Unsur-unsur Periode 3

advertisement
Kelompok Aurum :
KELAS XII IPA 3
Adisty Halimatus S (1)
Anisa Permata S (5)
Asri Widya Ningrum (6)
Brillyan Figas Hartanto (9)
Nur Huda (23)
Onny Kartika Waluya (25)
Siti Fauza R A (27)
Unsur-unsur Periode
Ketiga
 Unsur-unsur periode ketiga memiliki jumlah kulit elektron
yang sama, yaitu tiga kulit. Akan tetapi konfigurasi elektron
dari masing-masing unsur berbeda, hal ini akan
menyebabkan sifat-sifat kimia yang berbeda. Dari kiri ke
kanan unsur periode ketiga berturut-turut adalah natrium
(Na), magnesium (Mg), aluminium (Al), silikon (Si), fosfor
(P), belerang (S), klor (Cl) dan argon (Ar). Na, Mg, dan Al
merupakan unsur logam, Si semilogam, P, S dan Cl
nonlogam, Ar gas mulia
Unsur-Unsur Periode Ketiga
 Natrium (Na)
 Magnesium (Mg)
 Aluminium (Al)
 Silikon (Si)
 Fosfor (P)
 Belerang (S)
 Klorin (Cl)
 Argon (Ar)
Kegunaan Natrium






Dipakai dalam pembuatan ester.
NaCl digunakan oleh hampir semua makhluk.
Na-benzoat dipakai untuk pengawetan makanan.
Na-glutamat dipakai untuk penyedap makanan.
Isi dari lampu kabut dalam kendaraan bermotor
NaOH dipakai untuk membuat sabun, deterjen,
kertas.
 NaHCO3 dipakai sebagai pengembang kue.
 Memurnikan logam K, Rb, Cs.
 NaCO3 pembuatan kaca dan pemurnian air sadah.
Hal-hal penting pada Natrium
 Merupakan logam lunak, berwarna putih keperakan, reaktif.
 Bereaksi dengan cepat dengan air membentuk sodium hidroksida dan








hidrogen.
Dapat bereaksi dengan alkohol namun lebih lambat dibanding
dengan air.
Tidak bereaksi terhadap nitrogen.
Merupakan komponen terbesar kedua yang larut di air laut.
Mudah ditemui pada sumber air alami.
Dihasilkan dengan elektrolisis lelehan NaCl.
Prosesnya disebut proses Downs, yaitu dengan menambah 58% CaCl2
dan KF.
Pada elektrolisis Nacl.
Tujuan penambahan untuk menurunkan titik lebur NaCl hingga
mencapai 550 oC
Cara Memperoleh Natrium
Logam-logan natrium dapat diperoleh dengan cara
elektrolisis lelehan halidanya yakni NaCl dengan
elektroda inert.
Anode
Katode
: 2Cl-  Cl2 + 2e: 2Na+ +2e- 2Na
2 Na+ +2Cl-  2Na + Cl2
Kegunaan Magnesium
 Dipakai pada proses produksi logam, kaca, dan





semen.
Untuk membuat konstruksi pesawat. Logamnya
disebut magnalum.
Pemisah Sulfur dari besi dan baja.
Dipakai pada lempeng yang digunakan di industri
percetakan.
Untuk membuat lampu kilat.
Sebagai katalis reaksi organik.
Catatan tentang Magnesium
 Berupa logam berwarna putih keperakan dan sangat




ringan.
Termasuk unsur reaktif.
Sebagian besar logam dapat dihasilkan dengan
bantuan magnesium.
Banyak ditemukan di alam dan dalam mineral :
dolomite, magnetite, olivine, serpentine.
Senyawa yang terbentuk umumnya ikatan ion,
namun ada juga berupa ikatan kovalen.
Cara memperoleh magnesium
Kebanyakan magnesium diperoleh dari air laut dengan menambahkan kalsium
oksida ke dalam air laut.
Mg2+(aq) + H2O(l) + CaO(s)  Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)
Magnesium hidroksida, Mg(OH)2 yang terjadi disaring, dicuci dan
dilarutkan dalam HCl.
Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq)  MgCl2(aq) + H2O(l)
Setelah itu larutan diuapkan sehingga diperoleh MgCl2. Untuk mendapatkan
Mg, dilakukan elektrolisis lelehan MgCl2. Dengan mengatur potensial yang tetap
maka magnesium dapat diendapkan, sedangkan ion-ion logam lainnya tetap
tinggal dalam lelehan tersebut.
MgCl2(l) (NaCl dan CaCl2) Mg(s) + Cl2(g)
\
Kegunaan Aluminium
 Aluminium digunakan dalam konstruksi pesawat terbang, mobil,






pintu, jendela, dan auto mobil.
Aluminium digunakan dalam peralatan masak dan piston dalam
mesin pembakaran dalam.
Aluminium digunakan untuk membuat kabel aluminium pada kabel
listrik.
Aluminium digunakan dalam industri makanan sebagai aluminium
foil dan kaleng untuk mengemas berbagai produk makanan dan
minuman.
Aluminium digunakan untuk membuat beberapa ornamen.
Aluminium digunakan sebagai bahan dalam reaktor nuklir bersuhu
rendah karena aluminium relatif menyerap beberapa neutron.
Dan lain-lain
Catatan tentang Aluminium
 Berupa logam lunak berwarna perak.
 Merupakan penghantar panas yang sangat baik dan
dapat menghantar lisrik.
 Sulit terkorosi karena membentuk lapisan oksida di
permukaannya.
 Tidak beracun, non-magnetik dan sulit terbakar.
 Sumber utamanya adalah biji bauksit
Cara memperoleh Aluminium
 Alumunium biasanya diperoleh dengan proses Hall-
Heroult. Al2O3 yang berasal dari bauksit dilelehkan
dengan kriolit (Na[AlF6]) cair sebagai elektrolit,
kemudian dielektrolisis dengan elektrode grafit. Kriolit
cair diperlukan untuk melarutkan Al2O3 dan juga untuk
meningkatkan konduktivitas sel karena Al2O3 merupakan
konduktor listrik yang jelek. Penambahan kriolit
menyebabkan tambahnya pengotor, tetapi dapat
menurunkan titik leleh campuran hingga 950oC.
 Prinsip pengolahan aluminium meliputi pemurnian Al2O3 dari
bauksit dan elektrolisis Al2O3 dengan elektrolit kriolit cair.
1. Pemurnian Al2O3 dari bauksit
Prinsip pengolahan aluminium meliputi pemurnian
Al2O3 dari bauksit dan elektrolisis Al2O3 dengan
elektrolit kriolit cair.
Ke dalam bauksit ditambahkan larutan NaOH pekat
sehingga Al2O3 larut, sedangkan zat lain tidak latrut.
Al2O3(s) + 2OH-(aq)  2AlO2-(aq) + H2O
Larutan diasamkan sehingga terbentuk endapa Al(OH)3.
AlO2-(aq) + H3O+(aq)  Al(OH)3(s)
Endapan Al(OH)3 yang terbentuk disaring (dipisahkan),
kemudian dipanaskan.
Al(OH)3(s)  Al2O3(s) + 3H2O(g)
2. Elektrolisis Al2O3 dengan elektrolit kriolit cair.
Al2O3 dilarutkan dalam kriolit cair, kemudian
dilakukan elektrolisis dengan elektrode grafit.
Meskipun dilakukan pada temperatur 850oC, elektrolisis
ini jauh lebih efisien daripada tanpa kriolit cair.
Reaksi yang terjadi:
Al2O3  2Al3+ + 3O2Anode
: Al3+ + 3e-  Al
x4
Katode
: 2O2-  O2 + 4ex3
4Al3+ 6O2-  4Al + 3O2
Kegunaan Silikon
 Silikon digunakan sebagai bahan untuk membuat piranti






semikonduktor (elektronika) seperti chip, IC, dioda, dan
transistor.
Silikon juga digunakan sebagai campuran logam dengan
tembaga, kuningan, dan perunggu.
Silikon monoksida (SiO) digunakan sebagai lapisan pelindung
bahan-bahan lain.
Silikon karbida yang dikenal sebagai korundum digunakan
sebagai perhiasan dan ampelas.
Silika Gel digunakan sebagai zat pengering dan pembawa katalis.
Silika dan Silikat digunakan dalam pembuatan kaca, semen, dan
porselen.
Dan-lain-lain
Catatan
 Merupakan unsur elektropositif yang paling banyak




dijumpai.
Isotop alaminya terdiri atas isotop 28 (92,2%), isotop
29 (4,7%), isotop 30 (3,1%).
Memiliki sifat kimia seperti logam yang lain.
Kemampuan semikonduktor akan meningkat jika
ditambahkan pengotor suhu.
Ditemukan pada banyak senyawa dioksida dan
berbagai macam silikat yang ada di alam.
Cara memperoleh Silikon
 Silikon diperoleh dengan cara mereduksi SiO2 dengan
kokas murni. Dalam reduksi ini, diperlukan SiO2
berlebihan untuk mencegah pembentukan silikon
karbida (SiC). Silikon dengan kemurnian tinggi (untuk
industri semikonduktor) dibuat dengan cara mengubah
Si menjadi SiCl4. Kemudian dilanjutkan pemurnian
dengan destilasi dan diikuti reduksi dengan Mg atau
Zn.
SiO2 + 2C  Si + 2CO
Si + 2Cl2
 SiCl4
SiCl4 + 2Mg  Si + MgCl2
Kegunaan Fosfor
 P2O3 dalam bentuk padatan kristal putih digunakan sebagai





reduktor.
P2O5 yang dapatt bereaksi dengan air membentuk larutan asam
dapat digunakan sebagai bahan pengering.
Asam fosfat dan garam-garam fosfat merupakan senyawasenyawa fosfor yang bernilai ekonomi.
Beberapa senyawa Fosfor juga digunakan pada pembuatan gula,
sutra, dan paduan logam (alloy), misalnya perunggu fosfor dan
tembaga fosfor.
Fosfor putih digunakan sebagai bahan racun tikus.
Fosfor merah digunakan dalam industri korek api.
Catatan
 Dalam lingkungan hidup ini tidak ditemukan senyawa
fosfor dalam bentuk gas.
 Fosfor dapat membentuk tiga ikatan kovalen, menerima
tiga eektron membentuk ion P3 Reaksi yang terjadi padafosfor, antara lain sebagai berikut,
 Fosfor dapat bersenyawa dengan kebanyakan nonlogam dan
logam-logam yang reaktif. Fosfor bereaksi dengan logan IA
dan IIA dapat membentuk fosfida. Dalam airfosfida
mengalami hidrolisis membentuk fosfin, PH3.
Na3P + 3H2O → 3NaOH + PH3
 Fosfor membentuk dua macam senyawa dengan halogen
yaitu trihalida, PX3 dan pentahalida PX5.
 Membentuk asam okso fosfor.
Fosfor dapat diperoleh dari campuran batuan fosfat,
Ca3(PO4)2, silikat (SiO2) dan kokas (C) yang
dipanaskan dalam dapur listrik pada temperatur
1.300oC.
2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)  6CaSiO3(l)+10CO(g)+P4(g)
Uap CO dan P4 dilewatkan melalui air sehingga P4
mengembun
\\\
Kegunaan Belerang
 Belerang digunakan dalam pembuatan beberapa senyawa




belerang penting, seperti asam sulfat, senyawa-senyawa
sulfit, senyawa-senyawa sulfat, dan belerang dioksida.
Belerang digunakan pada vulkanisasi karet dalam industri
ban dan bubuk mesiu.
Secara medis, belerang digunakan dalam beberapa salep
kulit.
Campuran belerang dengan kapur digunakan sebagai
fungsida pada tanaman.
Natrium tiosulfat (Na2S2O3 . 5H2O) yang biasanya disebut
hypo digunakan dalam fotografi.
Catatan
 Zat murninya tidak berbau dan tidak berasa.
 Memiliki struktur yang beragam, tergantung kondisi






sekitar.
Secara alami banyak terdapat di gunung berapi.
Komponen murninya tidak beracun namun senyawa yang
terbentuk kebanyakan berbahaya bagi manusia.
Senyawa sulfur yang utama adalah SO2, dan SO3. SO2
berupa gas yang mudah larut dalam air sehingga
menyebabkan hujan asam.
Efek yang ditimbulkan dapat dikurangi dengan cara
melewatkan air yang terkontaminasi pada padatan CaCO3.
SO3 merupakan bahan utama membuat asam sulfat.
SO3 diperoleh dari oksidasi SO2 dengan katalis vanadium.
Cara memperoleh Belerang
Belerang dapat diperoleh dengan proses
Frasch, yaitu ke dalam tanah yang mengandung
belerang dimasukkan uap panas melalui suatu pipa
sehingga belerangnya mencair. Dengan tekanan
udara yang juga melalui pipa, belerang yang telah
mencair dipompakan ke luar.
Efek samping adanya senyawa belerang yang
beredar di udara dapat menyebabkan terjadinya
hujan asam yang berakibat rusaknya tanaman dan
bangunan.
Kegunaan Klorin
 Dipakai pada proses pemurnian air.
 Cl2 dipakai pada desinfektan.
 KCl digunakan sebagai pupuk.
 ZnCl2 digunakan sebagai solder.
 NH4Cl digunakan sebagai pengisi baterai.
 Digunakan untuk menghilangkan tinta dalam proses
daur ulang kertas.
 Dipakai untuk membunuh bakteri pada air minum.
 Dipakai pada berbagai macam industri.
Catatan
 Merupakan gas diatomik berwarna kehijauan.
 Termasuk gas yang beracun.
 Dalam bentuk padat dan cair merupakan oksidator




yang kuat.
Mudah bereaksi dengan unsur lain.
Merupakan zat yang paling banyak terkandung di air
laut.
Terdapat juga dalam carnalite dan silvite.
Diperoleh dengan cara mengelektrolisis larutan NaCl.
Cara memperoleh Klorin
Di laboratorium, klorin dapat diperoleh dengan cara oksidasi
klorida (Cl-) dengan oksidator kuat seperti MnO2, MnO4-,
Cr2O72-, dan PbO2 dalam suasana asam. Meskipun hanya PbO2
dan MnO4-, Cr2O72- yang mempunyai potensial reduksi
standar lebih positif dari Cl2, larutan pekat dan temperatur
tinggi dapat melangsungkan reaksi antara klorida dan MnO2
atau MnO4- dan Cr2O72-.
Reaksi yang terjadi pada pembuatan gas klorin.
MnO2(s)+4HCl(aq)  MnCl3(aq)+2H2O(l)+Cl2(g)
K2Cr2O7(aq)+4HCl(aq)  2KCl(aq)+2CrCl3(aq)+7H2O(l)+3Cl2(g)
PbO2(s)+4HCl(aq)  PbCl2(s)+2H2O(l)+Cl2(g)
2KMnO4(aq)+16HCl(aq)  2KCl(aq)+2MnCl2(aq)+8H2O(l)+Cl2(g)
Kegunaan Argon
 Sebagai pengisi bola lampu karena Argon tidak




bereaksi dengan kawat lampu.
Dipakai dalam industri logam sebagai inert saat
pemotongan dan proses lainnya.
Untuk membuat lapisan pelindung pada berbagai
macam proses.
Untuk mendeteksi sumber air tanah.
Dipakai dalam roda mobil mewah.
Catatan
 Tidak reaktif seperti halnya gas mulia
yang lain.
 Terdapat sekitar 1% argon di atmosfer.
 Terbentuk di atmosfer sebagai akibat
dari proses sinar kosmik.
Sifat-sifat Unsur Periode Ketiga
Jari – jari
Atom
Energi
Ionisasi
Sifat Logam
Sifat
Reduktor dan
Oksidator
Sifat Asam
Basa
Hidroksida
Jari-jari Atom
Jari-jari atom berkurang sepanjang periode dari kiri ke
kanan. Begitu juga dengan jari-jari atom unsur-unsur
periode ketiga berkurang dari natrium (Na) ke Argon (Ar).
Jari-jari sebuah atom ditentukan oleh elektronelektronnya. Elektron-elektron tersebut menempati kulitkulit di sekitar inti setiap atom. Dalam satu periode dari kiri
ke kanan, kulit elektron valensi semakin penuh tetapi tidak
ada kulit baru yang ditambahkan dan jumlah proton di
dalam inti dari setiap atom tersebut bertambah. Akibatnya,
semakin banyak terdapat proton, semakin kuat gaya arik
proton terhadap elektron-elektron untuk lebih dekat ke
inti, dan semakin kecil ukuran atau jari-jari kulitnya.
Jari-jari atom unsur-unsur
periode ketiga
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Natrium
Magnesium
Aluminium
Silikon
Fosfor
Belerang
Klorin
Argon
Jari-jari Atom (Å)
Energi Ionisasi
Secara umum energi ionisasi unsur periode ketiga dari kiri ke kanan meningkat. Akan
tetapi energi ionisasi Al lebih rendah dari energi ionisasi Mg dan energi ionisasi S lebih rendah
dari P.
Hal ini disebabkan oleh susunan elektron dalam orbital yang penuh atau setengah penuh
memiliki kestabilan yang lebih besar.
Secara umum energi ionisasi unsur periode ketiga dari kiri ke kanan meningkat. Akan tetapi
energi ionisasi Al lebih rendah dari energi ionisasi Mg dan energi ionisasi S lebih rendah dari P.
Hal ini disebabkan oleh susunan elektron dalam orbital yang penuh atau setengah penuh
memiliki kestabilan yang lebih besar.
Sifat logam unsur periode ketiga dari kiri ke kanan semakin berkurang. Dari Na sampai Al
merupakan unsur logam dengan titik leleh, titik didih, kerapatan dan kekerasan meningkat, hal
ini disebabkan pertambahan elektron valensi yang mengakibatkan ikatan logam semakin kuat.
Dengan demikian daya hantar listrik (sifat konduktor) juga semakin kuat. Silikon merupakan
semilogam (metaloid) bersifat semikonduktor, sedangkan fosfor, belerang dan klor merupakan
nonlogam yang tidak menghantarkan listrik.
Sifat Reduktor dan Oksidator
Sesuai dengan fakta bahwa dari kiri ke kanan unsur-unsur periode ketiga
semakin sukar melepas elektron serta makin mudah menangkap elektron, sehingga
dari natrium sampai klor sifat reduktor berkurang dan sifat oksidator bertambah.
Natrium merupakan reduktor kuat dan klor merupakan oksidator kuat.
Kekuatan sifat reduktor dan oksidator dapat dilihat dari harga potensial elektroda.
Semakin besar (positif) harga potensial elektroda semakin mudah mengalami reduksi
yang berarti sifat oksidator makin kuat, dan sebaliknya makin kecil (negatif) harga
potensial elektroda makin mudah dioksidasi yang berarti sifat reduktor makin kuat.
Kekuatan sifat reduktor dan oksidator
• Na+ + e → Na E° = –2,71 volt
• Mg2+ + 2e → Mg E° = –2,38 volt
• Al3+ + 3e → Al E° = –1,66 volt
• S + 2e → S2– E° = –0,51 volt
• Cl2 + 2e → 2Cl– E° = +1,36 volt
Sifat Logam
Sifat logam unsur periode ketiga dari kiri ke kanan
semakin berkurang. Dari Na sampai Al merupakan unsur
logam dengan titik leleh, titik didih, kerapatan dan
kekerasan meningkat, hal ini disebabkan pertambahan
elektron valensi yang mengakibatkan ikatan logam semakin
kuat. Dengan demikian daya hantar listrik (sifat konduktor)
juga semakin kuat. Silikon merupakan semilogam
(metaloid) bersifat semikonduktor, sedangkan fosfor,
belerang dan klor merupakan nonlogam yang tidak
menghantarkan listrik.
Sifat Asam Basa Hidroksida
• Hidroksida unsur periode ketiga terdiri dari NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, Si(OH)4,
P(OH)5, S(OH)6 dan Cl(OH)7. Berdasar energi ionisasinya, bila energi ionisasi unsur periode
ketiga rendah ikatan antara unsur periode ketiga dengan –OH adalah ion sehingga dalam air
melepaskan ion OH– (bersifat basa).
• NaOH tergolong basa kuat dan mudah larut dalam air, sedangkan Mg(OH)2 meskipun
tergolong basa kuat tetapi tidak sekuat NaOH. Al(OH)3 bersifat amfoter, artinya dapat bersifat
sebagai asam sekaligus basa tergantung lingkungannya. Dalam lingungan asam, Al(OH)3 bersifat
sebagai basa dan sebaliknya dalam lingkungan basa, Al(OH)3 bersifat sebagai asam.
• Bila energi ionisasi unsur periode ketiga tinggi ikatan antara unsur periode ketiga dengan –
OH merupakan ikatan kovalen, sehingga tidak dapat melepaskan OH– tetapi melepaskan ion
H+ karena ikatan O–H bersifat polar. Dengan demikian Si(OH)4, P(OH)5, S(OH)6, dan
Cl(OH)7 bersifat asam.
• Sifat asam dari Si(OH)4 atau H2SiO3 sampai Cl(OH)7 atau HClO4 makin kuat karena
bertambahnya muatan positif atom pusat, sehingga gaya tolak terhadap H+ makin kuat
akibatnya makin mudah melepaskan H+ berarti sifat asam makin kuat. Jadi, sifat asam H2SiO3
<>3PO4 <>2SO4 <>4.
Reaksi asam-basa pada unsur-unsur periode
ke 3
Basa
NaOH → Na+ + OH–
Mg(OH)2 → Mg2+ + OH–
Reaksi pada Al(OH)3
Al(OH)3(s) + H+(aq) →Al3+(aq) + 3H2O(l)
asam
Al(OH)3(s) + OH–(aq) → Al(OH)4 – (aq)
Basa

Asam
Si(OH)4 → H2SiO3 + H2O
asam silikat
P(OH)5 → H3PO4 + H2O
asam fosfat
S(OH)6 → H2SO4 + 2H2O
asam sulfat
Cl(OH)7 → HClO4 + 3H2O
asam perklorat
Download
Study collections