63Kimia Unsur SMA Jilid 3

Pada pelajaran bab ketiga ini akan dipelajari tentang kelimpahan unsur-unsur di alam, sifat-sifat unsur-unsur halogen, gas mulia alkali, alkali tanah,unsur-unsur periode ketiga dan unsur-unsur transisi periode keempat, pem-buatan dan kegunaan unsur-unsur halogen gas mulia, alkali tanah, unsur-unsur periode ketiga dan unsur transisi periode keempat, dan menentukankadar zat dalam senyawa.

BAB 3KIMIA UNSUR

Gambar 3.1 Kegunaan unsur-unsurSumber: Ensiklopedia Sains dan Kehidupan

64 KIMIA SMA Jilid 3

Beberapa unsur logam dan nonlogam, dalam bentukunsur maupun senyawanya, banyak dimanfaatkan dalam ke-hidupan sehari-hari. Penggunaan beberapa unsur logam dannonlogam meningkat dengan berkembang pesatnya industri,baik sebagai alat, bahan dasar, maupun sumber energi.

Unsur-unsur logam umumnya diperoleh sebagai bijihlogam dalam batuan. Alam Indonesia sangat kaya akan sum-ber mineral bijih logam, karena itu perlu penguasaan teknologiuntuk mengolahnya menjadi logam yang dibutuhkan.

Pada bab ini dibahas beberapa unsur logam dan be-berapa unsur nonlogam yang berperan penting bagi kesejah-teraan hidup manusia.

Pada umumnya unsur-unsur logam terkandung dalambatuan sebagai senyawa yang disebut mineral bijih logam.

Tujuan Pembelajaran:Setelah melakukan percobaan dan mengamati hasil percobaan diharapkan siswa mampu:

mengidentifikasi kelimpahan unsur-unsur di alam dan produk-produk yang mengan-dung unsur tersebut;menguraikan sifat-sifat fisis dan kimia unsur baik melalui percobaan atau diskusi;menjelaskan pembuatan, kegunaan, dan dampak yang ditimbulkan dalam kehidup-an sehari-hari;menentukan kadar zat dalam produk kimia melalui percobaan serta mempresentasi-kannya.

Bab 3

Kimia Unsur

A. Unsur-unsur di Alam

65Kimia Unsur SMA Jilid 3

Emas dan perak terdapat dalam keadaan murni terse-bar di beberapa daerah yaitu Salido (Sumatra Barat), RejangLebong (Sumatra Selatan), Bengkulu, Cikotok (Jawa Barat),Paleleh (Sulawesi Utara), Bolaang Mongondow (SulawesiTengah), Kota Waringin (Kalimantan Barat).

Untuk memperoleh logam-logam berat seperti besi,timah, dan tembaga dari bijihnya, biasanya dilakukan melaluilangkah-langkah pemekatan, pengeringan, pembakaran (un-tuk bijih yang bukan oksida), reduksi, dan pemurnian. Alumi-nium diperoleh melalui elektrolisis.

1. Komposisi alkali dalam kerak bumi

Logam alkali termasuk logam yang sangat reaktif.Di alam tidak terdapat dalam keadaan bebas, melainkandalam keadaan terikat dalam bentuk senyawa.

Berbagai bijih logam tersebar di seluruh Indonesia dan bebera-pa di antaranya tercantum dalam tabel berikut ini.

Tabel 3.1 Beberapa mineral bijih logamLogam Mineral Rumus Daerah

Besi

Nikel

Aluminium

Timah

Tembaga

hematitmagnetitsideritpirit

pentlanditgarnerit

bauksit

kasiterit

kalkopirit

Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS2

(FeNi)SH2(NiMg)SiO4 2H2O

Al2O32H2O

SnO2

CuFeS2

Kalimantan Barat, Sumatra Barat,Sumatra Selatan, Sulawesi Tengah

Sulawesi Tengah, SulawesiTenggara

Bintan, Kalimantan Barat

Bangka, Belitung, Singkep, Kari-mun

Pegunungan Jayawijaya, Kaliman-tan Barat

66 KIMIA SMA Jilid 3

Berikut ini tabel kadar unsur-unsur alkali di kerakbumi dalam satuan bpj (bagian per sejuta).

Unsur yang paling banyak adalah Na dan K. Keduaunsur ini banyak terdapat dalam air laut dalam bentuksenyawa NaCl dan KCl.

2. Unsur-unsur alkali tanah tidak terdapat bebas dialam, tetapi terdapat dalam bentuk senyawanyaa. Berilium terdapat dalam bijih beril (Be3Al2(SiO3)6).b. Magnesium sebagai dolomit (MgCO3 CaCO3), karnalit

(KCl MgCl2 6H2O).c. Kalsium sebagai CaCO3 pada batu kapur dan pualam,

batu tahu/gipsum (CaSO4 2H2O).d. Stronsium sebagai stronsianit (SrCO3) dan galestin

(SrSO4).e. Barium sebagai bijih barit (BaSO4).

3. Unsur-unsur periode ketiga di alamTerdapatnya:

Unsur Kadar (bpj)

LiNaK

RbCs

6528.30025.900

3107

Unsur Sebagai senyawa

Na

Mg

NaNO3 : Senyawa chilliNaCl : Dalam air lautMgCO3 : MagnesitMgSO4 7H2O : Garam inggrisKCl MgCl2 6H2O : KarnalitMgCO3 CaCO3 : DolomitMgCl2 : Dalam air laut

67Kimia Unsur SMA Jilid 3

4. Unsur-unsur transisi periode keempat di alamDi alam unsur-unsur transisi periode keempat ter-

dapat dalam senyawa/mineral berupa oksida, sulfida, ataukarbonat. Berikut ini tabel beberapa mineral terpentingdari unsur-unsur transisi periode keempat.

Tabel 3.2 Beberapa mineral dari unsur transisiperiode keempat

Logam Nama mineral Rumus

TiCrMn

Fe

CoNi

rutilekromitpirolusitmanganithematitmagnetitpiritsideritlimonitkobaltitpentlandit

TiO2Cr2O3 FeOMnO2Mn2O3 H2OFe2O3Fe3O4FeS2FeCO3Fe2O3 H2OCoAsSFeNiS

Unsur Sebagai senyawa

Al

Si

PS

Cl

Al2O3 2SiO2 2H2O : KaolinAl2O3 nH2O : BauksitNa3AlF6 : KriolitSiO2 : PasirAl2O3 2SiO2 2H2O : Tanah liatCa3(PO4)2 : Fosfit, dalam tulangBebas di alamFeS2 : PiritCaSO4 2H2O : GipsNaCl : Dalam air laut

68 KIMIA SMA Jilid 3

B. Sifat-sifat Unsur

1. Sifat unsur-unsur utamaa. Sifat halogen

1) Halogen merupakan golongan yang sangat reaktifdalam menerima elektron dan bertindak sebagaioksidator kuat dalam satu golongan. Makin ke atas,oksidator makin kuat.

2) Keelektronegatifan halogen dalam satu golonganmakin ke atas makin besar. Unsur yang paling elek-tronegatif dibanding unsur lain dalam sistem peri-odik adalah fluor (perhatikan data keelektrone-gatifan).

3) Jari-jari atom halogen dalam satu golongan makinke atas makin kecil (perhatikan data). Ini berartimakin ke atas ukuran molekul makin kecil, makagaya tarik-menarik antar-molekul (gaya Van derWaals) akan makin kecil. Perhatikan juga titik didihdan titik lelehnya, makin ke atas makin kecil.

Logam Nama mineral Rumus

Cu

Zn

garneritkalkopiritkalkositemalachitseng blendesmith sonite

H2(NiMg)SiO4 2H2OCuFeS2Cu2SCu2(OH)2CO3ZnSZnCO3

69Kimia Unsur SMA Jilid 3

Tabel 3.3 Data sifat-sifat unsur halogen

Unsur halogen sangat berbahaya terhadapmata dan tenggorokan. Unsur halogen mempunyaibau yang merangsang dan berwarna.

Walaupun brom berwujud cair, tetapi brommudah sekali menguap. Begitu juga iodium, mudahsekali menyublim.

4) Unsur golongan halogen bersifat oksidator. Urutankekuatan oksidator halogen dapat dilihat dari datapotensial reduksinya:

F2 + 2 e 2 F ; E = +2,87 V

Cl2 + 2 e 2 Cl ; E = +1,36 V

Br2 + 2 e 2 Br ; E = +1,07 V

I2 + 2 e 2 I ; E = +0,54 V

Berdasarkan data tersebut, makin ke atas,daya oksidasinya (oksidator) makin kuat. Data inidapat digunakan untuk memperkirakan apakahreaksi halogen dengan senyawa halida dapat ber-langsung atau tidak. Caranya dengan menghitungpotensial sel, jika harga potensial sel positif berartireaksi berlangsung dan jika harga potensial selnegatif berarti reaksi tidak berlangsung.

Sifat Fluor Klor Brom Iodium Astatin

Massa atomJari-jari atom (A)Titik leleh (C)Titik didih (C)KeelektronegatifanWujudWarna

1972

2201884,1gas

kuningmuda

35,599

101352,8gashijau

kekuningan

801157592,8cair

merahcokelat

1271331131832,5

padatungu

2101553023372,2

padat

70 KIMIA SMA Jilid 3

Halogen (yang bebas/diatomik) yang bera-da di atas dapat bereaksi dengan halida (senyawa/ion halida) yang berada di bawahnya. Contoh reaksiberlangsung:F2 + 2 Cl

2 F + Cl2Cl2 + 2 I

2 Cl + I2F2 + 2 Br

2 F + Br2Cl2 + 2 NaBr 2 NaCl + Br2Br2 + 2 KI 2 KBr + I2

Jika halogen yang bebas berada di bawahsenyawa/ion halida, maka reaksi tidak berlang-sung. Contoh reaksi tidak berlangsung:Cl2 + 2 F

reaksi tidak berlangsungI2 + 2 Cl

reaksi tidak berlangsungBr2 + CaF2 reaksi tidak berlangsungI2 + 2 KBr reaksi tidak berlangsung

Secara sederhana halogen yang di atasdapat mendesak/mengusir halida yang di bawah-nya, seperti atasan dapat mengusir bawahannya.

Halogen di bawah tidak dapat mendesak/mengusir halida yang di atasnya, seperti bawahantidak dapat mengusir atasannya.

5) Mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu, ke-cuali fluor.

FClBrI

71Kimia Unsur SMA Jilid 3

Asam oksihalida bersifat sebagai zat peng-oksidasi (oksidator). Makin banyak atom O yangdiikat, oksidator makin kuat.

Sifat asam dari oksihalida akan bertambahkuat dengan bertambahnya jumlah atom O. Jadi,urutan kekuatan asam: HClO < HClO2 < HClO3 83)stabil dengan mengurangi massanya dengan caramemancarkan sinar .212 208 484 82 2C Pb He

6. Macam-macam reaksi intia. Reaksi peluruhan/desintegrasi adalah reaksi inti secara

spontan memancarkan sinar/partikel tertentu.

Contoh: 214 214 082 83 1Pb Bi

103Kimia Unsur SMA Jilid 3

b. Reaksi transmutasi adalah reaksi penembakan inti de-ngan partikel menghasilkan nuklida baru yang bersifatradioaktif.

Contoh: 27 4 30 113 2 15 0Al P n

dapat ditulis 27 3013 15Al( ; n) P

c. Reaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti yang besarmenjadi dua nuklida yang lebih kecil dan bersifat ra-dioaktif.

Contoh: 235 1 139 94 192 0 56 36 0U n Ba Kr 3 n

d. Reaksi fusi adalah reaksi penggabungan inti yang kecilmenjadi nuklida yang lebih besar.

Contoh: 2 3 4 11 1 2 0H H He n + energi

7. Waktu paro Waktu pro adalah waktu yang dibutuhkan unsur ra-

dioaktif untuk mengalami peluruhan sampai menjadi 12

kali semula (masa atau aktivitas).

Rumus: 12012

Tt

tN N

Nt = massa setelah peluruhanN0 = massa mula-mulaT = waktu peluruhan

12

t = waktu paro

Contoh:

Suatu unsur radioaktif mempunyai waktu paro 4 jam.Jika semula tersimpan 16 gram unsur radio