KIMIA UNSUR GOLONGAN GAS MULIA DAN HALOGEN
advertisement
KIMIA UNSUR Disusun Oleh : XII IPA 3 Tahun Pelajaran 2011-2012 SMA Negeri Balung Pilih salah satu Kimia unsur adalah unsur unsur yang mempunyai sifat kimia Yang berada di lingkungan sekitar kita. APAKAH ITU KIMIA UNSUR ?? Kimia unsur dalam pelajaran kimia mempelajari tentang unsur – unsur kimia yang mempunyai sifat – sifat khusus Gas Mulia Gas mulia adalah unsur-unsur golongan VIIIA (18) dalam tabel periodik. Disebut mulia karena unsurunsur ini sangat stabil (sangat sukar bereaksi). Tidak ditemukan satupun senyawa alami dari gas mulia. Kelimpahan Gas Mulia di Alam Unsur Volume diudara(%) bpj Helium 0,0005240 5,240 Neon 0,0018200 18,200 Argon 0,9340000 9340,000 Kripton 0,0001140 1,400 Xenon 0,0000087 0,087 Radon Sangat sedikit Sifat Fisika dan Kimia – Sifat Fisika: • Sifat fisika adalah sifat gas mulia yang berkaitan dengan wujud atau penampilannya. • 1.Gas mulia merupakan gas yang tidak berwarna,tidak berasa,tidak berbau dan dapat larut dalam air. • 2. Ar,Kr,dan Xe sedikit larut dalam air sedangkan He dan Ne mempunyai kelarutan yang tinggi dalam air. • 3. Gas mulia tidak punya daya hantar listrik yang baik. Sifat kimia : Sifat kimia adalah gas mulia yang berkaitan dengan kereaktifannya. 1.Dari atas ke bawah: Jari-jari makin besar Titik didih makin besar Kerapatan makin besar Makin reaktif Energi ionisasi berkurang 2.Keelektronegatifan He,Ne,Ar(tidak ada),dari Kr ke Rn(berkurang). 3. Stabil karena konfigurasi elektronnya sudah oktet. 4. Dapat beraksi dengan unsur yang sangat elektronegatif(F dan O) 5. Membentuk ikatan kovalen dengan oktet perkembangan. 6. Bilangan oksidasi He,Ne dan Ar sama dengan nol.Sedangkan Kr,Xe,Rn memiliki beberapa biloks. 7. Nilai keelektronegatifan He,Ne,Ar tidak ada.Sedangkan dari Kr ke Rn berkurang. 8. Monoatomik. Sifat Khas per Unsur • Helium • • • • • • • • Tak berwarna, tak berbau, tak berasa, tak beracun. Hampir inert. Monatomik. Merupakan unsur pertama pada seri gas mulia dalam tabel periodik. Memiliki nomor atom 2. Titik didih dan titik leburnya merupakan yang terendah dari unsur-unsur lain. Hanya ada dalam bentuk gas kecuali dalam kondisi "ekstrem". Unsur kedua terbanyak dan teringan di jagad raya. Sifat Khas per Unsur • Neon • Tak berwarna • lembam (inert) • Nomor atom 10 Sifat Khas per Unsur • Argon • Nomor atom 18. • Gas mulia ke-3, di periode 8. • Argon membentuk 1% dari atmosfer bumi. Sifat Khas per Unsur • Kripton • Nomor atom 36. Sifat Khas per Unsur • Xenon • Nomor atom 54. • Massa atom relatif 131,29. • Berupa gas mulia, tak berwarna, tak berbau dan tidak ada rasanya. Sifat Khas per Unsur • RADON • Nomor atom 86. • Beradioaktif. • Gas yang paling berat dan berbahaya bagi kesehatan. • Tidak berwarna tetapi apabila didinginkan hingga membeku, radon akan berwarna kuning. • Radon cair berwarna merah jingga. Reaksi Dengan Unsur Lain Gas Mulia Reaksi gas mulia Senyawa Gas Mulia Yang Terbentuk Argon (Ar) Ar(s )+ Hf → HArF Argon hidroflourida Kripton (Kr) Kr(s) + F2(s) → KrF2(s) Kripton flourida Xenon (Xe) Xe(g) + F2(g) → XeF2 Xenon flourida XeF6(s) + 3H2O(l) → XeO3(s) + 6HF(aq) Xenon oksida Rn(g) + F2(g) → RnF2 Radon flourida Radon (Rn) Cara Pembuatan Masing-masing Unsur 1.Helium • Proses Pengembunan • Co2 dan uap air di pisahkan • Gas alam di embunkan pada suhu dibawah suhu pengembunan hidro karbon,tetapi diatas suhu pengembunan He. Sehingga diperoleh produk berupa campuran gas yang mengandung 50% He,N2 dan Pengotornya. • Proses Pemurnian • Proses Kriogenik (Menghasilkan dingin) • Proses adesorpsi 2. He,Ne,Ar,Kr dan Xe dari udara • Co2 dan uap air dipisahkan terlebih dahulu • Udara diembunkan dengan pemberian tekanan 200 atm,diikuti pendinginan cepat • Selanjutnya, Ar,Kr dan Xe dalam udara cair dipisahkan menggunakan proses antara lain: • Proses adrsopsi • Proses distilasi fraksional • 3. Rn dari peluruhan unsur radioaktif • Radon diperoleh dari peluruhan panjang unsur radioakfif U/238 dan peluruhan langsung Ra/226 • Rn bersifat radiosktif dan mempunyai waktu paro yang pendek yakni 3,8 hari,sehingga cenderung cepat meluruh menjadi unsur lain • Radon belum diproduksi secara komersial Kegunaan dan Dampak Penggunaan • Helium – Sebagi pengganti nitrogen pada balon udara – Digunakn untuk pendingin koil logam pada alat scanner – Campuran 80% He dengan 20% oksigen digunakan sebagai pengisi tabung penyelam – Helium dapat digunakan untuk mengelas Neon Digunakan untuk reklame dan lampu di landassan pesawat terbang Neon digunakan sebagai indikator tegangan tinggi,penangkal petir,tabung televisi,dan tabung gas Neon cair digunakan sebagai cairan pendingin Argon Digunakan dalam pengelasan dan harus bebas dari oksigen,dan gas lainnya yang dapat bereaksi denganm logam, Contoh : seperti pada industri pesawat terbang Pengisi bola lampu,karna tidak bereaksi dengan Wolfram,sehingga kawat lampu tidak gampang putus Sebagai lampu emisi untuk sinar laser • Kripton – Lampu iklan karena punya warna putih kebiruan – Pengisi lampu kilat foto berkecepatan tinggi – Untuk mengisi lampu flouresensi • Xenon – Di gunakn untuk gas pembius – Digunakan untuk membuat tabung elektron – Digunakn dalam reator nuklir – Digunakan untuk lampu Blitz (Flash gun) dan tabung vakum – Xenon diflourida digunakan sebagai zat pengflourinasi – Senyawa xenon tetraflourida akan mengflourinasi cincin aromatik pada benzena • Radon • Digunakan untuk cat angka jam • Digunakan untuk terapi kanker • Radon untuk sistem peringatan gempa HALOGEN fluor clor brom iodin Halogen artinya pembentuk garam. Unsurunsur halogen merupakan unsur yang bersifat elektropositif dan mudah bereaksi dengan unsur elektropositif untuk membentuk garam. Anda dapat lebih mengenal sifat-sifat unsur halogen dengan mempelajari urayan berikut. SIFAT UNSUR HALOGEN • • • Sifat periodik unsur halogen Sifat fisik unsur halogen Sifat kimia unsur halogen a.Sifat periodik unsur halogen Sifat unsur Elektron Valensi Jari-jari Atom(Å) Keeletronegatifan Energi Ionisasi (kJ mol-1) Afinitas Elektron (kJ mol-1) Fluorin 2s2 2p5 0,64 3,98 1.681,0 -328,0 Klorin 3s2 3p5 0,99 3,16 1.251,1 -349,0 Bromin 4s2 4p5 1,14 2,96 1.139,9 -324,7 Iodin 5s2 5p5 1,33 2,66 1.008,4 -295,2 Astatin 6s2 6p5 1,40 2,20 930 -270 Titik didih dan titik leleh unsur-unsur halogen Titik didih (‘C) Titik leleh (‘C) Fluorin -188,14 -219.62 Klorin -34,6 -100,98 Bromin 58,78 -7,25 Iodin 184,35 113,5 337 302 Unsur Astatin SIFAT FISIS DAN KIMIA HALOGEN X2 1. Molekulnya 2. Wujud zat (suhu kamar) 3. Warna gas/uap 4. Pelarutnya (organik) 5. Warna larutan (terhadap pelarut 4) Klor (Cl2) Brom (Br2) Iodium (I2) Gas Gas Cair Padat Kuning muda Kuning hijau Coklat merah Ungu Tak berwarna Coklat Ungu X = Br dan I Cl2 + 2KX ® 2KCl + X2 X=I Br2 + KX ® 2K Br + X2 Tidak dapat mengusir F, Cl, Br Fluor (F2) Diatom CCl4, CS2 Tak berwarna 6. Kelarutan oksidator 7. Kereaktifan terhadap gas H2 8. Reaksi pengusiran pada senyawa halogenida (makin besar sesuai dengan arah panah) X = Cl, Br, I F2 + 2KX ® 2KF X2 9. Reaksi dengan logam (M) 2 M + nX2 ® 2MXn (n = valensi logam tertinggi) 10. Dengan basa kuat MOH (dingin) X2 + 2MOH ® MX + MXO + H2O (auto redoks) 11. Dengan basa kuat (panas) 3X2 + 6MOH ® 5MX + MXO3 + 3H2O (auto redoks) 12. Pembentukan asam oksi Membentuk asam oksi kecuali F HUBUNGAN ANTARA JARI – JARI ATOM, AFINITAS ELEKTRON, DAN KEREAKTIFAN HALOGEN UNSUR Fluor 9F 1. Konfigurasi elektron Klor 17Cl Brom 35Br Iodium 53I [X] ns2 , np5 2. Massa Atom 3. Jari-jari Atom 4. Energi Ionisasi dan Afinitas Elektron 5. Keelektronegatifan 6. Potensial Reduksi (Eored > 0) 7. Suhu Lebur (0o) -216.6 -101.0 -72 114.0 8. Suhu Didih (0o) -188.2 -1 -34 58 183 9. Bilangan Oksidasi Senyawa Halogen + 1, +3 +5, +7 +1 +5, +7 +1 +5, +7 SIFAT KIMIA UNSUR GOLONGAN HALOGEN 1. 2. 3. 4. 5. Kelarutan Kereaktifan dan daya pengoksidasi halogen Reaksi pendesakan halogen Sifat asam Reaksi kimia d(X−X) / pm (gas phase) d(X−X) / pm (solid phase) F2 143 149 chlorine Cl2 199 198 bromine Br2 228 227 iodine I2 266 272 halogen molecule fluorine structure model HX Sifat reduktor Keasaman Kepolaran Kestabilan terhadap panas HF HCl HBr HI Catatan : makin besar/kuat sesuai dengan arah panah SIFAT FISIKA DAN KIMIA HIDROGEN HALIDA HCl 1. Bentuk pada suhu biasa Larut, tak menghantarkan arus listrik 3. Dalam air 5. Kestabilan terhadap pemanasan HI Gas tidak berwarna 2. Dalam pelarut non polar (Benzana/Toluensa) 4. Dengan H2SO4, pekat (oksidator) HBr Larut, menghantarkan arus listrik Tidak teroksidasi Teroksidasi menjadi Br2 Teroksidasi menjadi I2 Tidak terurai Sedikit terurai Terurai menjadi He dan I2 X2 Fluor (F2) Klor (Cl2) 1. Molekulnya 2. Wujud zat (suhu kamar) 3. Warna gas/uap Iodium (I2) Diatom Gas Gas Cair Padat Kuning muda Kuning hijau Coklat merah Ungu 4. Pelarutnya (organik) 5. Warna larutan (terhadap pelarut 4) Brom (Br2) CCl4, CS2 Tak berwarna Tak berwarna Coklat Ungu 6. Kelarutan oksidator 7. Kereaktifan terhadap gas H2 8. Reaksi pengusiran pada senyawa halogenida 9. Reaksi dengan logam (M) 10. Dengan basa kuat MOH (dingin) 11. Dengan basa kuat (panas) 12. Pembentukan asam oksi Catatan : I2 larut dalam KI membentuk garam poli iodida I2 + KI Kl3 I2 larut terhadap alkohol coklat (makin besar sesuai dengan arah panah) X = Cl, Br, I F2 + 2KX 2KF X2 X = Br dan I Cl2 + 2KX 2KCl + X2 X=I Br2 + KX 2KBr + X2 Tidak dapat mengusir F, Cl, Br 2 M + nX2 2MXn (n = valensi logam tertinggi) X2 + 2MOH MX + MXO + H2O (auto redoks) 3X2 + 6MOH 5MX + MXO3 + 3H2O (auto redoks) Membentuk asam oksi kecuali F Litium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium dan Fransium. Elektron valensinya ? ns1 Kelimpahan : Lithium , Mineral Spodumene (LiAlSi2O6) Li, Cs, Rb kurang melimpah di alam Na, K paling melimpah di alam (deposit batuan yang berasal dari penguapan air laut) Fr, unsur radioaktif dengan waktu paro sangat pendek • Jari-jari atomnya dengan unsur yang seperioda? • Jari-jari atom dari Li ke Fr ? • Jari-jari atom dibandingkan jari-jari ionnya? • Berat jenis? • Potensial ionisasinya? • Dapat dianalisa secara kualitatif berdasarkan warna nyala. • Elektronegatifitas? • Kelimpahan unsur Na dan K cukup tinggi yaitu ke 6 dan ke 7 • Garamnya, umumnya tidak berwarna, mengapa? Jari-jari atom dan jari-jari ion dari satu gol, atas ke bawah semakin besar karen lintasan elektron yang dalam semakin banyak Ukuran jari-jari ion < jari-jari atom karena ion logam alkali membentuk ion positif. Ion positif mempunyai jumlah elektron yg lebih sedikit dibandingkan atomnya. Berkurangnya jumlah elektron menyebabkan daya tarik inti terhadap lintasan elektron yang paling luar menjadi lebih kuat sehingga lintasan elektron lebih tertarik ke inti. Potensial ionisasi, atas ke bawah semakin kecil, unsur semakin reaktif sehingga semakin mudah membentuk ionnya. Berkurangnya potensial ionisasi juga disebabkan semakin jauh elektron valensinya dengan inti Elektronegatifitas dari atas ke bawah semakin kecil karena semakin besarnya jari-jari (semakin naiknya nomer atom) unsur r atom Å r ion Å Berat jenis g/cc P I ev Elektro Kelimpahan negatifitas ppm Li 1,23 0,60 0,54 5,4 1,0 Na 1,57 0,95 0,97 5,1 0,9 28.300 K 2,03 1,33 0,86 4,3 0,8 25.900 Rb 2,16 1,48 1,53 4,2 0,8 310 Cs 2,35 1,69 1,87 3,9 0,7 7 65 Reaktifitas tinggi. Dengan udara membentuk ? Reaktifitas terhadap air dari Li ke Cs ? Oksida unsur alkali yang diperoleh dari perubahan logam alkali di udara bermacam-macam. Macam oksida yang diketahui ? Untuk memperoleh oksida alkali M2O jumlah oksigen yang bereaksi harus dikurangi. M2O dalam air akan menghasilkan senyawa? Peroksida dan superoksida alkali bersifat oksidator, dalam air peroksida + oksigen Dengan gas hidrogen membentuk senyawa hidrida, ionik atau kovalen ? Beberapa reaksi dari logam alkali: Reaksi MOH + H2 MOH + H2 Dengan sisa oksigen Li + O2 Li2O Na + O2 Na2O2 K + O2 KO2 Keterangan Hidroksida merupakan basa yang sangat kuat Monoksida dibentuk oleh Li dan sebuah unsur kecil oleh Na Peroksida dibentuk oleh Na dan sebuah unsur kecil oleh Li Superoksida dibentuk oleh K, Rb, Cs M + H2 MH Ion ‘salt-like’ hidrida Li + N2 Li3N Nitrit hanya dibentuk oleh Li M + P M + As M + Sb M3P M3As M3Sb Semua logam membentuk fosfida Semua logam membentuk Semua logam membentuk M + S M + Se M + Te M2S M2Se M2Te Semua logam membentuk sulfida Semua logam membentuk selenida Semua logam membentuk tellurida M M M M + F2 MF + Cl2 MCl + Br2 MCl + I2 MCl M + NH3 MNH2 Semua logam membentuk Semua logam membentuk Semua logam membentuk Semua logam membentuk fluorida klorida bromida iodida Semua logam membentuk amida M = logam golongan 1 Garam alkali, kelarutan dalam air tinggi? Pengukuran daya hantar listrik larutan garam alkali dalam air: Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+ Logam alkali larut dalam amonia larutan berwarna biru bila diencerkan Elektrolisis leburan garam halidanya. Mengapa tidak larutannya? Dapat dilakukan dengan mereduksi ionionnya? Na + KCl K + NaCl SENYAWA UNSUR-UNSUR ALKALI 1. HIDROKSIDA LiOH sedikit larut dalam air NaOH kristal putih, titik lebur 318oC KOH kristal putih, titik lebur 360oC NaOH - (Caustik soda) sangat korosif menyerang gelas, porcelin, material keramik lainnya - Larut dalam air dan juga alkohol - Cawan platinum juga diserang oleh uap NaOH - Bagaimana menghasilkan NaOH? ♥ Biasanya tidak berwarna, berbentuk kristal, padatan ionik. ♥ Karbonatnya, Li2CO3 secara termal Kurang stabil dibandingkan karbonat unsur alkali lainnya Li2CO3 tidak mudah larut dalam air 1 g / 100 mL air ♥ Na2CO3 dibuat dengan proses Solvay. Cari proses pembuatannya! LOGAM GOLONGAN II A (ALKALI TANAH) Unsur Alkali Tanah mempunyai sifat yang menyerupai unsur Alkali. Unsur Alkali Tanah umumnya merupakan logam, cenderung membentuk ion positif, dan bersifat konduktif, baik termal maupun elektrik. Unsur Alkali Tanah kurang elektropositif (lebih elektronegatif) dan kurang reaktif bila dibandingkan unsur Alkali. Semua unsur Golongan IIA ini memiliki sifat kimia yang serupa, kecuali Berilium (Be). Yang termasuk unsur Golongan IIA adalah Berilium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Radium jarang dipelajari sebagai salah satu anggota unsur Golongan IIA, sebab Radium adalah unsur radioaktif yang tidak stabil dan cenderung meluruh membentuk unsur baru lainnya. Konfigurasi elektron menunjukkan unsur-unsur Golongan IIA memiliki dua elektron valensi. Dengan demikian, untuk mencapai kestabilan, unsur Golongan IIA melepaskan dua elektron membentuk ion bermuatan positif dua (M2+). KELIMPAHAN DI ALAM Logam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali Berilium. Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada. Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3], dan Krisoberil [Al2BeO4]. • Magnesium. • Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9% keberadaannya. Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2], Senyawa Karbonat [MgCO3], Dolomit [MgCa(CO3)2], dan Senyawa Epsomit [MgSO4.7H2O]. • Kalsium • Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4% keberadaanya. Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3], Senyawa Fospat [CaPO4], Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF]. • Stronsium. – Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan Strontianit . • Barium – Barium berada di kerak bumi sebanyak0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit[BaCO3] SIFAT ALKALI TANAH Logam alkali tanah yaitu unsur golongan IIA, kereaktifannya dibawah alkali, namun dengan elektron valensi yang dimilikinya, maka alkali tanah pun mudah melepaskan elektronya membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2. Semua logam alkali tanah pada suhu kamar berwujud padat, berwarna putih perak, kecuali Berilium yang berwarna abu-abu. Logam alkali tanah di alam terdapat dalam bentuk senyawa yang tidak larut di dalam tanah. Sifat Fisis Be Mg Ca Sr Ba Nomor atom 4 12 20 38 56 Konfigurasi elektron 2.2 2.8.2 2.8.8.2 2.8.18.8.2 2.8.18.18.8.2 Titik didih (°C) 2.471 1.090 1.484 1.382 1.897 Titik leleh (°C) 1.287 650 842 777 727 Jari-jari ion (Å) 1,25 1,45 1,74 1,92 1,98 Keelektronegatifan 1,5 1,2 1,0 1,0 0,9 Kerapatan (g/cm3) 1,848 1,738 1,55 2,54 3,51 (kJ/mol) 899,4 737,7 589,8 549,5 502,9 Kedua (kJ/mol) 1757 1451 1145 1064 965 Ketiga (kJ/mol) 14848 7733 4912 4210 3430 Potensial reduksi standar -1,70 -2,38 -2,76 -2,89 -2,90 Kekerasan (skala mohs) @5 2,0 1,5 1,8 @2 Daya hantar listrik 8,8 36,3 35,2 7,0 - Warna nyala Tidak ada Putih Jingga merah Merah hijau Energi ionisasi pertama (volt) M2+ + 2e- ®M Kelarutan M(OH)2 Mg Ca Sr Ba -------------------> Catatan : makin besar sesuai arah panah M = unsur logam alkali MSO4 tanah <-------------------- MCO3 McrO4 makin besar sesuai arah panah SIFAT KHAS UNSUR PER UNSUR Berilium • • Berilium adalah Kelompok 2 (IIA) elemen. Ini adalah logam dan memiliki titik lebur tinggi. Pada suhu biasa, berilium menolak oksidasi di udara. Senyawa berilium sangat beracun. Kemampuan untuk menggaruk kaca mungkin karena pembentukan lapisan tipis oksida. Aquamarine dan zamrud adalah bentuk berharga dari beryl mineral, [Be3Al2 (SiO3) 6]. Nama: Berilium Simbol: Be Atom nomor: 4 Atom berat: 9.012182 (3) Standar negara: padat pada 298 K CAS Registry ID: 7440-41-7 Kelompok dalam tabel periodik: 2 Nama grup: logam alkali tanah Periode dalam tabel periodik: 2 Blok dalam tabel periodik: s-blok Warna: abu-abu timbal Klasifikasi: metalik Magnesium Magnesium tarnishes sedikit di udara, dan magnesium halus dibagi mudah menyatu pada saat pemanasan di udara dan membakar dengan nyala putih menyilaukan. Biasanya magnesium dilapisi dengan lapisan oksida, MgO, yang melindungi magnesium dari udara dan air. Nama: Magnesium Simbol: Mg Nomor atom: 12 Atom berat: 24,3050 (6) Standar negara: padat pada 298 K CAS Registry ID: 7439-95-4 Kelompok dalam tabel periodik: 2 Nama grup: logam alkali tanah Periode dalam tabel periodik: 3 Blok dalam tabel periodik: s-blok Warna: putih keperakan Klasifikasi: metalik Barium barium elemen logam, lembut, dan ketika murni keperakan putih seperti memimpin. Logam ini sangat mudah mengoksidasi dan bereaksi dengan air atau alkohol. Barium adalah salah satu logam alkali tanah. Sejumlah kecil senyawa barium yang digunakan dalam cat dan gelas. Garam barium memberikan warna hijau untuk api. Nama: Barium Simbol: Ba Nomor atom: 56 Berat atom: 137,327 (7) Standar negara: padat pada 298 K CAS Registry ID: 7440-39-3 Kelompok dalam tabel periodik: 2 Nama grup: logam alkali tanah Periode dalam tabel periodik: 6 Blok dalam tabel periodik: s-blok Warna: putih keperakan Klasifikasi: metalik • • • Radium Radium memancarkan α, β, dan sinar γ dan ketika dicampur dengan berilium menghasilkan neutron. Inhalasi, injeksi, atau badan paparan radium dapat menyebabkan kanker dan gangguan tubuh lainnya. logam alkali tanah, putih tapi tarnishes hitam setelah terpapar udara, luminesces, terurai dalam air, memancarkan gas radon radioaktif, radioaktif hancur hingga mencapai memimpin stabil, radiologi bahaya, α, β, γ dan emitor, paparan radium dapat menyebabkan kanker dan gangguan tubuh lainnya. Radium adalah lebih dari satu juta kali lebih radioaktif dibanding uranium massa yang sama. Nama: Radium Simbol: Ra Nomor atom: 88 Atom berat: [226] Standar negara: padat pada 298 K CAS Registry ID: 7440-14-4 Kelompok dalam tabel periodik: 2 Nama grup: logam alkali tanah Periode dalam tabel periodik: 7 Blok dalam tabel periodik: s-blok Warna: metalik Klasifikasi: metalik REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH • A.Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Halogen membentuk garam halida (MX2) • Reaksi: M(s) + X2(g) ⎯⎯→ MX2(s) dengan: M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba dan X = F, Cl, Br, I • B.Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Oksigen membentuk oksida (MO). • Reaksi: 2 M(s) + O2 (g) → 2 MO(s) dengan M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba • C.Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Air membentuk logam hidroksida [M(OH)2]. • Reaksi: M(s) + 2 H2O(l) →M2+(aq) + 2 OH–(aq) + H2(g) dengan M = Mg, Ca, Sr, atau Ba • D.Logam alkali tanah bereaksi dengan asam dan basa • Semua logam alkali tanah berekasi dengan asam kuat (seperti HCl) membentuk garam dan gas hidrogen. Reaksinya makin hebat dari Be ke Ba. M(s) + 2 HCl(aq) →MCl(aq) + H2(g) • Be juga berekasi dengan basa kuat, membentuk Be(OH)4(aq) dan gas H2 Be(s) + 2 NaOH(aq) + 2 H2O(l) → Na2Be(OH)4(aq) + H2(g) • E.Logam alkali tanah bereaksi dengan hidrogen • M + H2 → MH2 harus dipanaskan, • Be dan Mg tidak bereaksi • F.Logam alkali tanah bereaksi dengan nitrogen 3M + 2N → M3N2 harus dipanaskan PROSES PEMBUATAN LOGAM ALKALI TANAH Logam alkali tanah dapat di buat dari senyawanya. Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara, yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis. • 1. Berilium a.Metode reduksi Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2. Sebelum mendapatkan BeF2, kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiF¬6 hingga 700 0C. Karena beril adalah sumber utama berilium. BeF¬2 + Mg à MgF2 + Be b. Metode Elektrolisis Untuk mendapatkan berilium, kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl¬2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang terjadi adalah : Katoda : Be2+ + 2e- à Be Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e- 2. Magnesium a.Metode Reduksi Untuk mendapatkan magnesium, kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2]. Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO lalu MgO.CaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg. 2[ MgO.CaO] + FeSi à 2Mg + Ca2SiO4 + Fe bMetode Elektrolisis Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air laut dengan CaO. Reaksi yang terjadi : CaO + H2O à Ca2+ + 2OH Mg2+ + 2OH- à Mg(OH)2 Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2 Mg(OH)2 + 2HCl à MgCl2 + 2H2O Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium. Katode : Mg2+ + 2e- à Mg Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e- 3. Kalsium a. Metode Elektrolisis Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang terjadi : CaCO3 + 2HCl à CaCl2 + H2O + CO2 Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi : Katode : Ca2+ + 2e- à Ca Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e b. Metode Reduksi Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2¬ oleh Na. Reduksi CaO oleh Al. 6CaO + 2Al à 3 Ca + Ca3Al2O6 Reduksi CaCl2 oleh Na CaCl2 + 2 Na à Ca + 2NaCl 4. Strontium a. Metode Elektrolisis Untuk mendapatkan Strontium (Sr), kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2¬. Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4]. Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi : katode : Sr2+ +2e- à Sr anode : 2Cl- à Cl2 + 2e- 5. Barium a. Metode Elektrolisis Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi : Katode : Ba2+ +2e- à Ba Anode : 2Cl- à Cl2 + 2eb. Metode Reduksi Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi : 6BaO + 2Al à 3Ba + Ba3Al2O6. KEGUNAAN ALKALI TANAH Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api. Paduan Be dan Cu menghasilkan logam sekeras baja, maka digunakan untuk per/pegas dan sambungan listrik Logam berilium dipakai pada tabung sinar X, komponen reaktor atom, dan pembuatan salah satu komponen televisi Senyawa Magnesium hidroksida sebagai obat maag dan sebagai bahan pasta gigi Magnesium untuk membuat campuran logam yang ringan dan liat, contohnya digunakan pada alat-alat rumah tangga Senyawa Magnesium sulfat digunakan untuk pupuk, obat-obatan dan lampu Blitz Senyawa Kalsium karbonat sebagai bahan obat (antasid) dan pengisi dan pelapis kertas Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok. Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas. Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi. Kalsium klorida sebagai pelebur es di jalan raya Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat bermassa lebih ringan. Biasanya digunakan pada kemudi pesawat Jet. Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz. Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer. Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api. BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang. Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah. UNSUR symbol electron configuration boron B [He]2s22p1 aluminium Al [Ne]3s23p1 gallium Ga [Ar]3d104s2 4p1 indium In [Kr]4d105s2 5p1 thallium Tl [Xe]4f14 5d106s2 6p1 UNSUR Atomic Numbe r Relative Atomic Mass B 5 10.81 2573 2340 Al 13 26.98 933.52 2698 Ga 31 69.72 302.9 5907 In 49 114.82 429.32 7310 Tl 81 204.38 576.7 11850 Melting Density/k Point/K g m-3 Ionic Radius/nm (M3+) Unsur Atomic Radius/nm B 0.0790 Al 0.1431 0.057 Ga 0.1221 0.062 In 0.1626 0.092 Tl 0.1704 0.105 Energi ionisasi 1st kJ/mol Energi ionisasi 2nd kJ/mol Energi ionisasi 3rd kJ/mol B 800.6 2427 3660 Al 577.4 1816.6 2744.6 Ga 578.8 1979 2963 In 558.3 1820.6 2704 Tl 589.3 1971 2878 – Boron oxide, B2O3, – Aluminium oksida, Al2O3, adalah amfoter. – α-Al2O3 and γ-Al2O3 adalah dua bentuk anhidrous yang berbeda dalam peanataan atom Al dan O. – Ga2O3 and In2O3 – Tl2O3, serbuk coklat hitam yang terdekomposisi pada suhu 100 °C menjadi tallium(I)oksida, Tl2O yang berwarna hitam. • Almuinium, gallium and indium semua membentuk triflourida, MF3 yang ionik dan mempunyai titik lebur yang tinggi (~ 1000 °C). • Klorida, bromida dan iodida dari logam-logam ini adalah kovalen • Halida ini eksis dalam bentuk dimernya • Trihalida dari thalium jauh kurang stabil walaupun TlF3 stabil, ThCl3 terdekomposisi dengan membebaskan Cl2 pada 40 °C menghasilkan monohalida ThICl. • Boron klorida dan aluminium klorida banyak digunakan sebagai katalis. Aluminium klorida penting untuk reaksi Friedel-Crafts. www.webelements.com Bilangan Oksidasi dan Energi Ionisasi • Boron dan aluminium hanya mempunyai satu bilangan oksidasi +3. • Unsur Ga, In dan Tl senyawaannya dikenal dengan bilngan oksidasi +1. • Bilangan oksidasi +3 relatif kurang stabil dibandingkan +1 • Thalium hampir semua senyawaannya mempunyai bilangan Oksidasi +1. Boron • Isolasi Boron murni dapat dibuat dengan mereduksi B2O3 dengan magnesium. B2O3 dapat diperoleh dengan meleburkan asam borat B(OH)3, yang dapat diperoleh dari borax. Metoda lain untuk mendapatkan boron yang lebih murni adalah mereaksikan antara boron trihalida dengan Zn (~900 °C) atau hidrogen yang dilewatkan pada katalis panas. Reaksi kimia • Udara Pada temperatur lebih tinggi boron terbakar membentuk Boron(III)oksida,B2O3. • Air Boron pada kondisi normal tidak bereaksi dengan air. • Halogen Reaksi boron dengan halogen menghasilkan trihalida MX3 • Asam Kristal boron tidak bereaksi dengan HCl mendidih atau HF mendidih tapi serbuk boron bereaksi lambat dengan asam nitrat pekat. Potensial Reduksi standar www.webelements.com www.webelements.com Isolasi • Aluminium melimpah dalam bentuk bijih bauksit (Al2O3.2H2O). Bauksit mengandung Fe2O3, SiO2, dan impurities lainnya. • Aluminium murni dapat diisolasi dari bijih bauksit dan impurities harus dihilangkan. • Penghilangan impuritis dengan larutan sodium hidroksida menghasilkan larutan sodium aluminat dan sodium silikat. • Besi tertinggal sebagai padatan, • bila gas CO2 dilewatkan pada larutan maka alumunium mengendap sebagai hidroksida dan dan silikat tetap sebagai larutannya. • Hidroksida disaring dan dicuci kemudian dipanaskan menghasilkan alumina murni, Al2O3. • Logam alumunium dapat dihasilkan melalui proses elektrolisis alumina. • Udara, Aluminium bila dibakar dalam oksigen akan menghasilkan nyala putih mambentuk Al2O3. • Air, logam alumunium tidak dapat bereaksi dengan air. • Halogen, Logam aluminium segera bereaksi dengan halogen membentuk aluminium halida.AlX3 • Asam, Aluminium larut dalam asam sulfat encer ataupun asam klorida encer, sedangkan asam nitrat pekat membuat logam aluminium bersifat pasif. • Basa, Aluminium larut dalam sodium hidroksida membentuk aluminat [Al(OH)4]-. www.webelements.com www.webelements.com GOLONGAN IVA Oleh : XII IPA 3 SMA Negeri Balung Keberadaan di alam Unsur Keberadaan C Sebagai unsur bebas : C amorf, intan, dan grafit Karbonat : calcium carbonate (limestone) Hidrokarbon : batu bara, petroleum, gas alam Oksida : CO2 di atmosfir Si Tidak ditemukan sebagai unsure bebas Oksida : Sand, quartz, rock crystal, amethyst, agate, flint, jasper, and opal Silikat : Granite, hornblende, asbestos, feldspar, clay, mica Ge Tidak ditemukan sebagai unsure bebas, tetapi mineral germanite, argyrodite,dan beberapa batuan Zn Sn Tidak ditemukan sebagai unsure bebas tetapi sebagai mineral cassiterite (SnO2). Kebanyakan di Malaya, Bolivia, Indonesia, Zaire, Thailand, dan Nigeria galena (PbS), anglesite (PbSO4), minim (Pb3O4), cerussite (PbCO3) Pb Kegunaan Unsur Kegunaan C Bahan bakar, pelumas, C-14 untuk penanggalan pada arkeologi, bahan kimia Si Piranti elektronik, industri gelas, pelumas, bahan bangunan, obat-obatan Semikonduktor, alloy, katalis, piranti optik, kemoterapi Ge Sn Pelapis logam tahan korosii, alloy, mordant, bahan campuran pembuatan gelas dan kaca jendela, bahan kimia Pb Logam dan dioksidanya untuk baterai, amunisi, kabel, bahan antiknock dalam minyak bumi, peredam suara, perlengkapan sinar X, bahan campuran cat dan gelas, aalloy, insektisida SIFAT – SIFAT UNSUR 1. Jari-jari, no. Atom, elektronegatifitas, energi ionisasi, konfig.elektron rkov (Å) Z I (kJ/mol) Electr. Konfig. Bil.oksid asi C 0,77 6 2,55 1086 2s2 2p2 4 Si 1,17 14 1,90 786 3s2 3p2 4 Ge 1,22 32 2,01 760 4s2 4p2 2, 4 Sn 1,4 50 1,96 708 5s2 5p2 2, 4 Pb 1,46 82 2,33 715 6s2 6p2 2, 4 Unsur χp 2. Wujud dan struktur kristal Unsur Wujud dan sifat kelogaman Struktur kristal C Padatan non logam (amorf dan intan), semilogam (grafit) Si Padatan semi logam Grafit : hcp (hexagonal close-packed) Intan : ccp (cubic closepacked) Diamond Ge Padatan semi logam ccp (cubic close-packed) Sn Padatan logam tetragonal Pb Padatan logam ccp (cubic close-packed) 3. reaktifitas 1. Makin ke bawah makin elektropositif : C dan Si tidak membentuk kation kecuali dalam senyawa kompleks Sn dan Pb membentuk ion stabil Sn2+ dan Pb2+ . Pb(IV) bersifat oksidator kuat, sebaliknya Sn(II) bersifat reduktor 2. Senyawa tetravalen makin tidak stabil, tetapi divalen makin stabil C,Si, Ge, Sn membentuk tetravalen yang stabil, Pb divalen lebih stabil Sn dan Pb dapat membentuk senyawa kovalen (contoh: SnH4 dan Pb(C2H5)4 maupun ionik (contoh: SnCl4 dan Pb(SO4)2 3. Oksida : Oksida C, Si bersifat asam Oksida Ge kurang asam Oksida Sn(IV) bersifat amfoter Oksida (IV) bersifat amfoter tetapi lebih basa 4. Seperti Si, Sn dan Pb membentuk kovalensi sampai 6. Sn (IV) dan Pb (IV) dapat membentuk kovalensi 6 dengan mudah, misal kompleks hidroksidanya, sedang Sn (II) dan Pb (II) lebih sulit, tetapi beberapa diketahui, contoh: PbCl3- dan SnCl3- 5. Reaktifitas terhadap asam: C teroksidasi oleh asam nitratpanas dan as sulfat p men jadi CO2 Si tidak bereaksi dengan asam kecuali HF Ge larut dalam asam sulfat p dan asam nitrat p Sn bereaksi dengan asam klorida p dengan membentuk Sn(II) yang larut dan dengan as nitrat p membentuk sebagian besar Sn(IV) oksida yang mengendap dan sejumlah kecil Sn(II) nitrat yang larut Pb tidak bereaksi dengan HCl, tetapi reaktif terhadap asam sulfat p panas dan asm nitrat membentuk garam Sn(II) dan Pb(II) yang larut 6. Reaktiitas terhadap basa: C tidak reaktif Si, Ge, Sn, Pb larut dalam dengan reaksi 7. Reaktifitas terhadap udara panas: C membentuk CO2 dan CO Si, Ge, Sn membentuk MO2 Pb membentuk PbO dan Pb3O4 8. Reaktifitas terhadap halogen: C, Si tidak reaktif kecuali dengan Fluorin Ge, Sn, Pb reaktif. Sn dan Pb cepat bereaksi 9. Reaktifitas terhadap air: C s/d Sn tidak reaktif Pb bereaksi dengan air lunak membentuk Pb(OH)2. dengan air sadah, karbonat dan sulfat bereaksi dengan hidroksida tersebut membentuk lapisan yang mencegah reaksi Pb dan air lebih lanjut. GOLONGAN VA Oleh: XII IPA 3 SMA Negeri Balung KEBERADAAN DI ALAM Unsur Kelimpahan N Gas N2 menjadi bagian dari udara di atmosfir (78%), dan jumlah yang sangat sedikit sebagai NH3 and HNO3 P Sebagai batuan fosfat ---- missal: mineral fluorapatit, Ca5(PO4)3F dan hidroksiapatit, Ca5(PO4)3OH As Mineral sulfida, misalnya realgar (As4S4), orpiment (As2S3), arsenolit (As2O3), arsenopirit (FeAsS) Sb Mineral sulfida, misalnya stibnite (Sb2S3) dan ulmanit (NiSbS), serta sejumlah kecil logam Sb Bi Mineral sulfida dan oksida, misalnya bismit (Bi2O3), bismutinit (Bi2S3), bismutit [(BiO)2CO3] SIFAT UNSUR Unsur I (kJ/mol) χp rkov (Å) Kenampakan dan sifat Konfig elektron N 1410 3,04 0,7 Gas, bp -196oC 2s2 2p3 P 1020 2,06 1,10 Padatan polimorfi 3s2 3p3 As 953 2,18 1,21 Padatan gelap 4s2 4p3 Sb 840 2,05 1,41 Padatan, kilap logam, mudah rapuh 5s2 5p3 Bi 710 2,02 1,51 Padatan, kilap logam, mudah rapuh 6s2 6p3 Isolasi unsur Jenis fosfor Fosfor putih Cara isolasi 2Ca5(PO4) 3 + 6SiO2 + 10C 6CaSiO3 + 10CO + P4 (1500oC) Fosfor merah Memanaskan fosfor putih pada 300oC dalam vakum Fosfor hitam Memanaskan fosfor putih pada temperatur dan tekanan tinggi Arsenium : Pada skala industri dibuat dengan cara memanaskan mineral dalam vakum. Gas Arsen yang diperoleh dikondensasi menjadi padatan: FeAsS (700oC) FeS + As(g) As(s) Antimon : Sb2S3 digosok dengan logam besi sehingga sulfidanya bereaksi dengan besi : Sb2S3 + 3Fe 2Sb + 3FeS Bismut : Diproduksi sebagai produk samping industri Cu, Pb, Sn, Au, dan Zn dengan tahap akhir melibatkan reduksi oksida bismut dengan arang. KEGUNAAN Unsur kegunaan N - gas : udara inert pelindung bahan mudah teroksidasi - cair : pendingin P Racun tikus, alloy As Aditif Cu, Pb dan beberapa alloy untuk meningkatkan kekuatan, kekerasan, atau glow Sebagai aditif Ge dan Si untuk semiconduktor Sb Digunakan dalam teknologi semikonduktor untuk pembuatan detector inframerah, diode, peralatan efek Hall Untuk alloy dengan persentase 1 – 20 % untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan mekanik Pb baterai, alloy antifriksi, peluru, lapisan kabel Bi Untuk pembuatan besi lunak Katalis pada pembuatan serat akrilat Bahan termokopel (mempunyai negatifitas paling tinggi) Matriks bahan bakar uranium dalam reactor nuklir Detreksi kebakaran Kosmetik Obat-obatan SIFAT UNSUR 1. Nomor atom, elektronegatifitas, konfigurasi electron, jari-jari atom, energi ionisasi Unsur I (kJ/mol) χp rkov (Å) Kenampakan dan sifat N 1410 3,04 0,7 Gas, bp -196oC P 1020 2,06 1,10 3s2 3p3 As 953 2,18 1,21 Padatan polimorfi Padatan gelap Sb 840 2,05 1,41 5s2 5p3 Bi 710 2,02 1,51 Padatan, kilap logam, mudah rapuh Padatan, kilap logam, mudah rapuh Konfig elektro n 2s2 2p3 4s2 4p3 6s2 6p3 2. Struktur kristal Allotrop fosfor : allotropes properties Fosfor putih Gas & cair : Molekul tetrahedral P4 Padat : alfa-P4 (kubus), beta-P4 (heksagonal, > -76.9oC) spontaneously ignite in air (stored under water!) Fosfor merah Gas dan cair : Molekul tetrahedral P4 Padat : amorf (tersublimasi pada 1 atm dan 17oC), terdiri atas rantai tetrahedral P4 not spontaneously ignite in air Fosfor hitam Padatan dengan struktur seperti grafit –atom tertata dengan lapisan-lapisan lembar berstruktur heksagonal, menghantarkan listrik Allotrop Arsen: Sifat Allotrop Arsen abu-abu (Alfaarsen) Arsen kuning (beta – arsen) Arsen hitam (amorf) Paling stabil Struktur rombohedral, mempunyai struktur berlapis. metallic glow,lunak dan sangat mudah rapuh, menghantarkan listrik, tersublimasi pada 613°C dan tekanan atmosfir, meleleh pada 817 °C dan tekanan 36,4 kPa . Sampai 800°C uap arsen berada sebagai As4, di atas 1700°C sebagai As2. Struktur heksagonal Lunak seperti wax, tidak menghantarkan listrik. Tidak stabil pada temperatur ruang jika terkena cahaya dengan cepat berubah menjadi arsen abu-abu. Diproduksi dari sublimasi arsen dalam vakum. Pada pemanasan pada 360°C berubah menjadi arsen abuabu 3. Trend reaktivitas 1. Potensial ionisasi sangat tinggi (sukar membentuk kation) Hanya Sb dan Bi dapat membentuk senyawa ionik dg F N3+ dan P3+ tidak ada, sedang As3+, Sb3+, Bi3+ terbentuk dalam air tetapi segera terhidrolisis : 2. Oksida : N, P, As ---------- oksida asam Sb ---------- oksida amfoter Bi ---------- oksida basa 3. N – tidak dapat membentuk kovalensi 5 P, As, Sb, Bi --- bisa mencapai 5, bahkan 6 Contoh : PF5, PF64. Sifat logam : N, P ---- non logam As, Sb ---- semi logam Bi ---- logam 5. Hidrida makin menurun kestabilannya : NH3, PH3 --- stabil AsH3, SbH3 --- kurang stabil BiH3 --- sangat tidak stabil hidrida Sudut HXH NH3 106o 45’ PH3 94o AsH3 91o 30’ SbH3 91o 30’ 6.Reaktifitas tiap unsur thd larutan HNO3 N ---- tidak bereaksi P ---- H3PO4 As ---- H3AsO3 Sb ---- Sb2O5, Sb2O3 Bi ---- Bi(NO3)3.5H2O 7.Konduktivitas listrik : N ----- isolator P, As, Sb, Bi ---- konduktor GOLONGAN VIA Oleh : XII IPA 3 SMA Negeri Balung Keberadaan di alam O Sebagai unsur, mineral oksida S Sebagai unsur, H2S, SO2, bijih sulfida logam, batuan sulfat, seperti gips dan anhidrit Se bijih sulfida logam dan sebagai unsur Te bijih sulfida logam, silvanit (AgAuTe4) dan sebagai unsur Po Dalam mineral U dan Th sebagai produk rankaian peluruhan radioaktif Isolasi unsur Oksigen : Dekomposisi KClO3 pada 400oC dan KMnO4 pada 214oC: Elektrolisis KOH dengan elektroda Ni menghasilkan oksigen murni 2KClO3 2KCl + 3O2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 Selenium : Kebanyakan diproduksi sebagai produk samping pada isolasi Cu dari batuan. Tahap pertama melibatkan oksidasi dengan adanya abu soda (Na2CO3). Natrium selenit yang diperoleh diasamkan dengan asam sulfat sehingga menjadi asam selenit yang larut dan telurit (jika ada) akan mengendap. Se dilepaskan melalui reaksi dengan SO2 : Cu2Se + Na2CO3 + 2O2 Na2SeO3 + H2SO4 H2SeO3 + 2SO2 + H2O CuO + Na2SeO3 + CO2 H2SeO3 + Na2SO4 Se + 2H2SO4 Telurium : Kebanyakan diproduksi sebagai produk samping pada isolasi Cu dari batuan. Tahap pertama melibatkan oksidasi dengan adanya abu soda (Na2CO3). Natrium telurit yang diperoleh diasamkan dengan asam sulfat sehingga mengendap sebagai oksidanya. Te dilepaskan dengan melarutkannya dalam larutan NaOH dan reduksi elektrolit. Cu2Te + Na2CO3 + 2O2 TeO2 + 2NaOH 2CuO + Na2TeO3 + CO2 Na2TeO3 + H2O Te + 2NaOH + O2 Polonium Po dibuat melalui iradiasi neutron 209Bi (NA = 83) sehingga diperoleh 210Po (NA = 84) : 209Bi + 1n 210Po +e Kegunaan O Untuk bernafas, oksidan bahan bakar roket, pembuatan baja S Paling banyak dipakai untuk membuat asam sulfat, komponen serbuk senjata, untuk vulkanisasi karet alam, dan fungusida Se Untuk pembuatan fotosel , rectifier (mengubah arus ac menjadi dc), semikonduktor tipe p, fotokopi, industri gelas berwarna dan enamel, aditif pada stainless Te Semikoinduktor,paduan dengan baja tuang, tembaga dan baja stainless, bahan tambahan untuk mencegah korosi , keramik, pewarnaan gelas Po campuran atau paduan dengan berilium sebagai sumber netron , untuk menghilangkan muatan statis pada mill tekstil , untuk menghilangkan debu dari film fotografi, tenaga termoelektrik pada satelit ruang angkasa, sumber netron Jari-jari, no. Atom, elektronegatifitas, energi ionisasi, konfig.elektron Unsur rkov (pm) No atom (Z) Elektro neg (χp) Energi ionisasi I (kJ/mol) Kenampakan dan sifat Konfig.elek tron terluar O 73 8 3.44 1314 Gas non logam 2s2 2p4 S 102 16 2.58 999.6 padatan non logam 3s2 3p4 Se 117 34 2.55 941.0 padatan non logam 4s2 4p4 Te 136 52 2.10 869.3 padatan non logam 5s2 5p4 812.0 Padatan Logam, radioaktif 6s2 6p4 Po 84 Struktur kristal Sulfur mempunyai 3 allotrop, yaitu rombohedral, monoklin, and sulfur plastik. Rombhohedral dan monoklin mempunyai molekul berbentuk S8. Sulfur plastik mempunyai struktur rantai Sn (n = bilangan sangat besar, paling besar n= 20), bertekstur seperti karet dan tidak stabil pada temperatur kamar dengan menjadi S8 Selenium dan tellurium juga membentuk rantai, tetapi spiral-spiral tertentu. Se mengkristal paling sedikit 6 allotrop, yaitu trigonal, monoklin, ortorombik, dan rombohedral. Reaktifitas 1. 1. membentuk ikatan ionik sebagai anion X2- , tetapi kecenderungan untuk membentuk X2makin ke bawah makin sulit (O2-, S2-, Se2-, Te2), Po membentuk Po4+ 2.membentuk Ikatan kovalen : O maks divalen, sedang yang lain dapat mencapai tetra / heksavalen 3.Fluorida : O maks membentuk F2O, yang lain maks XF6, X = S, Se, Te XF6 makin ke bawah makin reaktif. SF6 gas inert 4. Hidrida : Rumus kimia H2X , X = O s/d P Kecuali H2O semua beracun dan berbau tidak enak Semua bersifat asam lemah, makin ke bawah makin kuat. senyawa H 2O H 2S H2Se H2Te Titik didih : + 100 (oC) - 61 - 41 -2 5. Oksida : SO2 dan SeO2 larut dalam air membentuk asam oksinit TeO2 tidak larut dalam air, tetapi larut dalam asam atau basa SO3, SeO3, TeO3 larut dalam air membentuk asam oksinat SIFAT OKSIGEN VS OZON Oksigen Ozon O2 O3 paramagnetik diamagnetik Toksisitas gas tdk berbau, tdk berwarna cairan berwarna biru Tdk beracun gas dan cairannya berbau khas, berwarna biru Beracun stabilitas Lebih stabil Sifat oksidator lebih lemah, tereduksi menjadi O2- pd t kamar terdekomposisi menjadi O2 lebih kuat, tereduksi menjadi O2 Keterang an Rumus kimia Sifat magnet wujud SIFAT ASAM SULFAT DAN ASAM SULFIT Sifat Asam sulfit Asam sulfat Struktur Gambarkan! Preparasi SO2 + H2O Isolasi sebagai senyawa murni Dekomposisi Tdk dapat Dapat Cairan tdk berwarna, viscous, bp tinggi menjadi SO2 dan H 2O (pengasaman, t kamar) (dikatalisis oleh Fe(II), dihambat Sn(II) menjadi SO3 dan H2O (pemanasan dekat titik didih) Sifat reduktor thd O2/ udara Gambarkan! H2SO3 SO3 + H2O tidak H2SO4 Sifat reduktor thd Cr2O72- (u/ uji kualitatif) Terbentuk Cr(III) tidak Sifat reduktor thd I2 Terbentuk I- tidak Sifat oksidator thd S Terbentuk tiosulfat Terbentuk SO2 Sifat oksidator thd C Terbentuk sulfida dan CO Terbentuk SO2 dan CO2 Reaksi dengan lar. BaCl2 Mengendap, endapan larut dalam lar. HCl encer Mengendap, endapan tidak larut dalam lar. HCl encer Jenis garam yg dibentuk Garam sulfit dan bisulfit Garam sulfat dan bisulfat Unsur Periode Ketiga XII IPA 3 Tahun Pelajaran 2011-2012 Unsur Periode 3indeks Natrium Na Magnesium Mg Logam Aluminium Al Silikon Si Metaloid Fosfor P Belerang S Non logam Klor Cl Argon Ar Tabel Perbandingan Unsur Gas Mulia Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Natrium (Na) Sifat Fisis Nomor atom Konfigurasi eMassa Atom relatif Jari-jari atom Titik Didih Titik Lebur Elektronegatifitas Energi Ionisasi Tingkat Oks. Max Struktur Atom Wujud : 11 : [Ne] 3s1 : 22,98977 : 2,23 Å : 892 C : 495 C :1 : 495 kJ/mol : 1+ : Kristal Logam : Padat Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Natrium (Na) Kegunaan •Dipakai dalam pebuatan ester •NACl digunakan oleh hampir semua makhluk •Na-benzoat dipakai dalam 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 Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Natrium (Na) Catatan Merupakan logam lunak, bewarna 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 lelehan NaCL. Tujuan penambahan untuk menurunkan titik lebur NaCl hingga mencapai 550 C Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Magnesium (Mg) Sifat Fisis Nomor atom Konfigurasi eMassa Atom relatif Jari-jari atom Titik Didih Titik Lebur Elektronegatifitas Energi Ionisasi Tingkat Oks. Max Struktur Atom Wujud : 12 : [Ne] 3s2 : 24,305 : 1,72 Å : 1107 C : 651 C : 1,25 : 738 kJ/mol : 2+ : Kristal Logam : Padat Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Magnesium (Mg) Kegunaan 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 Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Catatan Magnesium (Mg) Berupa logam bewarna putih keperakan dan sangat ringan Banyak dipakai di industri karena ringan dan mampu membentuk aloi yang kuat 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 Magnesium umumnya dapat diperoleh melalui pengolahan air laut sbg: -Ca(OH)2 ditambahkan pada air laut agar meganesium mengendap sebagai Mg(OH)2. Asam klorida kemudian ditambahkan sehingga diperoleh kristal magnesium klorida Ca(OH)2 (S) + Mg2+ Mg(OH)2 (S) + Ca 2+ Mg(OH)2 (s) + 2H+ + Cl- MgCl2.6H2O -Untuk menghindari terbentuknya MgO pada pemanasan megnesium klorida, sebelum elektrolisis leburan kristal yang terbentuk ditambahkan magnesium klorida yang mengalami hidrolisis sebagian ke dalam campuran leburan natrium dan kalsium klorida -Magnesium akan diperoleh pada katoda sedangkan pada anoda akan terbentuk Cl2- Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Alluminium (Al) Sifat Fisis Nomor atom Konfigurasi eMassa Atom relatif Jari-jari atom Titik Didih Titik Lebur Elektronegatifitas Energi Ionisasi Tingkat Oks. Max Struktur Atom Wujud : 13 : [Ne] 3s2 3p 1 : 26,98154 : 1,82 Å : 2467 C : 660 C : 1,45 : 577 kJ/mol : 3+ : Kristal Logam : Padat Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Allumunium (Al) Kegunaan Banyak dipakai dalam industri pesawat Untuk membuat konstruksi bangunan Dipakai pada berbagai macam aloi Untuk membuat magnet yang kuat Tawas sebagai penjernih air Untuk membuat logam hybrid yang dipakai pada pesawat luar angkasa Membuat berbagau alat masak Menghasilkan permata bewarna-warni: Sapphire, Topaz, dll Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Catatan Allumunium (Al) Berupa logam lunak bewarna perak Merupakan penghantar panas yang sangat baik da dapat menghantar listrik Sulit terkorosi karena membentuk lapisan oksida di permukaannya Tidak beracun, non-magnetik dan sulit terbakar Sumber utamanya adalah biji bauksit Alumunium dapat diperoleh melalui proses Hall, yaitu: -biji bauksit dimurnikan dengan menambah NaOH dan HCl sehingga diperoleh Al2O3 Al2O3 (s) + 2NAOH (aq) 2NaAIO2 (aq) + H2O 2NaAIO (aq) +HCL (aq) Al(OH)3 + NaCl (aq) Al(OH)3 Al2O3 (s) + 3H20 -Al2O3 yang diperoleh kemudian disaring dan dilelehkan baru kemudian dielektrolisis Anoda : 3O2- O2(g) + 6e Katoda : 2Al3 + 6e 2Al -Sebelum elektrolisis, ditambahkan kriolit (NaAIF6) untuk menurunkan titik leleh AL2O3 Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Silikon (Si) Sifat Fisis Nomor atom Konfigurasi eMassa Atom relatif Jari-jari atom Titik Didih Titik Lebur Elektronegatifitas Energi Ionisasi Tingkat Oks. Max Struktur Atom Wujud : 14 : [Ne] 3s2 3p 2 : 28,0855 : 1,46 Å : 2355 C : 1410 C : 1,74 : 787 kJ/mol : 4+ : Kristal Kovalen raksasa : Padat Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Kegunaan Silikon (Si) Dipaki dalam pembuatan kaca Terutama dipakai dalam pembuatan semi konduktor Digunakan untuk membuat aloi bersama alumunium, magnesium, dan tembaga Untuk membuat enamel Untuk membuat IC Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Silikon (Si) 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 silicate yang ada di alam Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Fosfor (P) Sifat Fisis Nomor atom Konfigurasi eMassa Atom relatif Jari-jari atom Titik Didih Titik Lebur Elektronegatifitas Energi Ionisasi Tingkat Oks. Max Struktur Atom Wujud : 15 : [Ne] 3s2 3p 3 : 30,97376 : 1,23 Å : 280 C : 44 C : 2,05 : 1060 kJ/mol : 5+ : molekul Poliatom : Padat Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Fosfor (P) Catatan Berupa logam bewarna putih keperakan dan sangat ringan Banyak dipakai di industri karena ringan dan mampu membentuk aloi yang kuat 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 Magnesium umumnya dapat diperoleh melalui pengolahan air laut sbg: Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Kegunaan Fosfor (P) 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 Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Sulfur (S) Sifat Fisis Nomor atom Konfigurasi eMassa Atom relatif Jari-jari atom Titik Didih Titik Lebur Elektronegatifitas Energi Ionisasi Tingkat Oks. Max Struktur Atom Wujud : 16 : [Ne] 3s2 3p 4 : 32,066 : 1,09 Å : 445 C : 119 C : 2,45 : 1000 kJ/mol : 6+ : molekul poliatom : Padat Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Kegunaan Dipakai sebagai bahan dasar pembuatan asam sulfat Digunakan dalam baterai Dipakai pada fungisida dan pembuatan pupuk Digunakan pada korek dan kembang api Digunakan sebagai pelarut dalam berbagai proses Sulfur (S) Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Sulfur (S) Catatan -Zat murninya tidak berbau dan tidak berasa -Memiliki struktur yang beragam, tergantung konsisi 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 sehigga menyebabkan hujan asam -Efek yang ditimbulkan dapat sikurangi dengan cara melewatkan air yang terkontaminasi pada padatan CaCO3. SO3 merupakan bahan utama membuat asam sulfat SO3 diperoleh dari oksidasi SO2 dengan katalis vanadium Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon Chlor (Cl) Sifat Fisis Nomor atom Konfigurasi eMassa Atom relatif Jari-jari atom Titik Didih Titik Lebur Elektronegatifitas Energi Ionisasi Tingkat Oks. Max Struktur Atom Wujud : 17 : [Ne] 3s2 3p 5 : 35,4527 : 0,97 Å : -35 C : -101 C : 2,85 : 1260 kJ/mol : 7+ : molekul diatom : gas Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Kegunaan Chlor (Cl) Dipakai pada proses pemurnian air Cl2 dipakai pada disinfectan KCl digunakan sebagai pupuk ZnCl2 digunakan sebagai solder NH4Cl digunakan sebagai pengisi batere Digunakan untuk menghilangkan tinta dalam proses daur ulang kertas Dipakai untuk membunuh bakteri pada air minum Dipakai pada berbagai macam industri Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Chlor (Cl) Catatan Merupakan gas diatomik bewarna 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 Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Argon (Ar) Sifat Fisis Nomor atom Konfigurasi eMassa Atom relatif Jari-jari atom Titik Didih Titik Lebur Elektronegatifitas Energi Ionisasi Tingkat Oks. Max Struktur Atom Wujud : 18 : [Ne] 3s2 3p 6 : 39,948 : 0,88 Å : -186 C : -189 C :: 1520 kJ/mol :: molekul monoatom : gas Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Kegunaan Argon (Ar) 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 Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon| tabel Argon (Ar) Catatan Merupakan gas yang tidak bewarna dan berasa Tidak reaktif seperti halnya gas mulia yang lain Dapat diperoleh dengan cara memaskan udarea dengan CaC2 Terdapat sekitar 1% argon di atmosfer Terbentuk di atmosfer sebagai akibat dari proses sinar kosmik Natrium | Magnesium | Aluminium | Silikon | Fosfor | Sulfur | Chlor | Argon | tabel Tabel Perbandingan Sifat Nomor atom No massa Jari-jari ( Å ) Titik Didih Titik Lebur Energi Ionisiasi Elektronegitifitas Tingkat Oks. Max Struktur Wujud Unsur Na 11 23 2,23 892 98 495 1,00 +1 Mg 12 24 1,72 1107 651 738 1,25 +2 Al 13 27 1,82 2467 660 577 1,45 +3 Kristal logam Kristal logam Kristal logam padat padat padat Si 14 28 1,46 2355 1410 787 1,74 +4 Kristal kovalen raksasa padat P 15 31 1,23 280 44 1060 2,05 +5 S 16 32 1,09 445 119 1000 2,45 +6 Cl 17 35,5 0,97 -35 -101 1260 2,85 +7 Ar 18 40 0,88 -186 -189 1520 - Molekul poliatom Molekul poliatom Molekul diatom Molekul monoatom padat padat gas gas UNSUR-UNSUR TRANSISI PERIODE PERTAMA (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni dan Cu) Unsur-unsur transisi adalah Terletak antara unsur golongan alkali tanah dan golongan boron. Merupakan unsur logam Merupakan unsur-unsur blok d dalam sistem periodik Sifat-sifat yang khas dari unsur transisi Mempunyai berbagai bilangan oksidasi Kebanyakan senyawaannya bersifat paramagnetik Kebanyakan senyawaannya berwarna Unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks Beberapa sifat logam transisi Ti Titik Leleh 0C Sifat 1668 Keras, tahan korosi 4,51 Berat jenis g cm-3 E0 volt Kelarutan dalam HCl asam panas, HF V Cr 1890 1875 Keras, Rapuh, tahan tahan korosi korosi 6,11 7,19 -1,19 -0,91 HNO3, HCl HF, encer, H2SO4(p) H2SO4 Mn Fe 1244 1537 Putih, Mengilap rapuh reaktip reaktip 7,18 7,87 -1,18 -0,44 HCl HCl encer encer H2SO4 H2SO4 Co Ni Cu 1493 Keras, tahan korosi 8,90 -0,28 HCl encer 1453 Sangat tahan 1083 Lunak mudah ditempa 8,94 +0,34 HNO3 H2SO4 8,91 -0,24 HCl encer H2SO4 BEBERAPA SENYAWAAN YANG DAPAT DIBENTUK OLEH UNSUR TRANSISI 1. 2. Tingkat Oksidasi <2 - Dengan ligan Aseptor - Ligan-ligan Organik - Ligan Hidrogen Tingkat Oksidasi 2 - Biasanya bersifat ionik - Oksidanya (MO), bersifat basa - Memiliki struktur NaCl - Mampu membentuk kompleks Aquo, dengan jalan mereaksikan, logam, oksida, karbonat dalam larutan asam dan melalui reduksi katalitik. 3. Tingkat Oksidasi 3 - Beberapa senyawaan bersifat stabil terhadap air, kecuali kompleks dari logam Cu. - Flourida (MF3) dan oksidanya (M2O3) bersifat ionik. - Senyawaan klorida, bromida, iodida dan sulfida bersifat kovalen. - Unsur-unsur Ti – Co membentuk ion-ion oktahedral [M(H2O)]3+ - Ion Co3+ dan Mn3+ mudah direduksi oleh air. - Ion Ti3+ dan V3+ teroksidasi oleh udara. 4. Tingkat Oksidasi 4 - Beberapa contoh senyawaannya antara lain : TiO2, TiCl4, VCl4, VO2+(Vanadil) dapat berperilaku seperti M2+. - Logam-logam dengan tingkat oksidasi 4 dapat membentuk senyawaan kompleks yang bersifat kation, netral dan anion tergantung ligannya. - Diluar unsur Ti dan V, umumnya dikenal sebagai komplek fluoro, dan anion okso. - Beberapa kompleks tetrahedral dapat dibentuk dengan ligan : OR, NR2, - CR3, seperti : Cr(OCMe3)4 5. Tingkat Oksidasi 5, dikenal untuk unsur-unsur V, Cr, Mn, dan Fe dalam kompleks flouro, amin okso, misal : CrF5, KmnO4, dan K2FeO4 dan s semuanya merupakan zat pengoksidasi yang kuat. TITANIUM (Ti) KELIMPAHAN : 1. Ilmenite 2. Rutil BEBERAPA PROSES UNTUK MEMPEROLEH LOGAM TITANIUM : 1. Proses Kroll 2. Proses van Arkel de Boer BEBERAPA SIFAT DARI LOGAM TITANIUM : 1. Logamnya berstruktur heksagonal memiliki kemiripan sifat dengan logam besi dan nikel. 2. Keras, tahan panas (mp 16800C, bp 32600C) 3. Penghantar panas dan listrik yang baik 4. Tahan terhadap korosi, sehingga banyak digunakan untuk mesin turbin, industri kimia, pesawat terbang, dan peralatan laut. 5. Meskipun merupakan unsur yang tidak reaktip dapat bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti : hidrogen (H2), Halogen, oksigen, nitrogen, karbon, boron, silikon dan sulfur pada temperatur tertentu. SENYAWAAN TITANIUM (IV) a. Halida, - TiCl4 (larutan tidak berwarna) terhidrolisis oleh air (mp -230, bp 1360C) TiCl4 + H2O TiO2 + 4HCl - Ti Br4 tidak stabil - TiI4 berbentuk kristal pada temperatur kamar - TiF4 bubuk putih yang higroskopis b. Titanium oksida dan kompleks oksida - Titanium Oksida - Kompleks Titanium SENYAWAAN TITANIUM (III) Senyawa Biner Senyawa Halida Senyawa Kompleks VANADIUM (V) KELIMPAHAN : 1. Patronite (kompleks sulfida) 2. Vanadinite 3. Carnotite 4. Bijih Uranium Beberapa sifat dari logam vanadium Keras, tahan terhadap korosi Pada keadaan massive tahan terhadap udara, air, basa, asam non oksidator. Larut dalam asam nitrat dan aquaregia. Pada kondisi temperatur terkontrol dapat bereaksi dengan oksigen (V2O5) dan nitrogen nitrida (VN) SENYAWAAN VANADIUM Senyawa Biner Halida, halida dengan tingkat oksidasi +5 VF5 (merupakan cairan tak berwarna (titik leleh 480C). VCl4 diperoleh dengan mereaksikan logam vanadium dengan gas klor (Cl2), pada kondisi penyimpanan dapat kehilangan Cl. VCl4(Merah) VCl3(ungu) VCl2(hijau pucat) Vanadium Oksida (V2O5) diperoleh melalui penambahan H2SO4 encer dalam larutan amonium vanadat. 2NH4VO3 V2O5 + 2 NH3 + H2O Vanadat dibuat dengan melarutkan vanadium pentoksida pada larutan NaOH V2O5 + NaOH VO43- + Na+ Vanadium oxo halida : Contoh : VOX3 (X = F, Cl, Br), VO2F, VO2Cl, VOF3, dibuat dengan mereaksikan antara V2O5 dengan F2 pada temperatur tertentu. Ion dioksovanadium dan vanadium kompleks. Dibuat melalui pengasaman ion vanadat VO43- + H+ VO2+, (VO2(H2O)4]+ KROMIUM (Cr) Kelimpahan unsur kromium didapat sebagai mineral Chromite (FeCr2O4) Untuk memperoleh kromium murni dapat dilakukan dengan • Mineral Kromite direaksikan dengan basa dan oksigen untuk mengubah Cr(III) menjadi Cr(VI) • Reduksi Cr(VI) menjadi Cr(III) dengan karbon • Reduksi Cr(III) menjadi Cr(0) dengan aluminium Beberapa sifat dari logam kromium : • Logam berwarna putih, keras (mp 19030C). • Tahan terhadap korosi (digunakan sebagai bahan pelapis melalui proses elektroplating). • Larut dalam asam-asam mineral (HCl, H2SO4) • Pada temperatur yang terkontrol kromium dapat bereaksi dengan unsur halogen, belerang, silikon, boron, nitrogen, karbon dan oksigen. Senyawaan Kromium 1. Halida - Halida dari kromium (II) dapat dibuat dengan mereaksikan antara logam kromium dengan asam HF, HCl, HBr dan I2 pada temperatur 6000 – 7000C atau reduksi trihalida dengan H2 pada 500 – 6000C. - Halida dari Cr(III) dapat dibuat dengan melalui : a. Mereaksikan dengan SOCl2 pada hidrat klorida. b. Sublimasi dengan gas klor pada 6000C. 2. Oksida - Oksida terpenting dari krom : Cr2O3, CrO2 dan CrO3. - Cr2O3 dapat dibuat dengan membakar logam kromium dalam oksigen, dekomposisi termal dari Cr(IV) oksida. - CrO2 dibuat melalui reduksi hidrotermal dari CrO3. - CrO3 dibuat dengan jalan mereaksikan antara larutan asam dengan Na/K dikromat. 3. Senyawa biner dari krom yang lain Senyawaan sulfida Cr2S3. MANGAN (Mn) KELIMPAHAN, ISOLASI, DAN SIFAT-SIFAT UNSURNYA Mangan relatip melimpah dialamsekitar 0,085%. Diantara beberapa logam hanya besi yang kelimpahannya melebihi mangan terdapat dalam sejumlah deposit terutama dalam bentuk oksida, oksida hidrat, atau karbonat. Mangan juga terdapat dalam nodule pada dasar laut pasifik bersama-sama dengan Ni, Cu, dan Co. Logam Mn dapat diperoleh dari oksidanya dengan mereaksikan dengan menggunakan aluminium. Penggunaan yang luas dari Mn adalah dalam ferromangan untuk baja. Mangan memiliki kemiripan sifat kimia dan fisika dengan besi, dengan perbedaan utama dalam hal kekerasan dan lebih rapuh tetapi sedikit lebih tahan panas (mp 12470 C). Mangan lebih elektropositip dan lebih mudah larut dalam larutan encer asam non oksidasi. SENYAWAAN MANGAN (II) 1. SENYAWA BINER - Mangan(II) oksida merupakan bubuk berwarna hijau gelap yang dibuat dari pemanggangan senyawa karbonat dalam hidrogen atau nitrogen atau dapat juga dibuat dari pemanasan MnCl2 pada 6000C. - Mangan (II) sulfida senyawa berwarna merah muda kenuning-kuningan yang diperoleh melalui pengendapan dengan larutan sulfida basa 2. GARAM DARI MANGAN(II), Garam mangan (II) dapat dibentuk dengan hampir semua anion. Garam mangan(II) larut dalam air, walaupun phospat dan karbonat hanya sedikit larut. Hampir semua garam kristal berbentuk hidrat. SIFAT KIMIA DARI MANGAN (III) SENYAWA BINER. Oksida merupakan senyawa terpenting, mangan (III)oksida merupakan hasil akhir dari oksidasi Mn atau MnO pada 470 – 6000C membentuk Mn2O3. Mangan(III) flourida dibuat dengan flourinasi dari MnCl2 atau senyawa lain dan membentuk padatan merah anggur yang secara sertamerta terhidrolisis oleh air. SIFAT KIMIA MANGAN (IV) SENYAWA BINER. Senyawa biner terpenting mangan dioksida yang merupakan padatan berwarna abu-abu sampai hitam yang dialam terdapat sebagai bijih pyrolusite TETRAFLOURIDA MnF4, didapat melalui interaksi langsung merupakan padatan biru yang tidak stabil secara lambat terdekomposisi menjadi MnF3 dan F2. SIFAT KIMIA MANGAN (VI-VII) Mangan (VI) yang dikenal sebagai ion manganat MnO42- yang berwarna hijau. Ion ini dibentuk pada oksidasi MnO2 dalam lelehan KOH dengan KNO3, udara atau zat pengoksidasi lain atau melalui penguapan KMnO4 dan larutan KOH BESI (Fe) KELIMPAHAN : Besi merupakan logam yang melimpah nomor dua (2) setelah logam aluminium dan merupakan unsur melimpah nomor 4 penyusun kulit bumi. Bahkan inti bumi diyakini mayoritas unsur penyusunnya adalah besi dan nikel. Mineral sumber utama besi (Fe) : 1. Hematite 2. Magnetit (Fe3O4) 3. Limonit (FeO(OH)) 4. Siderit (FeCO3) Beberapa metode untuk memperoleh logam besi murni antara lain : 1. Reduksi besi oksida dengan hidrogen Didapat dari dekomposisi termal dari besi (II) oksalat, karbonat dan nitrat 2. Elektrodeposisi dari larutan garam besi 3. Dekomposisi termal dari besi karbonil BEBERAPA SIFAT DARI LOGAM BESI • Merupakan logam berwarna putih mengkilap (mp 15280C) • Tidak terlalu keras dan agak reaktip, mudah teroksidasi • Mudah bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti : halogen, sulfur, pospor, boron, karbon dan silikon. • Kelarutan : larut dalam asam-asam mineral encer. SENYAWAAN BESI Besi hidroksida dan Oksida 1. Besi hidroksida dibuat dengan menambahkan larutan hidroksida kedalam larutan besi (II). 2. Besi(II)oksida diperoleh melalui proses dekomposisi termal besi(II) oksalat pada kondisi vakum. 3. Besi (III) oksida [FeO(OH)] dapat dibuat dengan cara : - Hidrolisis larutan besi(III) klorida pada temperatur tertentu. - Oksidasi dari besi(II) hidroksida. 4. Fe2O3 dibuat dengan memanaskan Besi (III) oksida pada temperatur 2000C. 5. Fe3O4 dibuat dengan memanaskan Fe2O3 pada temperatur 14000C Halida, umumnya hanya berasal dari besi(II) dan besi (III) - Halida dari besi tiga dapat dibuat dengan mereaksikan antara unsur halogen dengan logam besi. - FeI dan FeBr dibuat dengan mereaksikan langsung antar unsur-unsurnya. - FeF2 dan FeCl2 direaksikan dengan HF dan HCl untuk memperoleh trihalida yang selanjutnya direduksi dengan hidrogen melalui proses pemanasan. KOBAL (Co) KELIMPAHAN : Unsur kobal dialam selalu didapatkan bergabung dengan nikel dan biasanya juga dengan arsenik. Mineral kobal terpenting antara lain Smaltite (CoAs2) dan kobaltite (CoAsS). Sumber utama kobal disebut “Speisses” yang merupakan sisa dalam peleburan bijih arsen dari Ni, Cu, dan Pb. SENYAWAAN KOBAL 1. OKSIDA. Kobal (II) oksida merupakan senyawa berwarna hijau dibuat melalui pemanasan logam, kobal karbonat, atau nitrat pada suhu 11000C 2. HALIDA. Halida anhidrat CoX2 dapat dibuat dengan dehidrasi dari hidrat halida dan untuk CoF2 dibuat dengan mereaksikan antara HF dengan CoCl2 3. SULFIDA. Dibentuk dari larutan Co2+ yang direaksikan dengan H2S membentuk endapan CoS berwarna hitam. 4. GARAM. Bentuk garam kobal(II) yang paling sederhana dan merupakan garam hidrat. Semua garam hidrat kobal berwarna merah atau pink dari ion [Co(H2O)6]2+ yang merupakan ions terkoordinasi oktahedral. 5. KOMPLEKS-KOMPLEKS DARI KOBAL(II) , Ion akuo (Co(H2O)6] merupakan kompleks kobal(II) paling sederhana. NIKEL (Ni) KELIMPAHAN : 1. Smaltite [Fe,Co,Ni]As 2. Nikolit [NiAs] 3. Pentlandite [Ni,Co,Fe]S 4. Garnierite [Ni,Mg]SiO3xH2O SIFAT Ni : 1. 2. 3. 4. 5. 5. 6. logam putih mengkilap pada t kamar tidak bereaksi dengan udara dan air larut dalam HNO3 encer mp 14500C , bp 28000C bereaksi dengan H2S menghasilkan endapan hitam dalam larutan akuatik Ni[H2O]62+ hijau membentuk oksida NiO SENYAWAAN NIKEL (Ni) 1. Hidroksida [Ni(OH)2] 2. Klorida [NiCl2] 3. Sulfat [NiSO4.7H2O] 4. Senyawa Kompleks TEMBAGA (Cu) KELIMPAHAN : - Tembaga tersebar luas dialam sebagai logam, dalam bentuk sulfida, arsenida, klorida dan karbonat. - Mineral yang paling umum adalah Chalcopyrite (CuFeS2). - Tembaga dapat diisolasi dari mineralnya melalui pemanggangan dan peleburan oksidatip, pencucian dengan bantuan mikroba yang diikuti oleh elektrodeposisi dari larutan sulfat. - Tembaga banyak digunakan dalam aliansi seperti kuningan dan bahan campuran emas. SENYAWAAN TEMBAGA (I) - SENYAWAAN BINER TEMBAGA (I). Oksida dan sulfida lebih stabil daripada senyawa Cu(II) pada temperatur tinggi - KOMPLEK TEMBAGA(I). Jenis kompleks tembaga(I) yang paling umum adalah kompleks yang dibentuk dari ligan halida atau amina dan mempunyai struktur tetrahedral. SENYAWAAN KIMIAWI TEMBAGA (II) SENYAWA BINER. Tembaga oksida CuO merupakan kristal hitam yang diperoleh melalui pirolisis dari garam nitrat atau garam-garam okso yang lain. CuO terdekomposisi pada suhu diatas 8000C menjadi Cu2O HALIDA. CuF2 tidak berwarna dengan struktur rutil terdistorsi CuCl2 berwarna kuning, dan CuBr2 berwarna hitam KIMIAWI ION AKUO DAN LARUTAN AKUO. Pelarutan tembaga, hidroksida, karbonat, dan senyawa-senyawa Cu(II) dalam asam akan membentuk ion akuo yang berwarna hijau kebiruan [Cu(H2O)6]2+.
