Energi Ionisasi,Afinitas Elektron dan Sifat kimia Unsur
1. Tujuan [kembali]
- Mengetahui dan memahami apa itu energi ionisasi
- Mengetahui dan memahami afinitas elektron
- Mengetahui dan memahami prinsip variasi sifat kimia unsur representatif
A. Sensor Inframerah
Rangkaian sensor infra merah menggunakan foto transistor dan led infra merah yang dihubungkan secara optik. Foto transistor akan aktif apabila terkena cahaya dari led infra merah. Antara Led dan foto transistor dipisahkan oleh jarak.
B. Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya.
D. Ground
Grounding listrik adalah suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan atau arde. Cara kerja sensor pir adalah ketika tangan berada di depan sensor maka sensor akan menangkap pancara sinar inframerah pasif yang berada pada tangan dengan suhu yang berbeda dengan suhu lingkungan sekitarnya menyebab material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi.
E. Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm
F. Battery Cell
Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik
G. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara.
H. Volt Meter
Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik.
I. LED
Lampu LED adalah produk diode pancaran cahaya yang disusun menjadi sebuah lampu.
8.4 Energi Ionisasi [kembali]
Sifat-sifat kimia dari setiap atom ditentukan oleh konfigurasi elektron valensi atom unsur. Stabilitas elektron terluar ini terlihat langsung dalam energi ionisasi atom. Energi ionisasi adalah energi minimum (dalam kJ/mol) yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari atom gas dalam keadaan dasarnya. Dengan kata lain, energi ionisasi adalah jumlah energi dalam kilojoule yang dibutuhkan untuk melepaskan 1 mol elektron dari 1 mol atom gas. Besarnya energi ionisasi adalah ukuran seberapa "rapatnya" elektron dipegang dalam atom. Semakin tinggi energi ionisasi, semakin sulit untuk melepaskan elektron. Untuk atom berelektron banyak, jumlah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron pertama dari atom dalam keadaan dasarnya,
Energi + X(g) → X⁺(g) + e⁻ (8.3)
Dalam Persamaan (8.3), X mewakili atom dari unsur apa pun dan e- adalah elektron. Energi ionisasi kedua (I₂) dan energi ionisasi ketiga (I₃) ditunjukkan dalam persamaan berikut:
Energi + X⁺(g) → X²⁺(g) + e⁻ ionisasi kedua
Energi + X²⁺(g) → X³⁺(g) + e⁻ ionisasi ketiga
Ketika sebuah elektron dilepas dari atom, tolakan di antara elektron yang tersisa berkurang. Karena muatan inti tetap konstan, lebih banyak energi diperlukan untuk melepaskan elektron lain dari ion bermuatan positif. Dengan demikian, energi ionisasi selalu meningkat dengan urutan sebagai berikut:
I₁ < I₂ < I₃ < ...
Tabel 8.2 mencantumkan energi ionisasi dari 20 unsur pertama. Ionisasi selalu merupakan proses endotermik. Dengan konvensi, energi yang diserap oleh atom (atau ion) dalam proses ionisasi memiliki nilai positif. Jadi, energi ionisasi semuanya bernilai positif.
Gambar 8.11 Variasi energi ionisasi pertama dengan nomor atom. Perhatikan bahwa gas mulia memiliki energi ionisasi tinggi, sedangkan logam alkali dan logam alkali tanah memiliki energi ionisasi rendah.
Meskipun kecenderungan umum dalam tabel periodik adalah untuk energi ionisasi pertama meningkat dari kiri ke kanan, beberapa penyimpangan memang ada. Pengecualian pertama terjadi antara unsur Golongan 2A dan 3A dalam periode yang sama (misalnya, antara Be dan B dan antara Mg dan Al).
8.5 Afinitas Elektron [kembali]
satu atau lebih elektron. Sifat ini disebut afinitas elektron, yang merupakan perubahan energi negatif yang terjadi ketika elektron diterima oleh atom dalam bentuk gas membentuk anion.
X(g) + e⁻ → X⁻ (g) (8.4)
Pertimbangkan proses di mana atom fluorin gas menerima elektron:
F(g) + e⁻ → F⁻(g) 𝛥H = -328 kJ/mol
Oleh karena itu, afinitas elektron fluorin diberi nilai +328 kJ/mol. Semakin positif afinitas elektron suatu unsur, semakin besar afinitas atom unsur untuk menerima elektron.
Dengan demikian, afinitas elektron bernilai positif yang besar merupakan ion negatif yang sangat stabil (yaitu, atom memiliki kecenderungan besar untuk menerima elektron), seperti halnya energi ionisasi tinggi dari sebuah atom berarti bahwa elektron dalam atom sangat stabil.
Afinitas elektron logam umumnya lebih rendah daripada nonlogam. Nilai-nilainya sedikit berbeda dalam suatu golongan. Halogen (Golongan 7A) memiliki nilai afinitas elektron tertinggi.
8.6 Variasi Dalam Sifat Kimia Unsur Representatif [kembali]
sifat-sifat kimia dari unsur-unsur yang representatif dan gas-gas mulia.
1. Unsur Golongan IA (ns¹, n ≥ 2)
Semua unsur ini memiliki energi ionisasi yang rendah dan karenanya cenderung kehilangan elektron valensi tunggal. Bahkan, di sebagian besar senyawanya mereka adalah ion unipositif. Logam-logam ini sangat reaktif sehingga tidak pernah ditemukan dalam keadaan murni di alam. Mereka bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen dan logam hidroksida yang sesuai:
2M(s) + 2H₂O(l) → 2MOH(aq) + H₂(g)
di mana M menunjukkan logam alkali. Ketika terkena udara, mereka secara bertahap kehilangan penampilan mengkilap saat mereka bereaksi dengan gas oksigen membentuk oksida. Lithium membentuk lithium oksida (mengandung ion O²⁻):
4Li(s) + O₂(g) → 2Li₂O(l)
Logam alkali lainnya semuanya membentuk oksida dan peroksida (mengandung ion O₂²⁻). Sebagai contoh,
2Na(s) + O₂(g) → 2Na₂O₂(l)
Kalium, rubidium, dan sesium juga membentuk superoksida (mengandung ion O₂⁻):
K(s) + O₂(g) → KO₂(s)
Alasan mengapa berbagai jenis oksida terbentuk ketika logam alkali bereaksi dengan oksigen berkaitan dengan stabilitas oksida dalam keadaan padat. Karena semua oksida ini adalah senyawa ionik, kestabilannya tergantung pada seberapa kuat kation dan anion menarik satu sama lain.
Gambar 8.14 Unsur Golongan 1A: logam alkali. Francium (tidak ditampilkan) bersifat radioaktif.
2. Unsur Golongan 2A (ns², n ≥ 2)
Logam alkali tanah agak kurang reaktif dibandingkan logam alkali. Energi ionisasi pertama dan kedua berkurang dari berilium ke barium. Jadi, kecenderungannya adalah membentuk ion M²⁺ (di mana M menunjukkan atom logam alkali tanah), dan karenanya karakter logam meningkat dari atas ke bawah.
Gambar 8.15 Unsur Golongan 2A: logam alkali tanah.
3. Unsur Golongan 3A (ns² np¹, n ≥ 2)
Anggota pertama Golongan 3A, boron, adalah metaloid; sisanya adalah logam.
Dari kiri ke kanan melintasi tabel periodik, kita melihat pergeseran bertahap dari karakter logam ke karakter non logam dalam unsur yang representatif.
Gambar 8.16 Unsur Golongan 3A. Titik leleh rendah gallium (29,8°C) menyebabkannya meleleh saat dipegang.
4. Unsur Golongan 4A (ns² np², n ≥ 2)
Anggota pertama Golongan 4A, karbon, adalah bukan logam, dan dua anggota berikutnya, silikon dan germanium, adalah metaloid. Unsur-unsur Golongan 4A membentuk senyawa-senyawa baik dalam keadaan oksidasi +2 dan +4. Untuk karbon dan silikon, oksidasi +4 adalah yang lebih stabil.
Gambar 8.17 Unsur Golongan 4A
5. Unsur Golongan 5A (ns² np³, n ≥ 2)
Dalam Golongan 5A, nitrogen dan fosfor adalah non logam, arsenik dan antimon adalah metaloid, dan bismut adalah logam.
Gambar 8.18 Unsur Golongan 5A. Molekul nitrogen adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau.
6. Unsur Golongan 6A (ns² np⁴, n ≥ 2)
Tiga anggota pertama Golongan 6A (oksigen, sulfur, dan selenium) adalah bukan logam, dan dua terakhir (telurium dan polonium) adalah metaloid.
Gambar 8.19 Unsur Golongan 6A belerang, selenium, dan telurium. Molekul Oksigen adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Polonium (tidak ditampilkan) bersifat radioaktif.
7. Unsur Golongan 7A (ns² np⁵, n ≥ 2)
Semua halogen adalah non logam dengan rumus umum X₂, di mana X menunjukkan unsur halogen. Karena reaktivitasnya yang kuat, halogen tidak pernah ditemukan dalam bentuk unsur di alam.
Gambar 8.20 Unsur Golongan 7A, klor, brom, dan yodium. Fluor adalah gas berwarna hijau kehijauan yang menyerang peralatan gelas biasa. Astatin adalah unsur radioaktif.
8. Unsur Golongan 8A (ns² np⁶, n ≥ 2)
Semua gas mulia ada sebagai spesies monatomik (Gambar 8.21). Atom-atomnya memiliki kulit terluar ns dan np yang benar-benar terisi penuh, yang memberi mereka stabilitas besar. (Helium adalah 1s².) Energi ionisasi Golongan 8A adalah yang tertinggi di antara semua unsur, dan gas-gas ini tidak memiliki kecenderungan untuk menerima elektron tambahan. Selama bertahun-tahun unsur-unsur ini disebut gas inert, dan memang demikian. Sampai tahun 1963 tidak ada yang bisa menyiapkan senyawa yang mengandung unsur-unsur ini.
Gambar 8.21 Semua gas mulia tidak berwarna dan tidak berbau. Gambar-gambar ini menunjukkan warna yang dipancarkan oleh gas dari tabung pelepas muatan.
Gambar 8.22 (a) Gas Xenon (tidak berwarna) dan PtF₆ (gas merah) terpisah satu sama lain. (b) Ketika dua gas dibiarkan bercampur, senyawa padat kuning-oranye terbentuk. Perhatikan bahwa produk pada awalnya diberikan rumus yang salah XePtF₆.
Sifat-sifat Oksida di Suatu Periode
Salah satu cara untuk membandingkan sifat-sifat unsur yang representatif dalam suatu periode adalah dengan memeriksa sifat-sifat serangkaian senyawa yang serupa.
Prosedur Percobaan [kembali]
1. Prosedur Perakitan
- Siapkan alat dan bahan pada library proteus
- letakan alat dan bahan tadi pada papan rangkaian di proteus
- selanjutnya hubungkan setiap komponen pada rangkaian dengan kabel,jangan sampai salah karena jika salah maka rangkaian tidak akan bisa berjalan dengan semestinya.
- selanjutnya ubah Baterai menjadi 15 volt dan relay nya menjadi 12volt.
- setelah itu masukan data library sensor Magnet dengan mencarinya pada file c pc masing-masing,jika tidak ada bisa mendownload nya pada link download di bawah
- setelah itu tinggal mengetes rangakaian di proteus.
Rangkaian Simulasi [kembali]
1.Foto Rangkaian
Video Materi
Video simulasi rangkaian
1. Donwload Simulasi Proteus : Klik disini..
2. Download Gambar Rangkaian : Klik disini..
3. Download Video rangkaian : Klik disini..
4. Download HTML : Klik disini..
5. Datasheet :
6. Download library Sensor Gas MQ7 : Klik disini..
1. Video Effek rumah kaca : Klik disini..
2. HTML : Klik disini..
Tidak ada komentar:
Posting Komentar