1| P a g e
2008
Kimia Unsur Golongan IIA Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Kimia Dasar II
Disusun oleh : fiTh d coffee lover
[email protected]
BAB I PENDAHULUAN
Seringkali kita tidak menyadari bahwa hidup kita tidak lepas dari suatu zat bernama unsur. unsur. Betapa tidak, bahkan suatu bahan yang jumlahnya jumlahnya sedikit dan tanpa sadar kita konsumsi sehari-hari merupakan mineral yang sangat penting bagi manusia, antara lain bagi metabolisme tubuh, penghubung antar syaraf, kerja jantung, dan pergerakan otot adalah salah satu unsur logam golongan II A atau lazim disebut alkali tanah yang bernama Kalsium. Selain memiliki dampak positif, pemanfaatan unsur dan senyawa alkali tanah juga menimbulkan dampak negatif terhadap kelangsungan hidup manusia dan sekitarnya. Misalnya, Berilium dan garamnya merupakan bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik. Untuk itu, kita harus mengenali bagaimana sifat dari masing-masing unsur dan senyawa tersebut, sehingga dalam memanfaatkannya kita dapat menghindari dampak negatif yang timbul akibat unsur atau senyawa tersebut. Apa jadinya bila kita seorang mahasiswa kimia, bahkan tidak menyadari hal ini, bahwa kita tidak hanya dituntut “mempelajari” materi di dalam buku, tetapi kita juga bisa langsung belajar dari alam dan mengaplikasikan serta mengaitkannya dengan ilmu yang ada. Bahkan bila dipelajari lebih mendalam, bukan hanya logam alkali tanah saja yang berperan penting dalam kehidupan makhluk hidup, khususnya manusia, melainkan unsur-unsur lain pun ikut mendukung mekanisme kehidupan kita sebagai makhluk hidup. Logam alkali tanah merupakan unsur-unsur yang terletak pada golongan IIA pada sistem periodik unsur, yaitu Berilium, Magnesium, Kalsium, Strontium, Barium, dan Radium. Logam alkali tanah juga dapat membentuk basa, tetapi lebih lemah dibandingkan dengan logam alkali. Logam alkali tanah sukar larut dalam air. Unsur-unsur golongan II A umumnya mudah ditemukan dalam tanah berupa senyawa tak larut. sehingga dinamakan logam alkali tanah. Dalam makalah ini, akan dibahas beberapa kecenderungan sifat dari logam alkali tanah, kelimpahan di alam, proses pembuatan serta aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari. sehari-hari .
BAB II KI
A.
IA UNS
R GOLONGAN II A
IFAT KE ERIODIK N UNSU
ifat keperi dikan suat unsur disusun dengan memperhat kan bebera a sifat fisi a
dan sifat kimia.
engan adanya sifat per iodik suatu unsur terse ut, sifat-sif at unsur ser ta
pola eteraturann a dapat di rediksi ber dasarkan le aknya dala
sistem p riodik uns r.
Unsur -unsur di d lam sistem periodik da at dikelom pokkan dalam blok-blo berdasark n konfi urasi elektr nnya. Ada un unsur-u sur alkali t nah termas k ke dalam unsur blok . erikut sifat fisika serta sifat kimia l ogam alkali tanah. 1.
Sifat Fisi a
4
litium ← beriliu boron
→
12
Unsur ‐ ↑ Be ↓ Mg
Sifat Fisik
natriu ← magnesi m → aluminium
Be ↑ Mg ↓ Ca
20
kalium ← kalsium → skandium
Mg ↑ Ca ↓ Sr
4
12
20
[He] 2s2
[Ne] 3s 2
[Ar] 4s 2
Titik cair, K
1560
922
1112
Titik didih, K
3243
1380
1757
Rapatan (Den itas), g/cm 3
1,65
1,74
1,55
Energi ionisas i I, kJ/mol
400
738
590
Energi ionisas i II, kJ/mol
1757
1450
1145
Elektronegati itas
1,57
1,31
1,00
Potensial redu ksi standar
-1,70
-2,38
-2,76
Jari-jari atom, Å
1,12
1,60
1,97
Kapasitas pan s, J/gK
1,825
1,02
0,647
Potensial ioni asi, volt
9,322
7,646
6,113
25×106
22,4×106
Konduktivitas kalor, W/mK
200
156
200
Entalpi pembe ntukan, kJ/mol
11,71
8,95
8,53
297
127,6
154,6
Nomor atom Konfigurasi el ektron
Konduktivitas listrik, ohm -1c
Entalpi Pengu apan, kJ/mol
-1
31,3×1
6
38
Unsur
rubidium strontium → yttrium
56
Ca ↑ Sr ↓ Ba
Sifat Fisik
caesium ← arium → lantha um
Sr
88
fransium ← radium → aktini m
Ba
↑
↑
Ba
Ra
↓
↓
Ra
Ubn
38
56
88
[Kr] 5s2
[Xe] 6s 2
[Rn] 7s2
Titik cair, K
1042
1002
973
Titik didih, K
1655
2078
1413
Rapatan (Den itas), g/cm 3
2,54
3,59
5,0
Energi ionisas i I, kJ/mol
550
503
509
Energi ionisas i II, kJ/mol
1058
958
975
Elektronegati itas
0,95
0,89
0,89
Potensial redu ksi standar
-2,89
-2,90
-2,92
Jari-jari atom, Å
2,15
2,22
2,23
Kapasitas pan s, J/gK
0,30
0,204
0,094
Potensial ioni asi, volt
5,695
5,212
5,279
5,0×106
2,8×106
1,0×106
Konduktivitas kalor, W/mK
35,3
18,4
18,6
Entalpi pembe ntukan, kJ/mol
8,2
8,01
8,37
136,9
140,2
136,8
Nomor atom Konfigurasi el ektron
Konduktivitas listrik, ohm -1c
-1
Entalpi Pengu apan, kJ/mol
2.
Sifat Kimia
Unsur a. Udara
: n a g n e d i s k a e R
4 Be
Tidak bereaksi
e. Asam Sifat Oksida
20 Ca
38 Sr
56 Ba
88 Ra
Dalam eadaan dingin dapat mengh silkan MO dan M3N2 dipermukaan Bere ksi dalam kead an dingin Bereaksi deng n uap air membentuk M(OH)2 me bentuk MO dan H2 dan H . Makin k kanan akin reaktif
Menghasilkan MO dan M3N2 bila dipanaskan
b. Air
c. Hidrogen d. Klor
12 Mg
Tidak berea si M
X2
M + H2 →
(dip naskan)
M + 2H+
A foter
→
MH2 (Hidrida)
MX2 (garam)
M2+ +
2
(g)
Basa
Kestabilan Peroksida Kestabilan Karbonat n a t u r a l e K
Peroksidanya tidak dikenal Mengurai pada pemanasan agak tinggi
(suhu pemanasan antara 550o - 1400oC)
-------------------> makin besar sesuai arah panah
a. M(OH)2
b. MSO4 c. MCO3 d. MCrO4 Ikatan
Makin stabil sesuai dengan arah panah
<-------------------makin besar sesuai arah panah Kovalen
Warna Nyala
-
Ion -
merah
krimson
hijau
-
Ca t a t a n :
M = unsur-unsur alkali tanah Ra bersifat radioaktif, Be bersifat amfoter
B. SUMBER DI ALAM
Logam alkali tanah murni tidak didapatkan di alam dalam keadaan bebas tetapi terkandung sebagai senyawa dalam mineral dan tersebar di kerak bumi pada lapisan litosfer. Unsur
Berilium
Sumber di Alam •
Keterangan
Senyawa silikat beril
Berilium terdapat sekitar 0,0006 % dalam kerak bumi
3BeSiO3.Al2(SiO3) atau
sebagai mineral silikat dan beril Be3Al2Si6O18 yang
Be3Al2(SiO3)6
memiliki 2 jenis warna : 1) Biru-hijau muda, yakni aquamaryn 2) Hijau tua, yakni permata emerald (adanya sampai 2% ion Cr (III) dalam struktur kristalnya)
Magnesium
Kalsium
•
Magnesit (MgCO3)
•
Dolomit (CaCO3MgCO3)
Kelimpahan Magnesium Magnesium terletak pada urutan ke-8
•
Epsomit (garam Inggris
(sekitar 2%) pada kulit bumi. Mineral utama yang
(MgSO4.7H2O))
mengandung magnesium adalah carnellite, magnesite
•
Hiserit (MgSO4.3H2O)
dan dolomite. Air laut mengandung 0,13%
•
Kaimit (KCl.MgSO4.3H2O)
magnesium, dan merupakan sumber magnesium yang
•
Olivin (Mg2SiO4)
tidak terbatas.
•
Asbes (CaMg(SiO3)4)
•
Dolomit (CaCO3MgCO3)
Kelimpahan kalsium terletak pada urutan kelima
•
Batu kapur/marmer
(±8,6%) pada kulit bumi. Terdapat sebagai mineral
(CaCO3)
silikat, karbonat, sulfat, fosfat, dan khlorida. CaCO3
•
Gips (CaSO4.2H2O)
bisa ditemukan dalam berbagai bentuk sebagai
•
Fosforit (Ca3(PO4)2)
limestone (batu kapur/gamping), marbel dan kapur
•
Floursfar (CaF2)
atau juga dapat ditemukan dalam kerangka binatang
•
Apatit (Ca3(PO4)2CaF2)
laut. Mineral sulfat diantaranya adalah gypsum CaSO4.2H2O atau juga bantuan fosfat Ca3(PO4)2 yang penting untuk pertumbuhan tulang dan gigi.
Stronsium
Barium
Radium
•
Selesit (SrSO4)
Stronsium sangat jarang sekitar 0,05% dalam kerak
•
Stronsianit (SrCO3)
bumi, sebagai mineral stronsianit SrSO4.
•
Barit (BaSO4)
Kelimpahan Ba di alam sangat sedikit, dan terdapat
•
Witerit (BaCO3)
sebagai barit (BaSO4).
•
Fr (bijih uranium
Radium merupakan unsur radioaktif. Radium sangat
(pitchblende))
jarang sekali, tetapi keberadaannya dapat dideteksi
Zat radioaktif
dengan mudah oleh sinar radioaktif karena intinya
•
membelah dengan spontan, mengemisi partikel α sehingga terbentuk Radon, Rn. Sumber Ra adalah bijih uranium (U3O8). Kelimpahan Ra rata-rata dalam kerak bumi kurang dari
1 102
.
C. PROSES PEMBUATAN
Berikut penjelasan tentang prses pembuatan setiap unsur alkali tanah yang ditunjukkan dalam tabel di bawah ini. Unsur
Berilium
Proses Pembuatan •
Be dibuat dengan memanaskan BeF2 menggunakan Mg pada suhu 300 C. ˚
BeF2(s) + Mg(l ) → Be(s) + MgFe(s) •
Elektrolisis campuran lelehan BeCl2 dan NaCl
•
Isolasi berelium dibuat dengan pemanggangan mineral beryl dengan sodium hexafluorosilicate, Na2SiF6, pada suhu 700°C menghasilkan berelium flourida yang larut dalam air, kemudian diendapkan sebagai hidroksidanya Be(OH)2 dengan pengaturan pH hingga 12.
Magnesium
•
Dari MgCl2 Ion yang berasal dari air laut ditambahkan kapur sehingga membentuk 2+
Mg
2+
Ca(OH) 2 → Mg(OH)2 + Ca
Mg(OH) 2 dipisahkan dari air dengan cara disaring. Lalu d itambah HCl dan kemudian dielektrolisis hingga diperoleh logam Mg dengan kemurnian 99,9% Mg(OH) 2 + 2HCl
→
MgCl2 + 2H2O
elektrolisis
MgCl2
Mg + Cl2
700 C ˚
•
Dari MgO MgO direduksi pada temperatur tinggi (± 1150 C) menggunakan ferrosilicon ˚
(alloy dari besi dan silikon). Saat titik didih Mg tercapai, maka proses ini membentuk gas Mg yang kemudian dikondensasi menjadi larutan dan leburan Mg.
Kalsium
•
Kalsium hanya dibuat dalam skala kecil dan di peroleh melalui reduksi halidanya dengan logam Na. CaCl2(l ) + Na(s) → Ca(l ) + NaCl(l )
•
Dalam skala kecil kalsium dapat dibuat melalui reduksi dari CaO dengan aluminium 3CaO + 2Al → 3Ca + Al2O3
Stronsium
•
Stronsium dibuat dengan mereduksi oksidanya 3Sr + 2Al → 3 Sr + Al2O3
•
Isolasi, secara komersial dibuat dalam skala kecil dengan elektrolisis leburan strontium chloride, SrCl2. Sr juga dapat diisolasi dari reduksi SrO dengan aluminium
Barium
•
Barium dibuat dalam skala kecil dengan elektrolisis leburan barium klorida.
•
Barium juga dapat diperoleh dari reduksi BaO dengan Al 6BaO + 2Al
3Ba + Ba3Al2O6
Radium dibuat dengan menggunakan limbah pitchblende yang merupakan bijih
Radium
mineral yang dihasilkan oleh uranium. Pembuatan radium ini dite mukan oleh Pierre Currie dan Marie Currie. Unsur uranium diisolasi oleh Curie melalui anamalgamnya
D. APLIKASI UNSUR GOLONGAN II A DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI Unsur
Berilium
Kegunaan •
Campuran logam Berilium dengan logam lain digunakan mencegah korosi logam.
•
Logam ini digunakan untuk membuat alloy tembaga dan nikel dengan kekuatan yang tinggi.
•
Digunakan sebagai campuran bahan-bahan dari bagian-bagian pesawat supersonic, hal ini karena berilium mempunyai sifat mengkilat, kuat dan stabil.
•
Karena berilium murni mudah menghantarkan sinyal-sinyal elektronik dan dilalui sinar x, maka digunakan sebagai jendela pada tabung sinar x.
•
Berilium dan oksidanya digunakan sebagai moderator pada reactor nuklir, karena berilium mempunyai kecenderungan menangkap neutron.
Magnesium
•
Digunakan dalam pembuatan komputer, laser, televisi, dan alat-alat oseanografi
•
Magnesium karbonat (MgCl2.6H2O) digunakan sebagai refaktor dan bahan isolasi.
•
Magnesium Sitrat, digunakan sebagai bahan obat-obatan dan minuman bersoda.
•
Magnesium Hidroksida, digunakan sebagai obat (laxative), dan digunakan pada proses penyulingan gula.
•
Magnesium Sulfat, yang dikenal sebagai dengan garam inggris (Epsom Salt) dan magnesium oksida (MgO), digunakan pada pembuatan kosmetik, kertas dan obat cuci perut.
•
Campuran magnesium, aluminium dan baja digunakan pada bahan pembuatan bagian-bagian pesawat, kaki atau tangan buatan, Vacuum cleaner, alat-alat optic dan furniture.
Kalsium
Stronsium
Barium
Radium
•
Digunakan secara luas untuk konstruksi karena ringan.
•
Digunakan untuk membuat reagen Grignard.
•
Digunakan sebagai deoxidizer untuki tembaga, nikel dan stainless steel.
•
Campuran logam kalsium-timbal (lead-calsium) digunakan pada akumulator.
•
Digunakan dalam pembuatan kapur, semen dan mortar.
•
Digunakan untuk membuat gigi, dan tulang atau rangka tiruan.
•
Kalsium hidroksida digunakan untuk uji keasaman gas karbon dioksida
•
Digunakan pada pembuatan kembang api, petasan dan lampu jalan kereta api.
•
Stronsium oksida digunakan pada proses pembuatan gula pasir.
•
Isotop stronsium-85 digunakan untuk mendeteksi kanker tulang.
•
Isotop stronsium-90 digunakan sebagai senjata nuklir.
•
Logam barium digunakan sebagai pelapis konduktor listrik.
•
Barium sulfat digunakan dalam industry karet, cat dan linolium.
•
Barium nitrat digunakan untuk membuat petasan dan kembang api.
•
Digunakan untuk pengujian system gastroinstinal sinar X.
•
Digunakan untuk membuat cat berbahaya (luminous paint) yang digunakan piringan jam, tombol pintu atau benda-benda lain agar tampak berbahaya (berpijar) dalam kegelapan.
•
Penggunaan isotop radioaktif dalam kedokteran oleh Henri Danlos yang menggunakan radium untuk pengobatan penyakit tubercolusis pada kulit serta beberapa penyakit kanker.
BAB III PENUTUP Simpulan
Logam alkali tanah adalah unsur-unsur yang terletak pada golongan IIA pada sistem periodik unsur, yang terdiri dari Berilium, Magnesium, Kalsium, Strontium, Barium, dan Radium. Unsur-unsur golongan II A umumnya mudah ditemukan dalam tanah berupa senyawa tak larut, sehingga dinamakan logam alkali tanah.
Saran
Sebagai mahasiswa kimia, khususnya calon guru, kita harus mengkaji lebih jauh tentang unsur-unsur yang terdapat di bumi sehingga kita dapat memanfaatkannya dengan baik dan terhindar dari dari dampak negatif yang diakibatkan oleh unsur unsur atau senyawa logam alkali tanah.
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Hiskia. 2001. Kimia Unsur dan Radiokimia. Bandung: PT. Citra Aditya Bakti. Anshory, Irfan dan Hiskia Achmad. 2003. Kimia SMU Untuk Kelas 3. Jakarta:Erlangga. Brady, James E. 1999. Kimia Universitas. Jakarta : Binarupa Aksara. Day, R.A dan Underwood. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif . Jakarta: Erlangga. http://209.85.175.104/search?q=cache:8RtQv2OfBrIJ:inorg http://209.85.175.104/sear ch?q=cache:8RtQv2OfBrIJ:inorg-phys.chem.itb.ac.id/wp-phys.chem.itb.ac.id/wpcontent/uploads/2007/03/bab-5-kimia-logam-golonganutama.pdf+kelimpahan+unsur+ALKALI+TANAH&hl=id&ct=clnk&cd=11&gl=id http://free.vlsm.org/v12/sponsor/SponsorPendamping/Praweda/Kimia/0245%20Kim%203-4b.htm http://id.wikipedia.org/wiki/Barium http://id.wikipedia.org/wiki/Berilium http://id.wikipedia.org/wiki/Kalsium http://id.wikipedia.org/wiki/Magnesuim http://id.wikipedia.org/wiki/Radium http://id.wikipedia.org/wiki/Stronsium http://inorg-phys.chem.itb.ac.id/wp-content/uploads/2007/03 http://inorg-phys.chem.itb.ac.id/wp -content/uploads/2007/03/bab-5-kimia-logam/bab-5-kimia-logamgolongan-utama.pdf. http://www.dikmenum.go.id/dataapp/elearning/bahan/kelas3/images/ALKALI%20DAN%20ALKALI%20TANAH.swf http://www.infonuklir.com/modules/news/article.php?storyid=99 inherent.brawijaya.ac.id/vlm/file.php/32/media/first/ALKALI%20TANAH.ppt Keenan dkk. 1996. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga. Martin, Alfred dkk. 1993. Farmasi Fisik . Jakarta: Universitas Indonesia. Primagama. 1999. Modul Belajar Kimia. Yogyakarta: Primagama.
