Unsur-unsur transisi periode 4

n S u R S a S R n T I I u

p e

R

I o

4

D

KIMIA Beranda SK/KD Indikator

e

Materi Evaluasi Referensi

KIMIA UNSUR TRANSISI PERIODE 4

KIMIA Beranda SK/KD

Disusun oleh : Kelompok 2

    

Elvininda Ervita Ningrum Khanifah Derita Prehastuti Rahmi Maulidya Putranty Sarwan Aliefdiansyah Khusairi Tri Sulistiyowati

Indikator Materi Evaluasi Referensi


KIMIA

Standar Kompetensi

Beranda SK/KD

Mendeskripsikan karakteristik unsur transisi periode 4, kegunaan serta keberadaannya di alam

Indikator Materi Evaluasi Referensi


Kompetensi Dasar

KIMIA Beranda

1. Mengidentifkasi kelompok unsur transisi di alam dan produk yang mengandung unsur tersebut. 2. Menganalisis kecenderungan sifat fisik dan sifat kimia unsur transisi (kereaktifan, kelarutan, titik didih, titik leleh, kekerasan, warna, dan sifat khusus lainnya). 3. Menjelaskan manfaat dan proses pembuatan unsurunsur dan senyawanya dalam kehidupan sehar-hari.

SK/KD Indikator Materi Evaluasi Referensi


Indikator

KIMIA Beranda

1. Mengidentifikasi keberadaan unsur-unsur transisi yang ada di alam terutama di Indonesia 2. Mengidentifikasi produk-produk yang mengandung zat tersebut 3. Mengidentifikasi sifat-sifat fisik dan sifat-sifat kimia unsur-unsur periode keempat 4. Menjelaskan manfaat dan pembuatan unsur dan senyawanya



Today’s Materials

KIMIA Beranda

Apakah Unsur-unsur Transisi Periode 4 itu ?

Sifat Khas

SK/KD Indikator Materi

Keberadaan di Alam

Evaluasi Referensi


KIMIA Beranda SK/KD Indikator Materi Evaluasi Referensi


Unsur-unsur Transisi Periode Keempat Elektron valensi unsur-unsur periode keempat menempati subkulit 3d dan 4s. Hal ini menyebabkan unsur-unsur transisi periode keempat mempunyai sifat periodik yang khas. Unsur-unsur tersebut adalah skandium, titanium, vanadium, krom, mangan, besi, kobalt, nikel, tembaga, dan seng.



Sifat Khas

KIMIA

a) Jari-Jari Atom dan Konfigurasi Elektron Pada dasarnya, jari-jari atom unsur-unsur transisi periode keeempat dari skandium (Sc) ke seng (Zn) mengalami perubahan seperti yang ditunjukkan oleh gambar berikut.

Beranda SK/KD Indikator

2 1.5

Materi

1

Evaluasi

0.5 0 Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Referensi


Berdasarkan grafik tersebut, perubahan jari-jari atom unsur-unsur transisi periode keempat relatif kecil. Hal ini disebabkan oleh pengisian elektron-elektron valensinya, yaitu semua unsur transisi periode keempat mempunyai konfigurasi elektron hingga ke subkulit 3d yang merupakan kulit ketiga, sedangkan kulit keempatnya juga telah terisi elektron. Akibatnya, perubahan jari-jari atom unsur-unsur transisi periode keempat dari Sc ke Zn relatif kecil.

2


1.5

Materi

1

Evaluasi

0.5 0 Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Referensi


Unsur

Nomor Konfigurasi Atom Elektron

Sc

21

[Ar]4s²3d¹

Ti

22

[Ar]4s²3d²

V

23

[Ar]4s²3d³

Cr

24

[Ar]4s¹3d⁵

Mn

25

[Ar]4s²3d⁵

Fe

26

[Ar]4s²3d⁶

Co

27

[Ar]4s²3d⁷

Ni

28

[Ar]4s²3d⁸

Cu

29

[Ar]4s¹3d¹°

Zn

30

[Ar]4s²3d¹°

Berdasarkan tabel di samping, dapat dilihat bahwa selain Cr dan Cu semua subkulit 4s terisi penuh oleh dua buah elektron, sedangkan subkulit 4s pada Cr dan Cu terisi oleh sebuah elektron. Hal ini karena untuk mencapai keadaan yang lebih stabil, Cr dan Cu membentuk konfigurasi setengah penuh dengan memindahkan sebuah elektron dari subkulit 4s ke subkulit 3d.



b)

Energi Ionisasi

1000

Berdasarkan grafik di bawah kita dapat melihat perubahan energi ionisasi unsuruunsur transisi periode keempat tidak terlalu besar. Hal ini juga disebabkan oleh konfigurasi elektronnya, dimana penambahan elektron valensinya pada kulit ketiga.

KIMIA Beranda SK/KD Indikator Materi

800 600

Evaluasi

400 200 0 Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Referensi


c)

Sifat Katalik Unsur-unsur Transisi Periode Keempat Unsur-unsur transisi periode keempat baik dalam bentuk bebas maupun senyawa bersifat katalitik untuk berbagai reaksi kimia. Sebagai contoh, ion Cu²⁺ berperan dalam reaksi-reaksi kimia dalam tubuh kita yaitu ion ini memungkinkan sitokrom oksidase untuk mengoksidasi zat makanan dalam tubuh kita. Tanpa ion Cu²⁺ tersebut, sitokrom oksidase tidak aktif.



Dalam bidang industri, contohnya TiCl₃ digunakan dalam pembuatan plastik untuk polimerasi senyawa alkana; Cu atau CuO digunakan dalam pembuatan formalin untuk mengoksidasi alkohol; Fe atau Fe₂O₃ digunakan dalam proses Haber untuk membuat amonia; V₂O₅ digunakan dalam proses kontak pada pembuatan asam sulfat; Ni digunakan dalam pembuatan margarin untuk adisi senyawa alkana.

KIMIA Beranda SK/KD Indikator Materi Evaluasi

Proses Pembuatan Amonia

Referensi


d)

Warna Unsur-unsur Transisi Periode Keempat

KIMIA

Unsur-unsur transisi periode keempat mempunyai warna khas masing masing. Secara teoritis , variasi warna unsur-unsur transisi periode keempat disebabkan oleh adanya celah energi pada elektron konfigurasinya. Peristiwa penyerapan energi di antara celah energi tersebut melibatkan energi yang panjang gelombangnya berada di daerah cahaya tampak. Karena celah energi dipengaruhi oleh bilangan oksidasi, maka perubahan bilangan oksidasi suatu unsur dapat menghasilkan warna yang berbeda untuk setiap unsur.

Beranda SK/KD Indikator Materi Evaluasi Referensi


Warna senyawa logam transisi dengan berbagai bilangan oksidasi Unsur

+1

+2

+3

+4

+5

+6

+7

Sc

-

-

TB

-

-

-

-

Ti

-

-

TB

-

-

-

V

-

U U

UU H H

B B

M M

-

-

Cr

-

B B

H H

-

-

JJ

-

Mn

-

MM MM

C C

CT CT

B B

H H

U U

Fe

-

H H

K K

-

-

-

-

Co

-

MM MM

U U

-

-

-

-

Ni

-

H H

-

-

-

-

-

Cu

TB

B B

-

-

-

-

-

Zn

-

TB

-

-

-

-

-

Keterangan : TB:tidak berwarna U : ungu B : biru MM:merah muda H : hijau C : coklat K : kuning CT : coklat tua M : merah J : jingga



e)

Sifat Kemagnetan Unsur-unsur Transisi Periode Keempat

KIMIA

Selain seng (Zn) , semua unsur transisi periode keempat bersifat paramagnetik yang berarti bahwa unsur-unsur tersebut tertarik atau termagnetisasi secara lemah dalam medan magnet. Adanya elektron-elektron yang tidak berpasangan pada sub kulit d menyebabkan unsur-unsur transisi bersifat paramagnetik (sedikit ditarik ke dalam medan magnet). Semakin banyak elektron yang tidak berpasangan, maka semakin kuat pula sifat paramagnetiknya. Pada seng dimana orbital pada sub kulit d terisi penuh, maka bersifat diamagnetik (sedikit ditolak keluar medan magnet).



KIMIA

Keberadaan di Alam

Beranda SK/KD

Scandium Titanium Vanadium (Sc) (Ti) (V)

Krom (Cr)

Mangan (Mn)

Indikator Materi

Besi (Fe)

Cobalt (Co)

Nikel (Ni)

Tembaga (Cu)

Seng (Zn)

Evaluasi Referensi


Scandium (Sc) Skandium ternyata lebih banyak ditemukan di matahari dan beberapa bintang lainnya (terbanyak ke-23) dibandingkan di bumi (terbanyak ke-50). Unsur ini biasanya terdapat dalam beberapa mineral dan sangat sulit dipisahkan dari mineralnya. Oleh karena itu harganya sangat mahal dan sangat langka sehingga jarang ditemukan dan dimanfaatkan.

Skandium banyak di temukan di alam dalam bentuk senyawanya beberapa ada dalam mineral (sekitar 800an spesies mineral). Hal ini ditemukan pada tahun 1879 dengan analisis spektral dari mineral euxenite dan gadolinit dari Skandinavia. Skandium juga terdapat di dalam mineral Thortveitite (Sc⁶Si⁶O).



Keterangan Unsur Simbol : Sc Radius atom : 1,62 Å Volume atom : 15 cm³/mol Massa atom : 44,9559 Radius Kovalensi : 1,44 Å Massa Jenis : 2,99 g/cm³ Konduktivitas Listrik : 1,5 x 10⁶ ohm⁻¹cm⁻¹ Elektronegatifitas : 1,36 Konfigurasi Elektron : [Ar]4s²3d¹ atau 2.8.9.2 Formasi Entalpi : 16,11 kJ/mol Konduktivitas Panas : 15,8 W/mK Kapasitas Panas : 0,568 J/gK Entalpi Penguapan : 34,8 kJ/mol



Sifat-Sifatnya Sifat Fisika • Merupakan logam lunak • Berwarna keperakan dan berubah sedikit kekuningan atau merah muda ketika teroksidasi oleh udara • Ringan • Titik Didih: 2.836C • Titik Lebur: 1.541C • Skandium tak berwarna dengan bilangan oksidasi +3

Sifat Kimia

• Tidak bereaksi dengan campuran 1:1 dari asam nitrat (HNO3) dan asam fluorida (HF), mungkin karena pembentukan kedap lapisan pasif. • Skandium mudah larut dalam asam klorida. • Skandium sangat reaktif ketika bereaksi dengan semua unsur halogen. • Bilangan Oksidasi : 3



Cara Memperoleh Scandium • •

Kebanyakan Scandium sekarang ini diambil dari throtvitite atau diekstrasi sebagai hasil produksi pemurnian Uranium. Scandium metal pertama kali diproses pada tahun 1937 oleh Fishcer, Brunger dan Grienelaus yang mengelektrolisis cairan eutectic Kalium, Litium, dan Scandium clorida pada suhu 700°C dan 800°C. Kabel tungsten dan genangan seng cair digunakan sebagai elektroda dalam graphite crucible. Skandium muruni sekarang ini diproduksi dengan cara mereduksi skandium florida dengan kalsium metal.



Reaksi Kimia

• Reaksi dengan air Ketika dipanaskan maka Skandium akan larut dalam air membentuk larutan yang terdiri dari ion Sc(III) dan gas Hidrogen. 2Sc(s)+ 6H₂O(aq) → 2Sc³⁺(aq) + 6OH⁻(aq)+ 3H₂(g) • Reaksi dengan oksigen Pada reaksi dengan udara atau pembakaran secara cepat maka akan membentuk Skandium(III)Oksida. 4Sc(s) + 3O₂(s) → 2Sc₂O₃(s) • Reaksi dengan halogen Skandium sangat reaktif ketika bereaksi dengan semua unsur halogen membentuk trihalida. 2Sc(s) + 3F₂(g)→ 2ScF₃(s) • Reaksi dengan asam Skandium mudah larut dalam asam klorida untuk membentuk larutan yang mengandung ion Sc(III) dan gas Hidrogen. 2Sc(s) + 6HCl(aq) → 2Sc³⁺(aq) + 6Cl⁻(aq) + 3H₂(g)



Manfaat Lampu Uap Hg

 Untuk menghasilkan cahaya berintesitas tinggi (Skandium Iodida (ScI3)).  Senyawanya sebagai aditif lampu uapHg dan transmisi TV warna.  Isotop radioaktif 46Sc digunakan sebagai agen pelacak dalam kilang minyak mentah.  Digunakan sebagai katalis dalam pembuatan Aseton (Skandium Oksida Sc2O3). Transmisi Tv Berwarna



Titanium (Ti) Titanium merupakan unsur logam yang kuat, ringan, tahan karat, dan berwarna perak. Kelimpahan titanium di kulit bumi cukup banyak yaitu sekitar 0,6%. Densitas (massa jenis) titanium rendah, kekuatan strukturnya tinggi pada suhu tinggi dan tahan terhadap korosi. Titanium biasanya ditemukan dalam bentuk oksida di dalam mineral ilmenit (FeTiO₃) dan rutil (TiO₂).

• •

•

•

Ditemukan di meteor dan di dalam matahari. Misi Apollo 17 ke bulan menunjukkan keberadaan TiO2 sebanyak 12,1%. Ditemukan juga dalam abu batubara, tanaman, dan dalam tubuh manusia. Titanium diproduksi secara buatan untuk permata. Safir dan rubi menunjukkan asterism sebagai hasil keberadaan TiO2.



Keterangan Unsur Simbol : Ti Radius atom : 1,45 Å Volume atom : 10,6 cm³/mol Massa atom : 47,88 Radius Kovalensi : 1,32 Å Massa Jenis : 4,54 g/cm³ Konduktivitas Listrik : 1,5 x 10⁶ ohm⁻¹cm⁻¹ Elektronegatifitas : 1,36 Konfigurasi Elektron : [Ar]4s²3d² atau 2.8.10.2 Formasi Entalpi : 16,11 kJ/mol Konduktivitas Panas : 15,8 W/mK Kapasitas Panas : 0,523 J/gK Entalpi Penguapan : 455,2 kJ/mol



Sifat-Sifatnya Sifat Fisika Keras Ringan Berwarna putih keperakan Tahan Korosi/karat Titik lebur 16680C Titiki didih 3287 0C Sekuat baja Penghantar panas dan listrik yang baik Titanium berwarna ungu untuk bilangan oksidasi +3 dan tidak berwarna untuk bilangan oksidasi +4 • Titanium dioksida (TiO2) bersifat inert, tidak tembus cahaya, dan tidak berbau (nontosik). • • • • • • • • •



Sifat Kimia

Sifat-Sifatnya

• Memiliki 26 isotop mulai dari 46Ti Ti-63. Memiliki lima isotop stabil dengan massa atom 46-50. Isotop terbanyak adalah Ti-48, terhitung 73,8% dari semua Titaium alam. • Memiliki 2 bilangan oksidasi yaitu +3 dan +4 • Unsur yang tidak reaktif namun dapat bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti : H2, Halogen, O2, N2, Karbon, Boron, Silikon dan Sulfur pada temperatur tertentu. Contoh: Nitrida (TiN), Karbida (TiC), Borida (TiB dan TiB2) Sifat dari senyawaan ini : - Sangat stabil - Keras - Tahan panas/api



Cara Memperoleh Titanium • Proses Kroll Dengan mengubah oksidanya yaitu rutile (TiO2) menjadi kloridanya(TiCl4) melalui pemanasan oksida dengan karbon dan gas klor. TiO2 + C + 2Cl2 → TiCl4 + CO2 Hasil reaksinya yaitu TiCl4 direduksi dengan logam Mg dalam atmosfir Ar (sekitar 800 oC) menjadi logam murni. Kelebihan Mg dan produk samping MgCl 2 dipisahkan dengan penguapan pada sekitar 1000oC. Ti produk berupa busa (berongga) kemudian dilelehkan dengan loncatan bunga api listrik dalam atmosfir inert (Ar atau He dan bukan N2) dan kemudian dicetak. TiCl4 + Mg → Ti + MgCl2



Cara Memperoleh Titanium


Proses Kroll

Referensi


• •

•

•

Reaksi Kimia

Reaksi dengan Air Ti (s) + 2H2O(g) → TiO2 (s) + 2H2 (g) Reaksi dengan Asam Logam Ti tidak bereaksi dengan asam mineral pada temperatur normal tetapi dengan asam hidrofluorik yang panas membentuk kompleks anion (TiF6)32Ti (s) + 2HF (aq) → 2(TiF6)3- (aq) + 3 H2 (g) + 6H+ (aq) Reaksi dengan Udara Ti dibakar di udara akan menghasilkan TiO 2 dengan nyala putih yang terang dan ketika dibakar dengan N 2 murni akan menghasilkan TiN. Ti (s) + O2 (g) → TiO2 (s) 2Ti (s) + N2 (g) →TiN (s) Reaksi dengan Halogen, menghasilkan Titanium Halida. Ti (s) + 2Cl2 (g) → TiCl4 (s)



Manfaat  Digunakan sebagai campuran logam sebagai pengganti aluminium yang banyak digunakan pada bagian atau komponen pesawat terbang, jet, dan pesawat supersonik.  Digunakan untuk membuat rudal dan kapsul ruang angkasa.  Digunakan sebagai pengganti tulang dan tulang rawan dalam proses operasi (pembedahan).  Digunakan sebagai lapisan pipa dan tangki dalam pengolahan makanan.  Dalam bentuk paduan logam, , titanium digunakan sebagai deoxidizer denitrogenizer untuk menghilangkan oksigen dan nitrogen pada leburan logam.  Dalam bentuk TiO2, digunakan sebagai zat warna putih pada cat, pernis, plastik, kertas, tekstil, dan karet.



Manfaat

KIMIA Beranda SK/KD

Kapsul Ruang Angkasa

Pesawat Supersonik

Indikator Materi Evaluasi

Titanium digunakan sebagai Perhiasan

Referensi


Vanadium (V) Vanadium di kulit bumi terdapat sekitar 0,02% . Vanadium bersifat racun dan berwarna putih perak. Secara alamiah, vanadium tidak pernah ditemukan dalam bentuk bebas melainkan dalam bentuk mineral yang disebut bijih vanadium. Mineral itu seperti roskoelit ,vanadit dan karnotit. Namun yang paling utama terdapat di dalam vanadit (Pb₃(VO₄)₂) .

Vanadium juga ditemukan dalam batuan fosfat dan beberapa bijih besi, juga terdapat dalam minyak mentah sebagai senyawa kompleks organik. Vanadium juga ditemukan dalam sedikit dalam batu meteor.



Keterangan Unsur Simbol :V Radius atom : 1,34Å Volume atom : 8,35 cm³/mol Massa atom : 50,9145 Radius Kovalensi : 1,22 Å Massa Jenis : 6,11 g/cm³ Konduktivitas Listrik : 4,0 x 10⁶ ohm⁻¹cm⁻¹ Elektronegatifitas : 1,63 Konfigurasi Elektron : [Ar]4s²3d³ atau 2.8.11.2 Formasi Entalpi : 22,8 kJ/mol Konduktivitas Panas : 30,7 W/mK Kapasitas Panas : 0,489 J/gK Entalpi Penguapan : 446,7 kJ/mol



Sifat Fisika • • • • • • • • •

Sifat-Sifatnya

Berbentuk padat dan keras. Berwarna putih perak keabu-abuan. Kuat dan tahan terhadap korosi. Ion VO²⁺ berwarna biru dengan biloks 4 bernama Dioxovanadium (IV). Ion VO₂⁺ berwarna kuning dengan biloks 5 bernama Dioxovanadium (V). Ion V²⁺ berwarna ungu dengan biloks 2 bernama Dioxovanadium (II). Ion V³⁺ berwarna hijau dengan biloks 3 bernama Dioxovanadium (III). Titik didih : 2.407C Titik lebur : 1.910C



Sifat Kimia

Sifat-Sifatnya

• Bersifat racun. • Mempunyai bilangan oksidasi +2, +3, +4, dan +5. • Tidak pernah ditemukan dalam bentuk bebas, tetapi dalam bentuk gabungan dengan berbagai mineral. • Tahan terhadap korosi. • Bersifat katalis. • Pada keadaan massive tahan terhadap udara, air, basa, asam non oksidator. • Larut dalam asam nitrat dan aquaregia. • Reaktif dalam keadaan dingin dan terbakar dengan nyala terang dalam oksigen.



Cara Memperoleh Vanadium Pembuatan vanadium sebagian besar digunakan untuk pembuatan baja. Dalam penggunaannya vanadium dibentuk sebagai logam campuran besi. Ferovanadium mengandung 35% - 95% vanadium yang dihasilkan dengan mereduksi V2O5 dengan pereduksi campuran silikon dan besi. Silikon dioksida (SiO 2) yang dihasilkan direaksikan dengan kalsium oksida (CaO) membentuk kerak CaSiO3 (l). Kemudian dipisahkan antara kerak dengan ferovanadium . Vanadium pentoksida direduksi dalam wadah bertekanan tinggi.

KIMIA Beranda SK/KD Indikator Materi

2 V2O5 (s) + 5 Si (s) → {4 V (s) + Fe (s)} + 5 SiO2 (s)

Ferovanadium SiO2 (s) + CaO (s) → CaSiO3 (l)

Evaluasi Referensi


Cara Memperoleh Vanadium •

•

Ekstraksi Carnotite Bijih dipanggang bersama senyawa natrium hingga membentuk Na3VO4. Kemudian dilakukan penggaraman larutan + NH4Cl , lalu dilakukan proses reduksi sehingga menghasilkan vanadium murni. Ekstraksi Vanadinite Bijih + HCl , kemudian dilakukan penggaraman larutan + NH4Cl , lalu dilakukan proses reduksi sehingga menghasilkan vanadium murni. 2NH₄Cl + 3VO₂Cl → 2NH₄VO₃ + Cl₂ Vanadium pentoksida direduksi dalam wadah bertekanan tinggi.


Pemanggangan Carnotite


Reaksi Kimia •

KIMIA

Reduksi V2O5 dengan silica dan penambahan besi:

Beranda

2 V2O5 (s) + 5 Si (s) → {4 V (s) + Fe (s)} + 5 SiO2 (s) Ferovanadium

SK/KD

SiO2 (s) + CaO (s) → CaSiO3 (l)

Indikator

•

Vanadil Klorida dibuat dari hidrolisa VCl₄: VCl₄ + H2O → VOCl ₂ + 2HCl

•

Reaksi V2O5 dengan HCl: V2O5 + HCl → 2VOCl ₂ + 3H2O + Cl ₂



Manfaat  Logam vanadium digunakan untuk membuat beberapa campuran logam (alloy ) yang biasanya digunakan untuk membuat beberapa produk industri, seperti bagian-bagian mesin, selongsong peluru, kerangka mesin jet, dan komponen reaktor nuklir.  Vanadium digunakan untuk menggantikan platinum sebagai katalis dalam pembuatan asam sulfat.  Vanadium digunakan sebagai reduktor dan sebagai pengering dalam berbagai jenis cat.


Katalis dalam asam sulfat

Referensi


Manfaat


Pesawat jet

Vanadium sebagai alloy

Materi Evaluasi Referensi Reaktor Nuklir


Krom (Cr) Walaupun kelimpahannya di kulit bumi hanya 0,0122%, namun kromium merupakan salah satu komponen paling penting dalam industri logam. Sumber kromium adalah tambang kromite [Fe(CrO2)2], yang dapat direduksi menghasilkan alloy Fe dan Cr yang disebut ferrokrom. Logam kromium sangat keras, memiliki warna cemerlang, dan tahan terhadap korosi. Oleh karena sifat-sifat ini, kromium banyak digunakan sebagai plating logamlogam lainnya. Kelimpahan unsur kromium didapat sebagai mineral Chromite (FeCr2O4)

Krom digunakan untuk mengeraskan baja, pembuatan baja tahan karat dan membentuk banyak alloy (logam campuran) yang berguna. Kebanyakan digunakan dalam proses pelapisan logam untuk menghasilkan permukaan logam yang keras dan indah dan juga dapat mencegah korosi. Khrom memberikan warna hijau emerald pada kaca. Khrom juga luas digunakan sebagai katalis dalam berbagai reaksi.



Keterangan Unsur Simbol : Cr Radius atom : 1,30Å Volume atom : 7,23 cm³/mol Massa atom : 51,996 Radius Kovalensi : 1,18 Å Massa Jenis : 7,19 g/cm³ Konduktivitas Listrik : 7,9 x 10⁶ ohm⁻¹cm⁻¹ Elektronegatifitas : 1,66 Konfigurasi Elektron : [Ar]4s¹3d⁵ atau 2.8.12.2 Formasi Entalpi : 20 kJ/mol Konduktivitas Panas : 93,7 W/mK Kapasitas Panas : 0,449 J/gK Entalpi Penguapan : 339,5 kJ/mol



Sifat-Sifatnya Sifat Fisika • • • • •

Berwarna putih kebiruan atau abu-abu. Unsur logam keras. Titik didih : 2671C Titik lebur : 1907C Tahan terhadap korosi (digunakan sebagai bahan pelapis melalui proses elektroplating). • Permukaannya mengkilat • Krom berwarna biru untuk biloks +2, hijau untuk biloks +3, dan jingga untyk biloks +6.



Sifat-Sifatnya Sifat Kimia • • • •

Bersifat racun. Mempunyai biloks +2, +3, dan +6. Larut dalam asam-asam mineral (HCl, H ₂ SO₄) Pada temperatur yang terkontrol kromium dapat bereaksi dengan unsur halogen, belerang, silikon, boron, nitrogen, karbon dan oksigen. • Mudah terbakar • Tidak bereaksi dengan udara/oksigen dan air dalam suhu ruangan. • Tidak stabil di dalam air.



Cara Memperoleh Krom  Untuk memperoleh krom, kromit diolah untuk menghasilkan natrium dikromat (Na₂Cr₂O₇) kemudian direduksi dengan menggunakan reduktor karbon (C) atau aluminium (Al)  Logam krom dapat di buat menurut proses Goldschmidt, yaitu mereduksi Cr2O3 dengan Aluminium ( proses aluminothermy ). Cr2O3(S) + 2 Al(S) → Al2O3(S) + 2Cr(S)



Reaksi Kimia •

•

•

Kromium bereaksi langsung dengan fluorin, F2, pada suhu 400°C, dan 200-300 atmosfer untuk membentuk kromium (VI) fluorida, CRF6. Cr (s) + 3F2 (g) → CRF6 (s) [kuning] Di bawah kondisi ringan, kromium (V) bereaksi dengan fluorida, membentuk CRF5 2Cr (s) + 5F2 (g) → 2CrF5 (s) [merah] 2Cr (s) + 3F2 (g) → 2CrF3 (s) [hijau] Di bawah kondisi yang masih ringan, logam kromium dapat bereaksi dengan unsur klorin, Cl2 membentuk CrCl3. 2Cr (s) + 3Cl2 (g) → 2CrCl3 (s) [merah-violet] Di bawah kondisi yang masih ringan, logam kromium dapat bereaksi dengan unsur bromida, Br2 membentuk CrBr3. 2Cr (s) + 3BR2 (g) → 2CrBr3 (s) [sangat hijau] Reaksi kromium dengan asam . Contoh reaksi kromium dengan asam klorida: Cr (s) + 2HCl(aq) → Cr 2+(aq) + 2Cl - (aq) + H 2 (g)



Manfaat  Paduan logam lrom digunakan dalam industri automobil dan kendaraan lainnya. Selain itu, paduan logam krom dengan kobalt dan tungsten untuk alat potong berkecepatan tinggi.  Krom digunakan dalam penyepuhan untuk meningkatkan kekerasan, ketahanan terhadap korosi dan menambah keindahan logam.  Natrium dikromat digunakan dalam pembuatan bahan peledak, korek api, dan pewarna.  Timbal kromat digunakan sebagai zat warna (pigmen).



Manfaat

KIMIA Beranda SK/KD

Tinta

Velg Mobil


Kerangka Motor

Korek Api

Referensi


Mangan (Mn) Mangan relatif melimpah di alam (0,1% kulit bumi). Salah satu sumber mangan adalah batuan yang terdapat di dasar lautan dinamakan pirolusit. Suatu batuan yang mengandung campuran mangan dan oksida besi. Mangan terdapat dalam semua biloks mulai dari +2 hingga +7, tetapi umumnya +2 dan +7. Mangan(VII) terdapat sebagai ion permanganat (MnO4–) yang banyak digunakan sebagai pereaksi analitik

Di alam mangan terdapat dalam bentuk senyawa, seperti batu kawi atau pirolusi (MnO2), spat mangan (MnO3), dan manganit (Mn2O3.H2O). Mangan juga terdapat di dalam meteor dalam bentuk bebas.



Keterangan Unsur Simbol : Mn Radius atom : 1,35Å Volume atom : 7,93 cm³/mol Massa atom : 54,9380 Radius Kovalensi : 1,17 Å Massa Jenis : 7,44 g/cm³ Konduktivitas Listrik : 0,5 x 10⁶ ohm⁻¹cm⁻¹ Elektronegatifitas : 1,55 Konfigurasi Elektron : [Ar]4s²3d⁵ atau 2.8.13.2 Formasi Entalpi : 14,64 kJ/mol Konduktivitas Panas : 7,82 W/mK Kapasitas Panas : 0,48 J/gK Entalpi Penguapan : 219,74 kJ/mol



Sifat-Sifatnya Sifat Fisika • • • • • •

Berwarna putih kemerahan ata keabu-abuan. Bersifat rapuh. Fase solid dan keras. Titik didih : 2.061C Titik lebur : 1.245C Mangan berwarna merah muda untuk biloks +2, cokelat untuk biloks +3, cokelat tua untuk biloks +4, biru untuk biloks +5, hijau untuk biloks +6, dan ungu untuk biloks +7. • Sedikit lebih tahan panas.



Sifat-Sifatnya Sifat Kimia • Bersifat reaktif. • Mangan bereaksi dengan air dapat berubah menjadi basa secara perlahan dan gas hidrogen akan dibebaskan. • Mudah terbakar dalam bentuk bubuk. • Mangan lebih elektropositif dan lebih mudah larut dalam larutan encer asam non oksidasi. • Memiliki biloks +2, +3, +4, +5, +6, dan +7. • Sulit mencair, tetapi mudah teroksidasi. • Pada suhu yang sangat tinggi dapat bereaksi dengan non logam.



•

•

•

Cara Memperoleh Mangan

KIMIA

Mereduksi oksida mangan dengan natrium, magnesium, aluminum atau dengan proses elektrolisis.

Beranda

Proses aluminothermy dari senyawa MnO₂, persamaan reaksinya: 3MnO₂ (s) → Mn₃O₄ (s) + O₂ (g) 3Mn₃O₄ (s) + 8Al (s) → 9Mn (s) + 4AL₂O₃ (s) Mangan juga dapat diperoleh dengan mengolah pirolusit dalam tanur tiup dengan bijih besi dan karbon atau mereduksi Mn₂O₃ dalam mineral hausmanit dengan menggunakan reduktor aluminium (Al).



Reaksi Kimia •

•

Reaksi dengan air. Mangan bereaksi dengan air dapat berubah menjadi basa secara perlahan dan gas hidrogen akan dibebaskan sesuai reaksi: Mn (s) + 2H₂O → Mn(OH)₂ + H₂ Reaksi dengan udara. Logam mangan terbakar di udara sesuai dengan reaksi: 3Mn (s) + 2O₂ → Mn₃O₄ (s) 3Mn (s) + N₂ → Mn ₃N₂ (s)

•

Reaksi dengan halogen. Mangan bereaksi dengan halogen membentuk mangan (II) halida, reaksi: Mn (s) +Cl₂ → MnCl₂

•

Reaksi dengan asam. Logam mangan bereaksi dengan asam-asam encer secara cepat menghasilkan gas hidrogen sesuai reaksi: Mn (s) + H ₂SO 4→ Mn²⁺ (aq) + SO²⁻ (aq) + H₂(g)



Manfaat  Mangan sering digunakan untuk membuat panduan logam. Pigmen dan zat warna dalam keramik.  Dioksida mangan sebagai depolarisasi di baterai.  Mangan digunakan sebagai zat penghilang oksigen dalam pembuatan baja.  Untuk minyak cat dan pernis, mewarnai kaca dan keramik, serta dalam pembuatan klor dan iodium.  Mangan sulfat digunakan dalam pewarnaan kain.  Natrium permanganat dan kalium permanganat digunakan sebagai oksidator dan disinfektan.



Manfaat

KIMIA Beranda SK/KD

Pernis

Keramik


Depolarisator Baterai

Mangan dalam paduan logam

Referensi


Besi (Fe) Besi merupakan salah satu unsur transisi periode keempat yang berwarna putih perak mengkilat, mudah ditempa, mudah diubah bentuk, dan bersifat magnet (mudah dimagnetisasi pada suhu biasa). Diantara logam-logam lainnya, besi merupakan logam yang paling dikenal. Hal ini karena logam besi banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Besi terrdapat terutama dalam bentuk bijih besi seperti hematit, goetit, magnetit, siderit, pirit, limonit, dan lain-lain

Hematit adalah bijih besi yang menjadi sumber utama. Besi adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang dijumpai dalam keadaan unsur bebas. Besi bersifat aktif. Unsur ini dapat bergabung dengan unsur-unsur lain, seperti halogen, belerang, fosfor, karbon, dan silikon, untuk membentuk beberapa senyawa.



Keterangan Unsur Simbol : Fe Radius atom : 1,26 Å Volume atom : 7,10 cm³/mol Massa atom : 55,847 Radius Kovalensi : 1,17 Å Massa Jenis : 7,674 g/cm³ Konduktivitas Listrik : 11,2 x 10⁶ ohm⁻¹cm⁻¹ Elektronegatifitas : 1,83 Konfigurasi Elektron : [Ar]4s²3d⁶ atau 2.8.14.2 Formasi Entalpi : 13,8 kJ/mol Konduktivitas Panas : 80,2 W/mK Kapasitas Panas : 0,449 J/gK Entalpi Penguapan : 349,5 kJ/mol



Sifat-Sifatnya Sifat Fisika • Berwarna putih perak mengkilat. • Mudah ditempa, mudah diubah bentuk. • Besi berwarna hijau untuk biloks +2 dan kuning untuk biloks +3 • Pada suhu kamar berwujud padat,. • Besi merupakan logam feromagnetik karena memiliki empat elektron tidak berpasangan pada orbital . • Penghantar panas yang baik. • Titik didih : 2.861C • Titik lebur : 1.538C



Sifat-Sifatnya Sifat Kimia • Unsur besi bersifat elektropositif (mudah melepaskan elektron) sehingga bilangan oksidasinya bertanda positif. • Logam besi bersifat Korosif. • Fe dapat memiliki biloks 2, 3, 4, dan 6. Hal ini disebabkan karena perbedaan energi elektron pada subkulit 4s dan 3d cukup kecil, sehingga elektron pada subkulit 3d juga terlepas ketika terjadi ionisasi selain electron pada subkulit 4s. • Logam murni besi sangat reaktif secara kimiawi dan mudah terkorosi, khususnya di udara yang lembab atau ketika terdapat peningkatan suhu.



Sifat-Sifatnya Sifat Kimia • Memiliki bentuk allotroik ferit, yakni alfa, beta, gamma dan omega dengan suhu transisi 700, 928, dan 1530C • Bentuk alfa bersifat magnetik, tapi ketika berubah menjadi beta, sifat magnetnya menghilang meski pola geometris molekul tidak berubah. • Mudah bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti halogen, sulfur, pospor, boron, karbon dan silikon. • Larut dalam asam- asam mineral encer. • Oksidanya bersifat amfoter .



Cara Memperoleh Besi • Secara umum proses pengolahan besi untuk menghasilkan logam besi dilakukan dalam tanur tinggi dengan urutan sebagai berikut: • Bahan – bahan dimasukkan ke dalam tanur melalui bagian puncak tanur. Bahan – bahan ini berupa: a. Bahan utama yaitu bijih besi yang berupa hematit (Fe₂O₃ ) yang bercampur dengan pasir (SiO₂) dan oksida – oksida asam yang lain (P₂O₅ dan Al₂O₃). Batuan – batuan ini yang akan direduksi. b. Bahan – bahan pereduksi yang berupa kokas (karbon). c. Bahan tambahan yang berupa batu kapur (CaCO ₃) yang berfungsi untuk mengikat oksida asam, seperti SiO2. •. Udara panas dimasukkan di bagian bawah tanur sehingga menyebabkan kokas terbakar. C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H = -394 kJ •.

Reaksi ini sangat eksoterm (menghasilkan panas), akibatnya panas yang dibebaskan akan menaikkan suhu bagian bawah tanur sampai mencapai 1.900oC.



Cara Memperoleh Besi •

Gas CO2 yang terbentuk kemudian naik melalui lapisan kokas yang panas dan bereaksi dengannya lagi membentuk gas CO. CO2(g) + C(s) → 2CO(g) ∆H = +173 kJ • Reaksi kali ini berjalan endoterm (memerlukan panas) sehingga suhu tanur pada bagian itu menjadi sekitar 1.300oC. • Gas CO yang terbentuk dan kokas yang ada siap mereduksi bijih besi (Fe₂ O₃ ). Reduksi ini dapat berlangsung dalam beberapa tahap, yaitu: 1) Pada bagian atas tanur, Fe2O3 direduksi menjadi Fe3O4 pada suhu 500oC. 3Fe2O3(s) + CO(g) → 2Fe3O4(s) + CO2(g) 2) Pada bagian yang lebih rendah, Fe3O4 yang terbentuk akan direduksi menjadi FeO pada suhu 850o C. Fe3O4(s) + CO(g) → 3FeO(s) + CO2(g) 3) Pada bagian yang lebih bawah lagi, FeO yang terbentuk akan direduksi menjadi logam besi pada suhu 1.000o C. FeO(s) + CO(g) → Fe(l) + CO2(g)



Cara Memperoleh Besi

KIMIA

•

Besi cair yang terbentuk akan mengalir ke bawah dan mengalir di dasar tanur. Sementara itu, di bagian tengah tanur yang bersuhu tinggi menyebabkan batu kapur terurai menurut reaksi: CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g) • Kemudian di dasar tanur CaO akan bereaksi dengan pengotor dan membentuk terak (slag) yang berupa cairan kental yang sangat kental. Reaksinya adalah sebagai berikut: CaO(s) + SiO₂(s) → CaSiO₃(l) 3 CaO(s) + P₂O₅(g) → Ca₃(PO₄)₂(l) CaO(s) + Al₂O₃(g) → Ca(AlO₂)₂(l) • Selanjutnya, besi cair turun ke dasar tanur sedangkan terak (slag) yang memiliki massa jenis lebih rendah daripaba besi cair akan mengapung di permukaan dan keluar pada saluran tersendiri.



Reaksi Kimia • •

• •

Reaksi pembentukan karat. 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃ Reaksi dengan asam. Fe + 2HCl → 2FeCl₂ + H₂ Jika timbul H2 maka selalu terbentuk senyawaan fero. Reaksi : Fe + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂


Reaksi dengan halida. 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ Reaksi dengan uap air panas. Fe + uap air panas (stoom) akan menghasilkan H2 (pembuatan H2 secara teknik). 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂



Manfaat • • • • • • •

•

Logam besi. Digunakan untuk membuat konstruksi jembatan, badan kendaraan, rel kereta api, dan konstruksi bangunan lainnya. Stainless steel. Digunakan untuk membuat peralatan industri, peralatan rumah tangga , dan komponen kendaraan bermotor. Baja nikel, baja mangan, baja kromium. Untuk membuat senjata dan kawat. Besi (III) klorida atau feri klorida digunakan dalam pengolahan limbah dan pengecatan. Besi (II) sulfat digunakan dalam perawatan tekstil dan pengerasaan alumunium, pembuatan tinta. Besi (II) oksida (FeO) sebagai pewarna tegel atau ubin. Senyawa besi juga terdapat pada sayur-sayuran, dan dalam tubuh kita. Contohnya: Hemoglobin, terdapat dalam darah. Myoglobin, terdapat di dalam sel-sel otot, mengandung Fe bentuk Ferro. Fe(OH)3 : digunakan untuk bahan cat



Cobalt (Co) Cobalt adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Co dan nomor atom 27. Cobalt merupakan unsur transisi yang terletak pada golongan 9 pada periode keempat. Cobalt merupakan logam metalik yang berwarna sedikit berkilauan dan keabu-abuan. Unsur Cobalt di alam selalu didapatkan bergabung dengan nikel dan biasanya juga dengan arsenik. Mineral Cobalt terpenting antara lain Smaltite (CoAs2) dan Cobaltite (CoAsS).

Terdapat banyak bijih logam yang mengandung Cobalt (mineral Cobalt) yang dikomersilkan yaitu Cobaltit (CoAsS), Smaltite (CoAs2), Linnaeite (Co3S4), dan Skutterudite (CoNi)As3). Persenyawaan Cobalt yang ada di alam selalu ditemukan dengan bijih logam nikel, terkadang juga bersamaan dengan bijih tembaga serta bijih timbal.



Keterangan Unsur Simbol : Co Radius atom : 1,25 Å Volume atom : 6,70 cm³/mol Massa atom : 58,9332 Radius Kovalensi : 1,16 Å Massa Jenis : 8,90 g/cm³ Konduktivitas Listrik : 17,9 x 10⁶ ohm⁻¹cm⁻¹ Elektronegatifitas : 1,88 Konfigurasi Elektron : [Ar]4s²3d⁷ atau 2.8.15.2 Formasi Entalpi : 16,19 kJ/mol Konduktivitas Panas : 100 W/mK Kapasitas Panas : 0,421 J/gK Entalpi Penguapan : 373,3 kJ/mol



Sifat-Sifatnya Sifat Fisika Logam berwarna abu-abu Sedikit magnetis Titik lebur : 14900C Titik didih : 35200C Memiliki 7 tingkat oksidasi yaitu-1, 0, +1, +2, +3, +4 dan +5 • Rapuh • • • • •



Sifat Kimia • • • • • • • • • •

Sifat-Sifatnya

Mudah larut dalam asam-asam mineral encer Kurang reaktif Dapat membentuk senyawa kompleks Senyawanya umumnya berwarna Dalam larutan air, terdapat sebagai ion Co2+ yang berwarna merah Senyawa-senyawa Co(II) yang tak terhidrat atau tak terdisosiasi berwara biru Ion Co3+ tidak stabil, tetapi kompleks-kompleksnya stabil baik dalam bentuk larutan maupun padatan Kompleks-kompleks Co (II) dapat dioksidasi menjadi komplekskompleks Co (III) Bereaksi dengan hidogen sulfida membentuk endapan hitam Tahan korosi



Cara Memperoleh Cobalt • Secara umum untuk mendapatkan kobalt murni dilakukan reduksi termal terhadap Co3O4 dengan menggunakan logam Aluminium. Namun untuk mendapatkan kobalt oksida itu sendiri sebelumnya dilakukan beberapa tahapan proses, baik untuk memisahkan pengotor – pengotornya maupun logam lain yang biasanya terdapat dengan persenyawaan kobalt di alam. • Unsur cobalt diproduksi ketika hidroksida hujan, akan timbul hipoklorit sodium (NaOCl). Berikut reaksinya : • 2Co2+(aq) + NaOCl(aq) + 4OH-(aq) + H2O → 2Co(OH)3(s) + NaCl(aq). Trihydroxide Co(OH)3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk membentuk oksida dan kemudian ditambah dengan karbon sehingga terbentuklah unsur kobalt metal. Berikut reaksinya: 2Co(OH)3 (heat) → Co2O3 + 3H2O 2Co2O3 + 3C → 4 Co(s) + 3CO2(g)



Reaksi Kimia •

Unsur cobalt diproduksi ketika hidroksida hujan, akan timbul hipoklorit sodium (NaOCl). Berikut reaksinya :

KIMIA Beranda

2Co2+(aq) + NaOCl(aq) + 4OH-(aq) + H2O → 2Co(OH)3(s) + NaCl(aq).

•

Trihydroxide Co(OH)3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk membentuk oksida dan kemudian ditambah dengan karbon sehingga terbentuklah unsur kobalt metal. Berikut reaksinya: 2Co(OH)3 (heat) → Co2O3 + 3H2O 2Co2O3 + 3C→ 4 Co(s) + 3CO2(g)



Manfaat •

• • •

• •

Dapat dicampur dengan besi, nikel dan batang-batang rel lain untuk membuat Alnico, suatu campuran logam memiliki kekuatan magnetis yang banyak digunakan mesin jet dan turbin gas mesin/motor. Digunakan sebagai bahan baja tahan-karat dan baja magnet. Digunakan di dalam campuran logam untuk turbin gas generator dan turbin pancaran. Cobalt-60, merupakan artifical isotop, dimana sebagai suatu sumber sinar penting, dan secara ekstensif digunakan sebagai suatu pengusut serta agen radiotherapeutic. Sumber 60Co yang ringkas dan mudah. Digunakan sebagai campuran pigmen cat. Alloy stellit mengandung kobal, khrom, dan wolfram, yang bermanfaat untuk peralatan berat, peralatan yang digunakan pada suhu tinggi, maupun peralatan yang digunakan dengan kecepatan tinggi.



Manfaat


Turbin Gas Pesawat Terbang

Materi Evaluasi Magnet Permanen

Referensi


Nikel (Ni) Kelimpahan nikel dalam kulit bumi berada pada peringkat ke24, terdapat dalam bijih bersamasama dengan arsen, antimon, dan belerang. Nikel adalah komponen yang banyak ditemukan dalam meteorit dan menjadi ciri komponen yang membedakan meteorit dari mineral lainnya. Meteorit besi atau siderit, dapat mengandung alloy besi dan nikel yang memiliki kadar 5–25%.

Bijih nikel yang utama diantaranya Millerit (NiS), Smaltit (Fe,Co,Ni)As, Nikolit (Ni)As, Pentlandite (Ni, Cu, Fe)S, Garnierite (Ni,Mg)SiO3.xH2O, merupakan nikel yang terkandung dalam rantai silikat atau hydrosilikat dengan komposisi yang mungkin bervariasi dan mengendap pada celah celah atau rekahan – rekahan.



Keterangan Unsur Simbol : Ni Radius atom : 1,24 Å Volume atom : 6,60 cm³/mol Massa atom : 58,6934 Radius Kovalensi : 1,15 Å Massa Jenis : 8,90 g/cm³ Konduktivitas Listrik : 14,6 x 10⁶ ohm⁻¹cm⁻¹ Elektronegatifitas : 1,91 Konfigurasi Elektron : [Ar]4s²3d⁸ atau 2.8.16.2 Formasi Entalpi : 17,2 kJ/mol Konduktivitas Panas : 90,7 W/mK Kapasitas Panas : 0,444 J/gK Entalpi Penguapan : 377,5 kJ/mol



Sifat-Sifatnya Sifat Fisika • • • • • •

Logam putih keperak-perakan yang berkilat dan keras Dapat ditempa dan ditarik Bersifat feromagnetik Titik leleh : 1420°C Titik didih : 2900°C Merupakan konduktor yang agak baik terhadap panas dan listrik. • Nikel mempunyai sifat tahan karat. • Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras.



Sifat Kimia

Sifat-Sifatnya

• Pada suhu kamar dapat bereaksi dengan udara lambat. • Jika dibakar, reaksi berlangsung cepat membentuk oksida NiO. • Dengan Cl2 membentuk senyawa klorida (NiCl2). • Dengan steam H2O membentuk oksida NiO. • Dengan HCl encer dan asam sulfat encer, dan reaksinya berlangsung lambat. • Dengan asam nitrat dan aquaregia, Ni segera larut. • Ni + HNO3  Ni(NO3)2 + NO + H2O • Tidak bereaksi dengan basa alkali. • Bereaksi dengan H2S menghasilkan endapan hitam. • Dalam larutan akuatik Ni[H2O]62+ berwarna hijau.



Cara Memperoleh Nikel • Proses pengolahan biji nikel dilakukan untuk menghasilkan nikel matte yaitu produk dengan kadar nikel di atas 75 persen. Tahaptahap utama dalam proses pengolahan adalah sebagai berikut: • Pengeringan di Tanur Pengering bertujuan untuk menurunkan kadar air bijih laterit yang dipasok dari bagian Tambang dan memisahkan bijih yang berukuran 25 mm. • Kalsinasi dan Reduksi di Tanur untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan sulfidasi. • Peleburan di Tanur Listrik untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan terak • Pengkayaan di Tanur Pemurni untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen. • Granulasi dan Pengemasan untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas.



Reaksi Kimia • Reaksi dengan asam nitrat. Ni + HNO3 → Ni(NO3)2 + NO + H2O

KIMIA Beranda SK/KD

• Reaksi Ferro nikel alloy 3FeS+3NiO → 3FeO+Ni3S2 + ½ S2 2FeO+SiO2 → 2FeO.SiO2

Indikator

• Reaksi nikel dengan larutan amonia NiS+2O2+ nNH3 → Ni(NH3)nSO₄

Evaluasi

Materi

Referensi


Manfaat  Nikel digunakan untuk membuat paduan logam, seperti baja nikel yang lebih kuat dan lebih tahan karat dibanding yang lainnya. Selain itu, paduan logam lainnya yang mengandung nikel antara lain nikel perak, logam monel, alniko, dan nikrom.  Nikel digunakan sebagai pelapis pelindung dan hiasan untuk beberapa logam seperti besi dan baja.  Serbuk nikel digunakan sebagai katalis pada hidrogenasi lemak atau minyak dalam pembuatan margarin.  Nikel sering digunakan dengan tembaga untuk membuat uang logam.  Nikel digunakan sebagai komponen baterai nikelkadmium, yaitu sel baterai kering dengan elektroda nikel dan kadmium dalam suatu elektrolit alkali.  Nikel (III) oksida digunakan pada sel edison.



Manfaat


Nikel di dalam uang logam



Tembaga (Cu) Tembaga atau cuprum dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom 29. Tembaga di alam tidak begitu melimpah dan ditemukan dalam bentuk bebas maupun dalam bentuk senyawaan. Tembaga kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang ditemukan dalam mineralmineral seperti cuprite, malachite, azurite, chalcopyrite, dan bornite.

Bijih tembaga yang terpenting yaitu pirit atau chalcopyrite (CuFeS2), copper glance atau chalcolite (Cu2S), cuprite (Cu2O), malaconite (CuO) dan malachite (Cu2(OH)2CO3). Dalam jumlah kecil tembaga ditemukan pada beberapa jenis tanaman, bulu-bulu burung terutama yang berbulu terang dan dalam darah binatang-binatang laut seperti udang dan kerang.



Keterangan Unsur Simbol : Cu Radius atom : 1,28 Å Volume atom : 7,10 cm³/mol Massa atom : 63,5 Radius Kovalensi : 1,157 Å Massa Jenis : 8,96 g/cm³ Konduktivitas Listrik : 60,7 x 10⁶ ohm⁻ ¹cm⁻ ¹ Elektronegatifitas : 1,90 Konfigurasi Elektron : [Ar]4s¹3d¹° atau 2.8.18.1 Formasi Entalpi : 13,14 kJ/mol Konduktivitas Panas : 401 W/mK Kapasitas Panas : 0,385 J/gK Entalpi Penguapan : 300,5 kJ/mol



Sifat-Sifatnya Sifat Fisika • Tembaga merupakan logam yang berwarna kunign seperti emas kuning dan keras bila tidak murni. • Tembaga tergolong logam yang kurang aktif. Di udara lembab terkorosi secara perlahanlahan. • Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat • Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak



Sifat-Sifatnya Sifat Kimia • Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan terhadap korosi. Pada udara yang lembab permukaan tembaga ditutupi oleh suatu lapisan yang berwarna hijau yang menarik dari tembaga karbonat basa, Cu(OH) 2CO3. • Pada kondisi yang istimewa yakni pada suhu sekitar 300 °C tembaga dapat bereaksi dengan oksigen membentuk CuO yang berwarna hitam. Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, sekitar 1000 ºC, akan terbentuk tembaga(I) oksida (Cu 2O) yang berwarna merah.



Sifat Kimia •

• •

Sifat-Sifatnya

Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-asam nooksidator encer seperti HCl encer dan H2SO4 encer. Tetapi asam klorida pekat dan mendidih menyerang logam tembaga dan membebaskan gas hidrogen. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks CuCl2(aq) yang mendorong reaksi kesetimbangan bergeser ke arah produk. Asam sulfat pekatpun dapat menyerang tembaga,. Asam nitrat encer dan pekat dapat menyerang tembaga. Selain dapat encer atau larut dalam asam nitrat,tembaga juga larut dalam larutan KCN atau amonia dengan adanya oksigen. Kebanyakan senyawa Cu(I) cukup mudah teroksidasi menjadi Cu(II), namun oksidasi selanjutnya menjadi Cu(III) sulit. Terdapat kimiawi larutan Cu(II) yang dikenal baik, dan sejumlah besar garam berbagai anion didapatkan, banyak diantaranya larut dalam air, menambah perbendaharaan kompleks.



Sifat-Sifatnya Sifat Kimia • Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh adanya udara membentuk larutan yang berwarna biru dari kompleks Cu(NH3)4+. • Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan halogen. Bereaksi dengan belerang membentuk tembaga(I) sulfida dan tembaga(II) sulfida dan untuk reaksi dengan halogen membentuk tembaga(I) klorida, khusus klor yang menghasilkan tembaga(II) klorida.



Cara Memperoleh Tembaga • Pengapungan (flotasi) Proses pengapungan atau flotasi di awali dengan pengecilan ukuran bijih kemudian digiling sampai terbentuk butiran halus. Bijih yang telah dihaluskan dimasukkan ke dalam campuran air dan suatu minyak tertentu. Kemudian udara ditiupkan ke dalam campuran untuk menghasilkan gelembung-gelembung udara. Bagian bijih yang mengandung logam yang tidak berikatan dengan air akan berikatan dengan minyak dan menempel pada gelembung-gelembung udara yang kemudian mengapung ke permukaan. Selanjutnya gelembunggelembung udara yang membawa partikel-partikel logam dan mengapung ini dipisahkan kemudian dipekatkan. • Pemanggangan Bijih pekat hasil pengapungan selanjutnya dipanggang dalam udara terbatas pada suhu dibawah titik lelehnya guna menghilangkan air yang mungkin masih ada pada saat pemekatan dan belerang yang hilang sebagai belerang dioksida. Tembaga(I) sulfida yang diperoleh pada tahap ini disebut matte dan kemungkinan masih mengandung sedikit besi(II) sulfide



Cara Memperoleh Tembaga •

Reduksi Cu2S atau matte yang yang diperoleh kemudian direduksi dengan cara dipanaskan dengan udara terkontrol, sesuai reaksi 2Cu2S (s) + 3O2(g) → 2Cu2O (s) + 2SO2(g)

KIMIA Beranda

Cu2S (s) + 2Cu2O (s) → 6Cu (s) + SO2(g)

•

Tembaga yang diperoleh pada tahap ini disebut blister atau tembaga lepuhan sebab mengandung rongga-rongga yang berisi udara. Elektrolisis Blister atau tembaga lepuhan masih mengandung misalnya Ag, Au, dan Pt kemudian dimurnikan dengan cara elektrolisis. Pada elektrolisis tembaga kotor (tidak murni) dipasang sebagai anoda dan katoda digunakan tembaga murni, dengan elektrolit larutan tembaga(II) sulfat (CuSO4). Selama proses elektrolisis berlangsung tembaga di anoda teroksidasi menjadi Cu 2+ kemudian direduksi di katoda menjadi logam Cu. Katoda : Cu2+ (aq) + 2e → Cu (s)

SK/KD Indikator Materi

Anoda : Cu (s) → Cu2+ (aq) + 2e

Evaluasi

Pada proses ini anoda semakin berkurang dan katoda (tembaga murni) makin bertambah banyak, sedangkan pengotor-pengotor yang berupa Ag, Au, dan Pt mengendap sebagai lum

Referensi


Reaksi Kimia •

Reaksi dengan oksigen. 2Cu₂FeS (s) + 4O₂ (g) → 2Cu₂S (s) + 2FeO (s) + 3SO₂ (g)

•

Reaksi dipanaskan dengan suhu tertentu. 2Cu2S (s) + 3O2 (g) → 2Cu2O (s) + 2SO2 (g) Cu2S (s) + 2Cu2O (s) → 6Cu (s) + SO2 (g)

•

•


Reaksi dengan Halida dan ion H⁺ 2Cu (s) + 2H⁺ → 2Cu⁺ (aq) + H₂ (g) 2Cu⁺ (aq) + 4Cl⁻ (aq) → 2CuCl₂⁻ (aq) Reaksi dengan asam sulfat Cu (s) + H₂SO₄ (l) → CuSO₄ (aq) + 2H₂O (l) + SO₂ (g)



Manfaat  Sebagai bahan untuk kabel listrik dan kumparan dinamo.  Mata uang dan perkakas-perkakas yang terbuat dari emas dan perak selalu mengndung tembaga untuk menambah kekuatan dan kekerasannya.  Sebagai bahan penahan untuk bangunan dan beberapa bagian dari kapal.  Serbuk tembaga digunakan sebagai katalisator untuk mengoksidasi metanol menjadi metanal.  Tembaga (II) sulfat, CuSO4.5H2O, senyawa ini dikenal sebagai terusi atau blue vitriol dan digunakan sebagai fungisida, misalnya pada kolam renang. Kegunaan lain adalah sebagai elektrolit pada pemurnian tembaga tau penyepuhan dengan tembaga. Bijih yang berupa oksida atau karbonat biasanya dipisahkan dengan melarutkan dalm asam sulfat. Tembaga dipisahkan dari tembaga (II) sulfat yang terbentuk dengan elektrolisis



Seng (Zn) Seng(bahasa Belanda: zink) adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama golongan 12pada tabel periodik. Beberapa aspek kimiawi seng mirip dengan magnesium. Hal ini dikarenakan ion kedua unsur ini berukuran hampir sama. Selain itu, keduanya juga memiliki keadaan oksidasi +2. Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotopstabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang adalah sfalerit ( seng sulfida).

Mineral-mineral sebagai sumber utama yang kaya Zn dalam tanah adalah sphalerite dan wurtzite (ZnS), dan sumber yang sangat kecil dari mineralmineral smithsonites (ZnCO₃), willemite (Zn₂SiO₄), zincite (ZnO), zinkosite (ZnSO₄), franklinite (ZnFe₂O₄), dan hopeite (Zn₃(PO₄)₂.4H₂O .



Keterangan Unsur Simbol : Zn Radius atom : 1,38 Å Volume atom : 9,20 cm³/mol Massa atom : 65,39 Radius Kovalensi : 1,25Å Massa Jenis : 7,13 g/cm³ Konduktivitas Listrik : 16,9 x 10⁶ ohm⁻¹cm⁻¹ Elektronegatifitas : 1,65 Konfigurasi Elektron : [Ar]4s²3d¹° atau 2.8.18.2 Formasi Entalpi : 7,38 kJ/mol Konduktivitas Panas : 116 W/mK Kapasitas Panas : 0,388 J/gK Entalpi Penguapan : 115,30 kJ/mol



Sifat-Sifatnya Sifat Fisika • • • • • • • • •

Logam berwarna putih kebiruan dan mengkilap Dapat menghantarkan listrik Dapat ditempa pada suhu 1000C-1500C Titik lebur : 4200C Tidik didih : 9000C Bersifat diamagnetik Agak keras Banyak dipakai sabagai logam paduan (Alliage) Hampir tidak termakan oleh udara



Sifat-Sifatnya Sifat Kimia • Memiliki lima isotop, 64Zn (48,63%), 70Zn (0,6%), 66Zn (28%), 67Zn (4%) dan 68Zn (19%) • Konfigurasi elektron [Ar]3d104s2 dan merupakan unsur golongan 12 tabel periodik • Cukup reaktif • Reduktor kuat • Jika dibakar menghasilkan lidah api berwarna hijau kebiruan dan menghasilkan asap seng oksida. • Dapat bereaksi dengan asam, basa, dan non-logam lainnya. • Pada umumnya berbiloks +2 • Mudah larut dalam asam encer\Dapat larut dalam larutan panas KOH atau NaOH.



Cara Memperoleh Seng

KIMIA

• Secara komersial, pembuatan seng umumnya dilakukan dengan pemanggangan seng sulfida (ZnS), khususnya dalam bijih seng ( zinc blende). Dalam pemanggangan tersebut dihasilkan oksida seng (ZnO) dan kemudian direduksi dengan menggunakan karbon pijat yang reaksi-reaksinya sebagai berikut. 2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂ ZnO + C → Zn + CO • Proses tersebut terjadi pada suhu yang sangat tinggi, yaitu sekitar 1.200C. seng terbentuk dalam kedaan gas dikondensasikan, sehingga terbentuk serbuk seng.



•

•

Reaksi Kimia

KIMIA

Oksida dari seng dilarutkan dan dinetralisasi dengan larutan asam sulffat untuk menghasilkan larutan tidak murni seng sulfat. ZnO (s) + H2SO4 (aq) → ZnSO4 (s) + H2O (l)

Beranda

Seng murni dihasilkan dari larutan melalui elektrolisis. Seng akan dapat terendapkan pada seng murni elektroda negatif (katoda). Dengan jalan yang sama, tembaga dapat dimurnikan.. elektroda lainnya harus inert. Untuk percobaan laboratorium, karbon (grafit) dapat digunakan dan oksigen terbentuk. Zn2+ (aq) + 2e- → Zn (s)

Indikator

SK/KD



Manfaat • • • • • •

•

Senyawa ini juga digunakan dalam pelapisan baja dan besi untuk mencegah proseskarat. Untuk industri baterai. Bahan alloy seperti kuningan, nikel-perak, logam mesin tik, dan penyepuhan listrik. Pembuatan uang sen Amerika sejak tahun 1982. Pelapisan cat khususnya dalm industriautomobil. Zn-oksida untuk pembuatan pigmen putih cat air atau cat, sebagai aktifator pada industri karet; melapisi kulit guna mencegah dehidrasi kulit, melindungi kulit dari sengatan sinar matahari, sebagai bahan diaper pada bayi guna mencegah kulit luka/kemerahan, industry karet dan untuk opaque sunscreen. Bahan dinding-lantai logam untuk bahan insektisida dapur.



Evaluasi 1. Logam spesifik yang terdapat didalam mineral ilmenit adalah…. 2. Pirolusit adalah mineral yang mengandung …. 3. Unsur transisi yang digunakan untuk komponen pada lampu berintensitas tinggi adalah…. 4. Proses pengolahan besi untuk menghasilkan logam besi dilakukan dalam .... 5. Unsur yang sering digunakan dengan tembaga untuk membuat uang logam adalah ....



Evaluasi 6.

Salah satu konfigurasi elektron unsur transisi adalah: [Ar]4s2 3d3 . Bilangan oksidasi tertinggi dari unsur tersebut adalah .… 7. Unsur yang di alam selalu didapatkan bergabung dengan nikel dan biasanya juga dengan arsenik adalah ...... 8. Unsur-unsur transisi pada umumnya bersifat para magnetik, hal ini disebabkan oleh adanya elektronelektron yang tidak berpasangan pada .... 9. Urutan yang tepat pada proses pengolahan tembaga dari bijih tembaga adalah …. 10.Pada pengolahan besi digunakan batu kapur. Fungsi batu kapur ini adalah untuk ....



Referensi  Drs.Rubiyanto, dkk . Modul Pintar Kimia Untuk SMA Kelas XII Semester 1. Jakarta : Citra Pustaka  Mustafal Bakri. SPM Kimia Untuk SMA dan MA. Jakarta : Erlangga  id.wikipedia.org/wiki/Skandium, dsb  www.slideshare.net  Sunardi. Kimia Berbasis Pendidikan Karakter Bangsa Untuk SMA Kelas XII. Bandung : PT.Sewu  Erna Tri Wulandari. PR Kimia untuk SMA Kelas XII. Klaten: PT.Intan Pariwara



KIMIA

T e

R

I

M

Beranda

a

SK/KD Indikator

k a S I h



Unsur-unsur transisi periode 4

Recommend Documents