GAS MULIA

A.      SIFAT-SIFAT UMUM (KIMIA DAN FISIKA) GAS MULIA

1.      Sifat Kimia Gas Mulia

	Helium	Neon	Argon	Kripton	Xenon	Radon
Nomor atom	2	10	18	32	54	86
Elektron valensi	2	8	8	8	8	8
Jari-jari atom(Ǻ)	0,50	0,65	0,95	1,10	1,30	1,45
Massa atom (gram/mol)	4,0026	20,1797	39,348	83,8	131,29	222
Massa jenis (kg/m3)	0.1785	0,9	1,784	3,75	5,9	9,73
Titik didih (0C)	-268,8	-245,8	-185,7	-153	-108	-62
Titikleleh (0C)	-272,2	-248,4	189,1	-157	-112	-71
Bilangan oksidasi	0	0	0	0;2	0;2;4;6	0;4
Keelekronegatifan	-	-	-	3,1	2,4	2,1
Entalpi peleburan (kJ/mol)	-	0,332	1,19	1,64	2,30	2,89
Entalpi penguapan (kJ/mol)	0,0845	1,73	6,45	9,03	12,64	16,4
Afinitas elektron (kJ/mol)	21	29	35	39	41	41
Energi ionisasi (kJ/mol)	2640	2080	1520	1350	1170	1040

Konfigurasi elektron unsur-unsur golongan gas mulia:
He = 1s²

Ne = 1s² 2s² 2p⁶

Ar = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

Kr = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶

Xe = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶

Rn = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶

Karena konfigurasi elektronnya yang  sudah stabil, gas mulia juga biasa digunakan untuk penyingkatan konfigurasi elektron bagi unsur lain.

contoh :

Br = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵

menjadi

Br = [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁵

Unsur-unsur golongan gas mulia merupakan unsur yang stabil, yaitu sukar bereaksi dengan unsur yang lain. Berikut sifat-sifat unsur golongan gas mulia, yaitu:

·      


Afinitas Elektron
Dengan elektron valensi yang sudah penuh, unsur gas mulia sangat sukar untuk menerima elektron. Hal ini dapat dilihat dari harga afinitas elektron yang rendah.

·         Energi Ionisasi
Stabilnya unsur-unsur golongan gas mulia menyebabkan unsur-unsurnya sukar membentuk ion. Dari data energi ionisasinya yang besar sehingga untuk dapat melepas sebuah elektron diperlukan energi yang besar. Helium adalah unsur gas mulia yang memiliki energi ionisasi paling besar.

 

·         Jari-Jari Atom
Jari-jari atom unsur-unsur golongan gas mulia sangat kecil (dalam satu golongan, semakin keatas semakin kecil) sehingga elektron terluar relatif lebih tertarik ke inti atom. Oleh sebab itu, atom-atom gas mulia sangat sukar untuk bereaksi.

2.      Sifat fisik gas mulia

·           Helium

Helium (He) adalah unsur kimia yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, tidak beracun,dan  bersifat inert. Helium merupakan gas yang ringan dan tidak mudah terbakar. Spesifikasi panas helium sangat tinggi. Berat jenis gas helium pada titik didih normal juga sangat tinggi. Molekul-molekul gasnya mengembang dengan cepat ketika dipanaskan ke suhu ruangan. Sebuah bejana yang diisi dengan gas helium pada 5 dan 10 Kelvin harus diperlakukan seakan-akan berisikan helium cair karena perubahan tekanan yang tinggi yang berasal dari pemanasan gas ke suhu ruangan.

·           Neon

Neon adalah gas mulia kedua yang teringan, berwarna orange kemerahan di tube vakum yang diberi arus. Menurut penelitian akhir-akhir ini, neon neon merupakan gas mulia yang paling tidak aktif dan yang paling tiak reaktif dari semua elemen. Neon memiliki kapasitas pendinginan 40 kali lebih besar dari helium cair dan 3 kali dari hodrogen cair (berdasarkan volume). Di berbagai penggunaan, Ia lebih murah dibandingkan helium.

·           Argon

Argon mempunyai kelarutan yang sama dalam air seperti gas oksigen (O₂) dan 2,5 kali lebih larut dalam air dibandingkan gas nitrogen. Argon adalah unsur yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, dan tidak bersifat racun dalam bentuk gas dan cairan. Argon dikenal sebagai gas inert dan tidak diketahui senyawa kimia yang dibentuknya seperti halnya krypton, xenon dan radon. Molekul argon hanya terdiri dari satu atom argon, Ar. Jangkauan gaya van der Waals antar atom-atomnya sangat terbatas begitu pula titik leleh dan titik didih argon lebih rendah lagi.

·           Kripton

Sebuah warna, tanpa bau, dan sering digunakan dengan gas langka lain di lampu pijar. Cahaya kripton berwarna hijau
brilian dan spektral jingga, kripton merupakan salah satu produk dai penguraian uranium. Kripton solid berwarna putih dan striktur kubik kristal.

·           Xenon

Xenon merupakan gas mulia yang tak berwarna, tak berbau dan tidak ada rasanya. Xenon diperoleh dari udara yang dicairkan. Xenon dipergunakan untuk mengisi lampu sorot, dan lampu berintensitas tinggi lainnya, mengisi bilik gelembung yang dipergunakan oleh ahli fisika untuk mempelajari partikel sub-atom.

·           Radon

Radon juga termasuk dalam kelompok gas mulia dan beradioaktif. Radon juga gas yang paling berat dan berbahaya bagi kesehatan. Pada suhu dan tekanan ruang, radon tidak berwarna tetapi apabila didinginkan hingga membeku, radon akan berwarna kuning, sedangkan radon cair berwarna merah jingga.

B.  SUMBER DAN KELIMPAHAN GAS MULIA

1.    Helium

Helium merupakan elemen kedua terbanyak di alam semesta. Helium diproses dari gas alam, karena banyak gas alam yang mengandung gas helium.

Secara spektroskopik helium telah dideteksi keberadaannya di bintang-bintang, terutama di bintang yang panas. Helium juga merupakan komponen penting dalam reaksi proton-proton dan siklus karbon yang memberikan bahan bakar matahari dan bintang-bintang lainnya.

Pemfusian hidrogen menjadi helium menghasilkan energi yang luar biasa dan merupakan proses yang dapat membuat matahari bersinar secara terus-menerus. Kadar helium di udara sekitar 1 dalam 200,000. Walau banyak terdapat dalam berbagai mineral radioaktif sebagai produk-produk radiasi, sebagian besar pasokan helium untuk Amerika Serikat terdapat di sumur-sumur minyak Texas, Oklahoma, dan Kansas. Di luar AS, pabrik ekstraksi helium hanya terdapat di Polandia, Rusia dan di India (data tahun 1984).

2.    Argon

Argon dihasilkan dari penyulingan bertingkat udara cair karena atmosfer mengandung 0.94% Argon. Atmosfer Mars mengandung 1.6% isotop  Argon 40 dan sebesar 5 ppm untuk isotop Argon 36.

Metode Cavendish untuk mengisolasi Argon. Gas-gas diletakkan di test-tube (A) yang diberdirikan di atas alkali lemah dalam jumlah yang besar (B), dan arus dialirkan di kawat diisolasi oleh tube kaca yang berbentuk U (CC) yang melewati cairan dan memutari mulut dari test-tube. Ujung dari Platinum dalam (DD) dari kabel itu mendapat arus dari batere dari lima sel Grove dan gulungan Ruhmkorff berukuran sedang.

3.    Neon

Neon sebenarnya berlimpah pada skala jagad raya: elemen paling berlimpah massanya kelima di jagad raya, setelah hydrogen, helium, oxygen, and carbon. Tetapi Neon lumayan langka di bumi, seperti Helium, karena keinertan dan keringanannya, sifat-sifat tersebut menjaganya dari terperangkap di gas yang mengembun dan awan debu dari formasi planet-planet yang lebih kecil dan panas seperti bumi. Banyaknya Neon di jagad raya yaitu 1 banding 750. Kapal luar angkasa Galileo menemukan bahwa walaupun di di atmosfer atas Jupiter, neon berkurang dengan faktor 10, untuk 1 bandng 6,000 dalam massa. Ini mungkin menunjukkan bahwa planetesimals es yang membawa Neon dari luar, terbentuk di daerah yang terlalu hangat bagi mereka untuk menjaga jumlah Neon. Neon adalah gas monoatomik pada kondisi standar. Neon langka di Bumi, ditemukan di atmosfer Bumi pada 1 banding 65,000 (dalam volume) atau 1 banding83.000 dalam massa. Neon diproduksi secara Industri dengan cara penyulingan paruh cryogenic dari udara yang diembunkan.

4.    Kripton

Kripton terdapat di udara dengan kadar  1 ppm. Atmosfer Mars diketahui mengandung 0.3 ppm kripton. Kripton padat adalah zat kristal berwarna putih dengan struktur kubus pusat muka yang merupakan sifat umum pada semua gas mulia.

5.    Xenon

Xenon adalah gas di atmosfer bumi, terjadi pada 0.087±0.001
bagian per juta (μL/L), atau kira-kira 1 bagian per 11.5 juta, dan juga
ditemukan gas ini dipancarkan dari beberapa sumber air panas.
Beebrapa spesies isotop radioaktif xenon, contohnya, 133Xe dan
135Xe, diproduksi oleh iradiasi oleh materi yang dapat terurai dalam
reaktor nuklir.

6.    Radon

Rata rata, terdapat satu molekul radon dalam 1 x 10²¹ molekul
udara. Radon dapat di temukan di beberapa mata air dan mata air
panas. Kota Misasa, Jepang terkenal karena mata airnya yang kaya
dengan radium yang menghasilkan radon. Radon dibebaskan dari tanah secara alamiah, apalagi di kawasan bertanah di Granit. Radon juga mungkin dapat berkumpul di ruang bawah tanah dan tempat tinggal (Namun ini juga bergantung bagaimana rumah itu di rawat dan ventilasinya)Uni Eropa menentukan bahwa batas aman kandungan radon adalah 400Bq / [meter]3 untuk rumah lama, dan 200 Bq / m3 untuk rumah baru.

‘’Environmental Protection Agency’’ Amerika menyarankan untuk melakukan tindakan segera bagi semua rumah dengan kepekatan.
Radon melebihi 148 Bq / m3 (diukur sebagai4pCi/L). Hampir satu rumah setiap 15 di A.S. mempunyai kadar radon yang tinggi menurut statistik (U.S. Surgeon General) dan EPA mencadangkan agar semua rumah diuji bagi radon. Sejak 1985 di Amerika, jutaan rumah
telah diuji kandungan radonnya.