Pembuatan serta Kegunaan Unsur Karbon dan Silikon

90 Mudah dan Akt if Belajar Kim ia unt uk Kelas XII SiO 2 A + 2Cs Δ ⎯⎯→ Si A + 2CO 2 g Untuk tujuan metalurgi, silikon dipadukan dengan besi membentuk ferosilikon Fe–Si. Paduan ini diperoleh melalui reduksi besiIII oksida bersama-sama dengan pasir kuarsa. Silikon ultramurni digunakan sebagai bahan semikonduktor padat seperti transistor, sel surya, dan chips mikro-komputer. Silikon ultramurni dibuat dari silikon tidak murni. Prosesnya adalah seperti berikut. a Silikon tidak murni hasil reduksi pasir dipanaskan dengan gas klorin membentuk SiCl 4 cairan dengan titik didih 58°C. Sis + 2Cl 2 g Δ ⎯⎯→ SiCl 4 A b SiCl 4 dicampur dengan gas H 2 dan dilewatkan melalui tabung pemanas hingga terjadi reaksi: SiCl 4 A + 2H 2 g Δ ⎯⎯→ Sis + 4HClg c Setelah dingin, silikon ultra-murni mengkristal pada permukaan batang silikon murni. Silikon yang dibuat dengan cara ini hanya memiliki pengotor 10 –8 . Kerjakanlah di dalam buku latihan. 1. Mengapa grafit bersifat lunak sehingga dipakai sebagai pelumas, padahal ikatan antarkarbon sangat kuat? 2. Mengapa silikon membentuk ikatan kovalen karbida, tetapi kalsium membentuk ikatan ion karbida? Tes Kompetensi Subbab F 3. Tuliskan persamaan setara untuk pembakaran CO dan H 2 yang dapat menerangkan mengapa campuran gas ini dapat digunakan sebagai bahan bakar. Gambar 3.36 a Silikon ultra-murni digunakan unt uk m at erial elekt ronika. b Komponen sel surya a b

G. Nitrogen, Oksigen, dan Belerang

Nitrogen berada dalam golongan VA dengan konfigurasi elektron ns 2 np 3 , sedangkan oksigen dan belerang berada dalam golongan VIA dengan konfigurasi elektron ns 2 np 4 . Nitrogen dan oksigen berupa gas diatom, sedangkan belerang berupa zat padat dengan rumus molekul S 8 .

1. Kelimpahan Nitrogen , Oksigen, dan Belerang di Alam

Nitrogen terdapat di atmosfer bumi dalam jumlah paling besar mencapai 78. Di alam, nitrogen tidak sebagai unsur bebas, tetapi membentuk gas diatom yang tidak berwarna dan tidak berbau dengan rumus molekul N 2 . Oksigen merupakan unsur yang melimpah di alam, mencapai 48 berat bagian luar bumi kerak, atmosfer, dan permukaan bumi. Sumber: Chemistry, 2000; Sougou Kagashi Kata Kunci • Ikat an kovalen • Alot rop • Am orf • Kond ukt or • Insulat or • Sem ikondukt or 91 Deskrip si Unsur-Unsur Golongan Ut am a Belerang terdapat dalam mineral gipsum CaSO 4 .2H 2 O dan dalam mineral sulfida yang merupakan bijih logam. Belerang juga terdapat dalam batubara dan minyak bumi sebagai senyawa organik belerang, dan dalam gas alam terdapat sebagai gas H 2 S. Belerang dalam keadaan molekulnya S 8 terdapat di beberapa daerah vulkanik gunung berapi yang terbentuk dari reaksi H 2 S dan SO 2 . 16H 2 Sg + 8SO 2 g ⎯⎯ → 16H 2 O A + 3S 8 s Molekul belerang juga terdapat di bawah tanah bersama-sama garam sekitar ratusan meter dari permukaan bumi.

2. Sifat-Sifat Unsur Nitrogen , Oksigen, dan Belerang

B eberapa sifat fisika unsur nit rogen, oksigen, dan belerang ditunjukkan pada tabel berikut. Pada suhu kamar gas N 2 tidak reaktif, disebabkan ikatannya sangat kuat. Akan tetapi, pada suhu tinggi dapat bereaksi dengan unsur-unsur lain, seperti dengan oksigen menghasilkan NO. N 2 g + O 2 g ⎯⎯ → 2NOg O ksigen membentuk molekul diatom O 2 dan bentuk alotropnya adalah ozon O 3 . Oksigen merupakan gas tidak berwarna, tidak berasa, dan berwujud gas pada keadaan normal. Gambar 3.38 Perangkat alat pembangkit ozon O 3 Sumber: Chemistry, 2000 Sumber: Sougou Kagashi Nitrogen Oksigen Karbon dioksida Uap air Gas lain Atmosfer Bumi 78 21 0,04 Persen Udara 0,96 Tabel 3.17 Komposisi Unsur-Unsur dalam Atmosfer Bumi a b c Gambar 3.37 a Kawah gunung berapi m erupakan sum ber belerang. b Struktur m olekul belerang S 8 c Bent uk krist al belerang T itik leleh °C T itik didih °C Massa jenis g cm –3 Keelektronegatifan Afinitas eletron kJ mol –1 Jari-jari ion Jari-jari kovalen Sifat Sifat N 2 –210 –196 0,0013 3,0 1,32 0,70 O 2 218 183 0,002 3,5 141 1,26 0,66 S 113 445 2,07 2,5 –200 1,70 1,04 Tabel 3.18 Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur Nitrogen, Oksigen, dan Belerang