REAKSI UJI NYALA UNSUR GOLONGAN IA DAN IIA

Unsur-unsur golongan alkali dan alkali tanah dapat dibedakan dari warna nyala yang dihasilkannya. Bagaimanakah warna nyala unsur-unsur tersebut? Perhatikanlah gambar berikut.

Gambar 1. Warna nyala unsur-unsur golongan alkali dan alkali tanah

Unsur-unsur tersebut memiliki warna nyala yang berbeda-beda karena sifat dari atomnya. Jika diberikan energi, kedudukan elektron dalam atom akan mengalami perubahan, yaitu berpindah ke kulit yang lebih tinggi (eksitasi). Setelah itu, elektron akan kembali ke keadaan dasar (stabil) sambil melepaskan energi radiasi elektromagnetik. Pada saat unsur-unsur alkali dan alkali tanah dipanaskan (diberi energi), elektron dalam atom alkali dan alkali tanah akan mengalami eksitasi, dan pada saat kembali ke keadaan stabil, setiap elektron akan melepaskan energi radiasi elektromagnetik berupa pancaran nyala cahaya. Nyala setiap atom berbeda-beda dan sangat khas. 

Gambar 2. Diagram tingkat energi pada atom yang mengalami eksitasi (Sumber: Imam Rahayu, 2009)

Pembuatan dan Manfaat Beberapa Unsur Logam dan Senyawanya

By Miokti Yessi
A. Natrium

   Natrium merupakan unsur alkali dengan daya reduksi paling rendah, dengan sumber utamanya adalah halit (umumnya dalam bentuk NaCl). Pembuatan natrium dapat dilakukan dengan proses Downs, yaitu elektrolisis lelehan NaCl. Air asin yang mengandung NaCl diuapkan sampai kering kemudian padatan yang terbentuk dihancurkan untuk kemudian dilelehkan. Sedangkan untuk mengurangi biaya pemanasan, NaCl (titik lebur 801 °C) dicampur dengan 1½ bagian CaCl₂ untuk menurunkan suhu lebur hingga 580 °C ((Martin S. Silberberg dalam Budi Utami, 2009: 74)

    Na dulunya banyak digunakan untuk pembuatan TEL (Tetra Ethyl Lead), yaitu untuk menaikkan bilangan oktan bahan bakar, tetapi sekarang tidak lagi karena mengandung racun yang berbahaya bagi lingkungan. Na juga digunakan untuk pengisi lampu penerangan di jalan maupun di kendaraan. Hal ini dikarenakan emisi warna kuningnya yang mampu menembus kabut dan dapat digunakan juga sebagai cairan pendingin pada reaktor atom (Sri Lestari dalam Budi Utami, 2009: 74). 

Kegunaan senyawa Na:

1. NaCl, digunakan sebagai garam dapur, bahan baku pembuatan klorin dan senyawa-senyawa natrium yang lain. Dapat juga digunakan dalam industri susu, pengawetan ikan dan daging, pengolahan kulit, serta untuk mencairkan salju. 

2. NaOH, dihasilkan dari elektrolisis NaCl. NaOH merupakan basa kuat yang banyak digunakan dalam industri detergen, bahan baku sabun, kertas, serat rayon, dan memisahkan belerang dari minyak bumi. 

3. NaHCO₃(soda kue), yang akan terurai oleh panas yang menghasilkan gas CO₂ yang menyebabkan kue mengembang dan pemadam kebakaran. 

4. NaCO₃, digunakan untuk pembuatan kaca, menghilangkan kesadahan air, sebagai bahan baku natrium silikat pada pembuatan kertas dan detergen. 

5. Na-glutamat, digunakan sebagai penyedap makanan. 

6. Na-benzoat, digunakan sebagai pengawet makanan dalam kaleng. 

(Sumber: Sri Lestari dalam Budi Utami, 2009: 74).

B. Magnesium

  Magnesium adalah unsur yang sangat melimpah di permukaan bumi, tetapi tidak mudah membuatnya dalam bentuk unsur. Sumber komersial utama magnesium adalah air laut (0,13% kadar Mg), dan dapat ditemukan pada dolomit (CaMg(CO₃)₂) dan karnalit (KCl.MgCl₂.6H₂O).

Magnesium dapat diperoleh melalui proses Downs: 

1. Magnesium diendapkan sebagai magnesium hidroksida dengan menambahkan Ca(OH)2 ke dalam air laut. 

2. Tambahkan asam klorida untuk mendapatkan kloridanya, yang kemudian diperoleh kristal magnesium klorida (MgCl.6H2O). 

3. Elektrolisis leburan kristal magnesium dengan terlebih dahulu menambahkan magnesium klorida yang mengalami hidrolisis sebagian ke campuran leburan natrium dan kalsium klorida. Hal ini dilakukan untuk menghindari terbentuknya MgO saat kristal MgCl.6H2O dipanaskan. 

4. Magnesium akan terbentuk pada katode. 

(Sri Lestari dalam Budi Utami, 2009: 75).

Kegunaan magnesium, antara lain: 

1. Pencegah korosi pipa besi di tanah dan dinding kapal laut. 

2. Mg(OH)2, dapat digunakan sebagai obat maag karena dapat menetralkan kelebihan asam lambung (HCl) dan juga sebagai bahan pasta gigi. 

3. MgSO4, dikenal dengan nama garam inggris, dapat digunakan sebagai obat pencahar (laktasif usus). 

4. Campuran logam magnesium (10%) dan aluminium (90%) atau yang sering disebut magnalium dapat digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat terbang karena perpaduan ini kuat dan ringan, rudal, dan bak truk. 

5. Magnesium dipakai untuk membuat kembang api dan lampu penerangan pada fotografi (blitz). 

6. MgO, dapat digunakan sebagai bata tahan panas/api untuk melapisi tanur dan tempat pembakaran semen. 

7. Campuran 0,5% Mg, 95% Al, 4% Cu, dan 0,5% Mn atau yang dikenal dengan nama duralumindigunakan untuk konstruksi mobil.

C. Aluminium

   Aluminium ialah unsur melimpah ketiga terbanyak dalam kerak bumi (sesudah oksigen dan silikon), mencapai 8,2% dari massa total. Bijih yang paling penting untuk produksi aluminium adalah bauksit, yaitu aluminium oksida terhidrasi yang mengandung 50 – 60% Al2O3, 1 – 20% Fe2O3, 1 – 10% silika, sedikit logam transisi, dan sisanya air. Sumber bauksit di Indonesia di Bukit Asam (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb, dalam Budi Utami, 2009: 75).

Aluminium diperoleh dengan menggunakan proses Hall-Heroult, sesuai dengan nama penemunya Charles M. Hall (AS) dan Paul Heroult (Perancis) pada tahun 1886. Pengolahan ini meliputi dua tahap

1.  Tahap pemurnian

Pada tahap ini, aluminium yang diproduksi dari bauksit yang me-ngandung besi oksida (Fe2O3) dan silika dimurnikan dengan melarutkan bauksit tersebut ke dalam NaOH(aq). Besi oksida (Fe2O3) yang bersifat basa tidak larut dalam larutan NaOH. 

Reaksi: Al2O3(s)  +  2 NaOH(aq) → 2 NaAlO2(aq) + H2O 

Larutan di atas kemudian diasamkan untuk mengendapkan Al(OH)3(s). Al2O3 murni dapat dihasilkan dengan cara pemanasan Al(OH)3, kemudian disaring akan diperoleh Al2O3. 

Reaksi: NaAlO2(aq)+ HCl(aq) + H2O → Al(OH)3(s) + NaCl(aq)

2 Al(OH)3(s) → Al2O3(s)  + H2O(g)

2. Tahap elektrolisis 

    Al2O3 (dengan titik leleh 2.030 °C) dicampurkan dengan kriolit (Na3AlF6) (untuk menurunkan titik leleh menjadi 1.000 °C). Larutan Al2O3 dalam kriolit dielektrolisis menggunakan karbon sebagai katode dan anode. 

Reaksi: Anode : batang karbon 3 O^2–(l) → O₂(g) + 6 e^– 

 Katode : bejana besi yang dilapisi karbon 2 Al³⁺(l) + 6 e^–  → 2 Al(l)

(Sri Lestari dalam Budi Utami, 2009: 76).

Al2O3 yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai berikut. 

a. Untuk meruntuhkan bangunan yang terbuat dari besi atau baja. Hal ini disebabkan pembentukan Al2O3 yang sangat eksoterm (menghasilkan suhu 3.000 °C), sehingga mampu mengikat oksigen dari oksida logam lain. 

b. Jika Al2O3 bercampur dengan logam transisi akan terbentuk permata berwarna-warni, seperti: · Rubi, permata berwarna merah terbentuk dari Al2O3 dan Cr³⁺. Safir, permata berwarna biru terbentuk dari Al2O3, Fe²⁺, dan Ti⁴⁺. · Topaz, permata berwarna kuning terbentuk dari Al2O3 dan Fe²⁺. · Ametis, permata berwarna cokelat-keunguan terbentuk dari Al2O3 dan Mn³⁺. (Sri Lestari dalam Budi Utami, 2009: 76).

Kegunaan aluminium, antara lain: 

1. Aluminium merupakan logam yang ringan, kuat, dan tahan korosi, sehingga banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga, bingkai jendela, sampai kerangka bangunan. 

2. Pelapis kemasan biskuit, cokelat, dan rokok. 

3. Campuran logam 90% Al dan 10% Mg (magnalium) bersifat kuat dan ringan, hanya digunakan pada pembuatan pesawat terbang. 

4. Campuran 20% Al, 50% Fe, 20% Ni, dan 10% Co dapat digunakan sebagai magnet yang sangat kuat. 

5. Tawas (KAl(SO4)), digunakan untuk penjernih air dan zat anti keringat. 

6. Al(OH)3 digunakan untuk menetralkan asam lambung yang berlebihan. 

7. Thermit (campuran Al dan Fe2O3) digunakan untuk mengelas logam. 

8. Aluminium sulfat digunakan pada pewarnaan tekstil.

D. Tembaga 

    Tembaga merupakan logam berwarna kemerahan yang terdapat secara bebas di alam maupun dalam bentuk senyawanya. Bijih tembaga yang terpenting adalah kalkopirit (CuFeS2, 34,5% Cu). Selain itu ada beberapa senyawa tembaga yang lain, seperti cuprite (Cu2O, 88,8% Cu), chalcosite (Cu2S, 79,8% Cu), dan malasite (Cu2(OH)2CO3, 57,3% Cu) (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb dalam Budi Utami, 2009: 79). Untuk memperoleh tembaga, pertama dilakukan flotasi (pengapungan) busa, untuk memekatkan bijih tembaga. Langkah berikutnya adalah pemanggangan (roasting) bijih yang sudah diperkaya, yaitu reaksi dengan udara pada suhu tinggi untuk mengkonversi besi menjadi oksidanya dan menyisakan tembaga sebagai sulfida. Selanjutnya campuran Cu2S dan Fe3O4 serta bahanbahan lain dimasukkan ke dalam tungku pada suhu 1.100 °C. Karena Cu2S tidak larut dalam terak, maka Cu2S dialirkan ke tungku lain melalui semburan udara untuk memicu terjadinya reaksi redoks. Terakhir, tembaga cair yang terbentuk kemudian didinginkan dan dicetak untuk dimurnikan lebih lanjut (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb dalam Budi Utami, 2009: 79).

Kegunaan tembaga, antara lain: 

1. Merupakan penghantar panas dan listrik yang sangat baik, maka banyak digunakan pada alat-alat listrik. 

2. Sebagai perhiasan, campuran antara tembaga dan emas. 

3. Sebagai bahan pembuat uang logam. 

4. Sebagai bahan pembuat logam lain, seperti kuningan (campuran antara tembaga dan seng), perunggu (campuran antara tembaga dan timah), monel, dan alniko. 

5. CuSO4 dalam air berwarna biru, banyak digunakan sebagai zat warna. 

6. Campuran CuSO4 dan Ca(OH)2, disebut bubur boderiux banyak digunakan untuk mematikan serangga atau hama tanaman, pencegah jamur pada sayur dan buah. 

7. CuCl2, digunakan untuk menghilangkan kandungan belerang pada pengolahan minyak. 

8. Cu(OH)2 yang larut dalam larutan NH4OH membentuk ion kompleks cupri tetramin (dikenal sebagai larutan schweitser), digunakan untuk melarutkan selulosa pada pembuatan rayon (sutera buatan).

E. Timah
    Timah adalah logam yang berwarna putih perak, relatif lunak, tahan karat, dan memiliki titik leleh yang rendah. Timah biasanya terdapat dalam dua bentuk alotropi, yaitu timah putih atau bentuk “logam” yang stabil pada suhu di atas 14 °C  dan timah abu-abu atau bentuk “nonlogam” yang stabil pada
suhu di bawah 13 °C. Tambang timah utama adalah timah(IV) oksida (SnO2), yang dikenal dengan cassitente. Tambang timah kudapat di P. Bangka (Belitung). Timah digunakan untuk membuat kaleng kemasan, seperti untuk roti, susu, cat, dan buah serta melapisi kaleng yang terbuat dari besi dari perkaratan. Selain itu juga digunakan untuk membuat logam campur, misalnya perunggu (campuran timah, tembaga, dan seng) dan solder (campuran timah dan timbal).

F.  Fosforus dan Senyawa Fosforus 

    Sumber utama dari fosfor adalah batuan fosfat yang dikenal dengan nama apatit, Ca9(PO4)6.CaF6. Ada beberapa jenis fosfor, yaitu: 1. Fosfor putih, dengan tetrahedral sebagai bentuk molekulnya, lunak, sangat reaktif, dan beracun. Fosfor jenis ini sering disebut sebagai fosfor kuning karena kadang-kadang berwarna kekuningan. 2. Fosfor merah, bentuk molekulnya belum dapat dipastikan, kurang reaktif, dan tidak beracun. 3. Fosfor hitam (mirip grafit), diperoleh dengan memanaskan fosfor putih di bawah tekanan pada suhu 550 °C.

Baik fosfor merah maupun fosfor hitam stabil di udara, tetapi akan terbakar jika dipanaskan. Sedangkan fosfor putih karena mudah menyala dan sangat beracun, maka disimpan di dalam air. Fosfor dapat diperoleh dari pemanasan batuan fosfat, silika (SiO2), dan coke (C) di dalam pembakar listrik. Uap fosforus yang terbentuk ditampung dalam air.

Kegunaan fosfor, antara lain: 

1. Sebagian besar fosfor digunakan untuk memproduksi asam fosfat, di mana asam fosfat digunakan pada pelapisan logam agar tahan terhadap korosi atau dapat dijadikan lapisan dasar dalam pengecatan. 

2. Digunakan juga dalam industri minuman ringan untuk memberikan rasa asam. 

3. Fosfor merah digunakan untuk membuat korek api. 

4. Kalium fosfat digunakan untuk pelengkap makanan dan pada soda kue. 

5. Dalam tubuh manusia, fosfor terdapat pada nukleat, yaitu DNA dan RNA dan kalsium fosfat sebagai senyawa utama penyusun matriks tulang. Beberapa senyawa fosfor sebagai berikut.

G. Oksigen

   Oksigen merupakan unsur yang paling banyak di bumi dan merupakan elemen paling penting dalam kehidupan. Semua makhluk hidup membutuhkan oksigen untuk proses respirasi (pernapasan). Oksigen terdapat di alam dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa. Dalam keadaan bebas di alam, oksigen mempunyai dua alotropi, yaitu gas oksigen (O2) dan gas ozon (O3). 

Kegunaan oksigen, antara lain:
1. Gas oksigen digunakan untuk pernapasan semua makhluk hidup.
2. Gas oksigen diperlukan untuk proses pembakaran.
3. Pada industri kimia, oksigen digunakan sebagai oksidator untuk membuat senyawa-senyawa kimia. 4. Oksigen cair digunakan untuk bahan bakar roket.
5. Campuran gas oksigen dan hidrogen digunakan sebagai bahan bakar pesawat ruang angkasa (sel bahan bakar).
6. Bersama dengan asetilena digunakan untuk mengelas baja.
7. Dalam industri baja digunakan untuk mengurangi kadar karbon dalam besi gubal.

Daftar Pustaka
 Budi Utami, et al. 2009.   Kimia 3: Untuk SMA/MA Kelas XII Program Ilmu Alam. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

Tugas.

Buatlah ringkasan tentang mineral, kegunaan dan cara pembuatan dari beberapa unsur yang ada di Tabel berikut.

No.	Unsur	Metode Pembuatan	Kegunaan	Kelimpahan

 Kerjakan di buku tugas Anda...

KIMIA UNSUR: UNSUR PERIODE KETIGA

Unsur-unsur periode ketiga terdiri atas:

Berdasarkan elektron valensi yang bervariasi, maka sifat-sifat periodik unsur periode tiga sebagai berikut.

Tabel 1. Sifat periodik unsur periode tiga

Sifat reduktor/oksidator 

Jari-jari atom dari Na ke Cl makin kecil berarti makin sukar melepaskan elektron atau makin mudah menerima elektron. Hal ini sesuai dengan harga keelektronegatifan yang makin besar. Makin mudah menerima elektron berarti makin mudah melakukan reaksi reduksi, maka oksidator makin kuat. Hal ini didukung dari data potensial reduksi yang makin positif dan makin besar. Kebalikannya, berarti makin ke kiri reduktor makin kuat. 

Natrium termasuk reduktor yang kuat, ini terbukti dari: 

a) Reaksi dengan air sangat reaktif. 

b) Potensial reduksi standar besar dan negatif. 

c) Energi ionisasi kecil

Kekuatan logam 

Sesuai dengan sifat reduktornya, maka makin ke kiri sifat logam makin kuat. Pengelompokan sifat logam dari unsur periode tiga sebagai berikut.

Tabel 2. Sifat kekuatan logam periode tiga

Natrium, magnesium, dan aluminium termasuk logam yang lunak dan mengilap. Logam natrium mudah diiris, sedangkan logam magnesium dan aluminium mudah dibengkokkan. Silikon berwarna abu-abu, gelap, dan sangat keras. Hal ini berkaitan dengan jumlah elektron valensi sebanyak 4 buah. Jadi, unsur ini sukar melepaskan dan menerima elektron. Silikon, seperti halnya intan, membentuk struktur molekul yang besar. Silikon bersifat semikonduktor. Fosfor, belerang, dan klor termasuk unsur nonlogam dalam keadaan bebas membentuk molekul atomik yaitu fosfor membentuk P₄, belerang membentuk S₈, dan klor membentuk Cl₂.

Kekuatan basa/asam  

Sesuai dengan kekuatan logam, makin ke kiri makin kuat, maka sifat basa makin ke kiri makin kuat. NaOH termasuk basa kuat. 

Mg(OH)₃ termasuk basa lemah.

Al(OH)₃ termasuk amfoter (dapat bersifat asam atau dapat bersifat basa).

Reaksi terhadap asam atau terhadap basa dari Al(OH)₃ seperti pada Be(OH)₂.

Al(OH)₃(aq) + 3 HCl(aq) →AlCl₃(aq) + 3 H₂O(l)   

basa                    asam

Jika Al(OH)₃ direaksikan dengan NaOH berarti Al(OH)₃ bertindak sebagai asam, dituliskan H₃AlO₃, maka reaksinya:

H₃AlO₃(aq) + NaOH(aq) →Na₃AlO₃(aq) + 3 H₂O(l)

asam               basa

Gambar 1. Elektrolisis aluminium

Gambar 2. Pembuatan H₂SO₄ dengan proses kontak

Gambar 4. Pembuatan asam sulfat menurut proses kamar timbal

KIMIA UNSUR: UNSUR GOLONGAN UTAMA

Beberapa unsur logam dan nonlogam, dalam bentuk unsur maupun senyawanya, banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Penggunaan beberapa unsur logam dan nonlogam meningkat dengan berkembang pesatnya industri, baik sebagai alat, bahan dasar, maupun sumber energi. Unsur-unsur logam umumnya diperoleh sebagai bijih logam dalam batuan. Alam Indonesia sangat kaya akan sumber mineral bijih logam, karena itu perlu penguasaan teknologi untuk mengolahnya menjadi logam yang dibutuhkan. Pada bab ini dibahas beberapa unsur logam dan beberapa unsur nonlogam yang berperan penting bagi kesejahteraan hidup manusia.

Unsur-unsur di Alam

Pada umumnya unsur-unsur logam terkandung dalam batuan sebagai senyawa yang disebut mineral bijih logam.

Berbagai bijih logam tersebar di seluruh Indonesia dan beberapa di antaranya tercantum dalam tabel berikut ini. 

Berbagai bijih logam tersebar di seluruh Indonesia dan beberapa di antaranya tercantum dalam tabel berikut ini. 

Tabel 1.Beberapa mineral bijih logam 

Emas dan perak terdapat dalam keadaan murni tersebar di beberapa daerah yaitu Salido (Sumatra Barat), Rejang Lebong (Sumatra Selatan), Bengkulu, Cikotok (Jawa Barat), Paleleh (Sulawesi Utara), Bolaang Mongondow (Sulawesi Tengah), Kota Waringin (Kalimantan Barat). Untuk memperoleh logam-logam berat seperti besi, timah, dan tembaga dari bijihnya, biasanya dilakukan melalui langkah-langkah pemekatan, pengeringan, pembakaran (untuk bijih yang bukan oksida), reduksi, dan pemurnian. Aluminium diperoleh melalui elektrolisis. 

Kelimpahan Unsur-unsur di Kulit Bumi

Unsur-unsur yang paling melimpah di kulit bumi adalah oksigen, silikon, dan aluminium (Tabel 2). 

Tabel 2.  Persentase Kelimpahan Unsur di Kulit Bumi

Sumber komersial dari oksigen dan nitrogen adalah udara. Kelimpahan unsur nitrogen dalam udara 78,09% dan oksigen 20,94%. Sedangkan unsur lainnya kurang dari 1%. Beberapa unsur diperoleh dari air laut. Misalnya, natrium, klorin, magnesium, dan bromin. Konsentrasi unsur terbesar dalam air laut adalah klorida sebesar 18,980 g/kg air laut, kemudian diikuti unsur natrium sebesar 10,556 g/ kg air laut (Sumber: Petrucci dan Suminar Ahmad, 1987: 98).

Komposisi alkali dalam kerak bumi 

Logam alkali termasuk logam yang sangat reaktif. Di alam tidak terdapat dalam keadaan bebas, melainkan dalam keadaan terikat dalam bentuk senyawa.

Berikut ini tabel kadar unsur-unsur alkali di kerak bumi dalam satuan bpj (bagian per sejuta).

Tabel. 3. Kadar unsur-unsur alkali di kerak bumi dalam satuan bpj

Unsur yang paling banyak adalah Na dan K. Kedua unsur ini banyak terdapat dalam air laut dalam bentuk senyawa NaCl dan KCl. 

Unsur-unsur alkali tanah tidak terdapat bebas di alam, tetapi terdapat dalam bentuk senyawanya 

a. Berilium terdapat dalam bijih beril (Be₃Al₂(SiO₃)₆).

b. Magnesium sebagai dolomit (MgCO₃.CaCO₃), karnalit (KCl.MgCl₂.6H₂O).

c. Kalsium sebagai CaCO₃ pada batu kapur dan pualam, batu tahu/gipsum (CaSO₄.2H₂O).

d. Stronsium sebagai stronsianit (SrCO₃) dan galestin (SrSO₄).

e. Barium sebagai bijih barit (BaSO₄).

Unsur-unsur periode ketiga di alam

Unsur-unsur transisi periode keempat di alam

Di alam unsur-unsur transisi periode keempat terdapat dalam senyawa/mineral berupa oksida, sulfida, atau karbonat. Berikut ini tabel beberapa mineral terpenting dari unsur-unsur transisi periode keempat.

Tabel 4. Beberapa mineral dari unsur transisi periode keempat 

Sifat-sifat Unsur

Sifat halogen 

1) Halogen merupakan golongan yang sangat reaktif dalam menerima elektron dan bertindak sebagai oksidator kuat dalam satu golongan. Makin ke atas, oksidator makin kuat. 

2) Keelektronegatifan halogen dalam satu golongan makin ke atas makin besar. Unsur yang paling elektronegatif dibanding unsur lain dalam sistem periodik adalah fluor (perhatikan data keelektronegatifan). 

3) Jari-jari atom halogen dalam satu golongan makin ke atas makin kecil (perhatikan data). Ini berarti makin ke atas ukuran molekul makin kecil, maka gaya tarik-menarik antar-molekul (gaya Van der Waals) akan makin kecil. Perhatikan juga titik didih dan titik lelehnya, makin ke atas makin kecil.

Tabel 5.Data sifat-sifat unsur halogen

Unsur halogen sangat berbahaya terhadap mata dan tenggorokan. Unsur halogen mempunyai bau yang merangsang dan berwarna. Walaupun brom berwujud cair, tetapi brom mudah sekali menguap. Begitu juga iodium, mudah sekali menyublim. 

4) Unsur golongan halogen bersifat oksidator. Urutan kekuatan oksidator halogen dapat dilihat dari data potensial reduksinya: 

Berdasarkan data tersebut, makin ke atas, daya oksidasinya (oksidator) makin kuat. Data ini dapat digunakan untuk memperkirakan apakah reaksi halogen dengan senyawa halida dapat berlangsung atau tidak. Caranya dengan menghitung potensial sel, jika harga potensial sel positif berarti reaksi berlangsung dan jika harga potensial sel negatif berarti reaksi tidak berlangsung

Halogen (yang bebas/diatomik) yang berada di atas dapat bereaksi dengan halida (senyawa/ ion halida) yang berada di bawahnya. Contoh reaksi berlangsung: 

Jika halogen yang bebas berada di bawah senyawa/ion halida, maka reaksi tidak berlangsung. Contoh reaksi tidak berlangsung: 

Secara sederhana halogen yang di atas dapat mendesak/mengusir halida yang di bawahnya, seperti atasan dapat mengusir bawahannya. Halogen di bawah tidak dapat mendesak/ mengusir halida yang di atasnya, seperti bawahan tidak dapat mengusir atasannya.

5) Mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu, kecuali fluor.

Tabel 6. Bilangan oksidasi halogen, oksida halogen, dan asam oksihalogen

Asam oksihalida bersifat sebagai zat pengoksidasi (oksidator). Makin banyak atom O yang diikat, oksidator makin kuat. 

Sifat asam dari oksihalida akan bertambah kuat dengan bertambahnya jumlah atom O. Jadi, urutan kekuatan asam: HClO < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄.
Manfaat Unsur dan Senyawa

Sifat gas mulia (Golongan VIIIA)

Gas mulia dalam sistem periodik terdapat dalam golongan VIIIA. Gas mulia dahulu juga disebut golongan nol. Gas mulia terdiri atas unsur-unsur helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn). Radon bersifat radioaktif. 

Tabel 7.Sifat unsur-unsur gas mulia

Sifat-sifatnya: 

1) Unsur-unsur gas mulia mengandung 8 elektron pada kulit terluarnya kecuali He mengandung 2 elektron. 

2) Energi ionisasinya sangat tinggi, akibatnya unsurunsur gas mulia sukar bereaksi dengan unsurunsur lainnya. 

3) Pada tabel dapat dilihat bahwa titik leleh dan titik didihnya sangat rendah, namun baik titik leleh maupun titik didih makin ke bawah makin tinggi, sesuai dengan makin besarnya massa atom gas mulia. 

4) Molekul gas mulia monoatomik. 

Sifat alkali dan alkali tanah 

Unsur-unsur kedua golongan tersebut sebagai berikut. 

Dalam sistem periodik, alkali terletak pada golongan IA (kecuali H) dengan elektron valensi 1 yaitu ns¹. Sedangkan alkali tanah terletak pada golongan IIA dengan elektron valensi 2 yaitu ns². Kedua golongan ini dimulai pada periode 2. Dengan elektron valensi yang kecil, maka kedua golongan ini sangat mudah melepaskan elektron, yaitu mudah melakukan reaksi oksidasi. Dengan demikian kedua golongan ini disebut sebagai zat pereduksi yang kuat (reduktor kuat). Sifat reduksinya makin ke kiri makin kuat dan makin ke bawah makin kuat. Jadi, sifat  reduktor alkali lebih kuat dibanding alkali tanah. 

Sifat-sifat Fisis Unsur Alkali (Golongan IA)

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa sebagai logam, golongan alkali tanah mempunyai sifat yang tidak biasa, yaitu titik lelehnya yang relatif rendah, rapatannya yang relatif rendah, dan kelunakannya. Semua unsur logam alkali ini dapat dengan mudah diubah bentuknya dengan memencetnya di antara jempol dan jari telunjuk (dengan melindungi kulit baik-baik). Unsur-unsur pada golongan ini mempunyai energi ionisasi dan keelektronegatifan ratarata yang paling rendah. Hal ini dikarenakan ukuran atom dan jarak yang relatif besar antara elektron terluar dengan inti.

Sifat-sifat Kimia Unsur Alkali (Golongan IA)

Sifat-sifat Fisis Logam Alkali Tanah

Sifat-sifat Kimia Logam Alkali Tanah

Berdasarkan mudahnya melepaskan elektron, maka secara umum sifat-sifat kedua golongan tersebut sebagai berikut.

1) Sebagai reduktor kuat.

2) Mudah bereaksi (sangat reaktif) dengan unsurunsur nonlogam.

3) Mudah bereaksi dengan air kecuali Be. Sedangkan Mg bereaksi dengan air panas. Reaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen dan membentuk basa.

2 Na(s) + 2 H₂O(l) → 2 NaOH(aq) + H₂(g)

Ca(s) + 2 H₂O(l)→Ca(OH)₂(aq) + H₂(g)

 4) Oksidanya dalam air bersifat basa sehingga disebut oksida basa.

Na₂O + N₂O → 2 NaOH

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Kedua logam tersebut bersifat alkalis (pembentuk basa).

5) Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan gas nitrogen pada suhu tinggi, menurut reaksi:

3 Mg + N₂ → Mg₃N₂

Sedangkan pada alkali hanya logam Li yang dapat bereaksi dengan nitrogen.

6 Li + N₂ →2 Li₃N

6) Logam alkali sifat kelogamannya lebih kuat dibanding sifat logam alkali tanah. Dalam satu golongan, baik alkali maupun alkali tanah makin ke bawah makin kuat sifat logamnya. Sesium paling bersifat logam dan litium kurang bersifat logam. Barium merupakan logam alkali tanah paling reaktif, sedangkan berilium merupakan logam yang kurang reaktif.

7).Tes nyala 

Menurut teori atom Niels Bohr, bahwa energi yang dibebaskan dari atom yang tereksitasi, faktanya berupa spektrum garis dari setiap unsur. Beberapa spektrum terletak pada panjang gelombang sinar tampak sehingga kita dapat mengamatinya. Pengamatan dapat dilakukan dengan membakar senyawa yang mengandung unsur tersebut, kemudian diamati warna nyala api yang terjadi. 

Tabel 8.Warna tes nyala unsur alkali dan alkali tanah

Masing-masing warna mempunyai panjang gelombang tertentu dan ini berarti energi yang dibebaskannya juga tertentu.


Manfaat dan Pembuatan Unsur dan Senyawa Alkali dan Alkali Tanah

TUGAS KOROSI, SEL ELEKTROKIMIA, HUKUM FARADAY

HUKUM FARADAY

Hukum I Faraday 

Bunyi Hukum I Faraday:

Total zat yang dihasilkan pada elektrode, berbanding lurus dengan total muatan listrik yang mengalir melalui sel elektrolisis.

Muatan listrik sebesar 1 Faraday dapat mengendapkan 1 gram ekuivalen. Massa zat hasil elektrolisis yang terbentuk pada katode maupun anode dirumuskan sebagai berikut.

Contoh 1:

Contoh 2:

Dalam 100 mL larutan CuSO₄ 1 M dialirkan arus sebesar 2 Ampere selama 3 menit menggunakan Au sebagai Anode dan Fe sebagai katode.

a. Tuliskan reaksi elektrolisisnya!

b.Tentukan pertambahan berat katodenya!
c. Tentukan pH larutan jika volume larutan dianggap tidak berubah

d. Tentukan gas yang dihasilkan di anode!

Ar Cu = 63,5

Pembahasan

a. Reaksi elektrolisis yang terjadi sebagai berikut.

Katode yang digunakan adalah Fe, kita bandingkan E^o Fe dan Cu (dari  CuSO₄)

Cu²⁺(aq) + 2 e^– →Cu(s)    E^o = + 0,34 V

Fe²⁺(aq) + 2 e^– → Fe(s)   E^o = −0,44 V

Karena E^o Cu > E^oFe, maka yang mengalami reduksi di Katode adalah Cu.

CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42−(aq)
Katode	:	Cu2+(aq) +2 e– →Cu(s)	X 2
Anode	:	2H2O(l) → 4H+(aq) + O2(g) + 4 e–	X 1	+
Reaksi Sel	:	2Cu2+(aq) +2H2O(l)  → Cu(s) + 4H+(aq) + O2(g)

b. Pada katode terjadi pengendapan Cu. Jadi, pertambahan berat katode = berat Cu yang mengendap.

t = 3 menit = 3 x 60 detik = 180 detik

c. Jumlah elektron yang mengalir dalam larutan

1 mol H⁺ = 1 mol e^–, mol yang terbentuk = 0,0037 mol

V = 100 mL = 0,1 L

M= [H⁺]= 0,037 M = 3,7 x 10⁻²M

pH = −log [H⁺] = −log 3,7 x 10⁻²M = 2 − log 3,7 = 2 – 0,57 = 1,43

d. Gas yang dihasilkan di anode adalah gas O₂

Volume gas O₂ dalam STP

2H₂O(l) → 4H⁺(aq) + O₂(g) + 4 e^–

mol H⁺ = 0,0037 mol

V O₂ STP = mol x 22,4 L/mol = 0,000925 mol x 22,4 L/mol = 0,0207 L

Hukum II Faraday

Bunyi Hukum II Faraday:

Jika arus dialirkan ke dalam beberapa sel elektrolisis maka jumlah zat yang dihasilkan pada masing-masing elektrodenya sebanding dengan massa ekuivalen masing-masing zat tersebut.

Contoh 3: