file · web viewunsur merupakan zat kimia yang paling sederhana yang tidak dapat...

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Unsur merupakan zat kimia yang paling sederhana yang tidak dapat

diuraikan lagi secara kimia menjadi zat yang lebih sederhana. Di dalam

unsur pada umumnya terdapat berupa senyawa, contohnya adalah hidrogen

yang terdapat di dalam air dan natrium yang terdapat pada garam dapur.

Beberapa unsur juga terdapat juga sebagai senyawa dalam keadaan bebas,

seperti oksigen, nitrogen, emas dan belerang. Jenis-jenis unsur tidaklah

terlalu banyak. Hal ini dapat dilihat dari keberadaan unsur di alam yang

hanya terdapat 90 unsur.

Unsur dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu unsur logam dan

unsur non logam. Pada praktikum kali ini, jenis unsur yang akan dibahas

adalah unsur yang bersifat logam. Dalam sistem periodik unsur, unsur-

unsur yang bersifat logam berada pada golongan IA dan golongan II A.

Logam alkali adalah unsur-unsur yang termasuk golongan I A

(kecuali hidrogen) yaitu litium, natrium, rubidium, sesium, dan fransium.

Unsur-unsur ini memiliki susunan elektrn ns1 pada kulit terlurnya, bersifat

sangat reaktif dan jika bereaksi dengan air akan membentuk basa kuat.

Logam alkali tanah adalah unsur-unsur yang termasuk golongan II

A, yaitu berilium, magnesium, kalsium, strontium, barium, dan radium.

Logam alkali tanah juga akan membentuk basa apabila bereaksi dengan

air, tetapi biasanya lebih lemah daripada logam alkali. Tidak seperti logam

alkali, alkali tanah tidak semuanya dapat larut dengan air. Unsur-unsur

golongan II A umumnya ditemukan didalam tanah berupa senyawa tidak

larut.

Pada percobaan ini, akan dibahas beberapa sifat-sifat unsur

golongan I A dan II A dalam kereaktifan unsur-unsurnya, kelarutan garam

sulfat serta kelarutan garam hidroksida dari endapan yang terbentuk. Tidak

125

hanya itu, kita juga dapat mengetahui manfaat-manfaatnya dari sifat-sifat

unsur kimia seperti mengetahui kegunaannya yang biasa diaplikasikan

dalam kehidupan sehari-hari.

1.2 Tujuan Percobaan

Mengetahui beberapa sifat-sifat unsur golongan I A dan II A.

Mengetahui reaksi-reaksi yang terjadi dalam percobaan.

Mengetahui perbedaan kelarutan antara garam sulfat dan garam

hidroksida.

126

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Dalam sistem periodik, unsur-unsur alkali dan alkali tanah terdapat pada

golongan I A dan II A, merupakn unsur yang sangat rektif jika dibandingkan

dengan unsur pada golongan yang lainnya.(Syukri,1999)

Unsur alkali terletak pada golongan I A (kecuali hydrogen), yaitu litium,

natrium, rubidium, sesium, dan fransium. Unsur alkali ini mempunyai satu

elektron valensi (ns1). Logam alkali merupakan reduktor kuat karena mudah

melepaskan satu elektron pada kulit terluarnya. Reaktifitas unsur ini dalam satu

golongan bertambah dari atas ke bawah. Karena unsur alkali ini sanagt reaktif,

maka tidak terdapat dalam keadaan bebas di alam, tetapi ditemukan dalam bentuk

senyawa. Unsur yang banyak ditemukan di dalam aur tanah dalam bentuk garam

tanah yang terdapat pada silvite (KCL). Karnelite (KCL-MgCl2.6H2O).

(Brady,1999)

Logam alkali ini sangat reaktif, mudah bereaksi dengan air dan oksigen,

maka gas H2 yang dihasilkan akan segera terbakar dan menyala disertai nyala api

dan larutan yang terbentuk akan bersifat basa dan berubah warnanya menjadi

merah saat ditetesi indikator PP (Fenolftalien). Warna merah menggambarkan

bahwa baa yang terbentuk berupa basa kuat. (Syukri, 1999)

Setiqp golongan pada sistem periodik kiia mempunyai sifat fisika dan sifat

kimiawi yang bermacam-macam untuk membedakan dengan golongan yang

lainnya. Sifat fisis (fisika) dari logam alkali dijabarkan dalam tabel di bawah ini.

Sifat Litium Natrium Kalium Rubidium Sesium

Nomor atom 3 11 19 37 55

Konfigurasi elektron (He) 2s (Ne)3s (Ar) 4s (Kr) 5s (Xe) 6s

Jari-jari atom 1,57 1,86 2,31 2,44 2,62

Jari-jari ion 0,60 0,95 1,33 1,48 1,69

127

Titik cair 181 97,8 63,6 38,9 28,4

Titik didih 1347 883 774 688 678

Rapatan 0,53 0,97 0,86 1,53 1,88

Energi pengionan

(tingkat pertama) 520 496 419 403 376

(tingkat kedua) 7298 4562 3051 2632 2420

keelektronegatifan 1,0 0,9 0,8 0,8 0,7

Kekerasan 0,6 0,4 0,5 0,3 0,3

Daya hantar listrik 17,4 35,2 23,1 13,0 8,1

Warna nyalaMerah-

tuakuning ungu

Merah-

birubiru

Potensial reduksi

standar-3,04 -2,71 -2,92 -2,92 -2,92

Secara singkat, dapat ditarik suatu kesimpulan dari tabel sifat fisika

golongan alkali diatas, yaitu sebagai berikut:

1. Jari-jari atom semakin kebawah semakin membesar

2. Energi ionisasi, afinitas, elektron, dan keelektronegatifan semakin kebawah

semakin rendah

3. Kereaktifan unsur semakin ke bawah semakin menguat

4. Reduktor yang kuat

5. Bereaksi hebat debgan air, hidrogen, oksigen, dan halogen

6. Pengantar panas yang baik

7. Logam yang paing lunak.

128

Sedangkan bebeapa sifat kimiawi yang dimiliki logam alkali adalah

sebagai berikut:

1. Mudah bereaksi dengan udara, membentuk oksida dan garam karbonat

2. Bereaksi dengan beberapa unsur non logam, misalnya dengan oksigen akan

membentuk oksida.

2N + O2 → Na2O

3. Bereaksi dengan asam klorida, menghasilkan gas hidrogen (H2)

2K + 2HCl →2K + H2

Logam-logam alkali dapat bereaksi dengan air, hidrogen, oksigen, serta

halogen. Berikut adalah penjabaran dari reaksi antara logam alkali dengan air,

hidrogen, oksigen, dan halogen.

1. Reaksi dengan air (H2O)

Semua logam alkali yang bereaksi dengan air akan membentuk basa dan gas

hidrogen. Litium bereaksi lambat, natrium bereaksi hebat, sedangkan kalium,

rubidium, dan sesium akan meledak jika dimasukkan ke dalam air. Oleh

karena itu, reaksi ini sangat eksoterm, dan gas H2 yang terbentuk akan segera

meledak.

2M + 2H2O → 2MOH +H2

2. Reaksi dengan hidrogen (H2)

Jika dipanaskan, logam alkali dapat bereaksi dengan gas H2, membentuk

hibrida.

2M + H2 → 2MH

3. Reaksi dengan oksigen (O2)

Logam alkali terbakar dalam oksigen akan membentuk senyawa oksida,

peroksida, atau superoksida. Reaksi yang akan menghasilkan senyawa oksida

adalah seperti berikut.

4M + 2O2 →2M2O

Jika oksigen berlebihan, natrium dapat membentuk senyawa superoksida

dalam oksigen yang belebihan.

129

M + O2 → MO2

4. Reaksi dengan halogen (golongan VII A)

Logam alkali bereaksi hebat dengan halogen membentuk garam halida.

2M + X2 → 2MX di mana X adalah unsur halogen

Alkali mempunyai warna khas dan dapat dibuat melalui proses elektrolisis.

Salah satu ciri khasnya adalah spektrum emiisinya. Unsur-unsur logam dapat

teretalisasi dengan memanaskan senyawa pada nyala api, misalnya pembakaran

spritus. Akan lebih baik jika menggunakan garam klorida dikarenakan mudah

menguap. Logam-logam alkali yang berbentuk senyawa banyak dimanfaatkan

dalam kehidupan sehari-hari . beberapa kegunaan logam dan senyawa alkali

diantaranya adalah :

1. Logam Na digunakan sebagai agen pereduksi, bahan pembuatan TEL (Tetra

Ethyil Lead), cairan pendingin pada reaktor atom, dan penerang jalan raya.

2. Senyawa natrium digunakan sebagai garam dapur dan industri pada

pembuatan klorin (NaCl), industri sabun, detergen, plastik, dan kertas

(NaOH), kaca dan sabun (Na2CO3), serta pengembang adonan kue (soda kue

atau NaHCO3)

3. Litium digunakan sebagai paduan logam (alloy)dengan alumunium dan

magnesium, serta anode pada baterai.

4. KCl dan K2SO4 digunakan untuk pupuk.

5. KNO3 digunakan sebagai bahan peledak

6. Logam Cs dan Rb digunakan sebagai katode pada lampu elektronik

Beberapa cara memperoleh logam alkali adalah sebagai berikut.

1. Logam Na diperoleh dengan cara elektrolisis NaCl cair pada temperatur

600oC dengan elektroda besi

2. Logam K diperoleh dengan cara mengalirkan uap natrium dalam lelehan KCl

dan menggunakan prinsip Le Chatelier.

130

3. Logam Rb dan Cs diperoleh dengan prinsip Le Chatelier menggunakan logam

Ca sebagai agen produksi.

Dalam sistem periodik, letak unsur-unsur alkali tanah terletak pada

golongan IIA, yaitu satu lajur disebelah kanan golongan alkali. Unsur-unsur

golongan ini disebut alkali tanah karena unsur ini bersifat alkalis (basa) seperti

golongan IA. Unsur golongan IIA adalah Berium (Be), Magnesium (Mg).

Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), Radium (Ra). Unsur-unsur ini

mempunyai susunan elektron valensi ns2. Logam alkali tanah juga bersifat

reduktor karena mudah melepaskan dua elektron pada klit terluarnya. (Brady,

1999)

Jika dibandingkan dengan logam alkali, logam alkali tanah tidak sereaktif

dengan alkali, selain itu juga daya reduktor logam alkali tanah lebih lemah

daripada logam alkali. Logam alkali tanah juga dapat bereaksi dengan unsur non

logam dan air, kemudian akan membentuk basa dan hidrogen. Berilium tidak

bereaksi engan air ataupaun uap air. Magnesium bereaksi dengan air panas,

sedangkan kalsium, stronsium, dan barium bereaksi dengan air dingin. (Brady,

1999)

M + 2H2O → M(OH)2 + H2

Alkali tanah tidak sereaktif logam alkali, karena dalam satu peiode, jari-

jari atom alkali tanah lebih kecil daripada alakli, dan energi ionisasi serta

keelektronegatifan alkali tanah lebih besar daripapa alkali. Larutan yang terbentuk

dari reaksi antara logam alkali tanah dengan air akan membentuk larutan basa

yang akan berubah warnanya menjadi merah muda pada saat ditetesi indikator

fenoftalien (PP). Larutan berwarna pink dikarenakan basa yang terbentuk lebih

lemah dibandingkan dengan basa dari logam alkali. (Syukri, 1999)

Sifat-sifat fisika dari logam alkali tanah dapat digunakan didalam tabel

seperti berikut.

Sifat Be Mg Ca Sr Ba

131

Nomor atom 4 12 20 38 56

Konfigurasi elektron [He] 2s [Ne] 3s [Ar] 4s [Kr] 5s [Xe] 6s

Titik cair 1278 649 839 769 725

Titk didih 2970 1090 1484 1384 1640

Rapatan 1,85 1,74 1,54 2,6 3,51

Energi pengionan

tingkat pertama899 738 590 590 503

Energi pengionan

tingkat kedua1757 1451 1145 1064 965

Energi pengionan

tingkat ketiga14848 7733 4912 4210 3430

Keelektronegatifan 1,5 1,2 1,0 1,0 0,9

Potensial reduksi

standar-1,70 -2,38 -2,76 -2,89 -2,90

Jari-jari atom 1,11 1,60 1,97 2,15 2,17

Jari-jari ion 0,30 0,65 0,99 1,13 1,35

Kekerasan 5 2,0 1,5 1,8 2

Daya hantar listrik 8,8 36,3 35,2 7,0 -

Warna nyalaTidak

ada

Tidak

ada

Jingga

merahMerah Hijau

Secara singkat, dapat ditarik suatu kesimpulan dari tabel sifat fisika

golongan alakli tanah diatas, yaitu sebagai berikut.

132

1. Jari-jari atom lebih kecil daripada logam alkali seperiode

2. Titik cair dn kekerasan melebihi alkali

3. Garam logam alkali tanah mengahasilkan nyala dengan warna-warna tertentu

4. Energi ionisasi, afinitas elektron, dan kelektronegatifan lebih besar daripada

logam alkali seperiode

5. Logam alkali tanah kurang reaktif dibanding logam alkali seperiode

6. Reduktor yang baik (daya reduktor lebih lemah dibandingkan logam alkali).

(Petruci, 1987)

Sedangkan beberapa sifat kimiawi dari logam alkali tanah adalah sebagai

berikut.

1. Reksi dengan air (H2O)

Kalsium, stronsium, dan barium bereaksi baik dengan air dingin, dan

membentuk basa serta gas hidrogen. Magnesium bereaksi dengan air panas,

dan berilium tidak dapat bereaksi.

M + 2H2O → M(OH)2 + H2

2. Reaksi dengan udara

Semua logam alkali tanah akan terkorosi teru menerus diudara dan

membentuk oksida, hidroksida, atau karbonat, kecuali berilium dan

magnesium. Berilium dan magnesium juga bereaksi dengan oksigen di udara,

tetapi lapisan oksigen yang terbentuk melekat kuat pada permukaan logam

sehingga menghambat korosi berlanjut. Apabila dipanaskan dengan suhu

tinggi, semua logam alkali tanah, termasuk berilium dan magnesium terbakar

di udara membentuk oksida dan nitrat.

2M + O2 → 2MO

3M + N2 → M3N2

3. Bereaksi dengan halogen (golongan VII A)

Semua logam alkali tanah bereaksi dengan halogen membentuk garam halide.

Lelehan halide dari berilium mempunyai daya hantar listrik yang buruk. Hal

itu menunjukkan bahwa halide berilium bersifat kovalen.

133

M + X2 → MX2

4. Reaksi dengan asam dan basa

Semua logam alkali tanah bereaksi dengan asam kuat (seperti HCl)

membentuk garam dan gas hydrogen. Reaksi makin hebat dari atas ke bawah

didalam satu golongan IIA.

M + 2 HCl → MCl2 + H2

Berilium juga bereaksi dengan basa kuat, membentuk Na2Be(OH)4 dan gas

H2.

Be + 2NaOH + 2H2O → Na2Be(OH) 4 + H2. (Petruci, 1987)

Logam alkali terdapat dialam dalam bentuk senyawa, bukan dalam bentuk

unsur bebas. Contohnya adalah gipsum (CaSO4. 2H2O) dan karnalit (MgCl2. KCl.

6H2O). Logam golongan II A ini umunya juga ditemukan berupa senyawa tak

larut. Logam alkali tanah mempunyai beberapa kegunaan, antara lain ;

1. Berilium digunakan untuk membuat logam campuran dan jendela sinar-X

2. Magnesium dan senyawanya dugunakan untuk membuat logam camuran.

Kembang api, lampu blitz, elapisi tanah dalam pembakaran semen, serta

bahan obat maag.

3. Kalsium dan senyawanya digunakan sebagai elektroda dalam aki dan

reduktor atau pengikat pengotor dalam pengolahan logam.

4. Senyawa stronsium digunakan untuk membuat kembang api. (Brady, 1999)

Beberapa cara memperoleh logam alkali tanah adlah sebagai berikut :

1. Berilium diperoleh melalui elektrolisis lelehan berilium klorida dengan

penambahan suatu elektrolit.

2. Magnesium diperoleh dari ekstrak karnalit atau dolomit (CaCO3.MgCO3)

dalam proses calcining. (Brady, 1999)

Sifat-sifat unsur logam dalam sistem periodik meliputi jari-jari atom,

keelektronegatifan, energi ionisasi, dan afinitas elektron. Khas jari-jari, dalam satu

134

golongan, semakin membesar. Sedangkan keelektronegatifan, energi ionisasi, dan

afinitas elektron, dalam satu golongan, semakin keatas, dan dalam satu periodik,

semakin ke kanan, harga-harganya akan bertambah besar. (Syukri, 1999)

BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat-alat

Tabung reaksi

Gelas kimia

Hot plate

Pipet

Pinset

Gunting

3.1.2 Bahan-bahan

Pita Mg

Logam kalium

135

Larutan CaCl2 0,1 M

Larutan BaCl2 0,1 M

Larutan H2SO4 1 M

Larutan NaOH 1 M

Akuades

Kertas label

− Indikator PP

3.2 Prosedur Percobaan

3.1.1 Kelarutan Garam Sulfat

Disiapkan 2 tabung reaksi.

Diisi masing-masing tabung reaksi berturut-turut dengan CaCl2

0,1 M dan BaCl2 0.1 M dengan volume masing-masing 1 pipet.

Ditambahkan ke dalam masing-masing tabung reaksi tersebut

larutan H2SO4 1 M masing-masing sebanyak 1 pipet.

Diamati endapan yang terbentuk (bandingkan endapan yang

ada pada setiap tabung reaksi).

3.1.2 Kelarutan Garam Hidroksida

Disiapkan 2 tabung reaksi.

Diisi masing-masing tabung reaksi dengan CaCl2 0,1 M dan

BaCl2 0,1 M denagn volume masing-masing 1 pipet.

Ditambahkan kedalam masing-masing tabung reaksi tersebut

larutan NaOH 1 M masing-masing sebanyak 1 pipet.

Diamati endapan yang terbentuk (bandingkan endapan yang

ada pada setiap tabung reaksi).

3.2.3 Reaktifitas Unsur

3.2.3.1 Pita Mg + akuades + indikator PP

Disiapkan glas kimia dan diisi oleh akuades

secukupnya.

136

Dipanaskan akuades tersebut hingga medidih dengan

digunakan hot plate.

Dimasukkan potongan pita Mg.

Diamati reaksi yang terjadi (ditandai dengan adanya

gelembung-gelembung gas H2).

Ditetesi indikator PP dengan pipet.

Diamati perubahan warna yang terjadi.

3.2.3.2 Logam K + Akuades + indikator PP

Disiapkan gelas kimia dan diisi akuades secukupnya.

Dimasukkan sedikit logam kalium dengan

menggunakan pinset.

Diamati ledakan kecil yang terjadi (jangan terlalu

dekat).

Diteteskan indikator PP dengan pipet.

Diamati perubahan warna yang terjadi.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

4.1.1 Kelarutan garam sulfat

No. Percobaan Pengamatan

1. CaCl2 0,1M + H2SO4 1M

- Diambil tabung reaksi.

- Dimasukkan 1 pipet

CaCl2 0,1M ke dalam

tabung reaksi.

- Larutan CaCl2 0,1M

awalnya berwarna

bening.

- Larutan H2SO4 1M

137

2.

- Ditambahkan 1 pipet

H2SO4 1M ke dalam

tabung reaksi tersebut.

- Diamati.

BaCl2 0,1M + H2SO4 1M



BaCl2 0,1M ke dalam

tabung reaksi.


H2SO4 1M ke dalam


- Diamati.

awalnya berwarna

bening.

- Setelah

dicampurkan,

menghasilkan warna

sedikit keruh dan

terdapat sedikit

endapan.

- Larutan BaCl2 0,1M

awalnya berwarna

bening.

- Larutan H2SO4 1M

awalnya berwarna

bening.

- Setelah

dicampurkan,

menghasilkan warna

putih susu (keruh)

dan terdapat banyak

endapan.

4.1.2 Kelarutan garam hidroksida


1. CaCl2 0,1M + NaOH 1M



CaCl2 0,1M ke dalam

- Larutan CaCl2 0,1M

awalnya berwarna

138

2.

tabung reaksi.


NaOH 1M ke dalam


- Diamati.

BaCl2 0,1M + NaOH 1M



BaCl2 0,1M ke dalam

tabung reaksi.


NaOH 1M ke dalam


- Diamati.

bening.

- Larutan NaOH 1M

awalnya berwarna

bening.

- Setelah

dicampurkan,

menghasilkan warna

merah muda, lama-

kelamaan berubah

menjadi bening dan

terdapat cukup

banyak endapan.

- Larutan BaCl2 0,1M

awalnya berwarna

bening.

- Larutan NaOH 1M

awalnya berwarna

bening.

- Setelah

dicampurkan,

menghasilkan bening

dan terdapat sedikit

endapan.

4.1.3 Reaktivitas unsur


1. Pita Mg + H2O + indicator PP

- Dipanaskan campuran - Reaksi berlangsung

139

2.

antara pita Mg dan H2O.

- Ditetesi indicator PP.

Logam K + H2O + indicator

PP.

- Dicampurkan logam K dan

H2O pada gelas kimia.

- Ditetesi indicator PP.

sangat lambat

sehingga harus

dipanaskan agar

dapat mempercepat

laju reaksi.

- Muncul gelombang-

gelombang gas H2

pada pita Mg.

- Ketika ditetesi

indikator PP, larutan

mengalami

perubahan warna

menjadi merah muda

(pink). Hal ini

menggambarkan

bahwa basa yang

terbentuk tidak

sekuat basa alkali.

- Ketika logam K

dimasukkan ke

dalam H2O, terjadi

ledakan kecil dan

percikan api

berwarna ungu muda

dan menghasilkan

gas H2.

- Ketika ditetesi PP,

larutan mengalami

140

perubahan warna

menjadi merah yang

lebih tua jika

dibandingkan dengan

warna larutan

sebelumnya. Hal ini

menggambarkan

bahwa basa yang

terbentuk merupakan

basa kuat.

4.2 Reaksi-reaksi

4.2.1 Reaksi kelarutan garam sulfat

- CaCl2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HCl

- BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl

4.2.2 Reaksi kelarutan garam hidroksida

- CaCl2 + NaOH → Ca(OH)2 + 2NaCl

- BaCl2 + NaOH → Ba(OH)2 + 2NaCl

4.2.3 Reaktivitas unsur

- Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2

- Mg(OH)2 + indikator PP → larutan menjadi warna merah

muda.

141

- 2K + 2H2O → 2KOH + H2

- KOH + indicator PP → larutan menjadi warna merah

lembayung tua.

4.3 Pembahasan

Unsur-unsur yang sudah ditemukan di alam jumlahnya banyak

sekali. Setiaap unsur memiliki massa dan sifat yang berbeda. Namun, ada

juga beberapa unsur yang memiliki kemiripan sifat. Berdasarkan hal

tersebut, para ilmuwan kimia mengelompokkan unsur-unsur kimia.

Pengelompokkan unsur-unsur kimia tersebut dikenal dengan nama

system periodic. Pengelompokkan unsur-unsur bertujuan memudahkan

penentuan sifat setiap unsur dalam membentuk suatu senyawa.

Sifat periodic adalah sifat yang berubah secara berurutan sesuai

kenaikkan nomor atom, yaitu dari kiri ke kanan dalam satu periode, dan

dari atas ke bawah dalam satu golongan. Sifat-sifat periodic yang akan

dibahas meliputi jari-jari atom, energy ionisasi, afinitas electron, dan

keelektronegatifan.

Jari-jari atom merupakan jarak electron terluar ke inti atom dan

menunjukkan ukuran satu atom. Jari-jari atom sukar diukur sehingga

pengukuran jari-jari atom dilakukan dengan cara mengukur jarak antar

142

dua atom yang berikatan sesamanya. Dalam satu golongan, jari-jari atom

semakin ke atas cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin

ke atas, kulit electron semakin kecil. Dalam satu periode, jari-jari atom

semakin ke kanan juga cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena

semakin ke kanan jumlah proton dan jumlah electron semakin banyak,

sedangkan jumlah kulit terluar yang berisi electron tetap sama sehingga

tarikan inti terhadapp electron terluar semakin kuat.

Keelektronegatifan adalah bersama tendensi (kecenderungan) suatu

atom untuk menarik electron. Harga keelektronegatifan bersifat relative

(berupa harga perbandingan suato atom terhadap atom yang lain). Dalam

satu golongan, harga keelektronegatifan dari bawah ke atas semakin

besar, dan dalam satu periode, dari kiri ke kanan harga keelektronegatifan

semakin besar. Harga keelektronegatifan penting untuk menentukan

bilangan oksidasi (biloks) unsur dalam suatu senyawa. Jika harga

keelektronegatifan besar, bearti unsur yang bersangkutan cenderung

menerima electron dan membentuk biloks negative. Jika harga

keelektronegatifan kecil, unsur cenderung melepaskan electron dan

membentuk biloks positif. Jumlah atom yang diikat bergantung pada

electron valensinya.

Energi ionisasi adalah nilai energy minimum yang diperlukan atom

netral dalam wujud gas untuk melepas sebuah electron paling luar (yang

terikat paling lemah) membentuk ion positif. Pelepasan electron kedua

(dari ion positif satu) disebut energy ionisasi kedua, pelepasan energy

elektron ketiga disebut energy ionisasi ketiga, dan seterusnya. Harga

energy ionisasi dipengaruhi oleh jari-jari atom dan jumlah electron

valensi atau muatan inti. Semakin kecil jari-jari atom, harga energy

ionisasi akan semakin besar. Semakin besar jari-jari atom, energy ionisasi

akan semakin kecil.

Afinitas electron adalah energy yang dibebaskan oleh suatu atom

dalam wujud gas ketika menerima sebuah electron. Harga afinitas

electron sukar ditentukan secara langsung. Dalam satu golongan, dari

143

bawah ke atas, afinitas electron bertambah besar, dan dalam satu periode,

dari kiri ke kanan, afinitas electron juga bertambah besar.

Istilah kelarutan (solubility) digunakan untuk menyatakan jumlah

maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu pelarut.

Kelarutan, khususnya untuk zat yang sukar larut, dinyatakan dalam mol

L-1. Jadi, kelarutan sama dengan kemolaran larutan jenuh. Tetapan hasil

kali kelarutan (KSP) adalah hasil perkalian konsentrasi ion-ion dalam

larutan jenuh, masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.

Semakin kecil/sedikit endapan, berarti semakin besar kelarutannya.

Logam alkali (golongan IA) merupakan unsur yang sangat reaktif

dan mudah membentuk ion positif. Selain disebabkan oleh jumlah

electron valensi yang sedikit dan ukuran jari-jari atom yang besar. Sifat

ini juga disebabkan oleh harga ionisasinya yang lebih kecil dibandingkan

unsur logam golongan lain. Kereaktifan logam alkali dapat dibuktikan

dengan kemudahannya bereaksi dengan air, unsur-unsur halogen

(golongan VIIA), hydrogen, oksigen, dan belerang. Kereaktifan ini

dipengaruhi oleh electron valensi dari unsur-unsur tersebut dan energy

ionisasinya.

Logam alkali tanah (golongan IIA) merupakan unsur yang bersifat

pereduksi kuat. Semakin ke bawah, sifat pereduksinya semakin kuat. Hal

ini dibuktikan dari kemampuannya bereaksi dengan air yang meningkat

dari berilium ke barium. Selain dengan air, unsur logam alkali tanah juga

dapat bereaksi dengan gas oksigen, halogen, dan nitrogen.

Sifat-sifat fisik dari golongan IA (alkali) adalah sebagai berikut.

1. Jari-jari atom besar, dari atas ke bawah semakin membesar.

2. Energi ionisasi, afinitas electron, dan keelektronegatifan rendah.

3. Merupakan logam lunak.

4. Spektra emisi dengan warna yang menyala (litium = merah; natrium =

kuning; kalium = ungu; rubidium = merah; sesium = biru).

5. Reduktor yang hebat.

6. Titik leleh dan titik didih di atas suhu ruangan (280C)

144

7. Semua unsur alkali berwujud padat pada suhu ruangan (<280C).

8. Berwujud cair pada suhu lingkungan (>280C).

Selain sifat-sifat fisiknya, juga terdapat sifat kimianya. Logam

alkali adalah logam yang paling reaktif, di mana kereaktifannya

meningkat dari atas ke bawah. Kereaktifan logam ini berkaitan dengan

energy ionisasinya yang rendah, sehingga mudah melepaskan electron.

Hampir semua senyawa alkali bersifat ionic dan mudah larut dalam air.

Unsur-unsur yang termasuk golongan IA (alkali) adalah Li (Litium), Na

(Natrium), K (Kalium), Rb (Rubidium), Cs (Sesium), dan Fr (Fransium).

Unsur-unsur ini memiliki susunan electron pada kulit terluar ns1.

Selain sifat-sifat fisik dan sifat-sifat kimia golongan alkali,

golongan alkali tanah pun juga mempunyai sifat-sifat fisik dan sifat-sifat

kimia. Sifat fisik dari golongan IIA adalah sebagai berikut.

1. Jari-jari atom lebih kecil daripada logam alkali seperiode.

2. Energi ionisasi, afinitas electron, dan keelektronegatifan lebih besar

daripada logam alkali seperiode.

3. Titik cair dan kekerasan melebihi logam alkali.

4. Garam logam alkali tanah menghasilkan nyala dengan warna-warna

tertentu.

- Ca2+ Merah Bata (Jingga Merah)

- Sr2+ Merah Anggur

- Ba2+ Hijau

5. Reduktor yang baik.

Sedangkan sifat-sifat kimia dari alkali tanah adalah kereaktifannya

bertambah dari berilium ke barium. Berilium tidak dapat bereaksi dengan

H2O, magnesium sedikit bereaksi dengan air panas, sedangkan kalsium,

stronsium, dan barium dapat bereaksi dengan air dingin. Unsur alkali

tanah dapat bereaksi dengan air, udara, halogen, serta bereaksi dengan

asam dan basa. Unsur-unsur yang termasuk golongan logam alkali tanah

145

itu sendiri adalah Be (Berilium), Mg (Magnesium), Ca (Kalsium), Sr

(Stronsium), Ba (Barium), dan Ra (Radium). Unsur-unsur ini memiliki

susunan electron pada kulit terluar ns2.

Kereaktifan logam alkali dan alkali tanah dari atas ke bawah adalah

semakin besar. Hal ini disebabkan karena semakin ke bawah, energy

ionisasinya semakin rendah. Selain itu, dalam satu golongan dari atas ke

bawah, jumlah kulit semakin banyak karena jumlah electron banyak.

Semakin banyak jumlah kulit maka pengaruh daya tarik inti terhadap

electron terluar semakin kecil, akibanya electron terluar sukar tertarik ke

inti jadi ukuran atom semakin besar. Senakin besar jari-jari (ukuran)

atom maka energy ionisasinya semakin kecil dan kereaktifan unsur

semakin besar. Sama halnya dalam satu golongan, dalam satu periode,

semakin besar jari-jari atom, maka energy ionisasinya semakin kecil dan

kereaktifannya pun semakin besar dari kanan ke kiri.

Jika kita bandingkan antara logam alkali dengan logam alkali

tanah, kereaktifan logam alkali lebih besar daripada logam alkali tanah.

Hal ini disebabkan karena electron valensi yang hanya berjumlah satu

(ns1), sedangkan alkali tanah electron valensinya adalah dua (ns2), serta

jari-jari atom alkali yang relative lebih besar dibandingkan alkali tanah

yang seperiode.

Pada percobaan pertama, yaitu kelarutan garam sulfat,

dicampurkan larutan CaCl2 0,1M dan larutan BaCl2 0,1M masing-masing

dengan larutan H2SO4 1M pada masing-masing tabung reaksi. Pada

tabung reaksi yang pertama, dicampurkan larutan CaCl2 0,1M dan H2SO4

1M. Sedangkan tabung reaksi yang kedua dicampurkan larutan BaCl2

0,1M dan H2SO4 1M. Mula-mula sebelum dicampurkan, semua warna

larutan adalah bening. Setelah dicampurkan, lalu diamati, maka terjadi

perubahan warna pada masing-masing tabung reaksi. Pada tabung reaksi

pertama, campuran kedua larutan terlihat agak sedikit keruh, dan terdapat

sedikit endapan. Sedangkan pada tabung reaksi yang kedua, campuran

146

terlihat keruh (putih susu) dan terdapat banyak endapan di dasar tabung

reaksi.

Pada percobaan yang kedua, yaitu kelarutan garam hidroksida,

dicampurkan larutan CaCl2 0,1M dan larutan BaCl2 0,1M masing-masing

dengan larutan NaOH 1M pada masing-masing tabung reaksi. Pada

tabung reaksi yang pertama, dicampurkan larutan CaCl2 0,1M dan NaOH

1M. Sedangkan tabung reaksi yang kedua dicampurkan larutan BaCl2

0,1M dan NaOH 1M. Mula-mula sebelum dicampurkan, semua warna

larutan adalah bening. Namun, setelah dicampurkan dan diamati, maka

terjadi perubahan warna larutan yang berbeda. Pada tabung reaksi

pertama, setelah dicampurkan, warna larutan berubah menjadi merah

muda, dan lama-kelamaan warnanya kembali berubah menjadi bening

dan terdapat banyak endapan. Sedangkan pada tabung reaksi yang kedua,

larutan tetap terlihat bening dan terdapat sedikit endapan di dasar tabung

reaksi.

Pada percobaan yang ketiga, yaitu percobaan tentang reaktivitas

unsur, juga dilakukan dua percobaan. Untuk yang pertama, dicampurkan

pita Mg dan H2O di gelas kimia dan dilakukan pemanasan agar reaksi

dapat berjalan lebih cepat. Setelah mendidih, larutan tetap terlihat bening

dan muncul gelembung-gelembung gas H2 pada pita Mg. Kemudian

larutan ditetesi indicator PP (Fenoftalien). Beberapa saat kemudian

larutan mengalami perubahan warna menjadi merah muda/pink. Warna

merah muda menggambarkan bahwa basa yang terbentuk lebih lemah

daripada basa alkali. Untuk percobaan yang kedua, dimasukkan sedikit

logam K dengan pinset ke dalam gelas kimia yang sudah berisi air.

Ketika logam K dimasukkan, timbul ledakan kecil dan sedikit percikan

api berwarna ungu muda dan menghasilkan gas H2. Sangat jelas terlihat

bahwa reaksi terjadi sangat cepat dan spontan. Kemudian, ditetesi

indicator PP pada larutan tersebut, dan larutan mengalami perubahan

warna menjadi merah lembayung tua, lebih tua daripada percobaan yang

147

sebelumnya. Hal itu menunjukkan bahwa basa yang terbentuk merupakan

basa kuat, lebih kuat daripada basa alkali tanah.

Berdasarkan percobaan pertama, kita akan melihat bagaimana

kelarutan garam sulfat dari alkali tanah. Pada campuran CaCl2 dan H2SO4

terlihat sedikit endapan, bahkan hampir tidak ada. Sebaliknya pada

campuran BaCl2 dan H2SO4 terdapat cukup banyak endapan. Hal ini

membuktikan bahwa semakin kecil/sedikit endapan, berarti semakin

besar kelarutannya. Di dalam system periodic, logam Ca berada di atas

logam Ba. Logam Ca memiliki sedikit endapan, artinya larutan tersebut

kelarutannya besar. Sedangkan logam Ba di dalam system periodic

berada di bawah logam Ca, memiliki endapan yang cukup banyak, itu

artinya kelarutannya kecil. Dari hasil pengamatan, dapat disimpulkan

bahwa kelarutan garam sulfat dalam satu golongan dari atas ke bawah

semakin kecil. Mulai dari berilium sulfat mudah larut sampai dengan

radium sulfat yang tidak dapat larut dalam air. KSP BeSO4> KSP MgSO4>

KSP CaSO4> KSP SrSO4> KSP Ba SO4> KSP RaSO4. KSP adalah tetapan

hasil kali kelarutan, yaitu hasil perkalian konsentrasi ion-ion dalan

larutan jenuh, masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.

Semakin mudah senyawa itu larut, maka semakin besar hasil kali

kelarutan senyawa tersebut.

Pada percobaan kedua, akan dilihat bahwa kelarutan garam

hidroksida dari senyawaa alkali tanah. Pada campuran CaCl2 dan basa

NaOH, terdapat banyak endapan garam. Sedangkan pada campuran

larutan BaCl2 dan NaOH, terdapat sedikit endapan. Logam Ca di dalam

system periodic berada di atas logam Ba, memiliki banyak endapan,

artinya kelarutannya kecil. Sebaliknya, logam Ba yang pada system

periodic berada di bawah logam Ca, memiliki sedikit endapan, itu artinya

kelarutannya besar. Dari pengamatan yang dilakukan, maka dapat

disimpulkan bahwa kelarutan garam hidroksida dalam satu golongan dari

atas ke bawah semakin besar. KSP Be(OH)2< KSP Mg(OH)2< KSP

Ca(OH)2< KSP Sr(OH)2< KSP Ba(OH)2< KSP Ra(OH)2.

148

Dari percobaan kelarutan garam sulfat dan garam hidroksida dapat

dilihat perbedaan antara masing-masing kelarutannya. Kelarutan garam

sulfat dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin kecil. Hal ini

disebabkan oleh endapan yang terbentuk. Semakin ke bawah letak unsur

dalam system periodic, endapan yang terbentuk akan semakin banyak.

Sebaliknya, berbeda dengan kelarutan garam sulfat, garam hidroksida

besar kelarutannya dari atas ke bawah dalam satu golongan semakin

kecil. Hal ini dapat dilihat dari endapan yang terbentuk, yaiut semakin ke

bawah letak unsur dalam system periodic, maka endapan yang terbentuk

akan semakin sedikit.

Berdasarkan percobaan terakhir, yaitu tentang reaktivitas unsur,

dilakukan dua jenis percobaan yang dimaksudkan untuk melihat

perbandingan kereaktifan unsur logam alkali dan alkali tanah terhadap

air. Reaksi yang terjadi saat pita Mg dimasukkan ke dalam air

berlangsung sangat lambat, sehingga harus dipanaskan di atas hot plate

agar reaksi yang berlangsung dapat berjalan lebih cepat. Sedangkan

reaksi yang terjadi saat logam K di masukkan ke air, berlangsung secara

spontan dan sangat cepat, dan juga timbul ledakan kecil serta percikan

api berwarna ungu muda. Dari kedua percobaan tersebut dapat

disimpulkan bahwa unsur logam alkali (golongan IA) lebih besar

kereaktifannya daripada unsur logam alkali tanah (golongan IIA). Selain

itu juga, dalam satu golongan, kereaktifan bertambah dari atas ke bawah

sejalan dengan bertambahnya jari-jari atom. Selain itu juga disebabkan

karena jumlah electron valensi yang lebih sedikit, energy ionisasi dan

keelektronegatifan yang lebih kecil, sehingga kereaktifan logam alkali

lebih besar daripada kereaktifan logam alkali tanah.

Setelah diamati kereaktifannya terhadap air, kemudian diamati lagi

sifat basa yang terkandung. Saat campuran pita Mg dan air ditetesi

indicator PP, larutan tersebut berubah menjadi warna merah muda (pink).

Sedangkan saat campuran logam K dan air ditetesi indicator PP, larutan

mengalami perubahan warna menjadi merah yang lebih tua daripada

149

warna pada larutan campuran pita Mg dengan air. Hal ini

menggambarkan bahwa semakin tua warna larutan setelah ditetesi

indicator PP, maka sifat basa yang terkandung pada larutan tersebut

semakin kuat, sehingga KOH merupakan basa yang lebih kuat daripada

Mg(OH)2. Indikator PP digunakan pada percobaan ini karena indicator

PP (Fenoftalien) berfungsi untuk mengidentifikasi ion OH- pada larutan,

yaitu bahwa larutan yang terbentuk dari ion OH- akan bersifat basa.

Trayek indicator PP adalah dengan trayek PH 8,2<x<10,0 dengan warna

trayek tak berwarna-merah. Jika PH di bawah 8,2 maka larutan akan

berwarna bening. Sedangkan jika PH larutan di atas 10,0 maka larutan

akan berwarna merah. PH basa adalah antara 7<x<14.

Tabel perbedaan antara unsur logam alkali dengan alkali tanah

adalah sebagai berikut.

No Sifat Alkali Alkali tanah1 Jari-jari atom Besar Tidak sebesar alkali2 Energi ionisasi Kecil Lebih besar dari alkali3 Keelektronegatifan Kecil Lebih besar dari alkali4 Afinitas elektron Kecil Lebih besar dari alkali5 Kereaktifan Sangat reaktif Kurang reaktif6 Sifat basa Basa kuat Tidak sekuat basa alkali

7 Reaksi terhadap airSemua unsurnya dapat bereaksi

Be tidak dapat, Mg bereaksi lambat

8 Potensial reduksi Kecil Lebih besar dari alkali9 Reduktor Kuat Tidak sekuat alkali

10 Bentuknya di alam Mineral-mineral Senyawa11 Elektron valensi 1 212 Kekerasan logam lunak lebih keras dari alkali

Dalam percobaan sifat-sifat unsur ini, ditemukan beberapa faktor

kesalahan. Beberapa faktor kesalahan tersebut diantanya adalah.

1. Larutan CaCl2 telah tercemar sebelumnya, sehingga pada saat

dicampurkan dengan larutan NaOH, larutan berubah warna menjadi

merah muda.

150

2. Alat-alat praktek yang digunakan seperti pipet dan tabung reaksi

tidak dibilas dengan akuades sebelum digunakan, sehingga dapat

mempengaruhi reaksi-reaksi yang berlangsung.

3. Reaksi pita Mg dengan air ketika dipanaskan tidak terjadi secara

optimal, karena pita Mg terlalu cepat dicampurkan ke dalam

akuades sebelum mendidih lebih dahulu. Hal itu mempengaruhi

hasil kali kelarutan larutan tersebut.

BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

- Alkali dan alkali tanah merupakan 2 golongan unsur logam yang

reaktif. Golongan alkali mempunyai electron valensi 1 yaitu dengan

konfigurasi elektron ns1. Sedangkan alkali tanah mempunyai electron

valensi 2 yaitu dengan konfigurasi electron ns2. Hal ini menunjukkan

elektropositif dan merupakan reduktor. Jari-jari atom golongan alkali

lebih besar daripada alkali tanah. Sebaliknya, enerrgi ionisasi dan

keelektronegatifan alkali tanah lebih besar daripada alkali. Hal ini

membuat alkali lebih reaktif daripada alkali tanah. Basa yang berasal

dari alkali juga lebih kuat daripada basa yang berasal dari alkali tanah.

151

- Reaksi antara larutan CaCl2 dengan H2SO4 menghasilkan HCl dan

endapan CaSO4 dalam jumlah yang sedikit. Reaksi antara larutan

BaCl2 dengan H2SO4 menghasilkan HCl dan endapan BaSO4 dalam

jumlah banyak. Reaksi antara larutan CaCl2 dengan NaOH

menghasilkan Ca(OH)2 dan endapan NaCl dalam jumlah yang cukup

banyak. Sedangkan reaksi antara larutan BaCl2 dengan NaOH

menghasilkan Ba(OH)2 dan endapan NaCl dalam jumlah yang sedikit.

Reaksi antara logam Mg dan air menghasilkan basa Mg(OH)2 dan

gelembung gas H2, dan setelah diteteskan indicator PP, warna larutan

berubah menjadi merah muda. Reaksi antara logam K dengan air

menghasilkan KOH dan gas H2 yang segera terbakar dan terjadi

ledakan kecil, dan setelah diteteskan dengan indicator PP warna

larutan berubah menjadi merah lembayung yang lebih tua.

- Kelarutan garam sulfat dalam 1 golongan dari atas ke bawah semakin

kecil, sedangkan kelarutan garam hidroksida dalam 1 golongan dari

atas ke bawah semakin besar.

5.2 Saran

- Sebaiknya dilakukan percobaan terhadap sifat-sifat unsur yang lainnya

yang akan diteliti, seperti afinitas electron, keelektronegatifan, dan

sebagainya.

- Sebaiknya digunakan juga percobaan terhadap kelarutan garam sulfat

dan garam hidroksida dengan menggunakan larutan yang lainnya,

seperti MgCl2, SrCl2, KCl, dan sebagainya.

152

file · web viewunsur merupakan zat kimia yang paling sederhana yang tidak dapat...

Documents