Unsur Golongan Alkali

Tante Win Yang Seksi Reply 11:48 AM A+ AApakah sobat Materi Kimia SMA sudah
mengetahui bagaimana kegunaan dan
pembuatan unsur halogen?
Gas F2 merupakan oksidator kuat sehingga
hanya dapat dibuat melalui elektrolisis
garamnya, yaitu larutan KF dalam HF cair.
Dalam elektrolisis dihasilkan gas H2 di katode
dan gas F2 di anode. Perhatikan gambar
disamping.
Gas F2 diproduksi secara komersial untuk
bahan bakar nuklir uranium. Logam uranium
direaksikan dengan gas fluorin berlebih
menghasilkan uranium heksafluorida, UF6 (padatan berwarna putih dan mudah
menguap).
Gas Cl2 dibuat melalui elektrolisis lelehan NaCl, reaksinya:
Anode: Cl–(l) → Cl2(g)
Katode: Na+(l) →Na(s)
Gas Cl2 digunakan sebagai bahan dasar industri plastik, seperti vinil klorida,
CH2=CHCl (untuk PVC), CCl4 (untuk fluorokarbon), dan CH3Cl (untuk silikon
dan TEL). Dalam jumlah besar, klorin digunakan untuk desinfektan, pemutih,
pulp kertas, dan tekstil.
Gas Br2 dibuat dari air laut melalui oksidasi dengan gas Cl2. Secara komersial,
pembuatan gas Br2 sebagai berikut.

Air laut dipanaskan kemudian dialirkan ke tanki yang berada di puncak
menara.

Uap air panas dan gas Cl2 dialirkan dari bawah menuju tanki. Setelah
terjadi reaksi redoks, gas Br2 yang dihasilkan diembunkan hingga terbentuk
lapisan yang terpisah. Bromin cair berada di dasar tangki, sedangkan air di
atasnya.

Selanjutnya bromin dimurnikan melalui distilasi. Bromin digunakan
dalam industri untuk membuat senyawa metil bromida, CH3Br (sebagai
pestisida), perak bromida (untuk film fotografi), dan alkali bromida (untuk
sedatif).
Gas
I2 diproduksi
dari air laut
melalui
oksidasi ion
iodida
dengan
oksidator gas
Cl2. Iodin juga dapat diproduksi dari natrium iodat (suatu pengotor dalam garam
, NaNO3) melalui reduksi ion iodat oleh NaHSO3. Iodin digunakan untuk
membuat senyawa AgI sebagai film fotografi dan KI sebagai nutrisi dan
makanan ternak. Beberapa kegunaan senyawa halogen dijabarkan pada tabel
disamping.
Sifat dan Pembuatan Senyawa Halogen
Senyawa halogen yang penting adalah asam hidrogen halida (HX), asam
okso-halida (HXOn), dan garamnya (MX). Setiap unsur halogen dapat
membentuk senyawa biner dengan hidrogen: HF, HCl, HBr, dan HI. Semuanya
merupakan gas tak berwarna dengan bau sangat tajam.
Titik didih asam halida meningkat dari atas ke bawah dalam sistem periodik
(HCl = –85°C; HBr = –67°C; HI = –35°C), kecuali HF memiliki titik didih paling
tinggi, yaitu 20°C. Penyimpangan ini sebagai akibat adanya ikatan hidrogen
antarmolekul HF yang sangat kuat dibandingkan asam-asam halida yang lain.
Kekuatan asam halida di dalam pelarut air meningkat dari atas ke bawah dalam
tabel periodik. Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom halogen yang makin besar
sehingga kemampuan menarik atom H makin lemah, akibatnya atom H mudah
lepas.
Asam-asam halida di dalam air terionisasi sempurna, kecuali asam fluorida
tergolong asam lemah dengan derajat ionisasi 2,9%. Persamaan ionisasinya:
Asam-asam halida dapat disintesis langsung
dari unsur-unsurnya, seperti berikut ini.
Gas F2 dan H2 bereaksi sangat dahsyat membentuk senyawa HF, tetapi
reaksinya tidak memiliki nilai komersial, sebab gas F2 sendiri dibuat dari
penguraian HF. H2(g) + F2(g) →2HF(g)
Senyawa HCl dibuat melalui reaksi gas Cl2 dan H2 berlebih. H2(g) + Cl2(g)
→2HCl(g)
HBr dan HI dibuat dengan cara serupa, tetapi menggunakan katalis platina
sebab reaksi tanpa katalis sangat lambat.
Umumnya, asam-asam halida disintesis
melalui pemanasan garam halida dengan
asam yang tidak mudah menguap, seperti
berikut ini.
HF, dibuat dari garam CaF2 dan asam sulfat pekat. Reaksinya: CaF2(s) +
H2SO4(l) →CaSO4(s) + 2HF(g)
HCl, dibuat dari natrium klorida dan asam sulfat pekat. Reaksinya: NaCl(s) +
H2SO4(l) →NaHSO4(s) + HCl(g) . Pada suhu tinggi, hasil yang terbentuk adalah
natrium sulfat: NaCl(s) + NaHSO4(l) →Na2SO4(s) + HCl(g)
HBr dan HI, tidak dapat dibuat dengan H2SO4, sebab dapat mengoksidasi
Br– dan I– menjadi unsur-unsurnya. Dalam hal ini digunakan asam fosfat.
Reaksinya: NaBr(s) + H3PO4(l) →HBr(g) + NaH2PO4(s)
Kegunaan utama HF adalah sebagai bahan baku pembuatan CCl3F, freon, dan
teflon. Senyawa CCl3F digunakan sebagai pendingin dan bahan bakar aerosol,
yang disintesis dari CCl4 dan HF dengan antimon pentafluorida sebagai katalis.
Reaksinya: CCl4(l) + HF(g) →CCl3F(aq) + HCl(g)
Kegunaan utama HF yang lain adalah sebagai cairan elektrolit dalam
pengolahan mineral aluminium dan untuk melukis/mengetsa gelas. Dalam
mengeetsa gelas, HF bereaksi dengan silika (SiO2), kemudian bereaksi
dengan gelas. Reaksinya:
Senyaw
a HCl
adalah
asam
keempa
t yang penting bagi industri asam setelah asam sulfat, fosfat, dan nitrat. Asam
ini digunakan untuk membersihkan permukaan logam dari oksida (disebut
pickling) dan untuk mengekstrak bijih logam tertentu, seperti tungsten.
Dalam elektrolisis larutan NaCl, gas Cl2 yang dihasilkan pada anode dapat
bereaksi dengan larutan NaOH yang dihasilkan di katode membentuk natrium
hipoklorit. Reaksinya:
Cl2(g) + 2NaOH(aq) → NaClO(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)
Larutan NaClO digunakan sebagai pemutih pada industri tekstil. Ion hipoklorit
tidak stabil, dan terdisproporsionasi membentuk ion klorat, ClO3– dan ion
klorida, Cl–. Reaksinya: 3ClO–(aq) → ClO3–(aq) + 2Cl–(aq)
Unsur Golongan Alkali
Tante Win Yang Seksi Reply 11:51 AM A+ A-
Unsur-unsur golongan IA disebut juga logam alkali. Unsur-unsur alkali
merupakan logam yang sangat reaktif. Menurut sobat Materi Kimia SMA,
kenapa unsur golongan alkali sangat reaktif? Kereaktifan unsur alkali
disebabkan kemudahan melepaskan elektron valensi pada kulit ns1membentuk
senyawa dengan bilangan oksidasi +1. Oleh sebab itu, unsur-unsur logam
alkali tidak ditemukan sebagai logam bebas di alam, melainkan berada dalam
bentuk senyawa.
Kelimpahan Unsur Logam Alkali di Alam
Sumber utama logam alkali adalah air laut. Air laut merupakan larutan
garam-garam alkali dan alkali tanah dengan NaCl sebagai zat terlarut
utamanya. Jika air laut diuapkan, garam-garam yang terlarut akan membentuk
kristal.
Selain air laut, sumber utama logam natrium dan kalium adalah deposit mineral
yang ditambang dari dalam tanah, seperti halit (NaCl), silvit (KCl), dan karnalit
(KCl.MgCl.H2O). Mineral-mineral ini banyak ditemukan di berbagai belahan
bumi.
Pembentuka
n mineral
tersebut
melalui
proses yang
lama. Mineral
berasal dari air laut yang menguap dan garam-garam terlarut mengendap
sebagai mineral. Kemudian, secara perlahan mineral tersebut tertimbun oleh
debu dan tanah sehingga banyak ditemukan tidak jauh dari pantai.
Logam alkali lain diperoleh dari mineral aluminosilikat. Litium terdapat dalam
bentuk spodumen, LiAl(SiO3)2. Rubidium terdapat dalam mineral lepidolit.
Cesium diperoleh dari pollusit yang sangat jarang, CsAl(SiO3)2.H2O. Fransium
bersifat radioaktif.
Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali
Unsur-unsur alkali semuanya logam yang sangat reaktif dengan sifat-sifat
fisika ditunjukkan pada Tabel berikut.
Lo
ga
m
alk
ali sangat reaktif dalam air. Oleh karena tangan kita mengandung air, logam
alkali tidak boleh disentuh langsung oleh tangan.
Semua unsur golongan IA berwarna putih keperakan berupa logam padat,
kecuali cesium berwujud cair pada suhu kamar. Natrium merupakan logam
lunak dan dapat dipotong dengan pisau. Kalium lebih lunak dari natrium.
Pada tabel disamping tampak bahwa logam litium, natrium, dan kalium
mempunyai massa jenis kurang dari 1,0 g cm–3. Akibatnya, logam tersebut
terapung dalam air. Akan tetapi, ketiga logam ini sangat reaktif terhadap air dan
reaksinya bersifat eksplosif disertai nyala.
Sifat-sifat fisika logam seperti lunak dengan titik leleh rendah menjadi petunjuk
bahwa ikatan logam antaratom dalam alkali sangat lemah. Ini akibat jari-jari
atom logam alkali relatif besar dibandingkan unsur-unsur lain dalam satu
periode. Penurunan titik leleh dari litium ke cesium disebabkan oleh jari-jari
atom yang makin besar sehingga mengurangi kekuatan ikatan antaratom
logam.
Log
am
-log
am
alkali merupakan reduktor paling kuat, seperti ditunjukkan oleh potensial
reduksi standar yang negatif pada tabel disamping.
Keelektronegatifan logam alkali pada umumnya rendah (cesium
paling rendah), yang berarti logam tersebut cenderung membentuk kation.
Sifat ini juga didukung oleh energi ionisasi pertama yang rendah, sedangkan
energi ionisasi kedua sangat tinggi sehingga hanya ion dengan biloks +1 yang
dapat dibentuk oleh logam alkali.
Semua logam alkali dapat bereaksi dengan air. Reaksinya melibatkan
pergantian hidrogen dari air oleh logam membentuk suatu basa kuat disertai
pelepasan gas hidrogen. 2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)
Kereaktifan logam alkali terhadap air menjadi sangat kuat dari atas ke bawah
dalam tabel periodik. Sepotong logam litium jika dimasukkan ke dalam air akan
bergerak di sekitar permukaan air disertai pelepasan gas H2. Kalium bereaksi
sangat dahsyat disertai ledakan dan nyala api berwarna ungu.
Dalam udara terbuka, logam alkali bereaksi dengan oksigen membentuk
oksida. Litium membentuk Li2O, natrium membentuk Na2O, tetapi produk yang
dominan adalah natrium peroksida (Na2O2).
Jika kalium dibakar dengan oksigen, produk dominan adalah kalium
superoksida (KO2), suatu senyawa berwarna kuning-jingga. Oksida ini
merupakan senyawa ion dari ion K+ dan ion O2–.
Logam alkali bereaksi dengan halogen membentuk garam halida. Pada suhu
tinggi, logam alkali bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrida,
seperti LiH dan NaH. Di udara terbuka, litium dapat bereaksi dengan gas
nitrogen, sedangkan logam lainnya tidak dapat bereaksi.
Jika logam alkali atau senyawanya dibakar dalam nyala bunsen, akan tampak
warna yang khas untuk setiap logam alkali. Warna-warna tersebut menjadi
petunjuk adanya logam alkali di dalam suatu sampel.
Yang akan sobat pelajari selanjutnya di kelas XII yaitu pembuatan dan
kegunaan logam alkali
Unsur Halogen
Tante Win Yang Seksi Reply 11:43 AM A+ A-
Sobat Materi Kimia SMA di kelas XIIpasti
sudah mengetahui unsur-unsur utama apa
saja yang termasuk unsur halogen. Coba
lihat kembali di tabel periodik. Berdasarkan
konfigurasi elektronnya, halogen
menempati golongan VIIA dalam tabel periodik. Atom-atom unsur halogen
memiliki afinitas elektron tinggi sehingga mudah menerima elektron
membentuk konfigurasi elektron gas mulia. Oleh sebab itu, unsur-unsur
halogen tidak pernah ditemukan dalam keadaan unsur bebas di alam.
Kelimpahan Unsur Halogen
Halogen umumnya terdapat dalam bentuk garamnya. Oleh sebab itu,
unsur-unsur golongan VIIA dinamakan halogen, artinya pembentuk garam
(halos dan genes, halos = garam; genes = pembentuk atau pencipta).
Fluorin dan klorin merupakan unsur halogen yang melimpah di alam. Fluorin
terdapat dalam mineral fluorapatit, 3Ca3(PO4)2.CaF2 dan mineral fluorit, CaF2.
Bentuk kedua mineral tersebut ditunjukkan pada gambar disamping. Klorin
melimpah dalam bentuk NaCl terlarut di lautan maupun sebagai deposit garam.
Bromin kurang melimpah, terdapat sebagai ion Br dalam air laut. Iodin terdapat
dalam jumlah sedikit sebagai NaI dalam air laut dan sebagai
NaIO3bersama-sama garam nitrat. Unsur astatin tidak dijumpai di alam sebab
bersifat radioaktif sehingga mudah berubah menjadi unsur lain yang lebih
stabil.
Sifat-Sifat Unsur Halogen
Semua unsur halogen terdapat sebagai molekul diatom, yaitu F 2, Cl2, Br2, dan
I2. Fluorin dan klorin berwujud gas, fluorin berwarna kuning pucat dan klorin
berwarna kuning kehijauan. Bromin mudah menguap, cairan dan uapnya
berwarna cokelat-kemerahan. Iodin berupa zat padat berwarna hitam
mengkilap yang dapat menyublim menghasilkan uap berwarna ungu.
Unsur-unsur halogen mudah dikenali dari bau dan warnanya. Halogen
umumnya berbau menyengat, terutama klorin dan bromin (bromos, artinya
pesing). Kedua gas ini bersifat racun sehingga harus ditangani secara hati-hati.
Jika wadah bromin bocor maka dalam beberapa saat, ruangan akan tampak
cokelat-kemerahan. Titik leleh, titik didih, dan sifat-sifat fisika lainnya
ditunjukkan pada tabel berikut:
Kenaikan titik
leleh dan titik
didih dari
atas ke
bawah dalam
tabel periodik
disebabkan
gaya London
di antara molekul halogen yang makin meningkat dengan bertambahnya
panjang ikatan. Gaya berbanding lurus dengan jarak atau panjang ikatan.
Kereaktifan halogen dapat dipelajari dari jari-jari atomnya. Dari atas ke bawah,
jari-jari atom meningkat sehingga gaya tarik inti terhadap penerimaan (afinitas)
elektron makin lemah. Akibatnya, kereaktifan unsur-unsur halogen dari atas ke
bawah berkurang.
Kereaktifan halogen dapat juga dipelajari dari afinitas elektron. Makin besar
afinitas elektron, makin reaktif unsur tersebut. Dari atas ke bawah dalam tabel
periodik, afinitas elektron unsur-unsur halogen makin kecil sehingga
kereaktifannya: F Cl Br I.
Oleh karena unsur halogen mudah menerima elektron maka semua unsur
halogen merupakan oksidator kuat. Kekuatan oksidator halogen menurun dari
atas ke bawah dalam tabel periodik. Hal ini dapat dilihat dari potensial reduksi
standar:
Berdasarkan data potensial reduksi
standar dapat disimpulkan bahwa
F2 merupakan oksidator paling kuat.
Oleh karena itu, unsur halogen dapat
mengoksidasi halogen lain yang terletak
di bawahnya dalam tabel periodik, tetapi reaksi kembalinya tidak terjadi.
Kekuatan oksidator F2, Cl2, Br2, dan I2 dapat dilihat dari reaksi antarhalogen.
Gas fluorin dapat mengoksidasi unsur-unsur halogen yang berada di
bawahnya:
F2(g) + 2Cl–(aq) →2F–(aq) + Cl2(g)
F2(g) + 2Br–(aq) →2F–(aq) + Br2(g)
F2(g) + 2l–(aq) →2F–(aq) + l2(s)
Demikian pula jika gas klorin ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung
ion Br– atau ion I–, akan terbentuk bromin dan iodin.
Cl2(aq) + 2Br–(aq) →2Cl–(aq) + Br2(aq)
Cl2(aq) + 2I–(aq) →2Cl–(aq) + I2(aq)
Reaksi Cl2 dengan Br– atau I– dapat digunakan untuk identifikasi bromin dan
klorin dalam suatu senyawa ion.
Halogen dapat bereaksi dengan hampir semua unsur, baik unsur logam
maupun nonlogam. Demikian pula dengan sesama halogen dapat membentuk
senyawa antarhalogen, seperti ClF, BrF, IBr, ClF3, ClF5, dan IF7. Pada
senyawa antarhalogen, biloks positif dimiliki oleh halogen dengan
keelektronegatifan lebih kecil. Misalnya, dalam molekul ClF3, biloks Cl = +3 dan
biloks F = –1.
Halogen bereaksi dengan logam membentuk senyawa ionik. Dengan unsur
bukan logam, halogen membentuk senyawa kovalen. Baik dalam senyawa
ionik maupun kovalen, pada umumnya halogen memiliki bilangan oksidasi 1.
Semua unsur halogen dapat membentuk asam okso, kecuali fluorin. Bilangan
oksidasinya mulai dari +1, +3, +5, dan +7. Contohnya dapat dilihat pada tabel
berikut.
Selanjutnya,
sobat akan
mempelajarik
egunaan dan
pembuatan unsur halogen