Alkali dan Alkali Tanah
ALKALI (IA): Li, Na, K, Rb, Cs, Fr dan ALKALI TANAH (IIA): Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
Punya elektron valensi 1 untuk alkali dan 2 untuk alkali tanah. Berwujud padat pada suhu kamar
Sifat logam dan reduktor kuat (alkali > alkali tanah)
Logam alkali pada umumnya lunak dan berwarna putih keperakan serta dapat diiris. Energi ionisasi kecil, mudah melepas elektron, mudah dioksidasi dan reaktif. Di alam tidak ditemukan dalam keadaan bebas.
Mudah bereaksi dengan air, makin ke bawah makin eksplosif.
Untuk alkali : L + H2O → LOH + H2 Untuk alkali tanah : L + H2O → L(OH)2 + H2
Kecuali: Be (tidak bereaksi) dan Mg (harus dengan air panas)
Reaksi nyala
Alkali Nyala Alkali tanah Nyala
Li Merah Be Putih
Na Kuning Mg Putih
K Ungu Ca Jingga
Rb Merah Sr Merah
Li bereaksi dengan N2: 6Li + 3N2 → 2Li3N Alkali dengan oksigen: 4L + O2 → 2L2O
Jika disertai pemanasan akan membentuk peroksida: 2L + O2 → LO2 Jika oksigennya berlebih akan membentuk superoksida: L + O2 → LO2 Sifat basanya: CsOH > RbOH > KOH > NaOH > LiOH Air sadah : air yang mengandung ion Ca2+ dan Mg2+
Air sadah sementara: mengandung Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2 dapat dihilangkan dengan pemanasan.
Air sadah tetap: mengandung CaCl2, CaSO4, MgCl2, dan MgSO4 dapat dihilangkan dengan penambahan soda (Na2CO3), resin, ataupun zeolit.
Pembuatan: melalui elektrolisis larutan/leburan garam halidanya. 2NaCl(l) → 2Na(s) + Cl2(g)
Kelarutan dalam air:
Ion OH- SO
42- CO32- C2O42- CrO4
2-Mg2+ Putih tebal - Putih -
-Ca2+ Putih tipis Putih tipis Putih Putih tipis
-Sr2+ - Putih Putih tebal Putih Putih tipis
Ba2+ - Putih tebal Putih tabal Putih tebal Putih tebal
Kegunaan:
NaOH (soda kaustik) Untuk bahan utama industri sabun, kertas,d an tekstil
Na2CO3 (soda abu) Untuk pelunak kesadahan air, pembersih peralatan rumah tangga
NaHCO3 (soda kue) Untuk pengembang roti dan minuman bersoda (CO2)
NaNO3 Untuk pupuk
Na2SO4 (garam glauber) Untuk obat cuci perut/pencahar
NaOCl Untuk zat penggelantang
Na2S2O3 Untuk laruan pencuci (‘hipo’) pada fotografi
Na-benzoat Untuk pengawet makanan dalam kaleng.
Na-sitrat Untuk zat anti beku darah
Na-glutamat Unutk penyedap masakan (vetsin)
KOH Untuk bahan pembuat sabun mandi
KNO3 Untuk bahan pembuat mesiu, bahan pembua HNO3
K-Sitrat Untuk obat diuretik dan saluran kemih
K2O2 Untuk cadangan oksigen dalam pertambangan atau kapal selam
KClO3 Untuk bahan pembuat korek api, mercon, bahan peledak
MgSO4 (garam inggris/garam Epsom)
Untuk obat pencahar
MgCO3 Untuk bahan cat/campuran asbes, untuk melapisi pipa-pipa panas
CaSO4 Untuk bahan semen
CaSO4.2H2O Untuk gips
CaCO3 Untuk pabrik baja, bahan bangunan
CaC2 Untuk bahan pembuat gas asetilena/karbit/etuna
CaOCl2 Untuk kapor klor
Ca(H2PO4)2 Disebut TSP atau pupuk super phosphat
BaCl2 Untuk bahan penyamak kulit
BaCO3 Untuk racun tikus
BaSO4 Untuk pembuatan foto sinar X pada perut
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa. Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya. Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara, yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis.
Ekstraksi Berilium (Be)
Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2. Sebelum mendapatkan BeF2,
kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiF6 hingga 700 0C. Karena beril adalah
sumber utama berilium. BeF2 + Mg à MgF2 + Be
Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium juga kita dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah
NaCl. Karena BeCl2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl.
Reaksi yang terjadi adalah : Katoda : Be2+ + 2e- à Be
Anode : 2Cl- à Cl 2 + 2e
-Ekstraksi Magnesium (Mg)
Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomit [MgCa(CO3)2] karena
dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. lalu MgO.CaO. dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg. 2[ MgO.CaO] + FeSi à 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO. Reaksi yang terjadi :
CaO + H2O à Ca2+ + 2OH
-Mg2+ + 2OH- à Mg(OH) 2
Mg(OH)2 + 2HCl à MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode : Mg2+ + 2e- à Mg
Anode : 2Cl- à Cl 2 + 2e
-Ekstraksi Kalsium (Ca)
Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan
kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang
terjadi :
CaCO3 + 2HCl à CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi
yang terjadi :
Katoda ; Ca2+ + 2e- à Ca
Anoda ; 2Cl- à Cl 2 + 2e
-Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2 oleh Na. Reduksi CaO oleh Al
Untuk mendapatkan Strontium (Sr), Kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2.
Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4]. Karena Senyawa selesit merupakan
sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi ; katode ; Sr2+ +2e- à Sr
anoda ; 2Cl- à Cl 2 + 2e
-Ekstraksi Barium (Ba)
Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2
barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi :
katode ; Ba2+ +2e- à Ba
anoda ; 2Cl- à Cl 2 + 2e
-Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :
Unsur Golongan Alkali
Tante Win Yang Seksi Reply 11:51 AM A+ A-
Unsur-unsur golongan IA disebut juga logam alkali. Unsur-unsur alkali merupakan logam yang sangat reaktif. Menurut sobat Materi Kimia SMA, kenapa unsur golongan alkali sangat reaktif? Kereaktifan unsur alkali disebabkan kemudahan melepaskan elektron valensi pada kulit ns1 membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +1. Oleh sebab itu, unsur-unsur
logam alkali tidak ditemukan sebagai logam bebas di alam, melainkan berada dalam bentuk senyawa.
Kelimpahan Unsur Logam Alkali di Alam
Sumber utama logam alkali adalah air laut. Air laut merupakan larutan garam-garam alkali dan alkali tanah dengan NaCl sebagai zat terlarut utamanya. Jika air laut diuapkan, garam-garam yang terlarut akan membentuk kristal.
Selain air laut, sumber utama logam natrium dan kalium adalah deposit mineral yang
ditambang dari dalam tanah, seperti halit (NaCl), silvit (KCl), dan karnalit (KCl.MgCl.H2O).
Mineral-mineral ini banyak ditemukan di berbagai belahan bumi.
Pembentukan mineral sebagai mineral. Kemudian, secara perlahan mineral tersebut tertimbun oleh debu dan tanah sehingga banyak ditemukan tidak jauh dari pantai.
Logam alkali lain diperoleh dari mineral aluminosilikat. Litium terdapat dalam bentuk spodumen, LiAl(SiO3)2. Rubidium terdapat dalam mineral lepidolit. Cesium diperoleh dari
pollusit yang sangat jarang, CsAl(SiO3)2.H2O. Fransium bersifat radioaktif.
Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali
Unsur-unsur alkali semuanya logam yang sangat reaktif dengan sifat-sifat fisika ditunjukkan pada Tabel berikut.
Semua unsur golongan IA berwarna putih keperakan berupa logam padat, kecuali cesium berwujud cair pada suhu kamar. Natrium merupakan logam lunak dan dapat dipotong dengan pisau. Kalium lebih lunak dari natrium.
Pada tabel disamping tampak bahwa logam litium, natrium, dan kalium mempunyai massa jenis kurang dari 1,0 g cm–3 . Akibatnya, logam tersebut terapung dalam air. Akan tetapi,
ketiga logam ini sangat reaktif terhadap air dan reaksinya bersifat eksplosif disertai nyala.
Sifat-sifat fisika logam seperti lunak dengan titik leleh rendah menjadi petunjuk bahwa ikatan logam antaratom dalam alkali sangat lemah. Ini akibat jari-jari atom logam alkali relatif besar dibandingkan unsur-unsur lain dalam satu periode. Penurunan titik leleh dari litium ke cesium disebabkan oleh jari-jari atom yang makin besar sehingga mengurangi kekuatan ikatan antaratom logam.
Logam-logam alkali merupakan reduktor paling kuat, seperti ditunjukkan oleh potensial reduksi standar yang negatif pada tabel disamping.
Keelektronegatifan logam alkali pada umumnya rendah (cesium
paling rendah), yang berarti logam tersebut cenderung membentuk kation. Sifat ini juga didukung oleh energi ionisasi pertama yang rendah, sedangkan energi ionisasi kedua sangat tinggi sehingga hanya ion dengan biloks +1 yang dapat dibentuk oleh logam alkali.
Semua logam alkali dapat bereaksi dengan air. Reaksinya melibatkan pergantian hidrogen dari air oleh logam membentuk suatu basa kuat disertai pelepasan gas hidrogen. 2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)
Kereaktifan logam alkali terhadap air menjadi sangat kuat dari atas ke bawah dalam tabel periodik. Sepotong logam litium jika dimasukkan ke dalam air akan bergerak di sekitar permukaan air disertai pelepasan gas H2. Kalium bereaksi sangat dahsyat disertai ledakan dan
nyala api berwarna ungu.
Dalam udara terbuka, logam alkali bereaksi dengan oksigen membentuk oksida. Litium membentuk Li2O, natrium membentuk Na2O, tetapi produk yang dominan adalah natrium
peroksida (Na2O2).
Jika kalium dibakar dengan oksigen, produk dominan adalah kalium superoksida (KO2),
suatu senyawa berwarna kuning-jingga. Oksida ini merupakan senyawa ion dari ion K+ dan
ion O2– .
Jika logam alkali atau senyawanya dibakar dalam nyala bunsen, akan tampak warna yang khas untuk setiap logam alkali. Warna-warna tersebut menjadi petunjuk adanya logam alkali di dalam suatu sampel.
Unsur alkali adalah unsur-unsur golongan 1A dalam tabel unsur, yaitu Li (litium), Na(natrium), K ( kalium), Rb (rubidium), Cs ( sesium), dan fr ( fransium ). Fransium merupakan zatradioaktif. Semuanya merupakan unsur logam yang lunak ( mudah diiris dengan pisau ). Padasaat logam dibersihkan, terlihat warna logam putih mengkilap ( seperti perak ).Disebut logam alkali karena oksidanya mudah larut dalam air dan menghasilkan larutanyang bersifat basa (alkalis). Semua logam alkali sangat reaktif sehingga di alam tidak pernah diperoleh dalamkeadaan bebas. Di alam terdapat dalam bentuk senyawa.
Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali
A. Sifat Periodik dan Fisika Unsur Logam Alkali
Sifat unsur logam alkali terutama ditentukan oleh kecendrungannya melepaskan satu elektron. Perbedaan sifat unsur yang satu dengan yang lain menunjukkan keteraturan dari atas ke bawah dalam sistem periodik, seperti terlihat pada tabel di bawah ini.
UNSUR 3Li 11Na 19K 37Rb 55Cs
1. Konfigurasi elektron [G] ns1
2. Massa atom
3. Jari-jari atom (n.m)
4. Keelektronegatifan
Rendah (antara 0.7 - 1.0)
Di atas suhu kamar (antara 28.7o - 180.5
6. Energi ionisasi (kJ/mol)
Antara 376 - 519
7. Potensial oksidasi (volt)
Positif, antara 2.71 - 3.02 (reduktor)
8. Bilangan oksidasi +1 +1 +1 +1 +1
Catatan :
[G] = unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) n = nomor perioda (2, 3, 4, 5, 6, 7)
→ = makin besar sesuai dengan arah panah
Untuk lebih jelasnya, dipaparkan pada tabel di bawah ini.
Jari-jari
1,52 0,98 520,2 -3,045 0,534 1.347
1,86 0,93 495,8 -2,7109 0,971 903,8
2,27 0,82 418,8 -2,924 0,862 774
2,47 0,82 403,0 -2,925 1,532 688
2,65 0,79 375,7 -2,923 1,878 678,4
Berdasarkan tabel di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :
Konfigurasi elektron valensi logam alkali adalah ns1 yang
berarti terletak pada golongan IA dalam sistem periodik dan menempati blok s. Logam alkali mempunyai satu elektron valensi sehingga mudah melepaskan satu elektron dan membentuk ion positif bervalensi satu :
L → L+ + e
-Kecenderungan sifat logam alkali sangat teratur. Dari atas ke bawah secara berurutan semakin besar :
massa atom
sifat reduktor
massa jenis (kerapatan)
Sementara itu, Dari atas ke bawah secara berurutan semakin kecil :
energi ionisasi
afinitas elektron
keelektronegatifan
titik leleh
titik didih
Titik leleh yang cukup rendah menunjukkan bahwa logam alkali merupakan logam yang lunak. Lunaknya logam bertambah dengan bertambahnya nomor atom. Dalam satu golongan dari atas ke bawah jari-jari atom bertambah besar sehingga jarak antara inti dengan elektron kulit terluar bertambah besar. Dengan demikian besarnya energi untuk melepas elektron valensinya (energi ionisasi) semakin kecil. dengan semakin kecil harga energi ionisasi maka dari atas ke bawah ( Li ke Cs ) semakin besar kereaktifannya.
Semua logam alkali memiliki titik leleh dan titik didih diatas suhu ruangan. Semua unsurnya berwujud padat pada suhu ruangan, kecuali cesium. Jika suhu lingkungan pada saat pengukuran melebihi 28oC unsur ini akan berwujud cair.
B. Sifat Kimia Unsur Logam Alkali
a. Kereaktifan Logam Alkali
rektif. Kereaktifan logam alkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air, unsur-unsur halogen, hidrogen, oksigen dan belerang. Maka logam ini harus disimpan di dalam cairan senyawa hidrokarbon, seperti minyak tanah. besar sehingga jarak antara inti dengan elektron kulit terluar bertambah besar. Dengan demikian besarnya energi untuk melepas elektron valensinya (energi ionisasi) semakin kecil. Dengan semakin kecil harga energi ionisasi maka dari atas ke bawah ( Li ke Cs ) semakin besar kereaktifannya.
B. Sifat Logam dan Basa Alkali
Logam alkali dapat bereaksi dengan air membentuk basa kuat (LOH). Semakin ke bawah sifat basa logam alkali semakin kuat. Hal ini dikarenakan dari atas ke bawah dalam sistem periodik semakin mudah untuk direduksi. Dan sifat logamnya semakin kebawah juga semakin kuat.
Basa senyawa alkali ini bersifat ionik dan semuanya mudah larut dalam air. Kelarutannya dalam air semakin ke bawah semakin besar.
C. Warna Nyala Logam Alkali
Gambar nyala cesium.
Ketika dibakar litium menghasilkan warna merah, natrium menghasilkan warna kuning, kalium menghasilkan warna pink atau lilac, rubidium menghasilkan warna merah lembayung dan sesium menghasilkan warna merah lembayung. Warna-warna yang dihasilkan oleh unsur-unsur alkali sangat indah sehingga logam-logam alkali banyak dimanfaatkan dalam pembuatan kembang api atau mercun. Warna kuning nyala natrium banyak dipakai dijalan raya, karena biayanya lebih murah dibandingkan lampu pijar.
Manfaat Unsur Logam Alkali
1. Kegunaan natrium ( Na ) dan senyawanya
Sebagai pendingin pada reaktor nuklir, dimana Na menyerap panas dari reaktor nuklir
kemudian Na panas mengalir melalui saluran menuju reservoar yang berisi air. Selanjutnya air dalam reservoar menguap dan uapnya dialirkan pada pembangkit listrik tenaga uap.
Natrium digunakan pada industri pembuatan bahan anti ketukan pada bensin yaitu
TEL (tetraetillead).
Uap natrium digunakan untuk lampu jalan yang dapat menembus kabut.
Untuk membuat beberapa senyawa natrium seperti Na2O2 (natrium peroksida) dan
2Li3N (Litium Nitrida)
Natrium Klorida Sebagagai bahan baku untuk membuat natrium (Na), klorin (Cl2),
hydrogen (H2), hydrogen klorida (HCl) serta senyawa- senyawa natrium seperti
NaOH dan Na2CO3, Di negara yang bermusim dingin, natrium klorida digunakan
untuk mencairkan salju di jalan raya, pengolahan bahan makanan yaitu sebagai bumbu masak atau garam dapur.
Natrium Hidroksida (NaOH) disebut juga dengan nama kaustik soda atau soda api,
digunakan dalam industri sabun dan deterjen. Sabun dibuat dengan mereaksikan lemak atau minyak dengan NaOH, industri pulp dan kertas. Bahan dasar pembuatan kertas adalah selulosa (pulp) dengan cara memasak kayu, bambu dan jerami dengan kaustik soda (NaOH).
Natrium Karbonat (Na2CO3) dinamakan juga soda abu, digunakan dalam industri
pembuatan kertas, industri kaca, industri deterjen, bahan pelunak air (menghilangkan kesadahan pada air).
Natrium Bikarbonat (NaHCO3) disebut juga soda kue, Kegunaannya sebagai bahan
pengembang pada pembuatan kue.
Natrium nitrit (NaNO2), pembuatan zat warna (proses diazotasi), pencegahan korosi.
Natrium sulfat (Na2SO4) atau garam Glauber, obat pencahar (cuci perut), zat
pengering untuk senyawa organik.
Natrium tiosulfat (Na2S2O3), larutan pencuci (hipo) dalam fotografi.
Na3AlF6, pelarut dalam sintesis logam alumunium.
Natrium sulfat dekahidrat (Na2SO4.10H2O) atau garam glauber: digunakan oleh
industri pembuat kaca.
Na3Pb8 : sebagai pengisi lampu Natrium.
Natrium peroksida (Na2O2): pemutih makanan.
Na-sitrat, zat anti beku darah.
Na-glutamat, penyedap masakan (vetsin).
Na-salsilat, obat antipiretik (penurun panas).
2. Kegunaan Kalium (K) dan Senyawanya
Unsur kalium sangat penting bagi pertumbuhan. Tumbuhan membutuhkan
garam-garam kalium, tidak sebagai ion K+sendiri, tetapi bersama-sama dengan ion Ca2+
dalam perbandingan tertentu.
Unsur kalium digunakan untuk pembuatan kalium superoksida (KO2) yang dapat
digunakan sebagai bahan cadangan oksigen dalam tambang (bawah tanah), kapal selam, dan digunakan untuk memulihkan seseorang yang keracunan gas.
Kalium oksida (KO2), digunakan sebagai konverter CO2 pada alat bantuan pernafasan.
Gas CO2 yang dihembuskan masuk kedalam alat dan bereaksi dengan KO2
menghasilkan O2
KOH digunakan pada industri sabun lunak atau lembek.
KCl dan K2SO4 digunakan untuk pupuk pada tanaman.
KNO3 digunakan sebagai komponen esensial dari bahan peledak, petasan dan
kembang api.
KClO3 digunakan untuk pembuatan korek api, bahan peledak, dan mercon. KClO3
dapat juga digunakan sebagai bahan pembuat gas Cl2, apabila direaksikan dengan
larutan HCl pada laboratorium.
Kalium hidroksida (KOH), bahan pembuat sabun mandi, elektrolit batu baterai batu
alkali
K2Cr2O7, zat pengoksidasi (oksidator)
3. Kegunaa Logam Alkali Lain dan Senyawanya
Litium digunakan untuk membuat baterai.
Rubidium (Rb) dan Cesium (Cs) digunakan sebagai permukaan peka cahaya dalam
sel fotolistrik yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik.
