Golongan V A

Unsur golongan VA adalah keluarga Nitrogen yang terdiri dari Nitrogen (N), Posfor (P), Arsen (As), Stibium (Sb) dan Bismuth (Bi). Golongan VA mempunyai 5 elektron pada kulit terluarnya, 2 elektron pada subkulit s dan 3 elektron pada subkulit p.  Beberapa sifat fisika yang penting dari keluarga nitrogen yang disebabkan  bertambah besarnya nomor atom menyebabkan kecenderungan penting yang menarik, antara lain bertambahnya jari – jari atom dan berkurangnya energy ionisasi serta meningkatnya daya hantar listrik dari unsure nitrogen sampai bismut.

Semua unsurnya, kecuali nitrogen, merupakan zat padat pada suhu kamar. Secara keseluruhan, unsur – unsur golongan VA merupakan unsure non logam, kecuali Arsen (As) dan Stibium (Sb) yang bersifat metaloid (semi logam) dan Bismut (Bi) yang bersifat logam. Metaloid adalah unsur yang memiliki sifat logam dan nonlogam. Unsur semilogam ini biasanya bersifat semikonduktor. Bahan yang bersifat semikonduktor tidak dapat menghantarkan listrik dengan baik pada suhu yang rendah, tetapi sifat hantaran listriknya menjadi lebih baik ketika suhunya lebih tinggi.

  Unsur – Unsur Golongan V A

A.    Nitrogen (N)

Deskripsi tentang Nitrogen

Nitrogen ditemukan oleh Danil Rutherford yang berasal dari skotlandia pada tahun 1772. Nitrogen berasal dari bahasa yunani yang artinya adalah pembentuk basa. Nitrogen (Latin nitrum, Bahasa Yunani Nitron berarti "soda asli", "gen", "pembentukan"). Nitrogen adalah unsur kimia berupa gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Nitrogen larut dalam air dan alcohol. Di udara hampir semua zat-zat yang terkandung di dlamnya hanya terdiri dari oksigen dan nitrogen, dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Nitrogen dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya. Nitrogen mengisi 78,08 persen atmosfir Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Nitrogen membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida. Nitrogen mengisi 78,08 persen atmosfir Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Molekul nitrogen terjadi terutama di udara. Dalam air dan tanah, nitrogen ditemukan pada senyawa nitrat dan nitrit.Nitrogen ditemukan oleh Daniel Rutherford pada 1772, yang menyebutnya udara beracun atau udara tetap. Pengetahuan bahwa terdapat pecahan udara yang tidak membantu dalam pembakaran telah diketahui oleh ahli kimia sejak akhir abad ke-18 lagi. Nitrogen pada masa yang lebih kurang sama oleh Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, dan Joseph Priestley, yang menyebutnya sebagai udara terbakar atau udara telah flogistat. Gas nitrogen adalah cukup lemas sehingga dinamakan oleh Antoine Lavoisier sebagai azote, daripada perkataan Yunani αζωτος yang bermaksud "tak bernyawa". Istilah tersebut telah menjadi nama kepada nitrogen dalam perkataan Perancis dan kemudiannya berkembang ke bahasa-bahasa lain. Pembentukan senyawa nitrogen sintetis pertama dilakukan oleh Priestley dan Cavendish yang melewatkan percikan bunga api listrik di dalam bejana berisi udara bebas dan akhirnya mendapatkan nitrat setelah sebelumnya melarutkan oksida yang terbentuk dalam reaksi dengan alkali. Penemuan ini cukup besar di masanya, mengingat kebutuhan senyawa nitrogen untuk pupuk yang besar namun sayangnya alam tidak cukup untuk memenuhinya. Karena itu, adanya senyawa nitrogen yang dapat dibuat di dalam laboratorium memberikan peluang baru. Sifat kimia nitrogen pada kondisi atau keadaan normal nitrogen tidak bereaksi dengan udara, air, asam dan basa.

Cara Memperoleh Nitrogen

Untuk memperoleh nitrogen dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu :

1.      Pemanasan NH₄NO₂ melalui reaksi sebagai berikut

NH₄NO₂      →    N₂  +  H₂O

2.      Oksidasi NH₃ melalui reaksi sebagai berikut

2NH₃  +  3CuO   →   N₂  +  3Cu  +  H₂O

3.      Destilasi (penyulingan) bertingkat dari udara cair.

Pembuatan gas nitrogen dilakukan bersamaan dengan pembuatan gas oksigen karena sumbernya juga sama, yaitu udara. Udara yang mengandung 78 % gas nitrogen, didinginkan sehingga diperoleh nitrogen dan oksigen cair. Selanjutnya, cairan tersebut didistilasi pada suhu 195,8°C. Nitrogen cair akan menguap dan terpisah dengan oksigen cair. Uap nitrogen ini, kemudian ditampung dan dapat digunakan sesuai keperluan.

Sejarah Nitrogen

Nitrogen (latin : nitrum, bahasa Yunani : Nitron yang berarti “soda asli”, “gen”, “pembentukan”) secara resmi ditemukan oleh Daniel Rutherford pada 1772, yang menyebutnya udara beracun atau udara tetap. Dia memisahkan oksigen dan karbon dioksida dari udara dan menunjukkan gas yang tersisa tidak menunjang pembakaran atau mahluk hidup. Pengetahuan bahwa terdapat pecahan udara yang tidak membantu dalam pembakaran telah diketahui oleh ahli kimia sejak akhir abad ke-18 lagi. Nitrogen juga dikaji pada masa yang lebih kurang sama oleh Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, dan Joseph_Priestley. Joseph Priestley, yang menyebutnya sebagai udara terbakar atau udara telah flogistat. Gas nitrogen adalah cukup lemas sehingga dinamakan oleh Antoine Lavoisier sebagai azote (tanpa kehidupan) Istilah tersebut telah menjadi nama kepada nitrogen dalam perkataan Perancis dan kemudiannya berkembang ke bahasa-bahasa lain. Senyawa nitrogen diketahui sejak Zaman Pertengahan Eropa. Ahli alkimia mengetahui asam nitrat sebagai aqua fortis. Campuran asam hidroklorik dan asam nitrat dinamakan akua regia, yang diakui karena kemampuannya untuk melarutkan emas.

Sifat-sifat nitrogen

Sifat fisik:

—  Mempunyai massa atom 14,0067 sma

—  Mempunyai nomor atom 7   

—  Titik didih -196 C              

—  Titik beku -2100 C   

—  Penampilannya adalah gas tak berwarna

—  Mempunyai jari-jari atom 0,92 amstrong

—  Dalam senyawa memiliki bilangan oksidasi -3, +5, +4, dan +2.

—  Mempunyai volume atom 17,30mol / cm3   

—  Mempunyai massa jenis 1,2151 gram/cm3

—  Mempunyai kapasitas panas 1,042 J/gK

—  Mempunyai potensial ionisasi 14,534 Volt

—  Mempunyai energi ionisasi k-1 = 1402,3 kJ/mol
k-2 = 2856 kJ/mol
k-3 = 45781 kJ/mol

—  Mempunyai harga entalpi pembentukan 0,36 kJ/mol

—  Konfigurasi elektron 2s²2p³

—  Kerapatan (gcm^-3) 0,96

Sifat kimia nitrogen

—  Berupa gas tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, dan tidak beracun.

—  Mudah menguap

—  Tidak reaktif

—  Bersifat diamagnetik

—  Elektronegatifannya paling tinggi dalam satu golongan

—  Nitrogen memiliki lima elektron di kulit terluarnya, sehingga merupakan trivalen dalam sebagian besar senyawanya.

—  Nitrogen menyumbang 78 persen atmosfer bumi dan merupakan konstituen dari semua jaringan hidup.

—  Nitrogen merupakan elemen penting bagi kehidupan karena merupakan salah satu penyusun DNA, dan dengan demikian merupakan bagian dari kode genetik.

—  Molekul nitrogen terjadi terutama di udara. Dalam air dan tanah, nitrogen ditemukan pada senyawa nitrat dan nitrit.

—  Dapat bertindak sebagai zat pengoksidasi (oksidator) dan zat pereduksi (reduktor). Nitrogen sebagai oksidator mempunyai biloks -1, -2, dan -3, sedangkan sebagai reduktor mempunyai biloks +1, +2, +3, +4, dan +5. Biloks nitrogen yang paling umum adalah -3, +3, dan +5.

Kegunaan  Unsur Nitrogen

—  Banyak digunakan oleh laboratorium-laboratorium medis dan laboratorium- laboratorium penelitian sebagai pengawet bahan-bahan preservatif untuk jangka waktu yang sangat lama, misalnya pada bank sperma, bank penyimpanan organ-organ tubuh manusia, bank darah, dan sebagainya, 

—  Nitrogen sering digunakan jika diperlukan lingkungan yang inert, misalnya dalam bola lampu listrik untuk mencegah evaporasi filament. 

—  Nitrogen cair banyak digunakan sebagai refrigerant (pendingin) yang sangat efektif karena relatif murah. 

—  Penyimpanan bahan-bahan yang mudah busuk: freezing, cooling, mengawetkan produk makanan dan minuman yang belum diolah pada suhu rendah, pengiriman dengan menggunakan truk pendingin. 

Kegunaan Unsur Nitrogen Dalam Senyawa

—  N₂H₄  ( hidrazina ) sebagai bahan bakar untuk roket

—  NH₄Cl ( amonium klorida ) digunakan sebagai “fluks” untuk membersihkan besi sebelum digalvani dan untuk membersihkan logam sebelum dipatri , digunakan dalam sel kering ( batere ) dan pada penyiapan bahan untuk dicelup.

—  NH₄F ( amonium fluorida ) digunakan untuk mengetsa kaca

—  ( NH₄)₂S ( amonium sulfida ) reagensia umum untuk analisis kualitatif , digunakan dalam membuat polisulfida

—  ( NH₄)₂SO₄ ( amonium sulfat ) sebagai pupuk , sumber ion NH₄⁺ yang termurah setelah NH_3.

—  (NH₄)₂CO₃ ( amonium karbonat ) obat untuk dicium

—  (NH₂)₂CO ( urea)  sebagai bahan dari air kemih manusia, dibuat secara sentetis untuk digunakan sebagai pupuk .

—  (NH₄)₂HPO₄  ( amonium monohidrogen fosfat ) sebagai pupuk dengan N maupun P dalam suatu senyawaan

—  N₂O   ( nitogen (1) oksida) dalam bentuk gas dibuat dengan memanaskan NH₄NO₃  dengan hati-hati , obat bius ( anestetik) lunak, pasien bisa mendapat mimpi yang begitu hidup sehingga mereka akan mengingatnya sebagai kenyataan.

—  NaNO₂ ( natrium nitrit ) digunakan dalam pengemasan daging untuk mengawetkan warna merah yang diasosiasikan dengan daging segar , bisa bereaksi dengan bahan kimia tertentu dalam perut dengan menghasilkan senyawaan karsinogenik ( dapat menimbulkan kanker ) , yang disebut nitrosamina .

—   KNO₃ ( kalsium nitrat ) dicampur dengan belerang dan arang untuk membuat bubuk hitam ( mesiu, black powder).

B.     Fosfor (P)

Sejarah Fosfor

Fosfor adalah unsur kimia yang memiliki lambang P dengan nomor atom 15. Unsur ini ditemukan oleh Hannig Brand pada tahun 1669 di Hamburg, Jerman. Dia menemukan unsur ini dengan cara 'menyuling' air urin melalui proses penguapan dan setelah dia menguapkan 50 ember air urin, dia baru menemukan unsur yang dia inginkan. Namanya berasal dari bahasa Latin yaitu phosphoros yang berarti 'pembawa terang' karena keunikannya yaitu bercahaya dalam gelap (glow-in-the dark).  Fosfor banyak ditemui dalam batuan fosfat anorganik dan dalam semua sel hidup tetapi tidak pernah ditemui dalam bentuk unsur bebasnya.

Sifat Fosfor

Secara umum fosforus membentuk padatan putih yang lengket yang memiliki bau yang tak enak tetapi ketika murni menjadi tak berwarna dan transparan. Nonlogam ini tidak larut dalam air, tetapi larut dalam karbon disulfida. Fosforus murni terbakar secara spontan di udara membentuk fosforus pentoksida. Fosforus dapat berada dalam empat bentuk atau lebih alotrop: putih (atau kuning), merah, dan hitam (atau ungu). Yang paling umum adalah fosforus merah dan putih, keduanya mengelompok dalam empat atom yang berbentuk tetrahedral. Fosforus putih terbakar ketika bersentuhan dengan udara dan dapat berubah menjadi fosforus merah ketika terkena panas atau cahaya. . Fosforus merah relatif lebih stabil dan menyublim pada 170 °C pada tekanan uap 1 atm, tetapi terbakar akibat tumbukan atau gesekan.

Warna                                     :  tidak berwarna/merah/putih/kuning

Wujud                                    :  padat

Titik didih                              :  550 K (277⁰C)          

Titik leleh                               :  317,3 K (44,2⁰C)

Massa jenis (fosfor merah)     : 2,34 g/cm³

Massa jenis (fosfor putih)       :  1,823 gcm³

Massa jenis (fosfor hitam)      :  2,609 g/cm³

Energi ionisasi (fosfor putih)  :  1011,18 g/cm³

Fosfor putih bersifat sangat reaktif, memancarkan cahaya, mudah terbakar di udara, dan beracun. Sebaliknya dengan fosfor merah yang bersifat tidak reaktif, dan kurang beracun.

Kegunaan Fosfor

Dalam agrikultur dan produksi pertanian sekitar 70% - 75% P2O5 digunakan sebagai fertiliser. Selain itu Ca(H₂PO₄)₂·H₂Ojuga dapat digunakan sebagai fertiliser. Senyawa CaHPO₄·2H₂O digunakan sebagai makanan hewan. Senyawa PCl₃ dan P₄S₁₀ digunakan untuk pesticida, senyawa POCl₃ untuk membuat plastic, kemudian senyawa Na₅P₃O₁₀ digunakan untuk membuat detergen. Selain itu fosforus juga dipakai untuk membuat mainan yang bercahaya di kegelapan, korek api, sumber lampu radioaktif, LED warna putih, Cathode Ray Tubes, dan lampu Fluorescent. White phosphorus yang terbuat dari fosfor digunakan dalam militer untuk membuat granat asap.

C.    Arsen (As)

Sejarah Arsen (As)

Arsen, arsenik, atau arsenikum adalah unsur metaloid dalam tabel periodik yang memiliki simbol As dan nomor atom 33. Kata arsenik dipinjam dari bahasa Persia ‫ زرن يخ, zarnik yang berarti "orpimen kuning". Zarnik dipinjam dalam bahasa Yunani sebagai arsenikon. Arsen dikenal dan digunakan di Persia dan di banyak tempat lainnya sejak zaman dahulu. Arsen pertama kali ditemukan oleh Albertus Magnus. Albertus Magnus dipercaya sebagai orang pertama yang menemukan cara bagaimana mengisolasi elemen ini di tahun 1250.

Arsen adalah unsur metaloid yang terkenal beracun dan memiliki tiga bentuk alotropik; kuning, hitam, dan abu-abu. Di alam biasanya arsen terdapat dalam bentuk mineral pada kerak bumi seperti realgar (As4S4), orpiment (As₂S₂), arsenolit (As₂O₃) dan mineral besi seperti arsenopirit (FeAsS) dan leolingit (FeAs₂). .

Sifat  Arsen (As)

Arsen merupakan unsure metaloid (amfoter) yang berfase padat dan mempunyai warna abu-abu perak yang sangat mengkilap. Arsen memiliki dua alotrop lain, yaitu arsen kuning dan arsen hitam, tetapi keduanya tidak lebih stabil dibandingkan arsen abu—abu. Arsen secara kimiawi memiliki karakteristik yang serupa dengan Fosfor, dan sering dapat digunakan sebagai pengganti dalam berbagai reaksi biokimia dan juga beracun. Ketika dipanaskan, arsen akan cepat teroksidasi menjadi oksida arsenik, yang berbau seperti bau bawang putih. Arsen dan beberapa senyawa arsenik juga dapat langsung tersublimasi, berubah dari padat menjadi gas tanpa menjadi cairan terlebih dahulu.

Sifat fisika

—  Fase                                                         :    solid

—  Massa jenis ( mendekati suhu kamar )    :    6,697 g/cm3

—  Titik lebur                                               :    903,78 K

—  Titik didih                                               :    1860 K

—  Kalor  peleburan                                     :    19,79 kj/mol

—  Kalor penguapan                                     :    193,43 kj/ mol

—  Jari-jari atom                                           :    140 pm

Kegunaan

Penggunaan arsen sangat bervariasi antara lain pada industri pengerasan tembaga dan timbal sebagai bahan pengisi pembentukan campuran logam, industri pengawet kayu (bersama tembaga dan krom), untuk melapisi perunggu (menjadikannya berwarna merah tua), industri cat, keramik, gelas (penjernih dari noda besi) dan kertas dinding.

Timbal biarsenat telah digunakan di abad ke-20 sebagai insektisida untuk buah namun mengakibatkan kerusakan otak para pekerja yang menyemprotnya. Selama abad ke-19, senyawa arsen telah digunakan dalam bidang obat-obatan tetapi kebanyakan sekarang telah digantikan dengan obat-obatan modern.

D.    Antimon (Sb)

Sejarah Antimon

Antimon berasal dari bahasa Yunani,  yaitu: anti plus monos yang artinya logam yang tidak ditemukan sendiri dan lambangnya berasal dari bahasa Latin yaitu Stibium. Antimon adalah suatu unsur metaloid kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sb dan nomor atom 51. Ia merupakan konduktor panas dan listrik yang buruk.  Antimon merupakan metaloid yang mempunyai empat alotropi bentuk.

Antimon telah diketahui dalam berbagai senyawa sejak zaman kuno. Unsur ini tidak banyak di temukan di alam, tetapi ditemukan dalam 100 spesies mineral. Sebuah elemen logam dengan kilap abu-abu yang pada umumnya ditemukan di alam dalam wujud Antimony(III) sulfide (Sb₂S₃), yang digunakan sejak tahun 3100 sebelum masehi, sebelum zaman kerajaan di Mesir. Senyawa antimon pada zaman itu diguanakan sebagai kosmetik. Pada waktu itu juga logam antimon juga telah dikenal, namun dikenal sebagai timbal. Antimon baru dikenal sebagai elemen pada abad ke 17.  . Antimon adalah suatu unsur metaloid kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sb dan nomor atom 51. Ia merupakan konduktor panas dan listrik yang buruk.  Antimon merupakan metaloid yang mempunyai empat alotropi bentuk

Sifat Fisika dan Kimia dari Antimon (Sb)

Sifat Fisika

Fase                                                      : solid

Massa jenis (mendekati suhu kamar)    : 6,697g/cm³

Massa jenis cairan pada t.l.                   : 6,53 g/cm³

Titik lebur                                             : 903,78 K

Titik didih                                             : 1860 K

Kalor peleburan                                    : 19,79 kJ/mol

Kalor penguapan                                  : 193,43 kJ/mol

Kapasitas kalor                                     : 25,23 J/mol K

Sifat Kimia

Massa atom                                           : 121,760

Konfigurasi elektron                             : [Kr] 4d¹⁰  5s²  5p³     

Golongan                                              : V A

Periode                                                 : 5

Jumlah elektron tiap kulit                     : 2, 8, 18, 18, 5

Bilangan oksidaasi                                : -3, +3, +5

Elektronegatifitas                                 : 1,9

Jari – jari atom                                      : 145 pm

Kegunaan Antimon

Antimon digunakan di teknologi semikonduktor untuk membuat detector inframerah, diode dan peralatan Hall-effect. Ia dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan timbal. Baterai, logam anti friksi, senjata ringan dan tracer bullets (peluru penjejak), pembungkus kabel, dan produk-produk minor lainnya menggunakan sebagian besar antimony yang diproduksi. Senyawa – senyawa yang mengambil setengah lainnya adalah oksida, sulfide, natrium antimonat, dan antimony tetraklorida. Mereka digunakan untuk membuat senyawa tahan api, cat keramik, gelas, dan pot.

E.     Bismut (Bi)

Sejarah
(Yunani: Weisse Masse, zat putih. Di kemudian hari disebut Wisuth dan Bisemutum). Pada masa awalnya, bismut sempat disangka sebagai seng dan timbal. Calude Geoffroy the Younger menunjukkan bahwa bismut beda dengan timbal pada tahun 1753. Bismut adalah suatu unsur kimia yang memiliki lambang Bi dan nomor atom 83. Logam dengan kristal trivalen ini memiliki sifat kimia mirip dengan arsen dan antimoni. Dari semua jenis logam, unsur ini paling bersifat diamagnetik dan merupakan unsur kedua setelah raksa yang memiliki konduktivitas termal terendah. Di dalam kulit bumi, bismut kira-kira dua kali lebih berlimpah dari pada emas Bijih yang terpenting adalah bismuthinite atau bismuth glance dan bismite. Negara-negara penghasil bismut terbesar adalah Peru, Jepang, Meksiko, Bolivia dan Kanada. Kebanyakan bismut yang diproduksi di Amerika didapatkan sebagai hasil produksi penyulingan timbal, tembaga, seng, perak dan bijih emas.

Sifat Bismut

—  Bersifat logam

—  Volume atom 21,3 cm3/mol

—  Massa atom 208,98 sma

—  Titik didih 1837 K

—  Titik lebur 544,59 K

—  Massa jenis 9,75 g/cm3

—  Keelektronegatifitas 2,02

Kegunaan

·         Bismut oxychloride digunakan dalam bidang kosmetik dan bismut   subnitrate dan subcarbonate digunakan dalam bidang obat-obatan.

·         Magnet permanen yang kuat bisa dibuat dari campuran bismanol (MnBi)

·         Bismut digunakan dalam produksi besi lunak

·         Bismut sedang dikembangkan sebagai katalis dalam pembuatan acrylic

·         Bismut telah duganakan dalam penyolderan, bismut rendah racun terutama untuk penyolderan dalam pemrosesan peralatan makanan.

·         Sebagai bahan lapisan kaca keramik.

·         Aloi bismuth dengan timbel dan antimony digunakan untuk piringan pita stere