Unsur hidrogen dan litium memiliki sifat fisika dan kimia yang berbeda meskipun sama-sama termasuk logam alkali. Hidrogen adalah unsur paling sederhana dan melimpah di alam semesta, sementara litium memiliki kelimpahan sangat rendah di kerak bumi. Kedua unsur ini memiliki isotop dan bereaksi dengan berbagai senyawa, serta digunakan dalam berbagai industri seperti pembuatan bahan bakar roket, baterai, dan pupuk.
2. 01 02
03 04
KEBERADAAN DI ALAM
KELIMPAHAN DI ALAM
ISOTOP
SIFAT FISKA DAN KIMIA
REAKTIFITAS
PEMBUATAN UNSUR
KEGUNAAN
SENYAWA
HIDROGEN (H) & LITHIUM (Li)
4. HIDROGEN
Hidrogen merupakan unsur paling sederhana (hanya mengandung satu
proton dan satu elektron), dan paling melimpah di alam semesta. Adapun di
Bumi, kelimpahannya sekitar 1% massa semua unsur di Bumi, berada pada
urutan ketiga setelah oksigen dan silikon. Hidrogen sangat reaktif sehingga
di Bumi terdapat sebagai senyawa, air mengandung hidrogen sebanyak 11,1
persen berat (11,1%), hidrokarbon misalnya gas alam (25%), minyak bumi
(14%), dan karbohidrat misalnya pati (6%). Hidrogen pertama kali dikenal
sebagai unsur oleh ahli kimia Inggris, Henry Cavendish pada 1781.
6. HIDROGEN
Isotop hidrogen sangat penting dalam kimia. Perbedaan relatif massa antara
isotop-isotop hidrogen yang begitu besar menyebabkan perbedaan yang
signifikan dalam sifat fisika dan perilaku kimiawi antara isotop-isotopnya.
Hidrogen alamiah terdiri dari tiga isotop, yaitu protium, atau hidrogen
"biasa" yang tidak mengandung netron (kelimpahan 99,985%), deuterium
(D) yang mengandung satu netron (kelimpahan 0.0156%), dan tritium (T)
yang bersifat radioaktif (kelimpahan 10-16 %) yang mengemisikan partikel B.
Seiring peningkatan massa molar isotop-isotop, terjadi kenaikan yang
signifikan pada titik didih dan energi ikatannya.
7. Ikatan antara deuterium dan tritium dengan unsur lain juga lebih kuat
dibanding isotop hidrogen biasa. Air normal dan "air berat" D₂O,
berbeda sifat fisiknya. Sebagai contoh, oksida deuterium meleleh pada
3,8 °C dan mendidih pada 101,4 °C. Massa jenis D₂O sekitar sepuluh kali
lebih besar dari H₂O pada setiap temperatur. Jalannya reaksi yang
melibatkan hidrogen juga dapat dipelajari dengan menggunakan
senyawa yang tersubtitusi dengan deuterium.
8. Tritium adalah isotop radioaktif dengan waktu paruh 12,33 tahun.
Dengan waktu paruh yang pendek, kita menduga bahwa tidak akan ada
lagi secara alami. Namun, ternyata tritium secara terus- menerus
terbentuk oleh tumbukan radiasi kosmik pada atmosfir bagian atas. Salah
satunya adalah produksi tritium yang melibatkan tumbukan netron pada
atom nitrogen yang dibuat dari litium deuterida.
.
10. Sifat Fisika
Terurai pada suhu yang
tinggi dan memiliki 3
cara untuk menuju
keadaan stabil
SIFAT-SIFAT HIDROGEN
Sifat Kimia
Berbentuk gas
pada suhu
normal
Gas yang
paling ringan
Bersifat non-polar
Memiliki
energi ikatan
paling tinggi
Gas inert
dan gas
reduktor
12. Beberapa contoh kereaktifan atom hidrogen sebagai berikut.
1. Atom ini bergabung dengan sebagian besar elemen untuk membentuk hidrida,
misalnya, natrium hidrida (NaH).
2. Percikan api atau radiasi tertentu dapat menyebabkan campuran hidrogen dan
klorin bereaksi secara eksplosif, seperti yang ditunjukkan oleh reaksi H2 + Cl2 →
2HCl.
3. Campuran hidrogen dan oksigen bereaksi dengan kadar yang dapat diukur
hanya di atas 300° C, menurut persamaan 2H2 + O2 → 2H2O. Campuran
semacam itu yang mengandung 4 hingga 94 persen hidrogen menyala saat
dipanaskan hingga 550°–600° C. Ledakan campuran hidrogen dan oksigen 2:1
sangat dahsyat.
4. Pada suhu dan tekanan tinggi hidrogen mereduksi oksida sebagian besar logam
dan banyak garam logam menjadi logam. Misalnya, gas hidrogen dan oksida
besi analisa, menghasilkan logam besi dan air, H2 + FeO → Fe + H2O; gas
hidrogen mereduksi paladium klorida menjadi logam paladium dan asam
klorida, H2 + PdCl2 → Pd + 2HCl.
14. Pembuatan Unsur Hidrogen di Laboratorium
Pada skala laboratorium, hidrogen dapat dibuat dengan tiga cara :
a. Reaksi antara CaH2 (Kalsium Hidrida) dengan air. Persamaan reaksinya :
CaH2 (s) + 2 H2O(l) Ca(OH)2 (aq) + 2 H2 (g)
b. Reaksi antara logam alkali dan alkali tanah dengan air, menghasilkan hidroksida
(basa) dan gas hidrogen sebagaimana reaksi berikut :
Ca (s) + H2O(l) Ca(OH)2 (aq) + 2 H2 (g)
c. Reaksi antara logam di sebelah kiri deret Volta dengan asam kuat encer seperti :
Zn (s) + 2HCl (aq) ZnCl2 (aq) + H2 (g)
Mg (s) + H2SO4 (aq) MgSO4 (aq) + H2 (g)
Pembuatan Unsur Hidrogen di Industri
Dalam skala industri, hidrogen dibuat dengan hidrolisis air sesuai persamaan reaksi :
2 H2O(l) 2 H2 (g)+ O2 (g)
16. Kegunaan Hidrogen
1. Sejumlah besar H2(g) digunakan dalam sintesis senyawa anorganik seperti pembuatan asam
klorida, asam nitrat, bahan pembuatan ammonia dan industri pupuk. Digunakan dalam
proses sintesis ammonia (pupuk urea)
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
2. Hidrogen juga digunakan pada pembuatan senyawa-senyawa organik, seperti industri
metanol
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(l)
3. Pada proses pembuatan margarin, terdapat satu proses yang disebut hidrogenasi, yaitu
pengolahan minyak atau lemak dengan cara menambahkan gas hidrogen pada ikatan
rangkap dari asam lemak tak jenuh (nabati dan hewani) dengan bantuan katalis nikel.
17. 4. Hidrogen adalah gas yang paling ringan, digunakan untuk balon meteorologi (balon cuaca).
5. Hidrogen memiliki kalor pembakaran yang besar (120 kJ/g) sehingga digunakan sebagai
bahan bakar roket.
6. Saat ini, hidrogen mulai digunakan oleh industri otomotif sebagai bahan bakar kendaraan.
Keuntungan jika hydrogen digunakan sebagai bahan bakar, yaitu :
- hidrogen akan terbakar dengan lebih efisien disbanding bahan bakar lain dan
- pembakaran hidrogen kurang menghasilkan polusi.
Alasan hidrogen belum digunakan secara besar-besaran sebagai sumber energi, yaitu :
- produksi hidrogen masih cukup mahal
- kesukaran dalam menyimpan hidrogen
19. Beberapa contoh senyawa yang mengandung hidrogen yaitu :
a. Oksida hidrogen, misalnya air (H2O) dan hidrogen peroksida (H2O2)
b. Asam dari unsur halogen (HF, HCl, HBr, HI)
c. Asam sulfida (H2S)
d. Ammonia (NH3)
e. Alkohol, misalnya methanol (CH3OH)
f. Hidrida
Hidrida Ionik, terbentuk dari unsur golongan alkali (IA) dan alkali tanah
(IIA), misalnya NaH dan CaH2.
Hidrida Kovalen, terbentuk dari unsur nonlogam, misalnya PH3, CH4,
SbH3, SnH4, H2Te.
Hidrida Logam, terbentuk dari unsur-unsur blok-d dan blok-f, misalnya
LaH2,87, YbH1,7, TiH1,7, ZrH1,9.
21. LITHIUM
Litium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Li dan nomor atom 3. Istilah tersebut berasal dari bahasa Yunani:
λίθος lithos, yang berarti "batu". Ini adalah logam alkali lunak berwarna
putih keperakan. Litium memiliki kelimpahan yang sangat rendah yaitu
sebesar 0,006% yang berada di kulit bumi. Unsur ini juga terdapat dalam air
laut hingga kira-kira 0,1ppm massa.
23. LITHIUM
Litium (3Li) yang terbentuk secara alami terdiri dari dua isotop stabil, litium-
6 dan litium-7, dengan yang terakhir jauh lebih melimpah di Bumi. Kedua
isotop alami tersebut memiliki energi pengikatan inti per nukleon yang
sangat rendah (5.332,3312(3) MeV untuk litium-6 dan 5.606,4401(6) MeV
untuk litium-7) bila dibandingkan dengan unsur yang lebih ringan dan lebih
berat yang berdekatan, helium (7.073,9156(4) MeV untuk helium-4) dan
berilium (6.462,6693(85) MeV untuk berilium-9).
24. Lithium-6 berharga sebagai bahan sumber untuk produksi tritium
(hidrogen-3) dan sebagai penyerap neutron dalam reaksi fusi nuklir.
Antara 1,9% dan 7,8% litium terestrial dalam bahan normal terdiri dari
litium-6, dengan sisanya adalah litium-7
Litium-7 sejauh ini merupakan isotop litium yang paling melimpah,
membentuk antara 92,2% dan 98,1% dari semua litium terestrial. Litium-
7 digunakan sebagai bagian dari litium fluorida cair dalam reaktor
garam cair: reaktor nuklir fluorida cair.
26. Sifat Fisika
Bereaksi dengan
berbagai macam asam
dan menghasilkan gas
hidrogen
SIFAT-SIFAT LITHIUM
Sifat Kimia
Logam yang
sangat lembut
dan memiliki
berwarna silver
Memiliki titik
lebur 180,54º
C dan titik
didih di sekitar
suhu 1.335º C
Memiliki rapatan
0,534 gram / cm3
Unsur aktif
dan mudah
bereaksi
kecuali
dengan
logam alkali
yang lain
Bereaksi
lambat
dengan air
namun
bereaksi lebih
cepat ketika
suhu
dinaikkan
28. Majalah Chemical Engineering dalam kolom Breakthrough Technologies
mengangkat isu teknologi elektrokimia untuk memanen litium (Li) dari air laut.
Litium adalah logam lunak, putih seperti perak yang masuk dalam golongan
logam alkali pada tabel periodik unsur. Di alam, litium hanya ditemukan dalam
bentuk senyawa karena reaktivitasnya yang sangat tinggi.
30. Pembuatan Unsur Lithum dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu:
Elektrolisis
Pemrosesan Lithium dari Brines
Adsorpsi
Metode ekstraksi litium dari lautan garam
Teknik deposisi-elektro
Metode presipitasi
Metode larutan garam/brine
Pegmatite
Metode Alkali
32. Kegunaan Lithium
• Litium digunakan pada proses perawatan penyakit atau gangguan sejenis depresi
• Bahan Pembuat Pesawat Luar Angkasa
• Membantu Otak dan Jantung
• Menstabilkan Suasana Hati
• Menurunkan Resistensi Insulin
• Digunakan pada proses yang terjadi pada tungku peleburan logam (misalnya baja)
• Digunakan unuk mengikat karbondioksida dalam sistem ventilasi pesawat dan kapal selam
• Digunakan pada pembuatan bom hidrogen
• Digunakan sebagai katalisator dalam reaksi organic
• Pembuatan Baterai
