UNSUR-UNSUR KIMIA GOLONGAN TRANSISI PERIODE V
MAKALAH KIMIA ANORGANIK TRANSISI
Diajukan guna memenuhi salah satu persyaratan dari mata kuliah kimia anorganik transisi
Oleh : Kelompok 2 Nisa Tiara Tiara Dani Fitri 081810301032 Desy Kartika
091810301020 091810301020
Wiwik Sofia
101810301046 101810301046
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2012
A.
YTTRIUM
Yttrium merupakan unsur golongan IIIB yang berada pada periode 5. Yttrium termasuk dalam logam transisi. Yttrium ditemukan oleh peneliti dari Finlandia bernama Johan Gadolin tahun 1794 dan diisolasi oleh Friedrich Wohler tahun 1828 berupa ekstrak tidak murni yttria dari reduksi yttrium klorida anhidrat (YCl3) dengan potassium. 1. Sejarah
Yttria (YCl3) adalah oksida dari yttrium dan ditemukan oleh Johan Gadolin tahun 1794 dalam mineral gadolinite dari Yttreby, Swedia. Tahun 1843 seorang ahli kimia Swedia, Carl Mosander dapat menunjukkan bahwa yttria dapat terbagi menjadi oksida-oksida dalam tiga unsur yang berbeda disebut Yttria. Penambangan yang terletak di dekat desa Ytterby yang menghasilkan beberapa mineral antara lain erbium, terbium, ytterbium, dan yttrium memiliki nama yang sama dengan desa tersebut. Senyawa ini diberi nama Yttrium karena untuk menghormati kota Ytterby di Swedia. Senyawa ini ditemukan pada barang tambang yang jarang ditemukan di bumi (termasuk monazite, xenotime, Yttria). Senyawa ini tidak ditemukan dalam keadaan bebas di bumi. 2. Sumber
Yttrium terdapat dalam mineral-mineral langka di bumi. Hasil analisis bebatuan bulan yang dibawa awak antariksa misi Apollo menunjukkan kandungan kandungan tinggi Yttrium. Secara komersil, Yttrium diambil dari pasir
monazite
yang
mengandung unsur ini sebanyak 3%, dan dari bastnasite yang mengandung 0,2%. Wohler mendapatkan unsur ini yang tidak murni pada 1828 dengan cara reduksi anhydrous chloride dengan kalium. Logam ini diproduksi secara komersil dengan mereduksi fluorida dengan logam kalsium. Ia dapat juga dipersiapkan dengan teknik lain. 3. Isotop
Yttrium alami memiliki satu isotop 89Y. Ada 19 isotop Yttrium Yttr ium yang labil.
A.
YTTRIUM
Yttrium merupakan unsur golongan IIIB yang berada pada periode 5. Yttrium termasuk dalam logam transisi. Yttrium ditemukan oleh peneliti dari Finlandia bernama Johan Gadolin tahun 1794 dan diisolasi oleh Friedrich Wohler tahun 1828 berupa ekstrak tidak murni yttria dari reduksi yttrium klorida anhidrat (YCl3) dengan potassium. 1. Sejarah
Yttria (YCl3) adalah oksida dari yttrium dan ditemukan oleh Johan Gadolin tahun 1794 dalam mineral gadolinite dari Yttreby, Swedia. Tahun 1843 seorang ahli kimia Swedia, Carl Mosander dapat menunjukkan bahwa yttria dapat terbagi menjadi oksida-oksida dalam tiga unsur yang berbeda disebut Yttria. Penambangan yang terletak di dekat desa Ytterby yang menghasilkan beberapa mineral antara lain erbium, terbium, ytterbium, dan yttrium memiliki nama yang sama dengan desa tersebut. Senyawa ini diberi nama Yttrium karena untuk menghormati kota Ytterby di Swedia. Senyawa ini ditemukan pada barang tambang yang jarang ditemukan di bumi (termasuk monazite, xenotime, Yttria). Senyawa ini tidak ditemukan dalam keadaan bebas di bumi. 2. Sumber
Yttrium terdapat dalam mineral-mineral langka di bumi. Hasil analisis bebatuan bulan yang dibawa awak antariksa misi Apollo menunjukkan kandungan kandungan tinggi Yttrium. Secara komersil, Yttrium diambil dari pasir
monazite
yang
mengandung unsur ini sebanyak 3%, dan dari bastnasite yang mengandung 0,2%. Wohler mendapatkan unsur ini yang tidak murni pada 1828 dengan cara reduksi anhydrous chloride dengan kalium. Logam ini diproduksi secara komersil dengan mereduksi fluorida dengan logam kalsium. Ia dapat juga dipersiapkan dengan teknik lain. 3. Isotop
Yttrium alami memiliki satu isotop 89Y. Ada 19 isotop Yttrium Yttr ium yang labil.
Isotop iso 87
88
Y
syn
waktu paruh
DM
3.35 d
ε γ ε syn 106.6 d γ 100% Y stabil dengan 50 neutron βsyn 2.67 d γ βsyn 58.5 d γ
Y
89
Y 90 Y 91
NA
Y
DE (MeV)
0.48, 0.38D 0.38D 1.83, 0.89 2.28 2.18 1.54 1.20
DP 87
Sr
88
Sr
90
Zr
91
Zr
-
4. Isolasi
Yttrium telah diisolasi oleh ahli kimia Swedia dari Gustav Masander pada tahun 1843. Logam yttrium dapat disiapkan melalui reduksi yttrium(III)fluoride, (YF3) dengan kalium. 2YF3(s) + 3 Ca(s) → 2Y(s) + 3CaF2(s) 5. Sifat Fisika o
Densitas : 4,5 g/cm3
o
Titik leleh : 1796,2 K
o
Titik didih : 3537 K
o
Bentuk (25°C) : padat
o
Warna : perak
o
Massa jenis cair pada titik lebur : 4.24 g/cm³
o
Kalor peleburan : 11.42 kJ/mol Kalor penguapan : 365 kJ/mol
o
Kapasitas kalor : (25 °C) 26.53 J/(mol·K)
o
6. Sifat Atomik o
Nomor atom : 39
o
Nomor massa : 88,91
o
Konfigurasi elektron : [Kr] 4d1 5s2
o
Volume atom : 19,8 cm3/mol
o
Afinitas elektron : 29,6 kJ/mol Keelektronegatifitasan : 1,22
o
Energi ionisasi : - pertama : 615,6 kJ/mol
o
- kedua : 1181 kJ/mol - ketiga : 1979,9 kJ/mol o
o
o
Bilangan oksidasi utama : +3 Bilangan oksidasi lainnya : +2 Bentuk Struktur : Hexagonal Unit Cell Pada keadaan padat Yttrium mempunyai struktur kristal hexagonal.
7. Sifat Kimia
Sifat kimia dari Yttrium adalah: o Reaksi dengan air Ketika dipanaskan maka logam Yttrium akan larut dalam air membentuk larutan yang terdiri dari ion Y (III) dan gas hidrogen : 2Y(s) + 6H2O(aq) → 2Y3+(aq) + 6OH-(aq) + 3H2(g) o Reaksi dengan oksigen Pada reaksi dengan udara atau pembakaran secara cepat maka akan membentuk Yttrium (III) oksida 4Y(s) + 3O2(g) → 2Y2O3(s) o Reaksi dengan halogen Yttrium sangat reaktif ketika bereaksi dengan semua unsur halogen membentuk trihalida 2Y(s) + 3F2(g) → 2YF3(s) 2Y(s) + 3Cl2(g) → 2YCl3(s) 2Y(s) + 3Br2(g) → 2YBr3(s) 2Y(s) + 3I2(g) → 2YI3(s) o Reaksi dengan asam Yttrium mudah larut dalam asam klorida untuk membentuk larutan yang
mengandung ion Y (III) dan gas hidrogen 2Y(s) + 6HCl(aq) → 2Y3+(aq) + 6Cl-(aq) + 3H2(g) 8. Kegunaan
Senyawa Yttrium biasanya ditemukan dalam bentuk senyawa
Yttrium Allumunium garnet Y3Al5O12 senyawa ini digunakan sebagai laser selain itu untuk perhiasan yaitu stimulan pada berlian. Yttrium (III) Oksida Y2O3 senyawa ini digunakan untuk membuat YVO4 ( Eu + Y2O3) di mana phosphor Eu memberikan warna merah pada tube TV berwarna. Yttrium oksida juga digunakan untuk membuat YttriumIron-garnet yang dimanfaatkan pada microwave supaya efektif.
Selain itu Yttrium juga digunakan untuk meningkatkan kekuatan pada logam alumunium dan alloy magnesium. Penambahan Yttrium pada besi membuatnya mempunyai efektifitas dalam bekerja.
9. Contoh senyawa
Kompleks yang bisa dibentuk yttrium misalnya: [YCl6]3- : heksakloroyttrium(III) kompleks tersebut merupakan kompleks bermuatan negatif [Y(Cl)6]3Y = [Kr] 4d1 5s2 Y3+ = 4d0
d
0
Warna kompleks : tidak berwarna Sifat kemagnetan : diamagnetik
B.
ZIRKONIUM
Zirkonium adalah logam putih keabuan yang jarang dijumpai di alam bebas. Ia memiliki lambang kimia Zr, nomor atom 40, massa atom relatif 91,224. Zr ditemukan oleh kimiawan Jerman, Martin Heinrich Klaproth, yang pertama kali memisahkan oksida dari mineral zirkon pada tahun1789. Bubuk logam zirkon pertama diproduksi pada tahun 1824 oleh kimiawan Swedia, Jons J. Berzelius. Zirkonium (Zr) paling sering ditemukan dan diekstraksi dari zirkonium silikat dan mineral baddeleyite oksida. Zr mulai digunakan sejak tahun 1940-an, aplikasi yang paling signifikan dipakai adalah pada reaktor nuklir. Zr merupakan unsur ke19 paling berlimpah di kerak bumi (lebih banyak dari tembaga dan timah). 1. Sejarah
(Persia: zargun, seperti emas). Nama zirkon kemungkinan berasal dari bahasa Persia zargun yang memberikan deskripsi warna batu permata yang sekarang dikenal sebagai zircon, jargon,
hyacinth,
atauligure. Mineral ini, dalam
berbagai variasinya disebut juga dalam Injil. Mineral tidak diketahui mengandung elemen baru sampai Klaproth, pada tahun 1789, menganalisa jargon dari pulau Ceylon dan menemukan bahan baru yang dia namakan Zirkonertz (zirconia), tetapi Werner namakan zircon ( silex circonius ). Logam ini dalam bentuknya yang tidak murni pertama kali diisolasi oleh Berzelius di tahun 1824 dengan memanaskan campuran potasium dan potasium zirkonium fluorida dalam proses dekomposisi yang mereka kembangkan. 2. Sumber
Zirkonium banyak terdapat dalam kerak bumi. Unsur ini sangat reaktif sehingga tidak dapat ditemukan dalam senyawa murni. Zirconium juga ditemukan di meteor, matahari, dan batuan di bulan. Zirkonium ditemukan di alam dalam bentuk oksidanya seperti ZrO 2, ZrSiO4. 3. Isotop
Zirkonium alami mengandung lima isotop. Lima belas isotop lainnya juga
diketahui keberadaannya. Bijih utama zirkon dan ZrSiO 4 adalah ZrO2 dalam bentuk kristal yang mengandung hafnium sebesar sekitar 1%. Zirkonium juga muncul dalam 30 spesies mineral lainnya. Zirkonium diproduksi secara komersil dengan mereduksi klorida dengan magnesium (proses Kroll) dan dengan cara-cara lain. Unsur ini merupakan logam putih keabu-abuan yang terang. Ketika dibelah, logam ini dapat terbakar di udara secara spontan, terutama pada suhu yang tinggi. Logam padat unsur ini lebih susah untuk terbakar. Tingkat keracunan senyawa zirkonium sangat rendah. Hafnium ditemukan pada bijih zirkonium dan memisahkannya sangat sulit. Zirkonium komersil mengandung 1- 3% hafnium. Zirkonium memiliki absoprsi netron cross-section yang rendah, oleh karena itu digunakan untuk aplikasi energi nuklir. Pusat pembangkit listrik nuklir sekarang ini mengkonsumsi 90% logam zirkonium. Reaktor-reaktor nuklir komersil yang sekarang ini dibuat, dapat menggunakan setengah juta kaki pipa campuran logam zirkonium. Isotop iso 88
89
90
Zr Zr
Zr 91 Zr 92 Zr 93 Zr 94 Zr 96 Zr
NA
syn syn
51.45% 11.22% 17.15% syn 17.38% 2.8%
waktu paruh
83.4 d
DM
ε γ ε 78.4 h β+ γ Zr stabil dengan 50 neutron Zr stabil dengan 51 neutron Zr stabil dengan 52 neutron 1.53×10 6y βZr stabil dengan 54 neutron β-β>3.9×1020y
DE(MeV)
DP
0.392D 0.902 0.909D
88
0.060
93
?
Y
89
Y 89 Y -
Nb
96
Mo
4. Isolasi
Logam zirconium tidak murni diproduksi pertama kali pada tahun 1824 oleh Berzelius, tetapi dalam logam ini masih banyak kandungan O 2 dan N2. Prinsip
proses yang digunakan untuk proses pembuatan zirconium : 1. ProsesKroll, meliputi reduksi dari uap tethrachloride (ZrCl 4) dari leburan magnesium. 2. Proses hot wire, meliputi dekomposisi dari iodide. 3. Elektrolisis dari double potassium florideyang dilarutkan dari lelehan garam. Proses Ekstraksi Zirkonium terdiri dari : 1. Klorinasi Zirkon Klorinasi Zirkon dilakukan dengan mengubah zirkon ke dalam bentuk zirkonium karbida dengan menggunakan graphite pada graphite lined arc furnace dengan temperatur proses 1800
0
C: ZrSiO4 + 4C → ZrC + SiO + 3CO
Silicon monoxide
menguap pada temperatur 1800°C. Setelah itu ZrC
diubah menjadi ZrCl dengan cara klorinasi pada temperatur 500°C : ZrC+ 2Cl2→ ZrCl4+ C Pada perkembangannya, Zirkon dan karbon dicampurkan dan diklorinasi pada temperatur 12000C dan menghasilkan ZrCl, pada satu proses saja. ZrSiO4+ 4C + 4Cl 2 → ZrCl4+ SiCl4+ 4CO 2. Alkali Fusion Alkali Fusion dikembangkan oleh Ames
Laboratory of the U.S.Atomic
Energy Commission..
Proses ini cocok untuk memisahkan hafnium dari zirkonium dengan menggunakan solvent extraction dari suatu larutan aqueous.
Tahapan proses alkali fusion : •
Pasir zirkon dengan fraksi 1 sampai 1.5 kali berat
sodium hydroxide
dicampurkan. Campuran ini dipanaskan pada suatu
furnace
pada
temperatur 565°C. •
Sodium
hydroxide
meleleh pada temperature 318 OC dan pada
temperature lebih tinggi sodium hydroksida akan bereaksi dengan pasir zircon 4NaOH + ZrSiO4 →Na2ZrO3+ Na2SiO3+ 2H2O
•
Steam
kemudian dilarutkan sehingga campuran menjadi berfasa
dan berubah menjadi mencapai 5300C. Setelah pendinginan,
•
leaching
viscous
fragile-poroussolid
(―frit‖) saat temperatur
fragile-porous solid
dipecah dan dilakukan
menggunakan air, dimana terjadi ekstraksi Na 2SiO3. Residu
kemudian di-leaching menggunakan asam yang melarutkan Na 2ZrO3. 3. Fluosilicate Fusion Digunakan di Uni Soviet untuk menghasilkan feed pada separasi hafnium dari zirkonium dengan fractional crystallization dari K2MF6. Tahapan proses Fluosilicate Fusion : •
Zirkon dihancurkan sampai ukuran 200 mesh dan dicampur dengan potassium flousilicate dan potassium klorida.
•
Campuran tersebut disinter dalam sebuah
rotary furnace
pada
temperatur 650 dan 700 0C. Reaksi yang terjadi adalah: ZrSiO4+ K2SiF6 → K2ZrF6+ 2SiO2 •
Produk hasil proses sinter tersebut didinginkan dan dihancurkan sampai berukuran 100 mesh dan dilakukan proses temperatur 85°C dengan HCl 1%.
•
Hasilnyadi
filter
leaching
pada
pada temperature 80°C lalu didinginkan agar
terbentuk kristal K2ZrF6 (sertaK2HfF6) yang kemudian disaring dan dicuci dengan air. 5. Sifat Fisika
•
Logam zirkonium seperti halnya logam titanium bersifat keras dan tahan korosi (TD 18550C)
•
Terbakar di udara pada temperatur tinggi,
•
Bereaksi lebih cepat dengan nitrogen dan oksigen membentuk nitrida, oksida dan oksida nitrida (Zr 2ON2).
•
Logamnya berwarna putih keabu-abuan.
6. Sifat Kimia
•
Pada suhu kamar logam ini sulit untuk bereaksi, tetapi sebaliknya pada
suhu tinggi sangat reaktif dengan unsure non logam maupun unsur logam lainnya. • •
Zirconium memiliki dua bentuk yaitu padat berupa kristal dan serbuk. Logam ini tahan korosi dalam asam biasa, alkali dan larutan garam dapat larut dengan asam florida.
Reaksi-reaksi Zirkonium :
Reaksi dengan Air Zirkonium tidak bereaksi dengan air pada keadaan di bawah normal.
Reaksi dengan Udara Zr (s) + O2 (g) → ZrO2 (s)
Reaksi dengan Halogen Zirkonium bereaksi dengan Halogen membentuk Zirkonium (IV) Halida. Zr (s) + 2F2 (g) → ZrF4 (s) Zr (s) + 2Cl2 (g) → ZrCl4 (s) Zr (s) +2Br2 (g) → ZrBr 4 (s) Zr (s) + 2I2 (g) → ZrI4 (s)
Reaksi dengan Asam Hanya terdapat sedikit kemungkinan logam Zirkonium bereaksi dengan asam. Zirkonium tidak dapat bercampur dengan asam hidrofluorik, HF, membentuk kompleks fluoro.
7. Bilangan Koordinasi BILOKS
Zr0
BILANGAN
STRUKTUR
KOORDINASI
GEOMETRI
6
Oktahedral
[Zr(bipy) 3]
Zr1
Membentuk
Zr2+
dengan struktur cluster
Zr3+
6
Oktahedral
CONTOH
kompleks
ZrCl3 , ZrBr3
Zr4+
4
Tetrahedral
ZrCl4, Zr(CH2C6H5)4
6
Oktahedral
Li2ZrF6 , ZrCl62-
7
Pentagonal
Na3ZrF7
8
Dodekahedral
[Zr(C2O4)4]4-
8. Kegunaan
•
Zr banyak digunakan dalam reaktor nuklir sebagai air-cooled.
•
Zirkonium digunakan dalam industri baja untuk menghilangkan nitrogen dan belerang dari besi, sehingga dapat meningkatkan kualitas dari baja.
•
Zr ditambahkan ke besi untuk menciptakan sebuah paduan yang dapat meningkatkan machinability , ketangguhan, dan keuletan.
•
Zirkonium
Foil
digunakan untuk
ignition-flash
material pada
photographybulb.
•
Sponged Zirkonium banyak digunakan pada industri militer.
•
Zirkonium dan paduannya dengan Al, Fe, Ti, atau V digunakan pada vacuum tube,
pada pipa gas dan pada ultra -high-purity
environment
diindustri semikonduktor. •
Zirkonium powder merupakan sumber panas pada alat peledak dan alat pembakar untuk berbagai kegunaan, termasuk untuk automotive airbag inflator .
•
Zirkonium juga digunakan untuk konstruksi reaktor kimia dimana ketahanan korosi sangat dibutuhkan.
9. Contoh Senyawa
Contoh kompleks yang dapat dibentuk oleh unsur Zr, yaitu : [Zr(CH3)6]2- : heksaaminasirkon(2-)
kompleks tersebut termasuk kompleks bermuatan negatif. [Zr(CH3)6]2Zr = [Kr] 4d2 5s2 Zr4+ = 4d0
d0 warna kompleks : tidak berwarna sifat kemagnetan : diamagnetik
C.
NIOBIUM
Niobium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Nb dan nomor atom 41. 1. Sejarah
Ditemukan pada tahun 1801 oleh Hatchett dari bijih yang dikirim ke Inggris. Logam ini dimurnikan pertama kali pada tahun 1864 oleh Bloomstrand, yang mereduksi garam niobium klorida dengan proses pemanasan dengan menggunakan hidrogen dari atmosfer. Nama niobium diambil oleh IUPAC pada tahun 1950 setelah diperdebatkan selama 100 tahun. Banyak komunitas asosiasi ahli kimia terkemuka maupun milik pemerintah yang mengacu pada logam ini dengan nama niobium, kecuali satu perusahaan komersial terkemuka di Amerika Serikat yang menyebutnya sebagai kolumbium. 2. Sumber
Unsur ini ditemukan dalam mineral niobit (atau kolumbit), niobit-tantalit, paroklor dan euksenit. Niobium dengan kadar tinggi ditemukan bergabung bersama karbonatit (batuan karbon-silikat), sebagai salah satu komponen penyusun paroklor. Bijih kaya niobium ditemukan di daerah Kanada, Brazil, Nigeria, Zaire, dan di Rusia. 3. Isolasi
Niobium dapat diekstraksi dari bijih dengan menggabungkan bijih dengan alkali, dan kemudian campuran diekstraksi dan menghasilkan asam fluorida (HF). Niobium tetap dalam larutan HF. Pengasaman larutan HF diikuti oleh ekstraksi lebih lanjut dengan Metil Isobutil Keton dan memberikan suatu larutan organik yang mengandung niobium.
4. Isotop Isotop iso
NA
waktu paruh
91m
Nb 91 Nb 92 Nb
syn syn syn
60.86 d 6.8×102 y 10.15 d
92
syn
Nb
93m
Nb 93 Nb 94 Nb
95m
Nb 95 Nb
syn 100% syn syn syn
DM
DE (MeV)
IT 0.104e ε ε γ 0.934 ε 3.47×10 7y 0.561, 0.934 γ 16.13 y IT 0.031e Nb stabil dengan 52 neutron β2.03×10 4 y 0.471 γ 0.702, 0.871 3.61 d IT 0.235 β34.991 d 0.159 γ 0.765
5. Sifat Fisik
Simbol : Nb Radius Atom : 1.46 Å Volume Atom : 10.8 cm3 /mol Massa Atom : 92.9064 Titik Didih : 5015 K Radius Kovalensi : 1.34 Å Struktur Kristal : bcc Massa Jenis : 8.57 g/cm3 Konduktivitas Listrik : 6.6 x 10 6 ohm-1cm-1 Elektronegativitas : 1.6 Konfigurasi Elektron : [Kr]4d4 5s1 Formasi Entalpi : 26.9 kJ/mol Konduktivitas Panas : 53.7 Wm -1K-1
DP 91
Nb 91 Zr 92 Zr 92 Zr 93 Nb 94
Mo 95 Nb 95 Mo -
Potensial Ionisasi : 6.88 V Titik Lebur : 2742 K Bilangan Oksidasi : 5,3 Kapasitas Panas : 0.265 Jg -1K-1 Entalpi Penguapan : 690.1 kJ/mol 6. Sifat Kimia
• Dapat larut dalam campuran HNO3-HF. • Bereaksi lambat dengan leburan NaOH. • Reaksi dengan O 2
Nb + O2 → NbO2 •
Reaksi dengan halogen Nb bereaksi dengan halogen pada suhu yang tinggi untuk membentuk Nb(V)halida
•
Reaksi dengan udara dan air Nb tidak bereaksi dengan air dan udara pada kondisi normal, karena permukaan logamnya telah dilapisi oleh lapisan oksida.
7. Bilangan Oksidasi Biloks
Bilangan
Struktur Geometri
Contoh
Koordinasi 1-
6
Oktahedral
[NbCO6]
1
7
Π - Kompleks
(C5H5)Nb(CO)4
2
6
Oktahedral
NbO
3
6
Oktahedral
K3NbF7
4
Tetrahedral
ScNbO4
5
Trigonal Bipiramidal
Nb(NR2)5
6
Oktahedral
NaNbO3
Nb Nb Nb Nb
8. Kegunaan
• Niobium digunakan dalam konstruksi pipa • Niobium digunakan dalam pengelasan menstabilkan baja tahan karat.
Ribuan pon niobium telah digunakan dalam sistem aliran udara terbaru, sebagaimana yang digunakan pada program antariksa Gemini. Niobium bersifat superkonduktif ; bahkan magnet superkonduktif telah dibuat dengan kawat Nb-Zr, yang menahan superkonduktivitasnya dalam medan magnet kuat. Penerapan superkonduktif ini memberikan harapan generasi sumber listrik yang baru dalam skala besar. • Niobium juga umum digunakan perhiasan wanita. 9. Contoh Senyawa
NbOCl3 Nb = [Kr] 4d4 5s1 Nb5+ = [Kr] 4d0 5s0
d0 warna kompleks : tidak berwarna sifat kemagnetan : diamagnetik
D. Molybdenum (Mo)
Sejarah Molibdenum adalah salah satu logam pertama yang ditemukan oleh para ahli kimia modern. Ditemukan pada tahun 1778 oleh kimiawan Swedia Carl Wilhelm
Scheele.
Molibdenum
adalah
logam
transisi,
sehingga
menempatkannya di tengah-tengah tabel periodik, dengan nomor atom 42. Tabel periodik itu sendiri adalah suatu bagan yang menunjukkan bagaimana unsur-unsur kimia yang terkait antara satu dengan yang lain. Molibdenum bersifat keras, seperti logam perak dengan titik leleh sangat tinggi. Molibdenum biasanya digunakan untuk menjadi campuran dengan logam lain. Campuran sendiri akan memiliki sifat berbeda dari unsur logam yang pertama,
Sumber Molibdenum tidak ditemui di alam bebas. Sebaliknya, walaupun ia masih
menjadi bagian dari suatu senyawa. Selain molybdenite, biasanya Molibdenum terjadi sebagai mineral wulfenite (PbMo0 4) dan Powellite (CaMoO4). Dapat ditemukan di kerak bumi yang diperkirakan sekitar 1 hingga 1,5 bagian per juta. Sekitar dua-pertiga dari semua Molibdenum di dunia berasal dari Kanada, Chili, Cina, dan Amerika Serikat. Di Amerika Serikat, bijih Molibdenum ditemukan terutama di Alaska, Colorado, Idaho, Nevada, New Mexico, dan Utah.
Sifat Fisik o
Warna
: Putih perak
o
Fasa
: Solid
o
o
Massa Atom Rata-rata : 95,94 Konduktivitas Listrik : 0,187 106/cm Ω
o
Thermal Kepadatan
: 1,38 W / cmK : 10.22g/cc @ 300K
o
Massal
: 261.2/GPa
o
Kekakuan
: 125.6/GPa
o
o
Modulus elastik Youngs : 324.8/Gpa — Entalpi atomisasi : 653 kJ / mol @ 25 ° C
— Entalpi Fusion
: 27,61 kJ / mol
— Entalpi Penguapan : 594,1 kJ / mol — Skala Kekerasan o
Brinell
: 1500 m MN -2
o
Mohs
: 5,5
o
Vickers
: 1530 MN m-2
— Panas Penguapan
: 598kJ/mol
— Titik Leleh
: 2890K 2617 °C 4743 °F
— Molar Volume
: 9,41 cm3/mole — Bentuk (pada 20 ° C & 1atm): Solid — Spesifik Panas — Tekanan Uap
: 0.25J/gK : 3.47Pa @ 2617 ° C
Sifat Kimia — Kesetimbangan Elektrokimia — Elektron Fungsi Kerja — Elektronegativitas
: 0.8949g/amp-h : 4.6 eV : 2.16 (Pauling); 1.3
(Rochow
Allrod) — Energi Ionisasi
o
Pertama Kedua
: 7,099 : 16,461
o
Ketiga
: 27,16
o
— Potensi Elektron Valensi (-eV)
: 88,6
— Tidak bereaksi dengan oksigen atau air pada suhu ruang — Tahan korosi pada suhu biasa. — Molibdenum oksida (MoO3) larut dalam air, membentuk garam
molibdat.
Isolasi Logam Molibdenum murni dapat diperoleh dari Molibdenum trioksida (MoO3) dalam berbagai cara. Molibdenit ini pertama dipanaskan sampai suhu 700 ° C (1292 ° F) dan sulfida yang teroksidasi menjadi oksida (VI) molibdenum melalui udara:
2MoS2 + 7O2 → 2MoO3 + 4SO2 Bijih teroksidasi kemudian dipanaskan sampai 1.100 ° C (2010 ° F) untuk menghaluskan oksida, atau pencucian dengan amonia yang kemudian bereaksi dengan oksida (VI) molibdenum untuk membentuk molybdate yang larut dalam air: MoO3 → NH4OH + 2(NH4) 2(MoO4) + H2O Tembaga merupakan pengotor yang kurang larut dalam amonia sehingga digunakan hidrogen sulfida untuk mengendapkannya.
Kegunaan Molibdenum terutama banyak digunakan di industri, diantaranya adalah:
o Baja, o Pesawat, o Rudal, o Filamen di pemanas listrik, o Pelumas, o Lapisan pelindung pelat boiler, o Pigmen, o dan katalis. Sekitar 75 persen dari Molibdenum yang digunakan di Amerika Serikat pada tahun 1996 dijadikan campuran untuk baja dan besi. Hampir setengah dari campuran ini digunakan untuk membuat stainless dan baja tahan panas. Hasilnya dapat digunakan dalam pesawat terbang, pesawat ruang angkasa, dan rudal bagian. Penggunaan penting lainnya adalah campuran Molibdenum dalam produksi alat-alat khusus, seperti: busi, shaft baling-baling, senapan barel, peralatan listrik digunakan pada temperatur tinggi, dan boiler pelat. Penggunaan penting lainnya adalah sebagai katalis Molibdenum. Katalis adalah zat yang digunakan untuk mempercepat atau memperlambat suatu reaksi kimia. Katalis tidak mengalami perubahan wujud selama reaksi. Katalis Molibdenum digunakan dalam berbagai operasi kimia, dalam industri minyak bumi, dan dalam produksi polimer dan plastik.
Molibdenum digunakan pada alloy tertentu yang berbasis nikel, seperti Hastelloy ®, yang mana tahan panas dan tahan korosi bahan kimia. Molibdenum mengoksidasi pada suhu yang meningkat. Penerapan terbaru molibdenum adalah sebagai elektroda untuk tungku pembakaran kaca yang dipanaskan dengan listrik. Molibdenum juga digunakan dalam nuklir, dan dalam pembuatan suku cadang rudal dan pesawat terbang. Molibdenum merupakan katalis penting dalam pemurnian minyak bumi. Juga diterapkan sebagai bahan filamen dalam dunia elektronik. Molibdenum adalah unsur esensial dalam jumlah sedikit yang dibutuhkan oleh tanaman; beberapa daerah tandus karena kekurangan unsur ini dalam tanah. Molibdenum sulfida adalah pelumas yang sangat berguna, khususnya pada suhu tinggi di mana oli mudah terurai. Hampir semua baja yang sangat kuat, dengan minimum daya tampung 300.000 psi mengandung molibdenum sejumlah 0.25 hingga 8%. Secara biologis, molibdenum sebagai unsur penting dalam pengikatan nitrogen dan proses metabolisme lainnya.
Reaksi – reaksi o
Reaksi dengan air Tidak bereaksi dengan air pada suhu ruangan
o
Reaksi dengan oksigen
Tidak bereaksi dengan oksigen pada suhu ruangan/normal. Pada temperature tinggi membentuk Molibdenum (VI) trioxide. 2Mo(s) + 3O2(g) → 2MoO3(S) o
Reaksi dengan halogen
Pada temperatur ruangan Mo breaksi dengan fluorine membentuk Molibdenum(VI) fluoride. Mo(S) + 3F2(g) → MoF6(l)
Persenyawaan Kompleks yang bisa dibentuk mlobidium misalnya: [Mo(CO)6]
kompleks tersebut merupakan kompleks bermuatan netral. [Mo(CO)6]
Mo = [Kr] 4d5 5s1
Mo = 4d5
Konfigurasi electron : Ion Mo (dasar) 4d5
5s
5p
4d5
5s
5p
Ion Mo (eksitasi)
Ion Mo (hibridisasi) d2sp3 ion
Mo
dalam
[Mo(CO)6] 6 PEB dari 6 ligan CO
E. Teknesium (Tc)
Sejarah
Semula diduga unsure dengan nmor 43 ini merupakan dasar dari tabel periodic. Hal ini baru diketahui salah pada tahun 1925. Saat itu teknesium dikenal sebagai masurium. Unsure ini sebenarnya dtemukan oleh Perrier dan Segre pada tahun 1937 di Itali. Teknesium juga ditemukan bersamaan dalam sampel molybdenum yang dikirim oleh E.Lawrence, yang ditembak dengan deutrondalam siklotrn Berkeley. Teknesium adalah unsure pertama yang dihasilkan secara buatan. Sejak penemuan Teknesium, semua penelitian tentang unsure yang berkaitan dengan bumi terus dilakukan.
Sumber Logam dan senyawa teknesium jarang ditemukan di alam. Kebanyakan
diperoleh dari radiasi kosmik yang sangat kuat dari Mo (molybdenum), Nb (niobium), Ru (Ruthenium) atau melalui pemecahan spontan dari uranium. Semua isotop teknesium bersifat radioaktif.
Sifat fisika energi ionisasi pertama: 702,4 kJ mol -1 energi ionisasi III: 2850,2 kJ mol -1 energi ionisasi kedua: 1472,4 kJ mol -1 Afinitas elektron: 53 kJ mol -1 Elektronegativitas (Skala Pauling): 1,9 Titik lebur: 2433 K (2160 o C) Titik didih: 4533 K (4260 o C)
Sifat Kimia Teknesium berwarna abu-abu keperakan Teknesium larut dalam asam nitrat dan asam sulfat pekat, namun tidak larut
dalam asam klorida. Superkonduktor yang sangat baik pada temperatur 11 K
Isolasi
Pada tahun 1962, Teknesium-99 diisolasi dan diidentifikasi dari bijih kaya uranium Afrika, hanya dalam hitungan menit, sebagai hasil reaksi fisi spontan Uranium-238 oleh B.T Kenna dan P.K Kuroda. Jika Teknesium ditemukan dalam spectrum bintang tipe S, M, dan N, dan keberadaanya dalam spectrum bintang mengarah pada teori baru yakni produksi unsure berat di bintang bintang.
Kegunaan Teknesium dapat mencegah korosi dan stabil dalam melawan aktivitas
neutron, sehingga dapat digunakan untuk membangun reactor nuklir.Isotop Tc99m digunakan untuk memberikan sumber radiasi/terapi dengan memancarkan sinar gamma murni dalam pengobatan karena dapat mendeteksi tumor di organ hati, otak, tiroid dan limpa. Campuran antara Tc-99m dan senyawa timah dapat menjepit sel darah merah yang selanjutnya dapat digunakan untuk memetakkan gangguan sirkulatori.Isotop teknesium-99m digunakan untuk kalibrasi peralatan.
Reaksi – reaksi Reaksi dengan air Teknesium tidak beraksi dengan air o
o
Reaksi dengan udara
Teknesium dalam bentuk bubuk dan sponge lebih reaktif. Ketika dibakar dengan oksigen menghasilkan teknesium (VII) oksida sesuai reaksi : 4Tc(s) + 7O2 (g) → 2Tc2O7(s) Reaksi dengan halogen Teknesium direaksikan dengan fluorin menghasilkan campuran teknesium o
(VI) fluoride, sesuai reaksi : Tc(s) + F2 (g) → TcF6 (s) 2Tc(s) + 7F2 (g) → 2TcF7(s)
F.
Ruthenium (Ru)
Sejarah
Ahli kimia Jędrzej Śniadecki asal Polandia, mengisolasi elemen 44 (yang ia sebut "vestium") dari bijih platina pada tahun 1807. Ia menerbitkan penemuannya dalam bahasa Polandia di artikel "o Rosprawa nowym metallu w surowey platynie odkrytym" tahun 1808. Karyanya tidak pernah dikonfirmasi. Jöns Berzelius dan Gottfried Osann hampir menemukan rutenium pada tahun 1827. Mereka memeriksa residu yang tersisa setelah melarutkan platinum mentah dari Pegunungan Ural di aqua regia . Berzelius tidak menemukan logam biasa, tapi Osann pikir dia menemukan tiga logam baru, pluranium, rutenium dan polinium. Perbedaan ini menyebabkan kontroversi lama antara Berzelius dan Osann tentang komposisi residu. Pada tahun 1844, ilmuwan Rusia Karl Klaus menunjukkan bahwa senyawa yang disiapkan oleh Gottfried Osann terkandung sejumlah kecil rutenium, yang Klaus ditemukan tahun yang sama. Klaus mengisolasi rutenium dari residu platinum produksi rubel ketika ia bekerja di Kazan Universitas , Kazan . Klaus menunjukkan bahwa oksida rutenium mengandung logam baru dan memperoleh 6 gram rutenium dari bagian dari platinum mentah yang tidak larut dalam aqua regia. Nama ini berasal dari Ruthenia, kata Latin untuk 'Rus , sebuah wilayah yang mencakup sejarah masa kini barat Rusia , Ukraina , Belarus , dan bagian dari Slovakia dan Polandia . Karl Klaus menggunakan nama yang diusulkan oleh Gottfried Osann pada tahun 1828. Dia memilih nama elemen untuk menghormati birthland, karena ia dilahirkan di Tartu , Estonia , yang pada waktu itu bagian dari Kekaisaran Rusia .
Sifat fisika Berat atom: 101,07 Kerapatan 293 K: 12,2 g / cm 3 Atom Volume: 8.3 cm 3 / mol Jari-jari atom: 134 pm
Titik lebur: 2603 K (2330 o C) Titik didih: 4423 K (4150 o C)
Sifat Kimia Ruthenium bersifat keras, logam keperakan-putih, mengkilap. Logam ini
bereaksi dengan alkali cair dan halogen.
Isolasi Unsur ini tersedia secara komersial. Unsur ini tidak dibuat di laboratorium
karena tersedia secara komersil. Dalam industri ruthenium diekstrasi dari bijih yang dicampur dengan logam lain seperti rhodium, palladium, perak, platinum, dan emas. Kadang-kadang ekstraksi dari logam mulia seperti iridium, platinum, rhodium, dan paladium adalah unsur utama dari operasi industri sedangkan rutheniumnya sendiri adalah sebuah produk sampingan.
Kegunaan Karena kemampuannya untuk mengeraskan platinum dan paladium,
rutenium digunakan dalam paduan platina dan paladium untuk membuat kontak listrik tahan aus. Pada aplikasi ini, hanya film berlapis tipis yang digunakan. Karena biaya yang lebih rendah dan sifat yang mirip dibandingkan dengan rhodium, penggunaan sebagai bahan pelapisan untuk kontak listrik adalah salah satu aplikasi utama. Lapisan tipis yang baik mengenakan oleh elektroplating atau sputtering. Rutenium dioksida dan timah dan bismut ruthenates digunakan dalam chip resistor film tebal. Kedua aplikasi elektronik account untuk 50% dari konsumsi ruthenium. Hanya ada beberapa paduan digunakan selain dengan unsur logam platinum. Rutenium selalu digunakan dalam jumlah kecil untuk campuran yang digunakan untuk memperbaiki sifat tertentu dari campuran. Salah satu contoh adalah penggunaan sejumlah kecil rutenium untuk meningkatkan stabilitas emas di perhiasan. Efek menguntungkan pada ketahanan korosi titanium campuran menyebabkan perkembangan dari campuran khusus yang berisi 0,1 rutenium%. Rutenium juga digunakan dalam beberapa suhu tinggi maju kristal tunggal
superalloy , dengan aplikasi termasuk pisau turbin dalam mesin jet . Beberapa komposisi nikel superalloy berbasis dijelaskan dalam literatur. Diantaranya adalah EPM-102 (dengan Ru 3%) dan TMS-162 (dengan Ru 6%), baik 6% yang mengandung renium , serta TMS-138 dan TMS-174. Fountain pena biji sering berujung dengan paduan mengandung ruthenium. Dari 1944 dan seterusnya, yang terkenal Parker 51 pulpen yang dilengkapi dengan pena "RU", sebuah pena emas 14K berujung dengan rutenium 96,2% dan 3,8% iridium.
Reaksi – reaksi Reaksi dengan udara Ru(s) + O2(g) → RuO2(s)
Reaksi dengan halogen
Ru(s) + 3F2(g) → RuO2(s)
warna coklat tua
Ru(s) + Cl2(g) ← RuCl3(s)
warna coklat tua
Persenyawaan Kompleks yang bisa dibentuk ruthenium misalnya: Triaminatriiodorutenium(III) kompleks tersebut merupakan kompleks bermuatan netral. [Ru(NH3)3I3]
[Ru(NH3)3I3] Ru = [Kr] 4d7 5s1 Ru3+ = 4d5
d5 konfigurasi electron : ion Ru4+ (dasar) 4d5
5s
5p
Ion Ru4+ (eksitasi) 4d5
5s
5p
Ion Ru4+ (hibridisasi) d2sp3 ion
Ru4+
dalam
[Ru(NH3)3I3] 6 PEB dari ligan NH3
G. Rhodium
Rhodium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Rh dan nomor atom 45. 1. Sejarah
Ditemukan oleh Williams H.W di inggris tahun 1803 dan dinamakan sesuai dengan warna yang diperoleh dari larutan asam berair garam logamnya, rhodium berasal dari kata rodon yang berarti mawar. 2. Isolasi
Logam ini biasanya tidak dibuat di laboratorium karna sudah tersedia secara komersial. Ekstraksi industri rhodium dicampur dengan logam lain seperti palladium, perak, platinum, dan emas. Kadang-kadang ekstraksi dari logam mulia seperti rhodium,platinum dan paladium adalah unsur utama dari operasi industri sedangkan paladiumnya sendiri adalah sebuah produk sampingan. 3. Sifat Fisik
-
Jari-jari atom: 134 pm
-
Ion radius (1 + ion): pm
-
Radius ion (2 + ion): pm
-
Ion radius (3 + ion): 80,5 pm Daya konduksi Thermal konduktivitas: 150 W m -1 K -1
-
Konduktivitas listrik: 23 x 10 6 S m -1
4. Sifat Kimia
Logam Rh adalah logam yang paling putih diantara logam platinum dan tidak bisa kusam (teroksidasi) pada tekanan dibawah normal. Permukaan rhodium biasanya dilapisi dengan suatu lapisan tipis yang sangat keras dari rhodium oksida (RhO2). Rhodium tidak dapat dilarutkan dalam suasana asam, termasuk dalam air raja campuran (3:1 HCl dengan HNO3).
5. Kegunaan
-
Rhodium
digunakan
sebagai
campuran
untuk
-
meningkatkan ketahanan korosi platinum dan paladium Digunakan sebagai bahan kontak listrik
-
Digunakan dalam perhiasan dan dekorasi.
-
Rh hitam untuk porselin
pengerasan
dan
6. Reaksi-reaksi
Rhodium tidak dapat dilarutkan dalam suasana asam, termasuk dalam air raja campuran (3:1 HCl dengan HNO 3). 7. Contoh Senyawa
Kompleks yang bisa dibentuk rhodium misalnya: [RhCl 6]3- : ion heksaklororhodium(III), kompleks tersebut merupakan kompleks bermuatan negatif. [Rh(Cl)6]3Rh = [Kr] 4d8 5s1 Rh3+ = [Kr] 4d6
Konfigurasi elektron: Ion Rh3+ (dasar)
Ion Rh3+ (eksitasi)
Ion Rh3+ (hibridisasi)
Ion Rh3+ dalam [Rh(Cl)6]3-
6 PEB dari 6 ligan CO
H. Paladium
Paladium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Pd dan nomor atom 46. 1. Sejarah
Paladium adalah unsur transisi dari golongan II yang termasuk dalam logam platinum. Unsur palladium memiliki nomor atom 46 sehingga konfigurasi elektronnya adalah [Kr]4d10 5s0 . 2. Sumber
Palladium terdapat di alam sebagai logam bebas dan juga campuran dengan emas , platinum , dan logam lainnya. Dalam jumlah kecil dihasilkan dari endapan bijih nikel – tembaga. 3. Isolasi
Unsur ini tidak dibuat di laboratorium karena tersedia secara komersil. Dalam industri paladium diekstrasi dari bijih yang dicampur dengan logam lain seperti platinum dan emas. 4. Sifat Fisik •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Titik lebur: 1828 K (1555 o C) Titik didih: 3233 K (2960 o C) Energi kapasitas panas spesifik: 0,24 J g -1 K -1 Panas atomisasi: 378 kJ mol -1 Panas fusi: 17,60 kJ mol -1 Panas penguapan: 357,0 kJ mol -1 1 energi ionisasi pertama: 804,7 kJ mol -1 2 energi ionisasi kedua: 1894 kJ mol -1 3 energi ionisasi III: 3177,2 kJ mol -1 Afinitas elektron: 53,7 kJ mol -1
5. Sifat Kimia •
•
Palladium merupakan logam putih keperakan. Logam ini sangat tahan terhadap korosi di udara dan tindakan asam (kecuali asam nitrat) pada suhu biasa.
•
Palladium mempunyai kapasitas 900 kali lebih besar dibandingkan hidrogen dalam menyerap air. Seperti spons ketika menyerap air.
6. Kegunaan
Logam ini digunakan dalam perhiasan, misalnya dalam emas putih (sebuah paduan emas decolorized dengan penambahan paladium). 7. Reaksi-reaksi Dengan halogen 2+
Pd + Cl
Pd
Pd
2+ 2+
-
PdCl2
-
+I
+ Br
PdI2 -
PdBr2
Dengan sulfur
2+
Pd
2-
+S
PdS
Dengan nitrat
2+
Pd
+ (NO3)2
Pd(NO3)2
8. Contoh Senyawa
Kompleks yang bisa dibentuk palladium misalnya : [Pd(NH 3)4]2+ : ion tetraaminapaladiat(II), kompleks tersebut merupakan kompleks bermuatan positif. [Pd(NH3)4]2+ Pd = [Kr] 4d10 Pd2+ = [Kr] 4d8
Konfigurasi elektron: Ion Pd2+ (dasar)
Ion Pd2+ (eksitasi)
Ion Pd2+ (hibridisasi)
Ion Pd2+ dalam [Pd(NH3)4]2+
I. Perak
Perak adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ag dan nomor atom 47. 1. Sejarah
Penemu dan tempat ditemukannya unsur Ag tidak diketahui namun nama silver berasal dari bahasa anglo- saxon ―siolfur‖ yang berarti solvert, sedangkan simbol Ag berasal dari bahasa latin ―argentum‖ yang berarti ―silver‖ . 2. Sumber
Perak ditemukan dalam bentuk unsur dan juga dalam bentuk bijih seperti argentit (perak sulfida, Ag2S) dan tanduk perak (perak klorida, AgCl). Sumber utama perak tembaga , tembaga-nikel, emas, timah, dan bijih timbal-seng. 3. Isolasi
Silver dapat diperoleh dengan cara mereaksikan logam tembaga dalam larutan perak nitrat, AgNO3 Cu(s) + 2AgNO3(aq) → Cu(NO3)2 + 2Ag(s) 4. Sifat Fisik
-
Titik lebur: 1.235,1 K (961,95 o C)
-
Titik didih: 2428 K (2155 o C) Energi panas khusus kapasitas: 0.235 J g -1 K -1
-
Panas atomisasi: 284 kJ mol -1
-
Panas fusi: 11.30 kJ mol -1
-
Panas penguapan: 250,580 kJ mol -1
-
1 energi ionisasi pertama: 731 kJ mol -1
-
2 energi ionisasi kedua: 2073,5 kJ mol -1 3 energi ionisasi III: 3360,6 kJ mol -1
-
Afinitas elektron: 125,6 kJ mol -1
5. Sifat Kimia
-
Perak adalah lembut, dapat ditempa, logam berkilau.
-
Memiliki konduktivitas listrik tinggi.
6. Reaksi-reaksi
Dengan air -
Tidak dapat bereaksi dengan air murni
Dengan halogen -
Reaksi antara silver dengan halogen dapat membentuk senyawaan sebagai berikut:
-
AgF : Silver(I)fluorida AgCl : Silver(I)klorida
7. Kegunaan
-
Digunakan untuk perhiasan dan perak.
-
Perak digunakan dalam solder, kontak listrik
-
Digunakan Sebagai perhiasan dengan komposisi campuran 92,5% silver dan tembaga serta beberapa logam lainnya.
-
Digunakan dalam produksi kaca.
8. Contoh Senyawa
Kompleks yang bisa dibentuk argentum misalnya:[Ag(CN) 2]- : ion disianoperak(I). [Ag(CN)2]Ag = [Kr] 4d10 5s1 Ag+ = [Kr] 4d10
