LITIUM Litium merupakan golongan logam alkali (IA) dimana dia memiliki konfigurasi elektron 1s2 2s1. Litium berbentuk padatan dengan densitas setengah densitas air, dengan demikian litium menjadi logam dengan densitas paling kecil diantara logam yang lain. Permukaan Litium yang logamnya baru dipotong berwarnakeperakan dan akan langsung berubah menjadi abu-abu jika terkena kontak dengan udara. Logam litium larut dalam senyawaan alifatik amina berrantai pendek akan tetapi tidak larut dalam hidrokarbon. Logam ini banyak dipergunakan untuk reaksi organikbegitu juga untuk reaksi anorganik. Litium mudah bereaksi dengan nitrogen bebas diudara membentuk nitrure, dan dengan hidrogen pada suhu 500 C membentuk hidrida, bereaksi dengan air, bereaksi dengan karbon membentuk carbida, dan mudah bereaksi dengan halogen membentuk halida dengan mengemisikan cahaya. Aplikasi yang penting adalah litium bereaksi dengan senyawa asetilenik membentuk litium acetilures dimana senyawa ini berperan penting dalam sintesis vitamin A. Isotop Litium 4Li(4.02), 5Li(5.0125), 6Li(6.0151), 7Li(7.016), 8Li(8.022487), 9Li(9.0267894), 10Li(10.035481), 11Li(11.043798). didalam kurung menjunjukkn no massa litium. Sifat Kimia Litium • • • • • • • • • • • • • •
Nomor atom: 3 Nomor Massa : 6.941 g/mol Keelektronegatifias (Pauli): 1 Densitas: 0.53 g/cm3 pada 20 C Titik leleh : 180.5 C Titik Didih : 1342 C Jari-jari Van Der Walls : 0.145 nm Jari-jari ion : 0.06 nm Isotop : Li6 dan Li7 Konfigurasi elektron: 1s2 2s1 Energi ionisasi: 520.1 kJ/mol Potensial standar : -3.02 V Ditemukan oleh: ohann Arfvedson in 1817 Kristal struktur: cubic body center
Memanaskan litium dapat menyebabkan lekadan dan kebakaran. Serbuk litium secara spontan akan terbakar jika didispersikan ke udara bebas. Pada saat pemanasan terjadi maka kemungkinan akan terbentuk kabut atau gas yang berbahaya. bereaksi secara spontan dengan oksidator kuat, air, asam dan senyawa lain seperti halogen, asbes, hidrokarbon, menyebabkan ledakan. Sifat fisika Litium • •
Koefisien ekspansi termal 56exp-6 Koduktifitas elektrik 0.106 x 10exp6/omh.cm
• • • • • • • • • • • •
Konduktifitas termal 0.847 W/cmK Densitas 0.534 g/cc Modulus elastisitas bulk 11/GPA Rigiditas 4.24/GPa Youngs 4.91/GPA Entalpi atomisasi 160.7 KJ/mol Entalpi Fusi 3 KJ/mol Entalpi vaporasi 134.7 KJ/mol Flammabilitas : padatan mudah terbakar Kekerasan 0.6 Mohs Panas penguapan 145.92 KJ/mol Volume molar 13 cm3/mol Kalor jenis 3.6 J/gK tekanan uap 1.6 epx-8 Pa
Bagaimana Cara Mendapatkan Lithium? Sintesis logam litium memerlukan teknologi elektrolisis dan proses ini berlagsung sangat sulit disebabkan sulitnya memasukkan satu elektron kepada ion logm litium yang bersifat sangat elektropositif. Biji litium yang penting adalah spodumene, LiAl(SiO3)2. Bentuk litium alfa akan diubah menjadi bentuk litium beta pada kisaran suhu antara 1100 C. Campuran kemudian dicampur dengan asam sulfat panas kemudian diekstraksi ke dalam air untuk mendapatkan litium sulfat Li2SO4. Senyawaan sulfat ini kemudian ditambahkan natrium karbonat untuk mendapatkan garam Li2CO3 yang tidak mudah larut di dalam air. Reaksi litium karbonat dengan asam klorida akan diperoleh litium klorida LiCl yang siap untuk dielektrolisis. Reaksinya adalah: Li2SO4 + Na2CO3 -> Na2SO4 + Li2CO3 Li2CO3 + 2HCl -> 2LiCl + CO2 +H2O
Disebabkan litium klorida memiliki titik leleh yang tinggi yaitu lebih dari 600 C maka LiCl dicampur dengan KCl sehingga titik lelehnya turun menjadi sekitar 430 C. Aplikasi Lithium Litium banyak dipakai untuk baterai, keramik, gelas, lubrican, peningkat kekerasan paduan logam, farmasi, hidrogenasi, cairan pentransfer panas, propelant roket, sintesis vitamin A, pendingin reaktor nuklir, produksi tritium, deoksidator untuk logam tembaga dan paduannya. Penggunaan litium yang lain adalah: • • • • •
•
•
Litium dipakai dalam kimia organik untuk membuat reagen berbasis organolitium Litium neobate dipakai dalam alat telekomunikasi seperti HP sebagai resonat kristal Litium klorida dan litium bromida dipakai sebagai desikan Litium stearat dipakai sebagai lubrican pada alat bertemperatur tinggi Alloy litium dengan logam lain seperti aluminium, kadmium, tembaga, dan mangan dipakai sebagai bahan pembuatan pesawat terbang. Litium flourida dipakai diperalatan optik seperti IR, teleskop, UV dan UV Vacum karena sifatnya yang transparan Logam litium dan hidridanya dipakai sebagai bahan untuk bahan bakar roket
•
•
•
•
Litium peroksida, litium nitrat, litium klorat, litium perklorat dipakai sebagai oksidator dalam propelan roket Litium deuerida dipakai sebagai bahan bakar reaksi fusi dimana jika ditembaki dengan neutron maka akan menghasilkan tritium. Litium hidroksida adalah senyawa penting yang diperoleh dari litium karbonat, bersifat basa kuat, dan bila dipanaskan dengan minyak akan diperoleh sabun litium yang bermanfaat untuk membersihkan lemak dan dipakai untuk melubrikasi gear mesin Senyawaan litium dipakai sebagai zat pewarna pada kembang api karena dapat menghasilkan warna merah terang.
Sumber Litium Litum banyak terdistribusi dibumu akan tetapi disebabkan k arena kereaktifannya maka kita akan sulit menemukan litium dalam keadaan unsurnya. Total litium yang ada di air laut diperkirakan 230 billion ton dan unsur ini terdapat dalam konsentrasi yang relatif konstan yaitu 0.1-0,2 pp m.
Sumber litium adalah batuan crustal, batuan igneous, pegmatite, spodumene dan petalite. Sumber yang lain adalah hectorite. Ketersediaan Litium Di Bumi senyawaan silikat 7 air laut 0.18 mg/L 8 lapisan bumi 20 mg/kg = 0.002% 8 Total 1.85 ppm 9
Mercury: Total: 0.87 ppm 9 Venus: Total: 1.94 ppm 9 Pengaruh Litium Bagi Kesehatan Litum sangat mudah terbakar, bayak faktor yang memicu reaksi litium sehingga menyebabkan ledakan. Hasil tersebut mengakibatkan terbentuknya kabut (gas) yang sangat beracun. Mudah terbakar bila terjadi kontak antara litium dan ap i. Bila terhirup akan menyebabkan sensasi seperti terbakar, batuk, sulit bernafas, dan juga luka padtenggorokan. Kontak dengan kulit menyebabkan kulit terbakar dan terasa sakit. Kontak pada mata akan menyebakan mata memerah, rasa sakit dan rasa pedih yang mendalam. Jika termakan akan menyebabkan kram perut, sakit di bagian perut, sensasi terbakar, kolaps, dan sampai kematian. Pengaruh litium bagi lingkunagn Logam ini bereaksi dengan nitrogen dan hidrogen dari udara dan uap air. Secara cepat permukaan litium akan terlapisi oleh campuran liOH, Li2CO3, Li3N. LiOH bersifat sangat korosif dan berbahaya bagi ikan yang hidup di air.
NATRIUM Penyusun senyawa yang paling terkenal didunia yaitu NaCl (garam dapur). Natrium berada dalam golongan 1 yaitu golongan unsur yang lebih dikenal dengan golongan logam alkali. Berada pada periode 3 dan dikenal dengan nama lain sebagai soda, sodium, sodio, atau sodik. Natrium seperti halnya logam reaktif yang lain tidak dapt ditemukan dalam keadaan murni. Logam natrium sangat lunak, keperakan mengkilat dan akan terapung bila dimasukkan ke dalam air. Dilarang keras memasukkan natrium langsung ke air disebabkan karena akan terjadi reaksi yang begitu dasyat dengan terbentuknya gas hidrogen kadang kala jika jumlah natriumnya banyak maka dapat terjadi ledakan. Tidak tersulut pada suhu dibawah 115 C. natrium merupakan senyawa ke-6 yang paling banyak terdapat dibumi dan kandungan dilapisan bumi sekitar 2.6% Natrium tidak bereaksi dengan nitrogen meskipun pada suhu yang tinggi akan tetapi bereaksi dengan amonia membentuk natrium amida. Natrium bereaksi denganhidrogen pada suhu diatas 200 C membentuk natrium hidrida. Cenderung tidak bereaksi dengankarbon akan tetapi bereaksi dengan halogen. Natrium tidak bereaksi dengan hidrokarbon rantai lurus akan tetapi dapat bereaksi dengan naptalena dan hidrokarbon aromatik dan aril alkena. Karena sangat reaktif maka natrium harus disimpan dalam minyak. Sifat Kimia Natrium • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Nama : Natrium Simbol : Na Nomor atom : 11 Nomor massa: 22.989 Keadaan standar : padatan Warna : putih keperakan Klasifikasi dalam sistem periodik : Logam Total isotop : 22 Total isomer 2 Isotop radioaktif = 19 Isotop stabil : 1 Elektronegatifitas pauli : 0.9 Entalpi atomisasi : 108.4 KJ/mol Entalpi fusi : 2.59 KJ/mol Entalpi penguapan : 89.04 KJ/mol Panas penguapan= 96 KJ/mol Volume molar : 23.7 cm3/mol Jari-jari ionik : 2.23 Amstrong Jari-jari kovalen : 1.54 Amstrong kristal struktur : CCB kubus berpusat badan
Sifat Fisika •
Densitas : 0.97 g/cm3
• • • • • • • • •
Titik leleh : 97.5 Titik didih : 883 Potensial standar : -2.7 V Penemu : Sih Humphrey Davy 1807 Koefisien ekspansi liner termal : 70.6x10exp-5 /K Konduktivitas termal = 1.41 W/cmK Konduktifitas listrik : 0.21x10exp-6/ohm.cm Kalor jenis : 1.23 J/gK Tekanan uap : 0.0000143 Pa pada 961 C
Cara Mendapatkan Natrium Natrium diisolasi denga cara elektrolisis. Dibumi terdapat sumber untuk dipakai sebagai pembuatan natrium. Sumber yang paling murah adalah NaCl yang dapat diperoleh dari air laut dengan cara penguapan.
NaCl memiliki titik leleh lebih dari 800 C oleh sebab itu pembuatan natrium hanya dengan NaCl saja akan membutuhkan energi yang cukup besar. Untuk menghemat energi maka NaCl dicampur dengan CaCl2 dengan perbandingan masing-masing 40% dan 60% sehingga titik lelehnya turun menjadi 580 C. Reaksi yang terjadi:
Katoda : Na+ + e -> Na Anoda Cl- ->1/2Cl2 + e Proses elektrolisis dilakukan dengan cara mencairkannya dalam peralatan “Down Cell” dalam prakteknya sering diikuti dengan pembentukan logam kalsium akan tetapi padatan ini dikembalikan lagi ke tempat pelelhan. Kelimpahan Natrium • • •
lapisan bumi = 23000 ppm Air laut = 10500 ppm Matahari = 1910000 relatif terhadap H=1exp12
Natrium banyak ditemukan diberbagai mineral logam misalnya sebagai NaCl, amphibole, kriolit, soda niter, dan zeolit. Natrium banyak terdapat di bintang yang ada diluar angkasa berdasarkan spektra garis D-nya dan bertanggung jawab terhadap cahaya hampir kebanyakan bintang. Aplikasi logam Natrium
• • • • • • • •
Dipakai sebagai Alloy dengan logam lain Diapaki sebagai perekovery logam lain seperti zirkonium dan kalium. Untuk membuat permukaan logam menjadi lebih halus Untuk memurnikan cairan logam Dipakai pada lampu natrium sebagai transfer panas yang ada direaktor nuklir atau mesin pembakaran. Diapaki sebagai sintesis reaktan untuk reaksi kimia organik. NaK adalah agen pengering.
Manfaat Senyawaan kimia • • •
•
ion natrium adalah ion penting yang ada di tubuh makhluk hidup Pembuatan sabun yaitu NaOH Senyawaan natrium penting dalam industri kertas, gelas, tekstil, petroleum, dan insutri logam. Beberapa senyawaan penting natrium adalah garam dapur NaCl, soda abu Na2CO3, baking soda NaHCO3, soda kostik NaOH, garam chili NaNO3, di dan tri-natrium fosfat, natrium tiosulfat Na2S2O3.5H2O, dan boraks Na2B4O7.10H2O.
Efek Pada Kesehatan Kontak antara natrium dengan air, akan menghasilkan natrium hidroksida NaOH yang dapat mengiritasi kulit, hidung, tenggorokan, dan mata. Hal ini dapat menyebabkan batuk dan bersin. Eksposur secara berlebihan akan menyebabkan kesulitan bernafas, bronkitis kimia, dan kontak dengan kulit dapat menyebabkan iritasi, kulit melepuh dan kerusakan yang bersifat permanen. Kontak dengan mata dapat menyebabkan cacat permanen sampai kebutaan. KALIUM Sejarah ( Inggris, potasium; Latin, kalium, Arab, qali, alkali). Ditemukan oleh Davy pada tahun 1807, yang mendapatkannya dari caustic potash (KOH). Ini logam pertama yang diisolasi melalui elektrolisis. Dalam bahasa Inggris, unsur ini disebut potassium. Sumber Logam ini merupakan logam ketujuh paling banyak dan terkandung sebanyak 2.4% (berat) di dalam kerak bumi. Kebanyakan mineral kalium tidak terlarut dalam air dan unsur kalium sangat sulit diambil dari mineral-mineral tersebut.
Mineral-mineral tertentu, seperti sylvite, carnalite, langbeinite, dan polyhalite ditemukan di danau purba dan dasar laut yang membentuk deposit dimana kalium dan garam-garamnya dengan mudah dapat diambil. Kalium ditambang di Jerman, negara bagian-negara bagian New Mexico, California, dan Utah. Deposit besar yang ditemukan pada kedalaman 3000 kaki di Saskatchewan, Kanada diharapkan menjadi tambang penting di tahun-tahun depan. Kalium juga ditemukan di samudra, tetapi dalam jumlah yang lebih sedikit ketimbang natrium.
Produksi Kalium tidak ditemukan tersendiri di alam, tetapi diambil melalui proses elektrolisis hidroksida. Metoda panas juga lazim digunakan untuk memproduksi kalium dari senyawa-senyawa kalium dengan CaC2, C, Si, atau Na. Kegunaan Permintaan terbanyak untuk kalium adalah untuk pupuk. Kalium merupakan bahan penting untuk pertumbuhan tanaman dan ditemukan di banyak tanah. Campuran logam natrium dan kalium (NaK) digunakan sebagai media perpindahan panas. Banyak garam-garam kalium seperti hidroksida, nitrat, karbonat, klorida, klorat, bromida, ioda, sianida, sulfat, kromat dan dikromat sangat penting untuk banyak kegunaan. Sifat-sifat Unsur ini sangat reaktif dan yang paling elektropositif di antara logam-logam. Kecuali litium, kalium juga logam yang sangat ringan. Kalium sangat lunak, dan mudah dipotong dengan pisau dan tampak keperak-perakan pada permukaan barunya. Elemen ini cepat sekali teroksida dengan udara dan harus disimpan dalam kerosene (minyak tanah). Seperti halnya dengan logam-logam lain dalam grup alkali, kalium mendekomposisi air d an menghasilkan gas hidrogen. Unsur ini juga mudah terbakar pada air. Kalium dan garam-garamnya memberikan warna ungu pada lidah api. Isotop 17 isotop kalium telah diketahui. Kalium normal mengandung 3 isotop, yang satu pada 40 derajat Kelvin (.0118%) merupakan isotop radioaktif dengan paruh waktu 1.28 x 109 tahun.
