Jumat, 13 April 2012

BELERANG | SIFAT-SIFAT BELERANG


BELERANG

BELERANG (SULFUR)
Belerang ditemukan di alam sebagai unsur bebas, sulfat, maupun sebagai
bijih sulfida. Belerang berwarna kuning pucat, padatan yang rapuh, yang tidak
larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2 (karbon disulfida). Dalam berbagai
bentuk, baik gas, cair maupun padat, unsur belerang terjadi dengan bentuk alotrop
yang lebih dari satu atau campuran. Dengan bentuk yang berbeda-beda, akibatnya
sifatnya pun berbeda-beda dan keterkaitan antara sifat dan bentuk alotropnya
masih belum dapat dipahami (Clark, 2008).
Berdasarkan hubungan berkala dan konfigurasi elektron, diharapkan ada
persamaan antara S dan O. Kedua unsur ini membentuk senyawa ionik dengan
logam aktif dan keduanya membentuk senyawa kovalen yang serupa, H2S dan
H2O, CS2 dan CO2, SCl2 dan Cl2O. Tetapi ada faktor –faktor yang membedakan
senyawa oksigen dan belerang. Atom O mempunyai satu ikatan tunggal kovalen
dengan jari- jari 74 pm. Sedangkan atom S = 104 pm. Elektronegativitasnya 3,44
untuk O dan 2,58 untuk S. Ikatan hidrogen dalam senyawa belerang tidak senyata
dalam senyawa oksigen. Dibandibngkan O, kapasitas atom S lebih besar berikatan
dengan atom-atom lain secara serentak karena tersedianya orbital 3d (Petrucci,
1985 : 129).


SIFAT-SIFAT BELERANG
Beberapa sifat umum belerang , yakni :
Nama, Lambang, Nomor atom sulfur, S, 16
Deret kimia nonmetals
Golongan, Periode, Blok 16, 3, p
Massa atom 32.065 (5) g/mol
Konfigurasi elektron [Ne] 3s2 3p4
Jumlah elektron tiap kulit 2, 8, 6
Ciri-ciri fisik
Fase solid
Massa jenis (sekitar suhu kamar) (alpha) 2.07 g/cm³
Massa jenis (sekitar suhu kamar) (beta) 1.96 g/cm³
Massa jenis (sekitar suhu kamar) (gamma) 1.92 g/cm³
4
Massa jenis cair pada titik lebur 1.819 g/cm³
Titik lebur
388.36 K
(115.21 °C, 239.38 °F)
Titik didih
717.8 K
(444.6 °C, 832.3 °F)
Titik kritis 1314 K, 20.7 MPa
Kalor peleburan (mono) 1.727 kJ/mol
Kalor penguapan (mono) 45 kJ/mol
Kapasitas kalor
(25 °C) 22.75 J/
(mol·K)
Tekanan uap
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T/K 375 408 449 508 591 717
Ciri-ciri atom
Struktur kristal orthorhombic
Bilangan oksidasi
−1, ±2, 4, 6
(strongly acidic oxide)
Elektronegati vitas 2.58 (skala Pauling)
Energi ionisasi
(detil)
ke-1: 999.6 kJ/mol
ke-2: 2252 kJ/mol
ke-3: 3357 kJ/mol
Jari-jari atom 100 pm
Jari-jari atom (terhitung) 88 pm
Jari-jari kovalen 102 pm
Jari-jari Van der Waals 180 pm
Lain-lain
Sifat magnetik no data
Resistivitas listrik
(20 °C) (amorphous)
2×1015 Ω·m
Konduktivitas termal
(300 K) (amorphous)
0.205 W/(m·K)
Modulus ruah 7.7 GPa
Skala kekerasan Mohs 2.0
Nomor CAS 7704-34-9
(Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Belerang)
5
Menurut Petrucci (1985 : 129), bahwa ada beberapa allotropi belerang,
yaitu:
· Belerang rombik (Sα)
· Belerang monoklinik (Sß)
· Belerang cair (Sλ)
· Belerang cair (Sμ) yang memiliki warna gelap
· Uap belerang, S8
· Belerang plastik
Gambar salah satu allotrop belerang (S8)
Berikut ini beberapa persenyawaan penting dari belerang, yaitu :
1. Hidrogen Sulfida
Hidrogen sulfida, H2S, adalah gas yang tidak berwarna, beracun, mudah
terbakar dan berbau seperti telur busuk. Gas ini dapat timbul dari aktifitas biologis
ketika bakteri mengurai bahan organik dalam keadaan tanpa oksigen (aktifitas
anaerobik). Hidrogen sulfida juga dikenal dengan nama sulfana, sulfur hidrida,
gas asam (sour gas), sulfurated hydrogen, asam hidrosulfurik, dan gas limbah
(sewer gas).
Hidrogen sulfida merupakan hidrida kovalen yang secara kimiawi terkait
dengan air (H2O) karena oksigen dan sulfur berada dalam golongan yang sama di
tabel periodik.
Hidrogen sulfida merupakan asam lemah, terpisah dalam larutan aqueous
(mengandung air) menjadi kation hidrogen H+ dan anion hidrosulfid HS:
H 2S →H S+ H + Ka = 1.3×10−7 mol/L; pKa = 6.89.
2. Sulfida
Hanya sulfida-sulfida logam golongan 1,2 dan aluminium saja yang larut
dalam air. Sulfida-sulfida ini terhidrolisis oleh air, dan akibatnya larutan sulfida
besifat basa sebagaimana ditunjukkan oleh persamaan reaksi :
S2-
(aq) + H2O(l) → HS-
(aq) + OH-
(aq)
6
Hidrolisis lebih lanjut akan menghasilakan gas H2S yang berbau busuk
menyengat :
HS-
(aq) + H2O(l) → H2S(s ) + OH-
(aq)
Sulfida dimanfaatkan antara lain untuk bahan kosmetik, misalnya
diantimoni trisulfida (SbS3) (Sugiyarto, 2004 : 223).
3. Oksida Belerang
Sejumlah oksida belerang telah dilaporkan, tetapi yang menonjol hanya
belerang dioksida, SO2, dan belerang trioksida, SO3, masing-masing dengan titik
didih -10oC dan -44,8oC. Belerang dioksida mempunyai struktur bengkok V
dengan sudut O-S-O, 119o dan panjang sudut ikatan S-O, 1,42 Ǻ, sedangkan
belerang trioksida mempunyai bentuk segitiga sama sisi dengan sudut ikatan O-SO,
120o dan panjang ikatan S-O, 142 Ǻ pada fase gas. Panjang ikatan tersebut jauh
lebih pendek daripada panjang ikatan tunggal S-O (1,63 Ǻ) dan sangat dekat
dengan panjang ikatan rangkap dua S=O (1,40 Ǻ).
SO3 jauh lebih kuat dan lebih keras. Berbeda dari belerang dioksida,
belerang trioksida bersifat asam kuat dan larut dalam air (mudah larut dalam air)
membentuk asam sulfat (Sugiyarto, 2004 : 224).
4. Asam Sulfat
Asam sulfat mempunyai rumus kimia H2SO4, merupakan asam mineral
(anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam
sulfat mempunyai banyak kegunaan, termasuk dalam kebanyakan reaksi kimia.
Kegunaan utama termasuk pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan
air limbah dan pengilangan minyak. Reaksi hidrasi (pelarutan dalam air) dari
asam sulfat adalah reaksi eksoterm yang kuat. Jika air ditambah kepada asam
sulfat pekat, terjadi pendidihan. Reaksi tersebut membentuk ion hidronium:
H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4
-
Gambar Struktur Asam Sulfat
Asam sulfat dapat bereaksi menurut lima cara yang berbeda, yaitu ;
7
· Asam sulfat sebagai suatu asam.
· Asam sulfat pekat mempunyai kemampuan melenyapkan komponen air
dari struktur formula suatu senyawa atau bertindak sebagai pengering terhadap
air.
· Asam sulfat juga bertindak sebagai pengoksidasi, contoh asam sulfat pekat
panas beraksi dengan logam tembaga menghasilkan ion tembaga(II) dan asam
sulfat tereduksi menjadi belerang dioksida dan air menurut persamaan reaksi
berikut:
Cu(s) → Cu2+
(aq) + 2e
2 H2SO4(l) + 2e→ SO2(g) + 2 H2O(l) +SO4
2-
(aq)
· Asam sulfat sebagai agen sulfonasi, yaitu mempunyai kemampuan untuk
menggantikan satu atom hidrogen dalam suatu senyawa organik dengan gugus
asam sulfonik, SO3H, seperti contoh berikut ini:
H2SO4(l) + CH3C6H5(l) → CH3C6H4SO3H(s) + H2O(l)
· Asam sulfat sebagai suatu basa, yaitu mereaksikannya dengan asam
fluorosulfonat karena asam sulfat adalah asam yang kuat, oleh karena itu
hanya asam yang sangat lebih kuat saja seperti fluorosulfonat yang mampu
memaksa asam sulfat bertindak sebagai basa menurut persamaan reaksi:
H2SO4(l) + HSO3F(l) → H3SO4 + (H2SO4) + SO3F(H2SO4)
Pembuatan Asam Sulfat
Skema pembuatan asam sulfat menurut proses kontak melalui proses tiga tahap:
· Tahap 1 – Menghasilkan Belerang Dioksida Sulfur (produk sampingan
dari penyulingan minyak bumi) dicairkan dan dimurnikan, lalu dibakar dengan
oksigen untuk menghasilkan SO2 menurut persamaan reaksi berikut:
S + O2→SO2 ΔH = -300 kJ mol-1
· Tahap 2 – Perubahan menjadi sulfur trioksida SO2 kemudian direaksikan
dengan oksigen, menggunakan V2O5 sebagai katalis, untuk menghasilkan SO3.
Reaksi :
SO2 + ½ O2 → SO3 ΔH = -100 kJ mol-1
8
· Tahap 3 - Penyerapan SO3 untuk membentuk asam sulfat. Akhirnya SO3
dilarutkan ke air, untuk menghasilkan H2SO4.
Reaksi :
SO3 + H2O →H2SO4 ΔH = -200 kJ mol-1
5. Garam Oksi Belerang
· Sulfat
Garam sulfat umumnya dibuat melelui tiga macam reaksi, yaitu : Pertama antara
basa seperti natrium hidroksida dengan asam sulfat encer menurut persamaan
reaksi:
2 NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)
Kedua, reaksi antara logam elektropositif seperti zink dengan asam sulfat
encer menurut persamaan reaksi:
Zn(s) + H2SO4(aq) →ZnSO4(aq) + H2(g)
Ketiga, reaksi antara garam karbonat misalnya tembaga (II) karbonat
dengan asam sulfat encer menurut persamaan reaksi:
CuCO3(s) + H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + H2O(l) + CO2(g)
· Hidrogen sulfat
Hidrogen sulfat dapat dipreparasi dengan mereaksikan secara stoikiometri natrium
hidroksida dengan asam sulfat dan kemudian menguapkan larutannya:
NaOH(aq) + H2SO4(aq) → NaHSO4(aq) + H2O(l)
· Sulfit
Sulfit dapat dipreparasi dengan mengalirkan gas belerang dioksida ke
dalam larutan natrium hdroksida menurut persamaan reaksi:
2 NaOH(aq) + SO2(g) → Na2SO3(aq) + H2O(l)
Ion sulfit merupakan agen reduktor, mengalami oksidasi menjadi ion sulfat
menurut persamaan setengah reaksi:
SO3
2-
(aq) + 3 H2O(l) → SO4
2-
(aq) + 2 H3O+
(aq) + 2e
· Tiosulfat
Ion tiosulfat mirip ion sulfat kecuali bahwa salah satu atom oksigen
diganti dengan atom belerang. Ion tiosulfat tidak stabil oleh pemanasan,
9
mengalami disproporsionasi menjadi tiga spesies dengan tingkat oksidasi belerang
yang berbeda-beda yaitu sulfat, sulfida, dan belerang menurut persamaan reaksi:
4 Na2S2O3(s) → 3 Na2SO4(s) + Na2S(s) + 4 S(s)
Tiosulfat bereaksi dengan asam membentuk endapan kuning belerang dan
gas belerang dioksida menurut persamaan reaksi:
S2O3
2-
(aq) + H3O+
(aq) → H2S2O3(aq) + 2 H2O(l)
H2S2O3(aq) → H2O(l) + S(s) + SO2(g)
· Peroksodisulfat
Walaupun ion sulfat mengandung belerang dengan tingkat oksidasi
tertinggi, +6, namun masih dapat dioksidasi lagi secara elektrofilik menjadi
peroksodisulfat dengan menggunakan elektrode halus platina, larutan asam, dan
rapatan arus yang tinggi.
6. Halida Belerang
Senyawa penting halida belerang (belerang-halogen) adalah belerangfluorin,
dan belerang-klorin. Belerang-fluorin membentuk dua senyawa penting
yaitu belerang heksaflourida, SF6, dan belerang tetraflourida, SF4.
Belerang heksaflourida berupa gas tak berwarna, tak berbau, tidak reaktif,
berdaya racun rendah serta stabil. Gas ini dapat dibuat secara sederhana dengan
membakar lelehan belerang dalam gas flourin, menurut persamaan reaksi:
S(l) + 3 F2(g) → SF6(g)
Sedangkan belerang tetraflourida, SF4, berupa gas yang sangat reaktif,
terurai oleh udara lembab (air) menjadi belerang dioksida dan hidrogen flourida
menurut persamaan reaksi :
SF4(g) + 2 H2O(l) → SO2(g) + 4 HF(g)
Berbeda dari senyawa belerang-flourin, belerang-klorin hanya terbentuk
dengan tingkat oksidasi rendah. Belerang diklorin berupa cairan merah dan
digunakan untuk membuat berbagai senyawa yang mengandung belerang

termasuk gas beracun mustard, S(CH2CH2Cl)2,sebagaimana diramalkan oleh teori
VSEPR, molekul SCl2, mengadopsi bentuk V.

PENUTUP
Belerang merupakan unsur yang termasuk di dalam golongan oksigen atau
golongan VI A dalam sistem table periodik unsur, yang terdiri dari unsur oksigen,
sulfur atau belerang, dan selenium yang termasuk ke dalam non logam, telurium
semilogam dan polonium sebagai logam dalam golongan ini.
1) Belerang ditemukan di alam sebagai unsur bebas, sulfat, maupun sebagai
bijih sulfida.
2) Beberapa persenyawaan unsur belerang :
· Hidrogen Sulfida
· Sulfida
· Oksida Belerang
· Asam Sulfat
· Garam Oksi Belerang
· Halida Belerang

0 komentar:

Poskan Komentar