Oksigen

OKSIGEN

A.    Sejarah

Selama beberapa abad, para ahli kadang-kadang menyadari bahwa udara terdiri lebih dari satu komponen. Sifat oksigen dan nitrogen sebagai komponen udara mengarah pada pengembangan teori flogiston pada proses pembakaran, yang sering terpikir oleh para ahli kimia selama satu abad. Oksigen telah dibuat oleh beberapa ahli, termasuk Bayen dan Borch, tetapi mereka tidak tahu cara mengumpulkannya. Mereka juga tidak mempelajari sifat-sifatnya dan tidak mengenali  oksigen sebagai unsur dasar.

Seorang ahli bernama Priestley dipuji karena penemuannya, meski Scheele juga menemukan oksigen secara bebas.

Dulu, bobot atom oksigen  digunakan sebagai standar pembanding untuk unsur yang lain, hingga pada tahun 1961, ketika IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) menggunakan atom karbon 12 sebagai standar pembanding yang baru.

Diantara unsur – unsur golongan 16, hanya oksigen yang berwujud gas pada suhu kamar. Gas ini tidak berwarna, tidak berbau , titik didihnya -183^oc dan lebih ringan dari udara. Massa jenisnya 1,429 g cm-3, titik bekunya -219^oC pada tekanan 1 atm. Kelarutan dalam air : 5 bagian volume O₂ dalam 100 bagian volume air pada 0^oc.

Oksigen merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida). Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomik dengan rumus O₂.

Ada tiga isotop oksigen yang terdapat di alam ¹⁶O (99,79%), ¹⁷O (0.04%), dan ¹⁸O (0,2%).

Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta berdasarkan massa dan unsur paling melimpah di kerak Bumi. Gas oksigen diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi. Oksigen merupakan unsur pertama dalam kerak bumi yaitu merupakan kurang lebih 46,6% massa kerak bumi, 89% dalam air dan kira-kira 21% di atmosfer.

Oksigen dengan konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁴ dapat membentuk dua ikatan kovalen. Dengan teori orbital molekul dapat dibuktikan bahwa O₂ bersifat paramagnetik.

B.     Karakteristik

1.      Konfigurasi elektron : ns² np⁴

2.      Gas tidak berwarna dan tidak beracun

3.      Mempunyai 3 isotop, yaitu :

a.     ¹⁶O : 99,76 %

b.    ¹⁷O : 0,04 %

c.     ¹⁸O : 0,2 %

4.      Merupakan unsur utama dalam kerak bumi (46,6 %), dalam air (89 %) dan di atmosfer (21 %)

5.      Dengan senyawa atau unsur lain membentuk ikatan kovalen

6.      Bersifat paramagnetik

C.    Sifat Fisika

1.      Nomor atom                    : 8

2.      Jari-jari atom                   : 0,074 nm

3.      Elektronegativitas           : 3,5

4.      Titik beku                        : -218,9 ^oC

5.      Titik leleh                        : -182,9 ^oC

6.      Energi ionisasi I              : 1316 kJ/mol

7.      Energi ionisasi II             : 3396 kJ/mol

8.      Kerapatan                       : 1,27

9.      Potensial Elektroda         : 0,401 V

10.  Warna Oksigen cair        : biru

D.    Keberadaan

Menurut massanya, oksigen merupakan unsur kimia paling melimpah di biosfer, udara, laut, dan tanah bumi. Oksigen merupakan unsur kimia paling melimpah ketiga di alam semesta, setelah hidrogen dan helium. Sekitar 0,9% massa Matahari adalah oksigen. Oksigen mengisi sekitar 49,2% massa kerak bumi dan merupakan komponen utama dalam samudera (88,8% berdasarkan massa). Gas oksigen merupakan komponen paling umum kedua dalam atmosfer bumi, menduduki 21,0% volume dan 23,1% massa (sekitar 1015 ton) atmosfer. Bumi memiliki ketidaklaziman pada atmosfernya dibandingkan planet-planet lainnya dalam sistem tata surya karena ia memiliki konsentrasi gas oksigen yang tinggi di atmosfernya. Bandingkan dengan Mars yang hanya memiliki 0,1% O₂ berdasarkan volume dan Venus yang bahkan memiliki kadar konsentrasi yang lebih rendah. Namun, O₂ yang berada di planet-planet selain bumi hanya dihasilkan dari radiasi ultraviolet yang menimpa molekul-molekul beratom oksigen, misalnya karbon dioksida.

Konsentrasi gas oksigen di Bumi yang tidak lazim ini merupakan akibat dari siklus oksigen. Siklus biogeokimia ini menjelaskan pergerakan oksigen di dalam dan di antara tiga reservoir utama bumi: atmosfer, biosfer, dan litosfer. Faktor utama yang mendorong siklus oksigen ini adalah fotosintesis. Fotosintesis melepaskan oksigen ke atmosfer, manakala respirasi dan proses pembusukan menghilangkannya dari atmosfer. Dalam keadaan kesetimbangan, laju produksi dan konsumsi oksigen adalah sekitar 1/2000 keseluruhan oksigen yang ada di atmosfer setiap tahunnya.

Oksigen bebas juga terdapat dalam air sebagai larutan. Peningkatan kelarutan O₂ pada temperatur yang rendah memiliki implikasi yang besar pada kehidupan laut. Lautan di sekitar kutub bumi dapat menyokong kehidupan laut yang lebih banyak oleh karena kandungan oksigen yang lebih tinggi. Air yang terkena polusi dapat mengurangi jumlah O₂ dalam air tersebut. Para ilmuwan menaksir kualitas air dengan mengukur kebutuhan oksigen biologis atau jumlah O₂ yang diperlukan untuk mengembalikan konsentrasi oksigen dalam air itu seperti semula.

E.     Pembuatan

a.       Di Laboratorium :

1.      Penguraian katalitik hidrogen peroksida

2H₂O₂            ^MnO2                2H₂O + O₂

2.      Penguraian termal senyawa yang mengandung banyak oksigen

·         2KMnO_4(s)                             K₂MnO_4(s) + MnO_2(s) + O_2(g)

                                                                  

·         2KClO_3(s)                                  2KCl _(s) + 3O_{2 (g)}

·         2KNO_3(s)                               KNO_2(s) + O_2(g)

3.      Reaksi antara peroksida dan air

2NaO_2(s) + 2H₂O_(l)               4NaOH_(aq) + O_2(g)

b.      Secara Komersial :

1.      Destilasi bertingkat udara cair

2.      Elektrolisis air ( O₂ yang dihasilkan melalui cara ini sangat    murni )

2H₂O _(l)             2H_{2 (g)} + O_{2 (g)}

F.     Klasifikasi Oksida

Oksida adalah senyawa biner suatu unsur dengan oksigen. Sebagain besar oksida diperoleh langsung dengan mereaksikan unsurnya langsung dengan oksigen. Oksida biner dari unsurnya melengkapi ranah jenis ikatan mulia yang benar-benar ionik sampai yang benar-benar kovalen. Oksida dapat diklasifikasikan ke dalam lima golongan, yaitu oksida logam, oksida nonlogam, oksida amfoter, oksida netral dan oksida campuran.

1.    Oksida asam (non logam)

Oksida ini terbentuk dari oksigen dengan unsur-unsur nonlogam seperti, nitrogen, sulfur, posfor, dan golongan halogen serta karbon dioksida. Sebagian besar oksida non logam bersifat asam. Kekuatan asamnya meningkat dari kiri ke kanan dalam satu periode dalam tabel periodik. Dengan kata lain, keasaman menjadi lebih kuat dengan meningkatnya sifat non logamnya.

Contoh oksida nonlogam SO₂, SO₃, CO₂, NO₂, P₂O₅. Karbon memiliki dua oksida, CO dan CO₂, dan keasaman CO₂ lemah (H₂CO₃ adalah asam lemah). Oksida karbon berwujud gas tetapi oksida silikon dan unsur-unsur di bawahnya berwujud padat. SiO₂ tidak larut dalam air, tetapi oksida ini bersifat asam karena bereaksi dengan basa.

SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O

SO₃ dan P₄O₁₀ adalah oksida asam karena oksida ini bereaksi dengan air menghasilkan proton.

                  SO₃ (g) + H₂O (l)                                2H⁺ (aq) + SO₄^2- (aq)

2.    Oksida basa (logam)

Oksida logam terbentuk antara unsur  IA dan IIA dengan oksigen. Oksida logam alkali atau alkali tanah kurang lebih akan larut dalam air dan menunjukkan sifat basa. Natrium oksida Na₂O adalah contoh khas oksida basa. Jadi,

Na₂O(s) + H₂O → 2Na⁺(aq) + 2OH¯(aq)

(aq) menunjukkan bahwa spesi ini ada dalam larutan dalam air. Bahkan bila oksida ini sedikit larut dalam air, oksida ini tetap basa bila bereaksi dengan air.

Semua oksida logam golongan IA bersifat mudah larut dalam air. Kelarutan ini disebabkan terjadinya reaksi hidrolisis ion oksida menjadi ion hidroksida. Sifat basa kuatnmya disebabkan oleh OH^- contohnya:

K₂O_(S) + H₂O                2KOH_(aq)

Semua oksida logam IA maupun IIA bersifat sangat reaktif terhadap air, sehingga harus disimpan dalam udara kering.

Semua oksida logam IIA juga bersifat basa, kecuali BeO yang bersifat amfoter. Makin kebawah dalam satu golongan, sifat basa oksida logam IIA semakin kuat. Namun karena MgO tidak larut dalam air, sifat basanya ditunjukkan oleh kemampuannya bereaksi dengan H⁺ (karena bereaksi dengan asam) reaksinya:

MgO_(s) + 2H⁺_(aq)               Mg²⁺_(aq) +H₂O

Semua oksida logam mempunyai titik leleh di atas 1900⁰C yang menunjukkan sebagai senyawa ionik yang mengandung ion oksida, kecuali berilium oksida merupakan senyawa kovalen.

3.    Oksida amfoter

Oksida amfoter adalah oksida yang daat bereaksi dengan asam atau basa. Oksida amfoter terbentuk antara oksigen dengan logam amfoter antara lain Al, Sn, Zn, Pb, Sb, Cr. Oksida ini berlaku sebagai basa terhadap asam kuat dan sebagai asam terhadap basa kuat.

·         Dengan Asam :

ZnO (s) + 2HCl (aq)                      ZnCl₂ (g) + H₂O (l)

·         Dengan Basa :

ZnO (s) + 2OH^- (aq) + H₂O (l)                       Zn(OH)₄^2- (aq)

4.    Oksida netral

Oksida netral adalah oksida yang tidak bereaksi dengan asam dan basa. Disamping itu oksida netral juga bila dilarutkan dalam air tidak menghasilkan asam maupun basa. Misalnya: N₂O, CO dan MnO₂. Bila MnO₂ (atau PbO₂) larut dalam asam, misalnya dalam HCl pekat, reaksinya adalah reaksi redoks, menghasilkan Mn²⁺ dan Cl₂ namun bukan reaksi asam basa.

5.    Oksida Campuran

Oksida Campuran adalah oksida yang merupakan campuran dari oksida sederhana. Oksida campuran terdiri dari dua macam oksida dari unsur sejenis,tapi berbeda tingkat oksidasinya, oksida ini merupakan oksida ion yang nonstoikiometri, contoh Fe₃O₄ merupakan campuran dari FeO dan Fe₂O₃. Bila suatu unsur membentuk beberapa oksida yang biloksnya lebih tinggi bersifat asam,contohnya Cr membentuk oksida CrO bersifat basa, Cr₂O₃ Bersifat amfoter dan CrO₃ bersifat asam dan P₃O₄ yang merupakan campuran dari PbO : PbO₂, 2 : 1

6.    Peroksida dan Superoksida

a.    Senyawa Peroksida

Senyawa peroksida yang banyak digunakan adalah hydrogen peroksida H₂O₂, yaitu untuk pemutih pulp kertas, tekstil, kulit, lemak dan minyak rambut. Dalam industry digunakan sebagai pereaksi kimia organic, polimer, obat-obatan, dan produksi makanan. Hydrogen peroksida encer digunakan dalam rumah tangga untuk antiseptic ringan dan pemutih kain.

Hidrogen peroksida murni merupakan cairan tak berwarna yang membeku pada -0,46^oC dan mendidih 150,2^oC. Cairannya lebih kental dari pada air dengan massa jenisnya 1,44225 g/mL (pada 25^oC)

Namun strukturnya tidak planar, tetapi membentuk struktur yang disebut skew-chain Hidrogen peroksida mempunyai nilai pKa = 11,75, bersifat asam sangat lemah dan sebagai proton akseptor, seperti ditunjukan dalam reaksi berikut ini :

H₂O₂ (aq) + H₃O⁺(aq)  H₂O(aq) + H₃O⁺ (aq)

Namun demikian, hydrogen peroksida merupakan oksidator kuat dalam suasana asam maupun basa. Ini terlihat dari potensial reduksi standarnya :

H₂O₂ (aq) + 2H⁺(aq) + 2e^-  2 H₂O                     E⁰=+1,77 V (1)

O₂(g) + 2H⁺(aq) + 2e^- ↔ H₂O₂ (aq)                      E⁰=+0,69 V (2)

HO₂^-(aq) + H₂O + 2e^- ↔ 3OH^-(aq)                       E⁰=+0,87 V (3)

Laju reaksi Hidrogen peroksida mudah terurai menjadi air dan oksigen setelah disimpan lama. Reaksinya, sebagai berikut:

2 H₂O₂ (l) → 2 H₂O + O₂(g) ∆H= -197 kJ/mol

Penguraian ini dipercepat oleh adanya, panas , ion logam berat, dan kotoran. Bahkan air dan oksigen yang menjadi produk penguraiannya juga mempercepat proses penguraian selanjutnya. Terbentuknya oksigen dari hasil penguraian itu dapat memicu terjadinya ledakan dan api. Oleh karena itu hydrogen peroksida pekat harus disimpan dalam botol plastic khusus yang bagian dalamnya dilapisi lilin dan tidak boleh menggunakan botol gelas. Permukaan gelas umumnya mengandung alkali yang dapat mempercepat proses penguraian. Peroksida yang dijual di toko obat konsentrasinya hanya 2-3%. Biasanya hidrogen peroksida yang dijual secara komersial adalah larutan encer yang berisi sedikit stabilizer, dalam botol kaca atau polietilena untuk menurunkan tingkat dekomposisi. 6% (w/v) hidrogen peroksida dapat merusak kulit, menimbulkan bisul-bisul putih yang disebabkan oleh gelembung oksigen.

Hydrogen peroksida dapat dibuat melalui berbagai metode. Untuk pembuatan di laboratorium dalam jumlah yang kecil, sering dilakukan melalui penambahan barium peroksida ke dalam larutan asam sulfat, encer dan dingin. Reaksinya sebagai berikut :

BaO₂ (s) + H₂SO₄ (aq) → BaSO₄ (s)+ H₂O₂ (aq)

b.    Senyawa Superoksida

Senyawa superoksida Na, K, dan Rb dibuat dari peroksidanya. Contohnya sebagai berikut :

K₂O₂ + O₂                   2KO₂

Dalam sistem tertutup seperti pada kapal selam, kalium superoksida digunakan untuk menghilangkan gas karbon dioksida hasil pernafasan para kru kapal selam.

Reaksinya sebagai berikut :

4 KO₂ (s) + 2CO₂ (g) ↔2K₂CO₃ (s) + 3O₂ (g)

Reaksi diatas memungkinkan terjadinya regenerasi gas oksigen yang diperlukan untuk pernafasan.

Superoksida ionic, MO₂, dibentuk oleh interaksi O₂ dengan K, Rb, atau Cs sebagai padatan Kristal kuning sampai jingga. NaO₂ dapat diperoleh hanya dengan reaksi Na₂O₂ dengan O₂ pada 300 atm dan 500°C. LiO₂ tidak dapat diisolasi. Superoksida alkali tanah, Mg, Zn, dan Cd hanya terdapat dalam konsentrasi kecil sebagai larutan padat dalam peroksida. Ion O₂^- mempunyai satu elektron tidak berpasangan. Superoksida adalah zat pengoksidasi yang sangat kuat. Mereka bereaksi kuat dengan air :

2 O₂^- + H₂O → O₂ + HO₂^- + OH^-

2 HO₂^- → 2OH^- + O₂ (lambat)

Reaksi dengan CO₂, yang melibatkan intermediet peroksokarbonat, diguanakan untuk menghilangkan CO₂ dan meregenerasi O₂ dalam system tertutup (misalnya kapal selam). Reaksi keseluruhan adalah

4MO₂(s) + 2CO₂(g) → 2M₂CO₃(s) + 3O₂(g)

7.    Oksida Terlarut

Oksigen terlarut (dissolved oxygen, disingkat DO) atau sering juga disebut dengan kebutuhan oksigen (Oxygen demand) merupakan salah satu parameter penting dalam analisis kualitas air. Nilai DO yang biasanya diukur dalam bentuk konsentrasi ini menunjukan jumlah oksigen (O2) yang tersedia dalam suatu badan air. Semakin besar nilai DO pada air, mengindikasikan air tersebut memiliki kualitas yang bagus. Sebaliknya jika nilai DO rendah, dapat diketahui bahwa air tersebut telah tercemar. Pengukuran DO juga bertujuan melihat sejauh mana badan air mampu menampung biota air seperti ikan dan mikroorganisme. Selain itu kemampuan air untuk membersihkan pencemaran juga ditentukan oleh banyaknya oksigen dalam air. Oleh sebab pengukuran parameter ini sangat dianjurkan disamping paramter lain seperti BOD dan COD.

Di dalam suatu badan air, oksigen memiliki peranan dalam menguraikan komponen-komponen kimia menjadi komponen yang lebih sederhana. Oksigen memiliki kemampuan untuk beroksidasi dengan zat pencemar seperti komponen organik sehingga zat pencemar tersebut tidak membahayakan bagi lingkungan.

G. Isotop

Oksigen memiliki 9 isotop. Oksigen alami adalah campuran dari 3 isotop, Oksigen yang dapat ditemukan secara alami adalah ¹⁶O(keliumpahannya 99,762%), ¹⁷O(0,038%), dan ¹⁸O(0.200%), ¹⁶O merupakan yang paling melimpah (99,762%). ¹⁸O digunakan sebagai perunut dalam studi mekanisme reaksi. Isotop ini juga bermanfaat untuk penandaan garis absorpsi spektrum IR atau Raman dengan cara efek isotop.Isotop oksigen dapat berkisar dari yang bernomor massa 12 sampai dengan 28. Kebanyakan ¹⁶O di disintesis pada akhir proses fusi helium pada bintang, namun ada juga beberapa yang dihasilkan pada proses pembakaran neon.¹⁷O utamanya dihasilkan dari pembakaran hidrogen menjadi helium semasa siklus CNO, membuatnya menjadi isotop yang paling umum pada zona pembakaran hidrogen bintang. Kebanyakan ¹⁸O diproduksi ketika ¹⁴N (berasal dari pembakaran CNO) menangkap inti4He, menjadikannya bentuk isotop yang paling umum di zona kaya helium bintang.

Empat belas radioisotop telah berhasil dikarakterisasi, yang paling stabil adalah ¹⁵O dengan umur paruh 122,24 detik dan ¹⁴O dengan umur paruh 70,606 detik. Isotop radioaktif sisanya memiliki umur paruh yang lebih pendek daripada 27 detik, dan mayoritas memiliki umur paruh kurang dari 83 milidetik. Modus peluruhan yang paling umum untuk isotop yang lebih ringan dari¹⁶O adalah penangkapan elektron, menghasilkan nitrogen, sedangkan modus peluruhan yang paling umum untuk isotop yang lebih berat daripada18O adalah peluruhan beta, menghasilkan fluorin.

Oksigen berbobot atom 18 yang terdapat di alam bersifat stabil dan tersedia untuk keperluan komersial, seperti dalam air (H₂O dengan  kandungan isotop 18 sebanyak 15%). Konsumsi oksigen komersial di Amerika Serikat diperkirakan mencapai 20 juta ton  per tahun dan diperkirakan akan terus meningkat. Penggunaan oksigen pada tungku peleburan baja merupakan penggunaan tertinggi. Jumlah yang banyak juga diperlukan pada proses pembuatan gas ammonia, metanol, etilen oksida dan pengelasan oksi-asetilen. Pemisahan udara (destilasi) menghasilkan gas dengan kemurnian 99%, sedangkan elektrolisis hanya 1%

H.       Sumber

Oksigen adalah unsur ketiga terbanyak yang ditemukan berlimpah di matahari, dan memainkan peranan dalam siklus karbon-nitrogen, yakni proses yang diduga menjadi sumber energi di matahari dan bintang-bintang. Oksigen dalam kondisi tereksitasi memberikan warna merah terang dan kuning-hijau pada Aurora Borealis.

Oksigen merupakan unsur gas, menyusun 21% volume atmosfer dan diperoleh dengan pencairan dan penyulingan bertingkat. Atmosfer Mars mengandung oksigen sekitar 0.15%. dalam bentuk unsur dan senyawa, oksigen mencapai kandungan 49.2% berat pada lapisan kerak bumi. Sekitar dua pertiga tubuh manusia dan sembilan persepuluh air adalah oksigen.

Di laboratorium, oksigen bisa dibuat dengan elektrolisis air atau dengan memanaskan KClO₃ dengan MnO₂ sebagai katalis.

Ø  OZON ( trioksigen )

Unsur oksigen selain sebagai molekul O_Z dikenal pula bentuk alotropinya, yaitu sebagai molekul ozon (O₃). Ozon merupakan gas yang berwarna biru dan beracun sangat pucat dengan suatu bau kuat, titik didihnya -111,3°C, dan berbau khas. Ozon dalam bentuk cairan berwarna kebiruan, betul-betul cairan magnetis. Ozon dibentuk ketika suatu cetus api elektrik dilewati oksigen. Kehadiran ozon dapat dideteksi dengan adanya bau yang ditemukan dekat mesin elektrik. Ozon jauh lebih aktif secara kimiawi dibanding oksigen biasa dan lebih baik dalam mengoksidasi. Di laboratorium, ozon dapat dibuat dengan mengalirkan gas oksigen ke dalam tabung yang diberi tegangan tinggi dan loncatan bunga api listrik (bau khas pada waktu ada konsluiting listrik adalah bau gas ozon). Struktur molekul ozon berupa segitiga datar dengan sudut ikatan 116,5° dan mengalami resonansi ikatan rangkap.

Ozon (O₃). Merupakan senyawa yang sangat aktif, dihasilkan dari pelepasan muatan elektris (kilat) atau penyinaran sinar Ultraviolet  terhadap oksigen.

Keberadaan ozon di atmosfer (dengan jumlah yang sebanding dengan ketebalan lapisan 3 mm dengan kondisi tekanan dan suhu yang luar biasa) mencegah sinar Ultraviolet yang berbahaya dari matahari sebelum mencapai permukaan. Pencemaran udara di atmosfer dapat merusak lapisan ozon ini. Ozon bersifat racun dan tidak boleh terpapar dengan ozon melebihi kadar 0.2 mg/m# (8 jam kerja rata-rata-40 jam per minggu). Ozon yang masih pekat memiliki warna hitam kebiru-biruan dan ozon padat berwarna hitam ungu.

Ozon banyak terdapat pada lapisan atmosfer stratosfer (15-24 km). ozon berperan dalam menyerap radiasi sinar ultra violet dari sinar matahari, karena ultraviolet ini di gunakan untuk mengubah O₂, menjadi O₃ atau sebaliknya.

Kerusakan oleh gas NO relatif kecil dan terjadi secara alamiah, sehingga keseimbangan ozon pada lapisan ozon masih tetap terjaga. Kerusakan yang diakibatkan oleh radikal bebas klorin lebih berbahaya, sebab setiap satu atom radikal bebas dapat merusak lebih dari 2000 molekul ozon. Radikal klorin umumnya berasal dari peruraian freon jenis CFC(Chlorof luor oca rbon) yang digunakan untuk pengisi AC, lemari es, dan pabrik pembuatan karet busa (spon).

CFCl_3(g)            ^u.v            CFCl_2(g) + Cl_(g)

Cl­^-_(g)+O_3(g)                   ClO^-_(g)+O_2(g)

Oleh karena itu, freon CFC diganti dengan jenis non-CFC, yang tidak menghasilkan radikal bebas klorin. Berlubangnya lapisan ozon dikhawatirkan akan dapat menimbulkan masalah kesehatan pada manusia, sebab radiasi sinar ultra violet yang tidak terserap oleh ozon diduga bertanggung jawab terhadap terjadinya kanker kulit pada manusia.

Secara komersial, ozon digunakan pada proses pengolahan air minum kemasan. Ozonisasi pada air minum kemasan dapat membunuh kuman dan bakteri yang terdapat pada air mineral tersebut. Pada proses pengolahan air limbah, ozon sering digunakan untuk menghilangkan bau tidak sedap yang dihasilkan oleh limbah.

a.       Dapat terbentuk jika O₂ dikenakan bunga api listrik (discaslistrik).

3O₂ (g)                           2O₃ (g)

b.      Molekul ozon non linier dan mempunyai bentuk resonansi seperti terlihat pada gambar di bawah ini :

   O                                                       O

     O      O                                             O         O

c.       Menurut data spektroskopi :

·                    < ikatan  O     O     O = 116,5 ^oC.

·                   Panjang ikatan = 0,128 nm

d.      Ozon merupakan penyusun utama lapisan sratosfer ( lapisan di ketinggian 15-25 km ). Pada lapisan ini konsentrasi ozon = 10 ppm, sedangkan di bawahnya konsentrasi ozon ~ 0,04 ppm.

e.        Pembentukan ozon di alam melalui tahapan :

1.    Radiasi ultraviolet dari matahari dengan panjang gelombang 240 nm akan menguraikan molekul O₂ menjadi atom oksigen (O_n).

O₂                          2O

2.    Kemudian atom oksigen tadi bereaksi dengan molekul oksigen membentuk ozon.

O + O₂                               O₃

f.       Ozon adalah oksidator kuat dibandingkan dengan klorin yang umum digunakan sebagai pembersih air. Ozon mampu membunuh kuman 3125x lebih kuat.

g.      Daya basmi kuman tidak terbatas hanya untuk bakteri umum ( seperti Escherichia coli ) tapi juga seperti deaktivasi virus dan lumut.

h.      Ozon juga mampu mengoksidasi senyawa organik alami seperti oksalat, asetat, dan juga mampu mengoksidasi sintesis-sintesis senyawa organik seperti nitrobenzen, deterjen, herbisida.

i.        Ozon juga mampu mengoksidasi senyawa anorganik seperti Fe, logam berat, sianida, sulfida dan nitrat.

j.        Daya oksidasi yang tinggi membuat ozon dapat digunakan untuk mencuci buah dan sayuran, sehingga bisa mengurangi kadar senyawa yang berbahaya.

k.      Ozon juga mampu memperlambat pembusukan dari buah dan sayur (diakibatkan oleh etilen).

l.        Ozon merupakan piranti alam untuk membersihkan lingkungan secara swadaya.

m.    Bisa dikatakan jika ozon alami musnah, maka kehidupan di atas dunia akan usai.

Isu yang sedang marak dalam satu dasawarsa ini adalah pemanasan global sebagai akibat dari rusaknya lapisan ozon di atmosfer. Yang pertama kali mengungkapkan hal ini adalah Molina dan Rowland yang menulis di majalah Nature (1974).

Senyawa klorofluorocarbon (CFC ~ Freon) seperti :

1.         Metil kloroform (CCl₄)           : Pencucian logam

2.         Metil bromida                         : Produk pertanian

3.         CF₂Cl₂ , CFCl₃                                :Akan merusak lapisan ozon.

Bagaimana senyawa ini merusak ??

Tahap I :    Gas CFC ini berdifusi sampai stratosfer dan oleh radiasi UV   ikatan C      Cl putus sehingga terbentuk atom Cl.

        CF₂Cl₂                    CF₂Cl + Cl

Tahap II      : Atom Cl akan menguraikan ozon

        Cl + O₃                        O₂ + ClO

        Selanjutnya akan terjadi efek domino dimana atom O yang terbentuk dari penguraian O₂ dengan UV akan bereaksi dengan ClO menjadi Cl.

        O₂           2O

        ClO + O                   O₂ + Cl

Reaksi keseluruhan :

O + O₃             2O₂

Ø  Di samping Cl, NO juga akan merusak ozon

NO + O₃                 O₂ + NO₂

O₂           ^hv          2O

O + NO₂                       O₂ + NO

     NO ini diperkirakan berasal dari pesawat concorda.

Ø  Sebagai pengganti CFC dapat digunakan :

a.     HCFC ( Hidro Chloro Fluoro Carbon )

b.    HFC ( Hidro Fluoro Carbon )

c.     HC ( Hidro Carbon )

Tetapi, HCFC dan HFC mempunyai potensi pemanasan global juga, jadi yang terbaik adalah HC

Ø  Pengaturan penggunaan BPO ( Bahan Perusak Ozon ) ditetapkan dalam suatu perangkat hukum internasional yaitu Konvensi Wina dan dipertegas lagi melalui Protocol Montreal. Keputusannya :

o   Untuk negara maju, batas penggunaan CFC pada tahun 1996, sedangkan Halon pada tahun 1997.

o   Untuk Indonesia pada tahun 2006.

Ø  Penggunaan ozon lainnya digunakan untuk pemurnian air.

DERIVATING OXYGEN ( H₂O )

Air adalah pelarut polar dan merupakan elektrolit lemah. Selain senyawa polar, beberapa senyawa kovalen ( seperti senyawa yang mengandung gugus OH, karbonil, karboksil, dan amino ) dapat juga larut dalam air karena membentuk ikatan hidrogen. Senyawa ini mengandung gugus hidroksil , karbonil, karboksil, dan gugus animo. Air mempunyai titik didih sebesar 100^oC, titik beku sebesar 0^oC dan kerapatan sebesar 1 gram/cm³. Air adalah pelarut universal. Kelarutannya dalam ion adalah hubungannya dengan energi kisi dan energi hidrasi.

    Air dapat berfungssi sebagai oksidator ataupun reduktor.

2H₂O + 2e^-                       H₂  +  2OH^-                       ( E^o = - 0,83 V )

           2H₂O              4H⁺  +  O₂ + 4e^-               ( E^o = + 1,23 V)

    Air sebagai elektrolit lemah

2H₂O                    H₃O⁺  +  OH^-   ( K = 10^-14 pada 25^OC)

   Telah ditemukan juga polywater yang mempunyai karakteristik berbeda dengan air, antara lain mempunyai titik didih > 200^oC, titik beku sebesar -40^oC dan kerapatan sebesar 1,4 gram/cm³

Dibanding dengan hidrida golongan 16 yang lainnya ( hidrogen sulfidda , hidrogen terlurida ) , air mempunyai titik didih tinggi , kalor penguapan besar dan tekanan uap rendah. Hal ini dapat dijelaskan bahwa air terdiri dari satuan – satuan ikatan hidrogen (H₂O)n.

Es terdiri dari jaringan terbuka tiga dimensi dari molekul H₂O, yang terikat oleh ikatan hidrogen. Jaringan es ini sangat terbuka sehingga jika es meleleh , ikatan- ikatan hidrogen putus menghasilkan air yang kerapatannya lebih besar dari es. Jika suhu air bertambah , kerapatannya bertambah karena strukturnya lebih rapat karena terjadi pemutusan ikatan hidrogen. Pada waktu bersamaan kerapatannya berkurang karena cairan memuai. Pada suhu 4^OC kedua pengaruh yang saling berlawanan itu seimbang dan memiliki kerapatan tertinggi yaitu 1 g/cm^3. Di atas 4^oC pemuaian termal itu lebih menonjol dan kerapatan air berkurang,

     Pada akhir-akhir ini ditemukan poli-air yang dibuat dengan cara pengembunan uap air dalam kapiler yang halus yang dibuat dari kuarsa dan di letakkan dalam wadah hampa. Cairan yang di peroleh mempunyai kerapatan 1,4 g/cm³, titik didih lebih besar dari 200 Oc dan titik bekunya – 40 Oc.

PEROKSIDA (H₂O₂)

Oksida ini tidak stabil dan mempunyai bilangan oksidasi -1. Memiliki gugus

–O-O-. Lemahnya ikatan antara dua oksigen yang menyebabkan hidrogen peroksida tidak stabil.  Bentuknya berua cairan dengan titik didih 150 ^oC dan titik beku -0,89 ^oC. Dapat terurai menjadi air dan oksigen, tetapi bersifat eksplosif.

     2H₂O₂                                2H₂O + O₂

Cara pembuatan :

1.    Di Laboratorium

Mereaksikan BaO₂ dengan asam encer.

2.    Secara komersial

Elektrolisis larutan H₂SO₄ dengan elektroda Pt.

Kegunaan :

1.    Antiseptik

2.    Pemutih pakaian