Download - unsur kimia

Transcript
Page 1: unsur kimia

Golongan Halogen

Unsur-Unsur Golongan Halogen

Halogen adalah kelompok unsur kimia yang berada pada golongan VIIA di tabel periodik. Kelompok ini dari: fluor (F), klor (Cl), brom (Br), yodium (I), astatin (At), dan unsur ununseptium (Uus) yang belum ditemukan. Halogen menandakan unsur-unsur yang menghasilkan garam jika bereaksi dengan logam. Istilah ini berasal dari istilah ilmiah bahasa Perancis dari abad ke-18 yang diadaptasi dari bahasa Yunani. Sifat unsure-unsur golongan ini dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Sifat Flour Klor Brom Iodium Astatin

Massa atom 19 35,5 80 127 210

Jari-jari atom (A) 72 99 115 133 155

Titik leleh (0C) -220 -101 -7 -113 302

Titik didih (0C) -188 -35 59 183 337

Keelektronegatipan 4,1 2,8 2,8 2,5 2,2

Wujud gas gas cair padat Padat

WarnaKuning

muda

Hijau

kekuninga

n

Merah

coklatungu

  

Berdasarkan tabel di atas dapat di ketahui sifat unsur-unsur golongn hologen sebagai berikut:

  Sangat reaktif (oksidator kuat), beracun.

  Oksidator : F2>Cl2>Br2>I2

  Reduktor : I->Br->Cl->F-

  Jari-jari atomnya dari bawah ke atas semakin kecil.

Page 2: unsur kimia

  Elektronegatifanya dari kiri kekanan semakin besar.

  Energi ionosasi dadari kiri ke kanan semakin besar.

  Afinitas electron dari bawah keatas semakin kecil

Kelimpahan unsur halogen

Disebut halogen (bahasa Yunani : Pembentuk garam) karena sifatnya yang mudah sekali bereaksi terutama dengan logam membentuk garam. Karena sifatnya yang reaktif, maka halogen hanya dijumpai dalam bentuk senyawa. Kelimpahan halogen akan dijelaskan di bawah ini.

1. Fluorine

Terdapat dalam senyawa fluorspar CaF2, kriolit Na3AlF6, dan fluorapatit Ca(PO4)3F. dengan penambahan asam sulfat ke dalam fluorspar maka akan diperoleh HF dan garam Calsium sulfat. Selanjutnya lelehan asam florida di elektrolisis untuk menghasilkan gas F2.

CaF2 + H2SO4 --> CaSO4 + 2HF

2. Klorin

Terdapat dalam senyawa NaCl, KCl, MgCl2, dan CaCl2. Senyawa klorida ditemukan di air laut dan garam batu/endapan garam yang terbentuk akibat penguapan air laut di masa lalu. Setiap 1 kg air laut mengandung sekitar 30 gram NaCl. Proses untuk mendapatkan unsure klorin adalah melalui elektrolisis larutan NaCl pekat (brine) akan menghasilkan Cl2 pada anode dan gas H2, dan NaOH pada katode.

3. Bromin

Terdapat dalam senyawa logam bromide. Senyawa ini juga ditemukan di air laut, endapan garam, dan air mineral. Ditemukan di perairan laut Mati dengan kadar 4500 - 5000 ppm. Garam-garam bromine juga diperoleh dari Arkansas

4. Iodine

Terdapat dalam senyawa natrium iodat NaIO3, yang ditemukan dalam jumlah kecil pada deposit NaNO3 di Chili. Juga dalam larutan bawah tanah di Jepang dan Amerika dengan kadar sampai 100 ppm. Untuk memperoleh iodine dari natrium iodat, dilakukan penambahan zat pereduksi natrium bisulfit NaHSO3 dengan reaksi sebagai berikut :

2IO3- + 5HSO3

- --> I2 + 3HSO4- + 2SO4

2- + H2O

5. Astatine

Jumlah astatine di kerak bumi sangat sedikit kurang dari 30 gram.

Page 3: unsur kimia

Sifat fisik dan sifat kimia unsur Halogen

X2 Fluor (F2) Klor (Cl2) Brom (Br2) Iodium (I2)1. Molekulnya Diatom2. Wujud zat (suhu kamar) Gas Gas Cair Padat

3. Warna gas/uap Kuning mudaKuning hijau

Coklat merah

Ungu

4. Pelarutnya (organik) CCl4, CS2

5. Warna larutan (terhadap pelarut 4) Tak berwarnaTak

berwarnaCoklat Ungu

6. Kelarutan oksidator

   (makin besar sesuai dengan arah panah)

7. Kereaktifan terhadap gas H2

8. Reaksi pengusiran pada senyawa halogenida

X = Cl, Br, IF2 + 2KX® 

2KF X2

X = Br dan ICl2 +

2KX ®   2KCl + X2

X = IBr2 + KX®  2KBr + X2

Tidak dapat mengusir F,

Cl, Br

9. Reaksi dengan logam (M) 2 M + nX2 ®  2MXn (n = valensi logam tertinggi)10. Dengan basa kuat MOH (dingin) X2 + 2MOH ®  MX + MXO + H2O (auto redoks)

11. Dengan basa kuat (panas)3X2 + 6MOH ®  5MX + MXO3 + 3H2O (auto

redoks)12. Pembentukan asam oksi Membentuk asam oksi kecuali F 

Catatan :

I2 larut dalam KI membentuk garam poli iodidaI2 + KI ®  Kl3

I2 larut terhadap alkohol coklat

Beberapa Kegunaan Senyawa Halogen

Senyawa Kegunaan

AgBr, AgI Film fotografi

CCl4 Industri fluorocarbon

CH3Br Pestisida

C2H4Br2 Penangkapan timbal dalam gasolin

C2H4Cl Industri polivinil klorida dan plastik

Page 4: unsur kimia

C2H5Cl Industri TEL

HCl Pengolahan logam dan makanan

NaClO Pemutih pakaian dan industri hidrazin

NaClO3 Pemutih kertas dan pulp

KI Nutrisi manusia dan suplemen makanan hewan

Daya Pengoksidasi dan Daya Pereduksi

“Unsur halogen merupakan unsur yang sangat reaktif. Dengan memiliki elektron valensi 7, sangat mudah bagi unsur untuk menarik elektron menjadi ion negatif”

“Unsur-unsur halogen mudah menerima elektron (keelektronegatifan besar) dan bersifat sebagai oksidator. Semakin ke atas dalam golongan VIIA, sifat oksidator semakin kuat”

Membandingkan daya oksidasi halogen :

1. Halogen yang dapat mengoksidasi ion Fe2+ adalah unsur Cl2 dan Br22. Persamaan reaksi untuk reaksi tersebut adalah, sbb:

Fe2+               →Fe3+ + e                    Eo= – o.77

Cl2 + 2e         → 2 Cl-                          Eo= + 1.33

2 Fe2+ + Cl2  → 2 Fe3+ + 2 Cl-          Eo= + 0.59

Fe2+               → Fe3+ + e                   Eo= – o.77

Br2 + 2e         → 2 Br-                        Eo= + 1.01

2 Fe2+ + Br2  → 2 Fe3+ + 2 Br-          Eo= + o.24

Membandingkan daya reduksi ion halide :

1. Ion halida yang dapat mereduksi ion Fe3+ adalah ion I-2. Persamaan reaksi untuk reaksi tersebut adalah, sbb:

Fe3+ + e       → Fe2+                           Eo= + 0.77

2 I-                → I2 + 2e                     Eo= – 0.54

2 Fe3+ + 2 I-  → 2 Fe2+ + I2                Eo= + 0.23

Page 5: unsur kimia

Kesimpulan

Daya oksidasi halogen dari Cl2 ke I2 makin berkurang. Terlihat dari warna larutan yang semakin muda, sehingga mendekati warna larutan FeSO4.

Daya reduksi ion halida dari Cl- ke I- makin bertambah. Terlihat dari warna larutan yang terbentuk setelah penambahan larutan KSCN. Larutan KI yang ditetesi Larutan Fe2(SO4)3 dan dicampur dengan larutan KSCN memiliki warna yang mendekati larutan FeSO4 yang ditetesi larutan KSCN. Hal ini menunjukan bahwa ion I- berhasil mereduksi ion Fe3+ menjadi ion Fe2+.

Senyawa Oksi Halogen

A. ASAM HALIDA (HX)“Semakin ke atas dalam golongan VIIA, ikatan antara atom H dan X semakin kuat sehingga molekul HX yang terbentuk cukup stabil dan hanya sedikit menghasilkan ion H+, jadi HF merupakan asam terlemah dan hanya HF yang termasuk asam lemah”

Urutan Keasaman HF < HCl < HBr < HIUrutan titik didih asam halida :HF > HI > HBr > HCl

B. ASAM OKSIHALIDAAsam oksihalida adalah asam yang mengandung oksigen sehingga halogen memiliki bilangan oksidasi positif (+1,+3,dan+7). Pada halogen bilangan oksidasi positif hanya berlaku untuk Cl, Br, ISemakin banyak jumlah atom oksigen pada asam oksihalida, sifat asam semakin kuat sehingga urutan kekuatan asam adalah :

HClO4 > HClO3 > HClO2 > HCl

Page 6: unsur kimia

Golongan Alkali dan Alkali Tanah

 Golongan Alkali

Contoh unsur-unsur  golongan alkali yakni unsur Na yang membentuk senyawa   yang dapat bermanfaat sebagai berikut:

Page 7: unsur kimia

a.         NaCl, garam dapur ( garam meja ), dapat digunakan sebagai pengawet makanan, bahab baku pembuatan NaOH, Na2CO3, logam Na dan gas klorin

b.      Na2CO3 dapat dimanfaatkan sebagai  soda cuci , pelunak kesadahan air , zat pembersih peralatan rumah tangga , pembuat gelas , industri kertas , sabun,  deterjen, dan minuman botol.

c.       NaHCO3 dapat dimanfaatkan sebagai soda kue, campuran pada minuman dalam botol agar menghasilkan CO2, bahan pemadam api, obat-obatan, bahan pembuat kue , dan sebagai larutan penyangga.

d.      NaOCl, adalah zat pengelantang untuk kain. e.       NaNO3, dapat dimanfaatkan sebagai pupuk dan bahan pembuat senyawa nitrat yang lain.f.       Na2SO4, yang disebut garam glauber atau garam inggris , yang dapat dimanfaatkan sebagai obat

pencahar dan zat pengering untuk senyawa organik. g.      KBr digunakan sebagai obat penenang saraf (sedatif) dan pembuat plat fotografi.h.      KIO3 dapat digunakan sebagai campuran garam dapur.i.        K2Cr2O7  dapat digunakan sebagai zat pengoksidasi

Golongan Alkali Tanah

Contoh unsur golongan alkali tanah yang dapat bermanfaat sebagai berikut:

a.      BeriliumAdapun berilium dapat digunakan sebagai berikut:

   Campuran  logam  Berilium   dengan   logam  lain  digunakan  mencegah  korosi logam.   Logam ini digunakan untuk membuat alloy tembaga dan nikel dengan kekuatan yang tinggi.   Digunakan    sebagai    campuran    bahan-bahan    dari    bagian-bagian  pesawat supersonic, hal

ini karena berilium mempunyai sifat mengkilat, kuat dan stabil.   Karena   berilium  murni  mudah  menghantarkan   sinyal-sinyal  elektronik   dan dilalui sinar x,

maka digunakan sebagai jendela pada tabung sinar x.   Berilium   dan  oksidanya  digunakan  sebagai   moderator  pada   reactor   nuklir, karena berilium

mempunyai kecenderungan menangkap neutron.   Digunakan dalam pembuatan komputer, laser, televisi, dan alat-alat oseanografib.      Magnesium

Adapun magnesium dapat digunakan sebagai berikut:

  Magnesium  karbonat   (MgCl2.6H2O)  digunakan  sebagai  refaktor  dan  bahan isolasi.   Magnesium Sitrat, digunakan sebagai bahan obat-obatan dan minuman bersoda.

   Magnesium Hidroksida, digunakan sebagai obat (laxative), dan digunakan pada proses penyulingan gula.

   Magnesium Sulfat, yang dikenal sebagai dengan garam inggris (Epsom Salt) dan magnesium oksida (MgO), digunakan pada pembuatan kosmetik, kertas dan obat cuci perut.

   Campuran magnesium, aluminium dan baja digunakan pada bahan pembuatan bagian-bagian pesawat, kaki atau tangan buatan, Vacuum cleaner, alat-alat optic dan furniture.

   Digunakan secara luas untuk konstruksi karena ringan.

   Digunakan untuk membuat reagen Grignard.c.       Kalsium

Page 8: unsur kimia

Adapun kalsium dapat digunakan sebagai berikut:

   Digunakan sebagai deoxidizer untuki tembaga, nikel dan stainless steel.

  Campuran logam kalsium-timbal (lead-calsium) digunakan pada akumulator.

  Digunakan dalam pembuatan kapur, semen dan mortar.

  Digunakan untuk membuat gigi, dan tulang atau rangka tiruan.

  Kalsium hidroksida digunakan untuk uji keasaman gas karbon dioksidad.      Stronsium

Adapun stronsium dapat digunakan sebagai berikut:  Digunakan pada pembuatan kembang api, petasan dan lampu jalan kereta api.  Stronsium oksida digunakan pada proses pembuatan gula pasir.

   Isotop stronsium-85 digunakan untuk mendeteksi kanker  tulang.

  Isotop stronsium-90 digunakan sebagai senjata nuklir.e.       Barium

Adapun barium dapat digunakan sebagai berikut:  Logam barium digunakan sebagai pelapis konduktor listrik.

  Barium sulfat digunakan dalam industry karet, cat dan linolium.

  Barium nitrat digunakan untuk membuat petasan dan kembang api.

  Digunakan untuk pengujian system gastroinstinal sinar X.f.       Radium

Adapun radium dapat digunakan sebagai berikut:  Digunakan  untuk  membuat  cat  berbahaya  (luminous  paint)  yang  digunakan piringan  jam,

tombol  pintu  atau  benda-benda  lain  agar  tampak  berbahaya (berpijar) dalam kegelapan.  Penggunaan isotop radioaktif dalam kedokteran oleh Henri Danlos yang menggunakan radium

untuk pengobatan penyakit tubercolusis pada kulit serta beberapa penyakit kanker.

Unsur-unsur golongan logam golongan alkali dan alkali tanahUnsur-unsur dalam golongan alkali dan alkali tanah meliputi unsur-unsur golonggan IA ( 3Li 

11Na  19K  37Rb  55Cs  87Fr ) dan IIA ( 4Be 12Mg 20Ca 38Sr  56Ba  88Ra ). Berikut tabel mengenai sifat-sifat unsur logam tersebut:

Sifat Fisika Unsur-Unsur Logam Alkali Tanah

Sifat Li Na K Rb Csnomor atom                3 11 19 37 55Jari-jari atom (pm) 155 190 235 248 267Jari-jari ion M+(pm) 60 95 133 148 169

Page 9: unsur kimia

Titik leleh (0C) 181 97,8 63,6 38,9 28,4Titik didih (0C) 1.347 883 774 688 678Kerapatan (g/cm3) 0,53 0,97 0,86 1,59 1,90Kekerasan (skala Mohs) 0,6 0,4 0,5 0,3 0,3Warna nyala Merah Kuning Ungu Merah biru

Sifat Kimia Unsur-Unsur Alkali

Sifat Li Na K Rb Csnomor atom                4 12 20 38 56Jari-jari atom (pm) 90 130 174 192 198Jari-jari ion M+(pm) 3 65 99 113 135Titik leleh (0C) 1.278 649 839 769 725Titik didih (0C) 2.970 1.090 1.484 1.384 1.640Kerapatan (g/cm3) 1,86 1,72 1,55 2,54 3,59Kekerasan (skala Mohs) 5 2,0 1,5 1,8 2Warna nyala Putih Putih Merah Merah tua hijau

Sifat Kimia Unsur-Unsur Alkali  tanah

Sifat Li Na K Rb CsKonfigurasi electron [He]2s1 [Ne]3s1 [Ar]4s1 [Kr]5s2 [Xe]6s1

Energi ionisasi pertama (kj/mol) 519 498 418 401 376Keelektronegatifan 1,0 0,9 0,8 0,8 0,7Potensial elektrode standar (volt)

-3,045 -2,714 -2,925 -2,925 -2,923

                        Dari tabel-tabel di atas dapat disimpulkan sebagai berikut:

1.      Golongan alkali (IA)  Mempunyai satu elektron terluar (ns1)  Mempunyai satu elektron terluar (ns1)  Energi ionisasi rendah (mudah melepaskan elektron)  Reduktor kuat (mudah mengalami oksidasi)  Sangat reaktif (di alam tidak ada unsur bebasnya).  Reaksinya dengan air berlangsung cepat.  Titik leleh rendah (lunak), sebab ikatan logam lemah. 

  Jari-jari atom makin ke bawah makin besar:  makin ke bawah kereaktifan bertambah.  makin ke bawah basanya makin kuat.  makin ke bawah titik leleh makin rendah.  Logam-logam alkali diperoleh dari elektrolisis leburan garam halidanya.

  Senyawa-senyawa alkali berikatan ion, berwujud padat, dan memiliki titik leleh tinggi.

  Reaksi menyala dengan nyala Na berwarna kuning dan K ungu.

Page 10: unsur kimia

  Semua senyawa alkali larut baik dalam air.

2.      Golongan alkali tanah (IIA)

  Mempunyai dua elektron terluar (ns2):

  energi ionisasi rendah, tetapi IA lebih rendah.

  reduktor kuat, meskipun tidak sekuat IA.

  sangat reaktif, tetapi IA lebih reaktif.

  reaksinya dengan air berlangsung lambat.

  titik leleh cukup tinggi (keras), sebab ikatan logam lebih kuat dari IA.

  Jari-jari atom makin ke bawah makin besar:makin ke bawah kereaktifan bertambah.

  makin ke bawah basanya makin kuat.  makin ke bawah titik leleh makin rendah.  Logam-logam alkali diperoleh dari elektrolisis leburan garam halidanya.

Senyawa-senyawa alkali berikatan ion, berwujud padat, dan memiliki titik leleh tinggi

  Reaksi menyala dengan nyala Sr merah dan Br hijau

  Senyawa Cl-, S2-, dan NO3 dari IIA larut baik dalam air.

Senyawa C032- dari IIA tidak ada yang larut. Kelarutan senyawa 504 2- dari IIA makin ke bawah makin kecil (makin sukar larut). Kelarutan basa (OH-) dari IIA semakin ke bawah semakin besar (semakin mudah larut)

Reaksi logam alkali

Page 11: unsur kimia

UNSUR-UNSUR PERIODE TIGA

UNSUR UNSUR PERIODE 3 DI ALAM

Unsur-unsur periode ketiga dialam dapat dilihat dalam tabel dibawah ini:

Unsur Sebagai senyawa

Page 12: unsur kimia

Na

Mg

Al

Si

PS

Cl

NaNO3                                                                    : Senyawa ChiliNaCl                                                       : Dalam air lauitMgCO3                                                                    : MagnesitMgSO4.7H2O                                         : Garam InggrisKCl.MgCl2.6H2O                                               : KarnalitMgCO3.CaCO3                                                    : DormalitMgCl2                                                                        : Dalam air lautAl2O3.2SiO2.2H2O                                  : Kaolin  Al2O3.nH2O                                             : BauksitNa3AlF6                                                    : KriolitSiO2                                                                             : PasirAl2O3.2SiO2.2H2O                                   : Tanah liatCa3(Po4)2                                                                   : Fosfit, dalam tulangBebas di alamFeS2                                                                             : PiritCaSO4.2H2O                                            : GipsNaCl                                                          : Dalam air laut

kegunaan

Chlor (Cl)Dipakai pada proses pemurnian air

Cl2 dipakai pada disinfectan

KCl digunakan sebagai pupuk

ZnCl2 digunakan sebagai solder

NH4Cl digunakan sebagai pengisi batere

Page 13: unsur kimia

Digunakan untuk menghilangkan tinta dalam proses daur ulang kertas

Dipakai untuk membunuh bakteri pada air minum

Dipakai pada berbagai macam industri

Fosfor (P)Kegunaan fosfor yang terpenting adalah dalam pembuatan pupuk, dan secara luas digunakan dalam bahan peledak, korek api, kembang api, pestisida, odol, dan deterjen.

Sulfur (S)

Dipakai sebagai bahan dasar pembuatan asam sulfat

Digunakan dalam baterai

Dipakai pada fungisida dan pembuatan pupuk

Digunakan pada korek dan kembang api

Digunakan sebagai pelarut dalam berbagai proses

2.      Unsur-unsur transisi  periode keempat di alam

Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit

pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain.

Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki elektron valensi pada subkulit 3d

yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menyebabkan

unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur

golongan utama, seperti sifat magnetik, warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan

membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu

Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt

(Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).

Page 14: unsur kimia

Dalam satu periode dari kiri (Sc) ke kanan (Zn), keelektronegatifan unsur hampir sama,

tidak meningkat maupun menurun secara signifikan. Selain itu, ukuran atom (jari-jari unsur)

serta energi ionisasi juga tidak mengalami perubahan signifikan. Oleh sebab itu, dapat

disimpulkan bahwa semua unsur transisi periode keempat memiliki sifat kimia dan sifat fisika

yang serupa. Hal ini berbeda dengan unsur utama yang mengalami perubahan sifat yang sangat

signifikan dalam satu periode.

Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki keelektronegatifan yang lebih besar

dibandingkan unsur Alkali maupun Alkali tanah, sehingga kereaktifan unsur transisi tersebut

lebih rendah bila dibandingkan Alkali maupun Alkali Tanah. Sebagian besar unsur transisi

periode keempat mudah teroksidasi (memiliki E°red negatif), kecuali unsur Tembaga yang

cenderung mudah tereduksi (E°Cu = + 0,34 V). Hal ini berarti bahwa secara teoritis, sebagian

besar unsur transisi periode keempat dapat bereaksi dengan asam kuat (seperti HCl)

menghasilkan gas hidrogen, kecuali unsur Tembaga. Akan tetapi, pada kenyataanya, kebanyakan

unsur transisi periode keempat sulit atau bereaksi lambat dengan larutan asam akibat

terbentuknya lapisan oksida yang dapat menghalangi reaksi lebih lanjut. Hal ini terlihat jelas

pada unsur Kromium. Walaupun memiliki potensial standar reduksi negatif, unsur ini sulit

bereaksi dengan asam akibat terbentuknya lapisan oksida (Cr2O3) yang inert. Sifat inilah yang

dimanfaatkan dalam proses perlindungan logam dari korosi (perkaratan).

Dibandingkan unsur Alkali dan Alkali Tanah, unsur-unsur transisi periode keempat

memiliki susunan atom yang lebih rapat (closed packing). Akibatnya, unsur transisi tersebut

memiliki kerapatan (densitas) yang jauh lebih besar dibandingkan Alkali maupun Alkali Tanah.

Dengan demikian, ikatan logam (metallic bonds) yang terjadi pada unsur transisi lebih kuat. Hal

ini berdampak pada titik didih dan titik leleh unsur transisi yang jauh lebih tinggi dibandingkan

unsur logam golongan utama. Selain itu, entalpi pelelehan dan entalpi penguapan unsur transisi

juga jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama.

Unsur transisi periode keempat memiliki tingkat oksidasi (bilangan oksidasi) yang bervariasi. Hal ini disebabkan oleh tingkat energi subkulit 3d dan 4s yang hampir sama. Oleh sebab itu, saat unsur transisi melepaskan elektron pada subkulit 4s membentuk ion positif (kation), sejumlah elektron pada subkulit 3d akan ikut dilepaskan. Bilangan oksidasi umum yang dijumpai pada tiap unsur transisi periode keempat adalah +2 dan +3. Sementara, bilangan oksidasi tertinggi pada unsur transisi periode keempat adalah +7 pada unsur Mangan (4s2 3d7). Bilangan oksidasi rendah umumnya ditemukan pada ion Cr3+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Cu+, dan Cu2+,

Page 15: unsur kimia

sedangkan bilangan oksidasi tinggi ditemukan pada anion oksida, seperti CrO42-, Cr2O7

2-, dan MnO4

-.

UNSUR UNSUR TRANSISI PERIODE EMPAT

1.      KELIMPAHAN UNSUR-UNSUR DI ALAM DAN PRODUK-PRUDUK YANG

MENGANDUNG UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

Unsur unsur yang termasuk periode keempat meliputi tembaga (Cu), seng (Zn), skadium

(Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), kromium (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), dan

nikel (Ni).

Unsur transisi dapat ditemukan dikerak bumi terutama sebagai bijih mineral (bijih logam)

dengan kadar tertentu. Bijih besi merupakan mineral terbanyak di alam setelah O, Si, dan Al.

Untuk lebih jelasnya keberadaan unsur transisi di alam dapat dilihat dalam uraian berikut.

a.       Skandium (Sc)

Skandium (Sc) terdapat dalam mineral torvetit (Sc2SiO7).

Gambar Unsur Skandium

b.      Titanium (Ti)

Unsur ini terdapat dalam mineralrutil (TiO2) yang terdapat dalam bijih besi sebagai ilmenit 

(FeTi)2O3 dan ferrotitanate (FeTiO3) juga terdapat dalam karang, silikat, bauksit batubara, dan

tanah liat.

c.       Vanadium (V)

Vanadium terdapat dalam senyawa karnotit (K-uranil-vanadat) [(K2(UO2)2 (VO4)2.3H2)], dan

vanadinit (Pb5(VO4)3Cl).

Gambar vanadium

d.      Kromium (Cr)

Page 16: unsur kimia

Bijih utama dari kromium di alam adalah kromit (FeO.Cr2O2) dan sejumlah kecil dalam

kromoker.

    

Gambar Kromium

e.       Mangan (Mn)

Bijih utamanya berupa pirulosit (batu kawi) (MnO2), dan rodokrosit (MnCO3) dan

diperkirakan cadangan Mn terbesar terdapat di dasar lautan.

Gambar Mangan

f.       Besi (Fe)

Besi (Fe) adalah unsur yang cukup melimpah di kerak bumi (sekitar 6,2% massa kerak

bumi). Besi jarang ditemukan dalam keadaan bebas di alam. Besi umumnya ditemukan dalam

bentuk mineral (bijih besi), seperti hematite (Fe2O3), siderite (FeCO3), dan magnetite (Fe3O4).

Logam Besi bereaksi dengan larutan asam klorida menghasilkan gas hidrogen. Reaksi

yang terjadi adalah sebagai berikut :

Fe(s) +  2 H+(aq) ——>  Fe2+

(aq) +  H2(g)

Larutan asam sulfat pekat dapat mengoksidasi logam Besi menjadi ion Fe3+. Sementara

larutan asam nitrat pekat akan membentuk lapisan oksida Fe3O4 yang dapat menghambat reaksi

lebih lanjut. Umumnya, Besi dijumpai dalam bentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2 dan +3.

Beberapa contoh senyawa Besi (II) antara lain FeO (hitam), FeSO4. 7H2O (hijau), FeCl2 (kuning),

dan FeS (hitam). Ion Fe2+ dapat dengan mudah teroksidasi menjadi ion Fe3+ bila terdapat gas

oksigen yang cukup dalam larutan Fe2+. Sementara itu, senyawa yang mengandung ion Besi (III)

adalah Fe2O3 (coklat-merah) dan FeCl3 (coklat).

g.      Kobalt (Co)

Kobalt terdapat di alam sebagai arsenida dari Fe, Co, Ni, dan dikenal sebagai smaltit, kobaltit

(CoFeAsS) dan eritrit Co3(AsO4)2.8H2O.

Gambar Kobalt

Page 17: unsur kimia

h.      Nikel (Ni)

Nikel ditemukan dalam beberapa senyawa berikut ini.

Sebagai senyawa sulfida         : penladit (FeNiS), milerit (NiS)

Sebagai senyawa arsen            : smaltit (NiCOFeAs2)

Sebagai senyawa silikat          : garnierit (Ni.MgSiO3)

Gambar Nikel

i.        Tembaga (Cu)

Tembaga (Cu) merupakan unsur yang jarang ditemukan di alam (precious metal).

Tembaga umumnya ditemukan dalam bentuk senyawanya, yaitu bijih mineral, seperti Pirit

tembaga (kalkopirit) CuFeS2, bornit (Cu3FeS3), kuprit (Cu2O), melakonit (CuO), malasit

(CuCO3.Cu(OH)2).

Semua senyawa Tembaga (I) bersifat diamagnetik dan tidak berwarna (kecuali Cu2O

yang berwarna merah), sedangkan semua senyawa Tembaga (II) bersifat paramagnetik dan

berwarna. Senyawa hidrat yang mengandung ion Cu2+ berwarna biru. Beberapa contoh senyawa

yang mengandung Tembaga (II) adalah CuO (hitam), CuSO4.5H2O (biru), dan CuS (hitam).

Gambar Tembaga

j.        Seng (Zn)

Seng (Zn) terdapat di alam sebagai senyawa sulfida seperti seng blende (ZnS), sebagai senyawa

karbonat kelamin (ZnCO3), dan senyawa silikat seperti hemimorfit (ZnO.ZnSiO3.H2O).

Tabel beberapa mineral dari unsur-unsur transisi periode keempat

Logam Nama Mineral Rumus

Sc Torvetit Sc2SiO7

Ti Rutile

Ilmenit

TiO2

(FeTi)2O3

FeTiO3

Page 18: unsur kimia

Ferrotitanate

V Karnotit (K-uranil-vanadat)

vanadinit

K2(UO2)2 (VO4)2.3H2

Pb5(VO4)3Cl

Cr Kromit Cr2O3.FeO

Mn Pirolusit

Manganit

Rodokrosit  

MnO2

Mn2O3.H2O

MnCO3

Fe Hematit

Magnetit

Pirit

Siderit

Limonit

Fe2O3

Fe3O4

FeS2

FeCO3

Fe2O3.H2O

Co Kobaltit

Eritrit

CoAsS

Co3(AsO4)2.8H2O

Ni Pentlandit

Milerit

Smaltit

Garnierit

FeNiS

NiS

NiCOFeAs2

Ni.MgSiO3

Cu Garnerit

Kalkopirit

Kalkosite

Malachit

Bornit

Kuprit

Melkonit

H2(NiMg)SiO4.2H2O

CuFeS2

Cu2S

Cu2(OH)2CO3

Cu3FeS3

Cu2O

CuO

Zn Seng blende ZnS

Page 19: unsur kimia

Smith sonite ZnCO3

2.      SIFAT FISIK DAN SIFAT KIMIA UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

Unsur-unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat, baik secara fisis maupun kimia.

Berikut adalah tabel yang menunjukkan sifat-sifat dari unsur-unsur transisi periode keempat.

Beberapa sifat umum unsur-unsur transisi periode keempat :

A.    SIFAT FISIS UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

I.     Unsur-unsur transisi periode keempat mempunyai sifat-sifat yang khas. Sifat-sifat khas unsur-

unsur transisi periode keempat antara lain :

(1)            Unsur-unsur transisi bersifat logam, maka sering disebut logam transisi.

(2)            Bersifat logam, maka mempunyai bilangan oksidasi positif dan pada umumnya lebih dari satu.

(3)            Banyak diantaranya dapat membentuk senyawa kompleks.

(4)            Pada umumnya senyawanya berwarna.

(5)            Beberapa diantaranya dapat digunakan sebagai katalisator.

(6)            Titik didih dan titik leburnya sangat tinggi.

(7)            Mudah dibuat lempengan atau kawat dan mengkilap.

(8)            Sifatnya makin lunak dari kiri ke kanan.

(9)            Dapat menghantarkan arus listrik.

(10)        Persenyawaan dengan unsur lain mempunyai oksida positif.

II.  Senyawa yang dibentuk pada umumnya berwarna. Hal ini disebabkan karena konfigurasi

elektron unsur transisi menempati sub kulit d, elektron-elektron pada orbital d yang tidak penuh

memungkinkan untuk berpindah tempat. Elektron dengan energi rendah akan berpindah ke

tingkat energi yang lebih tinggi (tereksitasi) dengan menyerap warna misalnya energi cahaya

dengan panjang gelombang tertentu karena energi yang diserap besarnya pun tertentu. Struktur

elektron pada orbital d yang bebeda akan mengasilkan warna yang pula.

Page 20: unsur kimia

Warna senyawa unsur-unsur transisi periode keempat

dengan bilangan oksidasi

      Biloks

Unsur

+2 +3 +4 +5 +6 +7

Sc - Tidak

berwarna

Tidak

berwarna

- - -

Ti - Ungu Biru - - -

V Ungu Hijau - Merah Jingga -

Cr Biru Hijau - - Hijau -

Mn Merah

muda

- - - - Ungu

Fe Hijau

muda

Kuning - - - -

Co Merah

muda

Biru - - - -

Ni Hijau - - - - -

Cu Biru - - - - -

Zn Tidak

berwar

na

- - - - -

III.    Dapat membentuk ion kompleks, yaitu ion yang terdiri dari ion logam sebagai ion pusat yang

menyediakan orbital d,s, dan p-nya yang kosong untuk elektron-elektron yang berasal dari ion

atau molekul yang diikatnya yang disebut dengan ligan. Sebagai contoh, pada ion [PtCl6]2-,

bilangan oksidasi masing-masing ligan (ion Cl-) adalah -1. Dengan demikian, bilangan oksidasi

Pt (kation logam transisi) adalah +4. Contoh lain, pada ion [Cu(NH3)4]2+, bilangan oksidasi

masing-masing ligan (molekul NH3) adalah 0 (nol). Dengan demikian, bilangan oksidasi Cu

(kation logam transisi) adalah +2.

            ikatan yang terjadi antara ion pusat dengan ligan, yaitu ikatan kovalen koordinasi.

Banyaknya pasangan elektron yang diterima oleh ion logam dinamakan bilangan koordinasi.

Bilangan koordinasi adalah jumlah ligan yang terikat pada kation logam transisi. Sebagai contoh,

bilangan koordinasi Ag+ pada ion [Ag(NH3)2]+ adalah dua, bilangan koordinasi Cu2+ pada ion

Page 21: unsur kimia

[Cu(NH3)4]2+ adalah empat, dan bilangan koordinasi Fe3+ pada ion [Fe(CN)6]3- adalah enam.

Bilangan koordinasi yang sering dijumpai adalah 4 dan 6.

Pada umumnya ligan merupakan basa Lewis, yaitu ion yang dapat memberikan (donor)

sepasang atau lebih elektron bebas. Seperti NH3, NO, H2O, F-, Cl-, CO32-, NO2-. Berdasarkan

jumlah atom donor  yang memiliki pasangan elektron bebas (PEB) pada ligan, ligan dapat

dibedakan menjadi monodentat, bidentat, dan polidentat. H2O dan NH3 merupakan ligan

monodentat (mendonorkan satu pasang elektron). Sedangkan Etilendiamin (H2N-CH2-CH2-NH2,

sering disebut dengan istilah en) merupakan contoh ligan bidentat (mendonorkan dua pasang

elektron). Ligan bidentat dan polidentat sering disebut sebagai agen chelat (mampu

mencengkram kation logam transisi dengan kuat).

Secara umum penulisan ion kompleks adalah sebagai berikut.

         L adalah ion transisi,

         x adalah ligan,

         n muatan ion kompleks,

         m bilangan koordinasi.

Umumnya bilangan koordinasi, dua kali lipat dari biloks transisi terbesar. Contohnya besi

(Fe) mempunyai biloks +2 dan +3 maka umumnya bilangan koordinasinya 6, sehingga jika

membentuk ion kompleks misalnya dengan ion CN- maka terbentuk ion kompleks sebagai

berikut

Fe(CN)64-                                                             Fe(CN)6

3-

                               Ligan                                                                              Ligan

            Ion Fe2+ sebagai ion pusat                                        Ion Fe3+ sebagai ion pusat

                                Dari kedua contoh diatas ion Fe(CN)64- dan Fe(CN)6

3- masing-masing memiliki

muatan ion -4 dan -3. Bilangan oksidasi (biloks)  ion pusat dapat kita tentukan dengan cara

sebagai berikut.

Biloks [Fe(CN)6]4-  = -4                       BO [Fe(CN)6]3- = -3

Biloks (Fe)  +  (6CN) = -4                  BO (Fe)  +  (6CN) = -3

Biloks (Fe) + (6 x -1) = -4                   BO (Fe) + (6 x -1) = -3

Biloks Fe -6 = -4                                 BO (Fe) -6 = -3

Biloks Fe = -4 + 6                               BO (Fe) = -3 + 6

Page 22: unsur kimia

Biloks Fe = +2                                                BO (Fe) = +3

Penamaan ion/senyawa kompleks dilakukan dengan aturan sebagai berikut.

1.        Nama kation ditulis lebih dahulu diikuti anionnya, sama seperti panamaan senyawa ionik pada

umumnya.

2.        Penamaan untuk ion kompleks, disebutkan nama ligannya dengan jumlahnya dan diberi akhiran

o.

3.        Jumlah ligan yang diikat lebih dari satu diberi awalan di (2), tri(3), tetra(4), penta (5) dan

sebagainya.

4.        Bilangan oksidasi logam ditulis dengan angka romawi.

5.        Jika ion kompleks bermuatan negatif, maka nama logam diberi akhiran at. Nama kation logam

bermuatan negatif dapat dilihat pada Tabel Nama Kation dan Anion Kompleks.

6.        Dalam ion kompleks, nama ligan disusun menurut abjad, kemudian dilanjutkan dengan nama

kation logam transisi.

7.        Nama ligan yang sering terlibat dalam pembentukan ion kompleks dapat dilihat pada Tabel

Nama Ligan.

Tabel  Nama Ligan Kompleks

Ligan Nama

Amonia, NH3 Amino

Sianida, CN- Siano

Air, H2O Aquo

Hidroksida, OH- Hidrokso

F- Fluoro

Klorida, Cl- Kloro

Nitrit, NO2- Nitrito

SCN- Tiosiano

Bromida, Br- Bromo

Oksida, O2- Okso

Karbonat, CO32- Karbonato

Oksalat, C2O42- Oksalato

Page 23: unsur kimia

Karbon Monoksida, CO Karbonil

Etilendiamin Etilendiamin (en)

Tabel Nama Kation pada Anion Kompleks

Kation Nama Kation pada Anion Kompleks

Aluminium, Al Aluminat

Kromium, Cr Kromat

Kobalt, Co Kobaltat

Cuprum, Cu Cuprat

Aurum, Au Aurat

Ferrum, Fe Ferrat

Plumbum, Pb Plumbat

Mangan, Mn Manganat

Molibdenum, Mo Molibdat

Nikel, Ni Nikelat

Argentum, Ag Argentat

Stannum, Sn Stannat

Tungsten, W Tungstat

Zink, Zn Zinkat

Tabel Nama Ion Pusat Jika Muatannya Negatif

Ligan Nama

Mn Manganat

Cu Kuprat

Page 24: unsur kimia

Co Kobaltat

Cr Kromat

Ni Nikelat

Fe Ferrat

Contohnya adalah sebagai berikut.

Ag(NH3)22+                             : ion diamino argentum I

[Cr(NH3)4Cl2]+                                : ion tetra amino dikloro kromium III

Fe(CN)63-                                 : ion heksasiano ferrat III

K4[Fe(CN)6]                            : Kalium heksasiano ferrat II

[Co(NH3)6]4 [Fe(CN)6]3          : Heksa amino kobalt III heksasiano ferrat II

Berikut ini adalah beberapa contoh penulisan nama maupun rumus kimia dari berbagai senyawa

kompleks :

1. Ni(CO)4

Bilangan koordinasi = 4

Muatan ion kompleks = 0

Muatan ligan = 0

Muatan kation logam transisi = 0

Nama senyawa = tetrakarbonil nikel (0) atau nikel tetrakarbonil

2. NaAuF4

Terdiri dari kation sederhana (Na+) dan anion kompleks (AuF4-)

Bilangan koordinasi = 4

Muatan anion kompleks = -1

Muatan ligan = -1 x 4 = -4

Muatan kation logam transisi = +3

Nama senyawa = natrium tetrafluoro aurat (III)

3. K3[Fe(CN)6]

Terdiri dari kation sederhana (3 ion K+) dan anion kompleks ([Fe(CN)6]-3)

Page 25: unsur kimia

Bilangan koordinasi = 6

Muatan anion kompleks = -3

Muatan ligan = -1 x 6 = -6

Muatan kation logam transisi = +3

Nama senyawa = kalium heksasiano ferrat (III) atau kalium ferrisianida

4. [Cr(en)3]Cl3

Terdiri dari kation kompleks ([Cr(en)3]3+) dan anion sederhana (3 ion Cl-)

Bilangan koordinasi = 3 x 2 (bidentat) = 6

Muatan kation kompleks = +3

Muatan ligan = 3 x 0 = 0

Muatan kation logam transisi = +3

Nama senyawa = tris-(etilendiamin) kromium (III) klorida

5. Pentaamin kloro kobalt (III) klorida

Terdapat 5 NH3, satu Cl-, satu Co3+, dan ion Cl-

Muatan kation kompleks = (5 x 0) + (1 x -1) + (1 x +3) = +2

Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan dua ion Cl-

Rumus senyawa kompleks = [Co(NH3)5Cl]Cl2

6. Dikloro bis-(etilendiamin) platinum (IV) nitrat

Terdapat 2 Cl-, 2 en, satu Pt4+, dan ion NO3-

Muatan kation kompleks = (2 x -1) + (2 x 0) + (1 x +4) = +2

Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan dua ion NO3-

Rumus senyawa kompleks = [Pt(en)2Cl2](NO3)2

7. Natrium heksanitro kobaltat (III)

Terdapat 6 NO2-, satu Co3+, dan ion Na+

Muatan anion kompleks = (6 x -1) + (1 x +3) = -3

Page 26: unsur kimia

Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan tiga ion Na+

Rumus senyawa kompleks = Na3[Co(NO2)6]

8. Tris-(etilendiamin) kobalt (III) sulfat

Terdapat 3 en, satu Co3+, dan ion SO42-

Muatan kation kompleks = (3 x 0) + (1 x +3) = +3

Untuk membentuk senyawa kompleks, dua kation kompleks membutuhkan tiga ion SO42-

Rumus senyawa kompleks = ([Co(en)3])2(SO4)3

Bentuk ion kompleks dipengaruhi oleh jumlah ligan, jenis ligan, dan jenis kation logam transisi.

Secara umum, bentuk ion kompleks dapat ditentukan melalui bilangan koordinasi. Hubungan

antara bilangan koordinasi terhadap bentuk ion kompleks dapat dilihat pada tabel berikut :

Bilangan Koordinasi Bentuk Ion Kompleks

2 Linear

4 Tetrahedral atau Square Planar

6 Oktahedral

a.    Sifat Magnetik

Ada beberapa sifat magnet dari unsur-unsur transisi diantaranya:

1.      Diamagnetik, tidak tertarik oleh medan magnet, hal ini disebabkan karena atom atau molekul

dimana elektron dalam orbitalnya semua berpasangan.

2.      Paramagnetik, dapat ditarik oleh medan magnet, hal ini disebabkan karena ada atom atau

molekul dimana elektron dalam orbitalnya ada yang tidak berpasangan. Jika sifat

paramagnetiknya sangat kuat maka disebut feromagnetik.

Pada unsur-unsur logam transisi periode keempat, umumnya mempunyai elektron yang tidak

berpasangan dalam orbital d sehingga umumnya bersifat paramagnetik. Perhatikan contoh

berikut.30Zn : (Ar)

Page 27: unsur kimia

Jadi, logam transisi periode keempat yang bersifat diamagnetik adalah Zn dan Cu. Sedangkan

yang bersifat paramagnetik antara lain Sc, Ti, Cr, dan Mn, dan yang bersifat Feromagnetik

adalah Fe, Co, dan Ni.

B.     SIFAT KIMIA UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

1.      Jari-Jari Atom

Jari-jari atom berkurang dari Sc ke Zn, hal ini berkaitan dengan semakin bertambahnya

elektron pada kulit 3d, maka semakin besar pula gaya tarik intinya, sehingga jarak elektron pada

jarak terluar ke inti semakin kecil.

2.      Energi Ionisasi

 Energi ionisasi cenderung bertambah dari Sc ke Zn. Walaupun terjadi sedikit fluktuatif,

namun secara umum Ionization Energy (IE) meningkat dari Sc ke Zn. Kalau kita perhatikan, ada

sesuatu hal yang unik terjadi pada pengisian elektron pada logam transisi. Setelah pengisian

elektron pada subkulit 3s dan 3p, pengisian dilanjutkan ke kulit 4s tidak langsung ke 3d,

sehingga kalium dan kalsium terlebih dahulu dibanding Sc. Hal ini berdampak pada grafik energi

ionisasinya yang fluktuatif dan selisih nilai energi ionisasi antar atom yang berurutan tidak

terlalu besar. Karena ketika logam menjadi ion, maka elektron pada kulit 4s-lah yang terlebih

dahulu terionisasi.

3.      Konfigurasi Elektron

Kecuali unsur Cr dan Cu, Semua unsur transisi periode keempat mempunyai elektron pada

kulit terluar 4s2, sedangkan pada Cr dan Cu terdapat pada subkulit 4s1.

4.      Bilangan Oksidasi

Senyawa-senyawa unsur transisi di alam ternyata mempunyai bilangan oksidasi lebih dari

satu. Walaupun unsur transisi memiliki beberapa bilangan oksidasi, keteraturan dapat dikenali.

Bilangan oksidasi tertinggi atom yang memiliki lima elektron yakni jumlah orbital d berkaitan

dengan keadaan saat semua elektron d (selain elektron s) dikeluarkan. Jadi, dalam kasus

skandium dengan konfigurasi elektron (n-1) d1ns2, bilangan oksidasinya 3. Mangan dengan

konfigurasi (n-1) d5ns2, akan berbilangan oksidasi maksimum +7.

Bila jumlah elektron d melebihi 5, situasinya berubah. Untuk besi Fe dengan konfigurasi

elektron (n-1) d6ns2, bilangan oksidasi utamanya adalah +2 dan +3. Sangat jarang ditemui

bilangan oksidasi +6. Bilangan oksidasi tertinggi sejumlah logam transisi penting seperti Kobal

(Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu) dan Zink (Zn) lebih rendah dari bilangan oksidasi atom yang

Page 28: unsur kimia

kehilangan semua elektron (n-1) d dan ns-nya. Di antara unsur-unsur yang ada dalam golongan

yang sama, semakin tinggi bilangan oksidasi semakin tinggi unsur-unsur pada periode yang lebih

besar.

3.      MANFAAT, DAMPAK DAN PROSES PEMBUATAN UNSUR-UNSUR TRANSISI

PERIODE KEEMPAT

A.    MANFAAT UNSUR-UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

1.      Skandium (Sc)

Skandium merupakan unsur yang jarang terdapat di alam, walaupun ada cenderung dalam

bentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +3 misalnya ScCl3, Sc2O3. Senyawa tidak berwarna

dan bersifat diamagnetik, hal ini disebabkan ion Sc3+ sudah tidak memiliki elektron dalam orbital

d nya.

Kira-kira 20 kg (dalam bentuk Sc2O3) skandium digunakan setiap tahun di Amerika Serikat

untuk membuat lampu berkeamatan tinggi. Skandium iodida yang dicampur ke dalam lampu

wap raksasa akan menghasilkan sumber cahaya buatan kecekapan tinggi yang menyerupai

cahaya matahari dan membolehkan salinan warna yang baik untuk kamera televisi. Lebih kurang

80 kg skandium digunakan sejagat setiap tahun dalam pembuatan lampu mentol. Isotop

radioaktif Sc-46 digunakan dalam peretak pelapis minyak sebagai agen penyurih.

Penggunaan utamanya dari segi isi padu adalah aloi aluminium-skandium untuk industri

aeroangkasa dan juga untuk peralatan sukan (basikal, bet besbol, senjata api, dan sebagainya)

yang memerlukan bahan berprestasi tinggi. Apabila dicampur dengan aluminium.

2.      Titanium (Ti)

Titanium banyak digunakan dalam industri dan konstruksi :

a.       Titanium digunakan sebagai bahan konstruksi karena mempunyai sifat fisik :

1.      Rapatannya rendah (logam ringan),

2.      Kekuatan strukturnya tinggi,

3.      Tahan panas,

4.      Tahan terhadap korosi,.

b.      Titanium digunakan sebagai badan pesawat terbang dan pesawat supersonik, karena pada

temperatur tinggi tidak mengalami perubahan kekuatan (strenght).

c.       Titanium digunakan sebagai bahan katalis dalam industri polimer polietlen.

Page 29: unsur kimia

d.      Titanium digunakan sebagai pigmen putih, bahan pemutih kertas, kaca, keramik, dan kosmetik.

e.       Titanium digunakan sebagai katalis pada industri polimer.

f.       Karena kerapatan titanium relatif rendah dan kekerasannya tinggi. Logam ini digunakan untuk

bahan struktural terutama dalam mesin jet, karena mesin jet memerlukan massa yang ringan

tetapi stabil pada suhu tinggi.

g.      Karena logam titanium tahan terhadap cuaca, sehingga dapat digunakan untuk bahan pembuatan

pipa, pompa, dan tabung reaksi dalam industri kimia.

3.      Vanadium (V)

Vanadium banyak digunakan dalam industri-industri seperti :

a.       Untuk membuat peralatan yang membutuhkan kekuatan dan kelenturan yang tinggi seperti per

mobil dan alat mesin berkecepatan tinggi,

b.      Untuk membuat logam campuran,

c.       Oksida vanadium (V2O5) digunakan sebagai katalis dalam pembuatan asam sulfat dengan proses

kontak.

d.      Umumnya digunakan untuk paduan dengan logam lain seperti baja tahan karat dan baja untuk

peralatan berat karena sifatnya merupakan logam putih terang, relatif lunak dan liat, tahan

terhadap korosif, asam, basa, dan air garam.

e.       V2O5 digunakan sebagai katalis pada proses pembuatan asam sulfat dan digunakan sebagai

reduktor.

4.      Khromium (Cr)

Adapun kegunaan kromium antara lain sebagai berikut :

1.      Khromium digunakan untuk mengeraskan baja, pembuatan baja tahan karat dan membentuk

banyak alloy (logam campuran) yang berguna.

2.      Kebanyakan khromium digunakan dalam proses pelapisan logam untuk menghasilkan

permukaan logam yang keras dan indah dan juga dapat mencegah korosi.

3.      Khromium juga dapat memberikan warna hijau emerald pada kaca.

4.      Khromium juga luas digunakan sebagai katalis.

5.      Industri refraktori menggunakan khromit untuk membentuk batu bata, karena khromit memiliki

titik cair yang tinggi, pemuaian yang relatif rendah dan kestabilan struktur kristal.

6.      Digunakan untuk katalis dan untuk pewarna gelas.

Page 30: unsur kimia

7.      Campuran kromium (IV) oksida dan asam sulfat pekat mengahasilkan larutan pembersih yang

dapat digunakan untuk mengeluarkan zat organik yang menempel pada alat-alat laboratorium

dengan hasil yang sangat bersih, tetapi larutan ini bersifat karsinogenik (menyebabkan penyakit

kanker).

5.      Mangan (Mn)

Mangan merupakan logam putih kemerahan atau putih kehijauan, keras (lebih keras dari

besi), sangat mengkilap, dan sangat reaktif banyak digunakan untuk panduan logam dan

membentuk baja keras yang digunakan untuk mata bor pada pemboran batuan.

                        Di samping itu, Mangan Oksida (sebagai pilorusit) digunakan sebagai depolariser

dan sel kering baterai dan untuk menghilangkan warna hijau pada gelas yang disebabkan oleh

pengotor besi. Mangan sendiri memberi warna lembayung pada kaca. Dioksidanya berguna

untuk pembuatan oksigen dan khlorin, dan dalam pengeringan cat hitam. Senyawa permanganat

adalah oksidator yang kuat dan digunakan dalam analisis kuantitatif dan dalam pengobatan.

Mangan juga banyak tersebar dalam tubuh. Mangan merupakan unsur yang penting untuk

penggunaan vitamin B.

6.      Besi (Fe)

Kegunaan utama dari besi adalah untuk membuat baja. Baja adalah istilah yang digunakan

untuk semua aloi dari besi (aliase). Baja aliase, yaitu baja spesial yang mengandung unsur

tertentu sesuai dengan sifat yang diinginkan. Salah satu contoh baja yang terkenal adalah

stainless steel, yang merupakan baja tahan karat.

Berikut urai beberapa kegunaan dari besi :

1.      Sebagai logam, besi memiliki kegunaan paling luas dalam kehidupan, seperti untuk kontruksi

atau rangka bangunan, landasan, untuk badan mesindan kendaraan, tulkit mobil, untuk berbagai

peralatan pertanian, bangunan dan lain-lain. Mutu dari semua bahan yang terbuat dari besi

tergantung pada jenis besi yang digunakan, seperti:

a.       Baja krom (95,9% Fe; 3,5%Cr; 0,3%Mn; 0,3%C)

b.      Baja mangan (11-14%Mn)

c.       Baja karbon (98,1% Fe; 1% Mn; 0,9%C)

d.      Baja wolfram (94%Fe; 5%W; 0,3%Mn; 0,7%C)

2.      Fe(OH)3 digunakan untuk bahan cat seperti cat minyak, cat air, atau cat tembok.

3.      Fe2O3 sebagai bahan cat dikenal nama meni besi, digunakan juga untuk mengkilapkan kaca.

Page 31: unsur kimia

4.      FeSO4 digunakan sebagai bahan tinta.

7.      Kobalt (Co)

Kobalt  merupakan logam putih keperakan dengan sedikit kebiruan bila digosok langsung

mengkilap lebih keras dan lebih terang dari pada nikel, tahan terhadap udara, sehingga banyak

digunakan untuk pelapis logam. Selain itu juga digunakan sebagai katalis, untuk paduan logam

(baja kobalt) digunakan sebagai bahan magnet permanen. Campuran Co, Cr, dan W digunakan

untuk peralatan berat dan alat bedah atau operasi. Campuran Co, Fe, dan Cr (logam festel)

digunakan untuk elemen pemanas listrik.

Kobalt yang dicampur dengan besi, nikel, dan logam lainnya untuk membuat alnico,

alloy dengan kekuatan magnet luar biasa untuk berbagai keperluan. Alloy stellit, mengandung

kobalt, khromium, dan wolfram, yang bermanfaat untuk peralatan berat, peralatan yang

digunakan pada suhu tinggi, maupun peralatan yang digunakan pada kecepatan yang tinggi.

Kobalt juga diguanakan untuk baja magnet dan tahan karat lainnya. Selain alloy,

digunakan dalam turbin jet, dan generator turbin gas. Logam diguanakan dalam elektropalting

karena sifat penampakannya, kekerasannya, dan sifat tahan oksidasinya.

Garam kobalt telah digunakan selama berabad-abad untuk menghasilkan warna biru

brilian yang permanen pada porselen, kaca, pot, keramik, dan lapis e-mail gigi. Garam kobalt

adalah komponen utama dalam membuat biru Sevre dan biru Thenard. Larutan kobalt klorida

digunakan sebagai pelembut warna tinta. Kobalt digunakan secraa hati-hati dalam bentuk

klorida, sulfat, asetat, dan nitrat karena telah dibuktikan efektif dalam memperbaiki penyakit

kekurangan mineral tertentu pada binatang. Tanah yang layak mengandung hanya 0.13 – 0.30

ppm kobalt untuk makanan binatang.

8.      Nikel (Ni)

Nikel banyak digunakan untuk hal-hal berikut ini:

1.        Merupakan logam putih perak keabuan, dapat ditempa, penghantar panas yang baik dan tahan

terhadap udara, tetapi tidak tahan terhadap air yang mengandung asam sehingga banyak

digunakan sebagi komponen pemanas listrik (nikrom) yang merupakan campuran dari Ni, Fe,

dan Cr.

2.        Perunggu-nikel digunakan untuk uang logam.

3.        Perak jerman (paduan Cu, Ni, Zn) digunakan untuk barang perhiasan.

4.        Logam rasein (paduan Ni, Al, Sn, Ag) untuk barang perhiasan.

Page 32: unsur kimia

5.        Pembuatan aloi, battery electrode, dan keramik.

6.        Zat tambahan pada besi tuang dan baja, agar mudah ditempa dan tahan karat.

7.        Pelapis besi (pernekel).

8.        Sebagai katalis.

9.         Tembaga (Cu)

Tembaga merupakan logam berwarna kemerahan, mengkilap bila digosok dapat ditempa,

penghantar panas pada listrik yang baik, tidak mudah berkarat tetapi bila terkena udara warnanya

menjadi hijau oleh terbentuknya tembaga karbonat. Banyak digunakan sebagai rangakian atau

peralatan listrik, kabel listrik, dan untuk paduan logam.

CuSO4 (terusi) banyak digunakan untuk larutan elektrolit dalam sel elektrokimia, campuran

terusi dan Ca(OH)2 dengan sedikit air dapat digunakan memberantas kutu dan jamur.

Tembaga banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti untuk kabel listrik, bahan

uang logam, untuk bahan mesin pembangkit tenaga uap dan untuk aloi.

10.  Seng (Zn)

Logam seng berguna untuk hal-hal sebagai berikut:

1.        Merupakan logam cukup keras, terang berwarna putih kebiruan, tahan dalam udara lembab

dibanding Fe. Hal ini disebabkan diatas lapisan permukaan seng terbentuk lapisan karbonat basa

(Zn2(OH)2CO3) yang dapat menghambat oksidasi lebih lanjut. Karena sifat tersebut, maka seng

banyak digunakan untuk melapisi logam besi (disebut kaleng)

2.        Digunakan juga sebagai elektroda pada elektroda (katoda) pada sel elektrokimia dan untuk

pembuatan paduan logam.

3.        ZnO digunakan untuk bahan cat untuk memberikan warna putih dan digunakan untuk

pembuatan salep seng (ZnO-vaselin).

4.        Logam ini digunakan untuk membentuk berbagai campuran logam dengan metal lain. Kuningan,

perak nikel, perunggu, perak Jerman, solder lunak dan solder aluminium adalah beberapa contoh

campuran logam tersebut.

5.        Seng dalam jumlah besar digunakan untuk membuat cetakan dalam industri otomotif, listrik, dan

peralatan lain semacamnya.

6.        Campuran logam Prestal, yang mengandung 78% seng dan 22% aluminium dilaporkan sekuat

baja tapi sangat mudah dibentuk seperti plastik. Prestal sangat mudah dibentuk dengan cetakan

murah dari keramik atau semen.

Page 33: unsur kimia

7.      Seng juga digunakan secara luas untuk menyepuh logam-logam lain dengan listrik seperti besi

untuk menghindari karatan.

8.       Seng oksida banyak digunakan dalam pabrik cat, karet, kosmetik, farmasi, alas lantai, plastik,

tinta, sabun, baterai, tekstil, alat-alat listrik dan produk-produk lainnya.

9.      Lithopone, campuran seng sulfida dan barium sulfat merupakan pigmen yang penting. Seng

sulfida digunakan dalam membuat tombol bercahaya, sinar X, kaca-kaca TV, dan bola-bola

lampu fluorescent. Klorida dan kromat unsur ini juga merupakan senyawa yang banyak gunanya.

10.  Seng juga merupakan unsur penting dalam pertumbuhan manusia dan binatang. Banyak tes

menunjukkan bahwa binatang memerlukan 50% makanan tambahan untuk mencapai berat yang

sama dibanding binatang yang disuplemen dengan zat seng yang cukup.

B.     DAMPAK NEGATIF UNSUR-UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

Logam besi mudah terkorosi dalam udara lembap, dalam bentuk senyawa kompleks

[k4Fe(CN)6.3H2O], unsur ini bersifat racun bagi tumbuhan. Tembaga mudah terbakar dalam

bentuk serbuk, dalam bentuk senyawa CuCl2 melalui pernapasan dapat menyebabkan keracunan.

Asam kromium CrO3 beracun dan bersifat karsinogenik.

Senyawa kompleks (koordinasi)

Senyawa Koordinasi adalah senyawa yang terbentuk dari ion sederhana (kation maupun anion) serta ion kompleks. Unsur transisi periode keempat dapat membentuk berbagai jenis ion kompleks. Ion kompleks terdiri dari kation logam transisi dan ligan. Ligan adalah molekul atau ion yang terikat pada kation logam transisi. Interaksi antara kation logam transisi dengan ligan merupakan reaksi asam-basa Lewis. Menurut Lewis, ligan merupakan basa Lewis yang berperan sebagai spesi pendonor (donator) elektron. Sementara itu,kation logam transisi merupakan asam Lewis yang berperan sebagai spesi penerima (akseptor) elektron. Dengan demikian, terjadi ikatankovalen koordinasi (datif) antara ligan dengan kation logam transisipada proses pembentukan ion kompleks. Kation logam transisikekurangan elektron, sedangkan ligan memiliki sekurangnya sepasang elektron bebas (PEB). Beberapa contoh molekul yang dapat berperan sebagai ligan adalah H2O, NH3, CO, dan ion Cl-.Bilangan koordinasi adalah jumlah ligan yang terikat pada kation logam transisi. Sebagai contoh, bilangan koordinasi Ag+

 pada ion [Ag(NH3)2]+ adalah dua, bilangan koordinasi Cu2+ pada ion [Cu(NH3)4]2+ adalah empat, dan bilangan koordinasi Fe3+ pada ion [Fe(CN)6]3- adalah enam. Bilangan koordinasi yang sering dijumpai adalah 4 dan 6.

Berdasarkan jumlah atom donor  yang memiliki pasangan elektron bebas (PEB) pada ligan, ligan dapat dibedakan menjadi monodentat,bidentat, dan polidentat. H2O dan NH3 merupakan ligan monodentat (mendonorkan satu pasang elektron). Sedangkan Etilendiamin (H2N-CH2-CH2-NH2, sering disebut dengan istilah en) merupakan contohligan bidentat (mendonorkan dua pasang elektron). Ligan bidentat dan polidentat sering disebut sebagai agen chelat (mampu mencengkram kation logam transisi dengan kuat).

Page 34: unsur kimia

Muatan ion kompleks adalah penjumlahan dari muatan kation logam transisi dengan ligan yang mengelilinginya. Sebagai contoh, pada ion [PtCl6]2-, bilangan oksidasi masing-masing ligan (ion Cl-) adalah -1. Dengan demikian, bilangan oksidasi Pt (kation logam transisi) adalah +4. Contoh lain, pada ion [Cu(NH3)4]2+, bilangan oksidasi masing-masing ligan (molekul NH3) adalah 0 (nol). Dengan demikian, bilangan oksidasi Cu (kation logam transisi) adalah +2.Berikut ini adalah beberapa aturan yang berlaku dalam penamaan suatu ion kompleks maupun senyawa kompleks :1. Penamaan kation mendahului anion; sama seperti penamaan senyawa ionik pada umumnya.2. Dalam ion kompleks, nama ligan disusun menurut urutan abjad, kemudian dilanjutkan dengan nama kation logam transisi.3. Nama ligan yang sering terlibat dalam pembentukan ion kompleksdapat dilihat pada Tabel Nama Ligan.4. Ketika beberapa ligan sejenis terdapat dalam ion kompleks, digunakan awalan di-, tri-, tetra-, penta-, heksa-, dan sebagainya.5. Bilangan oksidasi kation logam transisi dinyatakan dalam bilangan Romawi.6. Ketika ion kompleks bermuatan negatif, nama kation logam transisi diberi akhiran –at. Nama kation logam transisi pada ion kompleks bermuatan negatif dapat dilihat pada Tabel Nama Kation pada Anion Kompleks.

Tabel Nama Ligan

Ligan Nama Ligan

Bromida, Br- Bromo

Klorida, Cl- Kloro

Sianida, CN- Siano

Hidroksida, OH- Hidrokso

Oksida, O2- Okso

Karbonat, CO32- Karbonato

Nitrit, NO2- Nitro

Oksalat, C2O42- Oksalato

Amonia, NH3 Amina

Karbon Monoksida, CO Karbonil

Air, H2O Akuo

Etilendiamin Etilendiamin (en)

Tabel Nama Kation pada Anion Kompleks

Kation Nama Kation pada Anion Kompleks

Aluminium, Al Aluminat

Kromium, Cr Kromat

Kobalt, Co Kobaltat

Cuprum, Cu Cuprat

Aurum, Au Aurat

Ferrum, Fe Ferrat

Plumbum, Pb Plumbat

Mangan, Mn Manganat

Molibdenum, Mo Molibdat

Nikel, Ni Nikelat

Argentum, Ag Argentat

Stannum, Sn Stannat

Page 35: unsur kimia

Tungsten, W Tungstat

Zink, Zn Zinkat

Berikut ini adalah beberapa contoh penulisan nama maupun rumus kimia dari berbagai senyawa kompleks :

1. Ni(CO)4

Bilangan koordinasi = 4Muatan ion kompleks = 0Muatan ligan = 0Muatan kation logam transisi = 0Nama senyawa = tetrakarbonil nikel (0) atau nikel tetrakarbonil

2. NaAuF4

Terdiri dari kation sederhana (Na+) dan anion kompleks (AuF4-)

Bilangan koordinasi = 4Muatan anion kompleks = -1Muatan ligan = -1 x 4 = -4Muatan kation logam transisi = +3Nama senyawa = natrium tetrafluoro aurat (III)

3. K3[Fe(CN)6]Terdiri dari kation sederhana (3 ion K+) dan anion kompleks ([Fe(CN)6]-3)Bilangan koordinasi = 6Muatan anion kompleks = -3Muatan ligan = -1 x 6 = -6Muatan kation logam transisi = +3Nama senyawa = kalium heksasiano ferrat (III) atau kalium ferrisianida

4. [Cr(en)3]Cl3Terdiri dari kation kompleks ([Cr(en)3]3+) dan anion sederhana (3 ion Cl-)Bilangan koordinasi = 3 x 2 (bidentat) = 6Muatan kation kompleks = +3Muatan ligan = 3 x 0 = 0Muatan kation logam transisi = +3Nama senyawa = tris-(etilendiamin) kromium (III) klorida

5. Pentaamin kloro kobalt (III) kloridaTerdapat 5 NH3, satu Cl-, satu Co3+, dan ion Cl-

Muatan kation kompleks = (5 x 0) + (1 x -1) + (1 x +3) = +2Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan dua ion Cl-

Rumus senyawa kompleks = [Co(NH3)5Cl]Cl2

6. Dikloro bis-(etilendiamin) platinum (IV) nitratTerdapat 2 Cl-, 2 en, satu Pt4+, dan ion NO3

-

Muatan kation kompleks = (2 x -1) + (2 x 0) + (1 x +4) = +2Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan dua ion NO3

-

Rumus senyawa kompleks = [Pt(en)2Cl2](NO3)2

7. Natrium heksanitro kobaltat (III)Terdapat 6 NO2

-, satu Co3+, dan ion Na+

Muatan anion kompleks = (6 x -1) + (1 x +3) = -3

Page 36: unsur kimia

Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan tiga ion Na+

Rumus senyawa kompleks = Na3[Co(NO2)6]

8. Tris-(etilendiamin) kobalt (III) sulfatTerdapat 3 en, satu Co3+, dan ion SO4

2-

Muatan kation kompleks = (3 x 0) + (1 x +3) = +3Untuk membentuk senyawa kompleks, dua kation kompleks membutuhkan tiga ion SO4

2-

Rumus senyawa kompleks = ([Co(en)3])2(SO4)3

Bentuk ion kompleks dipengaruhi oleh jumlah ligan, jenis ligan, dan jenis kation logam transisi. Secara umum, bentuk ion kompleks dapat ditentukan melalui bilangan koordinasi. Hubungan antara bilangan koordinasi terhadap bentuk ion kompleks dapat dilihat pada tabel berikut :

Bilangan Koordinasi Bentuk Ion Kompleks

2 Linear

4 Tetrahedral atau Square Planar

6 Oktahedral


Top Related