Unsur-unsur Alkali Tanah

(1)

UNSUR-UNSUR ALKALI TANAH

I.

I. TUJUAN

TUJUAN



Mempelajari sifat unsur alkali tanah

II.

II. TEORI

TEORI

Unsur-unsur blok s dalam system periodic adalah unsur-unsur yang

paling reaktif. Semua unsur alkali sangat reaktif. Unsur-unsur alkali tanah

kurang reaktif bila dibandingkan dengan unsur alkali. Keraktifan

unsur-unsur alkali menunjukkan kecenderungan perubahan yang jelas.

(Tim kimia Anorganik I, 2014 : 2)

Golongan alkali tanah terdiri atas berilium (Be), magnesium (Mg),

kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba) dan radium (Ra). Anggota

pertama, berilium (Be) bersifat mendekati semi-logam dan anggota terakhir

radium (Ra) bersifat radioaktif sehingga sifat-sifat kimianya tidak banyak

diketahui secara mendalam.

Logam alkali tanah berwarna putih keperakan dan mempunyai densitas

(rapatan) relatif rendah yang semakin besar dengan naiknya nomor atom

kecuali kalsium (Ca) (Tabel 2). Ikatan metalik logam-logam alkali tanah

lebih kuat daripada ikatan metalik logam alkali sebagaimana ditunjukkan

oleh data entalpi, atomisasi, data titik leleh dan kekerasan yang lebih besar

pula. Walaupun densitas naik dengan naiknya nomor atom seperti halnya

golongan alkali, titik leleh dan entalpi atomisasi berubah hanya sedikit saja

berbeda dari golongan alkali. Logam alkali tanah kurang reaktif, artinya

kurang elektropositif daripada logam alkali, namun lebih reaktif daripada

(2)

keelektronegatifan. Potensial elektrode juga meningkat dari kalsium (Ca) ke

barium (Ba), akan tetapi berilium (Be) menunjukkan penyimpangan karena

potensial elektodenya relatif kecil. Hal itu disebabkan energi ionisasi

berilium (Be) (tingkat pertama + tingkat kedua) relatif besar. Titik cair dan

titik didih cenderung menurun dari atas ke bawah. Sifat-sifat fisis, seperti

titik cair, rapatan dan kekerasan logam alkali tanah lebih besar jika

dibandingkan dengan logam alkali seperiode. Hal itu disebabkan logam

alkali tanah mempunyai dua elektron valensi sehingga ikatan logamnya lebih

kuat.

(Allensius Karelsta Harefa, 2010)

Pengertian “kelarutan” digunakan dalam beberapa paham. Kelarutan

menyatakan pengertian secara kualitatif dari proses larutan. Kelarutan juga

digunakan secara kuantitatif untuk menyatakan komposisi dari larutan. Suatu

larutan dinyatakan merupakan

larutan tidak jenuh

jika solut dapat

ditambahkan untuk memperoleh berbagai larutan yang berbeda dalam

konsentrasinya. Dalam banyak hal, ternyata proses penambahan solut tidak

dapat berlangsung secara tidak terbatas. Suatu keadaan akan dicapai dimana

penambahan solut pada sejumlah solven yang tertentu tidak akan

menghasilkan larutan lain yang mempunyai konsentrasi lebih tinggi. Pada

keadaan ini, solute tetap tidak larut. Hingga demikian ada batas jumlah

tertentu dari solut yang dapat terlarut dalam jumlah solven yang tertentu.

Larutan yang dalam keadaan terbatas ini disebut

larutan jenuh

dan

konsentrasi dari larutan jenuh disebut kelarutan dari sejumlah solut dalam

jumlah solven tertentu yang digunakan.

(Hardjono Sastrohamidjojo,2008: 238)

Semua senyawa dari kalsium (Ca), stronsium (Sr) dan barium (Ba),

yaitu logam alkali tanah yang bagian bawah berbentuk senyawa ion,

sedangkan senyawa-senyawa berilium (Be) dan senyawa-senyawa

(3)

dengan logam alkali, tetapi logam alkali tanah kurang reaktif dari logam

alkali seperiode. Jadi berilium (Be) kurang reaktif dibandingkan terhadap

litium (Li), magnesium (Mg) kurang reaktif dibandingkan terhadap natrium

(Na) dan seterusnya. Hal itu disebabkan jari-jari atom logam alkali tanah

lebih kecil, sehingga energi pengionan lebih besar. Lagi pula logam alkali

tanah mempunyai dua elektron valensi, sedangkan logam alkali hanya satu.

Kereaktifan kalsium (Ca), sronsium (Sr) dan barium (Ba) tidak terlalu

berbeda dari logam alkali, tetapi berilium (Be) dan magnesium (Mg) jauh

kurang aktif. Beberapa reaksi logam alkali tanah berikut menggambarkan

kecendrungan sifat unsur-unsur itu.

1. Reaksi dengan air (H2O)

Kalsium (Ca), stronsium (Sr) dan barium (Ba) bereaksi baik dengan air

(H2O) membentuk basa dan gas hidrogen (H2). Magnesium (Mg)

bereaksi sangat lambat dengan air (H2O) dingin dan sedikit lebih baik

dengan air (H

2

_{O) panas, sedangkan berilium (Be) tidak bereaksi.}

M

(s)

+ 2H2O

(l)

M(OH)2

(aq)

+ H2

(g)

(M = Mg, Ca, Sr, Ba, dan Ra)

2. Reaksi dengan udara

Semua logam alkali tanah terkorosi terus menerus di udara membentuk

oksida, hidroksida atau karbonat, kecuali berilium (Be) dan magnesium

(Mg). Berilium (Be) dan magnesium (Mg) juga bereaksi dengan oksigen

di udara, tetapi lapisan oksida yang terbentuk melekat pada permukaan

logam sehingga menghambat korosi berlanjut. Apabila dipanaskan kuat,

semua logam alkali tanah, termasuk berilium (Be) dan magnesium (Mg),

(4)

III.

III. PROSEDUR KERJA

PROSEDUR KERJA

3.1 Alat dan Bahan

Alat



Tabung reaksi



Rak tabung reaksi



Penjepit tabung



Pipa penyalur gas



Corong



Kaca arloji



Spatula



Gelas ukur



Gelas kimia 400mL

Bahan



Larutan indicator



Logam kalsium



Kalsium oksida



Magnesium karbonat



Barium karbonat



Kertas indicator



Pipa magnesium



Magnesium oksida



Barium hidroksida



Kalsium karbonat

3.2 Skema kerja

3.2.1 Reaksi dengan Air

Dimasukkan dalam gelas kimia

Diamati reaksi dan hasil reaksi

Sekeping logam kalsium

(5)

Dimasukkan dalam gelas kimia

Dipanaskan 30 menit

Diperiksa hasilnya

3.2.2 Sifat Asam-Basa

Dimasukkan dalam tabung reaksi

Ditambahkan 10mL

Dikocok dan ditambahkan 2 tetes

Diperiksa pH masing-masing

larutan

Sekeping logam magnesium

HASIL

0,01 gr magnesium oksida

Kalsium hidroksida

Air

Larutan indikator

(6)

3.2.3 Hidrolisis Kolrida

Dimasukkan dalam tabung reaksi

Dipanaskan dalam kamar asam

Diperiksa asam klorida yang

terbentuk

3.2.4 Kestabilan Thermal Karbonat

Dimasukkan dalam 3 tabung

reaksi

Disusun sesuai gambar 2

Dipanaskan beberapa menit

Dicatat kecepatan timbul gas

Klorida hidrat dari magnesium,

kalsium, dan barium

HASIL

Garam karbonat dari

magnesium kalsium dan

barium

(7)

3.2.5 Kelarutan beberapa Senyawa Unsur Alkali Tanah

Dimasukkan

masing-masing

dalam

tabung

reaksi

2mL

larutan 0,1M

Ditambahkan

Dicatat endapan yang terbentuk

Diulangi percobaan untuk ion

sulfat dan ion karbonat

Ion logam Mg

2+

, Ca

2+

, Ba

2+

Ion hidroksida 0,1M

(8)

IV.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data pengamatan dan perhitungan

No

Perlakuan

Hasil

1 Reaksi dengan A ir



Pita magnesium dimasukkan

dalam air dingin



Pita magnesium dimasukkan

dalam air panas

Terdapat gelembung-gelembung

disekitar pita magnesium

Terdapat gelembung-gelembung

disekitar corong

2 Sif at Asam Sul fat



MgO + H2O + indicator PP



Ca(OH)2 + H2O + indicator

PP

Terdapat

endapan,

warnanya

ungu, ketika diuji dengan lakmus

merah berubah menjadi biru

(bersifat basa), pHnya 8-9

Terdapat endapan , warnanya

ungu muda, ketika diuji dengan

lakmus merah menjadi biru

(bersifat basa), pHnya 12

3 H idrolis is Klori da

Barium Klorida dipanaskan

Terdapat uap, pHnya 7. bersifat

asam

4 Kestabil an termal K arbonat

Ba(NO3)2,

MgO,

CaSO4

dipanaskan

Percobaan ini gagal karena tidak

sesuai dengan penuntun

5 Kelarutan beberapa senyawa

unsur alkali tanah



2mL larutan Ba(NO3)2

+

KOH

Pertama warna campuran keruh,

terdapat dua lapisan, lapisan atas

putih

pekat,

lapisan

bawah

terdapat serbuk-serbuk endapan,

(9)



2mL larutan CaSO4

+ KOH



MgO + KOH



Ba(NO3)2

+PbSO4



CaSO4

+ PbSO4



_{MgO + PbSO}

4

lama-kelamaan serbuk endapan

turun kedasar tabung

Warna campuran keruh, terdpat 2

lapisan sama seperti Ba(NO3)2.

Tetapi endapan Ba lebih banyak

dari Ca

Campuran bening, tidak terdapat

endapan

Warna campuran bening, tidak

ada lapisan, tidak ada endapan

Warna campuran bening, tidak

ada lapisan dan tidak terdapat

endapan

Terdapat endapan yang berada

diatas permukaan larutan dalam

tabung,

membutuhkan

waktu

yang lama untuk endapan turun

ke dasar tabung reaksi

(10)

4.2 Pembahasan

1.

1. Reaksi dengan air

Reaksi dengan air

Pada reaksi antara magnesium dengan air dingin, hasil pengamatan ini

terdapat gelembung-gelembung pada sekitar magnesium. Namun

reaksi ini berjalan lamabat, mungkin dikarenakan Mg bereaksi sangat

lambat pada suhu dingin. dalam peerlakuan ini reaksi yang terbentuk,

yaitu :

Mg (s) + H

22

O

O (l)

(l)

MgO

MgO (s)

(s) +

+ H

H

22

(g)

Dan percobaan unutk magnesium yang dimasukkan dalam air panas

menghasilkan gelembung-gelembung disekitar corong. Reaksi ini

berlangsung sangat cepat, Gelembung-gelembung gas yang terbentuk

merupakan gas hydrogen dan membentuk larutan basa.

Mg (s) + 2 H

22

O

O (l)

(l)

Mg(OH)

22

(s) + H

22

(g)

Logam magnesium merupakan unsur electron posiitif dan reduktor

kuat serta kurang reaktif, Mg(OH)

2

_{yang dihasilkan pada reaksi dapat}

dipakai sebagai antisida (obat maagh) untuk menetralkan HCl yang

berlebihan dalam lambung. dari pengamatan ini Mg dengan

menggunakan air panas reaksi terjadi lebih cepat daripada dengan air

dingin. Yaitu, ditunjukkan dengan adanya gelem-gelembung yang

muncul dengan capat. dari pada Mg dalam air dingin. Hal ini

menunjukkan bahwa, suhu dapat mempercepat terjadinta reaksi.

2.

2. Sifat Asam Basa

Sifat Asam Basa

Pada perlakuan kedua reaksi Mg dengan air menghasilkan larutan

berwarna bening, dan terdapat endapan. setelah ditambah indicator PP

larutan menjadi warna ungu. setelah itu, mengukur pH nya dengan

kertas indicator dan pH yang dihasilkan adalah kisaran 8-9. hasil ini

menunjukkan bahwa larutan bersifat basa. dan reaksi yang terbentuk

yaitu;

MgO (s) + H

(11)

MgO ini bersifat sebagai alkalis (pembentuk basa). Mg(OH)2

digolongkan sebagai basa lemah dan MgO dalam air bersifat basa

sehingga disebut oksida asam.

Jika MgO diganti dengan Mg(OH)2

maka hasilnya akan sama yaitu

Mg(OH)2

larut dalam air, karena hidroksida larut dalam air dan

kelarutannya makin besar dengan bertambahnya nomor atom. Reaksi

MgO dengan air menghasilkan endaan putih yaitu Mg(OH)2

, hal ini

dikarenakan larutan tersebut lewat jenuh atau Ksp larut < hasil kali

konsentrasi ion-ionnya sehingga larut dalam air.

pada reaksi antara Ca(OH)2 dengan air menghasilkan larutan yang

keruh dan terdapat endapan, kemudian ditambahkan dengan indicator

PP warnanya menjadi ungu muda. setelah diuji dengan kertas indicator

ternyata pH-nya 12. hasil ini menunjukkan laruatan bersifat basa.

Reaksi yang terjadi yaitu :

Ca(OH)

22

_Ca

2+2+

₊

_{+ 2}

_{2 OH}

_OH

--

Ca

2+2+

(aq) + 2 H

22

O(aq)

Ca(OH)

22

(s)

+

+ H

H

22

(g)

Dengan bertambahnya nomor atom dan makin besarnya jari-jari

sehingga makin mudah melepas ion OH-. Urutan kebasaan alkali tanah

Mg(OH)2 <Ca(OH)2. Jika dilihat dari sifat basa antara magnesium dan

kalsium. Kalsium memilki sifat basa yang paling kuat.

3.

3. Hidrolisis Klorida

Hidrolisis Klorida

Kekuatan hidrolisis klorida alkali tanah, dapat diperkirakan dengan

cara memanaskan klorida hidrat dan memeriksa gas hidrogen klorida

(HCl) yang dihasilkan.

(12)

Pada percobaan ini praktikan hanya melakukan percobaan dengan

BaCl2, namun berdasarkan literature yang praktikan dapat reaksi yang

terjadi antara ketiganya yaitu;

CaCl

22

(s) + 2 H

22

O

Ca(OH)

22

+

+ 2

2 HCl

HCl

BaCl

22

(s) + 2 H

22

O

Ba(OH)

22

+

+ 2

2 HCl

HCl

Dari hasil percobaan ketika MgCl2 dipanaskan larutan menjadi padat

yang berwarna putih dan cepat meleleh. Saat asam mulai terbentuk

barulah diuji pH-nya dengan memasukkan kertas indikator pada

tabung reaksi. Dari hasil percobaan didapat pH yang dihasilkan dari

pembakaran MgCl sebesar 1. Hal ini menunjukkan larutan bersifat

asam.

Begitu juga yang dilakukan pada pembakaran CaCl2 dan BaCl2

menghasilkan gas HCl dari percobaan diperoleh pH pada pembakaran

CaCl2 yaitu 2 dan pada pembakaran BaCl2 pHnya 2.

Dalam percobaan ini Mg mempunyai kekuatan hidrolisis klorida alkali

tanah yang lebih besar dibandingkan dengan Ca dan Ba. Ini dapat

dilihat pada pH gas HCl yang dihasilkan oleh klorida hidrat dari

magnesium (MgCl2.6H2O) yang paling asam (pH = 1) daripada

lainnya.

4.

4. Kestabilan Thermal Karbonat

Kestabilan Thermal Karbonat

Pada percobaan ini praktiktikan melakukan kesalahan, kareana

perlakuan yang dilakukan tidak sesuai dengan penuntun. Namun,

berdasakan literature yang praktikan dapat. adalah kestabilan termal

karbonat ini dilakukan dengan memanaskan kalsium karbonat dan

Barium karbonat dimana barium karbonat lebih cepat menghasilkan

gelembung gas CO2 dibanding kalsium karbonat. Akibat terjadinya

gelembung gas CO2 akan mengakibatkan air kapur menjadi keruh.

Kekeruhan tersebut terjadi karena adanya CO2 yang dialirkan pada air

kapur.

(13)

Reaksi yang terjadi yaitu:

CaCO

33

(s)

CaO

(s) + CO

22

(g)

BaCO

33

(s)

BaO (s)

BaO

(s) +

+ CO

CO

22

(g)

Urutan kecepatan timbul gelembung gas (tingkat kekeruhan air kapur):

CaCO3< BaCO3.

5.

5. Kelarutan beberapa senyawa unsur alkali tanah

Kelarutan beberapa senyawa unsur alkali tanah

Reaksi logam alkali tanah dengan ion hidrosida

Pada reaksi logam Mg

2+

dengan ion hidroksida menghasilkan larutan

yang bening dan tidak terbentuk endapan, percobaan ini gagal karene

menurut literature seharusnya larutan yang dihasilkan keruh dan

terdapat endapan. Adapun reaksi yang terjadi yaitu;

Mg

2+2+

(aq)

(aq) +

+ 2OH

2OH

(aq)

--

Mg(OH)

22

(s)

Ksp

Ksp =

= 9,10

9,10

-12-12

Pada reaksi Ca

2+

, menggunakan CaSO

4

menghasilkan campuran uang

keruh, terdapat 2 lapisan, lapisan atas putih pekat dan lapisan bawah

terdapat serbuk endapan. Reaksi yang terbentuk yaitu :

Ca

2+2+

(aq)

(aq) +

+ 2OH

(aq)

2OH

--

Ca(OH)

22

Ksp = 10

-6-6

pada reaksi Ba

2+

menggunakan Ba(NO

3

)

2

menghasilkan campuran

keruh, terdapat 2 lapisan dengan lapisan atas putih pekat dan lapisan

bawsh terdapat endapan, endapan ini lebih banyak dari Ca

2+

. Reaksi

yang terjadi yaitu:

Ba

2+2+

(aq)

(aq) +

+ 2OH

2OH

(aq)

--

Ba(OH)

22

Ksp = 5 x 10

--3

Reaksi logam alkali tanah dengan ion sulfat

Pada reaksi logam Mg

2+

dengan ion sulfat menghasilkan endapan yang

berada diatas permukaan larutan dalam tabung, dan membutuhkan

(14)

Ca

2+2+

(aq)

(aq) +

+ SO

SO

(aq)

442-2-

CaSO

44

(aq)

Pada reaksi logam Ba

2+

menghasilkan warna campuaran yang bening,

tidak ada lapisan dan tidak terbentuk endapan. Seharusnya reaksi ini

menghasilkan endapan putih, yang banyak. dan reaksi yang terjadi

yaitu :

Ba

2+2+

_(aq)

_{(aq) +}

_{+ SO}

_SO

4 42-2-

(aq)

BaSO

44

(s)

(s) Ksp

Ksp =

= 1.

1. 10

10

-9-9

Dalam percobaan ini masih juga terdapat kesalahan, kesalahan yang

terjadi ini mungkin praktikan salah dalam tahap proses percobaan. hal

ini tidak sesuai dengan literature.

Dilihat dari harga Ksp disimpulkan bahwa Mg

2+

mudah larut dalam

SO4

2+

, Ca

2+

sedikit larut, dan Ba

2+

sukar larut dalam ion SO4

2-

.

Jadi garam-garam sulfat alkali tanah menunjukkan penomena yang

sebaliknya dari garam-garam hidroksida yaitu kelarutannya menurun

dengan kenaikan nomor atom atau makin kebawah makin sukar larut.

Kelarutan ion alkali tanah dalam ion sulfat (SO

42-

_{) adalah :}

(15)

V.

V. KESIMPULAN

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa sifat-sifat

unsur alkali tanah, yaitu:

1. Magnesium bereaksi lambat dengan air dingin dan sedikit lebih

cepat dengan air panas (suhu mempengaruhi laju reaksi)

2. Logam alkali tanah yang berupa senyawa oksida atau hidroksida

bila direaksikan dengan air menghasilkan larutan yang bersifat basa.

Sifat basa semakin meningkat dengan bertambahnya nomor atom

dalam 1 golongan.

3. Pada hidrolisis klorida menghasilkan gas asam klorida (HCl) urutan

keasaman yaitu MgCl2 > CaCl2 > BaCl2. Semakin kecil jari-jari

atom unsur alkali tanah sifat keasamannya semakin meningkat.

4. Kereaktifan logam alkali tanah meningkat dari atas ke bawah seiring

dengan meningkatnya nomor atom.

5. Kelarutan senyawa alkali tanah yaitu:

a.

Dalam satu golongan dari atas ke bawah makin mudah larut dalam

ion hidroksida.

Mg

2+2+

< Ca

2+2+

<

< Ba

Ba

2+2+

b.

Dalam satu golongan dari atas ke bawah makin sukar larut dalam

ion sulfat

Mg

2+2+

> Ca

2+2+

>

> Ba

Ba

2+2+

c.

Dalam satu golongan dari atas ke bawah makin sukar larut dalam

ion karbonat

(16)

VI.

VI. DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR PUSTAKA

Harefa, Allensius Karelsta,2010 “Golongan IIA (Alkali Tanah)”.

scribd.com

.

Diakses pada tanggal 23 April 2014

http://www.scribd.com/doc/29662413/Golongan-IIA.html

Pikir, Suharno. 1990.

Reaksi-reaksi Kimia

. Surabaya: Universitas Airlangga

Surabaya

Sastrohamidjojo, Hardjono. 2008.

Kimia Dasar

. Yogyakarta: UGM-Press

Sugiyarto, Kristian H. 2003.

Kimia Anorganik II

. Yogyakarta: Universitas

Negeri Yogyakarta

Tim Kimia Anorganik. 2014.

Penuntun Praktikum Kimia Anorganik I

.

Jambi: Universitas Jambi