OKSIGEN, HIDROGEN, DAN AIR

OKSIGEN, HIDROGEN, DAN AIR

oleh : Istianah , Layyinatusyifa (mahasiswa tadris kimia 2010 IAIN WALISONGO semarang)

1.      Oksigen

a.      Teori flogiston

Stahl membantu mengembangkan dan memopulerkan teori flogiston.

Dalam percobaan Robert Hooke, Ole Borch, Mikhail Lomonosov, dan Pierre Bayen, percobaan mereka semuanya menghasilkan oksigen, namun tiada satupun dari mereka yang mengenalinya sebagai unsur. Hal ini kemungkinan besar disebabkan oleh prevalensi filosofi pembakaran dan korosi yang dikenal sebagai teori flogiston.

Teori flogiston dikemukakan oleh alkimiawan Jerman, J. J. Becher pada tahun 1667, dan dimodifikasi oleh kimiawan Georg Ernst Stahl pada tahun 1731. Teori flogiston menyatakan bahwa semua bahan yang dapat terbakar terbuat dari dua bagian komponen. Salah satunya adalah flogiston, yang dilepaskan ketika bahan tersebut dibakar, sedangkan bagian yang tersisa setelah terbakar merupakan bentuk asli materi tersebut.

Bahan-bahan yang terbakar dengan hebat dan meninggalkan sedikit residu (misalnya kayu dan batu bara), dianggap memiliki kadar flogiston yang sangat tinggi, sedangkan bahan-bahan yang tidak mudah terbakar dan berkorosi (misalnya besi), mengandung sangat sedikit flogiston. Udara tidak memiliki peranan dalam teori flogiston. Tiada eksperimen kuantitatif yang pernah dilakukan untuk menguji keabsahan teori flogiston ini, melainkan teori ini hanya didasarkan pada pengamatan bahwa ketika sesuatu terbakar, kebanyakan objek tampaknya menjadi lebih ringan dan sepertinya kehilangan sesuatu selama proses pembakaran tersebut. Fakta bahwa materi seperti kayu sebenarnya bertambah berat dalam proses pembakaran tertutup oleh gaya apung yang dimiliki oleh produk pembakaran yang berupa gas tersebut. Sebenarnya pun, fakta bahwa logam akan bertambah berat ketika berkarat menjadi petunjuk awal bahwa teori flogiston tidaklah benar (yang mana menurut teori flogiston, logam tersebut akan menjadi lebih ringan).

b.      Oksigen unsur

Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Ia merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida). Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomik dengan rumus O₂ yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta berdasarkan massa dan unsur paling melimpah di kerak Bumi. Gas oksigen diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi.

Semua kelompok molekul struktural yang terdapat pada organisme hidup, seperti protein, karbohidrat, dan lemak, mengandung oksigen. Demikian pula senyawa anorganik yang terdapat pada cangkang, gigi, dan tulang hewan. Oksigen dalam bentuk O₂ dihasilkan dari air oleh sianobakteri, ganggang, dan tumbuhan selama fotosintesis, dan digunakan pada respirasi sel oleh hampir semua makhluk hidup. Oksigen beracun bagi organisme anaerob, yang merupakan bentuk kehidupan paling dominan pada masa-masa awal evolusi kehidupan. O₂ kemudian mulai berakumulasi pada atomsfer sekitar 2,5 miliar tahun yang lalu. Terdapat pula alotrop oksigen lainnya, yaitu ozon (O₃). Lapisan ozon pada atomsfer membantu melindungi biosfer dari radiasi ultraviolet, namun pada permukaan bumi ia adalah polutan yang merupakan produk samping dari asbut.

Oksigen secara terpisah ditemukan oleh Carl Wilhelm Scheele di Uppsala pada tahun 1773 dan Joseph Priestley di Wiltshire pada tahun 1774. Temuan Priestley lebih terkenal oleh karena publikasinya merupakan yang pertama kali dicetak. Istilah oxygen diciptakan oleh Antoine Lavoisier pada tahun 1777, yang eksperimennya dengan oksigen berhasil meruntuhkan teori flogiston pembakaran dan korosi yang terkenal. Oksigen secara industri dihasilkan dengan distilasi bertingkat udara cair, dengan munggunakan zeolit untuk memisahkan karbon dioksida dan nitrogen dari udara, ataupun elektrolisis air, dll. Oksigen digunakan dalam produksi baja, plastik, dan tekstil, ia juga digunakan sebagai propelan roket, untuk terapi oksigen, dan sebagai penyokong kehidupan pada pesawat terbang, kapal selam, penerbangan luar angkasa, dan penyelaman.

Banyaknya oksigen unsur yang berada dalam udara adalah kira-kira 21 persen volume (23 persen bobot). Terdapat tiga bentuk gas, yang molekulnya berbeda sebagai berikut: molkul monoatom O, molekul diatom O₂, dan molekul triatom, O₃. Unsur-unsur yang berada lebih dari satu bentuk molekul atau kristal, dikatakan bersifat aloprotik (Yunani: allos tropos, cara lain), dan bentuk-bentuk itu disebut alotrop. Ketiga bentuk alotrop oksigen berlainan sifat fisika dan kimianya, dan disebut oksign atom, oksigen biasa dan ozon. Dalam atmosfer, hampir semua oksigen berada sebagai molekul O₂, dan kedua bentuk lain relatif bertambah banyak di bagian atas atmosfer.

Ketiga isotop tak radioaktif yang trdapat dalam alam:¹⁶O, ¹⁷O, dan ¹⁸O. Tepatnya 99,76% dari semua atom oksigen yang terdapat dalam alam adalah jenis dari jenis ¹⁶O, sekitar 0,04 persen dari ¹⁷O, dan 0,20 persen dari ¹⁸O.

Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom	oksigen, O, 8
Deret kimia	non-logam
Golongan, Periode, Blok	16, 2, p
Penampilan	tak berwarna
Massa atom	15,9994(3)  g/mol
Konfigurasi elektron	1s2 2s2 2p4
Jumlah elektron tiap kulit	2, 6
Ciri-ciri fisik
Fase	gas
Massa jenis	(0 °C; 101,325 kPa) 1,429 g/L
Titik lebur	54,36 K (-218,79 °C, -361,82 °F)
Titik didih	90,20 K (-182,95 °C, -297,31 °F)
Kalor peleburan	(O2) 0,444 kJ/mol
Kalor penguapan	(O2) 6,82 kJ/mol
Kapasitas kalor	(25 °C) (O2) 29,378 J/(mol·K)
Tekanan uap P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k pada T/K 61 73 90
Ciri-ciri atom
Struktur kristal	Kubus
Bilangan oksidasi	−2, −1 (oksida netral)
Elektronegativitas	3,44 (skala Pauling)
Energi ionisasi	pertama: 1313,9 kJ/mol
	ke-2: 3388,3 kJ/mol
	ke-3: 5300,5 kJ/mol
Jari-jari atom	60 pm
Jari-jari atom (terhitung)	48 pm
Jari-jari kovalen	73 pm
Jari-jari Van der Waals	152 pm
Lain-lain
Sifat magnetik	paramagnetik
Konduktivitas termal	(300 K) 26,58 mW/(m·K)
Kecepatan suara	(gas, 27 °C) 330 m/s
Isotop
iso NA waktu paruh DM DE (MeV) DP 16O 99,762% O stabil dengan 8 neutron 17O 0,038% O stabil dengan 9 neutron 18O 0,2% O stabil dengan 10 neutron

c.    Senyawa Oksigen

Air (H₂O) adalah senyawa oksigen yang paling dikenal.

Keadaan oksidasi okesigen adalah -2 untuk hampir semua senyawa oksigen yang diketahui. Keadaan oksidasi -1 ditemukan pada beberapa senyawa seperti peroksida. Senyawa oksigen dengan keadaan oksidasi lainnya sangat jarang ditemukan, yakni -1/2 (superoksida), -1/3 (ozonida), 0 (asam hipofluorit), +1/2 (dioksigenil), +1 (dioksigen difluorida), dan +2 (oksigen difluorida).

Air (H₂O) adalah oksida hidrogen dan merupakan senyawa oksigen yang paling dikenal. Atom hidrogen secara kovalen berikatan dengan oksigen. Selain itu, atom hidrogen juga berinteraksi dengan atom oksigen dari molekul air lainnya (sekitar 23,3 kJ·mol⁻¹ per atom hidrogen). Ikatan hidrogen antar molekul air ini menjaga kedua molekul 15% lebih dekat daripada yang diperkirakan apabila hanya memperhitungkan gaya Van der Waals.

Senyawa oksida seperti besi oksida atau karat terbentuk ketika oksigen bereaksi dengan unsur lainnya.

Oleh karena elektronegativitasnya, oksigen akan membentuk ikatan kimia dengan hampir semua unsur lainnya pada suhu tinggi dan menghasilkan senyawa oksida. Namun, terdapat pula beberapa unsur yang secara spontan akan membentuk oksida pada suhu dan tekanan standar. Perkaratan besi merupakan salah satu contohnya. Permukaan logam seperti aluminium dan titanium teroksidasi dengan keberadaan udara dan membuat permukaan logam tersebut tertutupi oleh lapisan tipis oksida. Lapisan oksida ini akan mencegah korosi lebih lanjut. Beberapa senyawa oksida logam transisi ditemukan secara alami sebagai senyawa non-stoikiometris. Sebagai contohnya, FeO (wustit) sebenarnya berumus Fe_1 − xO, dengan x biasanya sekitar 0,05.

Di atmosfer pula, kita dapat menemukan sejumlah kecil oksida karbon, yaitu karbon dioksida (CO₂). Pada kerak bumi pula dapat ditemukan berbagai senyawa oksida, yakni oksida silikon (Silika S_O2) yang ditemukan pada granit dan pasir, oksida aluminium (aluminium oksida Al₂O₃ yang ditemukan pada bauksit dan korundum), dan oksida besi (besi(III) oksida Fe₂O₃) yang ditemukan pada hematit dan karat logam.

Kerak umi yang terdiri dari permukaan luar dan padat planet ini dengan tebal 4-20 mil, terdiri dari hampir seluruhnya dari senyawa oksigen. Jadi oksigen merupakan unsur yang paling melimpah dalam bagian-bagian planet kita. Air merupakan merupakan salah satu senyawaan yang paling melimpah yang mengandung oksigen dalam keadaan bersenyawa. Senyawa lain adalah senyawa yang sangat kompleks, yang disebut silikat-silikat, yang terdiri dari oksigen, silikon, dan unsur-unsur lain yang beraneka ragam. Senyawa oksigen lain yang lebih sederhana dan kuantitasnya lebih rendah adalah misalnya, sulfat, karbonat, fosfat, nitrat dan oksida logam, yang juga terdapat dalam kerak bumi. Terdapat senyawa-senyawa non-oksigen dalam jumlah kecil, seperti sulfida dan klorida logam, misalnya ZnS dan NaCl.

Oksigen juga merupakan suatu komponen dari praktis semua senyawa organik yang terdapat dalam tubuhan dan hewan. Ini mencakup protein, lemak, karbohidrat, vitamin, hormon, enzime, virus dan bakteri.

d.   Sumber Oksigen Unsur yang Murni

Atmosfer merupakan sumber utama oksigen untuk penggunaan komersial. Oksigen dipisahkan dari gas-gas lain dngan mula-mula mencairkan udara dan kemudian menyuling cairan ini. Nitrogen (titik didih, -196 ⁰C) dan argon (titik didih, -186 ⁰C) cenderung menguap lebih dulu, karena titik didihnya lebih rendah daripada oksigen (titik didih -183 ⁰C). Oksigen yang relatif murni itu kemudian disimpan dalam silinder baja dengan tekanan awal biasanya sebesar 135 atm (2000 psi). Sumber oksigen unsur yang murni diantaranya:

Dari Senyawa Anorganik. Kebanyakan senyawa oksigen anorganik yang terdapat dalam alam bersifat sangat stabil. Senyawa semacam ini tidak terurai bila dipanasi, kecuali pada temperatur yang sangat tinggi. Namun, beberapa senyawa anorganik dapat agak mudah dipilorisis (diuraikan dengan pemanasan), memberikan oksigen unsur sebagai produk reaksi. persamaan berikut ini melukiskan hal itu:

2HgO              →        2Hg + O₂

merkurium (II) oksida

2Ag₂O             →        4Ag + O₂

perak oksida

2KClO₃               →           2KCl + 3O₂

kalium klorat                            kalium klorida

2NaNO₃          →        2NaNO₂ + O₂

natrium nitrat                           natrium nitrit

Meskipun oksigen tersedia dari sumber komersial dalam silinder dari berbagai ukuran dengan harga murah, seringkali diinginkan dalam latihan-latihan di laboratorium kimia umum untuk membuat unsur ini dalam jumlah kecil. kalsium klorat, KClO₃, barangkali paling sering digunakan untuk maksud ini. Garam ini dipilorisis pada suatu temperatur sedikit demi sedikit diatas titik lelehnya setinggi 368 ⁰C. Karena oksigen tidak cukup banyak larut dalam air. Mskipun raksi ini eksoterm, tetapi cenderung berjalan perlahan-lahan bahkan juga setelah tmperatur penguraian dicapai.

Oksigen juga dapat diperoleh sebagai hasil sampingan dalam membuat hidrogen dengan elektrolisis air dan dengan memanasi peroksida, misalnya hidrogen peroksida, H₂O₂. Namun reaksi ini tidak digunakan baik sebagai metoda laboratorium maupun metoda laboratorium maupun metoda komersial utama, untuk menghasilkan oksigen.

e.       Reaksi Oksigen

Keelektronegatifan yang tinggi dari atom oksigen yakni 3,5, menunjukkan kecenderungan yang besar dari oksigen untuk membentuk senyawa dengan ikatan ion maupun kovalen polar. Umumnya, reaksi dengan oksigen unsur memberikan produk oksida, dalam mana keadaan  oksidasi oksigen adalah -2. Contoh pembentukan oksida mencakup reaksi dengan logam-logam tertentu, bukan logam, dan senyawa organik.

Dengan logam terbentuk senyawa ion:

4Li + O₂             →           2Li₂O

                                    litium oksida

Dengan bukan-logam terbentuk senyawa kovalen:

C + O₂                 →           CO₂

                                                karbon dioksida

Banyak senyawa organik terbakar dalam oksigen menghasilkan karbon dioksida dan air, contoh:

CH₄  + 2O₂      →        CO₂ + 2H₂O

metana

Semua reaksi oksidasi ini adalah eksoterm. Pada temperatur yang cukup tinggi, tiap reaksi berlangsung dengan cepat dan membebaskan kalor maupun cahaya. Bila ini terjadi, maka reaksi itu dirujuk sbagai suatu pembakaran.

Oksigen dalam udara terus menerus bersentuhan dengan zat-zat seprti kayu, kertas, bensin, batubara, zink, dan alumunium. Namun pada temperatur kamar, bahan yang mudah terbakar ini bereaksi sangat lambat atau praktis tak beraksi sama sekali. Perilaku ini melukiskan suatu azas yang penting. Tak ada hubungan antara kecepatan suatu reaksi dan perubahan energi yang terlibat dalam reaksi itu.

a)      Senyawa antara

Dalam hal-hal tertentu, hasil reaksi yang diperoleh bergantung pada banyaknya oksigen yang tersedia untuk reaksi itu. Misalnya, bila karbon bereaksi dengan oksigen yang banyaknya terbatas, akan terbentuk kebanyakan karbon monoksida, CO:

2C + O₂              →           2CO

Namun karbon monoksida mampu mengalami oksidasi lebih lanjut menjadi karbon dioksida, CO₂:

2CO + O₂          →           2CO₂

Dalam reaksi langsung antara oksigen dengan karbon, jika tersedia oksigen berlebih, karbon bereaksi, hampir seluruhnya membentuk karbon dioksida. Dalam hal ini, karbon monoksida merupakan suatu senyawaan antara, yaitu suatu senyawa yang mula-mula terbentuk, tetapi bereaksi lebih lanjut pada kondisi reaksi itu.

b)      Pencemaran Udara oleh Karbon Monoksida

Hasil pembakaran sempurna hidrokarbon adalah karbon dioksida dan air. Hidrokarbon merupakan penyusun utama bensin. Sayang, dalam mesin mobil yang di tune-up dengan baik, pembakaran bensin tak pernah sempurna. Beberapa karbon monoksida terbentuk. Zat beracun ini sangat berbahaya karena mudah bersenyawa dengan hemoglobin dalam darah dan karenanya menghalangi pengangkutan oksigen dari paru-paru ke jaringan. Adanya karbon monoksida tidak dapat dideteksi hanya dengan indera, karena gas itu tidak nampak, tak berbau dan tak bercitarasa. Meskipun standar kualitas udara federal (Amerika Serikat) merekomendasikan hanya 9 bagian tiap juta, atau 9 ppm, sebagai konsentrasi selama 8 jam, kadar karbon monoksida dapat melebihi 30 ppm selama berjam-jam pada suatu ketika, di jalan di kota-kota yang padat lalu lintasnya.

c)      Oksidasi Temperatur Rendah

Oksigen bukan hanya berpean dalam reaksi pada tempratur tinggi. Jika preaksi yang lain cukup aktif, suatu reaksi akan perperan dalam temperatur ruang, meskipun perlahan-lahan. Logam yang aktif dari golongan IA dan IIA bereaksi berlahan-lahan dengan oksigen pada temperatur rendah.

d)     Pembakaran Meledak

Pada kondisi normal suatu cairan atau zat padat yand dapat dibakar, terbakar dengan tenang karena oksigen dari udara hanya bersentuhan dngan permukaan dan dengan sedikit gas yang menguap dari dalam permukaan itu. Sebaliknya, campuran udara dan hidrogen, dapat menyakla ke seluruh campuran gas hanya dalam waktu kurang dari satu detik. Kenaikan temperatur begitu cepat, sehingga suatu pemuaian yang ekspolsif dari gas-gas panas terjadi, yang dapat memecahkan jendela atau merobohkan dinding.

f.       Reaksi Oksidasi-Reduksi

Suatu reaksi redoks adalah reaksi dalam mana terdapat perubahan dalam keadaan-keadaan oksidasi. Oksidasi dan reduksi selalu terjadi dengan serempak, karena kenaikan keadaan oksidasi untuk spesi selalu disertai penurunan keadaan oksidasi untuk spesi lain.

Oksidasi didefinisikan dalam arti luas sebagai suatu reaksi dalam mana atom atau ion mengalami kenaikan dalam keadaan oksidasi. Reduksi didefinisikan dalam arti luas sebagai suatu reaksi dalam mana atom atau ion mengalami suatu penurunan dalam keadaan oksidasi. Suatu zat yang menyebabkan oksidasi pada zat lain disebut bahan pengoksidasi (oxydizing agent). Sedangkan suatu zat yang menyebabkan reduksi pada zat lain disebut bahan pereduksi. Dalam suatu reaksi antara suatu logam dan suatu bukan logam, logam itu selalu merupakan bahan pereduksi, dan bukan logam selalu merupakan bahan pengoksidasi.

Adapun cara untuk menganalisis reaksi redoks adalah sebagai berikut:

1)      mengenali suatu persamaan redoks

2)      menulis persamaan untuk reaksi-setengah untuk oksidasi dan untuk reduksi

3)      menunjukkan bahwa banyaknya oksidasi tepat diimbangi oleh banyaknya reduksi.

Sebagaimana contoh di bawah ini:

            0              0                              +3(-1)₃

Al + Br₂              →        AlBr₃

Ini suatu reaksi redoks karena keadaan oksidasi alumunium dan brom berubah. Persamaan berimbang untuk reaksi-setngah dan reaksi keseluruhan adalah

                            0                            +3

Oksidasi:         2(Al     →        Al + 3e^-)

                           0                                          -1

Reduksi:          3(Br₂ + 2e^-         →       2Br)

Reduksi keseluruhan: 2Al + 3Br₂          →       2AlBr₃

g.      Penggunaan Oksigen

Oksigen merupakan unsur yang berguna baik yang berada secara alamiah di udara, dalam udara yang diperkaya dengannya, maupun sebagai unsur murni.

Daur Oksigen-Karbon Dioksida dalam Alam. Dalam pernafasan  dan binatang lain, udara yang dihirup dibuat bersentuhan dengan darah dalam paru-paru. Di situ hemoglobin merah tua dari pembuluah darah balik bereaksi dengan oksigen dan membentuk oksihemoglobin, komponen merah-menyala dalam darah nadi. Oksihemoglobin ini akan diangkut lewat pembuuh darah ke sel-sel, di mana oksigen dignakan untuk mengoksidasi makanan mnjadi karbon dioksida, air dan produk-produk lain, Kebanyakan dalam bentuk ion bikarbonat, dan bersama-sama dengan hemoglobin diamgkut lewat pembuluh balik ke paru-paru. Karbon dioksida dibebaskan dalam paru-paru itu dan dibuang lewat nafas, dan daur itu mulai baru. Reaksi oksidasi dalam sel membaskan energi yang menjaga agar tubuh kita tetap hangat dan memungkinkan kita bekerja.

Penggunaan Komersial. Udara yang diperkaya dengan oksigen lazim digunakan dalam peralatan oksigen untuk peranti pernafasan di rumah sakit, pesawat terbang, tambang dan kapal selam. Oksigen murni digunakan dalam obor oksi-aksilena dan oksi-hidrogen maupun dalam mesin dorong roket.

2.      Hidrogen

Hydrogen Unsur, pada bumi kita hydrogen tidak terdapat dalam bentuk unsure dengan jumlah yang berarti. Beberapa gas gunung-api mengandung hydrogen unsur, dalam atmosfer terdapat runutan, tetapi agaknya kurang dari 0,0001%. Meskipun hydrogen unsure sangat langka di bumi, hydrogen merupakan unsur yang paling berlimpah dalam jagat raya sebagai suatu keseluruhan. Misalnya, hydrogen unsure merupakan 75% dari massa matahari.

Senyawa Hidrogen, tersebar luas dalam alam. Praktis semua senyawaan organic mengandung hydrogen. Jadi, gula, pati, lemak, selulosa, protein, batubara, gas alam, bensin, minyak bakar, minyak tanah, dan minyak pelumas semuanya mengandung hydrogen. Air, suatu senyawa anorganik merupakan senyawa hydrogen paling melimpah di bumi. Asam-asam biasa adalah senyawaan hydrogen yang menarik secara khusus. Beberapa asam (asam klorida dalam getah lambung, asam asetat dalam cuka, asam sitrat dalam berbagai jeruk) dibentuk dalam proses alamiah. Asam-asam ini termasuk asam sulfat, nitrat, dan fosfat, disintesis pada skala besar oleh industry kimia.

Pembuatan Hidrogen di Laboratorium, sering kali dibuat dalam laboratorium oleh kerja larutan encer asam kuat dengan logam yang sedang-sedang keaktifannya. Asam klorida dan asam sulfat encer merupakan asam yang memuaskan : zink, aluminium, besi, dan magnesium seringkali digunakan sebagai logamnya. Persamaannya adalah :

Zn + 2HCl  →  ZnCl₂ + H₂

2Al + 3H₂SO₄  → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

Natrium, kalium, rubidium, dan sesium bereaksi sedemikian hebat dengan air pada temperature kamar sehingga hydrogen itu dapat menyala oleh kalor yang dibebaskan. Reaksi dengan air semacam itu begitu hebat sehingga harus dilakukan dengan hati-hati. Kalsium dan litium bereaksi lebih lambat dengan air.

Produksi Komersial Hidrogen, hydrogen merupakan salah satu zat yang terpenting dalam deretan bahan-bahan kimia. Produksi hydrogen di Amerika Serikat meningkat sekitar 15% tiap tahun sejak perang dunia II. Dari produksi ini yang diperkirakan sekitar 10¹³ kaki kubik standar, lebih dari 1/3 nya dihasilkan di Amerika Serikat. Diperkirakan bahwa dalam tahun 2000 nanti produksi hydrogen dapat mencapai 52 X 10¹³ kaki kubik standar. Ada tiga metoda untuk memperoleh unsure ini yaitu :

a.       Metoda Gas Air,       

                            C + H₂O → CO + H₂

Campuran karbon monoksida dan hydrogen ini disebut gas air. Yang merupakan bahan bakar yang bernilai, karena kedua zat itu dapat dibakar. Jika diinginkan hydrogen murni, campuran itu dapat diolah dengan kukus dengan adanya katalis untuk mengoksidasi karbon monoksida menjadi karbon dioksida.

                            CO + H₂ + H₂O → CO₂ + 2H₂

Karbon dioksida mudah dipisahkan dengan melewatkan campuran kedua gas itu dalam air di bawah tekanan. Karbon dioksida larut, tetapi hydrogen tidak larut.

b.      Metoda Kukus-Hidrokarbon, hydrogen komersial dalam jumlah besar dibuat dengan melewatkan hidrokarbon dan lewat katalis nikel pada temperature tinggi.

c.       Elektrolisis Air, karena sumber hydrogen yang berlimpah adalah air, maka akan ideallah bila air dapat diuraikan menjadi hydrogen dan oksigen dengan murah. Caranya dengan melewatkan arus searah lewat air yang telah ditambahi sedikit asam sulfat. Penggunaan arus listrik untuk melakukan suatu reaksi redoks disebut elektrolisis. Persamaan reaksinya adalah : 

                            Reduksi                        : 2[2H⁺ + 2e^- → H₂(g)]

                            Oksidasi                       : 2H₂O(l) → O₂(g) + 4 H⁺ + 4e^-

                            Reaksi keseluruhan      : 2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)

Bila 36 g air diuraikan oleh arus listrik menjadi hydrogen dan oksigen, digunakan energy listrik yang ekuivalen dengan 572 kJ. Karena persyaratan energitinggi, pembuatan oksigen dan hydrogen oleh elektrolisis sangat mahal untuk penggunaan komersial. Namun, prose situ penting untuk memperoleh hydrogen dan oksigen yang sangat murni.

Reaksi-Reaksi Hidrogen, dengan kelektronegatifan di tengah-tengah, hydrogen cenderung membentuk ikatan kovalen polar dengan bukan logam. Karena kebanyakan bukan logam, (kelektronegatifannya lebih besar dari 2,1) maka hydrogen berfungsi sebagai suatu zat pereduksi dan di oksidasi dalam reaksi-reaksi ini. Perubahannya dari 0 ke +1. Banyak reaksi semacam itu bereaksi eksoterm dan berlangsung cepat pada temperature tinggi :

                            2H₂O + O₂   →   2H₂O

                            H₂ + S    →   H₂S

                            H₂ + Cl₂    →   2HCl

                            H₂ + F₂    →   2HF

                            3H₂ + N₂    →  2NH₃

Karena logam mempunyai keelektronegatifan rendah, fungsi hydrogen di sini adalah sebagai zat pengoksid, keadaan oksidasinya berubah dari 0 ke -1.

Suatu reaksi hydrogen yang penting dan menarik adalah kecenderungannya untuk mengadisi ikatan rangkap dan ganda tiga yang menghubungkan dua atom karbon. Reaksi ini disebut hidrogenasi, yang diigunakan secara meluas dalam produksi lemak dapur yang padat, produksi minyak bumi, dan bahan kimia organic sintetik lain.

Penggunaan Hidrogen, sekitar 42% hydrogen yang dihasilkan digunakan untuk membuat amoniak dan 38% dalam pengilangan minyak bumi, dan 20% terbagi antara banyak industry dengan penerapan metalurgi dan proses makanan memerlukan kuantitas terbanyak. Bila sumber-sumber bahan bakar menjadi cukup menipis, hydrogen dapat juga menjadi dasar ekonomi bahan bakar negara-negara maju.

Ekonomi Hidrogen, karena permintaan akan energy yang membubung, menipiskan cadangan bahan bakar fosil dengan laju yang merisaukan, perhatian mulai dialihkan ke penggantian batubara dan minyak bumi dalam jangka panjang. Namun, dengan pengkajian data distribusi minyak bumi di Amerika Serikat mungkin harus mengembangkan teknologi untuk suatu system energy baru lebih dini dari yang diduga.

                                        

                                           energi

 

pembakaran

                                        

 

                             oksigen di udara

 

                            Jutaan tahun untuk peluruhan dan reaksi lain             

Pembakaran nuklir dapat menjadi sumber utama di masa depan. Karena hampir semua usul menggunakan tenaga nuklir.  Masalahnya adalah bagaimana mengubah energy nuklir menjadi energy kimia untuk penyimpanan dan pengangkutan. Salah satu pemecahannya adalah suatu ekonomi bahan bakar yang didasarkan pada hydrogen. Kelistrikan yang yang dihasilkan oleh reactor nuklir digunakan untuk senyawa yang paling melimpah, air, menjadi hydrogen dan oksigen. Salah satu keuntungan besar dari hydrogen menjadi air benar-benar bebas pencemaran. Untuk pemanasan, hydrogen lebih menguntungkan daripada gas alam karena nyalanya lebih panas.

3.      Air

Reaksi dengan Oksida, banyak oksida logam bereaksi dengan air membentuk hidroksida yang bersifat senyawa ion yang dikenal sebagai basa, contohnya adalah :

                            K₂O + HOH → 2KOH

                      kalium              kalium

                            oksida               hidroksida

                      CaO + HOH → Ca(OH)₂

                      kalsium             kalsium

                            oksida               hidroksida

basa, KOH dan Ca(OH)₂ dalam contoh-contoh itu adalah zat yang larutannya pahit, membirukan lakmus merah dan menetralkan asam.

Banyak oksida bukan logam bereaksi dengan air untuk membentuk asam. Contohnya adalah

                           

                            CO₂  +  H₂O →  H₂CO₃

                      karbon                 asam

                            dioksida                       karbonat

                     

                      SO₃ +    H₂O  →  H₂SO₄

                      belerang                             asam

                            trioksida                             sulfat

                                        

                      P₄O₁₀ +      6H₂O   →   4H₃PO₄

                      fosforus(V)                    asam

                             oksida                            fosfat

Asam, dalam contoh di atas adalah asam karbonat, sulfat, dan fosfat. Merupakan zat yang mengandung oksigen yang larutannya berasa asam, memerahkan lakmus biru, dan menetralkan basa.

Reaksi Pengionan, banyak molekul kovalen polar bereaksi dengan air untuk menghasilkan ion. Reaksi senyawaan dalam mana diproduksikan ion disebut reaksi pengionan. Beberapa senyawaan yang mengalami reaksi pengionan bila ditambahkan ke dalam air adalah hydrogen nitrat (asam nitrat) dan hydrogen klorida (asam klorida). Persamaan untuk ionisasi ini adalah :

                         

                          HCl + H₂O → H₃O⁺  +  Cl^-  atau   HCl →  H⁺  +  Cl^-

                          HNO₃ +  H₂O →  H₃O⁺  +  NO₃^-   atau  HNO₃ →H⁺  +  NO₃^-

Hidrasi, sifat polar molekul air penting bila air digunakan sebagai pelarut. Air mudah melarutkan banyak senyawa ion karena hidrasi ion-ion itu. Sebuah ion terhidrasi adalah suatu penggugusan ion itu dengan satu molekul air atau lebih. Seringkali suatu larutan air dari suatu garam yang larut diuapkan, garam tersebut akan mengkristal dengan banyaknya molekul air yang tepat tertentu yang disebut air kristalisasi. Bila CuCl₂ dan MgCl₂ dikristalkan dari dalam larutan air, garam-garam yang terbentuk masing-masing mempunyai komposisi CuCl_{2 .} 4H₂O dan MgCl₂ . 6H₂O. Seringkali dalam menamai garam atau dalam menulis rumus untuk mereka, nama atau rumus garam tak-berhidrasi digunakan untuk menyatakan garam berhidrasi. Misalnya, suatu larutan  CuCl₂ dapat dinyatakan dengan rumus CuSO₄ dalam persaman, padahal dalam kenyataannya baik ion Cu²⁺ maupun ion SO₄^2- terhidrasi dalam larutan itu. Bila perlu untuk menekankan ada tidaknya air hidrasi digunakan istilah anbidrat dan bidrat  dalamnam itu dibedakan keduanya, misalnya :

tembaga sulfat anhidrat, CuSO₄

tembaga sulfat pentahidrat, CuSO₄ . 5H₂O

zink klorida anhidrat, ZnCl₂

zink klorida heksahidrat, ZnCl₂ . 6H₂O

penta- dan heksa- menyatakan banyaknya molekul air. Dalam  CuSO₄ . 5H₂O empat molekul air diikat tiap ion Cu²⁺ dan satu diikat dalam kristal antara ion-ion SO₄^2-. Suatu garam hidrat murni seperti CuSO₄. 5H₂O, nampaknya seperti kering. Tidak kelihatan kelembabannya sama sekali. Namun seringkali terdapat beda yang jelas antara garam anhidrat dan hidrat. Misalnya,  tembaga sulfat anhidrat, CuSO₄, berwarna putih sedangkan pentahidratnya, CuSO₄ . 5H₂O berwarna biru.