Kelompok 2
LOGAM ALKALI TANAH
(Kelimpahan Di alam, Sifat-Sifat, Pembuatan Logan Alkali Tanah, Senyawa-Senyawa, dan Reaksi – Reaksi Logam Alkali Tanah, Serta Kegunaan).
Disusun Oleh:
Kelompok 2
Iin Satya Nastiti (E1M013017)
Muhammad Iksan (E1M013031)
Nasiraturrahmi (E1M013034)
S-1 PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MATARAM
2014/2015
LOGAM-LOGAM ALKALI TANAH ( GOLONGAN IIA)
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA. Unsur-unsur yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu: Berilium (Be), Magnesium (Mg), Calsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam. Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air. Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air, dan banyak ditemukan dalam bebatuan/ dalam bentuk mineral di kerak bumi. Dimana unsur-unsur dalam golongan alkali tanah memiliki konfigurasi elektron pada kulit terluar adalah ns2. Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik. Hal ini disebabkan karena elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan, agar mencapai kestabilan. Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi, sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik, unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen, dan logam murni yang ada di udara, membentuk lapisan luar pada oksigen.
KEBERADAAN/KELIMPAHAN DI ALAM
Logam alkali tanah memilii sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali tanah, antara lain :
Berilium (Be)
Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada. Berilium terdapat hanya sekitar 0,0006 % dalam kerak bumi sebagai mineral silikat dan beril Be3Al2Si6O18 yang memiliki 2 jenis warna yaitu biru-hijau muda (aquamarin) dan hijau tua (permata emerald).
Kalsium (Ca)
Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4 % keberadaanya. Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3], senyawa fosfat [Ca3(PO4)2], senyawa sulfat [CaSO4], dan senyawa fourida [CaF].
Magnesium
Magnesium berperingkat ke-7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9 % keberadaannya. Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi magnesium klorida [MgCl2], senyawa karbonat [MgCO3], dolomit [MgCa(CO3)2], dan senyawa epsomit [MgSO4.7H2O].
Barium
Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa mineral baritin [BaSO4], dan mineral witerit [BaCO3].
Stronsium
Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk senyawa mineral selesit [SrSO4], dan Strontianit.
Radium
Radium merupakan unsur radioaktif. Radium sangat jarang sekali, tetapi keberadaannya dapat dideteksi 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 10-4.
SIFAT-SIFAT
Unsur-unsur pada golongan alkali tanah adalah berelium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), dan unsur radioaktif radium (Ra). Di antara unsur-unsur ini Mg dan Ca yang terbanyak terdapat di kerak bumi. Atom-atom golongan ini memiliki konfigurasi elektron np6 (n+1)s2 kecuali Be. Kerapatan unsur-unsur golongan ini lebih besar dari unsur alkali dalam satu periode. Unsur-unsur ini mempunyai dua elektron valensi yang terlibat dalam ikatan logam. Oleh karena itu, dibandingkan dengan unsur golongan IA, unsur-unsur ini lebih keras, energi kohesinya lebih besar, dan titik lelehnya lebih tinggi.
Titik leleh unsur-unsur alkali tanah tidak berubah secara teratur karena mempunyai struktur kristal yang berbeda. Misalnya unsur Be dan Mg memiliki struktur kristal heksagonal terjejal, sedangkan struktur kristal unsur Sr berbentuk kubus berpusat muka dan struktur kristal unsur Ba berbentuk kubus berpusat badan.
Sifat Kimia
Sifat kimia unsur alkali tanah sama dengan sifat kimia unsur alkali. Unsur alkali tanah terdapat dalam alam sebagai ion dipositif (positif dua). Kalsium, stronsium, dan barium memiliki sifat yang serupa, namun magnesium dan berelium berbeda dengan ketiga unsur tersebut yaitu kurang aktif. Semua unsur alkali tanah merupakan penyumbang elektron. Unsur alkali tanah tergolong reduktor yang kuat. Unsur alkali tanah mudah bereaksi dengan unsur nonlogam membentuk senyawa ion misal halida, hidrida, oksida, dan sulfida.
Sifat Fisis
Beberapa Sifat Umum Logam Alkali Tanah
Sifat Umum
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Nomor Atom
4
12
20
38
56
Konfigurasi Elektron
[He] 2s2
[Ne] 3s2
[Ar] 4s2
[Kr] 5s2
[Xe] 6s2
Titik Leleh
1553
923
1111
1041
987
Titik Didih
3043
1383
1713
1653
1913
Jari-jari Atom ( )
1.12
1.60
1.97
2.15
2.22
Jari-jari Ion ( )
0.31
0.65
0.99
1.13
1.35
Energi Ionisasi I (kj/mol)
900
740
590
550
500
Energi Ionisasi II (kj/mol)
1800
1450
1150
1060
970
Elektronegativitas
1.57
1.31
1.00
0.95
0.89
Potensial Elektrode (V)
M2+ + 2e- M
-1.85
-2.37
-2.87
-2.89
-2.90
Massa Jenis (g/ml)
1.86
1.75
1.55
2.6
3.6
Berdasarkan Tabel diatas dapat diamati juga hal-hal sebagai berikut,
Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2. Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali, kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi dari alkali.
Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali, mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya, sehingga lebih stabil sebagai ion M2+.
Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat, sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi.
Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar, kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen.
Potensial elektrode (reduksi) standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif). Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat, bahkan kalsium, stronsium, dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium.
Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena itu, unsur-unsur logam alkali tanah berwujud padat pada suhu ruangan.
PEMBUATAN LOGAM ALKALI TANAH
Pembuatan logam alkali tanah dapat dilakukan dengan cara ekstraksi. Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa. Logam alkali tanah dapat diekstraksi dari senyawanya. Senyawa alkali tanah tersebar dalam jumlah yang banyak di air laut dan mineral (batuan) dalam keadaan sebagai senyawa dengan bilangan oksidasi +2. Batuan dan mineral yang mengandung unsur alkali tanah umumnya sebagai senyawa karbonat, silikat atau sulfat, sebab kelarutan senyawa tersebut sangat kecil. Berilium terdapat sebagai mineral beril (Be3Al2(SiO3)6). Magnesium terdapat sebagai mineral magnesit (MgCO3), Dolomit (CaCO3.MgCO3) dan asbestos (CaMg3(SiO3)4). Kalsium terdapat pada dolomit, gips (CaSO4.2H2O), dan kalsium fosfat (Ca3(PO4)2). Stronsium terdapat sebagai mineral selestit (SrSO4) dan barium terdapat sebagai barit BaSO4 dan BaCO3. Radium merupakan unsur radioaktif alam pitchblende mengandung 0.37 Ra per ton biji. Untuk mengekstraksi logam alkali tanah dapat menggunakan dua cara, yaitu:metode reduksi dan metode elektrolisis.
Ekstraksi Berillium (Be)
Berillium dibuat dengan mengelektrolisis BeCl cair yang ditambahkan NaCl sebagai penghantar arus listrik karena berikatan kovalen. Sumber berilium diperoleh dari batu permata beril Be3Al2(SiO3)6 yang mempunyai berbagai warna tergantung pada jumlah kelumit pengotornya. Warna biru-hijau muda beril disebut akuamarin, hijau tua beril disebut emerald. Warna hijau disebabkan oleh adanya 2 % ion Cr (III) dalam struktur kristalnya. Tentu saja emerald tidak digunakan untuk produksi logam berilium, dan sebagai gantinya yaitu Kristal-kristal tidak sempurna dari beril tidak berwarna atau beril coklat. Berilium murni dapat diperoleh dengan mengubah biji beril menjadi oksidanya BeO, kemudian diubah menjadi flouridanya. Pemanasan flourida dengan magnesium dalam tungku pada suhu 100 0C diperoleh berilium:
BeF 2(S)+Mg(l) Be(S)+MgF 2(S)
Ekstraksi magnesium (Mg)
Magnesium dihasilkan dengan beberapa cara. Sumber yang terpenting adalah batuan dalam dan air laut, yang mengandung 0.13 % magnesium.
Metode reduksi
Untuk mendapatkan magnesium dapat mengekstraksinya dari Dolomit (CaCO3.MgCO3) karena dolomit merupakan salah satu sumber yang dapat menghasilkan magnesium. Dolomit dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. Lalu dipanaskan dengan FeSi sehingga menghasilkan Mg.
2MgO.CaO+FeSi 2Mg+Ca2SiO4+Fe
Metode elektrolisis
Dari logam-logam alkali tanah, magnesium yang paling banyak diproduksi. Proses pengolahan magnesium dari air laut disebut proses Dow. "dalam proses Dow, magnesium diendapkan dari air laut dalam bentuk hidroksida".
Proses pengolahan magnesium dari air laut secara proses Dow, mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:
Magnesium diendapkan sebagai Mg(OH)2 dengan menambahkan Ca(OH)2 ke dalam air laut
Kemudian Mg(OH)2 diubah menjadi MgCl2 dengan menambah HCl
Selanjutnya MgCl2 dikristalkan sebagai MgCl2.6H2O
Untuk mendapatkan logam magnesium, harus dilakukan elektrolisis terhadap leburan MgCl2.6H2O. Hal ini dapat di atasi dengan menambahkan MgCl2 yang mengalami dehidrasi sebagian ke dalam campuran leburan natrium dan kalsium klorida. Magnesium klorida meleleh dan kehilangan air tetapi tidak mengalami hidrolisis. Campuran leburan itu kemudian dielektrolisis dan magnesium akan terbentuk di katoda.
Ekstraksi kalsium (Ca)
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). untuk mendapatkan kalsium, dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang terjadi:
CaCO3 + 2HCl CaCl2+ H2O+CO2
Setelah mendapatkan CaCl2, dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi:
Katoda: Ca2+ + 2e- Ca
Anoda: 2Cl Cl2+ 2e-
Metode reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2oleh Na.
Reduksi CaO oleh Al:
6CaO+ 2Al 3Ca+Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na:
6CaCl2+ 2Na Ca+2NaCl
Ekstraksi stronsium (Sr)
Stronsium ditemukan pada biji strontianit (SrCO3) dan selestit (SrO4). Stronsium dapat dibuat dengan mereduksi oksidanya dengan logam pengoksida.
Metode elektrolisis
Untuk mendapatkan stronsium (Sr), dapat dilakukan dengan elektrolisis lelehan SrCl2. Lelehan SrCl2, bisa didapatkan dari senyawa selestit (SrO4). Karena senyawa selestit merupakan sumber utama stronsium (Sr). reaksi yang terjadi:
Katode: Sr2++ 2e- Sr
Anode: 2Cl Cl2+ 2e-
Ekstraksi barium (Ba)
Metode elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2. Barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi:
Katode: Ba2++ 2e- Ba
Anode: 2Cl Cl2+ 2e-
Metode reduksi
Selain dengan elektrolisis, barium dapat diperoleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi:
BaO+ 2Al 3Ba+ Ba3Al2O6
Pembuatan radium (Ra)
Radium-226, isotop yang paling umum, adalah pemancar alfa, dengan disertai radiasi gamma, dan memiliki waktu paruh sekitar 1600 tahun. Radium-228, pada dasarnya merupakan emitor beta dan memiliki paruh 5,76 tahun. Radium-224, sebuah pemancar alfa, memiliki kehidupan setengah dari 3,66 hari. Radium meluruh untuk membentuk isotop dari gas radon radioaktif, yang tidak reaktif secara kimia, menghasilkan produk akhir yang stabil dari rangkaian panjang peluruhan radioaktif. Berbagai isotop radium berasal dari peluruhan radioaktif uranium atau thorium. Radium-226 ditemukan dalam seri uranium-238 busuk, dan radium-228 dan -224 ditemukan dalam seri peluruhan thorium-232.
Peluruhan isotop radium untuk membentuk isotop radon yang berbeda. Misalnya, radium-226 meluruh untuk Radon-222, dan radium-228 berjalan melalui beberapa peluruhan radium-224 sebelum membentuk Radon-220.
SENYAWA-SENYAWA
Diantara unsur-unsur alkali tanah kalsium, stronsium, dan barium membentuk senyawa yang sangat serupa satu dengan yang lainnya. Magnesium, dan lebih khusus lagi berilium, membentuk senyawa yang yang berbeda dari senyawa ketiga unsur lainnya.
Senyawa berilium cenderung terhidrolisis dalam air, sebagian karena pembentuk hidroksida, Be(OH)2 yang tidak larut. Rapatan muatan yang tinggi dari ion Be2+ yang kecil itu memungkinkan bereaksi dengan air. Ion dari unsur alkali tanah, tidak berwarna dan cukup tidak reaktif. Banyak garam-garamnya yang sederhana seperti MgSO4, CaCl2, Ba(NO3)2, dan BeSO4 dapat larut. Namun sulfat, karbonat, dan fosfat dari kalsium, stronsium, dan barium hanya sedikit larut.
Oksida
Oksida-oksida IIA yang umum, mempunyai rumus seperti MO. Baik kapur (CaO) maupun magnesia (MgO), dibuat dengan menguraikan pada suhu tinggi, batu-batuan karbonat yang terdapat dialam di dalam tanur kapur. Magnesium dipakai untuk batu tahan api, dan sebagai isolator untuk pipa-pipa uap. Kapur digunakan untuk membuat lepa (mortal), dan adukan plester, serta untuk menetralkan tanah yang asam, juga merupakan sumber ion hidroksida yang paling murah bagi industri, Ca(OH)2 yang terbentuk oleh kapur dengan air.
Kalsium oksida digunakan untuk mendehidrasi (menghilangkan air) cairan seperti etil alkohol dan untuk mengeringkan gas. Kalsium oksida semakin bertambah penting dalam menghilangkan SO2 dari gas cerobong instalasi pembangkit tenaga. Kalsium oksida juga digunakan untuk mengatur PH limbah asam dari pabrik kertas dan instalasi pengolahan air limbah, dan untuk menghilangkan ion fosfat dari air limbah.
Oksida dari golongan IIA merupakan zat padat putih dengan titik leleh yang sangat tinggi. Oksida ini cenderung perlahan-lahan dengan air dan karbon dioksida dalam udara, masing-masing membentuk hidroksida dan karbonat.
BaO+ H2O Ba(OH)2
MgO+ H2O Mg(OH)2
CaO+ H2O CaCO3
SrO+ H2O SrCO3
Reaksi antara suatu oksida dengan air adalah sebuah proses eksotermik yang disebut dengan slaking (mencampurkan dengan air). Dalam hal panas, barium oksida pada pencampuran dengan air yang begitu besar, walaupun hanya sedikit air yang digunakan, maka bisa jadi kelihatan merah pija. Bila kapur mati (CaSO4) digunakan dalam lepa (mortar) untuk menyusun batu bara, proses pengerasannya melibatkan pengeringan dan kristalisasi, diikuti dengan perubahan perlahan-lahan dari kapur mati menjadi kalsium karbonat oleh kerja karbon dioksida dari atmosfer. Barium peroksida terbentuk bila barium oksida dipanaskan dalam udara.
Hidroksida
Magnesium hidroksida adalah susu (bubur) magnesia yaitu susensi pekat (penetralan asam) yang sejak lama digunakan sebagai obat dalam rumah tangga.
Halida
Beberapa halida logam alkali tanah terdapat begitu melimpah dalam alam, sehingga digunakan sebagai bahan mentah untuk membuat senyawa lain dari logam dan halogen. Magnesium klorida diproduksi dari sumur-sumur garam dan dari air laut sebagai satu tahap dalam produksi magnesium. Kalsium klorida yang juga ditemukan dalam alam diproduksi secara sintetik sebagai suatu produk samping yang relatif tidak berharga dari proses Solvay untuk membuat natrium karbonat. Digunakan sebagai zat pengering, kalsium klorida juga ditaruh diatas jalan yang berdebu, karena kecenderungannya untuk berdelikesensi, yaitu menarik uap air dari udara dan membentuk tetes-tetes halus larutan, juga digunakan untuk bahan anti api dan semen.
Karbonat
Karbonat adalah salah satu senyawa IIA alamiah yang paling melimpah. Kalsium karbonat diendapkan pada dasar samudera sebagai kulit tiram yang rendah, sebagai bunga karang yang seperti renda, dan dalam bentuk-bentuk lain. Metamorfose (perubahan bentuk) geologi, lalu menghasilkan lapisan-lapisan besar batu kapur atau batu pualam, atau bahkan kristal kalsit yang indah, dan tidak berwarna. Meskipun berbeda-beda semua bentuk ini pada hakekatnya adalah CaCO3. Karbonat juga digunakan untuk cat, tinta tulis, senyawa-senyawa anti api dan pengosok.
Beberapa senyawa-senyawa dari unsur-unsur alkali tanah, diantaranya:
Berilium (Be)
Berilium Oksida (BeO)
Berilium oksida berwujud bubuk putih yang dapat dibuat menjadi berbagai bentuk. Hal ini diinginkan sebagai insulator listrik karena dapat menghantarkan panas dengan baik, namun sangat buruk dalam menghantarkan arus listrik. Hal ini digunakan dalam kecepatan tinggi komputer, sistem otomatis pengapian, laser, oven microwave, dan sistem yang dirancang untuk menyembunyikan dari sinyal radar. 2Bes+ O2g 2BeOS
Berilium memiliki lapisan berilium oksida yang tipis tetapi kuat pada permukaannya, yang mencegah oksigen baru untuk bereaksi dengan berilium dibawah lapisan tersebut.
Berilium Klorida (BeCl2)
Ikatan antara berilium dengan klorida membentuk senyawa berilium klorida (BeCl2). Berilium klorida juga merupakan molekul linear dengan ketiga atom dalam garis lurus dengan pemakaian elektron bersamaan (kovalen). Berilium klorida dikenal sebagai senyawa electron kekurangan karena memiliki dua orbital kosong pada tingkat ikatan.
BeCl2 dapat membentuk senyawa polimer. Tanda panah pada rantai panjang diatas menunjukkan ikatan koordinasi yang terbentuk antara Cl pada molekul BeCl2 yang satu dengan Be pada molekul BeCl2 yang lain. Be ternyata masih mampu menarik pasangan elektron dari Cl yang terikat pada molekul BeCl2 yang lain. Karena kemampuan itulah maka BeCl2 tidak hanya mampu membentuk dimer, bahkan dapat juga membentuk polimer. Hal ini disebabkan jari-jari atom Be lebih kecil dibandingkan dengan unsur-unsur lain yang ada dalam satu golongan IIA.
Jari-jari atom kecil menyebabkan jarak antara kulit elektron terluar semakin dekat ke inti karena jarak antara kulit elektron terluar semakin dekat ke inti. Be memiliki keelektronegatifan yang lebih besar dibandingkan dengan unsur logam yang ada dalam satu golongan yang sama sehingga Be mampu menarik sepasang elektron bebas yang dimiliki oleh Cl untuk membentuk ikatan koordinasi (ikatan yang terjadi karena adanya pemakaian sepasang elektron secara bersama).
Be(OH)42- (senyawa logam yang bersifat amfoter)
Berilium dan oksida logamnya bersifat amfoter. Keduanya larut dengan asam dan basa. Sebagai contoh, dalam basa logam dan oksida logamnya bereaksi sebagai berikut:
Be+2H2O+OH- Be(OH)42-+H2(g)
BeO+H2O+2OH- Be(OH)42-
Logam alkali tanah lainnya dan oksida logamnya tidak bersifat amfoter. Jadi, berilium secara kimia kurang bersifat logam dari logam-logam lainnya dalam golongan ini.
Bentuk lain dari berilium yang bersifat kurang logam daripada unsur lainnya yang ada dalam golongan IIA adalah derajat kovalen dari senyawa-senyawanya. Tidak ada bukti sama sekali bahwa berilium terdapat dalam bentuk Be2+ atau dalam bentuk senyawa yang mengandung ion tersebut, semua senyawa berilium memperlihatkan sifat ikatan kovalen.
Magnesium (Mg)
Magnesium di alam terdapat sebagai senyawa-senyawa berikut :
Sebagai karbonat, magnesit (MgCO3), dolomit (MgCO3.CaCO3)
Sebagai sulfat, kiserit (MgSO4.H2O), kainit (KCl.MgSO4.3H2O), garam Epsom (MgSO4. 7H2O) (disebut juga garam Inggris)
Sebagai silikat, olivine (Mg2SiO4), asbestos (CaMg2(SiO3)s)
Kalsium (Ca)
Kalsium yang dikombinasikan dengan fosfat untuk bentuk hydroxylapatite, adalah bagian mineral tulang manusia dan hewan dan gigi. Bagian mineral karang beberapa juga akan berubah menjadi hydroxylapatite.
Kalsium hidroksida (kapur)
Kalsium hidroksida (kapur) digunakan dalam berbagai proses kimia kilang dan dibuat oleh pemanasan kapur pada suhu tinggi (di atas 825 °C) dan kemudian dengan hati-hati menambahkan air untuk itu. Ketika kapur dicampur dengan pasir, itu mengeras menjadi sebuah mortir dan berubah menjadi plester oleh penyerapan karbon dioksida. Dicampur dengan senyawa lainnya, kapur membentuk bagian penting dari semen.
Kalsium karbonat (CaCO3)
Kalsium karbonat (CaCO3) adalah salah satu senyawa umum kalsium. Dipanaskan untuk bentuk quicklime (CaO), yang kemudian ditambahkan ke air (H2O). Ini membentuk bahan lain yang dikenal sebagai kapur (Ca(OH)2), yang merupakan bahan dasar murah yang digunakan di seluruh industri kimia. Kapur, marmer dan batu kapur adalah semua bentuk kalsium karbonat.
Ketika air percolates melalui batu kapur atau karbonat larut lain batu, melebur sebagian batu dan penyebab gua pembentukan dan karakteristik stalaktit dan stalagmit dan juga bentuk air keras. Senyawa kalsium penting lainnya adalah kalsium nitrat, kalsium sulfida, kalsium klorida, kalsium karbida, kalsium cyanamide dan kalsium hipoklorit.
Beberapa senyawa kalsium dalam keadaan oksidasi + 1 telah juga telah diselidiki baru-baru ini. Terbaik belajar ini proses adalah fractionation massa tergantung kalsium isotop yang menyertai pengendapan kalsium mineral, seperti calcite, aragonite dan apatit, dari solusi.
Stronsium (Sr)
Berikut adalah senyawa- senyawa strontium yang diketahui:
Strontium titanat
Strontium karbonat
Strontium nitrat
Strontium sulfat
Strontium aluminat
Strontium klorida
Strontium oksida
Strontium ranelat
Barium (Ba)
Barium sulfat (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. Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun, tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium, racunnya dapat diabaikan, dan senyawa barium selain barium sulfat adalah barit. Barit adalah suatu mineral yang terdiri atas barium sulfat BaSO4. Pada umumnya berwarna putih seperti susu, tetapi tergantung pada ketidakmurnian kristal selama formasi mereka.
Barit secara relatif lembut, mengukur 3-3.5 pada skala kekerasan Mohs'. Untuk suatu mineral yang berat/lebat tidak metalik. Barit secara kimiawi tidak dapat larut tanpa daya. Kegunaan utama Barit adalah sebagai " agen menimbang" dalam gas-alam dan minyak yang mengebordil. Di dalam proses ini, barit dihancurkan dan bercampur dengan air dan material lain.
Radium (Ra)
Karena waktu paruhnya yang pendek dan intensitas radioaktifitasnya yang besar, senyawa radium cukup jarang ditemukan, kebanyakan terdapat di dalam biji uranium. Adapun senyawa-senyawa radium antara lain:
Radium fluorida (RaF2)
Radium klorida (RaCl2)
Radium bromide (RaBr2)
Radium iodide (RaI2)
Radium oksida (RaO)
Radium nitride (Ra3N2)
REAKSI – REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Kemiripan sifat logam alkali tanah disebabkan oleh kecenderungan melepaskan dua elektron valensi. Oleh karena itu senyawanya mempunyai bilangan oksidasi +2, sehingga logam alkali tanah diletakkan pada golongan II A. Alkali tanah termasuk logam yang reaktif, namun berilium (Be) adalah satu-satunya unsur alkali tanah yang kurang reaktif, bahkan tidak bereaksi dengan air. Logam alkali tanah bersifat pereduksi kuat. Semakin ke bawah, sifat pereduksi ini semakin kuat. Hal ini ditunjukkan oleh kemampuan bereaksi dengan air yang semakin meningkat dari Berilium ke Barium. Selain dengan air unsur logam alkali tanah juga bisa bereaksi dengan Oksigen, Nitrogen, dan Halogen.
Reaksi dengan air
Berilium tidak bereaksi dengan air, sedangkan logam magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin. Logam alkali tanah bereaksi dengan Air membentuk logam hidroksida [M(OH)2].
M(s)+ 2H2O(l) M(OH)2(aq)+ H2(g)
Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut:
Ca(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(aq) + H2(g)
Reaksi dengan Oksigen atau udara
Adanya pemanasan yang kuat menyebabkan logam alkali tanah terbakar di udara membentuk oksida dan nitrida. Logam alkali tanah, kecuali Be dan Mg dengan udara juga dapat berlangsung, tetapi terjadinya korosi yang berlanjut dapat dihambat karena lapisan oksida yang terbentuk melekat kuat pada permukaan logam. Dengan pemanasan, berilium dan magnesium dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida berilium dan magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logam.
Logam Alkali Tanah bereaksi dengan Oksigen membentuk Oksida (O2-)
2M(s)+ O2(g) 2MO(s)
Contoh : 2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s)
Logam Alkali Tanah bereaksi dengan Oksigen membentuk Peroksida (O22-)
M(s)+ O2(g) MO2(s)
Contoh : Ba(s) + O2(g) (berlebihan) BaO2(s)
Logam Alkali Tanah bereaksi dengan Oksigen membentuk Superoksida (O2-)
M(s)+ O2(g) M(O2)2(s)
Contoh : Ra(s) + O2(g) Ra(O2)2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2).
4Mg(s) + ½ O2(g) + N2 (g) MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
Reaksi dengan hidrogen
Adanya pemanasan menyebabkan logam alkali tanah dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrogen. Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrida (MH2).
M(S)+H2(g) MH2(S)
Reaksi dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah. Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Nitrogen membentuk senyawa nitrida (M3N2).
3M(S)+N2(g) M3N2(S)
Contoh: 3Mg(s) + N2(g) Mg3N2(s)
Reaksi Logam Alkali Tanah Dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam halida, kecuali Berilium. Lelehan halida dari berilium mempunyai daya hantar listrik yang buruk. Hal itu menunjukkan bahwa halida berilium bersifat kovalen. Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron halogen kecuali F-, maka BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion. Logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen membentuk garam halida (MX2).
M(S)+X2(g) MX2(S)
Contoh: Ca(s) + Cl2(g) CaCl2(s)
Reaksi dengan Asam dan Basa
Semua logam dan alkali tanah bereaksi dengan asam kuat (seperti HCl) membentuk garam dan gas hidrogen. Reaksi makin kuat dari atas ke bawah.
Ms+2HCl2g MCl2aq+ H2g
Salah satu unsur logam alkali tanah yaitu Be, memiliki sifat amfoter. Berilium selain dapat bereaksi dengan asam kuat juga dapat bereaksi dengan basa kuat.
Contoh : Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl (aq) + H2(g)
Semua logam alkali tanah bereaksi dengan basa kuat (NaOH) membentuk Na2M(OH)4 dan gas hidrogen.
M(s) + 2NaOHaq) + 2H2O(l) Na2M(OH)4 (aq) + H2(g)
Contoh:
Be(s) + 2NaOH (aq) + H2O(l) Na2Be(OH)4 + H2 (g)
BeO(s) + 2NaOH(aq) + H2O(l) Na2Be(OH)4(aq)
Be(OH)2(s) + 2NaOH(aq) Na2Be(OH)4(aq)
Reaksi dengan belerang
Reaksi logam alkali tanah dengan belerang menghasilkan senyawa sulfida.
M(s) + S(s) MS (s)
KEGUNAAN-KEGUNAAN
Adapun manfaat dan kegunaan logam alkali tanah dalam kehidupan yaitu:
Berilium (Be)
Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat, akan tetapi bermassa lebih ringan. Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Zet
Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik, maka berilium sangat penting sebagai komponen televisi.
Berilium digunakan sebagai agen alloy (campuran) di dalam pembuatan tembaga berilium. (Be dapat menyerap panas yang banyak). Campuran tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas, kekuatan tinggi dan kekerasan, sifat yang nonmagnetik, dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam). Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan: mold, elektroda pengelasan bintik, pegas, peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik.
Karena ketegaran, ringan, dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar, campuran tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi, peluru berpandu, kapal terbang dan satelit komunikasi.
Berilium digunakan pada kaca dari sinar X.
Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi.
Dalam bidang litografi sinar X, berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik.
Karena penyerapan panas neutron yang rendah, industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator.
Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik, dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi, dan juga titik lebur yang tinggi, seterusnya bertindak sebagai perintang listrik.
Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens, tetapi penggunaan tersebut tidak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis.
Magnesium (Mg)
Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu Blitz.
Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi.
Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag.
Mirip dengan berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga biasa digunakan pada alat-alat rumah tangga.
Membuat logam campur, misalnya paduan Mg dan Al yang sering disebut magnelium sebagai komponen pesawat terbang, rudal, baik truk dan sebagainya.
Melapisi tanur dan pembakaran semen.
Untuk menghapus belerang dari besi dan baja.
Untuk memperbaiki titanium dalam proses Kroll.
Untuk photoengrave piring di industri percetakan.
Untuk menggabungkan di alloys, dimana logam ini sangat penting untuk pesawat dan peluru konstruksi.
Dalam bentuk turnings atau kendali, untuk mempersiapkan Grignard reagents, yang berguna dalam sintesis organik.
Alloying sebagai agen, meningkatkan mekanis, pemalsuan dan welding karakteristik aluminium.
Kalsium (Ca)
Kalsium digunakan pada obat-obatan, bubuk pengembang kue dan plastik.
Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat Gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah.
Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok. Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.
Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada etanol karena bersifat dehidrator, dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap.
Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
Kalsium Karbida (CaC2) disebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan.
Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi.
Untuk mengaktifkan saraf, melancarkan peredaran darah, melenturkan otot, menormalkan tekanan darah, menyeimbangkan tingkat keasaman darah, menjaga keseimbangan cairan tubuh, mencegah osteoporosis (keropos tulang ), serta membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
Stronsium (Sr)
Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api.
Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer.
Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator).
Strontium titanat memiliki indeks bias dan penyebaran optikal yang jauh lebih baik dari pada berlian, membuatnya memiliki banyak kegunaan dalam berbagai jenis alat-alat optik.
Strontium klorida biasanya digunakan dalam pasta gigi untuk gigi sensitif.
Strontium oksida terkadang digunakan untuk menambah kualitas lapisan keramik.
Strontium ranelat digunakan dalam penyembuhan osteoporosis.
Barium (Ba)
BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun.
BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang.
Senyawa barium, khususnya barit (BaSO4), memiliki peran yang sangat penting dalam industri minyak bumi. Barit digunakan dalam pengeboran sumur minyak. Barit juga digunakan secara ekstensif dalam pembuatan karet.
Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api.
Barium karbonat dapat digunakan untuk racun tikus dan juga dapat digunakan dalam pembuatan batu bata. Berbeda dengan sulfat, karbonat akan melarut di dalam perut, sehingga menjadi racun bagi tubuh.
Barium karbonat digunakan dalam pembuatan kaca. Karena beratnya, barium dapat meningkatkan indeks bias dan kilau kaca.
Barium oksida digunakan untuk melapisi elektroda pada lampu fluoresensi, yang dapat melepaskan elektron.
Radium (Ra)
Dimasa yang lampau Indonesia banyak menggunakan Radium-226 sebagai sumber radiasi yang dipakai dalam brachyteraphy. Brachyteraphy adalah suatu radioterapi dengan zat radioaktif sebagai sumber radiasinya. Brachyteraphy dilakukan dengan cara penyinaran pada jarak sangat dekat bahkan pada kondisi tertentu sumber radiasi dimasukkan kedalam tubuh pasien. Biasanya digunakan untuk terapi kanker leher rahim.
Untuk keperluan medis, radium yang digunakan mempunyai aktivitas maksimum 4 GBq (100 mg) dengan aktivitas rata-rata sumber sekitar 200 MBq (5,6 mg) untuk yang berbentuk jarum dan sekitar 260 MBq (7 mg) untuk yang berbentuk kapsul. Sedangkan untuk pemakaian non medis, radium digunakan dalam aktivitas yang lebih tinggi, misalnya sumber nuetron Ra-Be mempunyai aktivitas sekitar 20 GBq (5000 mg) dan pemakaian lainnya sekitar 40 GBq (1000 mg).
Selain dalam bidang kedokteran, Radium-226 juga dimanfaatkan sebagai penangkal petir. Di negara maju sudah sejak sekitar tahun 1960-an pemakaian Ra-226 baik dalam bidang kedokteran maupun dalam penangkal petir sudah dihentikan, namun demikian di beberapa negara lain sumber Ra-226 hingga saat ini masih ada dengan pemakaian yang sudah mulai berkurang.
