Dengan pengaturan suhu sesuai titik didih,
maka masing-masing gas akan terpisah. Kripton akan dapat ditemukan terpisah
dari gas-gas lain.
Kegunaan kripton (Kr) :
1.
Pengisi
bola lampu kilat (blitz) pada kamera.
2.
Kripton
dapat digabungkan dengan gas lain untuk membuat sinar hijau kekuning-kuningan
yang dapat digunakan sebagai kode dengan melemparkannya ke udara.
3.
Dicampurkan
dengan Argon untuk mengisi lampu induksi.
4.
Kripton
juga digunakan dalam lampu mercusuar.
5.
Kripton
juga digunakan sebagai laser untuk perawatan retina.
Dampak negatif:
·
Gas ini bersifat inert dan
diklasifikasikan sebagai gas yang menyebabkan sesak nafas ringan.
·
Inhalasi dalam konsentrasi
berlebihan dapat menyebabkan pusing, mual, muntah, kehilangan kesadaran, dan
bahkan kematian.
·
Kematian bisa terjadi akibat
kesalahan dalam penilaian, kebingungan, atau kehilangan kesadaran yang mencegah
penyelamatan diri.
·
Pada konsentrasi oksigen rendah,
ketidaksadaran dan kematian dapat terjadi dalam hitungan detik tanpa
peringatan.
·
Pengaruh gas sesak nafas ringan
sebanding dengan sejauh mana kripton mengurangi jumlah (tekanan parsial)
oksigen di udara yang dihirup.
·
Oksigen dapat berkurang sampai 75%
dari persentase normal di udara dan berpotensi berakibat fatal dalam hitungan
menit.
·
Ketika gas ini mencapai konsentrasi
50%, berbagai gejala mulai terlihat seperti sesak nafas ringan, pernapasan yang
cepat, dan kelaparan udara (air hunger).
·
Gejala lain meliputi berkurangnya
kewaspadaan mental dan terganggunya koordinasi otot.
·
Gas pada suhu dingin yang ekstrim
(-244 derajat C) akan membekukan organisme saat terjadi kontak, meskipun hal
ini hampir mustahil terjadi secara alami.[]
5.Xenon (Xe)
Keberadaan di alam
yaitu di Bumi memiliki kelimpahan unsur Neon di atmosfer sebesar 0,002%. Neon
adalah unsur gas mulia yang terdapat atmosfer hingga 1:65000 udara. Neon
diperoleh dengan mencairkan udara dan melakukan pemisahan dari gas lain dengan
penyulingan bertingkat (proses destilasi udara cair) . Pada proses destilasi
udara cair, udara kering (bebas uap air) didinginkan sehingga terbentuk udara
cair. Pada kolom pemisahan gas argon bercampur dengan banyak gas oksigen dan
sedikit gas nitrogen karena titik didih gas argon (-189,4°C) tidak jauh beda
dengan titik didih gas oksigen (-182,8°C). Untuk menghilangkan gas oksigen
dilakukan proses pembakaran secara katalitik dengan gas hidrogen, kemudian
dikeringkan untuk menghilangkan air yang terbentuk. Adapun untuk menghilangkan
gas nitrogen, dilakukan cara destilasi sehingga dihasilkan gas argon dengan
kemurnian 99,999%. Gas neon yang mempunyai titik didih rendah (-245,9°C) akan
terkumpul dalam kubah kondensor sebagai gas yang tidak terkonsentrasi (tidak
mencair). Gas kripton (Tb: -153,2°C) dan xenon (Tb: -108°C) mempunyai titik
didih yang lebih tinggi dari gas oksigen sehingga akan terkumpul di dalam kolom
oksigen cair di dasar kolom destilasi utama. Dengan pengaturan suhu sesuai
titik didih, maka masing-masing gas akan terpisah. Neon adalah unsur yang tidak
mudah bereaksi (inert).
Kegunaan
Xenon (Xe)
1.
Mengisi
lampu blitz pada kamera.
2.
Isotopnya
dapat digunakan sebagai reaktor nuklir.
3.
Sebagai
obat bius pada pembedahan.
4.
Sebagai
pengisi bola lampu disko yang berwarna-warni.
5.
Digunakan
dalam pembuatan tabun elektron.
Dampak negatif :
·
Xenon tidak beracun tapi senyawanya
sangat beracun karena sifat oksidatornya yang sangat kuat.
6.Radon (Rn)
Radon adalah suatu
unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Rn dan nomor atom 86.
Radon juga termasuk dalam kelompok gas mulia dan beradioaktif. Radon terbentuk
dari penguraian radium.Pada suhu dan tekanan ruang, radon tidak berwarna tetapi
apabila didinginkan hingga membeku, radon akan berwarna kuning, sedang kan
radon cair berwarna merah jingga. Penumpukan gas Radon secara alamiah di
atsmosfir bumi terjadi amat perlahan sehingga air yang menyentuh udara bebas
terus kehilangan Radon karena proses “Volatilisasi. Air bawah tanah mempunyai
kandungan Radon lebih tinggi di bandingkan air permukaan.
kegunaan Radon (Rn) :
1.
Radon terkadang digunakan oleh
beberapa rumah sakit untuk kegunaan terapeutik.
2.
Radon juga digunakan dalam
pendidikan hidrologi, yang mengkaji interaksi antara air bawah tanah dan
sungai pengikatan radon dalam air sungai merupakan petunjuk bahwa
terdapat sumber air bawah tanah.
Dampak negatif :
·
Radon menghasilkan hasil peluruhan
berbentuk padat, dan akibatnya, cenderung membentuk debu halus yang mudah
memasuki jalur udara dan melekat permanen dalam jaringan paru-paru,
menghasilkan paparan lokal yang parah
·
Radon dalam rumah menyebabkan
kematian akibat kanker paru-paru.
Ø
fisis dari gas mulia.
|
Helium
|
Neon
|
Argon
|
Kripton
|
Xenon
|
Radon
|
|
|
Nomor atom
|
2
|
10
|
18
|
32
|
54
|
86
|
|
Elektron valensi
|
2
|
8
|
8
|
8
|
8
|
8
|
|
Jari-jari atom(Ǻ)
|
0,50
|
0,65
|
0,95
|
1,10
|
1,30
|
1,45
|
|
Massa atom (gram/mol)
|
4,0026
|
20,1797
|
39,348
|
83,8
|
131,29
|
222
|
|
Massa jenis (kg/m3)
|
0.1785
|
0,9
|
1,784
|
3,75
|
5,9
|
9,73
|
|
Titik didih (0C)
|
-268,8
|
-245,8
|
-185,7
|
-153
|
-108
|
-62
|
|
Titikleleh (0C)
|
-272,2
|
-248,4
|
189,1
|
-157
|
-112
|
-71
|
|
Bilangan oksidasi
|
0
|
0
|
0
|
0;2
|
0;2;4;6
|
0;4
|
|
Keelekronegatifan
|
-
|
-
|
-
|
3,1
|
2,4
|
2,1
|
|
Entalpi peleburan (kJ/mol)
|
*
|
0,332
|
1,19
|
1,64
|
2,30
|
2,89
|
|
Entalpi penguapan (kJ/mol)
|
0,0845
|
1,73
|
6,45
|
9,03
|
12,64
|
16,4
|
|
Afinitas elektron (kJ/mol)
|
21
|
29
|
35
|
39
|
41
|
41
|
|
Energi ionisasi (kJ/mol)
|
2640
|
2080
|
1520
|
1350
|
1170
|
1040
|
*= Helium dipadatkan dengan cara
menaikkan tekanan bukan menurunkan suhu.
Adapula hal penting yang menyebabkan
gas mulia amat stabil yaitu konfigurasi elektronnya. Berikut adalah konfigurasi
elektron gas mulia
He = 1s2
Ne = 1s2 2s2 2p6
Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
Xe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
Rn = 1s2 2s2
2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
6p6
Karena konfigurasi elektronnya yang stabil gas mulia juga biasa digunakan untuk penyingkatan konfigurasi elektron bagi unsur lain.
contoh :
Br = 1s2 2s2
2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
menjadi
Br = [Ar] 4s2 3d10
4p5
Sifat
fisis
Gas mulia merupakan unsur gas pada suhu kamar dan mendidih hanya beberapa derajat di atas titik cairnya. Jari-jari, titik leleh serta titik didih gasnya mulanya bertambah seiring bertambahnya nomor atom. Sedangkan energi pengionnya berkurang.
Gas mulia merupakan unsur gas pada suhu kamar dan mendidih hanya beberapa derajat di atas titik cairnya. Jari-jari, titik leleh serta titik didih gasnya mulanya bertambah seiring bertambahnya nomor atom. Sedangkan energi pengionnya berkurang.
Dari data-data di atas kita bisa lihat bahwa nomor atom, jari-jari atom, massa atom, massa jenis, titik didih, titik beku, entalpi peleburan dan entalpi penguapan selalu bertambah dari He ke Rn. Sedangkan energi ionisasi mengalami penurunan dari He ke Rn. Beberapa dari sifat tersebut mengalami kenaikan karena gaya london terutama pada entalpi peleburan dan entalpi penguapan.
Elektron valensi gas mulia sudah memenuhi kaidah Duplet untuk He dan kaidah Oktet untuk Ne, Ar, Kr, Xe dan Rn. Sedangkan untuk He, Ne, Ar tidak memiliki nilai keelektronegatifan. Dan bilangan oksidasi yang di atas adalah bilangan oksidasi yang sudah di ketahui hingga sekarang.
Sifat Kimia
Kereaktifan gas mulia akan berbanding lurus dengan jari-jari atomnya, jadi kereaktifan gas mulia akan bertambah dari He ke Rn hal ini disebabkan pertambahan jari-jari atom menyebabkan daya tarik inti terhadap elektron kulit luar berkurang, sehingga semakin mudah ditarik oleh atom lain.
Tetapi gas mulia adalah unsur yang tidak reaktif karena memiliki konfigurasi elektron yang sudah satbil, hal ini didukung kenyataan bahwa gas mulia di alam selalu berada sebagai atom tunggal atau monoatomik. Tetapi bukan berarti gas mulia tidak dapat berreaksi, hingga sekarang gas mulia periode 3 ke atas (Ar, Kr, Xe, Rn) sudah dapat berreaksi dengan unsur yang sangat elektronegatif seperti Flourin dan Oksigen.
Sumber
