BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Hidrogen berasal
dari bahasa latin Hydrogenium, adalah unsur kimia yang pada tabel periodik dilambangkan dengan
simbol H dan nomor atom 1. Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak
berwarna, tidak berbau, bersifat non-logam, bervalensi tunggal, dan merupakan
gas diatomik yang sangat mudah terbakar.
Dalam keadaan normal, hidrogen
berada dalam bentuk gas diatomik (H2). Namun, gas hidrogen sangat langka
ditemukan di bumi. Karena massanya yang ringan sehingga menyebabkan gas hidrogen
lepas dari gravitasi bumi. Namun, gas hidrogen dapat diperoleh secara industri
dari berbagai senyawa hidrokarbon seperti metana atau berasal dari gasifikasi
batu bara. Walaupun demikian, hidrogen masih merupakan unsur yang melimpah di
permukaan bumi.
Hidrogen dapat berekasi dengan
banyak unsur, contohnya NH3,HF, LiH2 dan sebagainya.
Sehingga hidrogen memiliki peranan yang penting dalam pembentukan beberapa
senyawa kimia. Karena peranannya tersebut, penulis mengangkat pembahasan
mengenai “Hidrogen” yang bertujuan untuk menambah wawasan pembaca yang tertarik
dengan Ilmu Kimia.
B. Rumusan
Masalah
Adapun permasalah yang dibahas oleh
penulis sebagai berikut:
1.
Bagaimana sejarah penemuan Hidrogen?
2. Apa
yang dimaksud dengan Hidrogen?
3. Bagaimana
sifat fisis dan kimia Hidrogen?
4. Bagaimana
persenyawaan yang mengandung unsur Hidrogen?
5. Bagaimana
proses pembuatan Hidrogen?
6. Apa
manfaat dari Hidrogen?
C. Tujuan
Penulisan
Adapun tujuan yang hendak dicapai
oleh penulis sebagai berikut:
1. Agar
pembaca mengetahui tentang sejarah dan penjelasan singkat hidrogen
2. Agar
pembaca mengetahui tentang persenyawaan yang dibentuk oleh unsur hydrogen.
3. Agar
pembaca mengetahui metode-metode yang digunakan dalam pembuatan gas hidrogen.
4.
Agar pembaca mengetahui manfaat dai gas
hidrogen.
BAB
II
PEMBAHASAN
A.
Sejarah
Gas hidrogen, H2,
pertama kali dihasilkan secara artifisial oleh T. Von Hohenheim (dikenal juga
sebagai Paracelsus, 1493–1541) melalui pencampuran logam dengan asam kuat. Dia
tidak menyadari bahwa gas mudah terbakar yang dihasilkan oleh reaksi
kimia ini adalah unsur
kimia yang baru. Pada tahun, Robert
Boyle menemukan kembali dan
mendeskripsikan reaksi antara besi dan asam yang menghasilkan gas hidrogen. Pada tahun 1766, Henry
Cavendish adalah orang yang pertama
mengenali gas hidrogen sebagai zat diskret dengan mengidentifikasikan gas
tersebut dari reaksi
logam-asam sebagai "udara yang
mudah terbakar". Pada tahun 1781 dia lebih lanjut menemukan bahwa gas ini
menghasilkan air ketika dibakar. Pada tahun 1783, Antoine
Lavoisier memberikan unsur ini
dengan nama hidrogen (dari Bahasa
Yunanihydro yang artinya air dan genes yang artinya
membentuk) ketika dia dan Laplace mengulang kembali penemuan Cavendish yang mengatakan
pembakaran hidrogen menghasilkan air. Hidrogen pertama kali
dicairkan oleh James Dewar pada tahun 1898 dengan menggunakan penemuannya, guci hampa. Dia kemudian menghasilkan hidrogen padat setahun
kemudian. Deuterium ditemukan pada tahun 1931 Desember
oleh Harold Urey, dan tritium dibuat pada tahun 1934 oleh Ernest
Rutherford, Mark
Oliphant, and Paul Harteck. Air
berat, yang mengandung
deuterium menggantikan hidrogen biasa, ditemukan oleh Urey dkk. pada tahun
1932. Salah satu dari penggunaan pertama H2 adalah untuk sinar sorot. [1]
B. Pengertian Hidrogen
Hidrogen merupakan unsur yang paling banyak di
alam semesta, yaitu 93% karena bintang-bintang mengandung hidrogen sebagai
bahan bakar untuk menghasilkan cahaya jumlah atom hidrogen dibumi sekitar 3%
atau 0,14% massa, dalam bentuk senyawa anorganik (seperti air dan asam) dan
organik. Air mengandung 11% massa hidrogen karena molekulnya mengandung 2 atom
hidrogen dan 1 oksigen.[2]
Dalam sistem periodik, hidrogen memiliki nomor
atom satu dan terletak pada golongan 1A karena mempunyai 1 elektron. Tetapi
kecendrungannya sama dengan VIIA, yaitu menerima 1 elektron, dan tidak seperti
golongan 1A lainnya yang cendrung melepas 1 elektron. Selain itu, elektron hidrogen
dapat ditarik oleh atom lain sehingga menjadi ion H+. Karena itu hidrogen
tidak dapat dimasukkan baik dalam golongan 1A maupun dalam golongan VII A.
Hidrogen dalam keadaan bebas berupa molekul gas
diatomik (H2) dengan titik didih dan titik beku yang sangat rendah karena
gaya london antar molekul sangat kecil akibatnya cukup sulit hidrogen dalam
bentuk gas yang mudah untuk dimanfaatkan dalam bidang industri.
Hidrogen yang terdapat di alam ada tiga isotop,
yaitu
(hidrogen)
(D=
deuterium) dan
( T=
tritium) dengan perbandingan:
H : D :
T = 10.000.000 : 2.000 : 1
Air yang terbentuk dari deuterium atau D2O
disebut air berat dengan perbandingan.
H2O : D2O = 5.000 : 1
Artinya, dalam 5.000 liter air tedapat sekitar
1 liter air berat. Tritium (T) bersifat radioaktif dengan waktu paro 12,3 tahun dan dapat dibuat
dengan reaksi inti.
Hidrogen yang terdapat di alam mengandung
0,0156 % deuterium sedangkan tritium (terbentuk secara terus menerus dilapisan
atas atmosfer pada reaksi inti yang direduksi oleh sinar kosmik terdapat dialam
hanya dalam jumlah yang sngat kecil, kira-kira sebanyak 1/1017 dan bersifat radioaktif (
, 12,4 tahun). Deuterium sebagai D2O dipisahkan
dari air dengan cara destilasi bertingkat atau elektrolisis yang
disediakan dalam jumlah ton untuk pemakaian sebagai moderator dalam
reaktor nuklir. [3]
C.
Sifat Fisis dan
Kimia
1.
Sifat Fisis
Hidrogen[4]
Unsur : Hidrogen
Nomor atom :
1
Massa atom relatif : 1,00
Titik Leleh(oC) : -259,14
Titik Didih(oC) : -252,87
Rapatan pada 25oC (g/cm3) : 0,07
Warna : tidak berwarna
Konfigurasi Elektron : 1s1
Energi Ionisasi (kJ//mol) : 1312,0
Afinitas Elektron (kJ/mol) : 72,77
Keelektronegatifan : 2,20
Jari-jari Ion (Å) : 1,46
Jari-jari Atom(Å) : 0,37
Massa Jenis : 0,0899 g/cm3
Struktur kristal : Heksagonal
Radius Atom : 2,08 A0
Volume Atom : 14,10 cm3/mol
Radius kovalensi : 0,32 A0
Entalpi penguapan : 0,4581 Kj/mol
Entalpi pembentukan : 0,00585 Kj/mol
Potensial ionisasi : 13,598 V
Konduktivitas panas : 0.1815 Wm-1K-1
Kapasitas panas : 14,304 Jg-1K-1
Nama golongan : alkali
Wujud : gas
Jenis unsur : nonlogam
Asal unsur : unsur alam
2.
Sifat Kimia
Sifat
kimia Hidrogen bergantung pada tiga proses elektronik:[5]
a.
Kehilangan
elektron valensi 1s. Hal
in akan menghasilkan proton, H+. Ukurannya yang kecil, r ~
1,5 x 10-13 cm, relatif terhadap ukuran r ~ 10-8
cm serta muatannya yang kecil yang dihasilkan oleh kemampuannya yang khas untuk
mendistorsi awan elektron di sekeliling atom-atom lain. Proton tidak pernah dalam
bentuk seperti itu kecuali dalam berkas ion gas. Proton ini bergabung dengan
atom-atom atau molekul-molekul lain. Meskipun ion hidrogen berada dalam air,
umumnya ditulis sebagai H+, tapi sesungguhnya H3O+
atau H(H2O)n+.
b.
Penambahan satu
elektron. Atom H dapat memperoleh satu elektron
dan membentuk ion hidrida, H- dengan struktur He 1s2.
Ion ini hanya ada dalam kristal hidrida dari logam-logam elektropositif,
seperti NaH, CaH2.
c.
Pembentukan
sebuah pasangan elektron. Nonlogam dan
juga banyak logam dapat membentuk ikatan kovalen dengan hidrogen.
D.
Senyawa
Hidrogen
Senyawa
hidrogen sering disebut sebagai hidrida, sebuah istilah yang tidak mengikat. Oleh kimiawan, istilah
"hidrida" biasanya memiliki arti atom H yang mendapat sifat anion,
ditandai dengan H−. Keberadaan anion hidrida, dikemukakan oleh Gilbert
N. Lewis pada tahun 1916 untuk gologngan I
dan II hidrida garam, didemonstrasikan oleh Moers pada tahun 1920 dengan
melakukan elektrolisis litium hidrida cair (LiH) yang menghasilkan sejumlah hidrogen pada anode. Untuk
hidrida selain logam golongan I dan II, istilah ini sering kali membuat
kesalahpahaman oleh karena elektronegativitas hidrogen yang rendah.
Pengecualian adalah hidrida golongan II BeH2 yang polimerik. Walaupun
hidrida dapat dibentuk dengan hampir semua golongan unsur, jumlah dan kombinasi
dari senyawa bervariasi, sebagai contoh terdapat lebih dari 100 hidrida borana
biner yang diketahui, namun cuma satu hidrida aluminium biner yang diketahui.
Hidrida indium biner sampai sekarang belum diketahui, walaupun sejumlah komplek
yang lebih besar eksis.[6]
Hidrida
biner diklasifikasikan sesuai dengan posisi unsurnya dalam tabel periodik, dan
oleh karakter ikatannya. Hidrida alkali dan alkali tanah di blok s adalah
senyawa ionik yang analog dengan halida dan disebut dengan hidrida salin.
Unsur blok p golongan 13-17 membentuk hidrida kovalen molekular. Belum
ada senyawa hidrida gas mulia yang pernah dilaporkan.[7]
Beberapa
unsur transisi blok d dan f membentuk hidrida logam yang
menunjukkan sifat logam. Logam-logam transisi yang tidak membentuk hidrida
biner membentuk hidrida molecularkompleks yang dikoordinasikan oleh
ligan penstabil, seperti karbonil (CO), fosfin tersier (PR3), atau
siklopentadienil (C5H5) (rujuk bagian 6.1).Contoh-contoh khas hidrida diberikan
di bawah ini.[8]
a.
Hidrida salin
Hidrogen
mempunyai 1 elekron dan cendrung
menerima 1 elektron dari atom lain. Akibatnya, hidrogen dapat bereaksi dengan logam
yang reaktif, yaitu (Li,Na,K,Mg,dan Ca) membentuk senyawa hidrida ionik,
contohnya:
Litium
hidrida, LiH, senyawa kristalin tak bewarna
(titik leleh (melting point, mp) 680oC). Li+ danH- membentuk
kristal berstruktur garam dapur. Pelepasan kuantitatif gas hidrogen di anoda
saat dilakukan elektrolisis garam leburnya menyarankan keberadaan H-.Air
bereaksi dengan hebat dengan litium hidrida membebaskan gas hidrogen.Karena
senyawa ini agak melarut dalam eter, hidrida ini digunakan sebagai pereduksi di
kimia organik.
Kalsium
hidrida, CaH2, adalah padatan
kristalin tak bewarna (mp 816 oC), dan bereaksi denganhebat dengan air
membebaskan gas hidrogen.Hidrida ini digunakan sebagai pembentuk gas hidrogen,
atau bahan dehidrator untuk pelarut organik. Hidrida ini juga digunakan sebagai
reduktor. Litium
tetrahidridoaluminat, LiAlH4, adalah padatan kristalin tak
bewarna (terdekomposisi di atas 125oC) biasanya disebut litium aluminum
hidrida.Hidrida melarut dalam eter, dan bereaksi hebat dengan air.Hidrida ini
digunakan sebagai reduktor dan bahan untuk hidrogenasi dan untuk pengering
pelarut organik. Natrium tetrahidroborat, NaBH4, adalah senyawa padatan
kristalin bewarna putih (terdekomposisi pada 400 oC) biasanya disebut natrium
borohidrida. Padatan ini larut dalam air dan terdekomposisi pada suhu tingggi
dengan melepaskan gas hidrogen. Padatan ini digunakan sebagai bahan pereduksi
untuk senyawa anorganik dan organik, dan untuk mempreparasi kompleks hidrida,
dsb.
b.
Hidrida
molekular
Semua
hidrida kecuali hidrida karbon (metana) dan oksigen (air) adalah gas beracun
dengankereaktifan sangat tinggi dan harus ditangani dengan sangat
hati-hati.Walaupun terdapat berbagai metoda untuk menghasilkan gas-gas ini di
laboratorium, kini banyak gas ini mudah didapat di silinder. Diboran, B2H6,
adalah gas beracun dan tak bewarna (mp -164.9o C dan bp -92.6o
C) dengan bau iritatif yang khas. Hidrida ini merupakan bahan reduktor kuat
senyawa anorganik dan organik.Bahan ini juga bermanfaat sebagai bahan
hidroborasi untuk memasukkan gugus fungsi padaolefin, setelah adisi olefin
dengan reaksinya dengan reagen yang cocok.
Silan, SiH4, gas yang sangat mematikan dan tak bewarna (mp -185 oC dan
bp -111.9 oC) denganbau yang menyengat dan juga disebut dengan monosilan.
Amonia, NH3, adalah gas beracun dan tak bewarna (mp -77.7 oC dan bp -33.4
oC) dengan baumengiritasi yang khas. Walaupun gas ini digunakan dalam banyak
kasus sebagai larutan ammonia dalam air, yakni dengan dilarutkan dalam air,
amonia cair juga digunakan sebagai pelarut non-air untuk reaksi khusus. Sejak
dikembangkannya proses Harber-Bosch untuk sintesis amonia ditahun 1913, amonia
telah menjadi senyawa yang paling penting dalam industri kimia dan digunakan
sebagai bahan baku banyak senyawa yang mengandung nitrogen. Amonia juga
digunakan sebagai refrigeran (di lemari pendingin).
Fosfin, PH3, gas sangat beracun dan tak bewarna (mp -133 oC dan bp -87.7
oC) dengan bau yangbusuk, juga disebut dengan fosfor hidrida. Fosfin terbakar
spontan di udara.Fosfin digunakan dalam pertumbuhan epitaksi, dalam kimia
koordinasi logam transisi, dsb.
Hidrogen
sulfida, H2S, gas beracun dan tak bewarna
(mp -85.5 oC and bp -60.7 oC) dengan bautelur busuk.Gas ini sering ditangani
dengan tidak cukup hati-hati, gas ini sangat berbahaya dan harus ditangani
dalam lingkungan yang ventilasinya baik. Gas ini digunakan untuk analisis kimia
dengan cara pengendapan ion logam, pembuatan senyawa yang mengandung belerang,
dsb.
Hidrogen
fluorida, HF, adalah gas tak bewarna,
berasap, bertitik didih rendah (mp -83 oC danbp 19.5 oC), dengan bau yang
mengiritasi.Gas ini biasa digunakan untuk mempreparasi senyawa anorganik dan
organik yang mengandung fluor.Karena permitivitasnya yang tinggi, senyawa ini
dapat digunakan sebagai pelarut non-air yang khusus.Larutan dalam air gas ini
disebut asam fluorat dan disimpan dalam wadah polietilen karena asam ini
menyerang gelas.
c.
Hidrida logam
Hidrida
MHx yang menunjukkan sifat logam biasanya bertipe intertisi dan non
stoikiometribiasanya hidrogen menempati sebagian lubang dalam kisi logam.
Biasanya x bukan bilangan bulat dalam senyawa ini.Hidrida jenis ini yang
dikenal meliputi hidrida dari Golongan 3 (Sc, Y), Golongan 4 (Ti, Zr, Hf),
Golongan 5 (V, Nb, Ta), Cr, Ni, Pd, dan Cu, tetapi hidrida logam lain
diGolongan 6 sampai 11 tidak dikenal.Paladium Pd bereaksi dengan gas hidrogen
pada suhu kamar, dan membentuk hidrida yang mempunyai komposisi PdHx (x <
1).Banyak hidrida logam yang menunjukkan sifat hantaran logam.LaNi5
adalah senyawa paduan antara lantanum dan nikel, yang dapat menampung sampai 6
atom hidrogen atoms per sel satuan dan berubah menjadi LaNi5H6.Paduan
ini menjadi salah satu kandidat untuk digunakan sebagai bahan penyimpan
hidrogen untuk pengembangan mobil berbahan hidrogen.
d.
Kompleks
hidrida
Senyawa
kompleks yang berkoordinasi dengan ligan hidrida disebut kompleks hidrida.
Logamtransisi Golongan 6 sampai 10 yang tidak membentuk hidrida biner
menghasilkan banyak
kompleks
hidrida dengan ligan tambahan seperti karbonil dan fosfin tersier. Walaupun
baru akhir
tahun 1950-an
hidrida diterima sebagai ligan, ribuan senyawa kompleks kini telah dikenal.
Lebih
lanjut, dengan
sintesis kompleks hidrogen molekul di tahun 1980-an, kimia hidrogen mengambil
peran baru.
Riset dalam katalisis hidrokarbon homogen dengan peran penting dimainkan oleh
hidrida atau
hidrogen terus berkembang.
E.
Produksi
Hidrogen
Hidrogen
merupakan unsur yang melimpah di bumi dalam bentuk gas diatomik H2.
Akan tetapi, gas hidrogen sulit
ditemukan di atmosfer bumi karena beratnya yang ringan yang menyebabkan gas
hydrogen terlepas dari gravitasi bumi. Pada umumnya, hidrogen ditemukan dalam keadaan
bersenyawa dengan unsur lain seperti hidrokarbon dan air.
Oleh
karena itu, untuk memperoleh gas hidrogen kita harus melakukan pemisahan
hidrogen dari senyawanya. Terdapat
beberapa metode dalam pembuatan gas hydrogen.
Namun, pada dasarnya prinsip dari metode tersebut sama, yaitu memisahkan
hidrogen dari unsur lain dalam senyawanya.
Setiap metode
memiliki kelebihan dan kekurangan. Namun, parameter yang dapat diterapkan dalam
pemilihan metode adalah biaya, emisi yang dihasilkan, skala produksi dan bahan
baku. Berikut metode-metode yang dapat diterapkan:
1.
Elektrolisis
Air (H2O)
Hidrogen
menyusun 11,2% dari massa air sehingga tersedia secara melimpah hampir di
seluruh tempat di permukaan bumi.[9]
Berdasarkan sudut pandang kemudahan memperoleh bahan baku. Metode elektrolisis
merupakan metode yang ideal untuk memperoleh gas hidrogen.
Elektrolisis
memanfaatkan arus listrik untuk menguraikan air (H2O) menjadi H2
(g) dan O2(g). Energi listrik yang digunakan berasal dari arus
listrik yang searah (DC).
Molekul air tereduksi pada katoda atau teroksidasi pada anoda
dengan reaksi masing-masing:[10]
Katoda: 2H2O (l ) + 2
2O
(aq) +H2 (g)
Anoda : 2H2O
(l ) 4
(aq) + O2 (g) + 4
Reaksi keseluruhan : 2H2O
(l ) 2H2
(g) + O2 (g)
Bila 36 g air diuraikan oleh arus
listrik menjadi hidrogen dan oksigen, digunakan energi listrik yang ekuivalen
dengan 572 kJ. Karena persyaratan energi tinggi, pembuatan oksigen dan hidrogen
oleh elektrolisis sangat mahak untuk penggunaan komersial. Namun, proses iu
penting untuk memperoleh hidrogen dan oksigen yang sangat murni.[11]
2.
Steam Reforming
Steam Reforming merupakan salah satu metode yang sering digunakan untuk
memproduksi gas hidrogen secara komersil yang berasal dari gas alam, seperti
metana, etana, atau propana. Ada dua langkah penting dalam metode ini. Pertama,
ialah reaksi reformasi atau pembentukan kembali (reforming
reaction):[12]
CH4 (g)
+ H2O (g) CO (g) + 3H2 (g)
= +206 kJ
Reaksi
ini endotermik dan berlangsung bersamaan demean meningkatnya jumlah gas dari 2
mol menjadi 4 mol. Dengan demikian , reaksi dilaksanakan pada suhu tinggi (750
sampai 1000
C) dan tekanan total yang rendah untuk
meningkatkan rendemen. Uap air berlebih ditambahkan untuk mendorong reaksi ke
kanan, dan nikel digunakan sebagai katalis. Campuran gas yang dihasilkan, yang
disebut gas sintesis (synthesis gas), digunakan langsung untuk
membuat metanol (CH3OH) dan bahan kimia lain. Jika digunakan umpan
selain metana, gas sintesis diperoleh dengan nisbah karbon monoksida terhadap
hidrogen yang berbeda. Misalnya, jika menggunakan propane, reaksi reformasinya
ialah[13]
C3H8 (g) + 3H2O (g) 3CO (g) + 7H2
(g)
Langkah
kedua dalam produksi hidrogen disebut reaksi geser (shift reaction).
Dalam reaksi ini, uap air tambahan bereaksi dengan karbon monoksida yang
diperoleh dari langkah pertama:[14]
CO (g) + H2O
(g) CO2 (g) + H2 (g)
= - 41 kJ
Reaksi
ini eksostermik sehingga berlangsung dengan baik pada suhu rendah. Namun,
sebagaiman lazimnya proses eksostermik, suhu tidak dapat diturunkan terlalu
jauh sebab reaksi akan menjadi terlalu lambat. Kompromi terbaik ialah pada suhu
sekitar 350
, demean katalis besi oksida.
Dua hal yang diperoleh dari reaksi geser in: (1) hidrogen tambahan selain yang
didapat dari reaksi reformasi, dan (2) karbon dioksida diperoleh sebagai produk
sampingan. Reaksi geser merupakan sumber komersial utama karbon dioksida, yang
memiliki banyak manfaat. Karbon dioksida dibekukan dan dijual untuk refrigerasi
(es kering). Dalam wujud cair senyawa ini digunakan untuk mengisi alamat
pemadam api dan untuk membuat air berkarbonasi dalam minuman “bersoda”. CO2
gas digunakan dalam sintesis kimia , seperti dalam produksi asam salisilat
untuk aspirin.[15]
Pada saat ini, gas alam merupakan bahan baku utama
untuk membuat hidrogen dan karbon dioksida. Dengan menyusutnya cadangan gas
alam, sumber lain harus dikembangkan .
3.
Gasifikasi Batu
Bara
Gasifikasi
batu bara merupakan metode pembuatan gas hidrogen tertua. Metode ini
menggunakan bahan baku yaitu batu bara yang direaksikan dengan uap air:
C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g)
= +131 kJ
Melalui cara ini, batu bara
pertama-tama dipanaskan pada suhu tinggi dalam sebuah reaktor untuk mengubahnya
menjadi fasa gas. Selanjutnya, batu bara direaksikan dengan steam dan oksigen,
yang kemudian menghasilkan gas hidrogen, karbon monoksida dan karbon dioksida.
CO (g)
+ H2O (g) CO2 (g) + H2
( g)
Campuran-campuran
gas yang dihasilkan ini disebut gas air (water gas) dan terbakar
dengan nyala biru akibat kandungan karbon monoksidanya. Gas air mengandung
proporsi hidrogen yang lebih sedikit daripada gas sintesis yang diproduksi dari
metana atau hidrokarbon yang lebih tinggi. Gas air dapat bereaksi lebih lanjut,
seperti dalam reaksi geser, menghasilkan hidrogen dan karbon dikosida tambahan.
Begitu campuran CO dan H2 disiapkan dengan perbandingan yang benar,
maka reaksi reformasi yang baru saja dijelaskan ini dapat dibalik untuk membuat
metana yang digunakan sebagai bahan bakar; proses keseluruhannya disebut
gasifikasi batu bara.[16]
4.
Pembuatan
Hidrogen dari Reaksi Logam dan Asam Kuat
Encer
Hidrogen
dalam jumlah kecil dapat dibuat di laboratotium denga mereaksikan logam dengan
asam kuat encer. Contohnya :[17]
Zn (s)
+ 2HCl (aq)
ZnCl2 (aq) + H2 (g)
F.
Manfaat
hidrogen
1.
Dalam Kimia
Organik
Hidrogen sering
dipakai untuk reaksi hidrogenasi senyawa alkena atau alkuna untuk sintesis
senyawa organik. Senyawa hidrida misalnya
MgH2.NaH, dan LiH sering dipakai untuk reagen pereduksi
senyawa organik dan hal ini sering dipakai dalam proses sistesis senyawa
organik misalnya untuk reduksi senyawa aldehid atau keton.
2.
Dibidang Industri
a.
Bahan Bakar
Fosil
Bahan bakar
fosil atau bahan bakar mineral adalah sumber daya alam yang mengandung
hidrokarbon seperti batu bara, petroleum, dan gas alam. Penggunaan bahan bakar
fosil ini telah menggerakkan pengembangan industi menggantikan kincir angin,
tenaga air, dan juga pembakaran kayu atau peat untuk panas.
Ketika
mengahasilkan listrik, energi dari pembakaran bahan bakar fosil seringkali digunakan
untuk menggerakkan turbin. Genarator tua seringkali menggunakan uap yang
dihasilkan dari pembakaran untuk memutar turbin, tetapi di pembangkit listrik
baru gas pembakaran digunakan untuk
memutar turbin gas secara langsung.
Pembakaran
bahan bakar fosil oleh manusia merupakan sumber utama dari karbon dioksida yang
merupakan salah satugas rumah kaca yang
dipercayai menyebabakan pemanasn global.
Sejumlah kecil
bahan bakar hidrokarbon adalah bahan bakar bio yang diperoleh dari karbon
dioksida di atmosfer dan oleh karena itu tidak menambah karbon dioksida di udara
b.
Industri Pupuk
Dasar teori pembuatan
amonia dari nitrogen dan hidrogen ditenmukan oleh Fritz Haber (1908), seorang
ahli kimia dari Jerman, sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara
besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Persamaan termokimia reaksi
sintesis amonia adalah:[18]
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
= -92,4 Kj
pada 25 0C: Kp = 6,2
105
3.
Meningkatkan Kejenuhan Minyak
Lemak trans terbentuk dari penambahan hidrogen pada minyak nabati
melalui proses hidrogeansi parsial. Normalnya minyak nabati bentuknya cair dan
memiliki ikatan rantai asam lemak yang tidak jenuh.
Melalui proses hidrogenasi dengan penambahan ion hidrogen , ikatan asam
lemak yang awalnay tidak jenuh akan menjadi jenuh sehinnga membuat minyak
nabati semakin padat sehinnga tidak mudah rusak. Contohnya dalam proses
pembuatan margarin , namun perubahan cair menjadi lemak padat akan mengubah
lemak nabati yang tadinya tak jenuh menjadi lemak trans.makanan yang diolah
dengan minyak nabati yang terhidrogenasi akan tahan lama, teksturnya lebih baik,
lebih renyah, dan gurih serta tidak terlalu terasa minyaknya.
4.
Hidrodealkilasi
Hidrodealkilasi toluena adalah proses yang digunakan untuk
mengahasilkan benzena , reaksi utama dalam proses ini adalah:
C6H5CH3(g) + H2(g)
C6H6(g) +CH4(g)
Reaksi hidrodealkilasi toleuna adalah reaksi gas-gas dengan katalis padat.dimana
toluena, hidrogen, benzena, dan metana berada dalam fase gas, toluena dan
hidrogen dikonversi dalam reaktor dengan katalis untuk memproduksi benzena dan metana.
BAB III
KESIMPULAN
Pada
tahun 1766, Henry Cavendish adalah orang yang pertama mengenali gas hidrogen sebagai zat
diskret dengan mengidentifikasikan gas tersebut dari reaksi logam-asam sebagai "udara yang mudah terbakar". Pada tahun 1781 dia
lebih lanjut menemukan bahwa gas ini menghasilkan air ketika dibakar.
Dalam sistem periodik, hidrogen memiliki nomor
atom satu dan terletak pada golongan 1A karena mempunyai 1 elektron. Tetapi
kecendrungannya sama dengan VIIA, yaitu menerima 1 elektron, dan tidak seperti
golongan 1A lainnya yang cendrung melepas 1 elektron. Hidrogen yang terdapat di
alam ada tiga isotop, yaitu
(hidrogen)
(D=
deuterium) dan
( T=
tritium) dengan perbandingan:
H : D :
T = 10.000.000 : 2.000 : 1
Senyawa
hidrogen sering disebut sebagai hidrida, sebuah istilah yang tidak mengikat. Oleh kimiawan, istilah
"hidrida" biasanya memiliki arti atom H yang mendapat sifat anion,
ditandai dengan H−. Berdasarkan klasifikasikan sesuai dengan posisi
unsurnya dalam tabel periodik, dan oleh karakter ikatannya, senyawa hidrida
dikelompokkan menjadi hidrida salin, hiderida molekular, hidrida molekular, dan
kompleks hidrida.
Untuk
memperoleh gas hidrogen kita harus melakukan pemisahan hidrogen dari
senyawanya. Terdapat beberapa metode
dalam pembuatan gas hidrogen. Namun,
pada dasarnya prinsip dari metode tersebut sama, yaitu memisahkan hidrogen dari
unsur lain dalam senyawanya.
Setiap
metode memiliki kelebihan dan kekurangan. Namun, parameter yang dapat
diterapkan dalam pemilihan metode adalah biaya, emisi yang dihasilkan, skala
produksi dan bahan baku. Metode-metode tersebut antara lain: Elektrolisis air, Steam
Reforming¸ gasifikasi batu bara, dan reaksi logam dengan asam kuat encer.
Hidrogen yang
diperoleh dari metode-metode tersebut memiliki banyak kegunaan antara lain
dalam reaksi hidrogenasi senyawa alkena atau alkuna untuk sintesis senyawa
organik, industri pupuk, bahan bakar fosil, meningkatkan kejenuhan minyak, dan hidrodealkilasi toluena.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. “Hidrogen,” http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen. (akses pada 18 September
2012 pukul 9:15)
Cotton
, F. Albert dan Goeffrey Wilkinson. 2007. Basic Inorganic Chemistry, terj.
Sahati Suharto. Jakarta: UI-Press.
Harris,D.
2008. Ensiklopedi Unsur-Unsur Kimia. Jakarta:Kawan Pustaka.
Keenan,Charles
W.,dkk. 1984. Ilmu Kimia Untuk Universitas, Edisi Keenam, JIlid
I; Jakarta: Erlangga.
Kuswati,
Tine Maria. 2007. Sains Kimia 3 SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Bumi Aksara.
Oxtoby,David
W,dkk. 2003. Principles Of Modern Chemistry, Fourth Edition , terj.Suminar
Setiati Achmadi. Jilid II;
Jakarta: Erlangga.
Purba,Michael.
2007. Kimia Untuk SMA Kelas XI. Jilid II; Jakarta:Erlangga.
S, Syukri. 1999. Kimia Dasar 3.
Bandung:Penerbit ITB
