Selasa, 23 Agustus 2011

UNSUR-UNSUR YANG TERKANDUNG DALAM ATMOSFER

UNSUR-UNSUR YANG TERKANDUNG DALAM ATMOSFER
A.    Nitrogen (N2)
1.      Sifat fisika
·         Panas transformasi β: 54,71 kal/mol
·         Panas fusi/peleburan: 17,23 kal/mol
·         Panas penguapan: 1332,9 kal/mol
·         Temperatur kritis: 126,26 ±0,04 K
·         Tekanan kritis: 33,54±0,02 atm
·         Massa jenis:
Bentuk : 1,0265 gr/ml pada -252,6oC
Bentuk β: 0,08972 gr/ml pada -210 oC
Bentuk cair: 1,1607-0,0045
·         Bentuk cair: suhu -196oC
2.      Sifat kimia
·         Pada suhu rendah elemen nitrogen berkemampuan reaktif sangat rendah
·         Pada suhu tinggi nitrogen bisa bereaksi dengan khrom, silikon, titanium, aluminium, boron, berilium, magnesium, barium, stronsium, kalsium dan lithium dan membentuk nitride; dengan oksigen membentuk NO
·         Pada suhu menengah dan tekanan tinggi, dengan adanya katalisator nitrogen bereaksi dengan hidrogen membentuk amonia
·         Pada suhu di atas 1800oC nitrogen, karbon dan hidrogen bergabung membentuk hidrogen cyanida
3.      Siklus
Nitrogen di dalam alam ini akan mengalami perubahan melalui proses biologi dan kimia. Termasuk dalam proses ini adalah ammonifikasi, ammonia assimilasi, nitrifikasi, nitrat asimilasi, nitrogen fiksasi dan denitrifikasi. Sumber nitrogen di dalam alam ini ada 3 yaitu atmosfer, senyawa anorganik (N2, N2O, NH3, dan NO3) dan senyawa orgaik (asam amino, nukleotida, aminio sugar dan vitamin)
4.      Kegunaan
·         Elemen nitrogen terkandung di dalam protein (semua protein) yang dipakai untuk membangun sel
·         Nitrogen cair (-179oC) dipakai sebagai obat mati rasa dalam proses pembedahan dan dipakai untuk membekukan butir-butir adrah agar bisa disimpan agak lama
B.     Oksigen (O2)
1.      Sifat fisika
·         Suatu gas yang tidak berbau, tidak berwarna dan tidak berasa.
·         Larut di dalam air
·         Jika berkondensasi berupa caurab berwarna biru muda
·         Mempunyai sifat paramagnetik ringan dalam keadaam gas maupun liquid/cair
·         Mempunyai titik tripel (dalam keadaan equilibrium dimana oksigen berada pada fase padat, cair dan gas) pada suhu -218,80oC
·         Mempunyai titik didih pada tekanan 1 atm sebesar 182,97oC
·         Massa jenis pada 0oC dan 1 atm sebesar 1,4290 gr/liter
·         Massa jenis normal pada titik didih 1,1142 gr/liter
·         Kemampuan kelarutan di dalam air 20oC pada tekanan parsial oksigen 1 atn, 30 ml oksigen per 1000 gram air
·         Oksigen oleh pengaruh uv timbul ozon; oksigen oleh pengaruh tegangan tinggi ± 6000-12000 volt akan terbentuk ozon
2.      Sifat kimia
·         Semua elemen kimia bersenyawa dengan oksigen kecuali gas lamban (gas mulia)
·         Senyawa pasangan dengan oksigen adalah air dan pasir (H2O dan SiO2)
·         Senyawa oksigen yang lebih dari 2 unsur adalah silikat, batu-batuan dan tanah
3.      Siklus
Oksigen diperlukan tanaman, hewan maupun manusia dlam pernapasn aerobik atau oksidasi enzymatik dari makanan dan sebagainya. Oksigen dalam atmosfer diambil oleh mahusia dan hewan untuk bernapas. Melalui proses respirasi dihasilkan karbondioksida yang dilepas dan diambil oleh tanaman untuk proses fotosintesis dan menghasilkan oksigen kembali
4.      Kegunaan
Oksigen diperoleh dari udara melalui proses pencairan dan destilasi. Oksigen hasil pemisahan ini digunakan untuk:
·         Proses peleburan, pengilangan, pabrik baja atau logam lainnya
·         Pabrik bahan kimia melalui oksidais kontrol
·         Pendorong roket
·         Penyangga kehiudpan biologi (tanaman, hewan, manusia)
·         Pemakaian dlam bidan kedokteran yaitu pengobatan TBC usus, pengobatan terhadap penderita asfiksia (sukar bernapas)
·         Pertambangan dan pabrik batu-batuan

C.    Argon
1.      Sifat fisika
·         Gas mulia
·         Gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa
·         Gas ini dapat dicairkan dan dipadatkan
·         Mempunyai titik lebur -189,4 oC
·         Mempunyai titik tripel (dalam keadaan cair, gas dan padat)
·         Mempunyai titik didih pada tekanan 1 atm -185,9 oC
·         Massa jenis gas pada 0oC tekanan 1 atm 1,784 gr/liter
·         Massa jenis cair pada titik didih 1,3998 gr/liter
·         Kelarutan di dalam air pada 20oC pada tekanan parsial 1 atm terdapat gas argon  33,6 ml/1000 gram air
2.      Sifat kimia
·         Ada tiga tipe gas argon yaitu argon 40 (isotop), argon 36 dan argon 38. Argon 40 berada di dlam udara dihasilkan melalui reaksi radioaktif dari radio isotop kalium 40
·         Dalam keadaan biasa tidak bersenyawa dengan berbagai unsur
·         Bisa membentuk ikatan dengan air, hidroquinone dan phenol
3.      Sumber dan cara memperoleh Argon
·         Terdapat di dlam atmosfer, 0,9 % dari volume udara
·         Terdapat pula di dalam mineral dan meteorit namun sangat sedikit sekali
Mula-mula udara dicairkan kemudian dilakukan destilasi. Perlu diketahui bahwa titik didih gas argon terletak antara titik didih nitrogen dan oksigen sehingga argon akan tercampur denga oksigen. Argon yang tercampur dengan oksigen dihangatkan dan dikatalis dengan hidrogen sehingga oksigen akan terpisah dengan argon. Kemudian hasil akhir destilasi memisahkan hidrogen dan nitrogen.
4.      Kegunaan
·         Gas argon dipakai untuk mengisi bola lampu listrik
·         Dipakai untuk memotong atau mengelas logam; biasanya memakai laser argon
·         Gas argon, gas argon-kripton dicampur bersana dengan sedikit uap merkuri dipakai untuk mengisi tabung lambu fluoresensi
·         Gas argon dicampur dengan gas neon dipakai untuk mengisi tabung lampu liastrik yang bercahaya generlapan yang dipakai untuk advertensi (iklan)
·         Gas argon dipakai pada Geiger Muller Counter dan berbagai tabung elektron.

D.    Karbondioksida
1.      Sifat fisika
·         Mempunyai berat sebesar 1,5 kali dari berat udara
·         Stabil, tenang dan tidak beracun
·         Tidak berbau, tidak berwarna dan tidak berasa
·         CO2 ini dapat berupa gas, cair atau solid. Dalam keadaan solid (-79oC) dikenal dengan nama dry ice digunakan sebagai pengawet es krim, sebagai bahan dasar pembuat hujan buatan
2.      Sifat kimia
·         Tidak dapat terbakar
·         Agak bersifat asam (http://www.karyagunagas.com/co2.html)
Pada keadaan STP, rapatan karbon dioksida berkisar sekitar 1,98 kg/m³, kira kira 1,5 kali lebih berat dari udara. Molekul karbon dioksida (O=C=O) mengandung dua ikatan rangkap yang berbentuk linear. Ia tidak bersifat dipol. Senyawa ini tidak begitu reaktif dan tidak mudah terbakar, namun bisa membantu pembakaran logam seperti magnesium. (http://nathaliavina87.blogspot.com/2009/10/karbondioksida-sifat-sifat-kimia-dan.html)
3.      Sumber dan siklus
·         Dari alam:atmosfer, hasil respirasi/ekspirasi manusia dan hewan, sumur, hasil pembusukan materi organik
·         Buatan manusia: hasil fermentasi, hasil pembakaran bahan bakar karbon, hasil dari proses kimia dalam amonia, gasoline dan lain-lain.
4.      Kegunaan
·         Dalam bentuk cair atau padat sebagai alat pendingin
·         Sebagai alat penetral untuk bahan alkali
·         Sebagai bahan utama dalam hal tekanan udra

E.     Kripton
1.      Sifat fisika
·         Gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa.
·         Mempunyai titik tripel
·         Melebur pada titik tripel -157,20 oC
·         Titik didih pada tekanan 1 atm -153,35 oC
·         Massa jenis gas pada 0oC pada tekanan 1 atm 3,749 gr/liter
·         Massa jenis cairan pada titik didih 2,413 gr/ml
·         Kelarutan didalam air pada 20 oC dalam 1000 gram air pada tekanan parsial kripton sebesar 1 atm 59,4 ml
2.      Sifat kimia
3.      Sumber
·         Dari alam di dalam udara, sedikit dari mineral dan meteorit
·         Buatan manusia: fusi neutron secara lambat dari uranium pada rekasi nuklir
4.      Kegunaan
·         Dipakai untuk mengisi lampu elektronik
·         Gas kripton dicampur dengan argon, dipakai unutk mengisi lampu fluoresensi

F.     Neon
1.      Sifat fisika
·         Gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa.
·         Mempunyai titik lebur -243,6 oC
·         Mempunyai titik didih (pada tekanan 1 atm) -246,1oC
·         Massa jenis gas pada 0oC pada tekanan 1 atm 0,8999 gr/liter
·         Massa jenis cairan pada titik didih 1,207 gr/ml
·         Kelarutan didalam air pada 20 oC dalam 100 gram dengan tekanan parsial neon sebesar 1 atm 10,5 ml
2.      Sumber
·         Secara ekonomi sumber neon berada pada atmosfer bumi
·         Dalam jumlah sangat kecil terdapat pada gas lam, mineral dan meteorit
3.      Kegunaan
·         Neon diisi pada ruangan letupan “spark chamber” yang digunakan untuk mendeteksi partikel nuklir
·         Neon dalam jumlah yang banyak dipaki untuk riset fisik pada “energi tinggi”
·         Cairan neon dipakai sebagai bahan pendingin untuk mencapai suhu sekitar 25-40 K
·         Gas neon dipakai untuk mengisi berbagai tabung elektronik termasuk tabung GM Counter, tabung lampu untuk mentest busi, lampu listrik tegangan tinggi, berbagai lampu pijar dna neon glow lamp

G.    Xenon
1.      Sifat fisika
·         Gas mulia
·         Tak berwarna, tak berbau dan tak berasa.
2.      Sumber
·         Xenon diperoleh dari udara yang dicairkan
3.      Kegunaan
·         Mengisi lampu sorot dan lampu berintensitas tinggi lainnya
·         Mengisi bilik bergelembung yang dipergunakan oleh ahli fisika untuk mempelajari partiekl subatom

H.    Hidrogen
1.      Sifat fisika
·         Titik Didih -252.6oC
·         Titik Lebur -259.2oC.
2.      Sifat kimia
Kelarutan dan karakteristik hidrogen dengan berbagai macam logam merupakan subyek yang sangat penting dalam bidang metalurgi (karena perapuhan hidrogen dapat terjadi pada kebanyakan logam dan dalam riset pengembangan cara yang aman untuk meyimpan hidrogen sebagai bahan bakar. Hidrogen sangatlah larut dalam berbagai senyawa yang terdiri dari logam tanah nadir dan logam transisi dan dapat dilarutkan dalam logam kristal maupun logam amorf. Kelarutan hidrogen dalam logam disebabkan oleh distorsi setempat ataupun ketidakmurnian dalam kekisi hablur logam.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/84/Hindenburg_burning.jpg/250px-Hindenburg_burning.jpg

Hidrogen sangatlah mudah terbakar di udara bebas. Peristiwa meledaknya pesawat Hindenburg pada tanggal 6 Mei 1937.
Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar pada konsentrasi serendah 4% H2 di udara bebas.[8] Entalpi pembakaran hidrogen adalah -286 kJ/mol[9]. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572  kJ (286 kJ/mol)[10]
Ketika dicampur dengan oksigen dalam berbagai perbandingan, hidrogen meledak seketika disulut dengan api dan akan meledak sendiri pada temperatur 560 °C.[11] Lidah api hasil pembakaran hidrogen-oksigen murni memancarkan gelombang ultraviolet dan hampir tidak terlihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu, sangatlah sulit mendeteksi terjadinya kebocoran hidrogen secara visual. Kasus meledaknya pesawat Hindenburg adalah salah satu contoh terkenal dari pembakaran hidrogen.[12] Karakteristik lainnya dari api hidrogen adalah nyala api cenderung menghilang dengan cepat di udara, sehingga kerusakan akibat ledakan hidrogen lebih ringan dari ledakan hidrokarbon. Dalam kasus kecelakaan Hidenburg, dua pertiga dari penumpang pesawat selamat dan kebanyakan kasus meninggal disebabkan oleh terbakarnya bahan bakar diesel yang bocor.[13]
H2 bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksidator lainnya. Ia bereaksi dengan spontan dan hebat pada suhu kamar dengan klorin dan fluorin, menghasilkan hidrogen halida berupa hidrogen klorida dan hidrogen fluorida. (http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen)
3.      Sumber
Hidrogen diperkirakan membentuk komposisi lebih dari 90% atom-atom di alam semesta (sama dengan tiga perempat massa alam semesta). Unsur ini ditemukan di bintang-bintang dan memainkan peranan yang penting dalam memberikan sumber energi jagat raya melalui reaksi proton-proton dan siklus karbon-nitrogen. Proses fusi atom-atom hidrogen menjadi helium di matahari menghasilkan jumlah energi yang sangat besar.
Hidrogen dapat dipersiapkan dengan berbagai cara:
·         Uap dari elemen karbon yang dipanaskan
·         Dekomposisi beberapa jenis hidrokarbon dengan energi kalor
·         Reaksi-reaksi natrium atau kalium hidroksida pada aluminium
·         Elektrolisis air
·         Pergeseran asam-asam oleh metal-metal tertentu
Hidrogen dalam bentuk cair sangat penting untuk bidang penelitian suhu rendah (cryogenics) dan studi superkonduktivitas karena titik cairnya hanya 20 derajat di atas 0 Kelvin.
Tritium (salah satu isotop hidrogen) dapat diproduksi dengan mudah di reaktor-reaktor nuklir dan digunakan dalam produksi bom hidrogen.
Hidrogen adalah komponen utama planet Jupiter dan planet-planet gas raksasa lainnya. Karena tekanan yang luar biasa di dalam planet-planet tersebut, bentuk padat hidrogen molekuler dikonversi menjadi hidrogen metalik.
Di tahun 1973, ada beberapa ilmuwan Rusia yang bereksperimen memproduksi hidrogen metalik pada tekanan 2.8 megabar. Pada titik transisi, berat jenisnya berubah dari 1.08 menjadi 1.3 gram/cm3. Satu tahun sebelumnya di Livermore, California, satu grup ilmuwan juga memberitakan eksperimen yang hampir sama di mana fenomena yang mereka amati terjadi pada titik tekanan-volume yang berpusar pada 2 megabar. Beberapa prediksi mengemukakan bahwa hidrogen metalik mungkin metastable. Yang lainnya memprediksikan hidrogen mungkin berupa superkonduktor di suhu ruangan
(http://www.chem-is try.org/tabel_periodik/hidrogen/)
4.      Kegunaan
Hidrogen banyak digunakan untuk mengikat nitrogen dengan unsur lain dalam proses Haber (memproduksi amonia) dan untuk proses hidrogenasi lemak dan minyak. Hidrogen juga digunakan dalam jumlah yang banyak dalam produksi methanol, di dealkilasi hidrogen (hydrodealkylation), katalis hydrocracking, dan sulfurisasi hidrogen. Kegunaan-kegunaan lainnya termasuk sebagai bahan bakar roket, memproduksi asam hidroklorida, mereduksi bijih-bijih besi dan sebagai gas pengisi balon.
Daya angkat 1 kaki kubik gas hidrogen sekitar 0.07 lbf pada suhu 0 derajat Celsius dan tekanan udara 760 mm Hg.
Baterai yang berbahan bakar hidrogen (Hydrogen Fuel cell) adalah teknologi baru yang sedang dikembangkan, di mana tenaga listrik dalam jumlah besar dapat dihasilkan dari gas hidrogen. Pabrik-pabrik baru dapat dibangun dekat dengan laut untuk melakukan proses elektrolisis air laut guna memproduksi hidrogen. Gas yang bebas polusi ini lantas dapat dialirkan melalui pipa-pipa dan disalurkan ke daerah-daerah pemukiman dan kota-kota besar. Hidrogen dapat menggantikan gas alam lainnya, bensin, agen dalam proses metalurgi dan berbagai proses kimia (penyulingan), dan mengubah sampah menjadi metan dan etilen. Kendala-kendala yang ada untuk mewujudkan impian tersebut masih banyak. Di antaranya persetujuan publik, penanaman modal yang besar dan harga hidrogen yang masih jauh lebih mahal ketimbang bahan bakar lainnya sekarang.
(http://www.chem-is try.org/tabel_periodik/hidrogen/)


I.       Helium
1.      Sifat fisika
·         Gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa.
·         Mempunyai titik lebur pada tekanan atmosfer 25,2 sebesar -272,1 oC (1,1 K)
·         Pada titik tripel (solid, ada Helium I, Helium II) -271,37oC
·         Pada titik tripel disebut  point (helium berbentuk gas, ada Helium I, Helium II) -270,96oC
·         Titik didih pada tekanan 1 atm -268,94oC
·         Massa jenis pada 0oC dan tekanan 1 atm 0,1784 gr/liter
·         Massa jenis pada tekanan titik didih sebesart 0,1249 gr/ml
·         Kelarutan di dalam air pada suhu 20oC. Jumlah helium (ml) yang larut di dalam 1000 gram air pada tekanan parsial helium sebanyak 8,61 ml
·         Massa jenis dan viskositas dari uap helium sangat rendah, konduktivitas termal dan panas yang dikandungnya sangat tinggi
·         Helium dapat dicairkan tetapi temperatur kondensasi sangat rendah.
2.      Sumber
·         Dari alam pada atmosfer. Helium yang ada diatmosfer berasal dari permukaan bumi migrasi ke atmosfer
·         Buatan manusia: hasil fusi/pemecahan, zat radioaktif
3.      Kegunaan
·         Gas helium mula-mula dipakai untuk mengisi balon gas dan balon zeplin (untuk riset dan cuaca)
·         Gas helium mempunyai kemampuan sebagai pendingin agar mencapai suhu dibawah -434oF (14 K); temperatur demikian sangat baik untuk dikembangkan ke dalam keadaan super konduksi
·         Helium diperguinakan sebagai gas pendorong pada roket
·         Campuran gas helium dan oksigen dipakai sebagai bahan pernapasan bagi penerjun
·         Helium dipakai sebagai gas pendingin pada reaktor nuklir
·         Helium dipakai untuk analisis kimia dengan memakai gas kromatografi
J.      Ozon (O3)
1.      Sifat fisika
·         Ozon dalam bentuk gas tampak biru cerah, berbau tajam sekali
·         Dalam bentuk cair atau padat, tamapk biru kehitaman dengan tidak tembus cahaya (opaque) seperti warna tinta
·         Massa jenis gas pada 0oC tekanan udara atmosfer: 2,154 gr/liter
·         Massa jenis bentuk cair pada:
§  111,9 oC      : 1,354 gr/ml
§  183oC          : 1,573 gr/ml
·         Titik didih pada tekanan udara 1 atm: -111,9oC
·         Titik lebur dai bentuk padat: -192,5oC
2.      Sifat kimia
·         Ozon terdiri dari tiga atom oksigen
·         Mempunyai daya oksidasi sangat kuat dengan menimbulkan panas. Dipakai sebagai pembasmi hama (baik bakteri maupun virus) lebih cepat dan kuat dari hidrogen peroksida (H2O2), Chlorine atau sulfur oksida (SO2).
·         Dipakai untuk treatment air siap minum
·         Menghilangkan rasa bau dan rasa yang tidak enak dari bahan hidrokarbon.
·         Besi dan senyawa mangan yang memberi warna pada air dapat dihilangkan dengan ozon
3.      Sumber
·         Ozon terdapat di atmosfer bumi; dekat permukaan bumi. Kadar ozon sekitar 0,02-0,03 ppm; kalau ada kabut kadar ozon akan berkurang
·         Pada ketinggian 20 km pada atmosfer bumi, ozon dibentuk melalui proses fotokemis:
Oksigen                         O3

·         Kadar O3 tertinggi pada ketinggian 30 km
·         Ozon dibuat melalui ozon chamber. Oksigen dialirkan melalui suatu ruangan tertutup, kemudian diberi tegangan listrik sekitar 3000 volt maka:
O2                             O3


·         Ozon terbentuk oleh pengaruh ultraviolet dari sinar matahari:
O2                             O3
4.      Kegunaan
·         Untuk sterilisasi air diperuntuk air minum
·         Untuk sterilisasi ruang operasi
·         Dipakai untuk mengobati penderita kanker payudara atau tumor-tumor superfisial (di permukaan kulit)

K.    H2S (Hidrogen Sulfida)
1.      Sifat fisika
·         Gas ini berbau seperti telur busuk
·         Gas berwarna kekuningan
2.      Sumber dan terbentuknya H2S
·         Berasal dari tumbuh-tumbuhan dan hewan yang mati (materi organik)
·         Berasal dari letusan gunung berapi
·         Berasal dari limbah/ buangan industri
Ada dua cara terbentuknya H2S yaitu
·         Melalui aksi bateri
·         Melalui proses di atmosfer

L.     Karbon monoksida
1.      Sifat fisika
·         Gas tidak berwarna, tidak berbau dan sangat berbahaya
2.      Sumber dan terbentuknya karbon monoksida
Dasar terbentuknya monoksida adalah pembakaran yang tidak sempurna.
Pembakaran yang dimaksud adalah:
·         Pembakaran yang terjadi pada industri
·         Pembakaran pada alat transportasi, misalnya motor/mobil, mesin diesel, pesawat terbang, dan kereta api
·         Proses pembakaran pada pertanian
·         Tempat-tempat pembuangan sampah
·         Kebakaran hutan
·         Ada jenis ikan (jelly fish) menghasilkan karbonmonoksida sekitar 80%
3.      Efek akibat karbon monoksida
·         Menghalangi hemoglobin berkaitan dengan oksigen
·         Penderita ngantuk, mual dan puyeng
·         Keracunan karbon monoksida pada tingkat berat menimbulkan kematian

Referensi:
·         J.F gabriel, Fisika lingkungan.
·         (http://www.chem-is try.org/tabel_periodik/hidrogen/) {16 mei 2011}
·         (http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen) {16 mei 2011}
·         (http://www.karyagunagas.com/co2.html) {16 mei 2011}

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar