Hidrogen (bahasa
Latin: hydrogenium, dari bahasa Yunani: hydro: air, genes:
membentuk) adalah unsur kimia pada table periodik yang
memiliki simbol H dan nomor atom 1. Pada suhu dan
tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, bersifat non-logam, bervalensi tunggal,
dan merupakan gas diatomic yang sangat mudah terbakar. Dengan massa
atom 1,00794 amu, hidrogen adalah unsur teringan di dunia. Hidrogen telah
digunakan bertahun-tahun sebelum akhirnya dinyatakan sebagai unsur yang unik
oleh Henry Cavendish di tahun 1776. Dinamakan hidrogen oleh Lavoisier, hidrogen
adalah unsur yang terbanyak dari semua unsur di alam semesta. Elemen-elemen
yang berat pada awalnya dibentuk dari atom-atom hidrogen atau dari
elemen-elemen yang mulanya terbuat dari atom-atom hidrogen.
Hidrogen juga adalah unsur paling melimpah dengan persentase kira-kira 75% dari
total massa unsur alam semesta. Unsur ini penting
pada atmosfir matahari. Kebanyakan bintang dibentuk oleh hidrogen dalam keadaan plasma. Di bumi sekitar 3% dari
atao-atom atau 0,14% bobot, ini dikarenakan gravitasi bumi yang tidak mempengaruhi,
sehingga hidrogen lebih banya terbentuk di planet. Hidrogen di bumi dalam
bentuk senyawaanya dan sangat reaktif khususnya terhadap oksigen.
Senyawa hidrogen relatif langka dan
jarang dijumpai secara alami dibumi, dan biasanya dihasilkan secara industri
dari berbagai senyawa hydrocarbon seperti metana. Hidrogen juga dapat
dihasilkan dari air melalui proses electrolysis,
namun proses ini secara komersial lebih mahal daripada produksi hidrogen dari
gas alam.
Isotop hidrogen yang paling banyak dijumpai
di alam adalah protium, yang inti atomnya hanya mempunyai proton
tunggal dan tanpa neutron. Deutrium
yang intinya terdiri atas 1 proton dan i neutron sering diberi simbol D,
sebagai contoh deutrium oksida disebut air berat. Isotop yang ketiga dari
hidrogen disebut tritium dan simbolnya T. Isotop ini bersifat radioaktif dengan
waktu paro 12,3 tahun dan digunakan dalam produksi bom hidrogen.
Senyawa ionik hidrogen dapat bermuatan
positif (kation) ataupun negatif (anion). Hidrogen sangat penting dalam reaksi asam basa yang mana banyak reaksi ini melibatkan
pertukaran proton antar molekul terlarut. Oleh karena hidrogen merupakan
satu-satunya atom netral yang persamaan
Schrödingernya dapat diselesaikan
secara analitik, kajian pada energetika dan ikatan atom hidrogen memainkan
peran yang sangat penting dalam perkembangan mekanika
kuantum.
Hidrogen dalam
bentuk cair sangat penting untuk bidang penelitian suhu rendah (cryogenics) dan
studi superkonduktivitas karena titik cairnya hanya 20 derajat di atas 0
Kelvin.
Hidrogen
adalah komponen utama planet Jupiter dan planet-planet gas raksasa lainnya.
Karena tekanan yang luar biasa di dalam planet-planet tersebut, bentuk padat
hidrogen molekuler dikonversi menjadi hidrogen metalik.
Walau hidrogen adalah benda gas, kita
sangat jarang menemukannya di atmosfer bumi. Gas
hidrogen yang sangat ringan, jika tidak terkombinasi dengan unsur lain, akan
berbenturan dengan unsur lain dan terkeluarkan dari lapisan atmosfer. Di bumi Air merupakan sumber hidrogen
(sekitar 11% bobot) dan terdapat banyak sekali di laut. Hidorgen merupakan
unsur-unsur pokok dalam bahan organik, termasuk dalam kehidupan binatang,
tumbuhan, fosil minyak dan gas alam.Sebagai unsur yang independen,
konsentrasinya di atmosfer sangat kecil (1 ppm by volume). Hidrogen juga terdapat
pada asam biner dan asam okso. Hidrogen biasanya bergabung dengan logam-logam aktif.
Senyawaan biner dengan hidrogen disebut sebagai hidrida yang dapat dibagi menjadi
2 tipe yaitu hidrida yang kovalen dan hidrida seperti garam (ionik).
Hidrida ionik terbentuk dari hidrogen dan
logam aktif, karena hidrogen lebih bersifat elektronegatif maka penggabungan langsung
dengan logam-logam aktif pada golongan IA dan IIA terjadi penangkapan elektron pada
hidrogen membentuk ion hidrida H-. Senyawa tersebut sangat peka terhadap
air karena kebasaan ion hidrida. Disini hidrogen membentuk ikatan kovalen dengan
logam lainnya.
Untuk golongan VIA membentuk molekul dengan
rumus H2X (seperti H2O, H2S). Dengan golongan IVA
membentuk H3X. Pada penambahan hidrida sederhana, yang mengandung 1 atom
non logam atau lebih seperti Si2H6, Ge3H8
dan lainnya.
Hidrogen banyak
digunakan untuk mengikat nitrogen dengan unsur lain dalam proses Haber
(memproduksi amonia) dan untuk proses
hidrogenasi lemak dan minyak. Hidrogen juga digunakan dalam jumlah yang banyak
dalam produksi methanol, di dealkilasi hidrogen (hydrodealkylation), katalis
hydrocracking, dan sulfurisasi hidrogen. Kegunaan-kegunaan lainnya termasuk
sebagai bahan bakar roket, memproduksi asam hidroklorida, mereduksi bijih-bijih
besi dan sebagai gas pengisi balon.
Daya
angkat 1 kaki kubik gas hidrogen sekitar 0.07 lbf pada suhu 0 derajat Celsius
dan tekanan udara 760 mm Hg.
Baterai
yang berbahan bakar hidrogen (Hydrogen Fuel cell) adalah teknologi baru yang
sedang dikembangkan, di mana tenaga listrik dalam jumlah besar dapat dihasilkan
dari gas hidrogen. Pabrik-pabrik baru dapat dibangun dekat dengan laut untuk
melakukan proses elektrolisis air laut guna memproduksi hidrogen. Gas yang
bebas polusi ini lantas dapat dialirkan melalui pipa-pipa dan disalurkan ke
daerah-daerah pemukiman dan kota-kota besar. Hidrogen dapat menggantikan gas
alam lainnya, bensin, agen dalam proses metalurgi dan berbagai proses kimia
(penyulingan), dan mengubah sampah menjadi metan dan etilen. Kendala-kendala
yang ada untuk mewujudkan impian tersebut masih banyak. Di antaranya
persetujuan publik, penanaman modal yang besar dan harga hidrogen yang masih
jauh lebih mahal ketimbang bahan bakar lainnya sekarang.
Dalam
keadaan yang normal, gas hidrogen merupakan campuran antara dua molekul, yang
dinamakan ortho- dan para- hidrogen, yang dibedakan berdasarkan spin
elektron-elektron dan nukleus.
Hidrogen normal pada suhu ruangan
terdiri dari 25% parahidrogen dan 75% ortho-hidrogen. Bentuk ortho tidak dapat
dipersiapkan dalam bentuk murni. Karena kedua bentuk tersebut berbeda dalam
energi, sifat-sifat kebendaannya pun juga berbeda. Titik-titik lebur dan didih
para hidrogen sekitar 0.1 derajat Celcius lebih rendah dari hidrogen normal.
COMMENTS