1. Pengertian Gas Mulia
Gas mulia adalah unsur-unsur yang terdapat dalam golongan
VIIIA yang memiliki kestabilan yang sangat tinggi dan sebagian ditemukan di
alam dalam bentuk monoatomik karena sifat stabilnya. Unsur-unsur yang terdapat
dalam gas mulia yaitu Helium (He), Neon (Ne), Argon(Ar), Kripton(Kr), Xenon
(Xe), Radon (Rn). Gas-gas ini pun sangat sedikit kandungannya di bumi.
Gas Mulia terdapat dalam atmosfer bumi,
untuk Helium terdapat di luar atmosfer. Helium dapat terbentuk dari peluruhan
zat radioaktif uranium dan thorium. Semua unsur - unsur gas mulia terdiri dari
atom -atom yang berdiri sendiri. Unsur gas mulia yang terbanyak di alam semesta
adalah Helium (banyak terdapat di bintang) yang merupakan bahan bakar dari matahari.
Radon amat sedikit jumlahnya di atmosfer atau udara. Dan sekalipun ditemukan
akan cepat berubah menjadi unsur lain, karena radon bersifat radio aktif. Dan
karena jumlahnya yang sangat sedikit pula radon disebut juga sebagi gas jarang.
2. Sejarah Gas Mulia
Sejarah gas mulia berawal dari
penemuan Cavendish pada tahun 1785. Cavendish menemukan sebagian kecil bagian
udara (kuarang dari 1/2000 bagian) sama sekali tidak berreaksi walaupun sudah
melibatkan gas-gas atmosfer.
Lalu pada tahun 1894, Lord Raleigh
dan Sir William Ramsay berhasil memisahkan salah satu unsur gas di atmosfer
(yang sekarang di kenal sebagai gas mulia) berdasarkan data spektrum. Lalu ia
mencoba mereaksikan zat tersebut tetapi tidak berhasil dan akhirnya zat
tersebut diberi nama argon.
Dan pada tahun1895 Ramsay berhasil
mengisolasi Helium, hal ini berawal dari penemuan Janssen pada tahun 1868 saat
gerhana matahari total. Janssen menemukan spektrum Helium dari sinar matahari
berupa garis kuning. Nama Helium sendiri merupakan saran dari Lockyer dan
Frankland.
Lalu pada tahun 1898 Ramsay dan
Travers memperoleh zat baru yaitu Kripton, Xenon serta Neon. Kripton dan Xenon
ditemukan dalam residu yang tersisa setelah udara cair hampir menguap semua.
Sementara itu Neon ditemukan dengan cara mencairkan udara dan melakukan pemisahan
dari gas lain dengan penyulingan bertingkat.
Pada tahun
1900 Radon ditemukan oleh Friedrich Ernst Dorn, yang menyebutnya sebagai
pancaran radium. Pada tahun William Ramsay dan Robert Whytlaw-Gray menyebutnya
sebagai niton serta menentukan kerapatannya sehingga mereka menemukan Radon
adalah zat yang paling berat di masanya (sampai sekarang). Nama Radon sendiri
baru dikenal pada tahun 1923.
Pembuatan unsur gas mulia sendiri
baru ditemukan pada tahun 1962. Pembuatan unsur tersebut diawali oleh seorang ahli
kimia yang berasal dari Kanada yaitu Neil
Bartlett. Neil Bartlett barhasil membuat senyawa xenon yaitu XePtF6, sejak
saat itu barulah ditemukan berbagai gas mulia lain yang berhasil di buat. Dan
akhirnya istilah untuk menyebut zat-zat telah berganti. Yang awalnya disebut
gas inert (lembam) telah berganti menjadi gas mulia yang berarti stabil atau
sukar berreaksi.
3.
Sifat-sifat gas Mulia
1 . Memiliki 2 elektron valensi (He) dan
8 elektron valensi (Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), sudah stabil sehingga sukar membentuk senyawa
dengan unsur lain.
2 . Energi ionisasi terbesar
dibandingkan unsur seperiode (sukar lepas elektron)
3 . Afinitas elektron bersifat endoterm (sukar menerima elektron)
4 . Perbedaan titik leleh dan titik
didih sangat sempit (ikatn antar molekungat lemah)
5 . Radon bersifat radioaktif
6 .Kelarutan gas-gas mulia dalam air
makin kebawah makin besar ( dapat membentuk klatrat/terjebak dalam rongga antar
molekul air)
7 . Argon terbanyak di atmosfer,
sedangkan Helium terbanyak di alam semesta
Sifat-Sifat Umum :
Tidak Berwarna, tidak berbau, tidak
berasa, sedikit larut dalam air. Mempunyai
elektron valensi 8, dan khusus untuk Helium elektron valensinya 2. Molekul-molekulnya
terdiri atas satu atom (monoatom).
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 bertambah seiring bertambahnya
nomor atom. Sedangkan energi pengionnya berkurang.
Berikut merupakan beberapa sifat
dari gas mulia.
SIFAT
|
He
|
Ne
|
Ar
|
Kr
|
Xe
|
Rn
|
NO. ATOM
|
2
|
10
|
18
|
36
|
54
|
86
|
ELEKTRON VALENSI
|
2
|
8
|
8
|
8
|
8
|
8
|
JARI-JARI ATOM (Å)
|
0,50
|
0,65
|
0,95
|
1,10
|
1,30
|
1,45
|
TITIK LELEH (°C)
|
-272,2
|
-248,6
|
-189,4
|
-157,2
|
-111,8
|
-71
|
TITIK DIDIH (°C)
|
-268,9
|
-246,0
|
-185,9
|
-153,4
|
-108,1
|
-62
|
ENERGI IONISASI (kJ/mol)
|
2640
|
2080
|
1520
|
1350
|
1170
|
1040
|
AFINITAS ELEKTRON (kJ/mol)
|
21
|
29
|
35
|
39
|
41
|
41
|
DENSITAS (g/L)
|
0,178
|
0,900
|
1,78
|
3,73
|
5,89
|
9,73
|
KELARUTAN DALAM AIR PADA 20 °C (cm3/kg)
|
8,61
|
10,5
|
33,6
|
59,4
|
108,1
|
230
|
Dari
tabel diatas dapat dilihat jari – jari atom yang kecil (dalam satu golongan,
semakin keatas semakin kecil) mempunyai energi ionisasi besar artinya
elektronnya sangat sukar dilepaskan, elektron terluar relatif lebih tertarik ke
inti atom. Oleh sebab itu, atom-atom gas mulia sangat sukar untuk bereaksi.
Dari atas ke bawah jari – jari atom makin besar, energi ionisasinya makin kecil
atau makin mudah melepaskan elektron, sehingga gas mulia dari atas ke bawah
makin reaktif.
4. Pembuatan
Gas Mulia
a.
Gas 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 akan mencair (sekitar -156˚C) dan gas
helium terpisah dari gas alam.
b. Gas Argon
Argon
secara khusus dapat diperoleh dari reaksi udara dengan karbid
CaC2 + N2 CaCN2 + C
(bebas dari N2)
2CaC2 + O2 2CaO + 4C (bebas dari O2)
CaO + CO2
CaCO3 (bebas dari CO2)
Sebagai sisanya adalah Ar dan gas
mulia lain.
c. Gas Radon
Radon
terdapat dalam rongga-rongga batuan uranium, berasal dari peluruhan Ra.
Proses Destilasi Bertingkat Udara Cair
Udara mengandung gas mulia argon
(Ar), neon (Ne), krypton (Kr), dan xenon (Xe) walaupun dalam jumlah yang kecil.
Gas mulia di industri diperoleh sebagai hasil samping dalam industri pembuatan
gas nitrogen dan gas oksigen 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.
Semua unsur gas mulia terdapat
di udara, kecuali Radon(Rn) yang hanya terdapat sebagai isotop radioaktif
berumur pendek, yang diperoleh dari peluruhan radio aktif atom radium.
Unsur radon (Rn) yang merupakan
unsur radioaktif Radium (Ra) dengan memancarkan sinar alfa (helium) sesuai
dengan persamaan reaksi:
88Ra226 → 86Rn222
+ 2He4
|
Gambar Proses Destilasi Bertingkat | | | | | |
|
5. Kegunaan Gas Mulia
Helium
Helium merupakan zat yang ringan dan tidak muadah terbakar, Helium biasa
digunakan untuk mengisi balon udara, dan helium yang tidak reaktif digunakan
untuk mengganti nitrogen untuk membuat udara buatan yang dipakai dalam
penyelaman dasar laut. Helium yang berwujud cair juga dapat digunakan sebagai
zat pendingin karena memiliki titik uap yang sangat rnedah.
Neon
Neon biasanya digunakan untuk mengisi lampu neon. Selain itu juga neon dapat
digunakan untuk berbagi macam hal seperti indicator tegangan tinggi, zat
pendingin, penangkal petir, dan mengisi tabung televise.
Argon
Argon dapat digunakan dalam las titanium dan stainless steel. Argon juga
digunakan dalam las dan sebagai pengisi bola lampu pijar.
Kripton
Kripton bersama argon digunakan sebagai pengisi lampu fluoresen bertekanan
rendah. Krypton juga digunakan dalam lampu kilat untuk fotografi kecepatan
tinggi.
Xenon
Xenon dapat digunakan dalam pembuatan lampu untuk bakterisida (pembunuh
bakteri) dan pembuatan tabung elektron.
Radon
Radon dapat digunakan dalam terapi kanker karena bersifat radioaktif. Radon
juga dapat berperan sebagai sistem peringatan gempa, Karena bila lepengn bumi
bergerak kadar radon akan berubah sehingga bias diketahui bila adanya gempa
dari perubahan kadar radon.