Tugas KIMIA ‘’Kelompok 1” XII IPA 4
Nama kelompok : Christina Dwi T.S oIka Sahara C.S oMery Yunita oMaulina Agustia oRuni Nurlita oSaripah Amiarni o
Please be Quite and Attention
Kelimpahan Unsur dan Unsur Alkali (golongan 1)
I.
Kelimpahan Unsur
Unsur-unsur di alam lebih banyak berupa senyawa dibandingkan dalam keadaan bebas sesuai bentuk unsurnya. Unsur gas mulia terdapat dalam bentuk bebas dan unsur gas mulia ditemukan dalam bentuk senyawa alami di alam. Unsur-unsur gas mulia (helium, neon, argon, kripton, xenon, dan radon) termasuk dalam 90 jenis unsur yang terdapat di alam, sedangkan sisanya merupakan unsur buatan seperti plutonium dan amerisium. Beberapa unsur logam dapat ditemukan dalam keadaan bebas maupun dalam bentuk senyawa seperti emas, perak, platina, dan tembaga. Unsur nonlogam juga ada yang dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa seperti oksigen, belerang, nitrogen, dan karbon. Unsur atau senyawa yang banyak terdapat dalam bahanbahan alam disebut mineral. Mineral diolah untuk diambil unsurnya, sehingga dapat digunakan dalam kehidupan seharihari. Tidak semua mineral dilakukan pengolahan, tergantung besarnya kandungan unsur di dalamnya dan tingkat kesukaran proses pengolahannya.
1.1 Tabel Kelimpahan Unsur di Alam
1.2 Berbagai mineral di Indonesia No
Unsur
Mineral
1
Tembaga
Kalkopirit, CuFeS₂, Kalkosit, Cu₂S
2
Besi
Hematit, Fe₃O₄, Magnetit, Pirit, FeS₂, Siderit, FeCO₃
3
Nikel
NiS
4
Emas
Unsur
5
Aluminium
Bauksit, Al₂O₃, NH₂O, Kriolit, Na₃AlF₆
6
Timah
Kasiterit, SnO₂
7
Krom
Kromit, FeO, Cr₂O₃
8
Mangan
Pirolusit, MnO₂, Braunit, Mn₂O₃
9
Seng
Seng Blende, ZnS, Kolamin, ZnCO₃
10
Vanadium
Vanadit, Pb₅(CO₄)₃Cl
A. Identifikasi keberadaan unsur-unsur di Alam Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengidentifikasi keberadaan unsur di alam ini. Diantaranya dengan cara reaksi nyala dan reaksi pengendapan.
1. Reaksi nyala Jika unsur yang akan diidentifikasi berbentuk padatan dan mudah menguap, maka digunakan reaksi nyala. Reaksi ini memberikan hasil berupa warna nyala yang spesifik untuk unsur tertentu. Berikut ini warna reaksi nyala beberapa unsur dari golongan alkali dan alkali tanah. Unsur
Warna reaksi nyala
Unsur
Warna reaksi nyala
Litium
Merah
Berilium
Putih
Natrium
Kuning
Magnesium
Putih
Kalium
Ungu
Kalsium
Merah
Rubidium
Merah
Stronsium
Merah Muda
Cesium
Biru
Barium
Hijau
2. Reaksi Pengendapan Tidak jarang dijumpai unsur dalam jumlah yang sedikit dan bercampur dengan unsur lain. Identifikasinya dengan menambahkan suatu pereaksi untuk mengendapkan kelompok unsur tertentu dan membiarkan kelompok unsur lain tetap dalam larutan. Cara ini dapat dilakukan secara berulang, sehingga setiap kelompok dapat dipisahkan kembali sampai ke bagian yang kecil. pereaksi yang digunakan untuk identifikasi ini harus bersifat selektif untuk unsur tertentu, sehingga dapat mengendapkan unsur yang diduga ada dalam suatu larutan. dengan teknik ini akan diperoleh zat baru yang berbeda dengan zat semula, yang berupa endapan. Perhatikan contoh berikut Kation Al³⁺ direaksikan dengan KOH akan menimbulkan endapan putih hidrofil dari alumunium hidroksida (Al(OH)₃. Al(OH)₃ larut dalam KOH berdasarkan sifat amfoter dari Al(OH)₃ dengan reaksi : Al³⁺(aq) + 3OH⁻(aq) Al(OH)₃(s) + OH⁻(aq)
Al(OH)₃(s) AlO₂⁻(aq) + 2H₂O(l)
II. Unsur Alkali (Golongan 1) Logam alkali adalah kelompok unsur kimia yang mempunyai satu elektron pada kulit luarnya. Dalam sistem periodik unsur terletak pada golongan IA, kecuali hidrogen. Alkali berasal dari bahasa arab kali yang berarti abu. Dinamakan alkali karena dapat membentuk
basa kuat. Logam alkali terdiri atas enam unsuryaitu litium ( Li ), natrium ( Na ), kalium ( K ), rubidium ( Rb ), cesium ( Cs ), dan frasium ( Fr ). Semua unsur pada kelompok ini sangat reaktif sehingga secara alami tak pernah ditemukan dalam bentuk tunggal. Untuk menghambat reaktivitas, unsur-unsur logam alkali harus disimpan dalam medium minyak. Unsur logam alkali tidak terdapat bebas di alam melainkan dalam bentuk senyawanya. Unsur
Sumber Utama
Litium
Spodumen, LiAl(Si2O6)
Natrium
NaCl
Kalium
KCl
Rubidium
Lepidolit, Rb 2(FOH)2Al2(SiO3)3
Cesium
Pollusit, Cs Al Si O .H O
Golongan IA disebut juga logam alkali. Logam alkali melimpah dalam mineral dan terdapat di air laut. Khususnya Na (natrium), di kerak bumi termasuk logam terbanyak keempat setelah Al, Fe, dan Ca. Walaupun keberadaan ion natrium dan kalium telah dikenali sejak lama, sejumlah usaha untuk mengisolasi logam ini dari larutan air garamnya gagal sebab kereaktifannya yang tinggi pada air. Akhirnya Na (natrium) dan juga Kalium (1807) bisa diisolasi dengan mengelektrolisis garam leleh KOH atau NaOH oleh H. Davy di abad ke-19. Kemudian Li (litium) ditemukan sebagai unsur baru di tahun 1817, dan Davy segera setelah itu mengisolasinya dari Li2O dengan metode elektrolisis. Setelah itu pada tahun 1861, Rb (rubidium) dan Cs (cesium), ditemukan sebagai unsur baru dengan teknik spektroskopi. Fr (fransium) ditemukan dengan menggunakan teknik radiokimia tahun 1939, kelimpahan alaminya sangat rendah karena memiliki waktu paro 21 menit. Logam-logam ini juga bersifat sebagai reduktor dan mempunyai warna nyala yang indah sehingga dipakai sebagai kembang api.
Sifat Sifat
Li
Na
K
Rb
Cs
Titik leleh (°C)
181
97,8
63,6
38,9
28,4
Titik didih (°C) Massa jenis (g cm –3) Keelektronegatifan Jari-jari ion
1347 0,53 1,0 0,9
883 0,97 0,9 1,7
774 0,86 0,8 1,5
688 1,53 0,8 1,67
678 1,88 0,7 1,8
Semua unsur golongan IA berwarna putih dan berupa logam padat, kecuali cesium berwujud cair pada suhu kamar. Logam alkali Natrium merupakan logam lunak dan dapat dipotong dengan pisau. Logam alkali Kalium lebih lunak dari natrium. Pada Tabel diatas tampak bahwa logam litium, natrium, dan kalium mempunyai massa jenis kurang dari 1,0 g cm –3. Akibatnya, logam tersebut terapung dalam air, seperti gambar dibawah ini. Akan tetapi, ketiga logam ini sangat reaktif terhadap air dan reaksinya bersifat eksplosif disertai nyala. Gambar 1.2 (a) Logam litium terapung di air karena massa jenisnya lebih kecil dari air. (b) Logam natrium harus disimpan dalam minyak tanah.
A. Sifat Fisis Secara umum, logam alkali ditemukan dalam bentuk padat. Kecuali Cs (cesium) yang berbentuk cair jika suhu lingkungan pada saat pengukuran melebihi 28oC. Meskipun mereka adalah logam paling kuat, tetapi secara fisik mereka lunak bahkan bisa diiris menggunakan pisau. Hal ini karena mereka hanya memiliki satu elektron valensi pada kulit terluarnya. Sedangkan jumlah kulitnya makin bertambah dari atas ke bawah dalam tabel unsur periodik. Sehingga ikatan antar logamnya lemah.
* Titik didih dan titik leleh Titik didih adalah titik suhu perubahan wujud dari cair menjadi gas. Dan titik leleh adalah titik suhu perubahan wujud dari padat ke cair. Dalam golongan IA, dari Li ke Cs kecenderungan titik didih dan titik lelehnya turun. Seperti terlihat pada tabel. Sifat Li Na K Rb Cs Titik Didih (oC)
1347
883
774
688
678
Ttik Leleh (oC)
181
97,8
63,6
38,9
28,4
Dari penurunan titik didih dan titik leleh ini, bisa disimpulkan bahwa Cs memiliki titik didih dan titik leleh terendah dibandingkan logam lainnya karena ia memiliki ikatan logam paling lemah sehingga akan lebih mudah untuk melepas
* Warna nyala Salah satu ciri khas dari logam alkali adalah memiliki sprektum emisi. Sprektum ini dihasilkan bila larutan garamnya dipanaskan dalam nyala Bunsen, atau dengan mengalirkan muatan listrik pada uapnya. Ketika atom diberi energi (dipanaskan) elektronnya akan tereksitasi ke tingkat yang lebih tinggi. Ketika energi itu dihentikan, maka elektronnya akan kembali lagi ke tingkat dasar sehingga memancarkan energi radiasi elektromagnetik. Menurut Neils Bohr, besarnya energi yang dipancarkan oleh setiap atom jumlahnya tertentu (terkuantitas) dalam bentuk spektrum emisi. Sebagian anggota spektrum terletak di daerah sinar tampak sehingga akan memberikan warna-warna yang jelas dan khas untuk setiap atom. Sifat
Litium
Natrium Kalium Rubidium
Warna nyala Merah-tua Kuning
Ungu Merah-biru
Cesium Biru
B. Sifat Kimia * Energi Ionisasi Energi ionisasi pertama adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah dari satu mol atom dalam keadaan gas. Energi ionisasi dalam satu golongan berhubungan erat dengan jari-jari atom. Jari-jari atom pada golongan alkali dari Li ke Cs jari jarinya semakin besar, sesuai dengan pertambahan jumlah kulitnya. Semakin banyak jumlah kulitnya, maka semakin besar jari-jari atomnya. Semakin besar jari-jari atom, maka daya tarik antara proton dan elektron terluarnya semakin kecil. Sehingga energi ionisasinya pun semakin kecil. Pada logam alkali yang memiliki satu elektron valensi ia akan lebih mudah membentuk ion positif agar stabil dengan melepas satu elektron tersebut. Li menjadi Li+, Na menjadi Na+, K manjadi K+ dan yang lainnya. Jari-jari ionnya mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan jari-jari atomnya, karena ion logam alkali membentuk ion positif. Ion positif mempunyai jumlah elektron yang lebih sedikit dibandingkan atomnya. Berkurangnya jumlah elektron menyebabkan daya tarik inti terhadap lintasan elektron yang paling luar menjadi lebih kuat sehingga lintasan elektron lebih tertarik ke
C. Kereaktifan Logam alkali sangat reaktif dibandingkan logam golongan lain. Selain disebabkan oleh jumlah elektron valensi yang hanya satu dan ukuran jari-jari atom yang besar, sifat ini juga disebabkan oleh harga energi ionisaisnya yang lebih kecil dibandingkan logam golongan lain. Dari Li sampai Cs harga energi ionisai semakin kecil sehingga logamnya semakin reaktif. Kereaktifan logam alkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air, oksigen, unsur-unsur halogen, dan hidrogen.
Reaksi-reaksi a. Reaksi dengan air Logam alkali bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen dan basa kuat. Reaksi ini berlangsung sangat eksotermis yang berarti ia akan menimbulkan panas ketika bereaksi dengan air. Litium (Li) sedikit bereaksi dan sangat lambat, natrium (Na) jauh lebih cepat, kalium (K) terbakar
sedangkan rubidium (Rb) dan cesium (Cs) menimbulkan ledakan. Reaksi antara logam dan air adalah sebagai berikut: 2M + 2H2O 2MOH + H2 Logam akan berikatan dengan OH-. Semakin kuat sifat logamnya maka semakin kuat sifat basanya. Dari Li ke Cs pelepasan OH - akan semakin mudah (berhubungan dengan energi ionisasi) sehingga konsentrasi OH yang terbentuk akan semakin tinggi. Maka Cs yang paling membentuk basa kuat. b. Reaksi dengan Oksigen Logam alkali juga bereaksi dengan oksigen membentuk oksida (bilangan oksigen = -2), peroksida (bilangan oksigen = -1), atau superoksida (bilangan oksida =-1/2). Dari Li sampai Cs, kecenderungan logam alkali untuk menghasilkan senyawa peroksida atau superoksida semakin besar karena sifat logamnya semakin reaktif. Untuk menghasilkan oksida logam alkali, jumlah oksigen harus dibatasi dan digunakan suhu yang rendah (di bawah →
4L + O2 2L2O Untuk menghasilkan peroksida, selain jumlah okseigen yang dibatasi juga harus disertai pemanasan. Jika oksigennya berlebih maka akan terbentuk superoksida. →
2L(s) + O2 L2O2(s) L(s) + O2 LO2 →
→
c. Reaksi dengan unsur-unsur Halogen
Unsur halogen bersifat sebagai pengoksidasi.Reaksi ini menghasilkan garam halida. 2L(s) + X2 2LX d. Reaksi dengan Hidrogen →
Reaksi yang berlangsung akan menghasilkan senyawa hidrida. Senyawa hidrida adalah senyawa yang mengandung atom hidrogen dengan bilangan oksidasi negatif.
2L(s) + H2(g)
2LH(s)
→
Kegunaan logam dan senyawa-senyawa yang mengandung alkali Logam-logam alkali mempunyai titik leleh yang rendah sehingga dapat digunakan sebagai medium pemindah panas pada suatu reaktor nuklir. Logam alkali mudah dilelehkan, lalu dialirkan melalui pipa-pipa ke pusat reaktor, dimana logam alkali menyerap panas. Selanjutnya panas tersebut ditransfer oleh alkali cair kepada bagian diluar reaktor untuk menguapkan air. Uap yang timbul kemudian dipakai untuk menjalankan generator listrik. Oleh karena logam alkali mudah bereaksi dengan air atau oksigen, logam-logam alkali sering dipakai sebagai pengikat (getter) uap air atau gas O2 pada proses pembuatan tabung-tabung vakum peralatan elektronika. Logam alkali yang banyak digunakan adalah natrium. Berlimpahnya senyawa natrium dialam menyebabkan logam ini relatif murah dibandingkan dengan logam-logam alkali yang lain.
Disamping sebagai pemindah panas dan sebagai getter, logam natrium memiliki beberapa kegunaan lain sebagai berikut: a. Emisi warna kuning yang cemerlang tatkala dipanaskan menyebabkan uap natrium yang dipakai sebagai lampu penerangan dijalan-jalan raya atau pada kendaraan.sinar kuning natrium ini mempunyai kemampuan untuk menembus kabut. b. Logam natrium digunakan sebagai reduktor dalam pembuatan logam titanium dari senyawa TiCl4 + 4Na Ti +4NaCl c. Logam natrium digunakan dalam pembuatan tetra etil timbal, zat ini ketukan yang ditambahkan pada bensin. Pb +4Na +4C2H5Cl Pb(C2H5)4 = 4NaCl Senyawa-senyawa alkali lebih banyak kenggunaanya jika dibandingkan dengan logam-logam murninya, sebab jumlahnya cukup berlimpah di alam, terutama garam-garam natrium dan kalium.
Beberapa contoh senyawa alkali beserta keguanaannya: •
NaCl, Garam dapur (garam meja); bahan baku pembuatan NaOH,Na2CO3, logam Na, dan gas klorin.
•
NaOH, Soda kaustik; bahan utama dalam industri sabun,kertas dan tekstil; pemurnian bauksit; ekstrasi senyawa-senyawa aromatic dari batubara.
•
Na2CO3, Soda cuci; pelunak kesadahan air; zat pembersih (cleanser) peralatan rumah tangga; industri gelas.
•
NaHCO3, Soda (soda kue); campuran pada minuman dalam botol (beverage) agar menghasilkan CO2; bahan pemadam api; obat-obatan; bahan pembuat kue.
•
NaNO3, Pupuk; bahan pembuatan senyawa nitrat yang lain
•
NaNO2, Pembuatan zat warna (proses diazotasi); pencegahan korosi.
•
Na2SO4, garam Glauber;obat pencahar (cuci perut); zat pengering untuk senyawa organik.
•
NaOCl, Zat pengelantang(bleaching) untuk kain.
•
Na2S2O3, Larutan pencuci (”hipo”) dalam fotografi.
•
Na3AlF6, Pelarut dalam sintesis logam alumunium.
•
Na-benzoat, Zat pengawet makanan dalam kaleng; obat rematik.
•
Na-sitrat, Zat anti beku darah.
THANK’S FOR
YOUR ATTENTION
