senyawa halogen

Unsur golongan VIIA ini merupakan unsur nonlogam paling reaktif. Unsur-unsur ini tidak ditemukan di alam dalam keadaan bebas, melainkan dalam bentuk garamnya. Oleh karena itu unsur-unsur nonlogam ini dinamakan HALOGEN, yang berasal dari kata halo genes yang artinya pembentuk garam. Unsur nonlogam yang termasuk ke dalam golongan Halogen yaitu Fluor (F₂), Klor (Cl₂), Brom (Br₂), Iodium (I₂), dan Astatin (At₂).

1.      Fluor

            Ditemukan dalam fluorspar oleh Schwandhard pada tahun 1670 dan baru pada tahun 1886 Maisson berhasil mengisolasinya. Merupakan unsur paling elektronegatif dan paling reaktif. Dalam bentuk gas merupakan molekul diatom (F₂), berbau pedas, berwarna kuning mudan dan bersifat sangat korosif. Serbuk logam, glass, keramik, bahkan air terbakar dalam fluorin dengan nyala terang. Adanya komponen fluorin dalam air minum melebihi 2 ppm dapat menimbulkan lapisan kehitaman pada gigi.

2.      Klor

            Ditemukan oleh Scheele pada tahu 1774 dan dinamai oleh Davy pada tahun 1810. Klor ditemukan di alam dalam keadaan kombinasi sebagai gas Cl₂, senyawa dan mineral seperti kamalit dan silvit. Gas klor berwarna kuning kehijauan, dapat larut dalam air, mudah bereaksi dengan unsur lain. Klor dapat mengganggu pernafasan, merusak selaput lender dan dalam wujud cahaya dapat membakar kulit.

3.      Brom

            Ditemukan oleh Balard pada tahun 1826. merupakan zat cair berwarna coklat kemerahan, agak mudah menguap pada temperature kamar, uapnya berwarna merah, berbau tidak enak dan dapat menimbulkan efek iritasi pada mata dan kerongkongan. Bromin mudah larut dalam air dan CS₂ membentuk larutan berwarna merah, bersifat kurang aktif dibandingkan dengan klor tetapi lebih reaktif dari iodium.

4.      Iodium

            Ditemukan oleh Courtois pada tahun 1811. Merupakan unsur nonlogam. Padatan mengkilap berwarna hitam kebiruan. Dapat menguap pada temperature biasa membentuk gas berwarna ungu-biru berbau tidak enak (perih). Di alam ditemukan dalam air laut (air asin) garam chili, dll. Unsur halogen ini larut baik dalam CHCl₃, CCl₄, dan CS₂ tetapi sedikit sekali larut dalam air. Dikenal ada 23 isotop dan hanya satu yang stabil yaitu ¹²⁷I yang ditemukan di alam. Kristal iodin dapat melukai kulit, sedangkan uapnya dapat melukai mata dan selaput lendir.

5.      Astatin

            Merupakan unsur radioaktif pertama yang dibuat sebagai hasil pemboman Bismuth dengan partikel-partikel alfa (hasil sintesa tahun 1940) oleh DR. Corson, K.R. Mackenzie dan E. Segre. Dikenal ada 20 isotop dari astatin, dan isotop At(210) mempunyai waktu paruh 8,3 jam (terpanjang). Astatin lebih logam disbanding iodium. Sifat kimianya mirip iodium, dapat membentuk senyawa antar halogen (AtI, AtBr, AtCl), tetapi belum bisa diketahui apakah At dapat membentuk molekul diatom seperti unsur halogen lainnya.

Dalam sistem periodik unsur, halogen merupakan golongan yang berada pada golongan VIIA. Halogen berasal dari kata “halit” yang artinya garam, halogen sendiri dapat diartikan sebagai pembentuk garam. Golongan halogen merupakan golongan yang sangat reaktif menangkap electron (oksidator). Pada umumnya golongan halogen menangkap satu elektron untuk memenuhi kulit terluarnya. Karena kereaktifannya sangat tinggi halogen tidak mungkin ada dalam keadaan bebas di alam.

Ketika SMA ada satu kalimat yang paling sayan ingat kalau mempelajari halogen, yaitu “Film CharLes Bronson Idaman ATi” kedengerannya ga nyambung sama kimia ya? Tapi jangan salah, itu adalah satu dari sekian banyak kalimat yang bisa digunakan untuk mengingat unsur-unsur apa saja yang masuk geng halogen. Unsur-unsur itu antara lain : F, Cl, Br, I, At

1. Sifat-sifat yang dipengaruhi jari-jari atom

Semakin ke bawah kulit elektron semakin banyak sehingga dalam sistem periodik semakin ke bawah maka jari-jari atom tambah besar.

• Dengan bertambahnya jari-jari atom berarti jarak orbital elektron terluar makin jauh letaknya dari inti atomnya. Elektron pada orbital terluar akan semakin mudah melepaskan diri. Oleh karena itu, sifat keelektronegatifan halogen senantiasa berkurang seiring dengan penambahan jari-jari atomnya.

• Halogen dapat menarik elektron sesamanya atau menarik elektron satu golongan yang keelektronegatifannya lebih rendah (berada di bawahnya dalam sistem periodik).
• Kenaikan titik didih dn titik lebur halogen sebanding dengan naiknya nomor atom. Hal ini berhubungan dengan banyaknya energy yang harus dipakai untuk mengatasi gaya tarik-menarik antara molekul-molekul zat, contohnya gaya van der waals yang menarik molekul-molekul berdekatan satu sama lain. Gaya ini makin tinggi untuk molekul-molekul kompleks yang memiliki banyak elektron.

2. Tingkat oksidasi asam-oksi halogen

Kecuali flour (F), halogen dapat membentuk asam-asam yang mengandung oksigen atau lumrahnya asam-oksi halogen. Dalam kasus ini halogen memiliki biloks-biloks positif dan biloks positif ini adalah hal yang tidak biasa untuk halogen yang sangat reaktif menangkap elektron. Setiap harga biloks ini memiliki nama khusus.
a. Biloks (+1) namanya diawali dengan hipo, diikuti dengan nama halogen lalu diakhiri dengan it. Singkatnya nama asamnya menjadi : asam hipo(nama halogen)it. Contohnya asam hipoklorit
b. Biloks (+3) hanya diakhiri dengan –it, contohnya asam bromit

c. Biloks (+5) diberi akhiran –at, contohnya asam iodat

d. Biloks (+7) diberi awalan per- atau super- dan diakhiri –at, contohnya asam perklorat
Sebenarnya kekuatan asam-basa halogen meliputi 2 tipe. Tipe yang pertama adalah asam halogenida. Asam ini hanya terdiri dari unsur Hidrogen dengan halogen, contohnya HF, HCL, HBr, dan selanjutnya

Untuk kekuatan keasamannya, nilainya sebanding dengan jari-jari
Asam yang kedua adalah asam yang barusan kita bahas, yaitu asam oksihalogen. Asam ini terdiri atas unsur O,H, dan Halogen. Kekuatan asam oksihalogen sebanding dengan harga biloksnya. Bila harga biloksnya sama, maka kekuatan keasamannya berbanding terbalik dengan jari-jari.

3. Keistimewaan Flour

Untuk halogen yang satu ini kita bisa menemukan penyimpangan, ups, maksudnya keistimewaan ketimbang halogen yang lainnya. Beberapa keistimewaan itu antara lain
a. HF (Hidrogen Flour) termasuk dalam asam lemah (tidak terionisasi sempurna) padahal hidrogen halida yang lain adalah asam kuat.

b. Flour memiliki ukuran atom yang kecil sehingga sangat reaktif menangkap elektron atau merupakan oksidator yang kuat. Selain itu florur mempunyai energy hidrasi yang besar. Flour dalam hidrogen flourida mempunyai sifat suka menarik proton sehingga menimbulkan ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen ini hanya dimiliki Nitrogen, Oksigen, dan Flour saja. Jadi halogen lain tidak memiliki itu. Hal ini juga yang menyebabkan titik didih hidrogen flourida lebih tinggi ketimbang hidrogen halida yang lain.

Halogen berada pada golongan VIIA pada sistem periodik unsur.  Halogen berasal dari katahalos=garam, genes = pembentuk. Hal ini karena unsur-unsur tersebut dapat bereaksi dengan logam alkali membentuk garam. Unsur-unsur golongan halogen adalah fluorin ( F ), klorin ( Cl ), bromin ( Br ), Iodin ( I ) dan astatin ( At ). Secara umum biasanya unsur halogen dilambangkan dengan huruf X

Rumus kulit terluar dari halogen ini adalah ns² np⁵. Halogen memiliki 7e^- valensi (elektron pada kulit terluar), sehingga sangat reaktif karena mudah menerima  1e. Mereka membutuhkan satu tambahan elektron untuk mengisi orbit elektron terluarnya. Dalam larutan halogen membentuk ion negatif bermuatan satu yang disebut ion halida. Dan pada suhu kamar, unsur-unsur halogen  dapat membentuk molekul diatomik.
 

F₂(gas)    Cl₂(gas)    Br₂(cair)    I₂(Padat)

Halogen merupakan golongan non-logam yang sangat reaktif, berbau, berwarna, beracun serta tidak dijumpai pada keadaan bebas di alam. Pada umumnya ditemukan dialam dalam bentuk senyawa garam-garamnya. Garam yang terbentuk disebut Garam halida. Sebenarnya dalam tubuh manusia pun terdapat senyawa-senyawa halogen. Misalnya Ion clorida (Cl^-) merupakan anion yang terkandung dalam plasma darah, cairan tubuh, air susu, air mata, air ludah, dan cairan eksresi. Ion Iodida (I^-) merupakan suatu komponen dalam pembentukan lapisan email gigi.


Sifat Fisika dan Kimia Unsur Halogen

UNSUR	Fluor	Klor	Brom	Iodium	Catatan :   [G]=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	[G] 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 Fisika :

• Jari-jari atom unsur halogen bertambah dari fluorin sampai astatin.
• Antara molekul-molekul halogen padat dan cair terdapat ikatan Van der Waals yang lemah. Dari fluorin sampai iodin ikatan itu bertambah kuat maka dari fluorin sampai iodin bertambah besar pula titik didih dan titik lelehnya.

Sifat Kimia :

• Jari-jari atom unsur halogen bertambah dari fluorin sampai astatin menyebabkan gaya tarik inti dengan elektron valensi (pada kulit terluar) makin lemah sehingga keelektronegatifan (kemampuan menarik elektron) semakin lemah dan kemampuan membentuk ion negatifnya juga semakin berkurang. Dengan kata lain dari fluorin sampai iodin kereaktifan halogen melemah.
• Halogen merupakan senyawa yang sangat elektronegatif karena mempunyai 7 elektron valensi (ns² np⁵) dan mudah menarik satu elektron menjadi ion negatif agar susunan elektronnya stabil seperti gas mulia (ns² np⁶)

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)	Alkohol, eter, kloroform (CHCl3), CCl4, CS2
5. Warna larutan dengan pelarut organik	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, I Cl2 + 2KX→ 2KCl + X2	X = I Br2 + KX →  2KBr + X2	Tidak dapat mengusir F, Cl, Br
9. Reaksi dengan logam (M)	2M + 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

Lanjutan Sifat Fisika :

• Pada suhu kamar fluorin dan iodin berwujud gas, bromin berwujud cair yang mudah menguap dan iodin berwujud padat yang mudah menyublim.
• Gas fluorin berwarna kuning muda, gas klorin berwarna kuning hijau, cairan bromin berwarna coklat merah dan zat padat iodin berwarna hitam sedangkan uap iodin berwarna ungu.
• Fluorin, klorin dan bromin mudah larut dalam air sedangkan iodin sidikit larut dalam air. iodin mudah larut dalam KI
• Semuanya larut dalam pelarut organik seperti Alkohol, eter, kloroform (CHCl3), tetraklorida (CCl₄) dan CS₂. Warna bromin dalam kloroform atau tetraklorida adalah kuning coklat sedangkan iodin berwarna ungu.

Reaksi-reaksi Halogen

a. Reaksi halogen dengan gas hidrogen ( H2 )

Semua halogen ( X2 ) bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrogen halida ( HX ) 

H2 + X2  →  2HX

contoh :

H2 + Cl2  →  2HCl
H2 + F2  →  2HF 

dari tabel di atas terlihat kereaktifan dengan gas hidrogen bertambah dari kanan ke kiri. Fluorin dan klorin bereaksi cepat disertai ledakan tetapi bromin dan iodin bereaksi dengan lambat.

b. Reaksi halogen dengan logam ( M )

Halogen bereaksi dengan sebagian besar logam akan menghasilkan senyawa garam/halida logam

2M + nX₂ →  2MXn (n = valensi logam tertinggi)


contoh :


2Na + Br₂ →  2NaBr 
2Fe + 3Cl₂ →  2FeCl₃

c. Reaksi pengusiran pada senyawa halogenida

Halogen yang kereaktifannya lebih kuat dapat mengusir atau mendesak halida yang lebih lemah dari senyawanya. kereaktifan F2 >  Cl2  > Br2 >  I2 sehingga :

 

F2 dapat mengusir X (Cl2, Br2, I2)

F₂ + 2KX →  2KF + X2

Cl2 dapat mengusir X (Br2, I2)

Cl₂ + 2KX → 2KCl + X2

Br2 dapat mengusir X (I2)

Br₂ + KX →  2KBr + X2

I2 tidak dapat mengusir F2, Cl2 dan Br2

ket : unsur K dapat diganti unsur logam yang lainnya (Na, Ca, Mg dll)

F₂ + 2KCl →  2KF + Cl2

Br₂ + Cl^- → (tidak bereaksi)

Pada reaksi pertama di atas terlihat biloksnya F turun dari 0 menjadi -1 (reduksi ) sedangkan Cl naik dari -1 menjadi 0 (oksidasi) sehingga F disebut oksidator (penyebab zat lain mengalami oksidasi).  sehingga kereaktifan senyawa halogen sebanding dengan kekuatan oksidatornya yaitu  F2 >  Cl2  > Br2 >  I2 

d. Reaksi dengan basa

Klorin, bromin dan iodin dapat bereaksi dengan basa dan hasilnya tergantung pada temperatur saat reaksi berlangsung.

Dengan basa kuat (MOH) pada suhu 15⁰ C (dingin) halogen ( X2 ) bereaksi membentuk halida ( X^- ) dan hipohalit ( XO^-).

X₂ + 2MOH →  MX + MXO + H₂O

misalnya :

Cl₂ + 2NaOH →  NaCl + NaClO + H₂O

Cl₂ + 2OH^-→  Cl^- + ClO^- + H₂O

Dengan basa kuat (MOH) pada suhu panas halogen ( X2 ) bereaksi membentukhalida ( X^- ) dan perhalit ( XO3^-).

 3X₂ + 6MOH →  5MX + MXO₃ + 3H₂O

 misalnya :

3Br₂ + 6KOH →  5KBr + KBrO₃ + 3H₂O

3Br₂ + 6OH^-→  5Br^- + BrO3^- + H₂O 

Senyawa Asam Halida

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

Pada temperatur kamar asam halida berupa gas, tidak berwarna dan sangat mudah larut air. Sifat asam halida semakin kuat dengan bertambahnya massa atom relatif dengan urutan seperti dalam tabel di atas. jadi asam yang paling lemah adalah HF dan yang paling kuat adalah HI.

urutan titik didih asam halida : HF > HI > HBr > HCl

Titik didih asam halida bertambah sesuai dengan kenaikan massa atom relatifnya dengan pengecualian titik didih HF. Walaupun massa atom relatif HF terkecil namun titik didihnya justru yang terbesar. Hal ini karena dalam senyawa HF terdapat ikatan hidrogen.


Pembuatan Halogen

Halogen dibuat dari senyawa-senyawa yang ada di alam. Caranya ialah dengan mengoksidasi ion-ion halida. Prosesnya sangat beragam jadi yang diungkapkan di sini merupakan contoh dari berbagai proses yang dapat terjadi.

Fluorin (F₂)
Elektrolisis KHF2, dalam HF bebas air. Flourin diperoleh melalui proses elektrolisis garam kalium hydrogen flourida (KHF₂) dilarutkan dalam HF cair, ditambahkan LiF 3% untuk menurunkan suhu sampai 100^oC. Elektrolisis dilaksanakan dalam wajah baja dengan katode baja dan anode karbon. Campuran tersebut tidak boleh mengandung air karena F₂ yang terbentukakan oksidasinya.

Klorin 

Gas Cl2 dibuat melalui elektrolisis lelehan NaCl, reaksinya :

Bromin

Gas Br2 dibuat dari air laut melalui oksidasi dengan gas Cl2. Secara komersial, pembuatan gas Br2 sebagai berikut:

• Air laut dipanaskan kemudian dialirkan ke tanki yang berada di puncak menara.
• Uap air panas dan gas Cl2 dialirkan dari bawah menuju tanki. Setelah terjadi reaksi redoks, gas Br2 yang dihasilkan diembunkan hingga terbentuk lapisan yang terpisah. Bromin cair berada di dasar tangki, sedangkan air di atasnya.
• Selanjutnya bromin dimurnikan melalui distilasi.

Iodin

Gas I2 diproduksi dari air laut melalui oksidasi ion iodida denganoksidator gas Cl2. Iodin juga dapat diproduksi dari natrium iodat (suatu pengotor dalam garam (Chili, NaNO3) melalui reduksi ion iodat oleh NaHSO3. Endapan I2 yang didapat, disaring dan dimurnikan.

Kegunaan Halogen dan Senyawanya

Fluorin

• Membuat senyawa klorofluoro karbon (CFC), yang dikenal dengan nama Freon. 
• Membuat Teflon 
• Memisahkan isotop U-235 dari U-238 melalui proses difusi gas. 

 Senyawa Fluorin

• CFC (Freon) digunakan sebagai cairan pendingin pada mesin pendingin, seperti AC dan kulkas. Freon juga digunakan sebagai propelena aerosol pada bahan-bahan semprot. Penggunaan Freon dapat merusak lapisan ozon. 
• Teflon (polietrafluoroetilena). Monomernya CF2=CF2, yaitu sejenis plastik yang tahan panas dan anti lengket serta tahan bahan kimia, digunakan untuk melapisi panci atau alat rumah tangga yang tahan panas dan anti lengket. 
• Asam fluoride (HF) dapat melarutkan kaca, karena itu dapat digunakan untuk membuat tulisan, lukisan, atau sketsa di atas kaca. 
• Garam fluoride ditambahkan pada pasta gigi atau air minum untuk mencegah kerusakan gigi. 

Klorin

• Untuk klorinasi hidrokarbon sebagai bahan baku industri serta karet sintesis. 
• Untuk pembuatan tetrakloro metana (CCl4). 
• Untuk pembuatan etil klorida (C2H5Cl) yang digunakan pada pembuatan TEL (tetra etillead) yaitu bahan adaptif pada bensin.
• Untuk industri sebagai jenis pestisida.
• Sebagai bahan desinfektans dalam air minum dan kolam renang. 
• Sebagai pemutih pada industri pulp (bahan baku pembuatan kertas) dan tekstil. 
• Gas klorin digunakan sebagai zat oksidator pada pembuatan bromin. 

 Senyawa Klorin

• Senyawa natrium hipoklorit (NaClO) dapat digunakan sebagai zat pemutih pada pakaian. 
• Natrium klorida (NaCl) digunakan sebagai garam dapur, pembuatan klorin dan NaOH, mengawetkan berbagai jenis makanan, dan mencairkan salju di jalan raya daerah beriklim dingin. 
• Asam klorida (HCl) digunakan untuk membersihkan logam dari karat pada elektroplanting, menetralkan sifat basa pada berbagai proses, serta bahan baku pembuatan obat-obatan, plastik, dan zat warna. 
• Kapur klor (CaOCl2) dan kaporit (Ca(OCl2)) digunakan sebagai bahan pengelantang atau pemutih pada kain
• Polivinil klorida (PVC) untuk membuat paralon.
• Dikloro difenil trikloroetana (DDT) untuk insektisida.
• Kloroform (CHCl3) untuk obat bius dan pelarut.
• Karbon tetraklorida (CCl4) untuk pelarut organik. 
• KCl untuk pembuatan pupuk. 
• KClO3 untuk bahan pembuatan korek api 

Bromin

• Untuk membuat etil bromida (C2H4Br2).
• Untuk pembuatan AgBr. 
• Untuk pembuatan senyawa organik misalnya zat warna, obat-obatan dan pestisida 

 Senyawa Bromin

• Etil bromida (C2H4Br2) suatu zat aditif yang dicampurkan kedalam bensin bertimbal (TEL) untuk mengikat tibal, sehingga tidak melekat pada silinder atau piston. Timbal tersebut akan membentuk PbBr2 yang mudah menguap dan keluar bersama-sama dengan gas buangan dan akan mencemarkan udara. 
• AgBr merupakan bahan yang sensitif terhadap cahaya dan digunakan dalam film fotografi.
• Natrium bromide (NaBr) sebagai obat penenang saraf. 

Iodin

• Iodin Banyak digunakan untuk obat luka (larutan iodin dalam alkohol yang dikenal dengan iodium tingtur)
• Sebagai bahan untuk membuat perak iodida (AgI) 
• Untuk menguji adanya amilum dalam tepung tapioka. 

Senyawa Iodin 

• KI digunakan sebagai obat anti jamur. 
• Iodoform (CHI3) digunakan sebagai zat antiseptik 
• AgI digunakan bersama-sama dengan AgBr dalam film fotografi 
• NaI dan NaIO3 atau KIO3 dicampur dengan NaCl untuk mencegah penyakit gondok. Kekurangan iodium pada wanita hamil akan mempengaruhi tingkat kecerdasan pada bayi yang dikandungnya.