LOGAM ALKALI TANAH. Unsur Golongan II A. Oleh: Arini Fadilah Pendidikan Kimia A Universitas Pendidikan Indonesia (2013)

(1)

LOGAM ALKALI TANAH

Oleh:

Arini Fadilah

1101706

Pendidikan Kimia A 2011

Unsur Golongan II A

Universitas Pendidikan Indonesia (2013)

(2)

SISTEM PERIODIK UNSUR

Golongan II A – Logam Alkali Tanah

Diantara logam alkali tanah, hanya Ra (Radium) yang semua isotopnya bersifat radioaktif sehingga beberapa sifat reaksinya tidak sesederhana logam golongannya. Oleh karena itu, pembahasan hanya mencakup kelima unsur pertama golongan ini.

Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Pendahuluan

(3)

Mengapa disebut Logam Alkali Tanah?

Unsur-unsur golongan IIA disebut

logam alkali tanah

. Disebut

alkali

karena mempunyai sifat alkalin atau basa ketika direaksikan dengan

air. Disebut istilah

tanah

karena oksidasinya sukar larut dalam air dan

banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi.

Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Alkali (Gol. I A)

(4)

1. Wujud Zat

No Logam Wujud Zat Gambar

1. Be (Berilium) Putih-terang Elastisitas tinggi Ringan 2. Mg (Magnesium) Putih-keperakan Ringan Dapat ditempa 3. Ca (Kalsium) Warna keperakan Sedikit agak keras Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Pendahuluan

(5)

No Logam Wujud Zat Gambar

1. Sr

(Strontium)

Warna keperakan tapi tampak kuning karena

oksidanya Lunak 2. Ba (Barium) Putih-keperakan (mirip logam Pb) Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Alkali (Gol. I A)

(6)

2. Sifat Fisika

Be Mg Ca Sr Ba Z 4 12 20 38 56 El. Val 2s2 _3s2 _4s2 _5s2 _6s2 r _atom(pm) 89 136 174 191 198 r _ion(pm) 31 65 99 113 135 EI ke-1 (kJ/mol) 899 738 590 540 503 EI ke-2 (kJ/mol) 1757 1450 1145 1059 960 Ar (g/mol) 9,0122 24,305 40,08 87,62 137,33 ρ (g/mL) 1,848 1,738 1,55 2,54 3,5 T. Leleh (⁰C) (1278±5) (648,8±0,5) 839 769 725 T. Didih (⁰C) 2970 1090 1484 1384 1640 Keelektro-negatifan (skala Pauling) 1,57 1,31 1,00 0,95 0,89 Warna Nyala

Reaksi Putih Putih

Merah-jingga Merah Hijau

(7)

2. a. Energi Ionisasi

Naiknya nomor atom (Z) dari Be → Ba, semakin bertambah kulit atom maka semakin jauh elektron terluarnya dari inti atomnya. Akibatnya tarikan inti terhadap elektron valensinya semakin lemah, energi ionisasi semakin kecil (semakin mudah melepas elektron(membentuk ion dengan muatan/biloks +2)).

Be Mg Ca Sr Ba Z 4 12 20 38 56 El. Val 2s2 _3s2 _4s2 _5s2 _6s2 EI ke-1 (kJ/mol) 899 738 590 540 503 EI ke-2 (kJ/mol) 1757 1450 1145 1059 960 Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Alkali (Gol. I A)

(8)

2. b. Titik Leleh dan Titik Didih

Titik leleh dan titik didih logam alkali tanah harganya lebih tinggi dari logam alkali (lihat data titik leleh dan titik didih logam alkali). Ini berarti bahwa logam alkali tanah lebih keras dari logam alkali.

2. c. Jari-jari Atom dan Jari-jari Ion

Naiknya nomor atom (Z) dari Be → Ba, semakin bertambah kulit atom maka semakin jauh elektron terluarnya dari inti atomnya. Akibatnya jari-jari atom dan jari-jari ionnya pun semakin besar.

Be Mg Ca Sr Ba T. Leleh (⁰C) (1278±5) (648,8±0,5) 839 769 725 T. Didih (⁰C) 2970 1090 1484 1384 1640 Be Mg Ca Sr Ba Z 4 12 20 38 56 r _atom(pm) 89 136 174 191 198 r _ion(pm) 31 65 99 113 135 Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Pendahuluan

(9)

2. e. Keelektronegatifan (Skala Pauling)

Keelektronegatifan dipengaruhi oleh ukuran atom dan jarak yang relatif besar antara elektron terluar dengan inti. Dengan harga keelektronegatifan yang kecil, atom logam alkali tanah cenderung melepaskan elektron dan menjadi ion positif.

Be Mg Ca Sr Ba

Warna Nyala

Reaksi Putih Putih

Merah-jingga Merah Hijau

Be Mg Ca Sr Ba El. Val 2s2 _3s2 _4s2 _5s2 _6s2 Keelektro-negatifan (skala Pauling) 1,57 1,31 1,00 0,95 0,89 Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Alkali (Gol. I A)

(10)

2. f. Kelarutan Senyawa Alkali Tanah

Dari Be → Ba :

BeSO₄ → MgSO₄ → CaSO₄ → SrSO₄ → BaSO₄ Semakin sukar larut

Be(OH)₂ → Mg(OH)₂ → Ca(OH)₂ → Sr(OH)₂ → Ba(OH)₂ Semakin mudah larut

Perbedaan tersebut disebabkan oleh jenis dan ukuran anionnya, yaitu ukuran SO₄2-_jauh

lebih besar dari ukuran OH-_.

Pada senyawa MSO₄ ukuran ion M2+_(Be2+_{hingga Ba}2+_{) jauh lebih kecil dari ukuran}

anionnya, sehingga pengaruh M2+_{terhadap SO}

42- dapat dianggap sama; energi kisi

kristal BeSO₄ hingga BaSO₄ dapat dianggap relatif sama. Ketika melarut, hanya energi hidrasi yang berpengaruh. Karena ukuran Be2+_{paling kecil, ia paling cepat berikatan}

dengan partikel pelarut dan BeSO₄ paling mudah larut, sementara BaSO₄ paling sukar larut.

Sedangkan pada M(OH)₂, ukuran anion OH-_{lebih kecil dari ukuran M}2+_{. Ketika melarut,}

energi kisi yang paling berpengaruh. Be(OH)₂ paling terikat kuat sedangkan Ba(OH)₂ paling lemah dan untuk memutus kisi kristal yang kuat butuh energi besar (sukar melarut). OH- _SO 42- CO32- C2O42- CrO42- Be2+ _{2 x 10}-26 _- _- _- _- Mg2+ _{9 x 10}-12 _- _{1 x 10}-5 _{9 x 10}-5 _- Ca2+ _{1 x 10}-6 _{2 x 10}-5 _{5 x 10}-9 _{1 x 10}-9 _{7 x 10}-4 Sr2+ _{3 x 10}-4 _{8 x 10}-7 _{7 x 10}-10 _{6 x 10}-8 _{4 x 10}-5 Ba2+ _{5 x 10}-3 _{2 x 10}-9 _{2 x 10}-9 _{2 x 10}-8 _{9 x 10}-11 Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Pendahuluan

(11)

1. Sifat Ionik (Sifat Logam)

Tidak semuanya senyawa pada golongan alkali tanah bersifat ionik.

Senyawa Be dan Mg tidak sepenuhnya bersifat ion tetapi memiliki karakter kovalen. Sebab kation Be2+_{dan Mg}2+_{berukuran kecil tapi bermuatan besar}

sehingga memberi efek mempolarisasi pada anion terikatnya. Akibatnya, ikatan yang terbentuk cenderung membentuk ikatan kovalen terutama pada

unsur Be. Bahkan ion Be2+_{cenderung membentuk ion-ion kompleks.}

2. Sifat Reduktor

Ket: Tanda (-) → reduksi

Energi ionisasi dan potensial reduksi Be adalah yang paling kecil sedangkan

Ba paling besar. Berarti Be merupakan reduktor paling lemah dan Ba paling

kuat.

Dari Be → Ba sifat reduktor semakin kuat.

(Sifat Kimia selanjutnya ada pada Reaksi-reaksi pada Senyawa)

Be Mg Ca Sr Ba Potensial Reduksi -1,85 -2,36 -2,87 -2,89 -2,91 Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Alkali (Gol. I A)

(12)

3. Kereaktifan

Naiknya

nomor atom

(Z) dari Be → Ba, semakin bertambah kulit

atomnya, akibatnya tarikan inti terhadap elektron valensinya

semakin lemah, energi ionisasi pun semakin kecil. Dengan kata

lain berarti atom Ba paling mudah menjadi ion atau atom Ba

paling reaktif

di antara logam alkali tanah.

Dari Be → Ba : kereaktifan semakin meningkat.

(13)

Logam alkali tanah tidak terdapat bebas di alam, tetapi terikat dalam bentuk senyawanya.

•Beril

(3BeSiO₃.Al₂(SiO₃)₃) •Bertandit

•Krisoberil •Fenasit

Be

•Magnesit (MgCO3)

•Dolomit (CaCO3.MgCO3)

•Epsomit (MgSO4.7H2O) •Kiserit (MgSO4.3H2O) •Kaimit (KCl.MgSO4.3H2O) •Olivin (Mg2SiO4) •Asbes (CaMg(SiO3)4)

Mg

•Dolomit (CaCO3.MgCO3)

•Batu kapur/marmer (CaCO3)

•Gips (CaSO4.2H2O)

•Fosforit (Ca3(PO4)2)

•Fluorit (CaF2)

•Apatit (Ca3(PO4)2CaF2)

Ca

•Selesit (SrSO4₎ •Stronsianit (SrCO₃)

Sr

•Barit (BaSO₄) •Witerit (BaCO₃)

Ba

(14)

1. Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air

Be tidak bereaksi dengan air, sedangkan logam Mg bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam Ca, Sr, Ba bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin.

Contoh: Ca(s) + 2H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + H₂(g)

2. Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen

Logam alkali tanah di udara akan berkorosi, kecuali Be dan Mg. Dengan pemanasan, Be dan Mg dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida Be dan Mg yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan

logam.

Contoh: 2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s)

Pembakaran Mg di udara dengan oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (MgN₂). Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan nitrida, dengan demikian nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan alkali tanah.

Contoh: 4Mg(s) + ½ O₂(g) + N₂(g) → MgO(s) + Mg₃N₂(s) Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Pendahuluan

(15)

3. Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen

Semua logam alkali tanah bereaksi dengan halogen secara cepat membentuk garam halida, kecuali Be. Karena daya polarisasi ion Be2+

terhadap pasangan elektron halogen (kecuali F-_{), maka BeCl}

2 berikatan

kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion. Contoh: Ca(s) + Cl₂(g) → CaCl₂(s)

4. Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Asam-Basa

Semua logam alkali tanah bereaksi dengan asam kuat. Makin ke bawah (dari Be → Ba) makin reaktif. Membentuk garam dan gas hidrogen.

Contoh: Sr(s) + 2HCl(aq) → SrCl₂(aq) + H₂(g)

Semua logam alkali tanah bereaksi dengan basa kuat. Membentuk Be(OH)₄2-_{dan gas H}

2.

Contoh: Be(s) + 2NaOH(aq) → Na₂Be₄(OH)(aq) + H₂(g)

(16)

Kegunaan Logam Alkali Tanah

Be

•Sebagai komponen alloy tembaga-berilium dalam elektroda •Komponen bahan untuk pesawat terbang, peluru kendali, dan roket

Mg

•Lampu fotografi (lampu blitz) •Paduan logam (dengan Al) untuk logam rangka pesawat terbang •Zat aditif pada bahan bakar

Ca

•Paduan logam (aloy) •Reduktor pada pengolahan bijih logam •Bahan semen •Pengisi dan pelapis kertas

Sr

•Pembuat an tabung kaca TV-berwarna •Pemberi warna pada kembang api

Ba

•Sebagai getter pada tabung vakum •Memban tu dalam pembuat an foto sinar X Sifat Fisika Sifat Kimia Kelimpahan Unsur di Alam Reaksi-reaksi pada Logam Alkali Tanah Kegunaan Persamaan dengan Logam Pendahuluan

(17)

Persamaan Logam Alkali dengan Logam Alkali

Tanah

1. Hanya membentuk satu jenis ion; hanya memiliki

bilangan oksidasi tunggal

2. Logamnya paling reaktif di antara semua golongan

unsur. (Logam paling reaktif setelah logam alkali)

Sebab logam alkali tanah lebih sulit menjadi ion (konfigurasi

stabil) dibandingkan logam alkali, karena harus melepaskan

2e

-

_{sedangkan logam alkali hanya 1e}

-

_{. Pelepasan 2e-}

membutuhkan energi ionisasi lebih besar daripada

pelepasan 1e-. Oleh karena itu, logam alkali tanah kurang

reaktif dibandingkan dengan logam alkali.

3. Bersifat sebagai reduktor kuat. (Sifat reduktornya

lebih lemah dari logam alkali)

Sebab nilai potensial oksidasi logam alkali tanah lebih kecil

dari logam alkali, sehingga daya reduksinya (sifat reduktor)

lebih lemah dari logam alkali.

(18)