1. Jawaban: c
Sifat-sifat logam alkali dalam satu golongan dari litium ke sesium sebagai berikut.
1) Titik didih menurun. 2) Kereaktifan bertambah. 3) Jari-jari atom bertambah. 4) Energi ionisasi berkurang. 5) Keelektronegatifan berkurang. 2. Jawaban: c
Unsur halogen terletak pada golongan VIIA dalam sistem periodik yang mempunyai elektron valensi 7 pada orbital s2 p5. Jadi, sifat halogen sesuai dengan pernyataan 2), 3), dan 4).
3. Jawaban: a
Beberapa hal yang berhubungan dengan gas mulia. 1) Harga energi ionisasi tinggi menunjukkan
kestabilan gas mulia.
2) Unsur gas mulia mempunyai elektron valensi 8, kecuali He = 2.
3) Titik didih unsur rendah, hanya beberapa derajat di atas titik cairnya.
4) Kr dan Xe sudah dapat disintesis dalam bentuk senyawa.
5) Argon merupakan gas mulia terbanyak di atmosfer.
4. Jawaban: c
Karbon mempunyai dua alotrop utama, yaitu grafit dan intan. Intan merupakan senyawa yang sangat keras (skala Mohs 10) dan tidak diketahui bahan lain yang mempunyai kekerasan melebihi intan. Talk merupakan mineral yang sangat lunak dan memiliki skala Mohs 1. Gipsum mudah tergores oleh kuku jari dan memiliki skala Mohs 2. Feldspar sama kerasnya dengan baja dan memiliki skala Mohs 6.
5. Jawaban: e
Dolomit (CaCO3·MgCO3) merupakan mineral yang mengandung magnesium dan kalsium. Celestit (SrSO4) merupakan mineral yang mengandung stronsium. Bauksit (Al2O3·H2O) merupakan mineral yang mengandung aluminium. Kriolit (NaF·AlF3) merupakan mineral yang mengandung aluminium, fluor, dan natrium. Fluoro apatit (Ca5(PO4)3F) merupakan mineral yang mengandung unsur kalsium, fosfor, dan fluor. 6. Jawaban: d
Senyawa yang digunakan untuk membuat cetakan gigi dan pembalut patah tulang berupa gips
42 Kimia Unsur B. Uraian
1. Oksigen terdapat di alam dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa. Dalam keadaan bebas di alam, oksigen mempunyai dua alotrop, yaitu gas oksigen (O2) dan gas ozon (O3). Kelimpahan oksigen di alam ± 20% dan dalam air ± 5%. Oksigen termasuk unsur paling banyak di bumi dan merupakan elemen paling penting dalam kehidupan. Semua makhluk hidup membutuhkan oksigen untuk proses respirasi (pernapasan). 2. Molekul halogen bersifat nonpolar. Dengan demikian,
gaya tarik-menarik antarmolekul halogen merupakan gaya dispersi (gaya London). Gaya dispersi bertambah besar sesuai dengan pertambahan massa molekul. Dengan demikian, titik cair dan titik didih halogen meningkat dari atas ke bawah.
3. Pertambahan jari-jari atom mengakibatkan daya tarik inti terhadap elektron kulit terluar berkurang sehingga elektronnya semakin mudah ditarik oleh atom lain. Unsur gas mulia hanya dapat berikatan dengan unsur yang sangat elektronegatif seperti fluorin dan oksigen.
4. Dampak negatif unsur karbon yaitu mudah terbakar serta beracun jika terisap dalam bentuk debu atau serbuk halus. Dampak negatif senyawa karbon sebagai berikut.
a. Karbon tetraklorida (CCl4) mempunyai dampak beracun apabila tertelan, terisap, atau terserap kulit. CCl4 juga memicu timbulnya kanker. b. Karbon disulfida (CS2) mempunyai dampak
beracun apabila terserap kulit serta mudah ter- bakar dan meledak, terutama jika mengalami gesekan.
5. a. Reaksi elektrolisis pembuatan logam natrium: NaCl(A) → Na+(A) + Cl–(A) Katode : Na+(A) + e–→ Na(s) Anode : 2Cl–(A) → Cl 2(g) + 2e– b. Reaksi di katode: eNa = A Nar Valensi = 231 = 23 F = 9.650 96.500 = 0,1 faraday w = e · f = 23 × 0,1 = 2,3 gram
Jadi, logam Na yang terbentuk adalah 2,3 g.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: c
Unsur-unsur periode tiga dikelompokkan menjadi tiga sebagai berikut.
1) Kelompok unsur logam, yaitu natrium (Na), magnesium (Mg), dan aluminium (Al). 2) Kelompok unsur semilogam, yaitu silikon (Si). 3) Kelompok unsur nonlogam, yaitu fosfor (P),
belerang (S), klor (Cl), dan argon (Ar). Jadi, jawaban yang tepat adalah pilihan c. 2. Jawaban: e
Sifat-sifat unsur periode tiga dari argon ke natrium (kanan ke kiri) sebagai berikut.
1) Energi ionisasi semakin kecil. 2) Jari-jari atom semakin besar. 3) Keelektronegatifan semakin kecil. 4) Sifat basa semakin bertambah. 5) Sifat reduktor semakin kuat. 3. Jawaban: b
Ketiga unsur tersebut (P, Q, dan R) sama-sama memiliki fase padat dan struktur molekul berbentuk kristal logam. Oleh karena itu, unsur-unsur yang paling mungkin berdasarkan sifat fase dan struktur
molekulnya dari data tersebut adalah Na, Mg, dan Al. Sifat lain yang harus dimiliki oleh unsur-unsur tersebut adalah bahwa jari-jari atomnya dari kiri ke kanan semakin besar (Na < Mg < Al) dan energi ionisasinya Na < Al < Mg. Atom Mg memiliki orbital 3s yang terisi penuh sehingga lebih stabil daripada atom Al. Akibatnya, energi ionisasi mg lebih besar daripada Al. Oleh karena itu, urutan yang benar dari unsur-unsur tersebut adalah P, R, dan Q.
4. Jawaban: b
Mineral kriolit mempunyai rumus kimia Na3AlF6. FeS merupakan rumus kimia pirit. Al2O3·2H2O merupakan rumus kimia bauksit. CaCO3·MgCO3 merupakan rumus kimia dolomit. Al2O3·2SiO2·2H2O merupakan rumus kimia kaolin.
5. Jawaban: e
Unsur yang terdapat bebas di alam adalah argon (Ar) dan belerang (S8). Silikon (Si) terdapat dalam bentuk mineral. Klor (Cl) ditemukan dalam bentuk senyawa ion dengan logam-logam. Fosfor (P) ditemukan dalam bentuk senyawa atau mineral.
6. Jawaban: b
Pengolahan aluminium menggunakan katode Al dengan cara mengelektrolisis leburan aluminium seperti pada reaksi di atas dinamakan proses Hall-Heroult. Proses ini ditemukan oleh Charles Martin Hall. 7. Jawaban: b
Unsur Al dapat dipadukan dengan unsur Mg membentuk paduan logam magnalium, yaitu paduan logam yang terdiri atas 90% Al dan 10% Mg. Kegunaan paduan logam tersebut untuk membuat badan pesawat terbang karena bersifat kuat, keras, dan tahan karat.
8. Jawaban: c
SiO2 bersifat asam sehingga dapat bereaksi dengan basa. Dengan demikian, SiO2 dapat larut dalam larutan NaOH membentuk larutan tidak berwarna. Sementara itu, SiO2 tidak dapat larut dalam HNO3 karena HNO3 juga bersifat asam.
9. Jawaban: d
Massa logam aluminium dalam zamrut (Al2F2SiO4) = r r 2 2 4 2 A Al M Al F SiO × × 460 gram = 2 27 ((2 27) (2 19) 28 (4 16)) × × + × + + × × 460 gram = 135 gram
Jadi, massa aluminium 135 gram. 10. Jawaban: e
Hujan asam dapat terjadi karena adanya molekul- molekul oksida belerang (SO3) atau oksida nitrogen (NO2) di udara yang bertemu dengan air hujan. Molekul-molekul tersebut akan bergabung dengan air hujan membentuk senyawa asam berupa H2SO4 dan HNO3 sebagai penyebab hujan asam.
B. Uraian
1. Pengambilan belerang dari dalam bumi dilakukan dengan cara Frasch yaitu dengan menyemprotkan air panas (suhu ±170°C) melalui pipa bor di bawah permukaan bumi. Embusan uap air panas ini akan menekan belerang cair ke atas melalui pipa pengeboran tersebut.
2. Titik didih dan titik lebur mulai dari Na naik terus sampai Si, kemudian turun secara drastis pada fosfor dan belerang karena perbedaan struktur kristal zat- zat tersebut. Pada unsur natrium, magnesium, dan aluminium, atom-atom saling berikatan dengan ikatan logam yang semakin kuat dengan bertambahnya jumlah elektron valensi. Unsur silikon tidak tersusun oleh ikatan logam, tetapi atom-atom silikon ini saling berikatan dengan menggunakan empat buah ikatan kovalen tunggal sehingga membentuk suatu struktur
yang kukuh. Untuk memutuskan ikatan ini diperlukan energi yang cukup besar sehingga titik didih atau titik lebur mulai dari Na naik terus sampai Si. Unsur- unsur fosfor, belerang, dan klor merupakan unsur- unsur nonlogam yang sangat mudah menangkap elektron membentuk ion negatif sehingga titik didih dan titik leburnya rendah.
3. Wohler mengenalkan metode untuk memperoleh fosfor putih, yaitu dengan cara mereduksi kalsium fosfat, pasir, dan batang karbon pada suhu 1.300°C dalam tungku listrik. Fosfor yang diperoleh dari proses ini kemudian didistilasi dan diembunkan dalam air agar terbentuk molekul P4. Kristal fosfor putih murni dapat diperoleh jika uap molekul P4 hasil distilasi dikondensasikan kembali.
4. Kegunaan senyawa-senyawa silikon sebagai berikut.
a. SiO2
Silikon dioksida (SiO2) dalam pasir dapat digunakan untuk membuat gelas dan kaca dengan cara memanaskannya bersama campuran Na2CO3 dan CaCO3 pada suhu 1.500°C. Proses tersebut menghasilkan campuran natrium silikat dan kalsium silikat. Campuran tersebut merupakan jenis gelas yang digunakan untuk membuat botol dan peralatan kaca.
b. Al2O3·2SiO2·2H2O
Senyawa Al2O3·2SiO2·2H2O merupakan campuran tanah liat yang dapat digunakan untuk membuat semen dengan cara memanaskannya bersama batuan yang mengandung batu kapur (CaCO3). Proses pemanasan tersebut berlangsung pada suhu 1.500°C dengan perbandingan tertentu menghasilkan semen (Ca(AlO2)2 + CaSiO3). 5. Produk rumah tangga yang mengandung klorin
antara lain pelarut berupa thinner, antiseptik berupa pembersih kamar mandi, dan plastik berupa pipa paralon. Klorin berbahaya jika terkontaminasi bersama makanan atau minuman, terhirup, atau kontak langsung dengan kulit atau mata. Jika termakan atau terminum, klorin dapat meningkatkan risiko kanker. Jika terhirup, klorin dapat meng- ganggu pernapasan sehingga menimbulkan batuk, nyeri dada, serta gangguan paru-paru. Jika langsung kontak dengan kulit dapat mengakibatkan hilangnya kelembapan kulit dan rambut sehingga terlihat keriput dan kering. Kontak langsung dengan mata dapat mengakibatkan mata terasa terbakar.
44 Kimia Unsur A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: d
Unsur mangan dapat ditemukan dalam mineral pirolusit (MnO2), spat mangan (MnO3), dan manganit (Mn2O3 ·H2O). Malasit (Cu2(OH)2CO3) merupakan mineral yang mengandung unsur Cu. Kalkosit (Cu2S) merupakan mineral yang mengandung unsur Cu. Smaltit (CoAs2) merupakan mineral yang mengandung unsur Co. Sphalerit (ZnS) merupakan mineral yang mengandung unsur Zn.
2. Jawaban: c
Sifat paramagnetik dimiliki oleh atom yang mempunyai elektron yang tidak berpasangan pada orbitalnya. Jadi, sifat paramagnetik ditentukan oleh jumlah elektron yang tidak berpasangan (elektron tunggal). Pada unsur transisi jumlah elektron tunggalnya dapat dilihat pada orbital d-nya. 3. Jawaban: c
Kromium [Ar] 4s1 3d5→ nomor atomnya: 18 + 1 + 5 = 24. Dilihat dari grafik untuk nomor atom 24, bilangan oksidasinya = +2, +3, dan +6.
4. Jawaban: c 27Co : [Ar] 4s2 3d7
Terdapatnya 3 elektron tidak berpasangan pada orbital 3d mengakibatkan unsur Co bersifat feromagnetik (dapat ditarik oleh medan magnet dengan sangat kuat). Sementara itu, unsur yang lain hanya memiliki sedikit elektron tidak berpasangan dibanding unsur Co. Oleh karena itu, sifat unsur yang lain bukan feromagnetik. 21Sc : [Ar] 4s2 3d1
Sc hanya memiliki satu elektron tidak berpasang- an pada orbital 3d sehingga bersifat paramagnetik (sedikit ditarik medan magnet).
22Ti : [Ar] 4s2 3d2
Ti hanya memiliki dua elektron tidak berpasangan pada orbital 3d sehingga bersifat paramagnetik. 29Cu : [Ar] 4s1 3d10
Cu hanya memiliki satu elektron tidak berpasang- an pada orbital 4s sehingga bersifat paramagnetik. 30Zn : [Ar] 4s2 3d10
Zn merupakan satu-satunya unsur transisi periode empat yang bersifat diamagnetik (menolak medan
magnet). Hal ini karena seluruh elektron pada orbital unsur Zn telah berpasangan.
5. Jawaban: c
Senyawa kompleks [Co(NH3)4Cl2] Cl
1) Kompleks bermuatan positif sehingga atom pusat bernama kobalt.
2) Ligan-ligannya adalah amin sebanyak 4 (tetra) dan kloro sebanyak 2 (di).
3) Biloks atom pusat dapat dihitung sebagai berikut.
Co + 4NH3 + 2Cl– + Cl– = 0 ⇒ Co + 4(0) + 2(–1) + (–1) = 0 ⇒ Co = +3
Jadi, nama senyawa kompleks tersebut adalah tetraamin dikloro kobalt(III) klorida. 6. Jawaban: c
Mineral yang mengandung besi adalah hematit, magnetit, kalkopirit, limonit, siderit, dan pirit. Vanadit mengandung unsur vanadium. Kalkopirit dan kalkosit mengandung unsur tembaga. Kalkopirit dan pirit mengandung unsur belerang.
7. Jawaban: d
Proses pengolahan krom dengan mereduksi Cr2O3 dengan aluminium dinamakan proses Goldschmidt. Proses Frasch digunakan untuk memperoleh belerang. Proses kontak digunakan untuk memperoleh asam sulfat. Proses Wohler digunakan untuk memperoleh fosfor. Proses Hall-Heroult digunakan untuk memperoleh logam aluminium.
8. Jawaban: e
Titanium(IV) klorida (TiCl4) direduksi dengan logam magnesium (Mg) pada suhu tinggi yang bebas oksigen menghasilkan persamaan reaksi: TiCl4(s) + 2Mg(s) → Ti(s) + 2MgCl2(s) 9. Jawaban: b
Nikrom (stainless steel) merupakan perpaduan dari 18% krom (Cr), 8% nikel (Ni), dan 74% besi (Fe). 10. Jawaban: a
Serbuk logam titanium berbahaya karena dapat menimbulkan kebakaran. Jika terpapar di udara bebas, titanium membentuk semacam awan. Jika terkena api, titanium akan mudah meledak.
B. Uraian
1. Jumlah scandium di alam sangat terbatas, hanya terdapat sedikit bersama dengan unsur-unsur lantanida. Kandungan scandium dalam mineral hanya berkisar 5 hingga 30 ppm dan sangat sulit dipisahkan dari mineralnya. Mineral scandium
h j
h j h j h
h
h
hj
hj hj hj hj hj
hj
h
hj
h
h
berupa thortveitite (Sc2Si2O). Produksi scandium sangat sedikit, hanya dalam satuan gram atau kilogram sehingga harganya sangat mahal. 2. Warna pada beberapa senyawa unsur transisi
periode empat disebabkan ion-ion unsur transisi periode empat mampu menimbulkan warna. Hal ini disebabkan tingkat energi elektron pada unsur- unsur tersebut hampir sama sehingga elektron- elektron dapat bergerak ke tingkat energi yang lebih tinggi dengan mengabsorpsi sinar tampak. Sc3+ dan Ti4+ tidak berwarna karena orbital d-nya kosong atau terisi penuh.
3. Proses pembentukan besi dari bijih besi: 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 . . . (1) Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 . . . (2) FeO + CO → Fe + CO2 . . . (3) Besi cair yang dihasilkan = 80 g = 8056 = 1,43 kmol FeO yang dibutuhkan = 11 × 1,43
= 1,43 kmol (reaksi 3) Fe3O4 yang dibutuhkan = 1 3 × 1,43 = 0,48 kmol (reaksi 2) Fe2O3 yang dibutuhkan = 3 2 × 0,48 = 0,72 kmol (reaksi 1) Berat Fe2O3 yang dibutuhkan
= 0,72 × ((2 × 56) + (3 × 16)) = 115,2 kg
Bijih besi yang dibutuhkan = 100
90 × 115,2 kg
= 128 kg
Jadi, bijih besi yang dibutuhkan sebesar 128 kg.
4. Proses pengolahan tembaga dimulai dari pemanggangan kalkopirit (CuFeS2) atau bijih tembaga lainnya yang kemudian dioksidasi lebih lanjut dalam oksigen. Reaksinya:
a. 4CuFeS2(s) + 9O2(g) → 2Cu2S(s) + 2Fe2O3(s) + 6SO2(g)
b. 2Cu2S(s) + 3O2(g) → 2Cu2O(s) + 2SO2(g) c. 2Cu2O(s) + Cu2Sg) → 6Cu(s) + SO2(g) Proses pemurnian tembaga dilakukan dengan cara elektrolisis secara flotasi. Proses elektrolisis tembaga sebagai berikut.
Proses elektrolisis dilakukan dengan jalan menempatkan tembaga yang akan dimurnikan di anode serta menggunakan larutan elektrode CuSO4.
Tembaga murni akan diperoleh di katode menurut reaksi:
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO 42–(aq) Katode : Cu2+(aq) +2e–→ Cu(s) Anode : Cu(s) → Cu2+(aq) +2e–
5. Senyawa mangan(IV) oksida (MnO2) digunakan sebagai komponen baterai sel kering sehingga disebut sel Lechlanche atau baterai seng-karbon. Selain itu, MnO2 juga digunakan sebagai pigmen anorganik dalam keramik dan pembuatan kaca.
Anode (+) Katode (–) Tembaga belum murni Tembaga murni CuSO4 A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Na(s) + H2O(A) → NaOH(aq) + H2(g) Pada reaksi tersebut:
1) Menghasilkan larutan NaOH dan gas H2. 2) Adanya nyala dan letupan disebabkan logam
Na bersifat reaktif.
3) Tidak menghasilkan endapan.
4) Perubahan warna air menjadi merah disebabkan tetesan fenolftalein yang berfungsi sebagai indikator basa karena air berubah menjadi NaOH setelah bereaksi dengan Na.
2. Jawaban: c
Bismut dihasilkan dari bijih bismutinit (Bi2S3) dan bismit (Bi2O3). Kedua jenis bijih tersebut banyak terdapat di Peru, Jepang, Bolivia, dan Kanada. 3. Jawaban: d
Nitrogen berwujud gas, sedangkan bismut, antimoni, arsenik, dan fosfor berwujud padat. 4. Jawaban: d
Kripton mempunyai konfigurasi elektron [Ar] 3d10 4s2 4p6
46 Kimia Unsur
Subkulit 4s 4p menunjukkan kripton memiliki empat kulit elektron. Warna gas unsur-unsur gas mulia yaitu He tidak berwarna, Ne merah, Ar merah muda (pada tekanan rendah) dan biru (pada tekanan tinggi), Kr putih kebiruan, Xe biru, dan Rn merupakan sinar radioaktif.
5. Jawaban: b
Sifat halogen sebagai berikut.
1) Daya oksidasi : F2 > Cl2 > Br2 > I2. 2) Daya reduksi : I– > Br– > Cl– > F–. 3) I– = reduktor terkuat.
4) F2 = oksidator paling kuat.
5) F2 dapat mengoksidasi Cl– menjadi Cl 2. 6. Jawaban: b
Unsur golongan IVA yang bersifat toksik yaitu karbon (C), germanium (Ge), dan timbal (Pb). Di antara unsur tersebut yang akan mengendap dalam mesin kendaraan bermotor sebagai sisa pembakaran yaitu timbal. Timbal ini berasal dari TEL (tetra ethyl lead) atau Pb(C2H5)4 yang ditambahkan pada bensin.
7. Jawaban: b
Pembuatan logam alkali secara elektrolisis: MCl(A) → M+(A) + Cl–(A)
Katoda : M+(A) + e–→ M(A) Anoda : 2Cl–(A) → Cl
2(g) + 2e–
Jadi, pernyataan yang tepat sebagai berikut. 1) Logam alkali dibuat dari elektrolisis lelehan
atau leburan garam kloridanya.
2) Terjadi reaksi reduksi pada ion logam alkali di katode.
3) Logam alkali padat terbentuk di katode. 8. Jawaban: a
Senyawa boraks mempunyai rumus kimia Na2B4O7·10H2O. Unsur golongan IIIA yang terkandung dalam senyawa boraks adalah B (boron).
9. Jawaban: b
Berdasarkan pengetahuan tentang sifat-sifat unsur halogen dapat diramalkan bahwa astatin bersifat sebagai berikut.
1) Berwujud padat (At2) seperti I2, sedangkan F2 dan Cl2 berwujud gas, dan Br2 berwujud cair. 2) Berbentuk molekul beratom dua.
3) At mempunyai keelektronegatifan terkecil dibanding unsur-unsur halogen lainnya. 4) At mempunyai jari-jari atom paling besar
dibanding unsur-unsur halogen lainnya. 5) At diperkirakan dapat membentuk ikatan ion
dengan logam seperti natrium (NaAt), tetapi dapat diekstraksi dari garam tersebut dengan lebih mudah.
10. Jawaban: c
Warna nyala biru menunjukkan adanya kandungan kation cesium. Warna nyala merah oranye menunjukkan adanya kandungan kation kalsium. Natrium memberikan warna kuning. Kalium memberi- kan warna lembayung. Barium memberikan warna hijau. Stronsium memberikan warna merah tua. 11. Jawaban: e
Sifat konduktor listrik unsur-unsur periode tiga dipengaruhi oleh sifatnya yang berupa logam atau nonlogam. Unsur Na, Mg, dan Al dapat menghantarkan arus listrik dalam bentuk padatan maupun lelehannya karena bersifat logam. Unsur P, S, Cl, dan Ar tidak dapat menghantarkan arus listrik karena bersifat nonlogam.
12. Jawaban: e
Proses di atas dikenal dengan sebutan proses Hall- Heroult, karena proses pengolahan logam alu- minium tersebut ditemukan oleh Hall–Heroult. Proses kamar timbal dan proses kontak adalah nama proses pembuatan asam sulfat. Haber- Bosch adalah nama proses pembuatan amonia. Proses tanur tinggi adalah proses pembuatan atau pengolahan logam besi.
13. Jawaban: a
Berdasarkan data terlihat bahwa potensial reduksi dari Na ke Al semakin besar. Hal ini berarti bahwa unsur tersebut dari Na ke Al semakin mudah direduksi (daya pengoksidasinya makin kuat). Hal ini berarti pula bahwa daya pereduksinya semakin lemah.
14. Jawaban: b
Unsur klor merupakan unsur periode tiga yang berwujud gas (klorin) dan bersifat sangat reaktif sehingga jarang terdapat dalam keadaan bebas di alam. Klor umumnya terdapat dalam bentuk senyawa ion (anion) dengan logam, misal natrium klorida (NaCl). Gas klorin berbentuk molekul diatomik (Cl2). Unsur periode tiga yang bersifat amfoter adalah aluminium (Al).
15. Jawaban: b
1) Cara Sisilia dilakukan untuk memperoleh belerang yang ada di permukaan tanah. 2) Cara Frasch dilakukan untuk memperoleh
belerang yang ada di dalam bumi.
3) Cara reduksi digunakan untuk memperoleh Si dan SiO2.
4) Proses Wohler dilakukan untuk membuat fosforus.
5) Proses Hall-Heroult dilakukan untuk memperoleh aluminium.
hj
hj
h
h
h
h
4s2 3d6
16. Jawaban: e
Energi ionisasi sebanding dengan keelektro- negatifan. Meskipun terdapat penyimpangan urutan harga energi ionisasi dan keelektronegatifan unsur paling kanan tidak ada, harga ionisasi terbesar dimiliki oleh unsur paling kanan dalam tabel periodik unsur. Unsur yang tidak memiliki harga keelektronegatifan berupa unsur argon karena argon merupakan gas mulia dan struktur elektronnya sudah stabil.
17. Jawaban: b
1) Unsur A dengan air bereaksi menghasilkan gas hidrogen. Jadi, kemungkinan unsur A adalah Na atau Mg.
2) Oksida unsur B dalam air mempunyai pH lebih kecil dari 7 atau bersifat asam sehingga kemungkinan unsur B adalah Si, P, S, atau Cl. 3) Unsur C dapat bereaksi dengan asam maupun basa sehingga kemungkinan unsur C adalah Al. Jadi, susunan unsur-unsur tersebut dalam sistem periodik unsur dari kiri ke kanan adalah A, C, dan B.
18. Jawaban: e
No. Mineral Kandungan Unsur
1) Ortoklase Silikon 2) Karnalit Magnesium 3) Kriolit Aluminium 4) Apatit Fosfor 5) Pirit Belerang 19. Jawaban: d
Magnesium sulfat banyak dipakai dalam bidang farmasi, misal sebagai obat pencuci perut yang dikenal dengan nama garam inggris (MgSO4 · 7H2O). KCl digunakan untuk pupuk. NaHSO4 digunakan sebagai pembersih kamar mandi untuk melarutkan endapan dari air sadah. Na2CO3 digunakan untuk membuat NaOH, kaca, sabun, pulp, dan kertas. CaSO4 · 2H2O (gips) digunakan untuk membuat cetakan gigi dan pembalut patah tulang.
20. Jawaban: b
Fosfor merah lebih dipilih digunakan untuk membuat korek api dibandingkan fosfor putih karena fosfor putih sangat beracun. Fosfor putih atau fosfor merah sangat mudah terbakar. Fosfor merah tidak reaktif, sedangkan fosfor putih sangat reaktif. Fosfor merah tidak bersinar dalam gelap, sedangkan fosfor putih bersinar dalam gelap. Fosfor merah stabil terhadap setiap suhu, sedangkan fosfor putih tidak stabil pada suhu tertentu.
21. Jawaban: a
1) CoCl3
Bilangan oksidasi Co + (3 × bilangan oksidasi Cl) = 0
Bilangan oksidasi Co + (3(–1)) = 0
Bilangan oksidasi Co = +3 → CoCl3 berwarna biru
2) K2Cr2O7
(2 × bilangan oksidasi K) + (2 × bilangan oksidasi Cr) + (7 × bilangan oksidasi O) = 0 (2(+1)) + (2 × bilangan oksidasi Cr) + (7(–2)) = 0
+2 + (2 × bilangan oksidasi Cr) – 14 = 0 2 × bilangan oksidasi Cr = +12
Bilangan oksidasi Cr = +6 → K2Cr2O7 berwarna jingga
3) K2MnO4
(2 × bilangan oksidasi K) + (bilangan oksidasi Mn) + (4 × bilangan oksidasi O) = 0
(2(+1)) + bilangan oksidasi Mn + (4(–2)) = 0 Bilangan oksidasi Mn = –2 + 8 = +6 → K2MnO4 berwarna hijau
4) Fe2(SO4)3
(2 × bilangan oksidasi Fe) + (3 × bilangan oksidasi (SO4)) = 0
(2 × bilangan oksidasi Fe) + (3(–2)) = 0 2 bilangan oksidasi Fe = +6
Bilangan oksidasi Fe = +3 → Fe2(SO4)3 ber- warna kuning
22. Jawaban: b
Konfigurasi elektron unsur Sc dan Fe sebagai berikut.
21Sc: [Ar] 4s2 3d1 =
Terdapat satu elektron Sc yang tidak berpasangan pada orbital d sehingga Sc bersifat paramagnetik (sedikit tertarik medan magnet).
26Fe: [Ar] 4s2 3d6 =
Terdapat empat elektron Fe yang tidak ber- pasangan pada orbital d mengakibatkan Fe bersifat feromagnetik. Semakin banyak elektron dari unsur transisi yang tidak berpasangan pada orbitalnya mengakibatkan unsur tersebut bersifat feromagnetik (sangat kuat tertarik medan magnet). 23. Jawaban: d
Na2CrO4 mengandung ion CrO42– yang memiliki konfigurasi 4s0 3d0 dan berwarna kuning. Sementara itu, MnO42– dan VO2+ memiliki konfigurasi 4s0 3d1, sedangkan Ti4+ memiliki konfigurasi 4s0 3d0 tetapi tidak berwarna. Zn2+ mempunyai konfigurasi 4s0 3d10 sehingga tidak berwarna.
hj
h
48 Kimia Unsur
24. Jawaban: e
Unsur transisi periode empat tersebut memiliki kulit valensi 3d dan 4s. Jumlah elektron valensinya 5 + 2 = 7. Jumlah elektron valensi tersebut menunjukkan tingkat oksidasi tertinggi.
25. Jawaban: a
Senyawa seng memiliki subkulit 3d yang terisi elektron penuh. Dengan demikian, ion-ionnya tidak berwarna. Elektron-elektron pada subkulit 3d tidak dapat menyerap energi cahaya. Elektron-elektron yang telah terisi penuh tidak dapat mengalami eksitasi sehingga tidak memancarkan energi sesuai dengan panjang gelombang cahayanya.
26. Jawaban: c
Penyebab unsur transisi dalam bijihnya berbentuk oksida atau sulfida adalah besarnya afinitas logam transisi terhadap oksigen dan belerang. Selain itu, kereaktifan oksigen dan belerang terhadap logam transisi sangat besar serta unsur-unsur transisi mudah teroksidasi.
27. Jawaban: d
Muatan ion kompleks = biloks atom pusat +
Σ muatan ligan. 1) [Cr(H2O)4(CN)2]–
(1 × biloks Cr) + (4 × biloks H2O) + (2 × biloks CN) = –1
Biloks Cr + (4 × 0) + (2 × (–1)) = –1 Biloks Cr = +1
2) [Cr(H2O)3(CN)3]+
(1 × biloks Cr) + (3 × biloks H2O) + (3 × biloks CN) = +1
Biloks Cr + (3 × 0) + (3 × (–1)) = +1 Biloks Cr = +4
3) [Cr(H2O)2(CN)4]+
(1 × biloks Cr) + (2 × biloks H2O) + (4 × biloks CN) = +1
Biloks Cr + (2 × 0) + (4 × (–1)) = +1 Biloks Cr = +5
4) [Cr(H2O)2(CN)4]–
(1 × biloks Cr) + (2 × biloks H2O) + (4 × biloks CN) = –1
Biloks Cr + (2 × 0) + (4 × (–1)) = –1 Biloks Cr = +3
5) [Cr(H2O)(CN)5]+
(1 × biloks Cr) + (1 × biloks H2O) + (5 × biloks CN) = +1
Biloks Cr + (1 × 0) + (5 × (–1)) = +1 Biloks Cr = +6
Jadi, ion kompleks yang mungkin adalah [Cr(H2O)2(CN)4]–.
28. Jawaban: c
Proses elektrolisis pada pembuatan tembaga dilakukan dengan menempatkan tembaga kokas di anode dan menggunakan CuSO4 sebagai larutan elektrolit sehingga diperoleh tembaga murni di katode. Jadi, proses elektrolisis tersebut bertujuan untuk menghasilkan tembaga yang lebih murni.
29. Jawaban: d
Persamaan reaksi aluminothermi untuk pembuatan logam mangan murni sebagai berikut.
Tahap 1: 3MnO2(s) → Mn3O4(g) + O2(g)
Tahap 2: 3Mn3O4(s) + 8Al(s) → 9Mn(s) + 4Al2O3(s) Mol Mn = r massa Mn A Mn = 5,5 55 = 0,1 mol
Pada tahap 2, mol Mn3O4 = 39 × mol Mn = 39 × 0,1 mol = 0,033 mol Pada tahap 1, mol MnO2 = 31 × mol Mn3O4
= 3
1 × 0,033 = 0,1 mol
Massa MnO2= mol MnO2 × Mr MnO2
= 0,1 mol × (55 + (2 × 16)) kg/mol = 0,1 mol × 87 kg/mol = 8,7 kg Jadi, massa mangan(IV) oksida yang dibutuhkan
