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
