Kereaktifan Logam Natrium
A. Judul percobaan : Kereaktifan Logam Natrium
B. Tujuan Percobaan : Tujun percobaan ini adalah mahasiswa dapat membedakan kereaktifan logam natrium dalam dua medium yang berbeda. C. Tinjauan pustaka :
a. Penjelasan Umum
Golongan IA disebut juga logam alkali. Logam alkali melimpah dalam mineral dan terdapat di air laut. Khususnya Na (natrium), di kerak bumi termasuk logam terbanyak keempat setelah Al, Fe, dan Ca. Walaupun keberadaan ion natrium dan kalium telah dikenali sejak lama, sejumlah usaha untuk mengisolasi logam ini dari larutan air garamnya gagal sebab kereaktifannya yang tinggi pada air. Akhirnya Na (natrium) dan juga Kalium (1807) bisa diisolasi dengan
mengelektrolisis garam leleh KOH atau NaOH oleh H. Davy di abad ke-19. Kemudian Li
(litium) ditemukan sebagai unsur baru di tahun 1817, dan Davy segera setelah itu mengisolasinya dari Li2O dengan metode elektrolisis. Setelah itu pada tahun 1861, Rb (rubidium) dan Cs
(cesium), ditemukan sebagai unsur baru dengan teknik spektroskopi. Fr (fransium) ditemukan dengan menggunakan teknik radiokimia tahun 1939, kelimpahan alaminya sangat rendah karena memiliki waktu paro 21 menit. Logam-logam ini juga bersifat sebagai reduktor dan mempunyai warna nyala yang indah sehingga dipakai sebagai kembang api.
Sifat Fisis :
Secara umum, logam alkali ditemukan dalam bentuk padat. Kecuali Cs (cesium) yang berbentuk cair jika suhu lingkungan pada saat pengukuran melebihi 28oC. Meskipun mereka adalah logam paling kuat, tetapi secara fisik mereka lunak bahkan bisa diiris menggunakan pisau. Hal ini karena mereka hanya memiliki satu elektron valensi pada kulit terluarnya. Sedangkan jumlah kulitnya makin bertambah dari atas ke bawah dalam tabel unsur periodik. Sehingga ikatan antar logamnya lemah.
Titik didih dan titik leleh :
Titik didih adalah titik suhu perubahan wujud dari cair menjadi gas. Dan titik leleh adalah titik suhu perubahan wujud dari padat ke cair. Dalam golongan IA, dari Li ke Cs kecenderungan titik didih dan titik lelehnya turun. Seperti terlihat pada tabel.
Sifat Li Na K Rb Cs
Titik Didih (oC) 1347 883 774 688 678 Ttik Leleh (oC) 181 97,8 63,6 38,9 28,4
Dari penurunan titik didih dan titik leleh ini, bisa disimpulkan bahwa Cs memiliki titik didih dan titik leleh terendah dibandingkan logam lainnya karena ia memiliki ikatan logam paling lemah sehingga akan lebih mudah untuk melepas ikatan.
Warna nyala :
Salah satu ciri khas dari logam alkali adalah memiliki sprektum emisi. Sprektum ini dihasilkan bila larutan garamnya dipanaskan dalam nyala Bunsen, atau dengan mengalirkan muatan listrik pada uapnya. Ketika atom diberi energi (dipanaskan) elektronnya akan tereksitasi ke tingkat yang lebih tinggi. Ketika energi itu dihentikan, maka elektronnya akan kembali lagi ke tingkat dasar sehingga memancarkan energi radiasi elektromagnetik. Menurut Neils Bohr, besarnya energi yang dipancarkan oleh setiap atom jumlahnya tertentu (terkuantitas) dalam bentuk spektrum emisi. Sebagian anggota spektrum terletak di daerah sinar tampak sehingga akan memberikan warna-warna yang jelas dan khas untuk setiap atom.
Sifat Kimia : Energi Ionisasi :
Energi ionisasi pertama adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah dari satu mol atom dalam keadaan gas. Energi ionisasi dalam satu golongan berhubungan erat dengan jari atom. Jari-jari atom pada golongan alkali dari Li ke Cs jari-jarinya semakin besar, sesuai dengan pertambahan jumlah kulitnya. Semakin banyak jumlah kulitnya, maka semakin besar jari-jari atomnya. Semakin besar jari-jari atom, maka daya tarik antara proton dan elektron terluarnya semakin kecil. Sehingga energi ionisasinya pun semakin kecil.
Pada logam alkali yang memiliki satu elektron valensi ia akan lebih mudah membentuk ion positif agar stabil dengan melepas satu elektron tersebut. Li menjadi Li+, Na menjadi Na+, K manjadi K+ dan yang lainnya.
Jari-jari ionnya mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan jari-jari atomnya, karena ion logam alkali membentuk ion positif. Ion positif mempunyai jumlah elektron yang 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 arah inti.
Kereaktifan :
Logam alkali sangat reaktif dibandingkan logam golongan lain. Selain disebabkan oleh jumlah elektron valensi yang hanya satu dan ukuran jari-jari atom yang besar, sifat ini juga disebabkan oleh harga energi ionisaisnya yang lebih kecil dibandingkan logam golongan lain. Dari Li sampai Cs harga energi ionisai semakin kecil sehingga logamnya semakin reaktif. Kereaktifan logam alkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air, oksigen, unsur-unsur halogen, dan hidrogen.
Reaksi-reaksi : 1. Reaksi dengan air :
Logam alkali bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen dan logam hidroksida. Litium (Li) sedikit bereaksi dan sangat lambat, sodium (Na) jauh lebih cepat, kalium (K) terbakar, sedangkan rubidium (Rb) dan cesium (Cs) menimbulkan ledakan. Reaksi antara logam dan air adalah
sebaga berikut:
2M (s) + 2H2O (l) 2MOH (aq) + H2 (g)
Logam akan berikatan dengan OH-. Semakin kuat sifat logamnya maka semakin kuat sifat basanya. Dari Li ke Cs pelepasan OH- akan semakin mudah (berhubungan dengan energi ionisasi) sehingga konsentrasi OH- yang terbentuk akan semakin tinggi. Maka Cs yang paling membentuk basa kuat.
2. Reaksi dengan Oksigen :
Logam alkali juga bereaksi dengan oksigen membentuk oksida ( bilangan oksigen = -2),
peroksida (bilangan oksigen = -1), atau superoksida (bilangan oksida =-1/2). Dari Li sampai Cs, kecenderungan logam alkali untuk menghasilkan senyawa peroksida atau superoksida semakin besar karena sifat logamnya semakin reaktif. Untuk menghasilkan oksida logam alkali, jumlah oksigen harus dibatasi dan digunakan suhu yang rendah (di bawah 180oC).
4L (s) + O2 (g) 2L2O
Untuk menghasilkan peroksida, selain jumlah okseigen yang dibatasi juga harus disertai pemanasan. Jika oksigennya berlebih maka akan terbentuk superoksida.
L (s) + O2 (g) LO2 (s)
3. Reaksi dengan unsur-unsur Halogen :
Unsur halogen bersifat sebagai pengoksidasi. Reaksi ini menghasilkan garam halida 2L(s) + X2 2LX (s)
4. Reaksi dengan Hidrogen :
Reaksi yang berlangsung akan menghasilkan senyawa hidrida. Senyawa hidrida adalah senyawa yang mengandung atom hidrogen dengan bilangan oksidasi negatif. 2L(s) + H2(g) –> 2LH(s) Keberadaan di alam :
Senyawa-senyawa alkali yang paling banyak terdapat di alam adalah senyawa natrium dan kalium. Unsur alkali yang paling sedikit dijumpai adalah fransium, sebab unsur ini bersifat radioaktif dengan waktu paro pendek 21 menit, sehingga mudah berubah menjadi unsur lain. Natrium terutama didapatkan pada air laut dalam bentuk garam NaCl yang terlarut. Konsentrasi ion Na+ pada air laut adalah 0,47 molar. NaCl kita temui juga dibeberapa daerah sebagai mineral pada halit (batu karang NaCl). Selain berupa NaCl, natrium tersebar di kulit bumi sebagai natron (Na2C03.10H20), kriolit (Na3AlF6), sendawa chili (NaNO3), albit (Na2).Al2O3.3SiO2) dan boraks (Na2B4O7.1OH2).
Kalium terdapat dikulit bumi sebagai mineral silvit (KCl), karnalit (KCl.MgCl2.6H2O), sendawa (KNO3), dan feldspar (K2O.Al2O3.3SiO2). Dalam tumbuh-tumbuhan, kalium banyak
terkandung sebagai garam oksalat dan tatrat. Jika tumbuh-tumbuhan diperabukan, kita memperoleh K2CO3. Sebagai unsur-unsur alkali yang paling banyak dijumpai di alam, tidak aneh jika unsur natrium dan kalium ikut berperan dalam metabolisme pada tubuh makhluk hidup. Pada tubuh man usia dan hewan, ion-ion Na+ dan K+ berperan dalam menghantarkan konduksi saraf, serta dalam memelihara keseimbangan osmosis dan pH darah. Pada tumbuh-tumbuhan, ion K+ jauh lebih penting dari pada ion Na+, sebab ion K+ merupakan zat esensial untuk
pertumbuhan.
Adapun logam-logam alkali lainnya sedikit dijumpai di alam. Jumlah litium relatif lebih banyak daripada sesium dan rubidium. Ketiga unsur ini (Li,Cs dan Rb) terdapat dalam mineral fosfat trifilit, dan pada mineral silikat lepidolit kita temukan litium yang bercampur dengan alumunium. Ekstraksi Logam :
a. Metode Elektrolisis :
Logam Li dan Na adalah reduktor kuat sehingga tidak mungkin diperoleh dengan mereduksi oksidanya. Oleh karena itu logam-logam ini diperoleh dengan cara elektrolisis.
Elektrolisis Li :
Sumber logam Li adalah spodumene [LiAl(SO)3]. Spodumene dipanaskan pada suhu 100oC, lalu dicampur dengan H2SO4 panas, dan dilarutkan ke air untuk memperoleh larutan Li2SO4. kemudian, Li2SO4 direksikan dengan Na2CO3 membentuk Li2CO3 yang sukar larut.
Li¬¬¬2SO4 + Na2CO3 Li¬¬¬2CO3 + Na2SO4
Setelah itu, Li2CO3 direaksikan dengan HCl untuk membentuk LiCl. Li¬¬¬2CO3 + 2LiCl +2HCl H2O + CO2
Li dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan LiCl. Katoda : Li+ + Lie-
Anoda : 2Cl- Cl2 + 2e-
Karena titik leleh LiCl tinggi (>600oC), biaya elektrolisis menjadi mahal. Namun, biaya dapat ditekan dengan cara menambahkan KCl (55% LiCl dan 45% KCl) yang dapat menurunkan titik leleh menjadi 430oC.
Elektrolisis Natrium :
Sumber utama logam natrium adalah garam batu dan air laut. Na hanya dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan NaCl.
Katoda : Na+ + e- Na Anoda : 2Cl- Cl2 + 2e- b. Metode reduksi :
Untuk mendapatkan logam K, Rb, dan Cs dilakukan metode reduksi sebab jika dengan metode elektrolisis logam ini cenderung larut dalam larutan garamnya.
Reduksi K :
Sumber utama logam K adalah silvit (KCl). Logam ini didapatkan dengan mereduksi lelehan KCl.
Na + KCl K + NaCl
Reaksi ini berada dalam kesetimbangan karena K mudah menguap maka K dapat dikeluarkan dari sistem. Dan kesetimbangan akan tergeser ke kanan untuk memproduksi K. Untuk reduksi Rb dan Cs prosesnya sama dengan proses reduksi K.
b. Natrium :
Natrium atau sodium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Na dan nomor atom 11. Natrium adalah logam reaktif yang lunak, keperakan, dan seperti lilin, yang termasuk ke logam alkali yang banyak terdapat dalam senyawa alam (terutama halite). Dia sangat reaktif, apinya berwarna kuning, beroksidasi dalam udara, dan bereaksi kuat dengan air, sehingga harus disimpan dalam minyak. Karena sangat reaktif, natrium hampir tidak pernah ditemukan dalam bentuk unsur murni.
Berikut beberapa penjelasan sifat – sifat logam Natrium : 11 - ← natrium → magnesium Li ↑ Na ↓ K Tabel periodik
Keterangan Umum Unsur Nama, Lambang, Nomor atom natrium, Na, 11
Deret kimia logam alkali
Golongan, Periode, Blok 1, 3, s
Penampilan putih keperakan Massa atom 22,989770(2) g/mol Konfigurasi elektron [Ne] 3s1
Jumlah elektron tiap kulit 2, 8, 1
Ciri-ciri fisik Fase
padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 0,968 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur 0,927 g/cm³ Titik lebur 370,87 K (97,72 °C, 207,9 °F) Titik didih 1156 K (883 °C, 1621 °F) Kalor peleburan 2,60 kJ/mol Kalor penguapan 97,42 kJ/mol Kapasitas kalor (25 °C) 28,230 J/(mol•K) Tekanan uap P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k pada T/K 554 617 697 802 946 1153 Ciri-ciri atom Struktur kristal kubus pusat badan Bilangan oksidasi 1
Elektronegativitas 0,93 (skala Pauling) Energi ionisasi pertama: 495,8 kJ/mol ke-2: 4562 kJ/mol ke-3: 6910,3 kJ/mol Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (terhitung) 190 pm
Jari-jari kovalen 154 pm
Jari-jari Van der Waals 227 pm Lain-lain Sifat magnetik paramagnetik Resistivitas listrik (20 °C) 47,7 nΩ•m Konduktivitas termal (300 K) 142 W/(m•K) Ekspansi termal (25 °C) 71 µm/(m•K)
Kecepatan suara (kawat tipis) (20 °C) 3200 m/s Modulus Young 10 GPa Modulus geser 3,3 GPa Modulus ruah 6,3 GPa
Skala kekerasan Mohs 0,5 Kekerasan Brinell 0,69 MPa Isotop iso NA
waktu paruh DM DE (MeV) DP 22Na syn 2,602 tahun β+ 0,546 22Ne ε - 22Ne γ 1,2745 -
23Na 100% Na stabil dengan 12 neutron
Referensi
Seperti logam alkali lainnya, natrium adalah unsur reaktif yang lunak, ringan, dan putih
keperakan, yang tak pernah berwujud sebagai unsur murni di alam. Natrium mengapung di air, menguraikannya menjadi gas hidrogen dan ion hidroksida. Jika digerus menjadi bubuk, natrium akan meledak dalam air secara spontan. Namun, biasanya ia tidak meledak di udara yang
bersuhu di bawah 388 K. Natrium juga bila dalam keadaan berikatan dengan ion OH- maka akan membentuk basa kuat yaitu NaOH.
Kereaktifan logam Natrium :
Natrium mengapung pada permukaan, tapi panas yang dilepaskan oleh reaksi cukup untuk meleburkan natrium (natrium memiliki titik lebur yang lebih rendah dibanding lithium dan reaksi yang terjadi menghasilkan panas lebih cepat) dan natrium melebur hampir sekaligus membentuk sebuah bulatan perak kecil yang tersebar di atas permukaan. Ada bekas putih dari natrium hidroksida yang terlihat dalam air di bawah bulatan-bulatan natrium, tapi bekas-bekas itu segera terlarut menghasilkan larutan natrium hidroksida yang tidak berwarna.
Natrium bergerak-gerak pada permukaan karena ditekan dari segala arah oleh hidrogen yang terlepas selama reaksi. Jika natrium terjebak pada pinggir wadah, maka hidrogen bisa terbakar dan menghasilkan nyala orange. Warna ini ditimbulkan oleh kontaminasi nyala biru hidrogen oleh senyawa-senyawa natrium.
Senyawa-senyawa logam Natrium :
Senyawa yang paling banyak ditemukan adalah natrium klorida (garam dapur), tapi juga terkandung di dalam mineral-mineral lainnya seperti soda niter, amphibole, zeolite, dsb.
Senyawa natrium juga penting untuk industri-industri kertas, kaca, sabun, tekstil, minyak, kimia dan logam. Sabun biasanya merupakan garam natrium yang mengandung asam lemak tertentu. Pentingnya garam sebagai nutrisi bagi binatang telah diketahui sejak zaman purbakala.
Diantara banyak senyawa-senyawa natrium yang memiliki kepentingan industrial adalah garam dapur (NaCl), soda abu (Na2CO3), baking soda (NaHCO3), caustic soda (NaOH), Chile salpeter (NaNO3), di- dan tri-natrium fosfat, natrium tiosulfat (hypo, Na2S2O3 . 5H20) dan boraks
(Na2B4O7 . 10H2O).
Isotop-isotop logam Natrium :
Ada tiga belas isotop natrium. Kesemuanya tersedia di Los Alamos National Laboratory. Penanganan logam Natrium :
Logam natrium harus ditangani dengan hati-hati. Logam ini tidak dapat diselubungi dalam kondisi inert sehingga kontak dengan air dan bahan-bahan lainnya yang membuat natrium bereaksi harus dihindari.
Cara memperoleh logam Natrium :
Na diperoleh dari elektrolisis leburan garam kloridanya yang dilakukan dengan menggunakan ”downs cell” seperti gambar berikut:
Elektrolisis lelehan NaCl dilakukan didalam sel silinder dengan menambahkan CaCl2 guna menurunkan titih leleh dari NaCl dari 8010C menjadi 5800C. Akan tetapi dari elektrolisis tidak diperoleh Ca. Hal ini disebabkan karena Ca lebih sulit tereduksi dibanding Na karena potensial reduksi Ca lebih rendah dibanding Na.
Suhu optimum beroperasinya downs cell 7720C, sementara titik leleh KCl 8500C dan pada suhu tersebut K akan berwujud gas sehingga K tidak mungkin dipisahkan / diisolasi dengan
menggunakan downs cell. Oleh karena itu logam K, Rb, Cs diisolasi dengan mereaksikan garam kloridanya dengan Na
M(g) + NaCl(l)Na(g) + MCl (l)
c. Kegunaan logam dan senyawa-senyawa yang mengandung alkali :
Logam-logam alkali mempunyai titik leleh yang rendah sehingga dapat digunakan sebagai medium pemindah panas pada suatu reaktor nuklir. Logam alkali mudah dilelehkan, lalu dialirkan melalui pipa-pipa ke pusat reaktor, dimana logam alkali menyerap panas. Selanjutnya panas tersebut ditransfer oleh alkali cair kepada bagian diluar reaktor untuk menguapkan air. Uap yang timbul kemudian dipakai untuk menjalankan generator listrik. Oleh karena logam alkali mudah bereaksi dengan air atau oksigen, logam-logam alkali sering dipakai sebagai pengikat (getter) uap air atau gas O2 pada proses pembuatan tabung-tabung vakum peralatan elektronika. Logam alkali yang banyak digunakan adalah natrium. Berlimpahnya senyawa natrium dialam menyebabkan logam ini relatif murah dibandingkan dengan logam-logam alkali yang lain. Disamping sebagai pemindah panas dan sebagai getter, logam natrium memiliki beberapa kegunaan lain sebagai berikut :
a. Emisi warna kuning yang cemerlang tatkala dipanaskan menyebabkan uap natrium dipakai sebagai lampu penerangan dijalan-jalan raya atau pada kendaraan.sinar kuning natrium ini mempunyai kemampuan untuk menembus kabut.
b. Logam natrium digunakan sebagai reduktor dalam pembuatan logam titanium dari senyawanya.
TiCl4 + 4Na Ti +4NaCl
c. Logam natrium digunakan dalam pembuatan tetra etil timbal, zat ini ketukan yang ditambahkan pada bensin.
Pb(C2H5)4 + 4NaClPb +4Na +4C2H5Cl
Senyawa-senyawa alkali lebih banyak kenggunaanya jika dibandingkan dengan logam-logam murninya, sebab jumlahnya cukup berlimpah di alam, terutama garam-garam natrium dan
kalium. Dibawah ini tercantum beberapa contoh senyawa alkali beserta keguanaannya.
NaCl, Garam dapur (garam meja); bahan baku pembuatan NaOH,Na2CO3, logam Na, dan gas klorin.
NaOH, Soda kaustik; bahan utama dalam industri sabun,kertas dan tekstil; pemurnian bauksit; ekstrasi senyawa-senyawa aromatic dari batubara.
Na2CO3, Soda cuci; pelunak kesadahan air; zat pembersih (cleanser) peralatan rumah tangga; industri gelas.
NaHCO3, Soda (soda kue); campuran pada minuman dalam botol (beverage) agar menghasilkan CO2; bahan pemadam api; obat-obatan; bahan pembuat kue.
NaNO3, Pupuk; bahan pembuatan senyawa nitrat yang lain
NaNO2, Pembuatan zat warna (proses diazotasi); pencegahan korosi.
Na2SO4, garam Glauber;obat pencahar (cuci perut); zat pengering untuk senyawa organik. NaOCl, Zat pengelantang(bleaching) untuk kain.
Na2S2O3, Larutan pencuci (”hipo”) dalam fotografi. Na3AlF6, Pelarut dalam sintesis logam alumunium.
Na-benzoat, Zat pengawet makanan dalam kaleng; obat rematik. Na-sitrat, Zat anti beku darah.
Na-glutamat, Penyedap masakan (vetsin). Na-salsilat, Obat antipiretik (penurun panas).
KCl, Pupuk; bahan pembuat logam kalium dan KOH
KOH, Bahan pembuat sabun mandi; elektrolit batu baterai batu alkali. KBr, Obat penenang saraf (sedative); pembuat plat potografi.
KClO3, Bahan korek api, mercon, zat peledak.
KIO3, Campuran garam dapur (sumber iodine bagi tubuh manusia). K2CrO4, Indicator dalam titrasi argentomeri.
K2Cr2O7, Zat pengoksidasi (oksidator). KMnO4, Zat pengoksidasi; zat desinfektan. KNO3, Bahan mesiu; bahan pembuat HNO3. K-sitrat, Obat diuretik dan saluran kemih.
K-hidrogentartrat, Bahan pembuat kue (serbuk tartar)
D. Alat dan bahan : a. Alat :
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah gelas kimia 200 ml, pisau atau cutter, pipet tetes, gelas ukur, tissue dll.
b. Bahan :
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah thinner, logam natrium, aquades, indicator pp dll.
E. Prosedur percobaan :
2. Menambahkan 3 tetes indicator pp dan menggoyang gelas agar pp menyebar keseluruh lapisan air.
3. Menambahkan 25 ml thinner cat sampai terjadi pemisahan dua fasa terlihat dengan jelas. 4. Memotong logam natrium dengan pisau atau cutter lalu membersihkannya dengan kertas tissue untuk menghilangkan sebanyak mungkin paraffin kemudian segera memasukkannya kedalam gelas kimia.
5. Mengamati perubahan atau reaksi yang terjadi seperti perubahan warna, adanya gas atau perubahan suhu (dapar diperkirakan dengan menyentuh bagian luar gelas kimia), kemudian mencatat hasil pengamatan dalam lembar pengamatan.
6. Membiarkan reaksi sampai selesai (sampai semua logam natrium habis), kemudian membuang campuran langsung ke lubang sink sambil dialiri air dari kran.
F. Hasil pengamatan / percobaan : Table hasil pengamatan :
No. Perlakuan Hasil
6.
Memasukkan 50 ml aquades kedalam gelas kimia.
Menambahkan 3 tetes indicator pp dan menggoyang gelas agar pp menyebar keseluruh lapisan air.
Menambahkan 25 ml thinner cat sampai terjadi pemisahan dua fasa terlihat dengan jelas. Memotong logam natrium dengan pisau atau cutter lalu membersihkannya dengan kertas tissue untuk menghilangkan sebanyak mungkin paraffin kemudian segera memasukkannya kedalam gelas kimia.
Memotong logam natrium dengan pisau atau cutter lalu membersihkannya dengan kertas tissue untuk menghilangkan sebanyak mungkin paraffin kemudian segera memasukkannya kedalam gelas kimia.
Membiarkan reaksi sampai selesai (sampai semua logam natrium habis), kemudian membuang campuran langsung ke lubang sink sambil dialiri air dari kran.
-
Air dan thinner tidak tercampur (2 fasa).
-
Adanya perubahan suhu(panas). Warna larutan (ungu).
Munculnya gelembung.
Adanya gas atau asap yang berwarna putih. Menghasilkan bau.
Semakin lama suhu semakin tinggi(panas),warna larutan memudar.
Semakin habis logam natrium dalam larutan, semakin memudar warna larutan serta suhu menurun.
-
G. Pembahasan hasil percobaan :
Sebagian besar unsur yang ada di alam adalah logam. Dari 92 jenis unsur alam, 70 jenis di antaranya termasuk logam. Logam memiliki banyak sifat fisis yang berbeda dari sifat-sifat fisika padatan lainnya. Hal itu dapat dilihat dari daya pantul, daya hantar, dan sifat-sifat mekanik yang dimiliki oleh logam. Beberapa logam memilki warna nyala yang spesifik dan untuk mempertegas warna yang dihasilkan, biasanya digunakan indikator. Fenolftalein adalah indikator lain yang sering digunakan, dan fenolftalein ini merupakan bentuk asam lemah yang lain.
Golongan IA disebut juga logam alkali. Logam alkali melimpah dalam mineral dan terdapat di air laut. Khususnya Na (natrium), di kerak bumi termasuk logam terbanyak keempat setelah Al, Fe, dan Ca. Walaupun keberadaan ion natrium dan kalium telah dikenali sejak lama, sejumlah usaha untuk mengisolasi logam ini dari larutan air garamnya gagal sebab kereaktifannya yang tinggi pada air.
Natrium juga mengapung pada permukaan, tapi panas yang dilepaskan oleh reaksi cukup untuk meleburkan natrium (natrium memiliki titik lebur yang lebih rendah dibanding lithium dan reaksi
yang terjadi menghasilkan panas lebih cepat) dan natrium melebur hampir sekaligus membentuk sebuah bulatan perak kecil yang tersebar di atas permukaan. Ada bekas putih dari natrium hidroksida yang terlihat dalam air di bawah bulatan-bulatan natrium, tapi bekas-bekas itu segera terlarut menghasilkan larutan natrium hidroksida yang tidak berwarna.
Natrium bergerak-gerak pada permukaan karena ditekan dari segala arah oleh hidrogen yang terlepas selama reaksi. Jika natrium terjebak pada pinggir wadah, maka hidrogen bisa terbakar dan menghasilkan nyala orange. Warna ini ditimbulkan oleh kontaminasi nyala biru hidrogen oleh senyawa-senyawa natrium. Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, mula-mula memasukkan 50 ml aquades kedalam gelas kimia kemudian menambahkan 3 tetes indicator pp dan menggoyang gelas agar pp menyebar keseluruh lapisan air, setelah itu memotong logam natrium dengan pisau atau cutter lalu membersihkannya dengan kertas tissue untuk
menghilangkan sebanyak mungkin paraffin kemudian segera memasukkannya kedalam gelas kimia, kemudian mengamati perubahan yang terjsdi yaitu pada saat logam Na ditambahkan pada campuran larutan yang di dalamnya terdapat (air, thinner dan indicator pp) terjadi perubahan suhu (panas), warna larutan (ungu), munculnya gelembung, adanya gas atau asap yang berwarna putih, menghasilkan bau, semakin lama suhu semakin tinggi (panas),warna larutan memudar, semakin habis logam natrium dalam larutan, semakin memudar warna larutan serta suhu menurun. Hal ini dikarenakan logam Na yang bila direaksikan dengan air akan menghasilkan larutan basa. Selain itu, sesuai dengan sifatnya bahwa Natrium (Na) sangat reaktif terhadap oksigen (O2) dan air (H2O). Kereaktifan logam Na disebabkan karena elektron kulit terluar inti terikat secara lemah, sehingga mudah terlepas. Selain itu logam Na merupakan reduktor dan dapat mereduksi air dengan membentuk basa dan melepas hidrogen. Setelah dimasukkan logam natrium larutan yang pada mulanya tidak berwarna berubah menjadi berwarna merah muda karena adanya indikator pp. Indikator pp ini menandakan bahwa larutan tersebut adalah larutan basa (NaOH). Secara sederhana, reaksi ini dapat dituliskan dengan :
Na(OH)2 + H2Na + 2H2O
Jadi, dari percobaan dapat dibuktikan bahwa , sesuai dengan sifatnya Natrium (Na) sangat reaktif terhadap oksigen (O2) dan air (H2O). Kereaktifan logam Na disebabkan karena elektron kulit terluar inti terikat secara lemah, sehingga mudah terlepas. Selain itu logam Na merupakan reduktor dan dapat mereduksi air dengan membentuk basa dan melepas hidrogen. Oleh karena kereaktifan logam natrium tersebut di atas kita sebagai praktikan disarankan tidak menyentuh logam natrium dengan tangan telanjang, karena logam ini dapat bereaksi dengan air pada tangan dan dapat menimbulkan api atau ledakan.
H. Jawaban pertanyaan :
1. Tulislah persamaan reaksi kimia yang terjadi dalam percobaan ini ! Jawab :
NaOH (aq) +Na (s) + H2O (l) 1/( 2) H2 (g)
2. Hitunglah berat maksimal ntrium hidroksida yang terbentuk bila potongan logam natrium yang anda gunakan adalah 0,23 gram dan perkirakan pH larutan yang terbentuk (dengan asumsi tidak ada air yang hilang, dan volume thinner tidak dihitung)!
Jawab : Diketahui :
m (Natrium) : 0,23 gram
V (air) : 50 ml : 50 cm2 : 0,05 L Massa jenis air : 1,03 gram/cm3 Ar (Natrium) : 23 gram/mol
Ar (Hydrogen) : 1 gram/mol Ar (Oksigen) : 16 gram/mol Mr(NaOH) : 40 gram/mol Ditanya :
Berat maksimal Natrium Hidroksida ? pH yang terbentuk ?
Penyelesaian :
n (natrium) : (massa (natrium))/(Ar (natrium)) : (0,23 gram)/(23 gram/mol)
: 0,01 mol
massa jenis H2O : (massa H2O)/(volume H2O) massa H2O : massa jenis H2O x volume H2O : 1,03 gram/cm3 x 50 cm3
: 51,5 gram
n (H2O) : (massa H2O)/(Mr H2O) : (51,5 gram)/(18 gram/mol) : 2,861 mol
Reaksi Kesetimbangan :
2 Na (s) + 2H2O (l) 2NaOH (aq) + H2 (g) Mula-mula : 0,01 mol 2,861 mol - -
Reaksi : 0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol 0,005 mol Sisa : - 2,851 mol 0,01 mol 0,005 mol
n (NaOH) : (massa NaOH))/(Mr (NaOH)) 0,01 mol : (massa NaOH))/(40 gram /mol) Massa NaOH : 0,4 gram
NaOH Na+ + OH – valensi basa : 1
Molaritas( NaOH) : mol/volume : (0,01 mol)/(0,05 L) : 0,2 mol/L Maka ; [OH-] : b x Mb : 1 x 0,2 : 0,2
pOH : - log [OH-] : - log 0,2 : 0,698970004 : 0,698 pH : 14 - pOH : 14 – 0,698 : 13,302
Jadi berat maksimal NaOH adalah sebesar 0,4 gram dengan pH sebesar 13,302
3. Hitung juga volume gas yang terbentuk, jika diukur pada suhu 27 0C dan 1 atm untuk keadaan seperti pada pertanyaan no 2 !
Diketahui : T : 27 + 273 : 300 K P : 1 atm n (Hidrogen) : 0,005 mol R : 0,082 L atm/mol K
Ditanya : volume gas yang terbentuk ? Penyelesain :
PV : nRT V : nRT/P
: (0,005 mol x 0,082 L atm/mol K x 300 K)/(1 atm) : 0,123 L atau 123 ml
Jadi volume yang terbentuk adalah sebesar 0,123 L atau 123 ml I. Kesimpulan dan saran :
a. kesimpulan :
Logam natrium yang termasuk pada golongan 1 A sangat reaktif dibandingkan logam golongan lain. Selain disebabkan oleh jumlah elektron valensi yang hanya satu dan ukuran jari-jari atom yang besar, sifat ini juga disebabkan oleh harga energi ionisaisnya yang lebih kecil dibandingkan logam golongan lain. Dari Li sampai Cs harga energi ionisai semakin kecil sehingga logamnya semakin reaktif. Kereaktifan logam alkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air, oksigen, unsur-unsur halogen, dan hidrogen.
Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, untuk perlakuan pertama untuk mengetahui sifat-sifat logam alkali yaitu pada saat logam Na ditambahkan pada larutan campuran yang di dalamnya terdapat (air, thinner dan indicator pp) terjadi perubahan suhu(panas), warna larutan (ungu), munculnya gelembung, adanya gas atau asap yang berwarna putih, menghasilkan bau, semakin lama suhu semakin tinggi(panas), warna larutan memudar, semakin habis logam
natrium dalam larutan, semakin memudar warna larutan serta suhu menurun. Hal ini dikarenakan logam Na yang bila direaksikan dengan air akan menghasilkan larutan basa. Selain itu, sesuai dengan sifatnya bahwa Natrium (Na) sangat reaktif terhadap oksigen (O2) dan air (H2O).
Kereaktifan logam Na disebabkan karena elektron kulit terluar inti terikat secara lemah, sehingga mudah terlepas. Selain itu logam Na merupakan reduktor dan dapat mereduksi air dengan
membentuk basa dan melepas hidrogen. Setelah dimasukkan logam natrium larutan yang pada mulanya tidak berwarna berubah menjadi berwarna merah muda karena adanya indikator pp. Indikator pp ini menandakan bahwa larutan tersebut adalah larutan basa (NaOH). Secara sederhana, reaksi ini dapat dituliskan dengan :
Na(OH)2 + H2Na + 2H2O Saran :
Untuk praktikum, sebaiknya hati – hati dalam melakukan percobaan, karena logam natrium yang termasuk pada golongan IA merupakan logam yang cukup berbahaya karena dapat menimbulkan api atau ledakan.
Untuk asisten, saya rasa sudah cukup bagus dalam membimbing praktikan jadi tolong dipertahankan, klo bisa lebih ditingkatkan lagi.
J. Daftar Pustaka :
Albert,F.Cotton dkk.Kimia Anorganik Dasar.Universitas Indonesia : Jakarta. Bab II.Hal 251 Clark, Jim, 2007, Sifat Fisik dan Sifat Atom dari Unsur-unsur Golongan I
(online), http://www.chem-is-try.org, diakses 11 juni 2011, pukul 11.25 WIB.
Clark, Jim, 2007, Reaksi Unsur-unsur Golongan I dengan Air, http://www.chem-is-try.org, diakses 11 juni 2011, pukul 11.25 WIB.
Keenan dkk. 1979. Kimia Untuk Universitas Edisi Keenam. Jilid II. Penerbit Erlangga : JAKARTA. Bab 21. Hal 151.
Petrucci, H. Ralph . Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi ke Empat Jilid III. Penerbit Erlangga : JAKARTA. Bab 22. Hal 96.
Tim Redaksi Buku SMU.2005. Mengenal Unsur-Unsur Kimia. Poliyama Widya Pustaka : JAKARTA . Poin 11. Hal 21
K. Lampiran 1 :
Gambar – gambar hasil percobaan : Gambar air dan thinner :
Gambar indicator pp :
Gambar saat natrium di masukkan ke dalam larutan :
