KELIMPAHAN UNSUR DAN SENYAWA DI ALAM

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Alam, termasuk di dalamnya kerak bumi, udara, dan benda-benda angkasa dan sebagainya tersusun atas berbagai unsur dan senyawa. Berbagai macam unsur dan senyawa yang terdapat di bumi dan atmosfer tersebut harus bisa dimanfaatkan dengan baik. Karena dalam pemanfaatan unsur dan senyawa tersebut dapat menimbulkan dampak negative terhadap kelangsungan hidup manusia dan alam sekitarnya.

Pemanfaatan unsur dan senyawa-senyawa tersebut dibutuhkan manusia untuk hidup, unsur dan senyawa-senyawa tersebut terdapat di bumi, baik yang berasal dari kerak bumi maupun yang berasal dari atmosfer. Sampai saat ini manusia belum dapat melihat struktur dan komposisi bumi yang sebenarnya.

Untuk itu kita harus mengenali dan mempelajari struktur dan komposisi yang membentuk bumi serta mengetahui bagaimana sifat-sifat masing-masing unsur dan senyawa tersebut, sehingga dalam mengolah dan memanfaatkannya dengan baik.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang ada, maka untuk jelasnya permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut:



Apa sajakah struktur atau komposisi pembangun bumi ? serta unsur dan senyawa apa

saja yang ada di dalamnya ?



Bagaimana cara pengolahan unsur dan senyawa yang ada di alam?



Sifat-sifat apa saja yang terdapat pada unsur dan senyawa yang ada di alam ?



Apa kegunaan dari unsur-unsur dan senyawa tersebut ?

1.3 Tujuan



Mengetahui struktur dan komposisi pembangun bumi dan mengetahui unsur serta

senyawa apa saja yang ada di dalamnya.



Mengetahui cara pengolahan unsur dan senyawa yang ada di alam.



Mengetahui sifat-sifat yang terdapat pada unsur dan senyawa yang ada dialam.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Struktur dan Komposisi Bumi

Bumi terbagi menjadi lima bagian. Bagian paling luar adalah atmosfer yang tersusun dari campuran berbagai gas. Bagian berikutnya ialah hidrosfer dengan komponen utamanya adalah air. Bagian berikutnya ialah terdapat lapisan litosfer, mantel dan inti bumi berikut perincian bagian-bagian struktur bumi.

A. Atmosfer

Lapisan yang berwujud gas, komposisi gas dari atmosfer semakin tipis bila semakin jauh dari permukaan bumi. Bagian atmosfer luar terdapat gas yang mempunyai massa rendah misalnya gas hydrogen dan helium, sedangkan gas dengan massa benda tinggi akan lebih terkonsentrasi pada lapisan dalam atau dekat dengan bumi karena adanya pengaruh gaya

gravitasi bumi gas tersebut ialah nitrogen (N2) sebagai komponen yang terbanyak, kemudian

oksigen (O2) dan gas lainnya. Nitrogen dan oksigen gas yang banyak dimanfaatkan dalam

industry terutama industry pupuk.

B. Hidrosfer

Lapisan zat cair (air) termasuk yang menutupi 70,8% permukaan bumi. Selain mengandung air hidrosfer juga melarutkan berbagai senyawa dan ion yang merupakan sumber bahan kimia untuk industry, misalnya ion natrium dan klorin sebagai larutan natrium klorida, bromide, iodide, ion magnesium, dan kalsium.

C. Litosfer

Lapisan yang biasa disebut lapisan kerak bumi. Litosfer teridiri dari berbagai senyawa yang dikenal sebagai mineral dan bijih. Mineral merupakan zat berupa padatan yang memiliki komposisi kimia dan struktur Kristal tertentu, sedangkan bijih merupakan deposit mineral yang dapat dimanfaatkan untuk memperoleh logam tertentu. Umumnya bijih logam terdapat dalam berbagai bentuk senyawa antara lain sebagai karbonat, halide, oksida, fosfat, silikat, sulfide, dan sulfat. Unsurnya antara lain ada emas, perak, bismuth, tembaga, palladium dan platina. Unsur terbesar penyusun kerak bumi ialah oksigen, kemudian ada silicon, alumunium, besi, kalsium, natrium, kalium, magnesium, hydrogen, fosforus.

D. Mantel bumi

Lapisan yang berfungsi untuk melindungi inti bumi.

E. Inti Bumi

2.2 Sifat-Sifat Kepriodikan Unsur

Sifat periodik unsur disusun dengan memperhatikan dengan beberapa sifat fisika dan kimia. Dengan adanya sistem periodik unsur sifat-sifat serta pola keteraturannya dapat diprediksikan berdasarkan letanya dala siste periode. Blok konfigurasi blok s, blok p, blok, d blok f.

a. Sifat Fisis

 Volume dan jari-jari atom

Lothar meyer penemu sifat keperiodikan volum atom. Tiga factor mempengaruhi volume atom yaitu jumlah kulit, gaya tarik inti terhadap kulit electron, dan gaya tolak antarelektron pada kulit terluar. Gaya tarik inti berbanding terbalik dengan volum sedangkan gaya tolak berbanding lurus. Volume atom berubah secara teratur dan berulang secara periodic.

 Jari-jari atom

Jarak dari inti sampai ke electron yang terdapat pada kulit yang paling luar. Ukuran dapat diprediksikan dari ukuran ion atau jarak ikatan. Jari-jari atom merupakan sifat periodic yang berubah secara teratur dan berulang secara periodic. Sepenjang periode dari kiri ke kanan jari-jari atom semakin kecil. Dalam golongan dari atas ke bawah jari-jari atom semakin besar. Jari-jari atom berpengaruh terhadap besarnya energy ionisasi, dan afinitas elekton pada atom.

 Energy ionisasi

Besarnya energy yang diperlukan atom dalam wujud gas untuk melepaskan electron yang terikat paling lemah. Besar energy ionisasi dipengaruhi oleh jari-jari atom, muatan inti, dan efek pelindung kulit electron, serta kedudukan electron dalam orbital. Jari-jari atom berbanding terbalik dengan energy ionisasi.

 Afinitas electron

Energy yang dilepaskan atom dalam wujud gas menerima/menarik electron membentuk ion negative. Afinitas elekton dipengaruhi oleh ukuran dan muatan inti. Beberapa atom tidak diketahui afinitas elektronnya karena beberapa atom memiliki kecenderungan membentuk ion positif jadi afinitas electron ditentukan secara tidak langsung.

Volume atom = massamolar (g.mol-1 ₎

 Keelektronegatifan

Kecenderungan suatu atom untuk menarik pasangan electron yang digunakan bersama dalam pembentukan dengan atom lain. Semakin kuat atom mengikat electron maka semakin besar harga keelektronegatifannya.

 Sifat magnetic

Berkaitan dengan konfigurasi elektronnya. Electron didalam orbital suatu atom ada yang berpasangan dan tidak yang mengakibatkan interaksi dengan medan magnet. Atom yang mempunyai electron berpasangan cenderung ditolak oleh medan magnet disebut atom diamagnetic, sedangkan yang tidak berpasangan akan cenderung ditarik medan magnet bersifat paramagnetic.

 Titik didih dan titik lebur

Titik didih, titik leleh dan lebur dipengaruhi oleh kekuatan relative ikatan atar atom atau gaya ikatan antar molekul disebut gaya van der waals. Ukuran molekul berbanding lurus dengan gaya van der waals dan berbanding lurus dengan titik didih, titik leleh dan titik lebur. Keperiodikan titik didih, titik leleh, dan titik lebur mempunyai pola teratur. Dalam suatu periode dari golongan I A sampai golongan IV A cenderung naik dan turun secara tajam pada golongan V A, kemudian turun secara teratur sampai golongan VIII A.

b. Sifat kimia

a. Kereaktifan

Kereaktifan unsur dalam system periodic unsur dipengaruhi oleh nilai energy ionisasi, afinitas electron dan nomor atomnya. Energy ionisasi kecil maka akan semakin reaktan, afinitas electron berbanding lurus dengan kereaktifan sedangkan untuk nomor atom hanya berlaku pada unsur blok s yang nilainya berbanding lurus dengan kereaktifan.

b. Kelarutan

c. Sifat asam dan basa

Sifat asam dan basa dapat diprediksi dari kekuatan ikatan antara protoh (H+_{) dengan}

gugus atom pusat yang mengikatnya. Semakin kuat ikatan terhadap proton, semakin lemah sifat suatu asam.

d. Mempolarisasi dan terpolarisasi

Ketika kation berdekatan dengan anion kation cenderung untuk menarik awan (orbital) electron anion yang ada di dekatnya yang mengakibatkan adanya pergeseran awan electron diantara inti atom sehingga terjadi proses polarisasi electron. Daya mempolarisasi kation ditentukan oleh perbandingan muatan kation terhadap jari-jari kation. Daya polarisasi akan kuat bila muatan ionnya besar, tetapi jari-jari kationnya kecil.

2.3 Unsur-Unsur Penting yang Ada di Alam

Kandungan unsur dan mineral di sajikan dalam table berikut.

Unsur Mineral Rumus Kimia

Sc Thortveitite Sc2Si2O

Ti Rutil, Ilmenit TiO2, FeTiO3

V Vanadit Pb3(VO4)2

Ni Pentlandite, Garnerit (FeNi)S, H2(NiMg)SiO4.2H2O

Cu Kalkopirit, Malasit, Kalkosit CuFeS2, Cu2(OH)2CO3, Cu2S

Zn Seng blende/Sphalerite, Calamine ZnS, ZnCO3

K Karmalit KCl.MgCl2.6H2O

Na Sendawa chili, Kriolit NaNO3, Na3AlF6

Si Kuarsa SiO2

Al Bauksit, Kriolit Al2O3.nH2O, Na3AlF6

Mg Magnesit, Kiserit, Episomit MgCO3, MgSO4.H2O,

MgSO4.7H2O

Ca Dolomit CaCO3.MgCO3

Sr Stronsianit, selestit SrCO3, SrSO4

Ba Barit, Witerit BaSO4, BaCO3

Se Kruksit, Klausthalit ,

-Pb Galena, Kerusit PbS, PbCO3

2.4 Sifat-Sifat Unsur yang Ada di Alam

 Pada umumnya, sifat-sifat unsur period eke 3 dari kiri ke kanan dalam table periodic

Sifat Fisik dan

Daya hantar listrik Baik Kurang baik Tidak baik

Jenis ikatan Ion Kovalen Kovalen

Titik didih Tinggi Lebih tinggi/lebih

rendah

Paling rendah

Potensial reduksi Kecil Lebih besar Paling besar

keelektronegatifan Kecil Lebih besar Paling besar

Reaksi dengan asam Bereaksi hebat Tidak bereaksi Tidak bereaksi

Jari-jari atom Besar Lebih kecil Paling kecil

Energy ionisasi Kecil Lebih besar Paling besar

kerapatan Paling rapat Kurang rapat Kurang rapat

 Sifat-sifat unsur transisi periode ke 4 sebagai berikut.

- Mempunyai konfigurasi terluar ns2 ( kecuali VIB dan IB dengan konfigurasi ns1).

- Penghantar listrik dan panas yang baik.

- Umumnya bersifat paramagnetic ( sedikit ditarik magnet ).

- Titik leleh/titik didih relative tinggi.

- Bersifat logam.

Adapun sifat unsur-unsur dalam satu golongan dijelaskan sebagai berikut. a. Sifat-sifat golongan alkali

 Jari-jari atom besar.

 Penghantar panas dan listrik yang baik.

 Energy ionisasi, afinitas electron, dan keelektronegatifan rendah.

 Spectra emisi dengan warna nyala yang khas.

 Reduktor hebat.

 Bereaksi hebat dengan air, hydrogen, oksigen, dan halogen.

b. Sifat-sifat golongan alkali tanah

 Jari-jari atom lebih kecil daripada logam alkali seperiode.

 Garam logam alkali tanah menghasilkan nyala warna-warna tertentu.

 Energy ionisasi, afinitas electron, dan keelektronegatifan lebih besar daripada logam

alkali seperiode.

 Logam alkali tanah kurang reaktif disbanding logam alkali seperiode.

 Reduktor yang baik.

c. Sifat-sifat halogen

 Dalam bentuk struktur, halogen (X) terdapat sebagai molekul diatomic (X2).

 Pada suhu kamar, flourin dan klorin berupa gas, bromin berupa cairan mudah

menguap, iodin berupa padatan mudah menyublim.

 Fluorin berwarna kuning muda, klorin berwarna hijau muda, bromin berwarna merah

tua, iodin berwarna hitam, sedang uap ioding berwarna ungu.

 Bau hydrogen merangsang dan menusuk hidung.

 Kelarutannya dalam air berkurang dari flourin ke iodin.

 Jari-jari atom dari atas ke bawah semakin besar.

 Afinitas electron, kereaaktifan, dan daya ionisasi dari atas ke bawah semakin kecil.

d. Sifat-sifat gas mulia

 Berbentuk gas pada suhu kamar.

 Mendidih hanya beberapa derajat diatas titik didih cairnya.

 Jari-jari atom, titik leleh, serta titik didih gas mulia bertambah seiring bertambahnya

nomor atom.

 Kereaktifan bertambah seiring bertambahnya jari-jari atom (dari atas ke bawah).

 Daya tarik inti terhadap electron kulit terluar berkurang seiring pertambahan jari-jari

atom.

e. Sifat-sifat radioaktif

 Memancarkan sinar yang dapat merusak plat foto yang ditutup dengan kertas film.

 Dapat menghitamkan pelat film.

 Dapat menembus lempeng logam tipis.

 Dapat mengalami peluruhan.

2.5 Cara Pengolahan Unsur yang Ada di Alam

Proses pengolahan unsur-unsur atau senyawa di sajikan dalam table berikut.

Unsur atau senyawa Proses pengolahan

2.6 Kegunaan Unsur-Unsur yang Ada di Alam

Adapun kegunaan unsur-unsur dijelaskan sebagai berikut. a. Kegunaan alkali

1) Logam Na digunakan sebagai pereduksi, bahan pembuatan TEL ( Tetra Ethyl Lead ),

cairan pendingin pada reactor atom, juga digunakan sebagar garam dapur (NaCl), bahan baku pembuatan klorin, industry sabun, detergen, plastic, dan kertas (NaOH), kaca dan

2) Litium sebagai paduan logam (alloy) dengan alumunium dan magnesium, serta anode

untuk obat mag, MgSO4.7H2O obat pencahar.

3) Kalsium dan senyawanya sebagai electrode dalam aki dan reduktor atau pengikat

pengotor dalam pengolahan logam. Contoh : CaSO4.2H2O (gips) untuk membalut patah

tulang, Ca(OH)2 untuk flokulat pada pengolahan limbah.

4) Senyawa sintrosium digunakan untuk membuat kembang api. Contoh : SrSO4 memberi

warna merah pada kembang api. c. Kegunaan unsur transisi

1) Scandium untuk lampu dengan intensitas tinggi.

2) Titanium digunakan pada industry pesawat terbang dan industry kimia.

3) Vanadium untuk membuat per mobil dan sebagai katalis pembuatan belerang.

4) Kromium sebagai plating logam-logam lainnya.

5) Mangan digunakan pada produksi baja dan sebgai logam campuran mangan-besi.

6) Besi untuk pembuatan baja, perangkat elektronik, memori computer, dan pita rekaman.

7) Kobalt untuk membuat aliansi (paduan logam).

8) Nikel untuk melapisi logam agar tahan karat dan paduan logam.

9) Tembaga untuk alat-alat elektronik.

10) Seng sebagai logam pelapis anti karat, paduan logam, pembuatan bahan cat putih, dan

antioksidan dalam pembuatan ban mobil.

d. Kegunaan halogen

1) Fluorin sebagai pendingin (gas Freon), pengawet kayu (NaF), dan mengukir kaca (asam

flourida).

2) Klorin sebagai insektisida (DDT), industry plastic (PVC), zat pengelantang (NaClO) dan

Ca(OCl)2), desinfektan dan pelarut (CHCl3).

3) Bromin sebagai penenang saraf (NaBr), pemadam kebakaran (CH3Br), dan zat peka

4) Iodin untuk menghindari penyakit gondok, obat luka (iodium tinctur), desinfektan, dan

mengetes kadar amilum dalam industry tapioca.

e. Kegunaan unsur golongan VA

1) Nitrogen untuk membuat pupuk, runag inert untuk penyimpanan zat-zat yang eksplosif,

mengisi ruang kosong dalam thermometer, dan bahan pembeku dalam industry pengolahan makanan.

2) Fosfor untuk pembuatan korek api, pelapis logam, dan pelengkap makanan serta soda

kue.

3) Arsenic digunakan dalam insektisida dan peralatan elektronik.

4) Antimony sebagai bahan ally ( logam campur ) untuk pelat aki, roda gigi, dan solder.

5) Bismuth untuk membuat alloy pengecor.

f. Kegunaan unsur golongan VI A

1) Oksigen untuk pernapasan, pembakaran dan oksidator.

2) Beleranag untuk membuat asam sulfat, vulkanisasi karet, obat penyakit kulit, dan

membasmi penyakit tanaman.

3) Selenium dan tellurium untuk alloy dan aditif untuk mengontrol warna kaca.

4) Polonium jarang digunakan.

g. Kegunaan gas mulia

1) Gas helium atau neon sebagai pendingin pada reactor nuklir, pengisi balon udara,

campuran dengan oksigen pada tabung penyelam dan pernafasan bagi penderita asma.

2) Gas xenon untuk pembiusan.

3) Gas radon untuk terapi radiasi kanker.

4) Gas krypton untuk lampu reklame.

5) Gas argon untuk pengisi bohlam lampu pijar.

h. Kegunaan unsur-unsur periode ketiga

1) Alumunium sebagai pelapis alat dapur, komponen pesawat terbang, alumunium foil,

serta kaleng minuman karena sifatnya tahan karat.

2) Silicon digunakan untuk alat-alat elektronik, serta bahan membuat transistor, chip

computer, membuat gelas kaca dan sel surya.

i. Kegunaan unsur radioaktif

mikroorganisme yang mengakibatkan pembusukan pada sayur dan buah-buahan.

 Industry otomotif, mempelajari pengaru oli dan aditif pada mesin selama mesin

bekerja.

 Industry kertas, mengukur ketebalan kertas.

 Industry metalurgi, mendeteksi rongga udara pada besi cor, atau keretakan pada

pesawat terbang.

 Mengubah sifat gen dengan cara memberikan sinar radiasi pada gen-gen tertentu.

 Menentukan kecepatan pembentukan senyawa pada proses fotosintesis menggunakan

isotope C-14.

 Meneliti gerakan air dalam tanaman batang.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

1. Kebutuhan manusia untuk hidup diperoleh dari senyawa-senyawa yang terdapat di bumi, baik berasal dari kerak bumi maupun atmosfer.

2. Komposisi gas dari atmosfer semakin tipis bila semakin jauh dari permukaan bumi komponen bumi terbanyak adalah gas nitrogen sebanyk 78% dan oksigen 21%.

3. Sifat-sifat keperiodikan unsur dapat diprediksi berdasarkan letaknya dalam system periodic unsur. Sifat-sifat tersebut meliputi sifat fisis dan kimia.

5. Sifat kimia antara lain kerekatifan, kelarutan, sifat asam dan basa, serta daya mempolarisasi dan terpolarisasi.

6. Cara pengolahan unsur dan senyawa di alam diantaranya ialah : hall-harout, down, tanup tiup, frash, wohler, kontak, bilik timbal, kalsinasi, reduksi, ekstraksi dan lain-lain.

7. Berbagai macam kegunaan unsur-unsur dan senyawa yang ada di alam bermanfaat untuk membatu dalam berbagai bidang diantaranya bidang industry, kedokteran, kimia, biologi dan lain-lain.

3.2 Saran

Begitu melimpahnya unsur-unsur dan senyawa yang ada di alam dan mempunyai kegunaan atau fungsi yang sangat penting bagi kehidupan kita di dunia, maka sebagai manusia kita hendaknya dapat mengolah atau memanfaatkannya dengan sebaik-sebaiknya. Khususnya dengan cara menjaga alam kita, melalui tidak mencemari alam dan merusak keseimbangan alam.

DAFTAR PUSTAKA

Braddy, James E. 1990. General Chemistry (Principles & Struktures). New York: John Wiley & Sons.

Chang, Raymond. 2005. Chemistry Edition 8. New York : Mc Grow-Hill.

Depdiknas. 2006. Pedoman Pengembangan Silabus dan System Pengujian. Jakarta :direktorat pendidikan menengah umum.

Keenan, Charles w, et al –pudjaatmaka. 1999. Ilmu kimia universitas (terjemahan). Jakarta : Erlangga.