ALKALI DAN ALKALI TANAH DATA-DATA FISIS LOGAM ALKALI
advertisement
ALKALI DAN ALKALI TANAH DATA-DATA FISIS LOGAM ALKALI DAN ALKALI TANAH Sifat Li 3 [He]2s1 Nomor atom Konfigurasi elektron Unsur Alkali Na K Rb 11 19 37 1 1 [Ne]3s [Ar]4s [Kr]5s1 Cs 55 [Xe]6s Be 4 [He]2s2 Unsur Alkali Tanah Mg Ca Sr Ba 12 20 38 56 2 2 2 [Ne]3s [Ar]4s [Kr]5s [Xe]6s2 1 Jari-jari atom, A Jari-jari ion (M+), A Titik leleh, ⁰C Tituk didih, ⁰C Rapatan (densitas) g/cm3 Energi pengionan Pertama Kedua Ketiga Keelektronegatifan (skala Pauling) Kekerasan(skala Mohs) Potensial Reduksi Standar (volt) M+ + e- → M Potensial Reduksi Standar (volt) M2+ +2 e- → M 1,52 0,6 181 1347 0,53 1,86 0,95 97,8 883 0,97 2,31 1,33 63,8 774 0,86 2,44 1,48 38,9 688 1,53 2,62 1,69 28,4 678 1,88 1,11 0,30 1278 2970 1,85 1,60 0,65 649 1090 1,74 1,97 0,99 839 1484 1,54 2,15 1,13 769 1384 2,6 2,17 1,35 725 1640 3,51 520 7298 1,0 0,6 3,04 496 4562 0,9 0,4 2,71 419 3051 0,8 0,5 2,92 403 2632 0,8 0,3 2,92 376 2420 0,7 0,5 2,92 899 1757 14848 1,5 ~5 738 1451 7733 1,2 2,0 590 1145 4912 1,0 1,5 590 1064 4210 1,0 1,8 503 965 3430 0,9 ~2 -1,70 -2,38 -2,76 -2,89 -2,90 SIFAT-SIFAT KIMIA A. LOGAM ALKALI 1. Reaksi dengan Air (membentuk basa + hidrogen) 2 Li + 2 H2O → 2 LiOH + H2 2 Na + 2H2O → 2 NaOH + H2 Jadi K, Rb, dan Cs meledak jika dimasukkan dalam api. 2. Reaksi dengan Hidrogen (membentuk hibrida, yaitu senyawa ion yang hidrogennya mempunyai bilangan oksidasi -1) 2 L(s) + H2 (g) → 2 LH(s) L adalah logam alkali 3. Reaksi dengan Oksigen 2 Na(s) + O2 (g) → Na2O2 (s) (membentuk peroksida) K(s) + O2 (g) → KO2 (s) (membentuk superoksida) K, Rb, dan Cs membentuk superoksida jika direaksikan dengan O2 4. Reaksi dengan Halogen 2 L(s) + X2 → 2 LX(s) L adalah logam alkali X2 adalah unsur halogen B. ALKALI TANAH 1. Reaksi dengan Air Alkali tanah mudah bereaksi dengan air kecuali Be dan Mg bereaksi dengan air panas. 2 Na(s) + 2 H2O(l) → 2 NaOH(aq) + H2 (g) Ca(s) + 2 H2O → Ca(OH)2 (aq) + H2 (g) Mg + 2 H2O → Mg(OH)2 + H2 2. Reaksi dengan Udara (O2 dan N2) 2 M(s) + O2 (g) → 2 MO(s) 3 M(s) + N2 (g) → M3N2 (s) 3. Reaksi dengan Halogen (membentuk halida) M(s) + X2 (g) → MX2 (s) X2 adalah unsur halogen 4. Reaksi dengan Asam dan Basa M(s) + 2 HCl(aq) → MCl2 (aq) + H2 (g) M adalah logam alkali tanah Be(s) + 2 NaOH(aq) + 2 H2O(l) → Na2Be(OH)4 (aq) + H2 (g) KELARUTAN LOGAM ALKALI TANAH Kelarutan Mg Ca Sr Ba -------------------> M(OH)2 makin besar sesuai arah panah MSO4 MCO3 MCrO4 Catatan : Warna nyala Garam Ca2+ = merah Garam Ba2+ = hijau <-------------------- M = unsur logam alkali tanah makin besar sesuai arah panah Basa alkali tanah berbeda dengan basa alkali, basa alkali tanah ada yang sukar larut. Harga hasil kelarutan (Ksp) dari basa alkali tanah dapat dilihat pada tabel berikut. Dari data Ksp di atas terlihat harga Ksp dari Be(OH)2 ke Ba(OH)2 makin besar, berarti hidroksida alkali tanah kelarutannya bertambah besar dengan naiknya nomor atom. Be(OH)2 dan Mg(OH)2 sukar larut, Ca(OH)2 sedikit larut, Sr(OH)2 dan Ba(OH)2 mudah larut. Be(OH)2 bersifat amfoter (dapat larut dalam asam dan basa kuat). Be(OH)2₍s₎ + 2H⁺₍aq₎→ Be2+ + 2H₂O₍ℓ₎ Be(OH)2₍s₎ + 2H⁻ ₍aq₎→BeO2- + 2H₂O₍ℓ₎ Harga hasil kali kelarutan (Ksp) beberapa garam alkali tanah terlihat dalam tabel berikut. Dari tabel Ksp di atas terlihat hasil kali kelarutan garam sulfat berkurang dari BeSO4 sampai BaSO4 berarti kelarutan garam sulfatnya dari atas ke bawah semakin kecil. Kelarutan garam kromat dari BeCrO4 sampai BaCrO4. Semua garam karbonatnya sukar larut, semua garam oksalatnya sukar larut kecuali MgC₂O4 yang sedikit larut. Untuk lebih memahami kelarutan basa dan garam alkali lakukan kegiatan berikut. Reaksi Nyala Pada pemanasan/pembakaran senyawa alkali pada nyala api menyebabkan unsur alkali tereksitasi dengan memancarkan radiasi elektromagnetik sehingga memberikan warna nyala berilium (putih), magnesium (putih), kalsium (jingga merah), stronsium (merah), dan barium (hijau). Air Sadah • Pengertian : Air yang mengandung ion kalsium dan magnesium dalam jumlah yang cukup banyak. • Disebut air sadah karena membuat sabun sukar berbuih • Air lunak / soft water : Air yang mengandung hanya sedikit ion kalsium dan magnesium • Penyebab kesadahan : Kalsium hydrogen karbonat terbentuk ketika air hujan meresap ke dalam batu kapur,dengan reaksi: CaCo₃₍g₎+Co₂₍g₎+H₂O₍ℓ₎→Ca(HCo₃)₂₍ag₎ • Jenis kesadahan 1) Kesadahan sementara Kesadahan yang hilang karena pemanasan. disebabkan : hidrokarbonat (kalsiumhidrogen karbonat) 2) Kesadahan tetap Kesadahan yang tidak hilang karena pemanasan air Disebabkan : garam, kalsium, dan magnesium lainnya (misalnya: kalsium sulfat dan magnesium sulfat) • Keuntungan dan kerugian air sadah Keuntungan 1) Air sadahmenyediakan kalsium yang dibutuhkan tubuh 2) Air sadah mempunyairasa yang lebih baikdaripada air lunak 3) Senyawa timbel (racun bagi tubuh) sukar larut dalam air sadah Kerugian 1) Air sadah memboroskan sabun 2) Scum dapat meninggalkan noda pada pakaian 3) Air sadah dapat membentuk karang pada keteldan pipa air / pipa radiator • Menghilangkan kesadahan a) Distilasi (penyulingan) b) Penambahan natrium karbonat / soda pencuci (Na₂Co₃) c) Pengunaan resin penukar ion Bab 3 : Kelimpahan Dan Sifat Unsur UNSUR-UNSUR PERIODE KETIGA 1.Unsur-Unsur Periode Ketiga Unsur – unsur periode ketiga terdiri atas Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl dan Ar. Harga keelektronegatifan unsur periode ketiga dari kiri ke kanan semakin besar dan sebaliknya, harga keelektropositifan semakin kecil. Hal ini disebabkan oleh harga keelektronegatifan Y semakin besar sehingga semakin mudah membentuk ion negative. Table 3-13, data sifat periodic unsur-unsur periode ketiga Sifat Senyawa Na Mg Al Si P S Cl Ar Nomor atom 12 13 14 15 16 17 18 2 2 1 2 2 2 3 2 2 5 Elektron valensi 35 35 35 3p 35 p3 35 3p 35 3p4 35 3p 3523p6 Jari-jari atom 1,86 1,60 1,43 1,17 1,10 1,04 0,99 0,97 Energi ionisasi(Kj/ma) 495,8 737,7 577,6 786,4 1011,7 999,6 1251,1 1520,4 Keelektronegatifan 0,93 1,31 1,61 1,90 2,19 2,58 3,16 Berdasarkan tabel tersebut, anda dapat mengetahui bahwa dari kiri ke kanan, jumlah elektron valensi semakin banyak, sedangkan jumlah kulitnya tetap. Akibatnya, jari-jari atom semakin kecil sehingga semakin sukar melepaskan elektron (ionisasinya semakin besar). 2. titik leleh dan titik didih unsur perioda ke 3 Grafik batang di samping menunjukkan adanya keteraturan titik leleh dan titik didih dari unsur-unsur perioda ke 3, Na sampai dengan Ar. Tampak bahwa titik leleh maupun titik didih memiliki kecenderungan yang sama ), dan dari kiri ke kanan dalam perioda. Padasuhu kamar, Na(s), Mg(s), Al(s), Si(s), P4(s), S8(s), Cl2(g) dan Ar(g). Titik leleh Na(s) relatif rendah. Titik leleh naik hingga Si(s), turun dengan curam ke P4(s), naik lagi sedikit ke S8(s) kemudian turun hingga Ar(g). Titik leleh Cl2(g) dan Ar(g) paling rendah, karena pada suhu kamar sudah berwujud gas. Tampak pada grafik titik lelehnya di bawah 500 K, sekitar di bawah 273 K atau di bawah 0O C Lihat Na s.d. S8. Mereka semua padatan, namun mengapa P4 dan S8 lebih rendah dari yang lain? Mungkinkah karena P4 dan S8 strukturnya sederhana, yaitu berupa molekul kecil yang tiap molekulnya hanya mengandung 4 atom P dan untuk S8, 8 atom S? Ya benar, itulah sebabnya mereka mudah mencair. Apakah perbedaan antara zat padat dan zat cair? Hanya letak partikelnya, rapat dan renggang. Apa penyebab dari letak partikel yang rapat dan renggang itu? Mengapa untuk merenggangkan partikel diperlukan energi? Apakah makin rapat letak partikel berarti terdapat ikatan antar partikel yang makin kuat? Benar. Tiap molekul terdapat beberapa atom yang berikatan kovalen non polar. Tiap molekul memiliki sifat netral atau dikatakan non polar. Molekul-molekul itu saling tarik menarik sehingga mereka tetap selalu bersama-sama, khususnya pada padatan dan cairan. Gaya tarik antar molekul non polar pada padatan lebih kuat dibanding cairan. Di kelas XI telah Anda pelajari bahwa walaupun molekul itu non polar, secara periodik timbul dipol sesaat atau dipol non permanen. Dipol ini disebabkan oleh adanya elektron acak yang makin sering terjadi jika massa atom relatifnya makin besar. Bacalah lagi gaya Van Der Walls, termasuk dispersi London. Sekarang bagaimana dengan Na(s) s.d. Si(s)? Mengapa Si menduduki puncak? Sedangkan Si non logam dan yang lain logam. Walaupun Si non logam, namun Si tergolong metaloid atau semi logam. Sifat kimianya tetap menunjukkan sifat non logam, namun dia dapat menghantar listrik, jadi dapat digunakan untuk semi konduktor. Hal ini menunjukkan Si berupa kristal, yaitu kristal kovalen. Dari semua unsur non logam, Si dan C yang membentuk kristal. Jadi atom-atom Si saling berikatan membentuk struktur raksasa. Itulah sebabnya titik lelehnya sangat tinggi. Na s.d. Al merupakan kristal logam, memiliki ikatan logam yang elektronnya bagaikan arus mengikat seluruh ion positif logam. Bagaimanapun, titik leleh Si tetap tertinggi. Na lebih lunak, jarak partikel lebih renggang, dapat diiris dengan pisau. Partikel Mg lebih rapat, dapat dibuat pita, walaupun mudah diputuskan. Al lebih rapat lagi, dapat dibuat lempeng. 3. Energi ionisasi pertama unsur-unsur perioda ke 3 Sampailah kita pada pembahasan energi ionisasi pertama unsur-unsur perioda ke 3 SPU. Sebelum itu, cek dahulu pemahaman Anda tentang arti energi ionisasi pertama, kedua dstnya. Bagaimana persamaan reaksinya? Na(g) + EI --> Na+(g) + e OK sekarang bandingkan EI-I dari Na hingga Ar. Mengapa tidak teratur? Mg naik, Al turun, naik lagi kemudian S turun lagi dan selanjutnya naik lagi. Tinjaulah konfigurasi elektronnya. Na: 3s1 Mg: 3s2 Al: 3s2 3px1 Si: 3s2 3px1 3py1 P: 3s2 3px1 3py1 3pz1 S: 3s2 3px2 3py1 3pz1 CL: 3s2 3px2 3py2 3pz1 Ar: 3s2 3p6 Ketika satu elektron yang terikat paling lemah dilepaskan oleh masing-masing atom, elektron mana yang paling mudah dilepas? Na karena elektron valensinya satu, maka paling mudah melepaskan elektron sehingga EI-Inya paling kecil. Mg (3s2) karena elektronnya berpasangan maka untuk melepaskan satu elektron, lebih sulit dibanding Na, jadi EI-Inya lebih besar. Al (3s2 3px1) karena satu elektron yang dilepas sendirian, maka lebih mudah dibanding Mg. Si (3s2 3px1 3py1) Karena orbital 3p telah terisi dua, walaupun keduanya tidak berpasangan, maka untuk melepas satu elektron, lebih sulit dibanding Al. P (3px1 3py1 3pz1) Orbital setingkat pada 3p yang terisi setengah penuh, keadaannya lebih stabil. Maka untuk melepaskan satu elektron saja, cukup sulit bagi P, sehingga EI-Inya lebih besar dari Si. S (3s2 3px2 3py1 3pz1) Orbital 3p terisi 4 elektron. Keadaan ini kurang stabil dibanding P yang setengah penuh. Satu elektron yang dilepas adalah elektron pada 3px2 sehingga menjadi 3px1.Oleh karena itu EI-Inya lebih kecil dibanding P. Cl EI-Inya meningkat karena terdapat penambahan elektron. Untuk Ar EI-Inya paling besar karena orbital 3p terisi penuh 6 elektron yang keadaannya lebih stabil dari yang lain. 4. Sifat Fisik Unsur Periode KeTiga Table 3.14 titik leleh dan titik didih unsure periode ke tiga Sifat Senyawa Na Mg Al Si P S Cl Ar Titik leleh (0C) 97,81 648,8 660,37 1,410 44,1 119,0 -100,98 -189,2 2 Titik didih 903,8 1,105 2467 ,355 280 44,67 -34,6 -185,7 Berdasarkan tabel di atas telah diketahui bahwa unsur Na, Mg, Al, Si, P, S berwujud padat pada suhu kamar karena unsur-unsur tersebut memiliki harga (t.l) dan (t.d) di atas suhu ruangan (di atas 250C). Sedangkan unsur Cl dan Ar berwujud gas karena memiliki (t.l) dan (t.d) di bawah suhu ruangan. Dalam periode ketiga, letak logam disebelah kiri, makin ke kiri sifat logam semakin reaktif, Na >Mg> Al. Jadi Na paling reaktif. Bukan logam terletak sebelah kanan makin ke kanan sifat bukan logamnya makin kuat, a> 5> P> Si. Klor paling reaktif dan Si paling tidak reaktif. Jadi , unsur periode ketiga dari Na ke Cl sifat logamnya makin bertambah. 4.1.Sifat Logam dan Nonlogam Unsur-unsur periode ketiga, seperti Na, Mg, dan Al merupakan unsur logam, sedangkan unsur-unsur P, S, dan Cl merupakan unsur nonlogam. Adapun Si merupakan unsur yang memiliki sifat peralihan antara unsur logam dan nonlogam sehingga disebut unsur metalloid (semi logam). Argon (Ar) termasuk golongan gas mulia yang bersifat insert (sulit bereaksi) sehingga tidak dibahas lebih lanjut dalam bab ini. 4.2. Sifat Kimia Unsur Periode Ketiga Unsur – unsur periode ketiga memiliki keteraturan sifat secara berurutan dari kiri kekanan sebagai berikut : a. Sifat preduksi berkurang dan sifat pengoksidasi bertambah b. Sifat logam semakin lemah dan sifat nonlogam semakin kuat c. Sifat basa semakin lemah dan sifat asam semakin kuat 4.3. Sifat Pereduksi dan Sifat Pengoksidasi Sifat pereduksi semakin bertambah, sedangkan sifat pengoksidasi unsure-unsur periode ke tiga ini dapat anda lihat dari harga potensial reduksinya. Table 3.15 potensial reduksi standart unsur-unsur periode ketiga. Sifat Senyawa Na Mg Al Si P S Cl Ar -2,711 -2,375 -1,706 -0,13 -0,276 -0,508 +1,358 Dari kiri ke kanan unsur periode ketiga memiliki harga potensial reduksi 5 standart yang semakin positif sehingga sifat pereduksinya semakin berkurang dan sifat pengoksidasinya semakin bertambah. Natrium merupakan pereduksi yang reaktif terhadap air. Sifat pereduksi magnesium lebih lemah dibandingkan natrium. Sehingga logam Mg hanya dapat bereaksi dengan air panas. Contoh : 2Na (5) + 2H 2O (l) 2Na OH (ag) + H2 (g) Mg (5) + H2O (l) (tidak bereaksi) Mg (5) + 2H2O (l) panas Mg (OH)2 + H2 (g) Al (5) + H2O (l) (tidak bereaksi) 2Al (5) + 3H2O (g) panas Al2 O3 (5) + 3H2 (g) Sedangkan silicon memiliki sifat pereduksi lebih lemah dibandingkan aluminium sehingga silicon yang bereaksi dengan oksidator kuat, seperti oksigen dan klorin. Contoh : Si (5) + O2 (g) Si O2 (5) Si (5) + 2Cl2 (g) --> Si Cl4 (l) 4.4. Sifat Asam-Basa Sifat asam berkaitan dengan sifat non logam,sedangkan sifat basa berkaitan dengan logam. Sifat basa atau sifat asam dari suatu unsure bergantung pada konfigurasi electron dan harga ionisasi unsure-unsur tersebut. α. Sifat Basa Dari kiri ke kanan, unsur-unsur periode ketiga memiliki harga ionisasi yang semakin besar sehingga semakin sukar melepas electron. Penyebabnya electron Dari unsur tersebut akan kurang tertarik kea rah atau oksigen sehingga kecenderungan untuk membentuk ion OH menjadi berkurang. Contoh : M – OH M+ + OHJadi, dari kiri kekanan sifat basa usnur periode ketiga semakin lemah. β. Sifat Asam Energi ionisasi unsur periode ketiga dari kiri ke kanan semakin besar sehingga semakinmudah menarik electron dari atom oksigen. Jadi dari kiri ke kana sifat asam unsur periode ketiga semakin kuat. Contoh : M – OH MO- + H+ Senyawa asam unsur periode ketiga, yaitu : asam siukat (H2SiO3) asam fosfat (H3DO4) asam sinfat (H2SO4) dan asam paklorat (HCO4). Senyawa H2SiO3 merupakan asam sangat lemah sehingga mudah terurai menjadi senyawa SiO2 dan H2O Unsur Transisi Periode 4 1. Pengertian Unsur Transisi Ada dua pendapat tentang unsur transisi : a. Unsur transisi adalah unsur yang terdapat pada blok – d dalam system periodik. b. Unsur transisi adalah unsur yang sekurang – kurangnya salah satu ionnya mempunyai orbital d yang belum penuh. Unsur transisi pada periode 4 adalah : Sc , Ti , V , Cr , Mn , Fe , Co , Ni , Cu , Zn 2. Sifat – sifat Unsur Transisi a. Sifat fisik yang mirip adalah : • Mempunyai kerapatan besar • Titik leburnya sama • Ukuran atomnya sama • Penghantar listrik yang baik • Struktur kristalnya terjejal b. Sifat – sifat Kimia Unsur Transisi • Bersifat Logam • Umumnya membentuk senyawa berwarna • Membentuk ion kompleks • Sebagian besar ion – ionnya mempunyai lebih dari satu tingkat oksidasi. • Bersifat katalis • Membentuk senyawa – senyawa paramagnetik. Warna Unsur Transisi Periode – 4 Unsur d yang terisi tidak penuh. Senyawa dari Sc dan Ti tidak berwarna karena subkulit 3d-nya kosong. Senyawa Zn juga tidak berwarna karena subkulit 3dnya terisi penuh. V Cr 23 24 Ungu Biru Mn Merah 25 muda Fe 26 Hijau muda Co Merah 27 muda Ni Cu 28 29 Hijau Biru Untuk lebih lengkapnya , silakan lihat tabel berikut : UNSUR 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 2 3 5 5 6 7 8 Konfigurasi [Ar] 3d [Ar] 3d [Ar] 3d [Ar] 3d [Ar] 3d [Ar] 3d [Ar] 3d [Ar] [Ar] 3d10 1 2 [Ar] 3d 4s Elektron 4s2 4s2 4s1 4s2 4s2 4s2 4s2 3d10 4s1 4s2 Massa jenis Antara 3.4 – 8.92 (makin besar sesuai dengan arah panah) (g/mL) ——————————————————–> keelektroAntara 1.3 – 1.9 (makin besar sesuai dengan arah panah) negatifan Bilangan 0;2;3; 0;2;3; 0;3 0;2; 3;4 0;2; 3;6 0;2;3 0;2;3 0;2;3 0;1;2 0;2 oksidasi 4;5 4;6;7 Titik lebur Di atas 1000oC (berbentuk padat) (oC) Energi ionisasi Antara 1872 – 2705 (sukar melepaskan elektron terluarnya) (kJ/mol) Jumlah elektron tunggal Sifat paramagnetik/ feromagnetik Warna ion Satu Dua Tiga Enam Lima Empat Tiga Dua Satu Sifat yang disebabkan karena adanya elektron yang tidak berpasangan diama- (=elektron tunggal) gnetik Makin banyak elektron tunggalnya, makin bersifat feromagnetik - M2+ Warna ion Tak ber- - Ungu Ungu Hijau M3+ warna Ion-ion tak Sc3+ , Ti4+ , Cu+ , Zn2+ berwarna Catatan : Biru Hijau Merah Hijau Merah muda muda muda - Kuning - - Hijau Biru - - - - MnO4- = ungu Cr2O72- = jingga Tingkat Oksidasi 1. Tingkat Oksidasi < 2 o Dengan ligan π Aseptor o Ligan – ligan organik o Ligan Hidrogen 2. Tingkat Oksidasi 2 o Biasanya bersifat ionik o Oksidanya (Mo) bersifat basa o Memiliki struktur NaCl o Mampu membentuk kompleks Aquo , dengan jalan mereaksikan , logam , oksida , karbonat dalam larutan asam dan melalui reduksi katalitik . 3. Tingkat Oksidasi 3 o Beberapa senyawan bersifat stabil terhadap air , kecuali kompleks di logam Cu. o Fluorida (MF3) dan oksidanya (M2O3) bersifat ionik. o Senyawaan klorida , bromida , iodida dan sulfida bersifat kovalen . o Unsur – unsur Ti – Co membentuk ion – ion oktahedral [ M (H2O) ]3+ o Ion Co3+ dan Mn3+ mudah direduksi air . o Ion Ti3+ dan V3+ teroksidasi oleh udara. 4. Tingkat Oksidasi 4 o Beberapa contoh senyawa antara lain : TiO2 , TiCl4 , VCl4, VO2+ (Vanadil) dapat berperilaku seperti M2+ . o Logam – logam dengan tingkat oksidasi 4 dapat membentuk senyawaan kompleks yang bersifat kation , netral , dan anion tergantung ligannya. o Diluar unsur Ti dan V , umumnya dikenal sebagai komplek fluoro , dan anion akso. 5. Tingkat Oksidasi ≥ 5 , dikenal untuk unsur – unsur V , Cr , Mn , dan Fe dalam kompleks fluoro , amin akso , misal : CrF5 , KmnO4 , dan K2FeO4 dan S semuanya merupakan zat pengoksidasi yang kuat. Muatan ion kompleks adalah penjumlahan dari muatan kation logam transisi dengan ligan yang mengelilinginya. Sebagai contoh, pada ion [PtCl6]2-, bilangan oksidasi masing-masing ligan (ion Cl-) adalah -1. Dengan demikian, bilangan oksidasi Pt (kation logam transisi) adalah +4. Contoh lain, pada ion [Cu(NH3)4]2+, bilangan oksidasi masing-masing ligan (molekul NH3) adalah 0 (nol). Dengan demikian, bilangan oksidasi Cu (kation logam transisi) adalah +2. Berikut ini adalah beberapa aturan yang berlaku dalam penamaan suatu ion kompleks maupun senyawa kompleks : 1. Penamaan kation mendahului anion; sama seperti penamaan senyawa ionik pada umumnya. 2. Dalam ion kompleks, nama ligan disusun menurut urutan abjad, kemudian dilanjutkan dengan nama kation logam transisi. 3. Nama ligan yang sering terlibat dalam pembentukan ion kompleks dapat dilihat pada Tabel Nama Ligan. 4. Ketika beberapa ligan sejenis terdapat dalam ion kompleks, digunakan awalan di-, tri-, tetra-, penta-, heksa-, dan sebagainya. 5. Bilangan oksidasi kation logam transisi dinyatakan dalam bilangan Romawi. 6. Ketika ion kompleks bermuatan negatif, nama kation logam transisi diberi akhiran –at. Nama kation logam transisi pada ion kompleks bermuatan negatif dapat dilihat pada Tabel Nama Kation pada Anion Kompleks. Tabel Nama Ligan Ligan Bromida, BrKlorida, ClSianida, CNHidroksida, OHOksida, O2Karbonat, CO32Nitrit, NO2Oksalat, C2O42Amonia, NH3 Karbon Monoksida, CO Air, H2O Etilendiamin Nama Ligan Bromo Kloro Siano Hidrokso Okso Karbonato Nitro Oksalato Amina Karbonil Akuo Etilendiamin (en) Bergantung pada banyaknya atom donor, ligan digolongkan menjadi: • Ligan monodentat (1 atom donor) H2O, NH3, Cl• Ligan bidentat (2 atom donor) etilenadiamina • Ligan polidentat (lebih dari 2 atom donor) EDTA Ligan bidentat Ligan polidentat Nama kation ditulis sebelum anion. • Dalam ion kompleks, ligan dinamai terlebih dahulu, menurut abjad, dan diakhiri dengan nama ion logam • Nama ligan anion diakhiri dengan huruf o, sedangkan ligan netral biasanya disebut dengan nama molekul. Kecuali H2O(akuo), CO(karbonil), NH3(ammina) • Bila ada beberapa ligan dari jenis tertentu, kita gunakan awalan yunani di-, tri-, tetra-, penta-, dan heksa-. Jika nama ligannya mengandung awalan yunani, kita gunakan awalan bis(2), tris(3),dan tetrakis(4) untuk menyatakan ligan yg ada. • Biloks logam ditulis dalam angka romawi sesudah nama logam. • Jika kompleksnya anion, diberi akhiran -at. Penamaan Senyawa Koordinasi Beberapa ligan dalam senyawa koordinasi Berikut ini adalah beberapa contoh penulisan nama maupun rumus kimia dari berbagai senyawa kompleks : 1. Ni(CO)4 Bilangan koordinasi = 4 Muatan ion kompleks = 0 Muatan ligan = 0 Muatan kation logam transisi = 0 Nama senyawa = tetrakarbonil nikel (0) atau nikel tetrakarbonil 2. NaAuF4 Terdiri dari kation sederhana (Na+) dan anion kompleks (AuF4-) Bilangan koordinasi = 4 Muatan anion kompleks = -1 Muatan ligan = -1 x 4 = -4 Muatan kation logam transisi = +3 Nama senyawa = natrium tetrafluoro aurat (III) 3. K3[Fe(CN)6] Terdiri dari kation sederhana (3 ion K+) dan anion kompleks ([Fe(CN)6]-3) Bilangan koordinasi = 6 Muatan anion kompleks = -3 Muatan ligan = -1 x 6 = -6 Muatan kation logam transisi = +3 Nama senyawa = kalium heksasiano ferrat (III) atau kalium ferrisianida 4. [Cr(en)3]Cl3 Terdiri dari kation kompleks ([Cr(en)3]3+) dan anion sederhana (3 ion Cl-) Bilangan koordinasi = 3 x 2 (bidentat) = 6 Muatan kation kompleks = +3 Muatan ligan = 3 x 0 = 0 Muatan kation logam transisi = +3 Nama senyawa = tris-(etilendiamin) kromium (III) klorida 5. Pentaamin kloro kobalt (III) klorida Terdapat 5 NH3, satu Cl-, satu Co3+, dan ion ClMuatan kation kompleks = (5 x 0) + (1 x -1) + (1 x +3) = +2 Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan dua ion ClRumus senyawa kompleks = [Co(NH3)5Cl]Cl2 6. Dikloro bis-(etilendiamin) platinum (IV) nitrat Terdapat 2 Cl-, 2 en, satu Pt4+, dan ion NO3Muatan kation kompleks = (2 x -1) + (2 x 0) + (1 x +4) = +2 Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan dua ion NO3Rumus senyawa kompleks = [Pt(en)2Cl2](NO3)2 7. Natrium heksanitro kobaltat (III) Terdapat 6 NO2-, satu Co3+, dan ion Na+ Muatan anion kompleks = (6 x -1) + (1 x +3) = -3 Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan tiga ion Na+ Rumus senyawa kompleks = Na3[Co(NO2)6] 8. Tris-(etilendiamin) kobalt (III) sulfat Terdapat 3 en, satu Co3+, dan ion SO42Muatan kation kompleks = (3 x 0) + (1 x +3) = +3 Untuk membentuk senyawa kompleks, dua kation kompleks membutuhkan tiga ion SO42Rumus senyawa kompleks = ([Co(en)3])2(SO4)3 Warna kompleks logam transisi Warna-warna cerah yang terlihat pada kebanyakan senyawa koordinasi dapat dijelaskan dengan teori medan kristal ini. Jika orbital-d dari sebuah kompleks berpisah menjadi dua kelompok seperti yang dijelaskan di atas, maka ketika molekul tersebut menyerap foton dari cahaya tampak, satu atau lebih elektron yang berada dalam orbital tersebut akan meloncat dari orbital-d yang berenergi lebih rendah ke orbital-d yang berenergi lebih tinggi, menghasilkan keadaam atom yang tereksitasi. Perbedaan energi antara atom yang berada dalam keadaan dasar dengan yang berada dalam keadaan tereksitasi sama dengan energi foton yang diserap dan berbanding terbalik dengan gelombang cahaya. Karena hanya gelombang-gelombang cahaya (λ) tertentu saja yang dapat diserap (gelombang yang memiliki energi sama dengan energi eksitasi), senyawa-senyawa tersebut akan memperlihatkan warna komplementer (gelombang cahaya yang tidak terserap). Seperti yang dijelaskan di atas, ligan-ligan yang berbeda akan menghasilkan medan kristal yang energinya berbeda-beda pula, sehingga kita bisa melihat warna-warna yang bervariasi. Untuk sebuah ion logam, medan ligan yang lebih lemah akan membentuk kompleks yang Δ-nya bernilai rendah, sehingga akan menyerap cahaya dengan λ yang lebih panjang dan merendahkan frekuensi ν. Sebaliknya medan ligan yang lebih kuat akan menghasilkan Δ yang lebih besar, menyerap λ yang lebih pendek, dan meningkatkan ν. Sangtalah jarang energi foton yang terserap akan sama persis dengan perbedaan energi Δ; terdapat beberapa faktor-faktor lain seperti tolakan elektron dan efek Jahn-Teller yang akan mempengaruhi perbedaan energi antara keadaan dasar dengan keadaan tereksitasi. Warna-warna yang terlihat Roda warna Roda warna mendemonstrasikan warna senyawa yang akan terlihat jika ia hanya menyerap satu gelombang cahaya. Sebagai contoh, jika senyawa tersebut menyerap warna merah, maka ia akan tampak hijau. λ diserap vs warna terpantau 400nm Ungu diserap, Hijau-kuning terpantau (λ 560nm) 450nm Blue diserap, Kuning terpantau (λ 600nm) 490nm Biru-hijau diserap, Merah terpantau (λ 620nm) 570nm Kuning-hijau diserap, Ungu terpantau (λ 410nm) 580nm Kuning diserap, Biru tua terpantau (λ 430nm) 600nm Jingga diserap, Biru terpantau (λ 450nm) 650nm Merah diserap, Hijau terpantau (λ 520nm) Diagram pemisahan medan kristal Diagram pemisahan medan kristal Oktahedral Bipiramida pentagonal Antiprismatik persegi Datar persegi Piramida persegi Tetrahedral Bipiramida trigonal Geometri Senyawa Koordinasi 2 Linear Struktur 4 Tetrahedral atau 6 Oktahedral Bilangan koordinasi segi empat planar Stereoisomer adalah senyawa-senyawa yang mempunyai jenis dan jumlah atom serta ikatan kimia yg sama namun susunan ruangnya berbeda. Isomer geometri adalah stereoisomer yang posisinya tidak bisa saling dipertukarkan (interconverted) tanpa memutus ikatan kimianya. Isomer optis adalah senyawa kiral dan bayangan cerminnya tidak dapat ditumpuk (nonsuperimposable). Lima orbital d dalam kompleks tetrahedral Pembelahan medan kristal( adalah selisih energi antara dua set orbital d dalam atom logam jika terdapat ligan. Logam Transisi Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain. Nomor Konfigurasi Atom Elektron 21 (Ar) 3d1 4s2 22 (Ar) 3d2 4s2 23 (Ar) 3d3 4s2 Krom (Cr) 24 (Ar) 3d5 4s1 Mangan (Mn) 25 (Ar) 3d5 4s2 Besi (Fe) 26 (Ar) 3d6 4s2 Kobalt (Co) 27 (Ar) 3d7 4s2 Nikel (Ni) 28 (Ar) 3d8 4s2 29 (Ar) 3d10 4s1 30 (Ar) 3d10 4s2 Unsur Skandium (Sc) Titanium (Ti) Vanadium (V) Tembaga (Cu) Seng (Zn) Beberapa sifat umum unsur transisi : Orbital 3d 4s dari tabel sifat keperiodikan di atas, kita dapat simpulkan beberapa sifat atomik dan sifat fisis dari logam transisi : 1. Jari-jari atom berkurang dari Sc ke Zn, hal ini berkaitan dengan semakin bertambahnya elektron pada kulit 3d, maka semakin besar pula gaya tarik intinya, Sehingga jarak elektron pada kulit terluar ke inti semakin kecil. 2. Energi ionisasi cenderung bertambah dari Sc ke Zn. Walaupun terjadi sedikit fluktuatif, namun secara umum Ionization Energy (IE) meningkat dari Sc ke Zn. Kalau kita perhatikan, ada sesuatu hal yang unik terjadi pada pengisian elektron pada logam transisi. Setelah pengisian elektron pada subkulit 3s dan 3p, pengisian dilanjutkan ke kulit 4s tidak langsung ke 3d, sehingga kalium dan kalsium terlebih dahulu dibanding Sc. Hal ini berdampak pada grafik energi ionisasinya yang fluktuatif dan selisih nilai energi ionisasi antar atom yang berurutan tidak terlalu besar. Karena ketika logam menjadi ion, maka elektron pada kulit 4s lah yang terlebih dahulu terionisasi. 3. Kecuali unsur Cr dan Cu, semua unsur transisi periode keempat mempunyai electrón pada kulit terluar 4s2, sedangkan pada Cr dan Cu adalah 4s1. 4. Bilangan Oksidasi senyawa-senyawa unsur transisi di alam memiliki Biloks dari satu. Adanya biloks lebih dari satu ini disebabkan mudahnya melepaskan electrón valensi. Dengan demikian, energi ionisasi pertama, kedua dan seterusnya memiliki harga yang relatif lebih kecil dibanding unsur golongan utama. Di antara unsur-unsur yang ada dalam golongan yang sama, semakin tinggi biloks semakin penting untuk unsur-unsur pada periode yang lebih besar. Tabel Periodik Unsur Kimia H Li Na K Rb Cs Fr Be Mg Ca Sr Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Alkali Alkali tanah Lantanida Aktinida Sc Y Lu Lr Ti Zr Hf Rf V Nb Ta Db Cr Mn Mo Tc W Re Sg Bh Logam Logam transisi lainnya Fe Co Ni Ru Rh Pd Os Ir Pt Hs Mt Ds Cu Ag Au Rg Metaloid Zn Cd Hg Cn B C Al Si Ga Ge In Sn Tl Pb Uut Uuq N P As Sb Bi Uup Nonlogam lainnya O S Se Te Po Uuh F Cl Br I At Uus He • Dalam sistem Ne periodik, dari Ar bawah ke atas Kr dan dari kiri ke Xe kanan, sifat Rn Uuo logam unsur semakin Halogen Gas mulia berkurang dan sifat non logam semakin bertambah. • Sifat logam berhubungan dengan kemampuan suatu atom melepas elektron atau menjadi bermuatan positif. Adapun sifat non logam berhubungan dengan kecenderungan suatu atom untuk menerima elektron atau menjadi bermuatan negatif. SIFAT MAGNET 1. Dapat menarik partikel-partikel besi 2. Magnet memiliki sifat-sifat tertentubila kutub magnet yang satu berdekatan dengan kutub magnet yang lain. 3. Kutub magnet yang sejenis( kutub utara dengan kutub utara atau kutub selatan dengan kutub selatan) akan salinng tolak menolak. 4. Kutub magnet yang tidak sejenis(kutub utara dengan kutub selatan atau sebaliknya) akan tarik-menarik. 5. Sifat menarik logam tertentu. 6. Bagian tengah magnet yang terpotong akan membentuk kutub magnet yang baru. PEMBUATAN DAB MANFAAT BEBERAPA UNSUR LOGAM DAN SENYAWANYA 1. NATRIUM A. Pembuatan Natrium natrium dibuat dari elektrolisis lelehan natrium klorida yang dicampur dengan natrium klorida. Kalsium klorida berguna untuk menurunkan titik cair (dengan cara itu titik leleh dapat diturunkan dari 801°C menjadi sekitar 500°C). NaCl(l) Na+ + Cl‾ Katoda : Na+ (l) + e Na+ (l) Anoda : 2Cl‾(l) Cl2(g) + 2e B. Penggunaan Natrium dan Senyawa Natrium Natrium Dewasa ini, penggunaan yang semakin penting dari natrium adalah sebagai cairan pendingan (coolant) pada reactor nuklir. Selain itu, karena merupakan reduktor kuat, natrium digunakan pada pengolahan logam-logam tertentu seperti litium,kalium,zirconium dan logam alkali yang lebih berat. Natrium juga digunakan untuk membuat senyawa natrium yang tidak dapat dibuat dari natrium klorida, seperti natrium peroksida(Na2O2). Sedikit natrium digunakan dalam lampu natrium (sodium) yang banyak digunakan sebagai penerangan jalan raya. Natrium Klorida (NaCl) Senyawa natrium yang paling banyak diproduksi adalah natrium klorida (NaCl). Natrium klorida dibuat dari air laut atau dari garam batu. Kegunaan natrium klorida antara lain sebagai bahan baku untuk membuat natrium,klorin,dan senyawa-senyawa natrium seperti NaOH dan natrium karbonat(Na2CO3),dalam industri susu, mengawetkan ikan dan daging,mencairkan salju di jalan raya dinegara yang bermusin dingin,serta sebagai bumbu masak (garam dapur). Ntrium Hidroksida(NaOH) Natrium hidroksida dihasilkan melalui elektrolisis larutan natrium klorida. Natrium hidroksida digunakan terutama dalam industri sabun,detergen,pulp,dan kertas. Natrium Karbonat (Na2CO3) Kegunaan utama natrium karbonat adalah untuk pembuatan kaca (terutama kaca bejana).Selain itu untuk membuat bahan-bahan kimia lainnya,industri pulp dan kertas,industri detergen,dan bahan pelunak air. Natrium Bikarbonat Natriun bikarbonat disebut juga dengan soda kue. Jika adonan yang mengandung natrium bikarbonat dipanggang senyawa itu akan terurai membebasakan CO2 yang memekarkan adonan sehingga menjadi empuk karena adanya rongga-rongga gas didalamnya. 2. Magnesium A. Pembuatan Magnesium Dalam industri magnesium dibuat dari air laut melalui tahapan-tahapan antara lain: CaO(s) + H2O(l) 2Ca2+(aq) + 2OH‾ Mg2+(aq) + 2OH‾ - Mg(OH)2 Endapan magnesium hidroksida yang terbentuk disaring kemudian direaksikan dengan larutan asam klorida pekat. Mg(OH)2 (s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + 2H2O(l) Selanjutnya larutan diuapkan sehingga diperoleh Kristal magnesium klorida(MgCl2). Kristal itu kemudian dicairkan dan dielektrolisis. MgCl2 (l) Mg2+(l) + 2Cl‾(l) Katoda: Mg2+ (l) + 2e Mg(l) Anoda: 2Cl‾(l) Cl2(g) +2e B. Penggunaan Magnesium Kegunaan utama magnesium adalah untuk membuat logam campur. Paduan magnesium dengan aluminium yang disebut dengan magnalium merupakan logam yang kuat tetapi ringan,resisten terhadap asam maupun basa,serta tahan korosi.paduan itu digunakan untuk membuat komponen pesawat terbang,rudal,bak truk serta berbagai peralatan lainnya.oleh karena merupakan konduktor kuat sedikit magnesium digunakan pada pengolahan logam tertentu. Pembakaran magnesium menghasilkan cahaya yang sangat terang,sehingga unsure itu digunakan untuk membuat kembang api. 3. Aluminium A. Pembuatan Aluminium Meskipun aluminium tergolong melimpah di kulit bumi,mineral yang dijadikan sumber komersial aluminium hanya bauksit. Bauksit mengandung aluminium sebagai aluminium oksida(Al2O3). Pengolahan aluminium dari bauksit berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama adalah pemurnian bauksit sehingga diperoleh aluminium oksida murni (alumina).tahap kedua adalah peleburan(reduksi)alumina. Pengolahan aluminium oksida dari bauksit didasarkan pada sifat amfoter dari oksida aluminium itu. Pengotor utama dalam bauksit biasanya terdiri atas SiO2,Fe2O3,dan TiO2. Apabila bauksit dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida,maka aluminium oksida akan larut sedangkan pengotornya tidak. Al2O3(s) + 2NaOH(aq) + 3H2O 2NaAl(OH)4(aq) Pengotor dipisahkan dengan penyaringan.selanjutnya,aluminium diendapkan dari filtrate dengan mengalirkan gas karbon dioksida dan pengenceran. 2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) 2Al(OH)3(s) + Na2CO3(aq) + H2O(l) Endapan aluminium hidroksida disaring,dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh aluminium oksida murni(alumina). 2Al(OH)3(s) Al2O3 (s) + 3H2O(g) Selanjutnya pada tahap kedua reduksi aluminium oksida dilakukan melalui elektrolisis.kita ingat bahwa aluminium oksida mempunyai titik leleh yang sangat tinggi,yaitu lebih dari 2000°C.Aluminium oksida dilarutkan dalam lelehan kriolit dalam bejana dari baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode.dengan cara itu elektrolisis dapat dilangsungkan pada suhu 950°C.sebagai anode digunakan batang grafit.elektrolisis menghasilkan aluminium di katode sedangkan di anode terbentuk gas oksigen dan karbom dioksida. B. Penggunaan Aluminium dan Senyawanya • Aluminium Aluminium memiliki banyak kegunaan.penggunaan aluminium didasarkan pada • Ringan • Tahan karat • Mudah dibentuk • Dapat dip[adu dengan logam lain • Tidak beracun beberapa sifatnya yang khas yaitu : Berikut ini contoh penggunaan aluminium: Sector industri otomotif : untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor lainnya Sektor pembangunan perumahan : untuk kusen pintu dan jendela Sector industri makanan : aluminium foil dan kaleng aluminium untuk kemasan berbagai jenis produk makanan/minuman Sector lainnya : untuk kabel listrik,perabotan rumah tangga dan barang kerajinan. Aluminium Sulfat [Al2(SO4)3] Aluminium sulfat digunakan pada pengolahan air minum,yaitu untuk mempercepat koagulasi lumpur koloidal. 3. Besi a) Bahan baku terdiri atas : bijih besi, Fe2O3 atau Fe2O4 , Ca CO3 atau SiO2 kokas (C). b) Pengolahan dengan proses tanur tinggi c) Bagan pengolahan besi dengan proses tanur tinggi - Campuran bahan baku akan turun ke bagian bawah dengan suhu yang lebih tinggi ± 800°C. Di sini karbon terbakar menjadi CO2 dan gas CO2 yang terjadi direduksi oleh karbon menjadi gas CO. C + O2 (g) CO2(g) CO2(g) + C 2 CO(g) Gas CO yang terjadi meredusi bijih besi Reaksinya : 3 Fe2O3 + CO(g) 2 Fe3O4 + CO2(g) Fe3O4 + CO(g) 3 FeO + CO2(g) FeO + CO(g) Fe + CO2(g) - Besi yang terbentuk masih dalam bentuk padat (titik lebur besi ± 1.540°C) dan terus turun ke bagian lebih bawah lagi. Di sini besi yang terbentuk menyerap karbon. Oleh karena itu, daerah ini disebut daerah karburasi atau daerah hangus (± 1.000°C), karena menyerap karbon, sehingga titik lebur besi turun. 4. Baja Logam-logam campur dari besi disebut baja. Perubahan yang harus dilakukan pada pembuatan baja dari besi gubal, yaitu : Menurunkan kadar karbon dari 3-4% menjadi 0-1,5% Menghilangkan pengotor seperti Si,Mn,P Menambahkan logam-logam campur seperti Ni,Cr sesuai dengan jenis baja yang akan dibuat. Kebanyakan baja dibuat dengan tungku oksigen (basic oxygen proces). Tungku oksigen adalah silinder baja raksasa dengan pelapis yang bersifat basa pada bagian dalmnya. Tungku ini berkapasitas sekitar 200 ton besi cair,80 ton besi bekas,dan 18 ton kapur (CaO) sebagai fluks. Kedalam campuran yang berupa cairan yang sangat panas itu ditiupkan oksigen murni melalui pipa pendingin. Gas oksigen akan mengoksidasikan karbon menjadi krbon monoksid(CO), sedangkan pengotor lainnya dipishkan dalam terak.proses pembuatan baja dengan tungku oksigen hanya memerlukan waktu sekitar 22 menit. Beberapa Jenis Baja Nama Baja mangan Komposisi 10-18% Mn Sifat khas Keras,kuat dan awet Penggunaan Rel kereta api,lapis baja kendaraan perang,mesin penghancur batu magnet Baja silikon 1-5% Si Keras,kuat,sifat Durion 12-15% Si magnetnya kuat Tahan karat,tahan Pipa,ketel,kondensor Invar 36% Ni asam Koefisien Baja kromium- 1-10% Cr muai Alat pengukur rendah (meteran) Kuat,tahan terhadap As kendaraan vanadium 0,15 V tekanan/beban Baja tahan karat 14-18% Cr Tahan karat 7-9% Ni Alat-alat pemotong, perkakas dapur 1. Magnesium oksida (MgO) Digunakan untuk bahan gading tiruan, obat penyakit mag, dan pelapis tanur. 2. Magnesium sulfat berkristal (MgSO4 7H2O) Digunakan sebagai obat kuras dengan nama garam Inggris 3. Kalsium oksida (CaO) Kalsium oksida disebut juga kapur tohor atau gamping. Digunakan dalam industri besi, semen, soda, kaca. 4. Kalsium karbida (CaC2) Kalsium karbida disebut juga karbit, digunakan untuk membuat gas asetilen. 5. Kalsium sulfat (CaSO4) Kalsium sulfat yang mengandung 2 molekul air kristal disebut batu tahun (CaSO4 2H2O). Pembuatan : Logam alkali tanah dibuat dengan elektrolisis garam klorida cairannya. MCl2 M2+ + 2 ClKatode : M2+ + 2 e- M Anode 2 Cl- Cl2 + 2 e- : Unsur-unsur Periode Ketiga a. Natrium Dibuat dengan cara elektrolisis leburan NaCl : NaCl (l) Na+ + Cl- Katode : Na+ + e- Na Anode 2 Cl Cl2 + 2 e- Reaksi : Natrium tidak dapat dibuat dengan elektrolisis air laut. Natrium disimpan dalam minyak tanah. Kegunaannya : Sebagai lampu penerangan di jalan-jalan raya. Natrium mempunyai kemampuan menembus kabut. b. Magnesium Dibuat dengan cara elektrolisis lelehan MgCl2. Kegunaannya : Untuk aliase (magnalium), digunakan untuk kerangka pesawat terbang dan lampu kilat dalam fotografi. c. Aluminium Dibuat dengan elektrolisis dari bauksit yang murni. 1) Al2O3 murni dicampur dengan Na3AIF (kriolit) untuk menurunkan titik leleh Al2O3 dan bertindak sebagai pelarut untuk pemurnian Al2O3. 2) Dielektrolisis, reaksi yang terjadi : Al2O3 Al3+ + O2Katode (grafit) : 4 Al3+ + 12 e- 4 Al Anode (grafit) 3 C + 6 O2- 3 CO2 + 12 e- : 3 C + 4 Al3+ + 6 O2 4 Al + 3 CO2 2. Besi a) Bahan baku terdiri atas : bijih besi, Fe2O3 atau Fe2O4 , Ca CO3 atau SiO2 kokas (C). d) Pengolahan dengan proses tanur tinggi e) Bagan pengolahan besi dengan proses tanur tinggi - Campuran bahan baku akan turun ke bagian bawah dengan suhu yang lebih tinggi ± 800°C. Di sini karbon terbakar menjadi CO2 dan gas CO2 yang terjadi direduksi oleh karbon menjadi gas CO. C + O2 CO2 CO2 + C 2 CO Gas CO yang terjadi meredusi bijih besi Reaksinya : 3 Fe2O3 + CO 2 Fe3O4 + CO2 - Fe3O4 + CO 3 FeO + CO2 FeO + CO Fe + CO2 Besi yang terbentuk masih dalam bentuk padat (titik lebur besi ± 1.540°C) dan terus turun ke bagian lebih bawah lagi. Di sini besi yang terbentuk menyerap karbon. Oleh karena itu, daerah ini disebut daerah karburasi atau daerah hangus (± 1.000°C), karena menyerap karbon, sehingga titik lebur besi turun. - Besi yang telah menyerap karbon ini meluncur lagi ke bawah dan mencair (daerah pencairan) besi cair berkumpul di bagian bawah tanur. - Pada bagian atas besi cair terjadi reaksi pembentukan kerak. CaCO3 CaO + CO2 CaO + SiO2 CaSiO3 pasir kerak SILIKON Silikon merupakan unsur kedua terbanyak dalam kulit bumi.Unsur ini terdapat dalam bentuk senyawa, terutama sebagai silika atau silikat.Silika (SiO2) merupakan senyawa yang paling umum dan terdapat dimana-mana. Silikon ultra murni merupakan unsur penting dalam pembuatan transistor, sel surya, dan chips komputer. Silikon dibuat dari silica dengan kokas sebagai reduktor.Campuran kokas dan reduktor dipanaskan dalam suatu tanur listrik pada suhu sekitar 3000oC. SiO2 (l) + C (s) → Si(l) + 2CO(g) Pembuatan silikon ultra murni dapat dilakukan sebagai berikut: 1. Silikon biasa direaksikan dengan klorin, sehingga terbentuk senyawa tetraklorida (SiCl4) 2. SiCl4 dimurnikan dengan distilasi bertingkat 3. SiCl4 direduksi dengan mengalirkan campuran uap SiCl4 dengan gas H2 melalui suatu tabung yang dipanaskan Dengan cara ini diperolehlah silikon ultra murni yang pengotorannya hanya sekitar 10-8%. SiCl4(g) + 2H2(g) → Si(s) + 4HCl(g) Senyawa Silikon Silika dan silikat digunakan untuk membuat gelas,keramik,porselen dan semen. Larutan pekat natrium silikat (Na2SiO3), suatu zat padat amorf yang tidak berwarna, yang disebut water glass, digunakan untuk mengawetkan telur, juga bahan pengisi (filler) dalam detergen. Karborundum, yaitu silicon karbida(SiC), merupakan zat padat yang sangat keras, digunakan untuk ampelas(abrasif). Silika gel, suatu zat padat amorf yang sangat berpori , dibuat dengan melepas sebagian air dari asam silica ( H2SiO3 atau SiO2.H2O). Silika gel bersifat higroskopis (mengikat air), sehingga digunakan untuk pengering. NITROGEN Nitrogen adalah gas tak bewarna dan tak berasa yang menempati 78.1% atmosfer (persen volume). Nitrogen dihasilkan dalam jumlah besar bersama oksigen (bp -183.0o C) dengan mencairkan udara (bp -194.1o C) dan diikuti proses memfraksionasi nitrogen (bp -195.8o C). Nitrogen adalah gas inert di suhu kamar namun dikonversi menjadi senyawa nitrogen oleh proses fiksasi biologis dan melalui sintesis menjadi amonia di industri. Sebab dari keinertannya adalah tingginya energi ikatan rangkap tiga N≡N.Dua isotop nitrogen adalah 14N (99.634%) dan 15N (0.366%). Kedua isotop ini aktif NMR. 1. Siklus Nitrogen Siklus nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsurnitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Beberapa proses penting pada siklus nitrogen, antara lain fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.Walaupun terdapat sangat banyak molekulnitrogen di dalam atmosfir, nitrogen dalam bentuk gas tidaklah reaktif.[1] Hanya beberapa organisme yang mampu untuk mengkonversinya menjadi senyawa organik dengan proses yang disebut fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen yang lain terjadi karena proses geofisika, seperti terjadinya kilat. Kilat memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan, tanpanya tidak akan ada bentuk kehidupan di bumi. Walaupun demikian, sedikit sekali makhluk hidup yang dapat menyerap senyawa nitrogen yang terbentuk dari alam tersebut. Hampir seluruh makhluk hidup mendapatkan senyawa nitrogen dari makhluk hidup yang lain. Oleh sebab itu, reaksi fiksasi nitrogen sering disebut proses topping-up atau fungsi penambahan pada tersedianya cadangan senyawa nitrogen. Vertebrata secara tidak langsung telah mengkonsumsi nitrogen melalui asupan nutrisi dalam bentuk protein maupun asam nukleat. Di dalam tubuh, makromolekul ini dicerna menjadi bentuk yang lebih kecil yaitu asam amino dan komponen dari nukleotida, dan dipergunakan untuk sintesis protein dan asam nukleat yang baru, atau senyawa lainnya. Sekitar setengah dari 20 jenis asam amino yang ditemukan pada protein merupakan asam amino esensial bagi vertebrata, artinya asam amino tersebut tidak dapat dihasilkan dari asupan nutrisi senyawa lain, sedang sisanya dapat disintesis dengan menggunakan beberapa bahan dasar nutrisi, termasuk senyawaintermediat dari siklus asam sitrat. Asam amino esensial disintesis oleh organisme invertebrata, biasanya organisme yang mempunyai lintasan metabolisme yang panjang dan membutuhkan energi aktivasi lebih tinggi, yang telah punah dalam perjalanan evolusi makhluk vertebrata. Nukleotida yang diperlukan dalam sintesis RNA maupun DNA dapat dihasilkan melalui lintasan metabolisme, sehingga istilah "nukleotida esensial" kurang tepat. Kandungan nitrogen pada purina dan pirimidina yang didapat dari asam amino glutamina, asam aspartat dan glisina, layaknya kandungan karbon dalam ribosa dan deoksiribosa yang didapat dari glukosa. Kelebihan asam amino yang tidak digunakan dalam proses metabolisme akan dioksidasi guna memperoleh energi. Biasanya kandungan atom karbon dan hidrogen lambat laun akan membentuk CO2 atau H2O, dan kandungan atom nitrogen akan mengalami berbagai proses hingga menjadi urea untuk kemudian diekskresi.Setiap asam amino memiliki lintasan metabolismenya masing-masing, lengkap dengan perangkat enzimatiknya. 2. Siklus Urea Pada eukariota, siklus urea (bahasa Inggris: urea cycle, ornithine cycle) merupakan bagian dari siklus nitrogen, yang meliputi reaksi konversi amonia menjadi urea.Siklus ini ditemukan pertama kali oleh Hans Krebs dan Kurt Henseleit pada tahun 1932. Pada mamalia, siklus urea terjadi di dalam hati, produk urea kemudian dikirimkan ke organginjal untuk diekskresi.Dua jenjang reaksi pada siklus urea terjadi di dalam mitokondria.[2] Ringkasan reaksi siklus urea adalah:[3] Amonia Amonia merupakan produk dari reaksi deaminasi oksidatif yang bersifat toksik.Pada manusia, kegagalan salah satu jenjang pada siklus urea dapat berakibat fatal, karena tidak terdapat lintasan alternatif untuk menghilangkan sifat toksik tersebut selain mengubahnya menjadi urea.Defisiensi enzimatik pada siklus ini dapat mengakibatkan simtomahiperamonemia yang dapat berujung pada kelainan mental, kerusakan hati dan kematian.Sirosis pada hati yang diakibatkan oleh konsumsi alkohol berlebih terjadi akibat defisiensi enzim yang menghasilkan Sarbamil fosfat pada jenjang reaksi pertama pada siklus ini. Ikan mempunyai rasio amonia yang rendah di dalam darah, karena amonia diekskresi sebagai gugus amida dalam senyawaglutamina. Reaksi hidrolisis pada glutamina akan menkonversinya menjadi asam glutamat dan melepaskan gugus amonia. Sedangkan manusia hanya mengekskresi sedikit sekali amonia, yang dikonversi oleh asam di dalam urin menjadi ionNH4+, sebagai respon terhadap asidosis karena amonia memiliki kapasitas seperti larutan penyangga yang menjaga pHdarah dengan menetralkan kadar asam yang berlebih. Urea Urea merupakan zat diuretik higroskopik dengan menyerap air dari plasma darah menjadi urin.Kadar urea dalam darah manusia disebut BUN (bahasa Inggris: Blood Urea Nitrogen).Peningkatan nilai BUN terjadi pada simtomauremia dalam kondisi gagal ginjal akut dan kronis atau kondisi gagal jantung dengan konsekuensi tekanan darah menjadi rendah dan penurunan laju filtrasi pada ginjal.Pada kasus yang lebih buruk, hemodialisis ditempuh untuk menghilangkan larutan urea dan produk akhir metabolisme dari dalam darah. Pada hewan seperti burung dan reptil yang harus mencadangkan air di dalam tubuhnya, nitrogen diekskresi sebagai asam urat yang bersenyawa dengan sedikit kandungan air.Sedang pada manusia, asam urat tidak disintesis dari amonia, melainkan dari adenina dan guanina yang terdapat pada berbagai nukleotida.Asam urat biasanya diekskresi dalam jumlah sedikit, melalui urin.Kadar asam urat dalam darah dapat meningkat pada penderita gangguan ginjal dan leukimia.Bentuk garam dari asam urat dapat mengendap menjadi batu ginjal maupun batu kemih.Pada artritis, endapan garam dari asam urat terjadi pada tulang rawan yang terdapat pada persendian. Jenjang reaksi Sarbamil fosfat sintetase, sebuah enzim, merupakan katalis pada reaksi dengan substrat NH3, CO2 dan ATP menjadi sarbamil fosfat, yang kemudian diaktivasi oleh asam N-asetilglutamat yang terbentuk dari asam glutamat dan asetil-KoA dengan enzim N-asetilglutamat sintetase. Nasetilglutamat merupakan regulator yang penting dalam ureagenesis selain arginina, kortikosteroid dan protein yang lain. Reaksi kondensasi yang terjadi pada ornitina lantas memicu konversi sarbamil fosfat menjadi sitrulina dengan bantuan enzim ornitina transarbamilase. Kemudian sitrulina dilepaskan dari dalam matriks menuju sitoplasma, dan kondensasi terjadi dengan asam aspartat dan enzim argininosuksinat sintetase, membentuk asam argininosuksinat, yang kemudian diiris oleh argininasuksinat liase menjadi asam fumarat dan arginina. Asam fumarat akan dioksidasi dalam siklus sitrat di dalam mitokondria, sedangkan arginina akan teriris menjadi urea dan ornitina dengan enzim arginase hepatik. Baik argininosuksinat liase maupun arginase diinduksi oleh rasa lapar, dibutiril cAMP dan kortikosteroid.