TUGAS MAKALAH KIMIA
KIMIA UNSUR
ALKALI DAN ALKALI TANAH
DISUSUN OLEH
: KELOMPOK 1
KELAS
: XII-IPA-3
KETUA
: 1. Lydia Yesica Rianda
ANGGOTA
: 2. Andrianto Sihotang
3. Bani Yoga Pratama
4. Donald Pardede
5. Doni C Sitorus
6. Hendriko Situmeang
7. Melianti Htg
8. Monica
9. Pesta Megawati
10.Yohana Sara Yesica
SMAN 12 Medan
UNSUR ALKALI DAN ALKALI TANAH
Golongan IA (alkali) terdiri dari unsur-unsur logam yang sangat reaktif, demikian pula golongan IIA (alkali tanah). Akan tetapi, reaktivitas logam alkali tanah lebih kecil deibandingkan dengan logam alkali.
A. UNSUR ALKALI
Unsur-unsur alkali terdiri dari logam litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs), dan fransium (Fr). Unsur logam alkali dalam tabel periodik terdapat pada golongan IA dan merupakan unsur blok s, disebabkan elektron terakhir unsur-unsur tersebut mengisi subkulit s. Unsur alkali tergolong logam karena mempunyai sifat-sifat logam seperti : permukaan mengkilap, mudah ditempa, dan merupakan konduktor listrik dan panas yang baik. Golongan ini disebut alkali karena bereaksi dengan air dingin membentuk senyawa yang bersifat alkalis (bersifat biasa).
Sifat-sifat logam alkali yang meliputi : sifat atomik, sifat fisis, sifat kimia (reaktivitas), dan sifat karakteristik melalui penafsiran data sifat periodik, keberadaannya di alam, proses pembuatannya, serta penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari.
1. Sifat-Sifat Unsur Alkali
Sifat-sifat Li Na K Rb Cs Fr
1 Sifat Atomik
d. Daya hantar listrik (MΩ -1cm-1)
a. Sifat atomik unsur alkali 1) Jari-jari atom
Dari litium ke fransium, jari-jari atom bertambah. Hal ini disebabkan semakin bertambahnya jumlah kulit elektron.
2) Energi inonisasi
Dari litium ke faransium, energi ionisasi semakin berkurang. Penurunan energi ionisasi disebabkan penambahan jari-jari atom, sehingga gaya tarik-menarik inti dengan elektron valensi semakin lemah.
3) Keelektronegatifan
Dari litium ke fransium, keelektronegatifan semakin berkurang. Kecendrungan ini juga disebabkan penambahan jari-jari atom, sehingga melemahkan gaya tarik inti.
4) Tingkat oksidasi
b. Sifat fisis unsur alkali 1) Titik leleh
Dari litium ke fransium, titik lelehnya semakin menurun. Hal ini disebabkan titik leleh ditentukan oleh jenis ikatan dan kekuatan ikatan logam yang dimiliki unsur alkali (ikatan logam semakin lemah). 2) Titik didih
Dari litium ke fransium, titik didihnya semakin menurun. Hal ini disebabkan titik didih juga ditentukan oleh jenis ikatan dan kekuatan ikatan logam yang dimiliki unsur alkali (ikatan logam semakin lemah) 3) Daya hantar listrik dan panas
Dari litium ke fransium, daya hantar listrik dan panas semakin menurun, kecuali pada logam natrium dan kalium yang semakin bertambah karena elektron valensi pada ataom Na dan K mudah bergerak bebas.
c. Sifat kimia unsur alkali
Bila kita tinjau konfigurasi elektron unsur alkali, ketika bereaksi, atom unsur alkali cenderung melepaskan satu elektron saja. Oleh karena itu, unsur alkali tergolong logam yang sangat reaktif.
Unsur alkali dapat bereaksi dengan air. Di dalam air, loga kalium bereaksi hebat, sehingga menimbulkan letupan sangat keras dan nyala api berwarna ungu muda. Logam natrium juga bereaksi dengan air dan menimbulkan letupan api berwarna kuning. Logam litium juga bereaksi dengan air, tetapi tidak sereaktif loga kalium dan natrium.
Berdasarkan reaksinya dengan air, reaktivitas logam-logam alkali dari Li ke Fr semakin bertambah. Hal ini dikarenakan bertambahnya jari-jari atom yang menyebabkan gaya tarik-menarik antara inti atom dengan elektron valensi semakin lemah sehingga semakin mudah melepas elektron valensi tersebut.
d. Sifat karakteristik
2. Senyawa-Senyawa Logam Alkali a. Reaksi logam alkali dengan halogen
Akan membentuk senyawa halida alkali, misalnya : 2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)
b. Reaksi logam alkali dengan air
Akan membentuk basa dan gas hidrogen. Dengan semakin bertambahnya nomor atom, reaksi beralngsung semakin hebat.
2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)
c. Reaksi logam alkali dengan oksigen
Akan menghasilkan senyawa oksida, peroksida, dan superoksida, terantung reaktivitas logam alkali dan ketersediaan oksigen.
2K(s) + O2(g) → KO2(s)
d. Reaksi logam alkali dengan hidrogen
Akan menghasilkan senyawa ionik hibrida akali yang berupa kristal berwarna putih.
2K(s) + H2(g) → 2KH(s)
3. Kelimpahan Logam Alkali di Alam
Uns ur
Kelimpahannya di Alam
Li Dalam spodumene LiA(SiO3)2
Na Dalam garam batu (NaCl), sendawa chili (NaNO3), kriolit
(Na3AlF6), boraks (Na2B4O7.10H2O), albit (Na2O.AL2O33SiO2)
Di kulit bumi tersebar sebagai natron (Na2CO3. .10H2O)
K Di kulit bumi sebagai mineral silvit (KCl), karnalit (KCl.MgCl2.6H2O), sendawa (KNO3), feldspar
(K2O.AL2O33SiO2)
Rb Dalam lepidolit
Cs Dalam polusit (Cs4AL4Si9O26.H2O), mineral fosfat trifilit
Fr Sangat sedikit karena bersifat radioaktif, terbentuk dari peluruhan aktinium
4. Penggunaan Logam Alkali a. Litium (Li)
Logam Li digunakan dalam baterai untuk kalkulator, jam, dan alat pacu jantung. Paduan logam Li dengan magnalium digunakan pada komponen pesawat terbang, karena paduan logam ini sangat ringan tetapi kuat.
b. Natrium (Na)
fisi dan panas tersebut ditansfer oleh natrium cair ke bagian luar reaktor untuk menguapkan air. Uap yang timbul dipakai untuk menjalankan generator listrik. Natrium juga digunakan pada lampu penerangan di jalan raya atau pada kendaraan karena sinar kuning dari natrium memiliki kemampuan untuk menembus kabut.
c. Kalium (K)
Kalium digunakan untuk membuat superoksida (KO2), yang digunakan dalam masker gas. Didalam tubuh, kalium bersama natrium diperlukan oleh sel saraf untuk mengirim sinyal-sinyal listrik. Gerakan ion-ion natrium dan kalium dalam sel otak ini digunakan untuk mengukur gelombang otak.
d. Rubidium (Rb)
Rubidium digunakan pada filamen sel fotoristik yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik.
e. Sesium (Cs)
B. UNSUR ALKALI TANAH
ALKALI TANAH
Logam alkali tanah ,yaitu unsur-unsur golongan II A, terdiri atas Berilium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Unsurunsur II A umumnya ditemukan di dalam tanah berupa senyawa tak larut, sehingga disebut logam alkali tanah (alkaline earth metal). Seperti logam alkali, maka logam alkali tanah pun tidak terdapat bebas di alam. Logam alkali tanah dalam sistem periodik terletak pada golongan IIA. Atom logamlogam ini memiliki dua elektron valensi. Pada pembentukan ion positif kedua elektron valensinya dilepaskan, sehingga terbentuk ion logam bermuatan +2. Berilium. Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada. Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3], dan KrisoberilKalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4% keberadaanya. Di alam kalsium dapat
membentuk senyawa karbonat [CaCO3], Senyawa Fospat [CaPO4],
Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF]. Stronsium.
Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam
strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan
Strontianit. Barium. Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit [BaCO3].
1. Sifat-Sifat Logam Alkali Tanah
Sifat-sifat Be Mg Ca Sr Ba Ra
d. Keelektronegatifan
e. Bilangan oksidasi 1.57.1 +2
Berdasarkan Tabel dapat diamati juga hal-hal sebagai berikut, 1. Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah
mempunyai elektron valensi ns2. Selain jari-jari atomnya yang lebih
kecil dibandingkan logam alkali, kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali.
2. Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion
M+ dari alkali, mengakibatkan logam alkali tetap mudah
melepaskan kedua electron valensinya, sehingga lebih stabil sebagai ion M2+.
bahkan kalsium, stronsium, dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium.
6. Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena itu, unsur-unsur logam alkali tanah berwujud padat pada suhu ruangan.
a. Sifat-sifat fisis logam alkali tanah
Dari berilium ke barium jari-jari atom meningkat secara beraturan. Pertambahan jari-jari menyebabkan penurunan energi pengionan dan keelektronegatifan. Potensial elektroda juga meningkatkan dari kalsium ke barium, akan tetapi berilium menunjukan penyimpangan karena potensial elektrodanya relatif kecil. Hal itu disebabkan energi ionisasi berilium (tingkat pertama + tingkat kedua ) yang 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 2 elektron valensi sehingga ikatan logamnya lebih kuat.
b. Sifat-sifat kimia logam alkali tanah
Kereaktifan logam alkali tanah meningkat dari berilium ke barium. Fakta ini sesuai dengan yang diharapkan . Oleh karena, dari berilium ke barium jari-jari atom bertambah besar sehingga energi ionisasi serta keelektronegatifan berkurang. Akibatnya, kecendrungan untuk melepas elektron membentuk senyawa ion makin besar. Semua senyawa dari kalsium, strontium, dan barium, yaitu logam alkali tanah yang bagian bawah, berbentuk senyawa ion, tetapi magnesium membentuk beberapa senyawa kovalen sedangkan senyawa-senyawa berilium bersifat kovalen. Sifat kimia logam alkali tanah bermiripan dengan logam alkali, tetapi logam alkali tanah kurang reaktif dari logam alkali seperiode. Jadi, berilium kurang reaktif dibandingkan litium, magnesium kurang reaktif dibandingkan terhadap natrium, dan seterusnya. Hal itu disebabkan jari-jari atom logam alkali tanah lebih kecil sehingga energi pengionan lebih besar. Lagi pula logam alkali tanah hanya satu.Kereaktifan kalsium, stronsium,dan barium dan tidak terlalu berbeda dari logam alkali, tetapi berilium dan magnesium jauh kurang aktif. Unsur golongan ini bersifat basa, sama seperti unsur golongan alkali, namun tingkat kebasaannya lebih lemah. Senyawa
Be(OH)2 bersifat amfoter. Artinya bisa bersifat asam atau pun basa.
Sedangkan unsur Ra bersifat Radioaktif. Semua logam alkali tanah merupakan
logam yang tergolong reaktif, meskipun kurang reaktif dibandingkan dengan unsur alkali. Alkali tanah juga memiliki sifat relatif lunak dan dapat menghantarkan panas dan listrik dengan baik, kecuali Berilium. Logam ini juga memiliki kilapan logam. Logam alkali tanah memiliki jari-jari atom yang besar dan harga ionisasi yang kecil. Dari Berilium ke Barium, nomor atom dan jari-jari atom semakin besar. Selain itu semua logam alkali tanah juga mempunyai kecenderungan teratur mengenai keelektronegatifan yang semakin kecil dan daya reduksi yang semakin kuat dari Berilium ke Barium.
2. Kelimpahan Logam Alkali Tanah di Alam
ur
Be Beril (Be3Al2 (SiO3)6)
Mg Magnesit (MgCO3), Dolomit (CaCO3.MgCO3), air laut
Ca Dolomit, Aragonit, batu kapur (CaCO3)
Sr Selestit (SrSo4)
Ba Arit (Ba So4)
Ra Pekblende
3. Perbedaan Alkali Tanah dengan Alkali
Logam alkali tanah lebih keras dari alkali karena memiliki dua elektron valensi.
Kerapatannya lebih tinggi, titik lebur lebih tinggi.
Berbilangan oksidasi +2 (bandingkan data energi bebas untuk
reaksi logam kalsium dengan asam menghasilkan Ca+ dan Ca2+ )
walaupun energi ionisasi kedua untuk ion alkali tanah lebih tinggi dari yang pertama.
Kelarutan dalam air relatif lebih sukar, khususnya yang memiliki anion berbilangan oksidasi -2.
4. Penggunaan Logam Alkali Tanah a. Berilium (Be)
Paduan tembaga dengan ±2% berilium digunakan untuk membuat pegas, klip, dan sambungan listrik. Berilium juga digunakan untuk berbagai komponen reaktor atom karena daya serap radiasinya sangat tinggi.
b. Magnesium (Mg)
Logam magnesium digunakan untuk membuat magnalium (paduan logam magnesium-aluminium) yang bersifat kuat, ringan, dan tahan korosi. Sehingga perpaduan ini cocok digunakan untuk komponen pesawat terbang dan sepeda gunung. Magnesium juga digunakan untuk membuat kembang api dan blitz karena menghasilkan cahaya sangat terang bila dibakar. Berikut senyawa magnesium yang sering digunakan yaitu : MgO (magnesida) digunakan untuk bata keras tahan api, suspensi pekat Mg(OH)2 (susu magnesida) digunakan sebagai obat maag untuk menetralkan kelebihan asam lambung (HCl), MgSO4.7H2O (garam epson) digunakan sebagai obat pencahar.
c. Kalsium (Ca)
CaO (Kapur tohor) digunakan sebagai fluks pada industri baja untuk mengikat pengotor membentuk terak. CaO juga digunakan untuk mengeringkan zat, karena bersifat higroskopis. Ca(OH)2 (kapur mati atau slake lime) menetralkan asam pada berbagai proses industri. CaSO4. 2H2O (gips) digunakan untuk membentuk gips bakar yang digunakan sebagai pembalut bagi penderita patah tulang serta untuk membuat cetakan gigi.
Stronsium digunakan unguk membuat kembang api yang menghasilkan warna merah terang.
Dengan cara seperti tes nyala logam alkali, diperoleh warna nyala logam alkali tanah sebagai berikut : Berilium dan magnesium berwarn putih, kalsium berwana merah, stronsium berwarna merah anggur, dan barium berwarna hijau.
5.Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Kemiripan sifat logam alkali tanah disebabkan oleh kecenderungan melepaskan dua elektron valensi. Oleh karena itu senyawanya mempunyai bilangan oksidasi +2, sehingga logam alkali tanah diletakkan pada golongan II A. Alkali tanah termasuk logam yang reaktif, namun Berilium adalah satu-satunya unsur alkali tanah yang kurang reaktif, bahkan tidak bereaksi dengan air. Logam alkali tanah bersifat pereduksi kuat. Semakin ke bawah, sifat pereduksi ini semakin kuat. Hal ini ditunjukkan oleh kemampuan bereaksi dengan air yang semakin meningkat dari Berilium ke Barium. Selain dengan air unsur logam alkali tanah juga bisa bereaksi dengan Oksigen, Nitrogen, dan Halogen.
a. Reaksi dengan air
Berilium tidak bereaksi dengan air, sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin. Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut, Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b. Reaksi dengan Oksigen atau udara
Adanya pemanasan yang kuat menyebabkan logam alkali tanah terbakar di udara membentuk oksida dan nitrida.Logam alkali tanah, kecuali Be dan Mg dengan udara juga dapat berlangsung, tetapi terjadinya korosi yang berlanjut dapat dihambat karena lapisan oksida yang terbentuk melekat kuat pada permukaan logam. Dengan pemanasan, Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logam.Barium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2) 2Mg(s) + O2
(g) → 2MgO(s) Ba(s) + O2(g) (berlebihan) → BaO2(s) Pembakaran Magnesium di
udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2) 4Mg(s) + ½ O2(g) + N2 (g) → MgO(s) + Mg3N2(s) Bila
Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3 Mg3N2(s) + 6H2O(l)
→ 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g) c. Reaksi dengan hidrogen
Adanya pemanasan menyebabkan logam allkali tanah dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrogen. M(s) + H2(g) MH2(s)
d. Reaksi dengan Nitrogen
e. Reaksi Logam Alkali Tanah Dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida, kecuali Berilium.Lelehan halida dari berilium mempunyai daya hantar listrik yang buruk .Hal itu menunjukkan bahwa halida berilium bersifat kovalen.Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F-, maka
BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion. Contoh,
Ca(s) + Cl2(g) → CaCl2(s)
f. Reaksi dengan Asam dan Basa
Semua logam dan alkali tanah bereaksi dengan asam kuat ( seperti HCL) membentuk garam dan gas hidrogen.Reaksi makin hebat dari Be ke Ba. M(s) + 2HCL(aq) MCl2(aq) + H2(g) Salah satu unsur logam alkali tanah yaitu Be, memiliki sifat
amfoter. Berilium selain dapat bereaksi dengan asam kuat juga dapat bereaksi dengan basa kuat. Be(s) + 2NaOH (aq) + H2O(l) Na2Be(OH)4 + H2 (g) BeO(s) +
2NaOH(aq) + H2O(l) Na2Be(OH)4(aq) Be(OH)2(s) + 2NaOH(aq) Na2Be(OH)4(aq) g. Reaksi dengan belerang
