Unsur Golongan Alkali
BAB I
PENDAHULAN
A. Latar Belakang
Kata alkali berasal dari bahasa arab yang berarti abu, air abu bersifat basa.Kata alkali ini menunjukkan bahwa kecenderungan sifat logam alkali adalah membentuk basa.Alkali merupakan unsure logam yang sangat reaktif. Logam alkali adalah logam golongan IA yang terdiri dari Litium (Li), Natrium (Na), Kalium(K), Rubidium (Rb), Sesium (Cs), dan Fransium (Fr).
Unsur pada golongan IA ini memiliki sifat, yakni suatu reduktor, pembentuk basa, dan mempunyai warna nyala yang indah, sehingga digunakan sebagai kembang api.Semua unsur pada kelompok ini sangat reaktif sehingga secara alami tak pernah ditemukan dalam bentuk tunggal. Untuk menghambat reaktivitas, unsur-unsur logam alkali harus disimpan dalam medium minyak.
Kelimpahan unsur Litium, Natrium, Kalium, Rubidium, dan Sesium dalam bumi beraneka ragam. Mereka ditemukan dalam bentuk senyawa, karena sifatnya yang sangat reaktif.
Pembuatan alkali dapat dilakukan dengan mengelektrolisis larutan NaCl menjadi padatan. Logam alkali memiliki peran yang cukup banyak dalam kehidupan sehari-hari, baik dalam bidang industri maupun untuk kepentingan ilmu pengetahuan.
B. Rumusan Masalah
C. Tujuan Penulisan
1. Untuk mengetahui sifat, cara pembuatan, dan kegunaan unsur golongan alkali. 2. Untuk memenuhi nilai ketuntasan dalam pembelajaran, dalam hal ini tugas harian.
D. Manfaat Penulisan
Manfaat penulisan ini adalah sebagai bahan bacaan bagi pembaca untuk menambah pengetahuan.
BAB II
KAJIAN TEORI
A. Unsur-unsur Golongan Alkali
Logam alkali adalah logam golongan IA yang terdiri dari Litium (Li), Natrium (Na), Kalium(K), Rubidium (Rb), Sesium (Cs), dan Fransium (Fr). Namun, unsur Fransium merupakan unsur yang bersifat radioaktif.
B. Sifat-sifat Unsur Golongan Alkali
Beberapa sifat fisik unsur alkali adalah logam lunak, berwarna putih mengkilap, konduktor yang baik, dan mempunyai Titik leleh yang rendah, serta ditemukan dalam bentuk garamnya. Beberapa sifat fisik logam alkali:
Kerapatan (g/cm3) 0.534 0.971 0.862 1.532 1.873
Selain sifat fisik, logam alkali memiliki beberapa sifat kimia antara lain, sangat reaktif, dapat membentuk senyawa basa kuat, dan mudah larut dalam air (kelarutannya semakin ke bawah semakin besar).
Reaksi-reaksi logam alkali sebagai berikut.
1. Reaksi dengan Halogen
Reaksi antara logam alkali dengan halogen berlangsung sangatcepat, membentuk halida logam.
Reaksi: 2 M(s) + X2--> 2 MX(s)
dengan: M = logam alkali (Li, Na, K, Rb, Cs) X = halogen (F, Cl, Br, I)
Reaktifitas logam alkali semakin meningkat jika energi ionisasinyasemakin berkurang, sehingga Cs > Rb > K > Na > Li
2. Reaksi dengan Hidrogen dan Nitrogen
Reaksi: 2 M(s) + H2(g)-->2 MH(s)
Tidak semua logam alkali bereaksi dengan nitrogen, hanya litium yang membentuk litium nitrit (Li3N)
Reaksi: 6 Li(s) + N2(g) -->2 Li3N(s)
C. Keberadaan Unsur Golongan Alkali di Alam
1. Na, K terdapat dalam jumlah yang cukup banyak di air laut , kerak bumi, dan komponen dari tumbuh-tumbuhan.
2. Li, Rb, Cs terdapat dalam jumlah yang relatif sedikit di air laut dan kerak bumi.
3. Fr jarang ditemukan karena merupakan hasil peluruhan bahan radioaktif 227Ac dengan waktu paro 21 menit.
D. Cara Pembuatan Unsur Golongan Alkali
Reaksi pembuatan logam alkali dari senyawanya merupakan reaksi reduksi. Logam-logam alkali dapat diperoleh dari elektrolisis leburan garam-garamnya.Natrium merupakan unsur alkali dengan daya reduksi paling rendah dengan sumber utamanya adalah halit (umumnya dalam bentuk NaCl).
Pembuatan natrium dapat dilakukan dengan proses Downs, yaitu elektrolisis lelehan NaCl. Air asin yang mengandung NaCl diuapkan sampai kering kemudian padatan yang gterbentuk dihancurkan untuk kemudian dilelehkan. Sedangkan untuk mengurangi biaya pemanasan, NaCl dicampur dengan 11/2 bagian CaCl2 untuk menurunkan suhu lebur hingga
580 °C.
Pembuatan:
Logam alkali dibuat dengan elektrolisis cairan garamnya (sebagai klorida). Reaksi : LCl(l) �� L+ + Cl–
E. Kegunaan Unsur Golongan Alkali
Beberapa kegunaan atau manfaat unsur golongan alkali antara lain:
1.
NaCl : garam dapur ( garam meja );pengawet makanan ; bahan baku pembuatan NaOH,Na2CO3,logam Na dan gas klorin2.
Na2CO3 : soda cuci ; pelunak kesadahan air ; zat pembersih peralatan rumah tangga ;pembuat gelas ; industri kertas ; sabun ; deterjen ; minuman botol.
3.
NaHCO3 :soda kue ; campuran pada minuman dalam botol agar menghasilkan CO2 ; bahanpemadam api ; obat-obatan ; bahan pembuat kue ; sebagai larutan penyangga.
4.
NaOCl :zat pengelantang untuk kain.5.
NaNO3 :pupuk ; bahan pembuatan senyawa nitrat yang lain.6.
Na2SO4 :garam glauber atau garam inggris ; obat pencahar ; zat pengering untuk senyawaorganik.
7.
KBr :digunakan sebagai obat penenang saraf (sedatif) ; pembuat plat fotografiBAB III
PEMBAHASAN
Nama “alkali” berasal dari bahasa Arab, al-qali,yang artinya “abu”,sebab para ilmuan Muslim pada abad pertengahan mendapatkan garam-garam alkali dari abu tumbuhan laut yang dibakar. Dalam Sistem Periodik Unsur, unsur-unsur yang terletak pada golongan IA yaitu litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs) dan fransium (Fr) disebut logam alkali.
B. Sifat-sifat Unsur Golongan Alkali
Berdasarkan konfigurasi elektron diketahui semua unsur alkali memiliki 1 elektron yang terletak pada kulit terluar. Persamaan ini menyebabkan unsur-unsur alkali memiliki sifat kimia yang mirip.
1. Sifat Fisik Unsur golongan Alkali
Secara umum, logam alkali ditemukan dalam bentuk padat, kecuali sesium yang berbentuk cair. Padatan logam alkali sangat lunak seperti sabun atau lilin sehingga dapat diiris menggunakan pisau. Hal ini disebabkan karena logam alkali hanya memiliki satu elektron pada kulit terluarnya. Beberapa sifat fisik logam alkali seperti yang tertera di bawah ini.
Sifat Litium Natrium Kalium Rubidium Sesium
No. Atom 3 11 19 37 55
Konfigurasi
elektron [He] 2s1 [Ne] 3s1 [Ar] 4s1 [Kr] 5s1 [Xe] 6s1
biru
Potensial reduksi -3,04 -2,71 -2.92 -2,92 -2,92
Kereaktifan logam alkali berkaitan dengan elektron valensinya yang berjumlah satu dan mudah lepas. Kereaktifan itu bertambah makin besarnya jari-jari logam alkali. Jadi, dari litium ke fransium makin reaktif. Berdasarkan tabel di atas, dalam satu golongan jari-jari atom dan massa jenis logam alkali bertambah, sedangkan titik didi, titik leleh, energi ionisasi, dan keelektronegatifan berkurang. Selain litium, potensial reduksi alkali dari atas ke bawah cenderung bertambah (negatif). Litium merupakan unsur yang memiliki potensial reduksi yang paling besar. Hal ini disebabkan volume atom litium sangat kecil sehingga terletak pada periode kedua.
Warna nyala yang dihasilkan oleh suatu unsur disebut sprektum emisi. Spektrum emisi yang dihasilkan berkaitan dengan model atom Neils Bohr. Ketika atom diberikan sejumlah energi, elektron-elektron yang berada pada keadaan dasar akan tereksitasi menuju kulit yang lebih tinggi dengan ringkat energi yang lebih tinggi. Elektron yang tereksitasi dapat kembali keadaan dasar atau mengimisi dengan memancarkan sejumlah energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang (λ) tertentu. Spektrum emisi terjadi ketika larutan garamnya dibakar menggunakan nyala bunsen. Spektrum emisi yang dihasilkan setiap unsur berbeda antara yang satu dengan yang lainnya.
2. Sifat Kimia Unsur golongan Alkali
Logam alkali merupakan unsur logam yang sangat reaktif dibanding logam golongan lain. Hal ini disebabkan pada kulit terluarnya hanya terdapat satu elektron dan energi ionisasi yang lebih kecil dibanding unsur golongan lain. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, kereaktifan logam alkali makin bertambah seirng bertambahnya nomor atom.
Ø Reaksi dengan Air
kuat sifat logamnya basa yang dihasilkan makin kuat pula, dengan demikian basa paling kuat yaitu dihasilkan oleh sesium. Reaksi antara logam alkali dan air adalah sebaga berikut:
2M(s) + 2H2O(l) ―→ 2MOH(aq) + H2(g) (M = logam alkali)
Reaksi antara logam alkali dengan air merupakan reaksi yang eksotermis. Li bereaksi dengan tenang dan sangat lambat, Natrium dan kalium bereaksi dengan keras dan cepat, sedangkan rubidium dan sesium bereaksi dengan keras dan dapat menimbulkan ledakan.
Ø Reaksi dengan Udara
Logam alkali pada udara terbuka dapat bereaksi dengan uap air dan oksigen. Untuk menghindari hal ini, biasanya litium, natrium dan kalium disimpan dalam minyak atau minyak tanah untuk menghindari terjadinya kontak dengan udara.
Litium merupakan satu-satunya unsur alkali yang bereaksi dengannitrogen membentuk Li3N. Hal ini disebabkan ukuran kedua atom yang tidak berbeda jauh dan struktur yang dihasilkanpun sangat kompak dengan energi kisi yang besar.
Produk yang diperoleh dari reaksi antara logam alkali dengan oksigenyakni berupa oksida logam. Berikut reaksi yang terjadi antara alkali dengan oksigen
4M + O2 ―→ 2L2O (L = logam alkali)
Pada pembakaran logam alkali, oksida yang terbentuk bermacam-macam tergantung pada jumlah oksigen yang tersedia. Bila jumlah oksigen berlebih, natrium membentuk peroksida, sedangkan kalium, rubidium dan sesium selain peroksida dapat pula membentuk membentuk superoksida. Persamaan reaksinya
Na(s) + O2(g) ―→ Na2O2(s)
L(s) + O2(g) ―→ LO2(s) (L = kalium, rubidium dan sesium)
Dengan pemanasan logam alkali dapat bereaksi dengan hidrogenmembentuk senyawa hidrida. Senyawa hidrida yaitu senyawaan logam alkali yang atom hidrogen memiliki bilangan oksidasi -1.
2L(s) + H2(g) ―→ 2LH(s) (L = logam alkali)
Ø Reaksi dengan Halogen
Unsur-unsur halogen merupakan suaru oksidator sedangkan logam alkali merupakan reduktor kuat. Oleh sebab itu reaksi yang terjadi antara logam alkali dengan halogen merupakan reaksi yang kuat. Produk yang diperoleh dari reaksi ini berupa garam halida.
2L + X2 ―→ 2LX (L = logam alkali, X = halogen)
Ø Reaksi dengan Senyawa
Logam-logam alkali dapat bereaksi dengan amoniak bila dipanaskan dan akan terbakar dalam aliran hidrogen klorida.
2L + 2HCl ―→ LCl + H2
2L + 2NH3 ―→ LNH2 + H2 L = logam alkali
C. Keberadaan Unsur Golongan Alkali di Alam
Di alam tidak terdapat dalam keadaan bebas, melainkan dalam keadaan terikat dalam bentuk senyawa. Berikut ini tabel kadar unsur-unsur alkali di kerak bumi dalam satuan bpj (bagian per sejuta).
Sebagai unsur-unsur alkali yang paling banyak dijumpai di alam, tidak aneh jika unsur natrium dan kalium ikut berperan dalam metabolisme pada makhluk hidup. Pada tubuh manusia 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.
D. Cara Pembuatan Unsur Golongan Alkali
Semua logam alkali hanya dapat diisolasi dari leburan garam halidanya melalui proses elektrolisis. Garam-garam halida mempunyai titik lebur yang sangat tinggi, oleh karena itu umumnya ditambahkan garam halida yang lain untuk menurunkan titik lebur garam halidanya.
1. Elektrolisis Litium
Sumber logam litium adalah spodumene (LiAl(SO)3). Spodumene dipanaskan pada suhu 100 oC kemudian ditambah H2SO4 pekat panas sehingga diperoleh Li2SO4. Campuran yang terbentuk dilarutkan ke dalam air. Larutan Li2SO4 ini kemudian direaksikan dengan Na2CO3. Dari reaksi ini terbentuk endapan Li2CO3. Li2SO4(aq)+ Na2CO3(aq)―→ Li2CO3(s)+ Na2SO4(aq)
Setelah dilakukan pemisahan Li2CO3 yang diperoleh direaksikan dengan HCl sehingga diperoleh garam LiCl. Li2CO3(s)+ 2HCl(aq)―→ 2LiCl + H2O+ CO2
Garam LiCl ini yang akan digunakan sebagain bahan dasar elektrolisis litium. Namun karena titik lebur LiCl yang sangat tinggi sekitar 600 °C maka ditambahkan KCl dengan perbandingan volume 55% LiCl dan 45% KCl. Penambahan KCl ini bertujuan untuk menurunkan titik lebur LiCl menjadi 430 ºC. Reaksi yang terjadi pada proses elektrolisis Li adalah sebagai berikut
Katoda : Li+ + e―→ Li Anoda : 2Cl‾―→ Cl2 + 2e
Selama elektrolisis berlangsung ion Li+ dari leburan garam klorida akan bergerak menuju katoda. Ketika
proses selanjutnya sesuai keperluan. Sedangkan ion Cl‾ akan bergerak menuju anoda yang kemudian direduksi menjadi gas Cl2.
2. Elektrolisis Natrium
Natrium dapat diperoleh dari elektrolisis leburan NaCl dengan menambahkan CaCl2 menggunakan
proses downs cell. Penambahan CaCl2bertujuan menurunkan titih leleh NaCl dari 801ºC menjadi 580 ºC.
Proses ini dilakukan dalam sel silinder meggunakan anoda dari grafit dan katoda dari besi atau tembaga. Selama proses elektrolisis berlangsung, ion-ion Na+bergerak menuju katoda kemudian mengendap dan
menempel pada katoda, sedangkan ion Cl‾ memebntuk gas Cl2 pada anoda. Reaksi yang terjadi pada proses
elektrolisis natrium dari lelehan NaCl:
Kalium, rubidium, dan sesium tidak dapat diperoleh dengan proses elektrolis karena logam-logam yang terbentuk pada anoda akan segera larut kembali dalam larutan garam yang digunakan. Oleh sebab itu untuk memperoleh Kalium, rubidium, dan sesium dilakukan melalui metode reduksi.
Proses yang dilakukan untuk memperoleh ketiga logam ini serupa yaitu dengan mereaksikan lelehan garamnya dengan natrium.
Na + LCl ―→ L + NaCl (L= kalium, rubidium dan sesium)
Dari reaksi di atas L dalam bentuk gas yang dialirkan keluar. Gas yang keluar kemudian dipadatkan dengan menurunkan tekanan atau suhu sehingga terbentuk padatan logam L. Karena jumlah produk berkurang maka reaksi akan bergeser ke arah produk. Demikian seterusnya hingga semua logam L habis bereaksi.
E. Kegunaan Unsur Golongan Alkali
1. Logam alkali
Logam alkali mempunyai kegunaan sebagai berikut.
Ø Logam alkali Na bisa digunakan sebagai lampu penerangan karena mampu menem-bus kabut.Selain itu, Na bisa juga digunakan pada pembuatan TEL (ditambahkan pada bensin). Ø Logam alkali/ karena mempunyai titik leleh yang rendah, bisa digunakan sebagai medium pemindahan panas pada reaktor nuklir.
2. Senyawa Alkali
Senyawa alkali mempunyai kegunaan sebagai berikut.
Ø NaCl. Senyawa alkali NaCI bisa digunakan sebagai garam dapur dan pengawet makanan. Ø NaOH. senyawa alkali NaOH bisa digunakan pada pembuatan sabun, kertas, dan tekstil. Ø Na2C03. Senyawa alkali Na2CO3 bisa digunakan sebaqai pembersih peralatan rumah tangga.
Ø NaHCO3. Senyawa alkali NaHC03 bisa digunakan sebagai bahan pembuat kue dan campuran
pada minuman yang menghasilkan C02.
Ø Na-Benzoat. Senyawa Na-benzoat bisa digunakan sebagai pengawet makanan dalam kaleng. Ø Na-Glutamat. Senyawa alkali Na-glutamat bisa digunakan pada pembuatan penyedap rasa (vetsin).
Ø Na-Salisilat. Senyawa alkali Na-salisilat, dalam bidang farmasi, bisa digunakan sebagai obat penurun panas.
Ø KCI. Senyawa alkali KCI, dalam bidang pertanian, bisa digunakan sebagai pupuk tanaman. Ø KOH. Senyawa alkali KOH bisa digunakan pada pembuatan sabun mandi.
Ø KCIO3. Senyawa alkali KC1O3 bisa digunakan sebagai bahan korek api dan zat peledak.
Ø KIO3. Senyawa alkali KIO3 bisa digunakarl sebagai campuran garam dapur, yakni sebagaj
sumber iodin.
BAB IV
KESIMPULAN & SARAN
A. KESIMPULAN
(Cs) dan francium (Fr). Disebut logam alkali karena oksidanya dapat bereaksi dengan air menghasilkan larutan yang bersifat basa (alkaline). Logam Alkali juga memiliki sifat-sifat fisika dan kimia, seperti logam alkali berbentuk padatan kristalin, merupakan penghantar panas dan listrik yang baik, merupakan reduktor paling kuat, mudah bereaksi dengan air, sehingga logam harus disimpan dalam minyak tanah, dan lain-lain. Logam alkali juga memiliki kelimpahan di alam yang berbeda-beda, misalnya natrium yang merupakan unsur terbanyak yang ada di alam. Logam alkali ini juga dapat dibuat, baik melalui proses elektrolisis untuk logam alkali, dan reduksi untuk senyawa alkali. Selain itu, logam alkali memiliki benyak peran dalam kehidupan sehari-hari, baik dibidang industri maupun di laboraratorium sebagai ilmu pengetahuan.
B. SARAN
1. Bagi para pembaca makalah ini, sebaiknya tidak merasa puas, karena masih banyak ilmu-ilmu yang dapat diperoleh dari berbagai sumber.
