Hidrogen. Apa sih yang dimaksud dengan hidrogen? Kok disebut
pemanas? Makanan panaskah? Atau minuman? Atau bahkan bahan lainnya? Ya tentu
sudah tidak asing lagi mendengarnya dong. Tapi tahukan anda? Hidrogen bukanlah
bahan makanan ataupun minuman. Namun hidrogen merupakan suatu unsur yang paling
ringan dan melimpah di alam semesta. Misalnya saja matahari dan
bintang-bintang. Keduanya terbentuk dari gas hidrogen. Tetapi berbeda halnya
dengan bumi, di bumi sendiri hidrogen hanya ditemukan dalam bentuk senyawa dan
tidak terdapat secara alami dalam bentuk unsur bebas (unsur tunggal, berdiri
sendiri).
Berbicara tentang matahari, matahari merupakan sumber cahaya utama
bagi seluruh makhluk yang ada di bumi ini. Terutama makhluk hidup. Tapi,
tahukah anda unsur apa yang membuat matahari menjadi panas?matahari merupakan
bola raksasa yang berisi gas yang selalu meledak. Kandungan utama di dalamnya
berupa hidrogen dan helium yang membuatnya menjadi panas. Dan selain itu, ternyata pada permukaan
matahari terkadang terdapat semburan api yang terdiri dari hidrogen. Dimana
semburan tersebut disebut dengan lidah matahari. Lain halnya dengan bintang.
Bintang-bintang merupakan bola yang berisi
hidrogen dan gas lain. Dimana bola-bola tersebut memiliki suhu yang sangat
panas.
Kembali lagi pada topik yang dibahas. Hidrogen berasal dari bahasa
Latin: hydrogenium, dari bahasa Yunani: hydro: air, genes: membentuk. Lebihg
detailnya hidrogen adalah unsur kimia pada tabel 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
diatomik yang sangat mudah terbakar. Dengan massa atom 1,00794 amu, hidrogen
adalah unsur teringan di dunia.
Berbicara tentang keberadaan hidrogen, ternyata hidrogen juga
merupakan unsur paling melimpah dengan persentase kira-kira 75% dari total
massa unsur alam semesta. Kebanyakan bintang dibentuk oleh hidrogen dalam
keadaan plasma. Senyawa hidrogen relatif langka dan jarang dijumpai secara
alami di bumi, dan biasanya dihasilkan secara industri dari berbagai senyawa
hidrokarbon seperti metana. Hidrogen juga dapat dihasilkan dari air melalui
proses elektrolisis, namun proses ini secara komersial lebih mahal daripada
produksi hidrogen dari gas alam.
Dalam reaktivitasnya, hidrogen ini sangat reaktif. Unsur tersebut
akan terbakar dengan mudah dan membentuk senyawa dengan beragam unsur lain.
Misalnya saja air. Air merupakan senyawa paling melimpah di bumi. Air ini
terbentuk dari unsur hidrogen dan oksigen. Apakah hanya air? Ternyata tidak.
Bahan bakar fosil, seperti batu bara dan minyak bumi pun merupakan senyawa
hidrogen dan carbon. Selain itu, gula dan pati juga mengandung hidrogen.
Apakah hidrogen dapat dibuat? Ternyata bisa. Yaitu dengan
mereaksikan gas metana (
dengan uap air
O) sesuai
dengan rumus kimia ini :
Sebagian besar hidrogen yang dibuat dengan cara tersebut digunakan
untuk membuat ammonia (NH-3) untuk pupuk. Untuk membuat amonia, hidrogrn
direaksikan dengan nitrogen dengan menggunakan proses Haber, yang ditemukan
oleh Fritz Haber pada 1909.
Adapun reaksi Haber tersebut terjadi ketika gas nitrogen dari udara
dan hidrogen yang didapatkan dari metana (
direaksikan melewati katalis berupa besi.
Dalam tekanan dan suhu yang sangat tinggi, gas-gas tersebut bereaksi untuk
menghasilkan gas amonia. Gas tersebut kemudian didinginkan untuk membentuk
amonia cair.
Dapat dilihat diatas, bahwa reaksi tersebut
terjadi bolak-balik.
Hidrogen memang dapat diproduksi dalam beberapa cara, selain dengan
reaksi Haber bisa juga dengan proses
ini. proses ini merupakan proses paling penting secara ekonomis yaitu
penghilangan hidrogen dari hidrokarbon. Hidrogen komersial biasanya diproduksi
dengan cara steam reforming gas alam. Pada tempratur tinggi (1,000 K (730 °C;
1,340 °F) – 1,400 K (1,130 °C; 2,060 °F)), steam (uap air) bereaksi dengan
metana menghasilkan karbon monoksida dan H2.
Reaksi ini disukai pada tekanan rendah tetapi tetap dilakukan pada
tekanan tinggi (2.0 megapascal (20 atm; 590 inHg)). Hal ini karena H2
bertekanan tinggi adalah produk yang paling banyak di pasaran dan sistem
pemurnian Pressure Swing Adsorption (PSA) bekerja lebih baik pada tekanan
tinggi. Campuran produk dikenal sebagai "gas sintetis" karena sering
digunakan langsung untuk produksi metanol dan senyawa terkait. Hidrokarbon lain
selain metana dapat digunakan untuk menghasilkan gas sintetis dengan rasio
produk bervariasi. Salah satu komplikasi teknologi canggih ini adalah
pembentukan kokas atau karbon:
Akibatnya, steam reforming biasanya menggunakan H2O berlebih.
Hidrogen tambahan dapat diperoleh kembali dari uap air dengan menggunakan
karbon monoksida melalui reaksi pergeseran gas air, terutama dengan katalis
besi oksida. Reaksi ini juga merupakan sumber karbon dioksida industri yang
umum.
Apa yang akan terjadi jika hidrogen
dibakar? Akan terjadi ledakan kah? Jika hidrogen dicampur dengan udara dan
diberi api, maka hidrogen akan meledak. Proses tersebut biasanya dilakukan di
dalam laboratorium untuk menguji gas dalam jumlah sedikit. Jika gas tersebut
adalah hidrogen, maka letupan kecil akan terjadi.
Jika hidrogen murni (
dibakar di udara atau oksigen
, maka hidrogen
akan terbakar dengan tenang dan membentuk api berwarna bir. Serta menghasilkan
uap air, dimana rumus kimianya adalah sebagai berikut :
Secara teori, hidrogen merupakan bahan bakar
yang ideal. Kenapa dikatakan demikian? Karena hidrogen menghasilkan banyak
energi ketika dibakar dan limbahnya berupa air, yang tidak menyebabkan pencemaran.
Tetapi, saat ini hidrogen belum sesuai jika digunakan sebagai bahan bakar
sehari-hari karena sulit disimpan dan dipindahkan dengan aman.
Tahukah anda bahwa hidrogen digunakan sebagai bahan bakar roket.
Namun yang digunakan adalah hidrogen yang berwujud cair. Selain itu, roket
membawa oksigen dalam ruangan yang terpisah agar hidrogen dapat terbakar di
luar angkasa yang hampa oksigen. Hidrogen dan oksigen cair dimasukkan ke dalam
ruang pembakaran yang kemudian akan terbakar dengan aman. Kenapa bisa aman?
Karena tangki bahan bakar yang digunakan dibuat sekuat mungkin untuk menahan
bahan bakar cair bertekanan tinggi agar tidak terlepas.
Sejumlah besar H2 diperlukan
dalam industri petrokimia dan kimia. Penggunaan terbesar H2 adalah untuk
memproses bahan bakar fosil dan dalam pembuatan ammonia. Konsumen utama dari H2
di kilang petrokimia meliputi hidrodealkilasi, hidrodesulfurisasi, dan penghidropecahan
( hydrocracking). H2 memiliki beberapa kegunaan yang penting. H2 digunakan
sebagai bahan hidrogenasi, terutama dalam peningkatan kejenuhan dalam lemak tak
jenuh dan minyak nabati (ditemukan di margarin), dan dalam produksi metanol. Ia
juga merupakan sumber hidrogen pada pembuatan asam klorida. H2 juga digunakan
sebagai reduktor pada bijih logam.
Selain digunakan sebagai pereaksi, H2 memiliki penerapan yang luas
dalam bidang fisika dan teknik. Ia digunakan sebagai gas penameng di metode
pengelasan seperti pengelasan hidrogen atomik. H2 digunakan sebagai pendingin
rotor di generator pembangkit listrik karena ia mempunyai konduktivitas termal
yang paling tinggi di antara semua jenis gas. H2 cair digunakan di riset
kriogenik yang meliputi kajian superkonduktivitas.[90] Oleh karena H2 lebih
ringan dari udara, hidrogen pernah digunakan secara luas sebagai gas pengangkat
pada kapal udara balon.
Baru-baru ini hidrogen digunakan sebagai bahan campuran dengan
nitrogen (kadangkala disebut forming gas) sebagai gas perunut untuk
pendeteksian kebocoran gas yang kecil. Aplikasi ini dapat ditemukan di bidang
otomotif, kimia, pembangkit listrik, kedirgantaraan, dan industri
telekomunikasi. Hidrogen adalah zat aditif (E949) yang diperbolehkan
penggunaanya dalam ujicoba kebocoran bungkusan makanan dan sebagai antioksidan.
Isotop hidrogen yang lebih langka juga memiliki aplikasi
tersendiri. Deuterium (hidrogen-2) digunakan dalam reaktor CANDU sebagai
moderator untuk memperlambat neutron. Senyawa deuterium juga memiliki aplikasi
dalam bidang kimia dan biologi dalam kajian reaksi efek isotop. Tritium
(hidrogen-3) yang diproduksi oleh reaktor nuklir digunakan dalam produksi bom
hidrogen, sebagai penanda isotopik dalam biosains, dan sebagai sumber radiasi
di cat berpendar.
Pada dasarnya hidrogen adalah unsur kimia yang melimpah di alam
semesta ini, serta banyak manfaat yang dapat diaplikasikan dalam berbagai
bidang.
sumber :
Gramedia, K.
(2014). Ensiklopedia Sains. Jakarta: PT. Buana Ilmu Populer.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar