Alotropi Karbon, Silika, dan Unsur Lainnya - Prof. Yanti, Study notes of Inorganic Chemistry

Download Alotropi Karbon, Silika, dan Unsur Lainnya - Prof. Yanti and more Study notes Inorganic Chemistry in PDF only on Docsity!

Carbon (C)

• Karbon umumnya banyak ditemukan dialam. Salah satunya ialah alotropi karbon,

yaitu grafit dan intan, batu bara yang terbentuk secara alami dialam. Selain itu CO

2

yang banyak dijumpai diatmosfer (Housecroft and Sharpe, 338).

• Intan selain digunakan sebagai batu mulia banyak dimanfaatkan sebagai pemotong.

Intan yang memiliki kekerasan yang tinggi (10 Mohs) menjadikannya sebagai alat

pemotong. Meskipun memiliki struktur molekul yang sama namun memiliki sifat fisik

yang berbeda.

• Intan bukanlah unsur yang paling stabil melainkan metastabil. Intan dapat berubah

menjadi grafit pada suhu ruang (278 K) namun sangat lama (Housecroft and Sharpe,

C(intan)  C(grafit)

• Grafit yang bereaksi dengan F 2 akan membentuk suatu monomer CF 4 (pada suhu 720 K dengan bantuan HF) untuk polimer CF n yang mana banyak digunakan sebagai lubricant. Senyawa ini merupakan salah satu contoh tipe interkalasi 1 (Housecroft and Sharpe, 347). C (grafit)

• F 2  CF 4

• Grafit akan membantu senyawa interkalasi 2 jika direaksikan dengan alkali (contoh Kalium) dimana akan terbentuk logam berwarna merah atau biru (Housecroft and Sharpe, 347). C 8 - + K +  KC 8 (berwarna seperti tembaga) Pada reaksi ini terjadi perubahan bentuk grafit menjadi eclips. Bila dilakukan pemanasan bertahap terhadap produk akan membentuk KC 60 yang berwarna biru.

• Interkalasi KC 8 membentuk suatu senyawa yang sangat reaktif mudah menyala dan

dapat meledak di dalam air. Sehingga alkali dapat digantikan dengan logam seperti

Fe (II), Mn (II) dan Cu (II).

• Senyawa interkalasi 2 juga dapat dapat dibentuk dengan mereaksikan grafit dengan

asam kuat dengan bantuan agen pengoksidasi. Hal ini mengakibatkan atom C akan

bersifat positif (Housecroft and Sharpe, 348)

C 24

+ H 2 SO 4  C 24

[HSO 4 ]

.24H 2 O (dengan sedikit HNO 3 atau CrO 3 )

• Senyawa interkalasi lain dapat dibentuk dengan mereaksikan dengan Cl 2

, Br

2

, ICl

dan halida lain seperti KrF 2 , UF 6 dan FeCl 3.

• Reaksi Carbon dengan unsur lain Reaksi Referensi BaCS 3 + 2HCl  BaCl 2 + H 2 CS 3 (273 K) Housecroft and Sharpe, 377 CH 4 + NH 3  HCN + 3H 2 (Pt; 1450-1550 K) Housecroft and Sharpe, 380 Hg(CN) 2 + HgCl 2  C 2 N 2 + Hg 2 Cl 2 (570 K) Housecroft and Sharpe, 379

• Silika (Si)
• Silika merupakan salah satu unsur yang banyak dijumpai dari alam. Silika didapatkan

dari bijihnya yang berasal dari batuan mineral silikat seperti pasir, quartz dan lain-lain

(Housecroft and Sharpe, 339).

• Ekstraksi silika (yang tidak murni) didapatkan dari Silikon (SiO 2

) yang dipanaskan

dengan Karbon atau kalsium karbida (CaC 2 ) didalam furnace. Untuk mendapatkan

silika murni yang digunakan dalam elektronik atau semikonduktor dapat dilakukan

dengan teknik pelelehan zona (zone-melting techniques).

Biloks Reaksi Referensi +2 2SiH 4 + 2K  2K[SiH 3 ] + H 2 (dalam MeOCH 2 CH 2 OMe) (Housecroft and Sharpe, 355) Me 3 ESiH 3 + KCl  K[SiH 3 ] (dengan Me 3 ECl, E : Si, Ge, Sn)  MeSiH 3 + KI (dengan MeI) (Housecroft and Sharpe, 355) +4 SiH 4  Si + 2H 2 (dengan pemanasan) (Housecroft and Sharpe, 355) SiH 4 + 2O 2  SiO 2 + 2H 2 O (Housecroft and Sharpe, 355) SiH 4 + 2KOH + H 2 O  K 2 SiO 3 + 4H 2 (Housecroft and Sharpe, 355)

• Silikon memiliki alkil florida dan klorida yang umum diketahui, seperti SiF 4

dan SiCl

4

Memiliki sifat bereaksi dengan air dan struktur tetrahedral.

Reaksi Referensi SiO 2 + 2H 2 SO 4 + 2CaF 2  SiF 4 + 2CaSO 4 + 2H 2 O Housecroft and Sharpe, 363 2SiF 4 + 4H 2 O  SiO 2 + 2[H 3 O]+^ + [SiF 6 ]^2 -^ + 2HF Housecroft and Sharpe, 363 SiCl 4 + 2H 2 O  SiO 2 + 4HCl Housecroft and Sharpe, 363

• Berbeda dengan unsur Si, Germanium ditemukan dialam hanya 1,8 ppm. Pada bijih

Zn dan batu bara hanya ditemukan jejaknya (Housecroft and Sharpe, 339).

• Unsur Germanium bisa didapatkan dari mengumpulkan debu dari cerobong ketika

ekstraksi bijih Zinc. Selain itu bisa juga dengan mereduksi Ge 2 O dengan H 2 atau

Carbon. Untuk mendapatkan Germanium murni yang digunakan dalam elektronik

atau semikonduktor dapat dilakukan dengan teknik pelelehan zona (zone-melting

techniques).

Germanium (Ge)

• Pemanfaatan Ge banyak digunakan sebagai serat optik inframerah karena sifat optik

dari Ge 2 O. Hampir separuh dari pemanfaatan Ge dalam peralatan optik dapat didaur

ulang. Pemanfaatan germanium dalam semikonduktor sangat sedikit namun

keefisienan semikonduktornya sedang dikembangkan.

• Ge memiliki sifat yang mirip Si jika direaksikan dengan HNO 3

akan membentuk Ge

2

O

dan tidak bereaksi dengan larutan alkali.

Reaksi Referensi Ge + 4HCl  GeCl 4 + 2H 2 (Housecroft and Sharpe,353) Ge + 2H 2 S  GeS 2 + 2H 2 (Housecroft and Sharpe,353) 2Ge + 2HNO 3  Ge 2 O + 2NO 2 + 2H 2 O (Housecroft and Sharpe,353)

• Ion Zintl yang bersifat diamagnetik [Ge 9

]

2 -

[Ge

10

]

2 -

dan yang paramagnetik [Ge

9

]

3 -

. Ion

yang bersifat paramagnetik ikatannya terdelokalisasi dan berbentuk deltahedral,

sedangkan diamagnetik mengikuti aturan Wade.

• Halida Ge yaitu GeX 4 dinana X = F, Cl, Br, I didapatkan dengan reaksi sebagai berikut :

(Housecroft and Sharpe, 364).

2GeX 2  GeX 4 + Ge

• Reaksi Ge dengan unsur lain Reaksi Referensi 5GeO 2 + 2Li 2 O ^ Li[(Ge 5 O 12 ] * ^: dilelehkan Housecroft and Sharpe, 373 2GeO  GeO 2 + Ge (970 K) Housecroft and Sharpe, 375 4GeS 2 + 2S 2  [Ge 4 S 10 ] 4 - (dalam larutan Cs + ) Housecroft and Sharpe, 378 GeIV^ + H 2 O + H 3 PO 2  H 3 PO 3 + GeII^ + 2H+^ Housecroft and Sharpe, 381

• Timbal (pb)
• Diperoleh :

Timbal ditemukan dalam mineral-mineral yang relatif ringan dan kelimpahan timbal

di kerak bumi yang relatif tingggi

• Senyawa yang dibentuk dan dengan senyawa lain : biloks reaksi referensi +2 PbO+COPb+CO2 Hausecroft (339) PbS+2PbO3Pb+SO

PbO2+4H+ +2e-Pb2+ +2H

Hausecroft (342) Pb(NO3)2+2NaClPbCl2+2NaNO3 Hausecroft (415)