Pembuatan dan Kegunaan Unsur Halogen

Pembuatan dan Kegunaan Unsur Halogen

     Gas F2 merupakan oksidator kuat sehingga hanya dapat dibuat melalui elektrolisis garamnya, yaitu larutan KF dalam HF cair. Dalam elektrolisis dihasilkan gas H2 di katode dan gas F2 di anode. Perhatikan gambar disamping.

     Gas F2 diproduksi secara komersial untuk bahan bakar nuklir uranium. Logam uranium direaksikan dengan gas fluorin berlebih menghasilkan uranium heksafluorida, UF6 (padatan berwarna putih dan mudah menguap).

     Gas Cl2 dibuat melalui elektrolisis lelehan NaCl, reaksinya:

Anode: Cl–(l) → Cl2(g)
Katode: Na+(l) →Na(s)

     Gas Cl2 digunakan sebagai bahan dasar industri plastik, seperti vinil klorida, CH2=CHCl (untuk PVC), CCl4 (untuk fluorokarbon), dan CH3Cl (untuk silikon dan TEL). Dalam jumlah besar, klorin digunakan untuk desinfektan, pemutih, pulp kertas, dan tekstil.

     Gas Br2 dibuat dari air laut melalui oksidasi dengan gas Cl2. Secara komersial, pembuatan gas Br2 sebagai berikut:

• Air laut dipanaskan kemudian dialirkan ke tanki yang berada di puncak menara.
• Uap air panas dan gas Cl2 dialirkan dari bawah menuju tanki. Setelah terjadi reaksi redoks, gas Br2 yang dihasilkan diembunkan hingga terbentuk lapisan yang terpisah. Bromin cair berada di dasar tangki, sedangkan air di atasnya.
• Selanjutnya bromin dimurnikan melalui distilasi. Bromin digunakan dalam industri untuk membuat senyawa metil bromida, CH3Br (sebagai pestisida), perak bromida (untuk film fotografi), dan alkali bromida (untuk sedatif).

     Gas I2 diproduksi dari air laut melalui oksidasi ion iodida dengan oksidator gas Cl2. Iodin juga dapat diproduksi dari natrium iodat (suatu pengotor dalam garam , NaNO3) melalui reduksi ion iodat oleh NaHSO3. Iodin digunakan untuk membuat senyawa AgI sebagai film fotografi dan KI sebagai nutrisi dan makanan ternak. Beberapa kegunaan senyawa halogen dijabarkan pada tabel disamping.

Sifat dan Pembuatan Senyawa Halogen

     Senyawa halogen yang penting adalah asam hidrogen halida (HX), asam okso-halida (HXOn), dan garamnya (MX). Setiap unsur halogen dapat membentuk senyawa biner dengan hidrogen: HF, HCl, HBr, dan HI. Semuanya merupakan gas tak berwarna dengan bau sangat tajam.

     Titik didih asam halida meningkat dari atas ke bawah dalam sistem periodik (HCl = –85°C; HBr = –67°C; HI = –35°C), kecuali HF memiliki titik didih paling tinggi, yaitu 20°C. Penyimpangan ini sebagai akibat adanya ikatan hidrogen antarmolekul HF yang sangat kuat dibandingkan asam-asam halida yang lain.

     Kekuatan asam halida di dalam pelarut air meningkat dari atas ke bawah dalam tabel periodik. Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom halogen yang makin besar sehingga kemampuan menarik atom H makin lemah, akibatnya atom H mudah lepas.


     Asam-asam halida di dalam air terionisasi sempurna, kecuali asam fluorida tergolong asam lemah dengan derajat ionisasi 2,9%. Persamaan ionisasinya:

Reaksi Gas HF

     Asam-asam halida dapat disintesis langsung dari unsur-unsurnya, seperti berikut ini:

• Gas F2 dan H2 bereaksi sangat dahsyat membentuk senyawa HF, tetapi reaksinya tidak memiliki nilai komersial, sebab gas F2 sendiri dibuat dari penguraian HF. H2(g) + F2(g) →2HF(g)
• Senyawa HCl dibuat melalui reaksi gas Cl2 dan H2 berlebih. H2(g) + Cl2(g) →2HCl(g)
• HBr dan HI dibuat dengan cara serupa, tetapi menggunakan katalis platina sebab reaksi tanpa katalis sangat lambat.

     Umumnya, asam-asam halida disintesis melalui pemanasan garam halida dengan asam yang tidak mudah menguap, seperti berikut ini:

• HF, dibuat dari garam CaF2 dan asam sulfat pekat. Reaksinya: CaF2(s) + H2SO4(l) →CaSO4(s) + 2HF(g)
• HCl, dibuat dari natrium klorida dan asam sulfat pekat. Reaksinya: NaCl(s) + H2SO4(l) →NaHSO4(s) + HCl(g) . Pada suhu tinggi, hasil yang terbentuk adalah natrium sulfat: NaCl(s) + NaHSO4(l) →Na2SO4(s) + HCl(g)
• HBr dan HI, tidak dapat dibuat dengan H2SO4, sebab dapat mengoksidasi Br– dan I– menjadi unsur-unsurnya. Dalam hal ini digunakan asam fosfat. Reaksinya: NaBr(s) + H3PO4(l) →HBr(g) + NaH2PO4(s)

     Kegunaan utama HF adalah sebagai bahan baku pembuatan CCl3F, freon, dan teflon. Senyawa CCl3F digunakan sebagai pendingin dan bahan bakar aerosol, yang disintesis dari CCl4 dan HF dengan antimon pentafluorida sebagai katalis. Reaksinya: CCl4(l) + HF(g) →CCl3F(aq) + HCl(g)

     Kegunaan utama HF yang lain adalah sebagai cairan elektrolit dalam pengolahan mineral aluminium dan untuk melukis/mengetsa gelas. Dalam mengeetsa gelas, HF bereaksi dengan silika (SiO2), kemudian bereaksi dengan gelas. Reaksinya:

     Senyawa HCl adalah asam keempat yang penting bagi industri asam setelah asam sulfat, fosfat, dan nitrat. Asam ini digunakan untuk membersihkan permukaan logam dari oksida (disebut pickling) dan untuk mengekstrak bijih logam tertentu, seperti tungsten.

     Dalam elektrolisis larutan NaCl, gas Cl2 yang dihasilkan pada anode dapat bereaksi dengan larutan NaOH yang dihasilkan di katode membentuk natrium hipoklorit. Reaksinya:

Cl2(g) + 2NaOH(aq) → NaClO(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)

     Larutan NaClO digunakan sebagai pemutih pada industri tekstil. Ion hipoklorit tidak stabil, dan terdisproporsionasi membentuk ion klorat, ClO3– dan ion klorida, Cl–. Reaksinya: 3ClO–(aq) → ClO3–(aq) + 2Cl–(aq).

     Sekian ulasan saya mengenai pembuatan unsur halogen serta kegunaan unsur halogen. Semoga bermanfaat.