Sifat-sifat Unsur Hidrogen: Fisik & Kimia serta Penjelasannya
bimbeljogja.com (Sifat-sifat Unsur Hidrogen) – Halo peeps! Kali ini kita akan membahas materi kelas 12 tentang sifat-sifat unsur hidrogen yang harus kamu ketahui dan pelajari nih. Apasih yang dimaksud dengan unsur hidrogen? Dari sekian banyak unsur kimia, salah satu unsur ini merupakan unsur yang paling sederhana dan paling banyak tersebar di alam semesta lho! Maka dari itu, perlu kamu ketahui secara lebih lanjut mengenai unsur-unsur hidrogen nih peeps. Yuk simak artikel berikut ini!
Table of Contents
Toggle
Pengertian Sifat-sifat Unsur Hidrogen
Hidrogen yang dalam Bahasa Latin disebut dengan hydrogenium adalah satu unsur kimia yang biasa disimbolkan dengan huruf ‘H’ dan memiliki nomor atom 1 dalam tabel periodik kimia. Hidrogen sendiri merupakan unsur yang memiliki jumlah paling banyak yang tersebar dan telah ditemukan di alam semesta. Jumlah unsur hidrogen hingga 75%, sedangkan dalam bentuk atom unsur hidrogen telah mencapai lebih dari 90%.
Bagaimana bisa hidrogen merupakan unsur kimia terbanyak? Seperti yang sudah kita ketahui bahwa alam semesta ini merupakan susunan dari banyaknya galaksi yang juga tersusun dari bintang-bintang. Bintang di langit bisa memancarkan energi atau cahaya dari adanya pembakaran reaksi rusi. Nah, reaksi fusi ini dapat terjadi ketika memiliki bahan bakar yaitu hidrogen sebagai bahan bakarnya.
Dalam reaksi fusi nuklir, beberapa inti hidrogen akan menggabung dan menghasilkan helium. Proses ini akan menghasilkan partikel positron yang kemudian melepaskan energi. Inilah yang mengakibatkan bintang memancarkan cahaya dan energi. Oleh karena itu, banyaknya jumlah hidrogen yang tersedia diperlukan untuk mendukung milyaran bintang dalam memancarkan energi dan cahaya mereka. Tidak hanya itu, hidrogen juga berada di antara bintang-bintang dan di antara galaksi pun juga tersebar hidrogen meskipun dengan keberadaan kerapatan yang sangat kecil.
Akan tetapi, keberadaan hidrogen dalam keadaan bebas memiliki jumlah yang sangat sedikit. Keberadaan hidrogen di bumi yang paling sering ditemukan yaitu dalam keadaan senyawa seperti pada air dan senyawa karbon. Hal ini terjadi karena gas hidrogen sangat ringan sehingga gravitasi Bumi tidak mampu menarik molekul-molekul hidrogen (H2) dalam jumlah besar dari ruang angkasa. Akibatnya, konsentrasi gas hidrogen dalam atmosfer Bumi sangat rendah.
Sifat-sifat Unsur Hidrogen
Sifat Fisik Hidrogen
Sifat fisik hidrogen adalah karakteristik fisik yang dapat digunakan untuk menggambarkan bagaimana elemen hidrogen berperilaku dalam kondisi tertentu. Berikut adalah beberapa sifat fisik utama dari hidrogen:
No. | Sifat Fisik Hidrogen | Penjelasan |
1. | Agregat | Hidrogen adalah gas pada suhu dan tekanan standar (STP), yang berarti pada suhu 0°C (273.15 K) dan tekanan 1 atmosfer (101.3 kPa). |
Namun, pada suhu yang sangat rendah, kurang dari -252,87°C (20,28 K), hidrogen dapat mengkondensasikan menjadi cairan, dan pada suhu di bawah -259,16°C (13,8 K), ia menjadi padat (hidrogen padat).
| ||
2. | Warna dan Bau
| Hidrogen gas adalah tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa, sehingga ia praktis tidak terdeteksi oleh indera manusia dalam bentuk murninya. |
3. | Kepadatan | Hidrogen adalah salah satu gas paling ringan yang ada, dengan kepadatan rendah. Kepadatan hidrogen sekitar 0,08988 g/L pada STP, yang kurang dari 1/14 kepadatan udara. |
4. | Kelarutan | Hidrogen adalah gas yang cukup tidak larut dalam pelarut polar seperti air, tetapi dapat larut dalam beberapa pelarut nonpolar. |
5. | Titik Didih dan Titik Beku | Hidrogen memiliki titik didih yang sangat rendah, yaitu -252,87°C (20,28 K), dan titik beku sekitar -259,16°C (13,8 K), menjadikannya salah satu zat paling dingin di alam. |
6. | Konduktivitas Termal | Hidrogen memiliki konduktivitas termal yang baik, yang berarti ia dapat menghantarkan panas dengan efisien. |
7. | Indeks Bias | Indeks bias hidrogen untuk cahaya tampak adalah 1,00013 pada 0°C. |
8. | Masa Jenis | Masa jenis hidrogen adalah sekitar 0,08988 g/cm³ pada STP. |
9. | Tekanan Uap | Hidrogen memiliki tekanan uap yang relatif tinggi pada suhu dan tekanan tertentu. |
10. | Masa Atom | Masa atom hidrogen adalah sekitar 1,00784 massa atom relatif, menjadikannya unsur teringan dalam tabel periodik. |
Sifat Kimia Hidrogen
Hidrogen adalah unsur kimia yang sangat penting dan memiliki sifat-sifat kimia yang menarik. Berikut adalah beberapa sifat kimia utama dari hidrogen:
No. | Sifat Fisik Hidrogen | Penjelasan |
1. | Kemampuan Pembentukan Ikatan | Hidrogen memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan dengan banyak unsur lain. Ini termasuk ikatan kovalen dengan unsur-unsur non-logam seperti oksigen (untuk membentuk air, H2O), karbon (untuk membentuk hidrokarbon), dan nitrogen (untuk membentuk amonia, NH3). |
2. | Reaktivitas | Hidrogen adalah unsur yang sangat reaktif. Ini dapat bereaksi dengan oksigen untuk membentuk air dalam reaksi pembakaran. Reaksi ini biasanya memerlukan sumber energi eksternal seperti panas atau percikan listrik. |
3. | Isotop Hidrogen | Hidrogen memiliki tiga isotop yang berbeda: protium (H), deuterium (D), dan tritium (T). Mereka memiliki jumlah neutron yang berbeda dalam inti atomnya. Deuterium digunakan dalam produksi air berat, sedangkan tritium adalah isotop radioaktif yang digunakan dalam senjata nuklir dan reaktor fusi. |
4. | Kemampuan Reduksi | Hidrogen sering berperan sebagai agen reduksi dalam berbagai reaksi kimia. Ini berarti ia dapat mereduksi unsur-unsur lain dengan melepaskan elektronnya. Contohnya adalah dalam produksi besi dari bijih besi dengan menggunakan kokas (karbon) sebagai agen reduksi dalam reaksi reduksi besi. |
5. | Pembentukan Senyawa | Hidrogen dapat membentuk senyawa dengan banyak unsur, seperti hidrida (contoh: natrium hidrida, NaH), hidrat (garam yang mengandung air dalam strukturnya), dan berbagai senyawa organik. |
6. | Kelarutan | Hidrogen adalah komponen penting dalam air (H2O) dan memiliki peran penting dalam sifat-sifat kelarutan senyawa kimia. Dalam air, hidrogen membentuk ikatan hidrogen dengan oksigen, yang menghasilkan sifat unik air, seperti viskositas, kapilaritas, dan sifat-sifat lainnya. |
7. | Pembakaran | Hidrogen adalah bahan bakar yang sangat efisien dan bersih dalam proses pembakaran. Ini digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk roket, sel bahan bakar, dan mobil bertenaga hidrogen.
|
8. | Reaksi Fusi | Hidrogen berperan penting dalam reaksi fusi nuklir yang terjadi di inti bintang, termasuk Matahari. Proses ini menggabungkan inti hidrogen menjadi inti helium dan menghasilkan energi yang sangat besar. |
9. | Reaksi dengan Logam | Hidrogen dapat menembus struktur logam dan menyebabkan embrittlement (kerapuhan) logam. Ini dapat menjadi masalah dalam industri logam, seperti dalam pembuatan pipa dan tangki. |
Manfaat Hidrogen bagi Kehidupan Manusia
Hidrogen memiliki berbagai manfaat penting dalam berbagai aspek kehidupan manusia, ilmu pengetahuan, teknologi, dan industri. Berikut adalah beberapa manfaat utama dari hidrogen:
- Sumber Energi Bersih: Salah satu manfaat paling menonjol dari hidrogen adalah sebagai sumber energi yang bersih. Hidrogen dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam sel bahan bakar, di mana reaksi kimia antara hidrogen dan oksigen menghasilkan energi listrik dan air sebagai produk sampingan. Ini adalah salah satu solusi untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan polusi udara, karena tidak menghasilkan emisi CO2 ketika digunakan.
- Transportasi Ramah Lingkungan: Penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar dalam kendaraan seperti mobil bertenaga hidrogen dan bus dapat membantu mengurangi polusi udara dan ketergantungan pada bahan bakar fosil. Kendaraan hidrogen memiliki jangkauan yang layak dan pengisian cepat, menjadikannya alternatif yang menarik untuk kendaraan bertenaga bensin atau diesel.
- Industri: Hidrogen digunakan dalam berbagai industri, termasuk produksi besi dan baja, pemurnian minyak, produksi amonia untuk pupuk, dan produksi metanol. Hidrogen juga digunakan dalam proses kimia untuk menghasilkan berbagai produk seperti plastik, produk farmasi, dan banyak lagi.
- Energi Terbarukan: Hidrogen dapat digunakan untuk menyimpan energi dari sumber-sumber terbarukan seperti angin dan matahari. Energi yang dihasilkan dari sumber-sumber ini dapat digunakan untuk menghasilkan hidrogen melalui elektrolisis air, dan hidrogen ini kemudian dapat disimpan dan digunakan saat dibutuhkan.
- Reaksi Fusi Nuklir: Hidrogen adalah bahan bakar yang potensial untuk reaksi fusi nuklir, yang merupakan proses yang terjadi di inti matahari dan bintang lainnya. Jika berhasil dikendalikan, reaksi fusi nuklir dapat menjadi sumber energi bersih dan tak terbatas di masa depan.
- Penelitian Ilmiah: Hidrogen digunakan dalam berbagai penelitian ilmiah, termasuk dalam spektroskopi nuklir dan kimia, fisika partikel, dan penelitian bahan. Ini membantu ilmuwan memahami sifat-sifat materi dan fenomena alam.
- Penyimpanan Energi: Hidrogen dapat digunakan sebagai media penyimpanan energi, terutama dalam aplikasi di mana penyimpanan energi besar-besaran diperlukan, seperti penyimpanan energi dari sumber energi terbarukan dan sistem penyaluran daya.
- Pemurnian Logam: Hidrogen digunakan dalam industri logam untuk memurnikan logam-logam tertentu, seperti memurnikan besi dari bijih besi dalam proses reduksi besi.
- Industri Elektronik: Hidrogen digunakan dalam industri elektronik sebagai gas pembawa dalam produksi sirkuit terintegrasi dan semikonduktor.
- Penyelidikan Ruang Angkasa: Hidrogen digunakan sebagai propelan dalam roket dan wahana antariksa, karena memiliki daya dorong yang tinggi dan tidak meninggalkan residu yang mencemari ruang angkasa.
Manfaat hidrogen yang beragam ini menunjukkan potensi besar dalam mendukung transisi menuju ekonomi berkelanjutan dan ramah lingkungan serta peningkatan teknologi dan inovasi di berbagai sektor.
Itulah penjelasan lengkap mengenai sifat-sifat unsur hidrogen yang perlu kamu ketahui. Untuk mempelajari lebih banyak materi sekolah, kamu bisa mengikuti bimbingan belajar di Kelas Sore yang akan membantu kamu untuk meningkatkan prestasi di sekolah. Karena ada banyak sekali pesaingmu di masa depan yang berada di sekitarmu. Jadi, persiapkan dan tingkatkan prestasimu mulai dari sekarang untuk mencapai masa depan yang lebih matang.