Oksigen: Perbedaan antara revisi

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Konten dihapus Konten ditambahkan
Baris 70: Baris 70:
Oksigen mengembun pada 90,20&nbsp;[[Kelvin|K]] (−182.95 °C, −297.31 °F), dan membeku pada 54.36&nbsp;K (−218.79 °C, −361.82 °F).<ref>[[#Reference-idLide2003|Lide 2003]], Section 4</ref> Baik oksigen cair dan oksigen padat berwarna biru langit. Hal ini dikarenakan oleh penyerapan warna merah. Oksigen cair dengan kadar kemurnian yang tinggi biasanya didapatkan dengan [[distilasi bertingkat]] udara cair;<ref>{{cite web | url = http://www.uigi.com/cryodist.html | title = Overview of Cryogenic Air Separation and Liquefier Systems | publisher = Universal Industrial Gases, Inc. | accessdate = 2007-12-15 }}</ref> Oksigen cair juga dapat dihasilkan dari pengembunan udara, menggunakan nitrogen cair dengan pendingin. Oksigen merupakan zat yang sangat reaktif dan harus dipisahkan dari bahan-bahan yang mudah terbakar.<ref>{{cite web | url = https://www.mathesontrigas.com/pdfs/msds/00225011.pdf |format=PDF| title = Liquid Oxygen Material Safety Data Sheet|publisher = Matheson Tri Gas | accessdate = 2007-12-15 }}</ref>
Oksigen mengembun pada 90,20&nbsp;[[Kelvin|K]] (−182.95 °C, −297.31 °F), dan membeku pada 54.36&nbsp;K (−218.79 °C, −361.82 °F).<ref>[[#Reference-idLide2003|Lide 2003]], Section 4</ref> Baik oksigen cair dan oksigen padat berwarna biru langit. Hal ini dikarenakan oleh penyerapan warna merah. Oksigen cair dengan kadar kemurnian yang tinggi biasanya didapatkan dengan [[distilasi bertingkat]] udara cair;<ref>{{cite web | url = http://www.uigi.com/cryodist.html | title = Overview of Cryogenic Air Separation and Liquefier Systems | publisher = Universal Industrial Gases, Inc. | accessdate = 2007-12-15 }}</ref> Oksigen cair juga dapat dihasilkan dari pengembunan udara, menggunakan nitrogen cair dengan pendingin. Oksigen merupakan zat yang sangat reaktif dan harus dipisahkan dari bahan-bahan yang mudah terbakar.<ref>{{cite web | url = https://www.mathesontrigas.com/pdfs/msds/00225011.pdf |format=PDF| title = Liquid Oxygen Material Safety Data Sheet|publisher = Matheson Tri Gas | accessdate = 2007-12-15 }}</ref>


=== Isotop ===
{{main|Isotop oksigen}}
Oksigen yang dapat ditemukan secara alami adalah <sup>16</sup>O, <sup>17</sup>O, dan [[oksigen-18|<sup>18</sup>O]], dengan <sup>16</sup>O merupakan yang paling melimpah (99,762%).<ref name="EnvChem-Iso">{{cite web|url=http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/O-pg2.html|title=Oxygen Nuclides / Isotopes|publisher=EnvironmentalChemistry.com|accessdate=2007-12-17}}</ref> Isotop oksigen dapat berkisar dari yang ber[[nomor massa]] 12 sampai dengan 28.<ref name="EnvChem-Iso"/>

Kebanyakan <sup>16</sup>O di [[nukleosintesis|disintesis]] pada akhir proses [[fusi helium]] pada [[bintang]], namun ada juga beberapa yang dihasilkan pada proses pembakaran neon.<ref name="Meyer2005">[[#Reference-idMeyer2005|Meyer 2005]], 9022</ref> <sup>17</sup>O utamanya dihasilkan dari pembakaran hidrogen menjadi [[helium]] semasa [[siklus CNO]], membuatnya menjadi isotop yang paling umum pada zona pembakaran hidrogen bintang.<ref name="Meyer2005"/> Kebanyakan <sup>18</sup>O diproduksi ketika [[Nitrogen-14|<sup>14</sup>N]] (berasal dari pembakaran CNO) menangkap inti [[Helium-4|<sup>4</sup>He]], menjadikannya bentuk isotop yang paling umum di zona kaya helium bintang.<ref name="Meyer2005"/>

Empat belas [[radioisotop]] telah berhasil dikarakterisasi, yang paling stabil adalah <sup>15</sup>O dengan [[umur paruh]] 122,24&nbsp;detik&nbsp; dan <sup>14</sup>O dengan umur paruh 70,606&nbsp;detik.<ref name="EnvChem-Iso"/> Isotop radioaktif sisanya memiliki umur paruh yang lebih pendek daripada 27 detik, dan mayoritas memiliki umur paruh kurang dari 83 milidetik.<ref name="EnvChem-Iso"/> [[Modus peluruhan]] yang paling umum untuk isotop yang lebih ringan dari <sup>16</sup>O adalah [[penangkapan elektron]], menghasilkan nitrogen, sedangkan modus peluruhan yang paling umum untuk isotop yang lebih berat daripada <sup>18</sup>O adalah [[peluruhan beta]], menghasilkan [[fluorin]].<ref name="EnvChem-Iso"/>


{{clr}}
{{clr}}

Revisi per 16 Maret 2009 13.15

nitrogenoksigenfluor
-

O

S
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom oksigen, O, 8
Deret kimia non-logam
Golongan, Periode, Blok 16, 2, p
Penampilan tak berwarna
Massa atom 15,9994(3)  g/mol
Konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p4
Jumlah elektron tiap kulit 2, 6
Ciri-ciri fisik
Fase gas
Massa jenis (0 °C; 101,325 kPa)
1,429 g/L
Titik lebur 54,36 K
(-218,79 °C, -361,82 °F)
Titik didih 90,20 K
(-182,95 °C, -297,31 °F)
Kalor peleburan (O2) 0,444 kJ/mol
Kalor penguapan (O2) 6,82 kJ/mol
Kapasitas kalor (25 °C) (O2)
29,378 J/(mol·K)
Tekanan uap
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T/K       61 73 90
Ciri-ciri atom
Struktur kristal kubus
Bilangan oksidasi 2, −1
(oksida netral)
Elektronegativitas 3,44 (skala Pauling)
Energi ionisasi pertama: 1313,9 kJ/mol
ke-2: 3388,3 kJ/mol
ke-3: 5300,5 kJ/mol
Jari-jari atom 60 pm
Jari-jari atom (terhitung) 48 pm
Jari-jari kovalen 73 pm
Jari-jari Van der Waals 152 pm
Lain-lain
Sifat magnetik paramagnetik
Konduktivitas termal (300 K) 26,58 mW/(m·K)
Kecepatan suara (gas, 27 °C) 330 m/s
Isotop
iso NA waktu paruh DM DE (MeV) DP
16O 99,762% stabil
17O 0,038% stabil
18O 0,2% stabil
Referensi

Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Ia 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 yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta berdasarkan massa[1] dan unsur paling melimpah di kerak Bumi.[2] Gas oksigen diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi..[3]

Semua kelompok molekul struktural yang terdapat pada organisme hidup, seperti protein, karbohidrat, dan lemak, mengandung oksigen. Demikian pula senyawa anorganik yang terdapat pada cangkang, gigi, dan tulang hewan. Oksigen dalam bentuk O2 dihasilkan dari air oleh sianobakteri, ganggang, dan tumbuhan selama fotosintesis, dan digunakan pada respirasi sel oleh hampir semua makhluk hidup. Oksigen beracun bagi organisme anaerob, yang merupakan bentuk kehidupan paling dominan pada masa-masa awal evolusi kehidupan. O2 kemudian mulai berakumulasi pada atomsfer sekitar 2,5 milyar tahun yang lalu.[4] Terdapat pula alotrop oksigen lainnya, yaitu ozon (O3). Lapisan ozon pada atomsfer membantu melindungi biosfer dari radiasi ultraviolet, namun pada permukaan bumi ia adalah polutan yang merupakan produk samping dari asbut.

Oksigen secara terpisah ditemukan oleh Carl Wilhelm Scheele di Uppsala pada tahun 1773 dan Joseph Priestley di Wiltshire pada tahun 1774. Temuan Priestley lebih terkenal oleh karena publikasinya merupakan yang pertama kali dicetak. Istilah oxygen diciptakan oleh Antoine Lavoisier pada tahun 1777,[5] yang eksperimennya dengan oksigen berhasil meruntuhkan teori flogiston pembakaran dan korosi yang terkenal. Oksigen secara industri dihasilkan dengan distilasi bertingkat udara cair, dengan munggunakan zeolit untuk memisahkan karbon dioksida dan nitrogen dari udara, ataupun elektrolisis air, dll. Oksigen digunakan dalam produksi baja, plastik, dan tekstil, ia juga digunakan sebagai propelan roket, untuk terapi oksigen, dan sebagai penyokong kehidupan pada pesawat terbang, kapal selam, penerbangan luar angkasa, dan penyelaman.

Karakteristik

Struktur

Pada temperatur dan tekanan standar, oksigen berupa gas tak berwarna dan tak berasa dengan rumus kimia O2, di mana dua atom oksigen secara kimiawi berikatan dengan konfigurasi elektron triplet spin. Ikatan ini memiliki orde ikatan dua dan sering dijelaskan secara sederhana sebagai ikatan ganda[6] ataupun sebagai kombinasi satu ikatan dua elektron dengan dua ikatan tiga elektron.[7]

Oksigen triplet merupakan keadaan dasar molekul O2.[8] Konfigurasi elektron molekul ini memiliki dua elektron tak berpasangan yang menduduki dua orbital molekul yang berdegenerasi.[9] Kedua orbital ini dikelompokkan sebagai antiikat (melemahkan orde ikatan dari tiga menjadi dua), sehingga ikatan oksigen diatomik adalah lebih lemah daripada ikatan rangkap tiga nitrogen.[8]

Dalam bentuk triplet yang normal, molekul O2 bersifat paramagnetik oleh karena spin momen magnetik elektron tak berpasangan molekul tersebut dan energi pertukaran negatif antara molekul O2 yang bersebelahan.[10] Oksigen cair akan tertarik kepada magnet, sedemikiannya pada percobaan laboratorium, jembatan oksigen cair akan terbentuk di antara dua kutub magnet kuat.[11][12]

Oksigen singlet, adalah nama molekul oksigen O2 yang kesemuaan spin elektronnya berpasangan. Ia lebih reaktif terhadap molekul organik pada umumnya. Secara alami, oksigen singlet umumnya dihasilkan dari air selama fotosintesis.[13] Ia juga dihasilkan di troposfer melalui fotolisis ozon oleh sinar berpanjang gelombang pendek,[14] dan oleh sistem kekebalan tubuh sebagai sumber oksigen aktif.[15] Karotenoid pada organisme yang berfotosintesis (kemungkinan juga ada pada hewan) memainkan peran yang penting dalam menyerap oksigen singlet dan mengubahnya menjadi berkeadaan dasar tak tereksitasi sebelum ia menyebabkan kerusakan pada jaringan.[16]

Ozon merupakan gas langka pada bumi yang dapat ditemukan di stratosfer.

Alotrop

Alotrop oksigen elementer yang umumnya ditemukan di bumi adalah dioksigen O2. Ia memiliki panjang ikat 121 pm dan energi ikat 498 kJ·mol-1.[17] Altrop oksigen ini digunakan oleh makhluk hidup dalam respirasi sel dan merupakan komponen utama atmosfer bumi.

Trioksigen (O3), dikenal sebagai ozon, merupakan alotrop oksigen yang sangat reaktif dan dapat merusak jaringan paru-paru.[18] Ozon diproduksi di atmosfer bumi ketika O2 bergabung dengan oksigen atomik yang dihasilkan dari pemisahan O2 oleh radiasi ultraviolet (UV).[5] Oleh karena ozon menyerap gelombang UV dengan sangat kuat, lapisan ozon yang berada di atmosfer berfungsi sebagai perisai radiasi yang melindungi planet.[5] Namun, dekat permukaan bumi, ozon merupakan polutan udara yang dibentuk dari produk sampingan pembakaran otomobil.[19]

Molekul metastabil tetraoksigen (O4) ditemukan pada tahun 2001,[20][21] dan diasumsikan terdapat pada salah satu enam fase oksigen padat. Hal ini dibuktikan pada tahun 2006, dengan menekan O2 sampai dengan 20 GPa, dan ditemukan struktur gerombol rombohedral O8.[22] Gerombol ini berpotensi sebagai oksidator yang lebih kuat daripada O2 maupun O3, dan dapat digunakan dalam bahan bakar roket.[20][21] Fase logam oksigen ditemukan pada tahun 1990 ketika oksigen padat ditekan sampai di atas 96 GPa[23]. Ditemukan pula pada tahun 1998 bahwa pada suhu yang sangat rendah, fase ini menjadi superkonduktor.[24]

Sifat fisik

Berkas:Liquid Oxygen.gif
Warna oksigen cair adalah biru seperti warna biru langit. Fenomena ini tidak berkaitan; warna biru langit disebabkan oleh penyebaran Rayleigh.

Oksigen lebih larut dalam air daripada nitrogen. Air mengandung sekitar satu molekul O2 untuk setiap dua molekul N2, bandingkan dengan rasio atmosferik yang sekitar 1:4. Kelarutan oksigen dalam air bergantung pada suhu. Pada suhu 0 °C, konsentrasi oksigen dalam air adalah 14,6 mg·L−1, manakala pada suhu 20 °C oksigen yang larut adalah sekitar 7,6 mg·L−1.[25][26] Pada suhu 25 °C dan 1 atm udara, air tawar mengandung 6,04 mililiter (mL) oksigen per liter, manakala dalam air laut mengandung sekitar 4,95 mL per liter.[27] Pada suhu 5 °C, kelarutannya bertambah menjadi 9,0 mL (50% lebih banyak daripada 25 °C) per liter untuk air murni dan 7,2 mL (45% lebih) per liter untuk air laut.

Oksigen mengembun pada 90,20 K (−182.95 °C, −297.31 °F), dan membeku pada 54.36 K (−218.79 °C, −361.82 °F).[28] Baik oksigen cair dan oksigen padat berwarna biru langit. Hal ini dikarenakan oleh penyerapan warna merah. Oksigen cair dengan kadar kemurnian yang tinggi biasanya didapatkan dengan distilasi bertingkat udara cair;[29] Oksigen cair juga dapat dihasilkan dari pengembunan udara, menggunakan nitrogen cair dengan pendingin. Oksigen merupakan zat yang sangat reaktif dan harus dipisahkan dari bahan-bahan yang mudah terbakar.[30]

Isotop

Oksigen yang dapat ditemukan secara alami adalah 16O, 17O, dan 18O, dengan 16O merupakan yang paling melimpah (99,762%).[31] Isotop oksigen dapat berkisar dari yang bernomor massa 12 sampai dengan 28.[31]

Kebanyakan 16O di disintesis pada akhir proses fusi helium pada bintang, namun ada juga beberapa yang dihasilkan pada proses pembakaran neon.[32] 17O utamanya dihasilkan dari pembakaran hidrogen menjadi helium semasa siklus CNO, membuatnya menjadi isotop yang paling umum pada zona pembakaran hidrogen bintang.[32] Kebanyakan 18O diproduksi ketika 14N (berasal dari pembakaran CNO) menangkap inti 4He, menjadikannya bentuk isotop yang paling umum di zona kaya helium bintang.[32]

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.[31] Isotop radioaktif sisanya memiliki umur paruh yang lebih pendek daripada 27 detik, dan mayoritas memiliki umur paruh kurang dari 83 milidetik.[31] Modus peluruhan yang paling umum untuk isotop yang lebih ringan dari 16O adalah penangkapan elektron, menghasilkan nitrogen, sedangkan modus peluruhan yang paling umum untuk isotop yang lebih berat daripada 18O adalah peluruhan beta, menghasilkan fluorin.[31]

Templat:Link FA

  1. ^ Emsley 2001, p.297
  2. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama lanl
  3. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama ECE500
  4. ^ "NASA Research Indicates Oxygen on Earth 2.5 Billion Years Ago" (Siaran pers). NASA. 2007-09-27. Diakses tanggal 2008-03-13. 
  5. ^ a b c Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama mellor
  6. ^ "Molecular Orbital Theory". Purdue University. Diakses tanggal 2008-01-28. 
  7. ^ Pauling, L. The Nature of the Chemical Bond. Cornell University Press, 1960.
  8. ^ a b Jakubowski, Henry. "Biochemistry Online". Saint John's University. Diakses tanggal 2008-01-28.  Parameter |chapter= akan diabaikan (bantuan)
  9. ^ Orbital merupakan konspe mekanika kuantium yang memodelkan elektron sebagai partikel bak gelombang yang memiliki distribusi spasial di sekitar atom ataupun molekul.
  10. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama NBB303
  11. ^ "Demonstration of a bridge of liquid oxygen supported against its own weight between the poles of a powerful magnet". University of Wisconsin-Madison Chemistry Department Demonstration lab. Diakses tanggal 2007-12-15. 
  12. ^ Oxygen's paramagnetism can be used analytically in paramagnetic oxygen gas analysers that determine the purity of gaseous oxygen. ("Company literature of Oxygen analyzers (triplet)". Servomex. Diakses tanggal 2007-12-15. )
  13. ^ Krieger-Liszkay 2005, 337-46
  14. ^ Harrison 1990
  15. ^ Wentworth 2002
  16. ^ Hirayama 1994, 149-150
  17. ^ Chieh, Chung. "Bond Lengths and Energies". University of Waterloo. Diakses tanggal 2007-12-16. 
  18. ^ Stwertka 1998, p.48
  19. ^ Stwertka 1998, p.49
  20. ^ a b Cacace 2001, 4062
  21. ^ a b Ball, Phillip (2001-09-16). "New form of oxygen found". Nature News. Diakses tanggal 2008-01-09. 
  22. ^ Lundegaard 2006, 201–04
  23. ^ Desgreniers 1990, 1117–22
  24. ^ Shimizu 1998, 767–69
  25. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama NBB299
  26. ^ "Air solubility in water". The Engineering Toolbox. Diakses tanggal 2007-12-21. 
  27. ^ Evans & Claiborne 2006, 88
  28. ^ Lide 2003, Section 4
  29. ^ "Overview of Cryogenic Air Separation and Liquefier Systems". Universal Industrial Gases, Inc. Diakses tanggal 2007-12-15. 
  30. ^ "Liquid Oxygen Material Safety Data Sheet" (PDF). Matheson Tri Gas. Diakses tanggal 2007-12-15. 
  31. ^ a b c d e "Oxygen Nuclides / Isotopes". EnvironmentalChemistry.com. Diakses tanggal 2007-12-17. 
  32. ^ a b c Meyer 2005, 9022