Golongan Gas Mulia Serta Penjelasannya

Apakah kamu pernah mendengar tentang gas pada tabung penyelam yang digunakan untuk menyelam? Atau pernah kah kamu melihat atau bahkan membeli balon yang menggunakan gas helium? Atau pernahkah kamu melihat warna lampu yang berwarna warni?

Ternyata tabung gas yang digunakan penyelam itu kandungannya terdiri dari oksigen dan helium, selain itu gas helium juga sering digunakan pada balon gas helium. Lalu apa itu gas helium? Seperti apa sifatnya? Untuk menjawabnya mari pelajari materi tentang golongan unsur gas mulia.

Sejarah Penemuan Unsur Gas Mulia

Gas mulia merupakan unsur yang terdapat pada golongan VIII A pada sistem periodik unsur (SPU). Unsur yang menjadi anggota dari golongan gas mulia ini terdiri dari Helium dengan simbol unsur He, Neon dengan simbol unsur Ne, Argon dengan simbol unsur Ar, Kripton dengan simbol Kr, Xenon dengan simbol Xe, dan Radon dengan simbol Rn.

Argon merupakan unsur dari golongan gas mulia yang pertama kali ditemukan. Proses penemuan Argon terjadi pada tahun 1892, Lord Rayleight menemukan gas nitrogen yang dipeoleh dari udara memiliki massa jenis yang lebih besar daripada gas nitrogen yang dihasilkan dari proses penguraian di laboratorium. Lord Rayleight menduga hal tersebut terjadi karena adanya gas lain pada gas nitrogen yang dihasilkan dari udara tersebut.

Lord Rayleight dan juga William Ramsay menyelidikinya dengan mereaksikan gas nitrogen yang dihasilkan dari udara dengan Magnesium (Mg) pada suhu yang tinggi sehingga menghasilkan produk reaksi utama berupa padatan Mg₃N₂ dan produk samping berupa gas yang tidak reaktif. Untuk memastikan gas sisa yang tidak aktif tersebut, Lord Rayleight dan William Ramsay mengalirkan gas tersebut pada tabung hampa udara dan melewatkan muatan listrik bertegangan tinggi pada tabung tersebut sehingga dihasilkan pancaran sinar yang berwarna merah-hijau.

Lord Rayleight dan William Ramsay menyimpulkan gas yang dihasilkan merupakan gas yang memiliki sifat berbeda dengan unsur lain sehingga menyimpulkan gas tersebut merupakan unsur golongan baru. Keduanya memberi nama unsur baru tersebut dengan sebutan Argon yang dalam bahasa yunani disebut “argos” yang berarti malas. Pada sistem periodik unsur sendiri, Lord Rayleight dan William Ramsay menempatkan Argon ini pada kolom yang baru diantara alkali dan halogen.

Penemuan unsur lain dari golongan gas mulia ini terjadi pada periode tahun 1894 sampai tahun 1898. Unsur yang selanjutnya ditemukan adalah Helium, Ramsay menemukan unsur helium setelah melakukan pemanasan terhadap mineral uranium. Pada percobaanya, Ramsay menemukan gas yang dihasilkan memiliki spektrum gas yang sama dengan spektrum gas yang terdapat pada matahari. Oleh karena itu, Ramsay memberi nama unsur tersebut dengan sebutan helium yang dalam bahasa Yunani disebut helios yang berarti matahari.

Unsur lainnya ditemukan oleh Ramsay melalui proses penyulingan udara cair dan dihasilkan gas kripton yang berasal dari kata krypthon yang berarti tersembunyi. Kemudian gas meon yang berasal dari kata neo yang berarti baru, dan gas Xenon yang berasal dari kata xenon yang artinya tidak dikenal atau asing. Sementara itu Radon tidak termasuk pada gas yang ditemukan di udara, melainkan termasuk unsur radioaktif.

Baca juga: Penyeteraan Reaksi Redoks

Kelimpahan Gas Mulia di Alam

Secara umum, semua unsur anggota golongan gas mulia merupakan gas yang terdapat di udara, kecuali radon. Unsur yang paling melimpah keberadaannya di udara dari golongan gas mulia ini adalah unsur Argon. Kelimpahan unsur Argon di udara sebanyak 0,93%.

Adapun kelimpahan unsur gas mulia lainnnya memiliki kelimpahan yang beragam, yaitu Helium memiliki kelimpahan sebanyak 5,2 x 10^-4 %, Neon memiliki kelimpahan sebanyak 1,8 x 10^-3 %, Kripton memiliki kelimpahan sebanyak 1,1 x 10^-4 % dan Xenon memiliki kelimpahan sebanyak 8,7 x 10^-6 %.

Sementara itu unsur Radon merupakan unsur radioaktif yang memiliki waktu paruh yang pendek sehingga kelimpahan di alam sangat sedikit. Gas radon jika disimpan selama kurang lebih 38 hari maka akan berubah menjadi unsur lainnya. Oleh karena itu unsur radon ini sangat sedikit ditemukan di alam karena akan cepat berubah menjadi unsur lain pada waktu paruh yang singkat.

Sifat Umum Gas Mulia

Secara umum gas mulia merupakan unsur yang tidak reaktif atau sulit bereaksi dengan unsur lain. Hal ini dikarenakan gas mulia sudah memiliki konfigurasi dengan elektron valensi duplet atau oktet. Adapun konfigurasi elektron untuk unsur-unsur anggota dari gas mulia adalah sebagai berikut:

He = 1s²
Ne = 1s² 2s² 2p⁶
Ar = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶
Kr = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶
Xe = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶

Rn = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶

Pada konfigurasi elektron tersebut terlihat bahwa elektron valensi (elektron pada kulit terakhir) unsur golongan gas mulia adalah 2 (duplet) untuk He, dan 8 (oktet) untuk Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn. Jika elektron valensinya sudah duplet (elektron valensi = 2) dan oktet (elektron valensi = 8), maka unsur tersebut termasuk unsur yang stabil. Unsur stabil akan sangat sulit untuk melepas atau menangkap elektron sehingga memiliki sifat tidak reaktif atau sukar bereaksi dengan unsur lain.

Sifat umum lainnya, karena unsurnya termasuk unsur yang stabil maka unsur gas mulia ditemukan di alam dalam keadaan tunggal atau gas monotatomik. Jadi unsur gas mulia ini hampir semuanya tidak ditemukan di alam dalam bentuk senyawanya. Namun demikian unsur gas mulia ini sudah ada dalam bentuk senyawa yang merupakan hasil sintesis di laboratorium. Senyawa yang mengandung gas mulia yang pertama kali di sintesis adalah XePtF₆.

Senyawa gas mulia XePtF₆ ini ditemukan pada tahun 1962 oleh seorang ilmuwan kimia bernama Niels Bartlet yang mencoba mereaksikan Xe dengan PtF₆ pada suhu kamar dan ternyata dapat menghasilkan senyawa XePtF₆ dalam bentuk kristal merah yang stabil.

Sifat Kimia Gas Mulia

Sifat kimia gas mulia yang dipaparkan terdiri dari kereaktifan, jari-jari atom dan energi ionisasi. Adapun penjelasannya adalah sebagai berikut:

• Tidak reaktif. sifat ini sudah dibahas sebelumnya. Sifat ini merupakan akibat dari konfigurasi elektron unsur gas mulia yang sudah memenuhi kaidah oktet dan duplet sehingga termasuk unsur yang stabil atau tidak reaktif.
• Jari-jari atom. Jari-jari atom gas mulia bertambah seiring penambahan nomor atomnya sehingga dari He sampai Rn jari-jarinya semakin bertambah besar.
• Energi ionisasi. Energi ionisasi unsur golongan gas mulia berturut-turut mulai dari He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn adalah 2377, 2088, 1527, 1356, 1176, 1042. Berdasarkan data energi ionisasi tersebut menunjukkan bahwa energi ionisasi gas mulia dari He sampai Rn semakin kecil. Hal tersebut menunjukkan bahwa semakin kecil harga energi ionisasi maka semakin reaktif unsur tersebut, oleh karena itu unsur-unsur seperti Kr dan Xe sudah bisa dibuat senyawanya karena memiliki energi ionisasi yang kecil. Sementara He, Ne dan Ar memiliki energi ionisasi yang besar sehingga sulit untuk dibentuk dalam senyawanya.

Sifat Fisika Gas Mulia

Secara sifat fisika, gas mulia merupakan unsur yang berwujud gas, tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Untuk sifat fisika yang lain penjelasannya berikut ini:

• Kelarutan Argon, kripton, dan xenon dalam air sangat kecil sebagai akibat unsur-unsur tersebut terjebak di antara molekul air. Sementara itu, unsur Helium dan neon tidak dapat larut dalam air. Hal itu dikarenakan jari-jari atomnya terlalu kecil sehingga dapat meninggalkan molekul air.
• Secara umum kerapatan gas mulia dari He sampai Rn semakin besar.
• Titik didih dan titik leleh. Titik didih dan titik leleh gas mulia memiliki nilai di bawah nol. Secara umum keduanya mengalami kenaikan dari unsur He menuju unsur Rn.

Kegunaan Gas Mulia

Gas mulia sangat banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan banyak memberi manfaat bagi kehidupan manusia. Adapun penjelasan mengenai kegunaan unsur-unsur gas mulia adalah sebagai berikut:

• Helium merupakan gas yang banyak digunakan untuk pengisi balon udara. Massa jenis yang ringan dan unsur yang stabil menjadikan gas helium banyak dimanfaatkan untuk mengisi balon udara. Gas helium juga banyak digunakan sebagai gas campuran pada tabung gas untuk penyelam, pada tabung tersebut helium dicampurkan dengan oksigen. Kelarutan yang kecil dalam darah dan ksetabilanny menjadikan helium ini cocok digunakan sebagai campuran pada tabung gas untuk menyelam.
• Neon merupakan gas yang banyak dimanfaatkan sebagai gas pengisi lampu dan memberikan warna merah terang. Lampu-lampu dibandara banyak yang menggunakan neon karena cahaya yang dihasilkan bisa menembus kabut.
• Argon banyak digunakan sebagai pengisi bola lampu pijar listrik, hal ini dikarenakan argon memiliki sifat yang tidak bereaksi dengan unsur wolfram yang panas. Selain itu, argon juga digunakan sebagai gas inert yang dapat melindungi dari bunga api listrik dalam proses pengelasan.
• Kripton dan xenon secara umum banyak digunakan sebagai gas pengisi lampu yang berwarna warni. Kripton juga digunakan dalam lampu kilat pada blitz pada kamera dengan kecepatan tinggi. Gas kripton juga sering digunakan sebagai pengisi lampu menara pada mercusuar.
• Xenon juga banyak digunakan sebagai pengisi lampu yang berwarni warni sama seperti kripton. Selain itu digunakan juga sebagai obat bius pada pembedahan dan isotopnya dapat digunakan sebagai reaktor nuklir.
• Radon merupakan unsur gas mulia yang bersifat radioaktif. Oleh karena itu unsur ini banyak digunakan dalam bidang kedoketeran untuk radioterapi. Selain itu radon yang terdapat di dalam tanah diteliti untuk digunakan juga sebagai alat pendeteksi gempa. Pada kegunaan lain, radon digunakan untuk penelitian dan pengamatan interaksi antara air tanah dengan air sungai.

Baca juga: Materi Sel Volta

Paparan mengenai gas mulia mulai dari sifat umum, sifat fisika, sifat kimia, sampai pada manfaat gas mulia ini dapat disimpulkan bahwa unsur-unsur golongan gas mulia ini secara umum merupakan unsur yang sudah stabil (sukar bereaksi) dan di alam terdapat dalam bentuk monoatomik. Pada konteks pemanfaatan dalam kehidupan sehari-hari, gas mulia pun memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia.

Pemahaman Akhir

Gas mulia merupakan unsur-unsur yang tergolong dalam golongan VIII A pada sistem periodik unsur. Unsur-unsur gas mulia meliputi helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn). Sejarah penemuan unsur-unsur gas mulia dimulai dengan penemuan argon oleh Lord Rayleight dan William Ramsay pada tahun 1892. Penemuan unsur lainnya berlanjut dengan helium yang ditemukan oleh Ramsay pada tahun 1894, kemudian disusul oleh kripton, neon, xenon, dan radon.

Gas mulia memiliki sifat umum yang menonjol, yaitu ketidakreaktifan atau sulit bereaksi dengan unsur lain. Hal ini disebabkan oleh konfigurasi elektron yang sudah stabil, dengan elektron valensi yang sudah memenuhi kaidah oktet (delapan elektron) atau duplet (dua elektron). Sifat ini membuat gas mulia ditemukan di alam dalam bentuk monoatomik atau gas tunggal, kecuali radon yang merupakan unsur radioaktif.

Gas mulia memiliki kelimpahan yang berbeda di alam, dengan unsur argon menjadi yang paling melimpah di udara dengan kandungan sekitar 0,93%. Gas mulia lainnya memiliki kelimpahan yang sangat kecil, termasuk helium, neon, kripton, xenon, dan radon.

Secara sifat fisika, gas mulia berwujud gas, tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Titik didih dan titik leleh gas mulia terletak di bawah nol, dan kerapatan gas mulia dari helium hingga radon cenderung meningkat.

Dalam penggunaannya, gas mulia memiliki berbagai manfaat bagi kehidupan sehari-hari. Helium digunakan untuk mengisi balon udara dan sebagai campuran pada tabung gas penyelam. Neon digunakan sebagai pengisi lampu dengan warna merah terang. Argon digunakan sebagai pengisi bola lampu pijar listrik dan gas inert dalam proses pengelasan. Kripton dan xenon digunakan sebagai pengisi lampu warna-warni. Xenon juga memiliki penggunaan sebagai obat bius pada pembedahan dan reaktor nuklir. Sedangkan radon digunakan dalam radioterapi dan dapat digunakan sebagai pendeteksi gempa.

Secara keseluruhan, gas mulia adalah unsur yang menarik dengan sifat-sifat khas yang membuatnya memiliki peran penting dalam berbagai aspek kehidupan manusia. Penelitian dan pemanfaatan lebih lanjut terhadap gas mulia masih terus berlanjut untuk meningkatkan manfaatnya dalam berbagai bidang.

Referensi:

• Sudarmo, U. (2017). Kimia Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Erlangga
• Sunarya, Y., dan Setiabudi, A. (2009). Mudah dan Aktif Belajar Kimia Kelas XII. Jakarta: Pusat Kurikulum dan Perbukuan Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan.