KIMIA

KIMIA UNSUR

LOGAM ALKALI
- logam paling reaktif
- ionik
- mudah larut dalam air
- semakin jari2 membesar
Titik leleh dan titik didih semakin rendah
Energi ion semakin rendah
Keelektronegatifan semakin rendah
Potensial elektrode semakin tinggi (kecuali Li)

LOGAM ALKALI TANAH
- sukar larut dalam tanah
- memiliki 2 elektron valensi
- semakin jari2 membesar
Titik leleh dan titik didih semakin rendah
Energi ion semakin rendah
Keelektronegatifan semakin rendah
Potensial elektrode semakin tinggi
Kereaktifan semakin tinggi

AIR SADAH
- mengandung Mg2+ dan Ca2+
- CaSO4, MgSO4, Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2
- mengendapkan sabun
- membentuk scum
- dihilangkan kesadahan dengan cara pemanasan
Ca(HCO3)2 -> CaCO3 + H2O + CO2

(+)AIR SADAH
- menyediakan kalsium bagi tubuh
- rasa lebih baik daripada air lunak
- timbel pipa air lebih sukar larut

(-)AIR SADAH
- memboroskan sabun
- scum dapat meninggalkan noda pada pakaian
- membentuk karang pada ketel / pipa radiator

MENGHILANGKAN KESADAHAN
- distilasi (penyulingan)
- penambahan soda pencuci Na2CO3
- menggunakan resin penukar ion (Na+ ditukar dengan Ca2+)

a. Sifat Logam

Secara kimia, sifat logam dikaitkan dengan keelektronegatifan, yaitu kecenderungan melepas elektron membentuk ion positif. Jadi, sifat logam tergantung pada energi ionisasi. Ditinjau dari konfigurasi elektron, unsur- unsur logam cenderung melepaskan elektron (memiliki energi ionisasi yang kecil), sedangkan unsur-unsur bukan logam cenderung menangkap elektron (memiliki keelektronegatifan yang besar).

Sesuai dengan kecenderungan energi ionisasi dan keelektronegatifan, maka sifat logam-nonlogam dalam periodik unsur adalah:

1.   Dari kiri ke kanan dalam satu periode, sifat logam berkurang, sedangkan sifat nonlogam bertambah.

2.   Dari atas ke bawah dalam satu golongan, sifat logam bertambah, sedangkan sifat nonlogam berkurang.

Jadi, unsur-unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah sistem periodik unsur, sedangkan unsur-unsur nonlogam terletak pada bagian kanan-atas. Batas logam dan nonlogam pada sistem periodik sering digambarkan dengan tangga diagonal bergaris tebal, sehingga unsurunsur di sekitar daerah perbatasan antara logam dan nonlogam itu mempunyai sifat logam sekaligus sifat nonlogam. Unsur-unsur itu disebut unsur metaloid. Contohnya adalah boron dan silikon. Selain itu, sifat logam juga berhubungan dengan kereaktifan suatu unsur. Reaktif artinya mudah bereaksi. Unsur-unsur logam pada sistem periodik unsur makin ke bawah semakin reaktif (makin mudah bereaksi) karena semakin mudah melepaskan elektron. Sebaliknya, unsur-unsur bukan logam pada sistem periodik makin ke bawah makin kurang reaktif (makin sukar bereaksi) karena semakin sukar menangkap elektron. Jadi, unsur logam yang paling reaktif adalah golongan IA (logam alkali) dan unsur nonlogam yang paling reaktif adalah golongan VIIA (halogen) (Martin S. Silberberg, 2000).

b. Titik Leleh dan Titik Didih

Berdasarkan titik leleh dan titik didih dapat disimpulkan sebagai berikut.

·         Dalam satu periode, titik cair dan titik didih naik dari kiri ke kanan sampai golongan IVA, kemudian turun drastis. Titik cair dan titik didih terendah dimiliki oleh unsur golongan VIIIA.

·         Dalam satu golongan, ternyata ada dua jenis kecenderungan: unsur-unsur golongan IA – IVA, titik cair dan titik didih makin rendah dari atas ke bawah; unsur-unsur golongan VA – VIIIA, titik cair dan titik didihnya makin tinggi.

Tabel Periodik Mengenai Periode, Golongan, Logam dan Non Logam

Tabel Periodik Mengenai Periode, Golongan, Logam dan Non Logam

Untuk mensintesis banyak dari apa yang diketahui tentang sifat-sifat elemen, mereka sering ditampilkan dalam apa yang disebut tabel periodik. Sebuah TP ditunjukkan pada Gambar 2.7.

Dalam Tabel Periodik simbol untuk unsur disusun menurut urutan nomor atom. Dua fitur penting dari tabel periodik adalah pengaturan dari elemen ke dalam periode dangolongan.

Periode

Baris mendatar pada tabel periodik disebut periode. Periode berisi nomor yang berbeda dari unsur. Periode pertama hanya berisi hidrogen (H) dan helium (He). Periode kedua berisi delapan unsur dimulai dengan lithium (Li) dan diakhiri dengan neon (Ne). Ada perubahan stabil pada sifat dari unsur silang  periode. Pada periode ketiga, misalnya, terjadi penurunan pada sifat  logam dari elemen dimulai dengan logam yang sangat reaktif, natrium (Na) dan berakhir dengan argon (Ar), logam tidak reaktif.

Golongan

Kolom vertikal pada tabel periodik disebut golongan dan nomor I dan II di sisi kiri dan nomor III ke VIII di sisi kanan. Terdapat sepuluh kolom di tengah tabel periodik dan unsur-unsur pada kolom tersebut secara kolektif disebut logam transisi.

Unsur dalam satu golongan mempunyai beberapa sifat yang sama. Litium (Li), natrium (Na), dan kalium (K) dalam golongan I, misalnya, lunak, merupakan logam reaktif. Unsur-unsur tersebut dikenal sebagai logam alkali. Demikian juga, unsur-unsur dalam golongan VIII, helium (He), neon (Ne), argon (Ar) dan seterusnya merupakan gas yang tidak reaktif. Unsur-unsur tersebut dikenal gas mulia atau gas inert.

Logam dan non-logam

Pada TP garis diagonal ditandai dari puncak golongan ketiga hingga sudut kanan bawah. Diagonal ini memisahkan logam dari non-logam. Unsur-unsur dari kiri dan bawah diagonal adalah logam, dengan pengecualian hidrogen. Jadi kalium (K), krom (Cr), perak (Ag) dan aluminium (Al) merupakan logam.

Unsur-unsur dari kanan dan atas diagonal adalah non logam. Yang terdiri karbon (C), klorin (Cl) dan xenon (Xe).

Sepanjang diagonal terdapat beberapa unsur-unsur, terutama boron (B), silikon (Si), germanium (Ge), arsen (As), antimoni (Sb) dan telurium (Te) yang sulit dikasifikasikan sebagai logam atau non-logam. Unsur-unsur tersebut sering disebut sebagai semi-logam atau metalloid.

Angka yang tertulis diatas setiap symbol dalam TP adalah nomor atom unsur-unsur. Sebagai catatan unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atom.

Logam alkali tanah adalah nama unsur-unsur yang terletak pada golongan IIA pada sistem periodik unsur, yaitu berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra).

Logam golongan IIA mempunyai banyak kemiripan sifat dengan logam golongan alkali (IA) terutama dalam hal kemampuan dalam membentuk basa. Namun, basa yang dihasilkan oleh logam alkali tanah lebih lemah dibandingkan dengan basa yang dihasilkan oleh logam alkali. Logam golongan IIA umumnya ditemukan dalam tanah berupa senyawa tak larut. Hal ini yang menyebabkan golongan ini dinamakan logam alkali tanah (alkaline earth metal).

Reaktivitas logam alkali tanah

Logam alkali tanah kurang reaktif bila dibandingkan dengan logam alkali yang seperiode dengannya. Hal ini terjadi karena logam alkali tanah mempunyai jari-jari atom yang lebih kecil daripada jari-jari atom logam alkali sehingga energi ionisasi logam alkali tanah lebih besar. Selain itu logam alkali tanah mempunyai dua elektron valensi (ns2) sehingga ikatan antara atom-atom menjadi kuat.

Senyawa logam alkali tanah pada suhu kamar berwujud padat, berwarna putih keperakan kecuali Berilium berwarna abu-abu. Reaktivitas logam alkali tanah terhadap air berbeda-beda. Berilium tidak bereaksi dengan air; magnesium bereaksi lambat dengan air mendidih; kalsium, stronsium, dan barium cukup reaktif terhadap air dingin.

Sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/2157040-logam-alkali-tanah-golongan-iia/#ixzz2A6VMYMLu

Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah. Logam alkali tanah umumnya reaktif, tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali.

Unsur–unsur logam alkali tanah

Berilium      Kalsium     Stronsium    Barium     Magnesium

1. Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah

Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawa.Magnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya. Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut, terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3. Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur. Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit, CaCO3.MgCO3. Mineral utama berilium adalah beril, Be3Al2(SiO3)6

Mineral beril, Be3Al2(SiO3)6

mutiara dari jenis aquamarin (biru terang), dan emerald (hijau tua). Stronsium terdapat dalam celestit, SrSO4, dan stronsianat, SrCO3. Barium ditemukan dalam barit, BaSO4, dan iterit, BaCO3. Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium, sebagai unsur radioaktif.

2. Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah

Kalsium, stronsium, barium, dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2. Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen. Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas.

Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah

Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun. Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang. Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi, serta cukup kuat untuk menggores kaca. Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium, tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali.

Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik. Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang. Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2. Akibatnya, unsurunsur cukup reaktif. Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke

bawah dalam sistem periodik. Pada suhu kamar, berilium tidak bereaksi dengan air, magnesium bereaksi agak lambat dengan air, tetapi lebih cepat dengan uap air. Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar. Reaksinya:

Ca(OH)2(aq) + H2(g) Ca(s) + 2H2O(􀁁) ⎯⎯→

Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida. Barium dapat membentuk peroksida. Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700°C. Kalsium, stronsium, dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida. Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2.

CaH2(s) Ca(s) + H2(g) ⎯⎯→

⎯M⎯gI2⎯→MgH2(s)ÄMg(s) + H2(g) ⎯

Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida, dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi, misalnya magnesium nitrida:

Mg(s) + N2(g)⎯⎯→Mg3N2(s)

Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas. Stronsium berwarna krimson, barium hijau-kuning, dan magnesium putih terang.Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang.Nyala logam alkali tanah.Oleh karena garam-garam alkali tanah menghasilkan nyala beraneka

warna, sering dipakai sebagai bahan untuk membuat kembang api.

3. Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah

Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida. Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2. Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis. Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium. Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia 

Jika rumah tiram dipanaskan, CaCO3 terurai membentuk oksida:

⎯→CaO(s) + CO2(g)ÄCaCO3(s)⎯

Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya:

Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq) Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(􀁁)⎯⎯→

Selanjutnya, Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida.

MgCl2(aq) + 2H2O(􀁁) Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯→

Setelah kering, garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis:

Mg(􀁁) + Cl2(g) → °MgCl2(􀁁) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯.700⎯

Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO. Kemudian, direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon). Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium, bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi. Oleh karena massa jenis paduan Mg–Al ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan. Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain, seperti berilium dan uranium. Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar.

2MgO(s) + Cahaya 2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯→

Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2, juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum. Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan.

⎯→3Ca(g) + Al2O3(s) °3CaO(s) + 2Al(􀁁) ⎯1⎯.200⎯

Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras, digunakan sebagai elektrode pada accu. Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang, sehingga accu dapat diperbarui. Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum, seperti thorium.

⎯→Th(s) + 2CaO(s) °ThO2(s) + 2Ca(􀁁)⎯1⎯.000⎯

Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida, BeCl2. Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2. Selain itu, berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium.

⎯C→MgF2(􀁁) + Be(s)°BeF2(􀁁) + Mg(􀁁)⎯9⎯50

Berilium merupakan logam mahal. Ini disebabkan manfaatnya tinggi. Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium, akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja. Adapun, barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium. Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial, stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa.

4. Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah

Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga 

Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah:

Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam. Jika dipanaskan hingga 900°C, karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida, yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor. Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja. Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi. Reaksinya tergolong asam-basa Lewis:

oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat

Kalsium hidroksida, Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas, dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin. Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah. Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah dengan Ca(OH)2, semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat. Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯→2CaCO3(s)+ 2H2O(􀁁) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1.400°C, akan menjadi MgO yang bersifat agak inert. MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis). Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700°C, akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan, merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien. Senyawa penting dari barium adalah BaSO4. Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur, berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan. BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X

Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4

Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun, tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium, racunnya dapat diabaikan.

Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air

              Tabung berisi gas mulia yang berpendar. Dari kiri ke kanan: He, Ne, Ar, Kr, Xe

Gas mulia adalah unsur-unsur golongan VIIIA (18) dalam tabel periodik. Disebut mulia karena unsur-unsur ini sangat stabil (sangat sukar bereaksi). Tidak ditemukan satupun senyawa alami dari gas mulia. Menurut Lewis, kestabilan gas mulia tersebut disebabkan konfigurasi elektronnya yang terisi penuh, yaitu konfigurasi oktet (duplet untuk Helium). Kestabilan gas mulia dicerminkan oleh energi ionisasinya yang sangat besar, dan afinitas elektronnya yang sangat rendah (bertanda positif). Para ahli zaman dahulu yakin bahwa unsur-unsur gas mulia benar-benar inert. Pendapat ini dipatahkan, setelah pada tahun 1962, Neil Bartlett, seorang ahli kimia dari Kanada berhasil membuat senyawa xenon, yaitu XePtF₆. Sejak itu, berbagai senyawa gas mulia berhasil dibuat.

Gas mulia adalah gas yang mempunyai sifat lengai, tidak reaktif, dan susah bereaksi dengan bahan kimia lain. Gas mulia banyak digunakan dalam sektor perindustrian. Berikut adalah gas-gas mulia:

§  Helium

§  Neon

§  Argon

§  Kripton

§  Xenon

§  Radon