golongan iv a dalam tabel periodik
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
1/23
GOLONGAN IV A
Golongan IV A terdiri dari karbon (C), silikon (Si), timah (Sn), germanium (Ge) dan Timbal
(Pb). Germanium, timah dan timbal adalah unsur-unsur yang arang terda!at di alam hanya kira-
kira "#-$% . Timah dan timbal telah dikenal seak &aman dahulu karena kemudahannya untuk
di!eroleh dari batuannya.
1. Timah (Sn)
Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin dengan symbol kimia Sn. Timah adalah sebuah
unsur kimia terda!at dalam table !eriodik yang memiliki simbo lSn ( bahasa latin ' Stannum )
dan nomor atom #.
A. Sejarah
Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin dengan simbol kimia Sn. ata *Tin* diambil
dari nama +ea bangsa trusan *Tinia*. /ama latin dari timah adalah*Stannum* dimana kata
ini berhubungan dengan kata*stagnum* yang dalam bahasa inggris bersinonim dengan kata
*dri!!ing* yang artinya menadi air0basah. Penggunaan kata ini dihubungkan dengan logam
timah yang mudah menair.
Timah adalah sebuah unsur kimia terda!at dalam tabel !eriodik yang memiliki symbol Sn
( bahasa latin ' Stannum ) dan nomor atom #. 1nsur ini meru!akan logam ke!erakan, da!at
ditem!a ( malleable ), tidak mudah teroksidasi dalam udara sehinnga tahan karat, ditemukan
dalam banyak alloy, dan digunakan untuk mela!isi logam lain untuk menegah karat. Timah
di!eroleh terutama dari mineral assiterite yang terbentuk sebagai oksida. 2ukti arkeologis
menunukkan baha orang telah menggunakan timah selama setidaknya ## tahun. Tin
terutama di!eroleh dari kasiterit mineral (Sn34) dan diekstraksi dengan kasiterit di!anggang
ditungku dengan karbon.
B. Sumber Timah dan Kelimpahannya
Timah tidak ditemukan dalam unsur bebasnya dibumi akan teta!i di!eroleh dari senyaaannya.
Timah !ada saat ini di!eroleh dari mineral assiterite atau tinstone. Cassiterite meru!akan
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
2/23
mineral oksida dari timah Sn34, dengan kandungan timah berkisar 56%. Contoh lain sumber bii
timah yang lain dan kurang menda!at !erhatian dari!ada assiterite adalah kom!leks mineral
sul7ide yaitu stanite (Cu48eSnS9) meru!akan mineral kom!leks antara tembaga-besi-timah-
belerang dan ylindrite (PbSn98eSb4S"9) meru!akan mineral kom!leks dari timbale-timah-besi-
antimon-belerang dua ontoh mineral ini biasanya ditemukan bergandengan dengan mineral
logam yang lain se!erti !erak.
Timah meru!akan unsur ke-9: yang !aling banyak terda!at di kerak bumi dimana timah
memiliki kandungan 4 !!m ika dibandingkan dengan seng 5 !!m, tembaga # !!m, dan "9
!!m untuk timbal. Cassiterite banyak ditemukan dalam de!osit allu;ial0allu;ium yaitu tanah atau
sediment yang tidak berkonsolidasi membentuk bongkahan batu dimana da!at da!at mengenda!
di dasar laut, sungai, atau danau. Allu;ium terdiri dari berbagai maam mineral se!erti !asir,
tanah liat, dan batu-batuan keil.
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
3/23
C. Sia! "i#i$ Timah
Si7at 7isik timah adalah sebagai berikut.
%. Sia! Kimia Timah
/ama, Simbol, /omor timah, Sn, #
Seri kimia logam miskin
elom!ok , Periode, 2lok "9 (IVA), , !
+ensitas, ekerasan 5$"# kg0m$, ".
Penam!akan
abu-abu ke!erakan mengkila!
&r'per!i A!'mi$
2obot atom ""6.5"# sma
@ari-ari atom "9 ("9) !m
@ari-ari ko;alen "9" !m
@ari-ari ;an der aals 4"5 !m
on7igurasi elektron Br 9d"# s4 !4
lektron !er tingkat energi 4, 6, "6, "6, 9
2ilangan oksidasi (3ksida) ,4 (am7oter )
Struktur kristal Tetragonal
CiriCiri "i#i$
eadaan benda Padat
Titik lebur #.#6 (99:.95 D8)
Titik didih 465 (95"? D8)
Volume molar "?.4: E"#-? m$ 0mol
alor !engua!an 4:.6 k@0mol
alor !eleburan 5.#4: k@0mol
Tekanan ua! .56 -4" Pa at #
ee!atan suara 4## m0s !ada 4:$."
http://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_menurut_namahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Daftar_unsur_menurut_simbol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Daftar_unsur_menurut_nomor&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Daftar_unsur_menurut_nomor&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Seri_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Logam_miskinhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kelompok_tabel_periodik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Periode_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Blok_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Blok_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_kelompok_14&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_periode_5&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_periode_5&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Blok-p&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Densitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Skala_kekerasan_Mohshttp://id.wikipedia.org/wiki/Skala_kekerasan_Mohshttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kilogram_per_meter_kubik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kilogram_per_meter_kubik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kilogram_per_meter_kubik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Warnahttp://id.wikipedia.org/wiki/Bobot_atomhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Satuan_masa_atomik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Jari-jari_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pikometerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pikometerhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Jari-jari_kovalen&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Jari-jari_van_der_Waals&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Konfigurasi_elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kryptonhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=D-orbital&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=S-orbital&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tingkat_energi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_oksidasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Oksidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Amfoterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Struktur_kristalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Keadaan_bendahttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_leburhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fahrenheithttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_didihhttp://id.wikipedia.org/wiki/Volume_molarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Notasi_ilmiahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Notasi_ilmiahhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Meter_kubik_per_mol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Meter_kubik_per_mol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Meter_kubik_per_mol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kalor_penguapanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kilojoule_per_mol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kilojoule_per_mol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kalor_peleburan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Tekanan_uaphttp://id.wikipedia.org/wiki/Notasi_ilmiahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Notasi_ilmiahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pascalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_suarahttp://id.wikipedia.org/wiki/Meter_per_detikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Meter_per_detikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_menurut_namahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Daftar_unsur_menurut_simbol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Daftar_unsur_menurut_nomor&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Seri_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Logam_miskinhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kelompok_tabel_periodik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Periode_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Blok_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_kelompok_14&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_periode_5&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Blok-p&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Densitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Skala_kekerasan_Mohshttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kilogram_per_meter_kubik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Warnahttp://id.wikipedia.org/wiki/Bobot_atomhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Satuan_masa_atomik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Jari-jari_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pikometerhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Jari-jari_kovalen&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Jari-jari_van_der_Waals&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Konfigurasi_elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kryptonhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=D-orbital&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=S-orbital&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tingkat_energi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_oksidasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Oksidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Amfoterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Struktur_kristalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Keadaan_bendahttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_leburhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fahrenheithttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_didihhttp://id.wikipedia.org/wiki/Volume_molarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Notasi_ilmiahhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Meter_kubik_per_mol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kalor_penguapanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kilojoule_per_mol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kalor_peleburan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Tekanan_uaphttp://id.wikipedia.org/wiki/Notasi_ilmiahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pascalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_suarahttp://id.wikipedia.org/wiki/Meter_per_detik
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
4/23
Si7at kimia timah adalah sebgai berikut.
F 2ilangan oksidasi ' 9,4, -9
F /omor atom ' #
F /omor massa ' ""6,5"
F lektronegati7itas ' ",:? (skala !auli)
F nergi ionisasi " ' 5#6,? k@0mol
F nergi ionisasi 4 ' "9"",6 k@0mol
F nergi ionisasi $ ' 4:9$,# k@0mol
F @ari-ari atom ' "9# !m
F @ari-ari ikatan ko;alen' "$: !m
F @ari-ari ;an der aals ' 4"5 !m
F Struktur kristal ' tetragonal (Sn !utih) kubik diamond (Sn abu-abu)
F ondukti7itas termal ' ??,6 0m
Timah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhada! korosi disebabkan terbentuknya la!isan oksida
timah yang menghambat !roses oksidasi lebih auh. Timah tahan terhada! korosi air distilasi dan
air laut, akan teta!i da!at diserang oleh asam kuat, basa, dan garam asam. Proses oksidasi
di!ere!at dengan meningkatnya kandungan oksigen dalam larutan. Timah umumnya memiliki
bilangan oksidasi 4 dan 9, teta!i biloks yang !aling manta!nya adalah 9. @enis ikatan yang
terbentuk antara timah dengan unsur lain !ada umumnya ikatan ionik.
*. Senya+aan Timah
Senyaaan timah yang !enting adalah organotin, Sn34, Stanat, timah klorida, timah hidrida, dan
timah sul7ide.
1. Senya+aan Or,an'!in
Se!erti yang telah dielaskan diatas senyaa organotin adalah senyaa yang dibangun dari timah
dan substituen hidrokarbon sehingga terda!at ikatan C-Sn. Contoh bebera!a senyaa organotin
ini adalah'
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
5/23
F Tetrabutiltimah, di!akai sebagai material dasar untuk sintesis senyaaan di- dan tributil.
F +ialkil atau monoalkil-timah, di!akai sebagai stabilisator !anas dalam !embuatan PVC.
F Tributil-Timah oksida, di!akai untuk !engaetan kayu.
F Tri7enil-Timah asetat, meru!akan kristal !utih yang di!akai untuk insektisida dan 7ungisida.
F Tri7enil-timah klorida di!akai sebagai biosida
F Trimetil-timah klorida, di!akai sebagai biosida dan sintesis senyaa organi.
F Tri7enil-timah hidroksida, untuk 7ungisida dan engontrol serangga.
F dll
Senyaa organotin dibuat dari reagen Grignard dengan timah tetraklorida. =etode yang lain
adalah dengan menggunakan reaksi urt& se!erti senyaaan alkil natrium dengan timah halida
atau!un dengan menggunakan reaksi !ertukaran antara timah halida dengan senyaaan organo-
aluminium.
-. Timah O$#ida
Cassiterite adalah mineral timah oksida dengan rumus Sn34. 2erbentuk kristal dengan banyak
!ermukaan mengkila! sehingga tam!ak se!erti batu !erhiasan. ristal ti!is Cassiterite tam!ak
translusen. Cassiterite adalah sumber mineral untuk menghasilkan logam timah yang utama dan
biasanya terda!at dialam di allu;ial atau alu;ium.
3ksida timah ini meru!akan oksida timah yang !aling !enting dalam !ebuatan logam timah.
Sn34 memiliki struktur kristal rutile dimana setia! " atom Sn berkoordinasi dengan ? atom
oksigen. Sn34 tidak larut dalam air akan teta!i larut dalam asam dan basa kuat. Sn34 larut dalam
asam halide membentuk heksahalostanat se!erti'
SnO- /0I 0-SnI/ - 0-O
Atau ika dilarutkan dalam asam maka'
SnO- / 0-SO Sn(SO)- - 0-O
Sn34 larut dalam basa membentuk stanat dengan rumus umum /a4Sn3$. Sn34 digunakan
bersama dengan ;anadium oksida sebagai katalis untuk oksidasi senyaa aromati, di!akai
sebagai !ela!is, atau!un sebagai bahan !embuatan organotin.
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
6/23
2. Timah(II) Kl'rida
SnCl4 beru!a !adatan kristal berarna !utih, da!at membentuk dihidrat yang stabil. SnCl4
di!akai sebagai reduktor dalam larutan asam, dan uga dalam airan eletro!lating. SnCl4 dibuat
dengan ara reaksi gas
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
7/23
!ada larutan senyaa timah(IV) dan banyak di!akai sebagai ornament dekorati7 karena
arnanya miri! emas.
/. Timah 0idrida
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
8/23
". 7ea$!ii!a# Timah
Timah larut dalam larutan
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
9/23
@ika timah di!anaskan dengan adanya udara maka akan terbentuk Sn34, oksida dari timah yang
!aling stabil. Sebenarnya Sn3 ada teta!i si7atnya tidak manta! dan ika di!anaskan di udara akan
berubah menadi Sn34.
Sn(s) 34(g) Sn34(S)
0. I#'la#i a!au &embua!an Timah
2erbagai maam metode di!akai untuk membuat timah dari bii timah tergantung dari enis bii
dan kandungan im!uritas dari bii timah. 2iih timah yang biasa digunakan untuk !roduksi
adalah dengan kandungan #,6-"% (!ersen berat) timah atau sedikitnya #,#"% untuk bii timah
beru!a bongkahan-bongkahan keil. 2iih timah dihanurkan dan kemudian di!isahkan dari
material-material yang bersi7at hidro7obik dan hidro7ilik, adakalanya bii yang telah dihanurkan
dileatkan dalam M7loating tankN dan ditambahkan &at kimia tertentu sehingga bii timahnya bisa
tera!ung sehingga bisa di!isahkan dengan mudah.=etode ini meru!akan metode !engambangan.
Ada!un ilustrasinya da!at digambarkan sebagai berikut.
2ii timah kemudian dikeringkan dan dileatkan dalam alat !emisah magnetik sehingga kita
da!at memisahkan bii timah dari im!uritas yang beru!a logam besi. 2ii timah yang keluar dari
!roses ini memiliki konsentrasi timah antara 5#-55% dan ham!ir semuanya beru!a mineral
Cassiterite.
Cassiterite selanutnya diletakkan dalam 7urnae bersama dengan karbon dalam bentuk oal atau
minyak bumi. Adakalanya uga ditambahkan limestone dan !asir untuk menghilangkan
im!uritasnya kemudian material di!anaskan !ada suhu "9###C. Tuuan metode !emanggangan
ini adalah untuk mengoksidasi logam !engotor dan memisahkan belerang dan arsen menadi
bentuk yang ;olatil. emudian oksida direduksi dengan karbon. eaksinya adalah sebgai
berikut.
Sn34(s) 4C(s) Sn(l) 4C34(g)
Hogam timah yang dihasilkan di!isahkan melalui bagian baah 7urnae untuk di!roses lebih
lanut. =elalui !elelehan ulang didalam 7urnae re;erberatory.
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
10/23
Pengotor yang teta! larut dalam timah air teroksidasi menadi la!isan oksida di!ermukaan
airan, kemudian di!isahkan menghasilkan timah air murni.
Pemurnian Timah
1ntuk mem!eroleh timah dengan kemurnian yang tinggi maka da!at dilakukan dengan
menggunakan !roses elektrolisis. +engan ara ini kemurnian timah yang di!eroleh bisa
mena!ai ::,6%.
lektrolisis Timah
I. 8anaa! Timah
+ata !ada tahun 4##? menunukkan baha logam timah banyak di!ergunakan untuk
solder(4%), industri !lating ("?%), untuk bahan dasar kimia ("$%), kuningan O !erunggu
(,%), industri gelas (4%), dan berbagai maam a!likasi lain (""%).
1. L',am Timah dan &aduannya
Hogam timah banyak man7aatnya baik digunakan seara tunggal mau!un sebagai !aduan logam
(alloy) dengan logam yang lain terutama dengan logam tembaga. Hogam timah uga sering
di!akai sebagai ontainer dalam berbagai maam industri. Contoh-ontoh !aduan antara tembaga
dan timah adalah sebagai berikut.
FPeter, meru!akan !aduan antara 6-::% timah dan sisanya tembaga, antimony, bismuth, dan
timbale. 2anyak di!akai untuk ;as, !eralatan ornament rumah, atau !eralatan rumah tangga.
F2ron&e adalah !aduan logam timah dengan tembaga dengan kandungan timah sekitar "4%.
F8os7or 2ron&e adalah !aduan bron&e yang ditambahkan unsur 7os7or.
-. &la!in,
Hogam timah banyak di!ergunakan untuk mela!isi logam lain se!erti seng, timbal dan baa
dengan tuuan agar tahan terhada! korosi. A!likasi ini banyak di!ergunakan untuk mela!isi
kaleng kemasan makanan dan !ela!isan !i!a yang terbuat dari logam.
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
11/23
2. Super$'ndu$!'r
Timah memiliki si7at konduktor dibaah suhu $,54 . Su!erkonduktor dari timah meru!akan
su!erkonduktor !ertama yang banyak diteliti oleh !ara ilmuan ontoh su!erkonduktor timah
yang banyak di!akai adalah /b$Sn.
. S'lder
Solder sudah banyak di!akai seak dahulu kala. Timah di!akai dalam bentuk solder meru!akan
am!uran antara -5#% timah dengan timbal akan teta!i am!uran ?$% timah dan $5% timbal
meru!akan kom!osisi yang umum untuk solder. Solder banyak digunakan untuk menyambung
!i!a atau alat elektronik.
3. &embua!an Senya+a Or,an'!in
Senyaa organotin meru!akan senyaa kimia yang terdiri dari timah (Sn) dengan hidrokarbon
membentuk ikatan C-Sn. Senyaa ini meru!akan bagian dari golongan senyaa organometalik.
Senyaa ini banyak di!akai untuk sintesis senyaa organi, sebagai biosida, sebagai !engaet
kayu, sebagai stabilisator !anas, dan lain sebagainya.
/. &embua!an Senya+aan Kimia 9n!u$ Berba,ai Keperluan
Hogam timah uga di!akai untuk membuat berbagai maam senyaaan kimia. Salah satu
senyaa kimia yang sangat !enting adalah Sn34 dimana di!akai untuk resistor dan dielektrik,
dan digunakan untuk membuat berbagai maam garam timah. Senyaa Sn84 meru!akan aditi7
yang banyak ditambahkan !ada !asta gigi. Senyaaan timah, tembaga, barium, kalsium di!akai
untuk !embuatan ka!asitor. +an tentu saa senyaaan kimia uga sering di!akai untuk
!embuatan katalis.
-. Germanium
Germanium adalah suatu unsur kimia dalam tabel !eriodik yang memiliki lambing Ge dan
nomor atom $4. Hogam ini ditemukan di argyrodite, sul7ida germanium dan !erak, germanite
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
12/23
yang mengandung 6% unsur ini, biih seng, batubara, mineral-mineral lainnya. 1nsur ini diambil
seara komersil dari debu-debu !abrik !engolahanbiih-biih seng, dan sebagai !roduk
sam!ingan bebera!a !embakaran batubara.
A. Sejarah
Pada tahun "6?:, +imitri =endelee; di!rediksi keberadaannya dan bebera!a si7at berdasarkan
!osisi Germanium !ada tabel !eriodik dan disebut eksasilion elemen.
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
13/23
5?Ge 5.99% Ge stabil dengan 99 neutron
C .Sia! "i#i$ Germanium
Germanium adalah suatu unsur kimia dalam tabel !eriodik yang memiliki lambang unsur (Ge)
dan nomor atom $4. 1nsur ini logam yang !utih keabu-abuan, massa atomnya 54.?9 g0mol.
+alam bentuknya yang murni, germanium berbentuk kristal dan ra!uh. Germanium meru!akan
bahan semikonduktor yang !enting. Teknik !engilangan-&ona (&one-re7ining tehniJues)
mem!roduksi germanium kristal untuk semikonduktor dengan kemurnian yang sangat tinggi.
iri-iri 7isik dan iri-iri atom germanium adalah sebagai berikut'
Ciri-iri 8isik
8asa ' Padat
+eret kimia ' =etaloid
=assa @enis ' .$4$ g0mQ
=assa enis air !ada titik lebur ' .?# g0mQTitik lebur ' "4"".9#
Titik +idih ' $"#?
alor !eleburan ' $?.:9 k@0mol
alor !engua!an ' $$9 k@0mol
%. Sia! Kimia Germanium
Si7at kimia germanium adalah sebagai berikut.
Struktur kristal ' ubi 7ae entered
2ilangan oksidasi ' 9 (am!hoteri oRide)
lektronegati;itas ' 4.#" (skala !auling)
nergy ionisasi ' ke-" 5?4 k@0mol
http://id.wikipedia.org/wiki/Isotop_stabilhttp://id.wikipedia.org/wiki/Neutronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_oksidasihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Amphoteric&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Isotop_stabilhttp://id.wikipedia.org/wiki/Neutronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_oksidasihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Amphoteric&action=edit&redlink=1
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
14/23
ke-4 "$5. k@0mol
ke-$ $$#4." k@0mol
ari-ari atom ' "4 !m
ari-ari ko;alen ' "44 !m
Germanium umumnya memiliki bilangan oksidasi 4 dan 9, teta!i biloks yang !aling
manta!nya adalah 9. @enis ikatan yang terbentuk antara timah dengan unsur lain !ada umumnya
ikatan ko;alen. Germanium agak lebih relakti7 dari!ada silikon dan melarut dalam
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
15/23
dalam
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
16/23
I. 8anaa! Germanium
etika germanium dido!ing dengan arsenik, galium atau unsur-unsur lainnya, ia digunakan
sebagai transistor dalam banyak barang elektronik. egunaan umum germanium adalah sebagai
bahan semikonduktor. egunaan lain unsur ini adalah sebagai bahan !enam!ur logam, sebagai
7os7or di bola lam!u !iar dan sebagai katalis. Germanium dan germanium oksida tembus ahaya
sinar in7ra merah dan digunakan dalam s!ekstrosko!i in7ra merah dan barang-barang o!tik
lainnya, termasuk !endeteksi in7ra merah yang sensiti7. Indeks re7raksi yang tinggi dan si7at
dis!ersi oksidanya telah membuat germanium sangat berguna sebagai lensa kamera wide-
angle dan microscope objectives. 2idang studi kimia organogermanium berkembang menadi
bidang yang !enting. 2ebera!a senyaa germanium memiliki tingkat keraunan yang rendah
untuk mamalia, teta!i memiliki keakti7an terhada! bebera!a enis bakteria, sehingga membuat
unsur ini sangat berguna sebagai agen kemotera!i.
Silikon-germanium !aduan e!at menadi bahan semikonduktor yang !enting, untuk digunakan
dalam kee!atan tinggi sirkuit ter!adu. Sirkuit meman7aatkan si7at dari Si-SiGe !ersim!angan
da!at auh lebih e!at dibandingkan mereka yang menggunakan silikon saa. Silikon-germanium
mulai menggantikan gallium arsenide (GaAs) dalam !erangkat komunikasi nirkabel. hi! SiGe,
dengan kee!atan tinggi !ro!erti, da!at dibuat dengan biaya rendah, ma!an teknik !roduksi
industri hi! silikon.
enaikan biaya energi baru-baru ini telah meningkatkan ekonomi !anel surya, !enggunaan baru
yang !otensial utama dari germanium. Germanium adalah substrat a7er untuk sel multiuntion
e7isiensi tinggi 7oto;oltaik untuk a!likasi ruang.
arena germanium dan gallium arsenide memiliki konstanta kisi yang ham!ir sama, germanium
substrat da!at digunakan untuk membuat sel surya gallium arsenide The R!loration o;ers
=ars dan bebera!a satelit menggunakan galium arsenide !ersim!angan tiga !ada sel germanium.
Germanium-on-insulator substrat di!andang sebagai !engganti !otensial untuk silikon !ada hi!
miniatur Penggunaan lain dalam elektronik termasuk 7os7or di lam!u neon, +an germanium-
dasar yang solid-state dioda !emanar ahaya (H+). Germanium transistor masih digunakan di
bebera!a !edal e7ek oleh !ara musisi yang ingin mere!roduksi karakter nada khas dari *bulu*-
nada dari batu aal dan era roll, terutama Arbiter 8u&& +allas aah.
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
17/23
Germanium dioksida uga digunakan dalam katalis untuk !olimerisasi dalam !roduksi
!olyethylene tere!hthalate (PT) . Para keemerlangan tinggi dari !oliester yang dihasilkan
terutama digunakan untuk botol PT di!asarkan di @e!ang. /amun, di Amerika Serikat, tidak
ada germanium digunakan untuk katalis !olimerisasi. arena kesamaan antara silika (Si34) dan
germanium dioksida (Ge34), 7ase diam silika dalam bebera!a kolom kromatogra7i gas da!at
digantikan oleh Ge34.
+alam bebera!a tahun terakhir telah melihat germanium meningkatnya !enggunaan dalam
!aduan logam mulia. +alam !aduan sterling sil;er, misalnya, telah ditemukan untuk mengurangi
7iresale, meningkatkan menodai !erlaanan, dan meningkatkan res!ons !aduan terhada!
!engerasan !resi!itasi. Sebuah noda-bukti !aduan !erak, Argentium merek dagang,
membutuhkan germanium ",4%.
emurnian tinggi detektor germanium kristal tunggal ustru da!at mengidenti7ikasi sumber
radiasi-misalnya dalam keamanan bandara . Germanium adalah berguna untuk monokromator
untuk beamlines digunakan dalam kristal tunggal neutron hamburan dan sinkrotron di7raksi
sinar-L. e7lekti;itas ini memiliki keunggulan dibandingkan silikon dalam neutron dan energi
tinggi sinar-L a!likasi. ristal germanium kemurnian tinggi yang digunakan dalam detektor
untuk s!ektrosko!i gamma dan !enarian materi gela!.
2Timbal
Timbal dalam bahasa Inggris yaitu MHeadN dengan simbol kimia MPbN. Timbal adalah
suatu unsur kimia dalam tabel !eriodik yang memiliki lambang &b dan nomor atom 64.
A. Sumber Timbal dan Kelimpahannya
Timbal dida!atkan dari galena (PbS) dengan !roses !emanggangan. Anglesite, erussite, dan
minim adalah mineral-mineral timbal yang la&im ditemukan. Anglesite meru!akan mineral
timbal yang mengandung timbal sul7at PbS39. =ineral ini teradi sebagai hasil oksidasi mineral
gelena akibat !engaruh uaa. arna mineral ini dari !utih, abu-abu, hingga kuning, ika tidak
murni maka arnanya abu-abu gela!. =ineral ini memiliki s!esi7ik gra7iti ?,$ dengan kandungan
timbal sekitar 5$%.
http://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atom
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
18/23
Timbal alami adalah am!uran 9 isoto! 4#9Pb (".96%), 4#?Pb (4$.?%), 4#5Pb (44.?%)
dan 4#6Pb (4.$%). Isoto!-isoto! timbal meru!akan !roduk akhir dari tiga seri unsur radioakti7
alami 4#?Pb untuk seri uranium, 4#5Pb untuk seri aktinium, dan 4#6Pb untuk seri torium. +ua
!uluh tuuh isoto! timbal lainnya meru!akan radioakti7. Timbal tidak memiliki alotro7. Tidak
adanya alotro7 ini, karena berada di bagian baah golongan IV A, seru!a yang dium!ai !ada
bismut (di baah dalam golongan V A).
B. Sia! "i#i$ Timbal
Ada!un si7at 7isik timbal tertera dalam tabel berikut.
/ama, Hambang, /omor
atom
lead, Pb, 64
+eret kimia logam miskin
Golongan, Periode, 2lok "9, ?, !
Penam!ilan bluish hite
=assa atom 4#5.4(") g0mol
on7igurasi elektron BLe 97 "9 d"# ?s4 ?!4
@umlah elektron tia! kulit 4, 6, "6, $4, "6, 9
Ciri:iri i#i$
8ase !adat
=assa enis (sekitar suhu
kamar )
"".$9 g0mQ
=assa enis air !ada titik
lebur
"#.?? g0mQ
Titik lebur ?##.?"
($45.9? DC, ?4".9$
D8)
Titik didih 4#44
("59: DC, $"6# D8)
http://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_berdasarkan_namahttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_berdasarkan_namahttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_berdasarkan_lambanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_berdasarkan_nomor_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_berdasarkan_nomor_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_berdasarkan_nomor_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Deret_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Logam_miskinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Golongan_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Periode_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Blok_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_golongan_14&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_golongan_14&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_periode_6&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_periode_6&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Blok-p&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Warnahttp://id.wikipedia.org/wiki/Massa_atomhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=1_E-25_kg&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=List_of_elements_by_atomic_mass&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=List_of_elements_by_atomic_mass&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Konfigurasi_elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Xenonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tingkat_energi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tingkat_energi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Fase_bendahttp://id.wikipedia.org/wiki/Padathttp://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenishttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhu_kamarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhu_kamarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenishttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_leburhttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_leburhttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_leburhttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_leburhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Celsiushttp://id.wikipedia.org/wiki/Fahrenheithttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_didihhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Celsiushttp://id.wikipedia.org/wiki/Fahrenheithttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_berdasarkan_namahttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_berdasarkan_lambanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_berdasarkan_nomor_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_berdasarkan_nomor_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Deret_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Logam_miskinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Golongan_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Periode_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Blok_tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_golongan_14&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Unsur_periode_6&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Blok-p&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Warnahttp://id.wikipedia.org/wiki/Massa_atomhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=1_E-25_kg&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=List_of_elements_by_atomic_mass&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Konfigurasi_elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Xenonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tingkat_energi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Fase_bendahttp://id.wikipedia.org/wiki/Padathttp://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenishttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhu_kamarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhu_kamarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenishttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_leburhttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_leburhttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_leburhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Celsiushttp://id.wikipedia.org/wiki/Fahrenheithttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_didihhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Celsiushttp://id.wikipedia.org/wiki/Fahrenheit
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
19/23
alor !eleburan 9.55 k@0mol
alor !engua!an "5:. k@0mol
a!asitas kalor (4 DC) 4?.?# @0
(molU)
Te$anan uap
P 0Pa " "# "## " k "# k "## k
!ada T 0 :56 "#66 "44: "9"4 "??# 4#45
Timbal sebagai logam berat meru!akan unsur yang terbanyak di dunia. Istilah logam berat
digunakan !ada timbal karena mem!unyai kera!atan (massa enis) yang sangat tinggi yaitu "",$9
gram0m$, auh lebih tinggi dari!ada kera!atan tertinggi bagi logam transisi !ertama yaitu 6,:4
gram0m$ untuk tembaga.
C. Sia! Kimia Timbal
1nsur Timbal
2ilangan oksidasi 9,4,
lektronegati7itas 4,$$ (skala !auling)
nergi ionisasi " 5",? k@0mol
nergi ionisasi 4 "9#, k@0mol
nergi ionisasi $ $#6", k@0mol
Potensial elektrode # (;)
B=4
(aJ) 4e-
=(!)
B=9
(aJ) 4e-
=4(aJ)
-#,"4?
",
@ari ari atom "5 !m
Timbal dengan kon7igurasi elektron BLe 97"9 d"# ?s4 ?!4, !ada umumnya membentuk
senyaa-senyaa dengan bilangan oksidasi 4 (lebih stabil) dan 9. Timbal mem!unyai tiga
isoto! stabil yaitu 4#?Pb yang stabil dengan "49 neutron, 4#5Pb yang stabil dengan "4 neutron,
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kalor_peleburan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kalor_penguapanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kapasitas_kalor&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Tekanan_uaphttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kalor_peleburan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kalor_penguapanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kapasitas_kalor&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Tekanan_uap
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
20/23
serta 4#6Pb yang satbil dengan "4? neutron. Selain tiga isoto! stabil di atas, timbal uga
mem!unyai tiga isoto! lain yaitu 4#9Pb dengan aktu !aruh W",9 R "#"5 y, 4#Pb yang sintesis
dengan aktu !aruh ".$ R "#5 y, serta 4"#Pb yang mem!unyai aktu !aruh 44,$ y..Si7at-si7at
timbal sangat miri! dengan timah, a!alagi timbal dan timah terletak !ada golongan yang sama
dalam sistem !eriodik unsur. Satu hal yang berbeda yaitu baha !eran !asangan inert (?s 4)
dalam senyaa timbal(II) relati7 lebih besar dalam menstabilkan senyaanya dari!ada !eran
tersebut dalam senyaa timah(II). 3leh karena itu timbal(II) relati7 lebih stabil dan lebih banyak
ditemui dari!ada timbal(IV), dan dengan demikian timbal(II) bukan reduktor yang baik tidak
se!erti halnya timah(II), melainkan timbal(IV) adalah oksidator yang baik dibanding timah(IV).
%. 7ea$!ii!a# Timbal
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
21/23
4Pb(s) 34(g) 4Pb3(s)
Timbal(IV) oksida (okelat) da!at di!eroleh dari oksidasi senyaa timbal(II) dalam larutan basa
dengan oksidator larutan natrium hi!oklorit, /aCl3. Ada!un !ersamaan reaksinya yaitu sebagai berikut.
Cl3-(aJ)
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
22/23
". kstraksi
a. 2iih Galena di!ekatkan dengan teknik 7lotasi buih.
b. +itambah kuarsa, Si34 lalu dilakukan !roses !emanggangan.
4PbS $34 4Pb3 4S34 . +ireduksi dengan batu bara oke (C) dan air ka!ur.
Pb3 (!) C (!) Pb () C3 (g)
Pb3 (!) C3 (g) Pb () C34 (g)
=aksudnya dalam !roses !emanggangan dengan tem!eratur tinggi ada kemungkinan sebagian
Galena diubah menadi PbS39, dimana oleh kuarsa akan diubah menadi silikat menurut
!ersamaan berikut.
PbSi3$ S39 PbS39 Si34
Silikat diubah oleh air ka!ur (Ca3) menadi PbC3 dan kalsium silikat (CaSP3 $).
Pb3 CaSi3$ PbSi3$ (s) Ca3
Alternati7 lain !ada !roses reduksi di!akai reduktan biih bakar dari Galena segar sebagai
!engganti batu bara.
Pb S34 (g) PbS (s) 4Pb3 (s)
4. Pemurnian
a. Pb dilelehkan bebera!a saat !ada suhu di baah titik leleh tembaga sehingga Cu !engotor
mengkristal dan da!at di!isahkan.
b. 1dara ditiu!kan di atas !ermukaan lelehan Pb sehingga !engotor Arsen dan antimon diubah
menadi Arsenat dan antimonat atau oksidanya.termasuk 2ismuth sehingga buih di atas
!ermukaan yang da!at disendoki keluar.
. +itambah "-4% >n agar Ag dan Au akan terbaa dalam >n yang akan mengkristal lebih
dahulu dan da!at di!isahkan dari lelehan Pb.
d. +idinginkan !erlahan !ada suhu 96##-94## C.
$. lektrolisis
a. =enggunakan elektrolit larutan PbSi8? dan
-
8/16/2019 Golongan IV A dalam tabel periodik
23/23
d. +i!eroleh kemurnian Pb ::,:%.
G. 8anaa! Timbal
Ada banyak man7aat timbal di antaranya adalah sebagai berikut.
". Timbal digunakan dalam aki dimana aki ini banyak di!akai dalam bidang automoti7.
4. Timbal di!akai sebagai agen !earna dalam bidang !embuatan keramik terutama untuk arna
kuning dan merah.
$. Timbal di!akai dalam industri !lasti PVC untuk menutu! kaat listrik.
9. Timbal di!akai sebagai !royektil untuk alat tembak dan di!akai !ada !eralatan !aning untuk
!emberat disebakan timbale memiliki densitas yang tinggi, harganya murah dan mudah untuk
digunakan.
. Timbal banyak di!akai untuk elektroda !ada !eralatan elektrolisis.
?. Timbal digunakan untuk solder untuk industri elektronik.
5. Timbal ditambahkan dalam !eralatan yang terbuat dari kuningan agar tidak liin dan biasanya
digunakan dalam !eralatan !ermesinan.
6. Timbal di!akai dalam raket untuk mem!erberat massa raket.
:. Timbal karena si7atnya tahan korosi maka di!akai dalam bidang kontruksi.
"#. Semikonduktor berbahan dasar timbal
"". banyak se!erti Timbal telurida, timbal
"4. selenida, dan timbale antimonida di!akai dalam !eralatan sel surya dan di!akai dalam !eralatan
detetor in7ramerah