Reaksi yang tepat pembentukan senyawa gas mulia yang pertama kali berhasil dibuat adalah

Sejarah Gas Mulia

Pada tahun 1894, seorang ahli kimia Inggris bernama William Ramsay mengidentifikasi zat baru yang terdapat dalam udara. Sampel udara yang sudah diketahui mengandung nitrogen, oksigen, dan karbondioksida dipisahkan. Ternyata dari hasil pemisahan tersebut, masih tersisa suatu gas yang tidak reaktif [inert]. Gas tersebut tidak dapat bereaksi dengan zat-zat lain sehingga dinamakan argon [dari bahasa Yunani argos yang berarti malas].

Empat tahun kemudian Ramsay menemukan unsur baru lagi, yaitu dari hasil pemanasan mineral kleverit. Dari mineral tersebut terpancar sinar alfa yang merupakan spektrum gas baru. Spektrum gas tersebut serupa dengan garis-garis tertentu dalam spektrum matahari.

Untuk itu, diberi nama helium [dari bahasa Yunani helios berarti matahari]. Pada saat ditemukan, kedua unsur ini tidak dapat dikelompokkan ke dalam golongan unsur-unsur yang sudah oleh Mendeleyev karena memiliki sifat berbeda. Kemudian Ramsey mengusulkan agar unsur tersebut ditempatkan pada suatu golongan tersendiri, yaitu terletak antara golongan halogen dan golongan alkali. Untuk melengkapi unsur-unsur dalam golongan tersebut, Ramsey terus melakukan penelitian dan akhirnya menemukan lagi unsur-unsur lainnya, yaitu neon, kripton, dan xenon [dari hasil destilasi udara cair]. Kemudian unsur yang ditemukan lagi adalah radon yang bersifat radioaktif. Pada masa itu, golongan tersebut merupakan kelompok unsur-unsur yang tidak bereaksi dengan unsur-unsur lain [inert] dan dibri nama golongan unsur gas mulia atau golongan nol.

Di tahun 1898, Huge Erdmann mengambil nama Gas Mulia [Noble Gas] dari bahasa Jerman Edelgas untuk menyatakan tingkat kereaktifan Gas Mulia yang sangat rendah. Nama Noble dianalogikan dari Noble Metal [Logam Mulia], emas, yang dihubungkan dengan kekayaan dan kemuliaan.

Gas Mulia pertama ditemukan pada tanggal 18 Agustus 1868 oleh Pierre Janssen dan Joseph Horman Lockyer. Ketika sedang meneliti gerhana matahari total mereka menemukan sebuah garis baru di spektrum sinar matahari. Mereka menyakini bahwa itu adalah lapisan gas yang belum diketahui sebelumnya, lalu mereka menamainya Helium.

Berikut ini adalah asal-usul mana unsur-unsur Gas Mulia, yaitu:

1. Helium à ήλιος [íliosor helios] = Matahari
2. Neon à νέος [néos]= Baru
3. Argon à αργός [argós]= Malas
4. Kripton à κρυπτός [kryptós]= Tersembunyi
5. Xenon à ξένος [xénos]= Asing
6. Radon [pengecualian] diambil dari Radium

Nama-nama di atas diambil dari bahasa Yunani. Pada awalnya, Gas Mulia dinyatakan sebagai gas yang inert tetapi julukan ini disanggah ketika ditemukan senyawa Gas Mulia.

1]        Sifat fisis gas mulia

Sifat fisis gas mulia dapat dijelaskan dengan menggunakan data sifat atomik dan struktur unsur gas mulia.

Dari tabel di atas, terlihat jelas adanya suatu keteraturan sifat atomik gas mulia dari Helium ke Radon.

1. a] Nilai jari-jari atom [jari-jari kovalen] bertambah dari He ke Rn
2. b] Nilai energi ionisasi berkurang dari He ke Rn
3. c] Nilai keelektronegatifan He, Ne, dan Ar tidak ada, sedangkan nilai keelektronegatifan berkurang dari Kr ke Rn
4. d] Nilai bilangan oksidasi He, Ne, dan Ar adalah nol, sedangkan Kr,Xe, dan Rn memiliki beberapa bilangan oksidasi.
5. Struktur unsur gas mulia

Unsur gas mulia berada sebagai atom tunggal [monoatomik] yang terikat satu sama lainnya oleh gaya london. Karena gaya london pada gas mulia bekerja pada atom-atom tunggal, maka faktor yang mempengaruhi kekuatan gaya london adalah ukuran atom berupa jari-jari atom. Oleh karena jari-jari atom bertambah dari He ke Rn, maka gaya london dari He ke Rn juga akan semakin kuat.

Gas mulia tidak mempunyai daya hantar listrik yang baik. He tidak didapatkan dengan menurunkan suhu, tetapi dengan menaikkan tekanan.

Dari tabel dapat kita lihat adanya keteraturan berikut:

1. a] Kerapatan bertambah dari He ke Rn

Nilai kerapatan gas mulia  di pengaruhi  oleh massa atom,jari-jari atom,dan gaya london. Nilai kerapatan semakin besar dengan pertambahan massa atom dan kekuatan gaya london, dan sebaliknya semakin kecil dengan pertambahan jari-jari atom.karena nilai kerapatan gas mulia bertambah dari He ke Rn, maka kenaikan nilai masa atom dan kekuatan gaya london dari He ke Rn lebih dominan dibandingkan kenaikan jari-jari atom

1. b] Titik leleh dan ∆Hfus bertambah dari He ke Rn

Hal ini di karenakan kekuatan gaya london  bertambah dari He ke Rn sehingga atom-atom gas mulia semakin sulit lepas. Di butuhkan energi, dalam hal  ini suhu yang semakin besar  untuk mengatasi gaya london yang semakin kuat tersebut.

1. c] Titik didih dan ∆Hv bertambah dari He ke Rn

Hal ini di karenakan kekuatan gaya london bertambah dari He ke Rn sehingga atom-atom gas mulia semakin sulit di lepas. Di butuhkan energi, dalam hal ini suhu yang semakin besar untuk mengatasi gaya london yang semakin kuat tersebut.

1. d] Daya hantar panas berkurang dari He ke Rn

Hal ini di karenakan kekuatan gaya london bertambah dari He ke Rn. Dengan kata lain, partikel relatif semakin sulit bergerak sehingga energi dalam hal ini panas akan semakin sulit pula untuk di transfer.

2]        Sifat kimia gas mulia

Sifat kimia atau kereaktifan gas mulia dapat dijelaskan dengan data sifat atomik dan konfigurasi elektronnya.

Dari tabel di atas, terlihat jelas adanya suatu keteraturan sifat atomik gas mulia dari Helium ke Radon.

1. a] Nilai jari-jari atom [jari-jari kovalen] bertambah dari He ke Rn
2. b] Nilai energi ionisasi berkurang dari He ke Rn
3. c] Nilai keelektronegatifan He,Ne, dan Ar tidak ada, sedangkan nilai keelektronegatifan berkurang dari Kr ke Rn

Nilai bilangan oksidasi He, Ne, dan Ar adalah nol, sedangkan Kr, Xe, dan Rn memiliki beberapa bilangan oksidasi.

1. Konfigurasi elektron gas mulia

Gas mulia memiliki konfigurasi elektron yang sudah stabil. Oleh karena itu, gas mulia cenderung sulit bereaksi atau tidak reaktif. Hal di dukung oleh kenyataan bahwa di alam, gas mulia selalu berada sebagai atom tunggal atau monoatomik. Namun demikian para ahli telah berhasil mensintesis senyawa gas mulia pada periode ke 3 ke atas, yakni Ar,Xe,Kr,dan Rn. Hal ini terkait dengan adanya subkulit d yang belum terisi pada periode ke 3 ke atas. Sedangkan He dan Ne sampai saat ini belum dapat di reaksikan.

Pada awalnya para ahli kimia berpendapat bahawa gas mulia tidak dapat membentuk senyawa karena konfigurasi elektron yang stabil. Tetapi, Pada tahun 1962, Neil Bartlett dari Universitas British Columbia melakuan suatu percobaan.[5] Bartlett mereaksikan Platina Heksana Fluorida[ PtF6 ] dengan O2 dan diperoleh senyawa O2PtF6 . karena harga ionisasi O2 dan Xe berdekatan, membuat Bartlett menduga bahwa Xe mungkin dapat bereaksi dengan PtF6. Ternyata dugaan Bartlett benar dan Bartlett berhasil mensintesa senyawa gas mulia yang pertama XePtO6 [ Xenon Heksafluoro Plainat ], suatu padata berwarna kuning.

Semenjak saat itulah runtuhlah anggapan umum para ahli kimia bahwa gas mulia benar – benar tidak dapat membentuk senyawa. Ternyata gas mulia disamping memiliki konfigurasi elektron yang stabil dapat juga bereaksi dengan atom lain, meskipun reaksi – reaksinya terbatas dan harus memenuhi syarat. Umumnya syarat yang diperlukan dalam pembentukan senyawa gas mulia adalah:

1. Gas mulia yang bereaksi itu harus cukup rendah energi ionisasinya.
2. Gas mulia hanya bereaksi dengan unsur – unsur yang sangat elektronegatif yaitu fluor dan oksigen.

Sampai saat ini yang baru ditemukan adalah persenyawaan dari unsur Xenon, Kripton dan radon . Yang lainnya masih dalam tahap penelitian. Senyawaan gas mulia yang paling banyak disintesis adalah Xenon. Ini disebabkan energi ionisasi xenon lebih rendah daripada kripton. Adapun radon mengalami masalah bahan baku, unsur radon sangat sedikit terdapat di alam. Karena bersifat radioaktif.

Kira – kira ada 200 senyawaan xenon yang dikenal orang, termasuk halida [ kebanyakan fluorida], oksida, oksi-fluorida, fluorosulfat, garam-garam senat dan persenat serta senyawa adisi dengan asam dan basa lewis. Sedangkan senyawa-senyawa kripton dan radon masih dapat dihitung dengan jari misalnya , , , . Hal ini disebabkan karena energi ionisasi kripton cukup tinggi dan radon di alam hanya terdapat dalam jumlah yang sedikit sekali.

Xenon – Fluorida

, dan   diperoleh dengan mereaksikan xenon dengan fluor dalam kuantitas yang semakin bertambah. Dalam persenyawaan ini, xenon mempunyai bilangan oksidasi genap +2,+4,dan +6 yang khas bagi setiap persenyawaan xenon.[8]Karena sulitnya mengoksidasi Xe sampai pada bilangan oksidasi tsb. Senyawa-senyawa Xe diharapkan merupakan senyawa pengoksidasi kuat atau senyawa ini mudah tereduksi, misalnya dalam larutan berair.

Ketiga senyawaan fluor ini mudah menguap, menyublim dengan cepat pada suhu 25°. Senyawa ini dapat disimpan dalam wadah nikel, kecuali bagi  dan , sangat mudah terhidrolisis dan mantap bila tidak berhubungan dengan air.

Senyawa Kripton

Satu-satunya produk yang diperoleh bila Kripton bereaksi dengan fluor adalah difluoridanya. Tak dikenal lain-lain keadaan oksidasi selain +2. Dari kira-kira selusin senyawaan kripton yang dikenal semuanya merupakan garam kompleks yang diturunkan dari . Satu contoh pembentukan garam demikian adalah :

Karena radon bersifat radioaktif dan mempunyai waktu paruh empat hari, kekimiaannnya sukar dipelajari. Namun, eksistensi radon fluoride, baik yang mudah menguap maupun yang tidak mudah menguap telah didemontrasikan.

1. Kegunaan Gas Mulia
2. Helium
   Helium merupakan zat yang ringan dan tidak mudah terbakar, Helium biasa digunakan untuk mengisi balon udara, dan helium yang tidak reaktif digunakan untuk mengganti nitrogen untuk membuat udara buatan yang dipakai dalam penyelaman dasar laut. Para penyelam bekerja pada tekanan tinggi. Jika digunakan campuran nitrogen dan oksigen untuk membuat udara buatan, nitrogen yang terisap mudah terlarut dalam darah dan dapat menimbulkan halusinasi pada penyelam. Oleh para penyelam, keadaan ini disebut “pesona bawah laut”. Ketika penyelam kembali ke permukaan, [tekanan atmosfer] gas nitrogen keluar dari darah dengan cepat. Terbentuknya gelembung gas dalam darah dapat menimbulkan rasa sakit atau kematian. Helium yang berwujud cair juga dapat digunakan sebagai zat pendingin karena memiliki titik uap yang sangat rendah.
3. Neon
   Neon biasanya digunakan untuk pengisi bola lampu neon. Selain itu juga neon dapat digunakan untuk berbagi macam hal seperti indicator tegangan tinggi, zat pendingin, penangkal petir, dan mengisi tabung televisi.
4. Argon
   Argon digunakan dalam las titanium pada pembuatan pesawat terbang atau roket. Argon juga digunakan dalam las stainless steel dan sebagai pengisi bola lampu pijar karena argon tidak bereaksi dengan wolfram [tungsten] yang panas.
5. Kripton
   Kripton bersama argon digunakan sebagai pengisi lampu fluoresen bertekanan rendah. Krypton juga digunakan dalam lampu kilat untuk fotografi kecepatan tinggi.
6. Xenon
   Xenon dapat digunakan dalam pembuatan lampu untuk bakterisida [pembunuh bakteri] dan pembuatan tabung elektron.
7. Radon
   Radon dapat digunakan dalam terapi kanker karena bersifat radioaktif. Namun demikian, jika radon terhisap dalam jumlah banyak, malah akan menimbulkan kanker paru-paru. Radon juga dapat berperan sebagai sistem peringatan gempa, karena bila lempengan bumi bergerak kadar radon akan berubah sehingga bisa diketahui bila adanya gempa dari perubahan kadar radon.
8. Proses Ekstraksi Gas Mulia

Di alam, gas mulia berada dalam bentuk monoatomik karena bersifat tidak reaktif. Oleh karena itu, ekstraksi gas mulia umumnya menggunakan pemisahan secara fisis. Pengecualian adalah radon yang diperoleh dari peluruhan unsure radioaktif.

1. Ektraksi Helium dari Gas Alam

Gas alam mengandung hidrokarbon dan zat seperti CO2 uap air, He dan pengotor lainnya. Untuk mengekstraksi He dari gas alam, digunakan proses pengembunan. Pada tahap awal, CO2 dan uap air terlebih dahulu dipisahkan [hal ini karena pada proses pengembunan, CO2 dan uap air dapat membentuk padatan yang menyebabkan peyumbatan pipa]. Kemudian gas alam diembunkan pada suhu dibawah suhu pengembunan hidrokarbon tetapi diatas suhu pengembunan He dengan demikian, di peroleh produk berupa campuran gas yang mengandung ~50% He, N2, dan pengotor lainnya. Selanjutnya, He di murnikan dengan proses antara lain :

1]      proses kriogenik [menghasilkan dingin]

Campran gas diberi tekanan, lalu didinginkan dengan cepat agar N2 mengembun sehingga dapat dipisahkan. Sisa campuran dilewatkan melalui arang teraktivasi yang akan menyerap pengotor sehingga di peroleh He yang sangat murni.

2]      proses adsorpsi

Campuran gas dilewatkan melalui bahan penyerap yang secara selektif menerap pengotor. Proses ini mennghasilkan He dengan kemurnian 99,997% atau lebih

1. Ekstraksi He, Ne, Ar, Kr dan Xe dari udara

Proses yang digunakan disebut teknologi pemisahan udara. Pada tahap awal, CO2 dan uap air dipisahkan terlebuh dahulu. Kemudian, udara di embunkan dengan pemberian tekanan ~200 atm di ikuti pendinginan cepat. Sebagian besar udara akan membentuk fase cair dengan kandungan gas mulia yang lebih banyak, yakni ~60% gas mulia [Ar, Kr, Xe] dan sisanya ~30% O2 dan 10% N2. Sisa udara yang mengandung He dan Ne tidak mengembun karena titik didih kedua gas tersebut sangat rendah.

Selanjutnya, Ar, Kr dan Xe dalam udara cair dipisahkan menggunakan proses, antara lain :

1]      proses adsorpsi.

Pertama, O2 dan N2 dipisahkan terlebih dahulu menggunakan reaksi kimia. O2 di reaksikan dengan Cu panas. Lalu N2 direaksikan dengan Mg. sisa campuran [Ar, Xe dan Kr] kemudian akan di adsorpsi oleh arang teraktivasi. Sewaktu arang dipanaskan perlahan, pada kisaran suhu tertentu setiap gas akan terdesorpsi atau keluar dari arang. Ar di peroleh pada suhu sekitar -80˚C, sementara Kr dan Xe pada suhu yang lebih tinggi.

2]      Proses distilasi fraksional.

Proses ini menggunakan kolom distilasi fraksional bertekanan tinggi. Prinsip pemisahan adalah perbedaan titk didih zat. Karena titik didih N2 paling rendah, maka N2 lebih dulu dipisahkan. Selanjutnya Ar dan O2 dipisahkan. Fraksi berkadar 10% Ar ini lalu dilewatkan melalui kolom distilasi terpisah di mana diperoleh Ar dengan kemurnian ~98% [Ar dengan kemurnian 99,9995% masih dapat diperoleh dengan proses lebih lanjut]. Sisa gas, yakni He dan Kr, dipisahkan pada tahapan distilasi selanjutnya.

1. Ekstraksi Rn dari Peluruhan Unsur Radioaktif

Radon diperoleh dari peluruhan panjang unsur radioaktif U-238 dan peluruhan langsung Ra-226. Rn bersifat radioaktif dan mempunyai waktu paro yang pendek yakni 3,8 hari sehingga cenderung cepat meluruh menjadi unsure lain. Radon belum diproduksi secara komersial.

untuk lebih memahami tentang gas mulia, silhakan saksikan video berikut ini.

Sumber;

Johari. 2008. Kimia 3 SMA dan MA untuk Kelas XII. Jakarta : Erlangga.

Keenan,et al. 1993. Ilmu Kimia Untuk Universitas edisi keenam jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Oxtoby. 2001. Prinsip – Prinsip Kimia Modern Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Petrucci, Ralph. 1985. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern edisi keempat jilid 3. Jakarta : Erlangga.

Purba, Michael. 2006. Kimia Untuk SMA Kelas XII. Jakarta : Erlangga.

Saito, Tora. 2008. Kimia Anorganik. Tokyo : Iwanami Shoten.

Sunarya, Yayan. 2007. Mudah dan Aktif Belajar Kimia. Bandung : Setia Purna Inves.

Sutresna, Nana. 2006. Kimia Untuk Kelas XII Semester I SMA. Bandung : Grafindo Media.

Sutresna, Nana. 2007. Kimia Untuk Kelas XII SMA/MA Program IPA. Bandung : Grafindo Media.

//gas-mulia.blogspot.com/

image from : //id.wikipedia.org/wiki/Gas_mulia