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 gampang larut dalam CS2 (karbon disulfida). Dalam berbagai
bentuk, baik gas, cair maupun padat, unsur welirang 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 sanggup dipahami (Clark, 2008).
Berdasarkan hubungan bersiklus dan konfigurasi elektron, dibutuhkan 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 welirang tidak senyata
dalam senyawa oksigen. Dibandibngkan O, kapasitas atom S lebih besar berikatan
dengan atom-atom lain secara serentak alasannya tersedianya orbital 3d (Petrucci,
1985 : 129).
SIFAT-SIFAT BELERANG
Beberapa sifat umum welirang , 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 mempunyai warna gelap
· Uap belerang, S8
· Belerang plastik
Gambar salah satu allotrop welirang (S8)
Berikut ini beberapa persenyawaan penting dari belerang, yaitu :
1. Hidrogen Sulfida
Hidrogen sulfida, H2S, yaitu gas yang tidak berwarna, beracun, mudah
terbakar dan berbau ibarat telur busuk. Gas ini sanggup timbul dari aktifitas biologis
ketika basil mengurai materi 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) alasannya 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 kesannya 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 materi kosmetik, misalnya
diantimoni trisulfida (SbS3) (Sugiyarto, 2004 : 223).
3. Oksida Belerang
Sejumlah oksida welirang telah dilaporkan, tetapi yang menonjol hanya
belerang dioksida, SO2, dan welirang 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 berpengaruh dan lebih keras. Berbeda dari welirang dioksida,
belerang trioksida bersifat asam berpengaruh 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 yaitu 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 sanggup bereaksi berdasarkan 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, teladan asam sulfat pekat
panas beraksi dengan logam tembaga menghasilkan ion tembaga(II) dan asam
sulfat tereduksi menjadi welirang dioksida dan air berdasarkan persamaan reaksi
berikut:
Cu(s) → Cu2+
(aq) + 2e
2 H2SO4(l) + 2e→ SO2(g) + 2 H2O(l) +SO4
2-
(aq)
· Asam sulfat sebagai distributor sulfonasi, yaitu mempunyai kemampuan untuk
menggantikan satu atom hidrogen dalam suatu senyawa organik dengan gugus
asam sulfonik, –SO3H, ibarat teladan berikut ini:
H2SO4(l) + CH3C6H5(l) → CH3C6H4SO3H(s) + H2O(l)
· Asam sulfat sebagai suatu basa, yaitu mereaksikannya dengan asam
fluorosulfonat alasannya asam sulfat yaitu asam yang kuat, oleh alasannya itu
hanya asam yang sangat lebih berpengaruh saja ibarat fluorosulfonat yang mampu
memaksa asam sulfat bertindak sebagai basa berdasarkan persamaan reaksi:
H2SO4(l) + HSO3F(l) → H3SO4 + (H2SO4) + SO3F(H2SO4)
Pembuatan Asam Sulfat
Skema pembuatan asam sulfat berdasarkan proses kontak melalui proses tiga tahap:
· Tahap 1 – Menghasilkan Belerang Dioksida Sulfur (produk sampingan
dari penyulingan minyak bumi) dicairkan dan dimurnikan, kemudian 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, memakai 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 dibentuk melelui tiga macam reaksi, yaitu : Pertama antara
basa ibarat natrium hidroksida dengan asam sulfat encer berdasarkan persamaan
reaksi:
2 NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)
Kedua, reaksi antara logam elektropositif ibarat zink dengan asam sulfat
encer berdasarkan persamaan reaksi:
Zn(s) + H2SO4(aq) →ZnSO4(aq) + H2(g)
Ketiga, reaksi antara garam karbonat contohnya tembaga (II) karbonat
dengan asam sulfat encer berdasarkan persamaan reaksi:
CuCO3(s) + H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + H2O(l) + CO2(g)
· Hidrogen sulfat
Hidrogen sulfat sanggup dipreparasi dengan mereaksikan secara stoikiometri natrium
hidroksida dengan asam sulfat dan kemudian menguapkan larutannya:
NaOH(aq) + H2SO4(aq) → NaHSO4(aq) + H2O(l)
· Sulfit
Sulfit sanggup dipreparasi dengan mengalirkan gas welirang dioksida ke
dalam larutan natrium hdroksida berdasarkan persamaan reaksi:
2 NaOH(aq) + SO2(g) → Na2SO3(aq) + H2O(l)
Ion sulfit merupakan distributor 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 ibarat 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 welirang berdasarkan persamaan reaksi:
4 Na2S2O3(s) → 3 Na2SO4(s) + Na2S(s) + 4 S(s)
Tiosulfat bereaksi dengan asam membentuk endapan kuning welirang dan
gas welirang dioksida berdasarkan 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 welirang dengan tingkat oksidasi
tertinggi, +6, namun masih sanggup dioksidasi lagi secara elektrofilik menjadi
peroksodisulfat dengan memakai elektrode halus platina, larutan asam, dan
rapatan arus yang tinggi.
6. Halida Belerang
Senyawa penting halida welirang (belerang-halogen) yaitu belerangfluorin,
dan belerang-klorin. Belerang-fluorin membentuk dua senyawa penting
yaitu welirang heksaflourida, SF6, dan welirang tetraflourida, SF4.
Belerang heksaflourida berupa gas tak berwarna, tak berbau, tidak reaktif,
berdaya racun rendah serta stabil. Gas ini sanggup dibentuk secara sederhana dengan
membakar lelehan welirang dalam gas flourin, berdasarkan persamaan reaksi:
S(l) + 3 F2(g) → SF6(g)
Sedangkan welirang tetraflourida, SF4, berupa gas yang sangat reaktif,
terurai oleh udara lembab (air) menjadi welirang 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 menciptakan banyak sekali 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 welirang :
· Hidrogen Sulfida
· Sulfida
· Oksida Belerang
· Asam Sulfat
· Garam Oksi Belerang
· Halida Belerang
0 Response to "Belerang | Sifat-Sifat Belerang"
Posting Komentar