Nama : Keyman

Stambuk : A1C4 11 032

1. Sebutkan 3 sifat utama logam, dan penggunaannya !

Jawab :

Sifat utama logam adalah:

- Memiliki titik lele dan titik didih yang tinggi

- Dapat menghantarkan arus listrik

- Mudah ditempa

Contohnya contoh penggunaan loagam adalah: merkuri yang digunakan dalam

proses klor alkali. Proses klor alkali merupakan proses elektrolisis yang berperan

penting dalam industri manufaktur dan pemurnian zat kimia. Beberapa zat kimia yang

dapat diperoleh dengan proses elektrolisis adalah natrium (Na), kalsium

(Ca), magnesium (Mg), aluminium (Al),

tembaga, seng, perak, hidrogen, klor, fluor, natrium hidroksida, kalium dikromat,

dan kalium permanganat. Proses elektrolisis larutan natrium klorida tersebut

merupakan proses klor alkali. Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan natrium

hidroksida di katode (kutub positif) dan gas klor di anode (kutub negatif)

1. Jelaskan pula sifat logam dari alumunium, dengan diagram pita orbital molekuler!

Jawab:

Karena adanya orbital setengah penuh mengakibatkan aluminium bersifat paramagnetik

sehingga sedikit di tarik oleh magnet.

2. Jelaskan, mengapa penambahan sekelumit pengotor dapat mengubah sifat insulator

menjadi konduktor ?

Jawab:

Karena jika atom ditambahkan pengotor, misalnya atom yang memiliki 5 elektron

terluar (misalnya P atau As) maka akan ada kelebihan satu elektron tiap atom. Kelebihan

elektron ini akan menempati tingkat energi sedikit di bawah pita konduksi (beberapa

perpuluh eV) dan dengan sedikit tambahan energi akan sangat mudah berpindah ke pita

konduksi dan berkontribusi pada konduktivitas listrik.

3. Gambarkan model tataan fcc, dan hitung jumlah atom dalam satu sel satuannya!

Jawab :

4. Panjang unit sel emas adalah 0,4079 nm. Hitung volume satu unit sel kubus emas

dengan informasi dari soal 1.10 tersebut ; hitung pula rapatan teoritis emas ini ?

Jawab :

6,787 x 10-23 cm, dan 19,27 g cm-3

5. Diantara dua ion fluoride dan iodida, jelaskan:

a. Mana yang lebih besar rapatan muatannya.

b. Mana yang lebih mudah terpolarisasi.

c. Mana yang lebih ionic dalam garam alkalinya.

Jawab:

a. - Jari-jari ion fluoride: 117 pm

= 23 C.mm-3

Jari- jari ion iodide: 206 pm

= 4 C.mm-3

Jadi, rapatan muatan terbesar adalah ion fluoride

b. Ion iodide lebih mudah terpolarisasi. Daya polarisasi ditentukan oleh rapatan muatan.

c. Ion fluoride lebih ionic dibanding ion iodide. Hal ini terlihat dari tingginya titik leleh

dari ion fluoride. Menandakan bahwa ikatan ionic tentulah sangat kuat.

6. Jelaskan mengapa CaCO3 tidak larut dalam air ?

7. Ion magnesium dan ion tembaga (II) mempunyai jari-jari ionic yang hampir sama.

Ramalkan spesies mana yang mempunyai titik leleh lebih tinggi antara MgCl2 dan

CuCl2? Jelaskan !

8. Susun diagram siklus Born-Harber untuk pembentukan Kristal Aluminium

klorida!

Jawab:

9. Jelaskan mengapa padatan MgCl2 lebih mudah larut dalam air sedangkan MgO

tidak?

10. a. Beri batasan sederhana tentang metalurgi dan tahapan- tahapan apa saja yang

termaksud di dalamnya.

b. Beri batasan sederhana perihal pirometalurgi, elektrometalurgi, dan

hidrometalurgi.

c. Sebutkan 4 macam metode pemurnian logam.

Jawab :

a. metalurgi adalah ilmu pengetahuan dan teknologi logam, pengolahan dari bijinya,

pemurnian, serta studi sifat maupun penggunaanya. Dalam proses metalurgi, yang

dimaksud dengan istilah- istilah :

roasting (pemanggangan), yaitu suatu proses pemanasan dalam oksigen atau udara

dibawah titik leleh bijih yang bersangkutan yang biasanya dilakukan pada bijih

sulfida untuk memperoleh oksidasinya.

calcining (kalsinasi), yaitu suatu pemanasan bijih karbonat atau oksida untuk

membebaskan gas karbon dioksida.

leaching (peluluhan / pelumeran), yaitu proses dimana logam atau senyawanya

terlarut dan lepas dari bijihnya atau langsung keluar dari endapan bijihnya oleh

air, sehingga terbentuk larutan logam tersebut dalam air.

penambahan fluks, yaitu untuk menghasilkan slag (terak atau ampas bijih) yang

berupa cairan pada temperatur proses dalam tungku. Dan dalam penambahan

fluks ini, batu-batuan pengotor dipisahkan dalam proses peleburan.

reduksi mineral, yaitu pemurnian logam yang menggunakan energi listrik.

b. Batasan sederhana tentang metalurgi, pirometalurgi, elektrometalurgi, dan

hidrometalurgi yaitu metalurgi adalah ilmu pengetahuan dan teknologi logam,

pengolahan dari bijinya, pemurnian, serta studi sifat maupun penggunaanya

sedangkan pirometalurgi (melibatkan reaksi kimia yang dilaksanakan pada temperatur

tinggi), elektrometalurgi (merupakan suatu proses reduksi mineral atau pemurnian

logam yang menggunakan energi listrik) dan hidrometalurgi (istilah umum untuk

suatu proses yang melibatkan air dalam ekstraksi dan reduksi logam) merupakan tiga

proses metalurgi untuk ekstraksi, reduksi dan pemurnian logam.

c. Empat macam metode pemurnian logam meliputi pemurnian (1) elektrolitik, misalnya

untuk tembaga, (2) oksidasi pengotor yang harus dipisahkan, misalnya untuk besi atau

(3) distilasi logam dengan titik didih rendah seperti untuk raksa dan zink dan nikel,

dan (4) zone refining (pemurnian zona).

11. Lengkapi dengan koefisien persamaan reaksi berikut dan identifikasi menurut

jenisnya dalam proses metalurgi (sesuai dengan istilah soal 3)

Jawab :

alcining (kalsinasi),

roasting (pemanggangan),

penambahan

pereaksi flux (fluks)

leaching (peluluhan / pelumeran).

reduksi

12. Secara singkat uraikan proses Hall untuk preparasi logam aluminium

perdagangan.

Jawab :

Dalam proes ini, sel elektrolisis berupa bak-kotak yang dibuat dari baja yang pada bagian

dalamnya dilapisi dengan karbon sebagai katode, dan batang-batang karbon sebagai

anode dipasang berjajar dalam bak, tercelup didalam elektrolit lelehan kriolit, Na3AlF6,

yang mempunyai titik leleh ~1000oC, dan Al2O3 terlarut didalamnya. Proses elektrolisis

ini berlangsung pada temperatur tinggi, ~1000oC. Selama elektrolisis, ion Al3+ dari

oksidanya bermigrasi kekatode kemudian direduksi menjadi logam cair yang akan

mengumpul pada bagian dasar sel. Ion O2- bermigrasi keanode dan selanjutnya dioksidasi

menjadi gas oksigen. Gas oksigen yang terbentuk bereaksi dengan anode karbon sehingga

anode karbon akan semakin berkurang dan harus diganti secara periodik. Elektrolit

[AlF6]3- tidak tereduksi karena mempunyai stabilitas yang sangat tinggi. Dengan proses

ini dapat diperoleh aluminium dengan kemurnian 99,0-99,9%

13. Pada proses peleburan (smelting) tembaga dari bijih sulfidanya maupun mineral

sulfide yang lain, gas apa yang dihasilkan; gas ini berbahaya, beracun dan

merupakan polutan. Bagaimana cara mengatasi efek polutan ini?

Jawab :

Gas belerang dioksida merupakan produk pencemar (polutan), oleh karena itu diusahakan

untuk dihilangkan dengan oksidasi katalitik menjadi asam sulfat via belerang trioksida,

atau dengan mengalirkan gas ini melalui bara karbon hingga terjadi reduksi menjadi

belerang:

14. a. Apa yang dimaksud dengan Aloi dan sebutkan dua tipe aloi? Jelaskan kondisi

yang diperlukan untuk pembentukan masing-masing tipe aloi tersebut.

b. Dalam beberapa kasus dijumpai senyawa aloi yang tersusun oleh fase- fase

stokiometrik; sebutkan tiga tipe senyawa aloi (dengan contoh). Identifikasi

senyawa aloi Au3Sn termaksud tipe yang mana?

Jawab :

a. aloi adalah Kombinasi dua jenis logam atau lebih dua tipe aloi yaitu larutan padat dan

senyawa aloi. Kondisi yang diperlukan untuk pembentukan masing-masing aloi

tersebut yaitu . Untuk membentuk larutan padat, atom-atom kedua jenis logam itu

harus mempunyai ukuran yang hampir sama dan struktur Kristal metalik keduanya

juga harus sama. Selain itu sifat-sifat kimiawi keduanya juga harus mirip. Emas dan

tembaga, misalnya membentuk satu fase tunggal dari campuran 100% emas ke 100%

tembaga. Keduanya mempunyai jari-jari yang tidak terlalu besar bedanya yaitu 114

pm untuk emas dan 128 pm untuk tembaga, dan mempunyai struktur kemas yang

sama yaitu ccp.

b. fase-fase stoikiometrik yaitu dengan komposisi atom- atom bilangan bulat. Sebagai

contoh, tembaga dan zink membentuk tiga macam senyawa aloi, CuZn (β-kuningan),

Cu5Zn8 (γ-kuningan), dan CuZn3 (ε-kuningan).

15. Uraikan secara singkat kecenderungan sifat-sifat logam golongan alkali dan

reaktifitasnya terhadap air dan asam.

Jawab:

Semua logam alkali ( Li, Na, K, Rb, Cs, dan Fr ) tampak mengkilat, berwarna keperakan,

merupakan konduktor listrik dan panas yang baik. Logam alkali bersifat lunak, dan

semakin lunak dengan naiknya nomor atom. Litium dapat dipotong dengan pisau,tetapi

kalium dapat diremas seperti mentega lunak. Sebagian besar logam mempunyai titik leleh

yang sangat tinggi, tetapi logam alkali mempunyai titik leleh rendah dan semakin rendah

dengan naiknya nomor atom. Sesium, Cs, meleleh pada temperatur sedikit di atas

temperatur kamar. Kombinasi antara sifat konduktivitas panas yang tinggi dan titik leleh

yang rendah, membuat natrium bermanfaat untuk mentransfer panas pada reaktor nuklir.

Reaksi logam-logam alkali dengan air bersifat sangat eksotermik dan dramatik, kecuali

litium yang bereaksi tenang menghasilkan gelembung-gelembung gas hidrogen dan

hidroksidanya.

16. Jelaskan mengapa oksida litium stabil sebagai oksida normal, yaitu litium oksida

(2-) –Li2O dan oksida natrium stabil sebagai natrium dioksida(2-), Na2O2 –

(peroksida), sedangkan oksida kalium stabil sebagai kalium dioksida (1-), KO2

(superoksida).

17. Ion-ion logam alkali pada umumnya tidak berwarna. Bagaimana cara menguji ion

alkali misalnya kalium? Tulis persamaan reaksinya.

Jawab:

Identifikasi ion kalium dapat dilakukan dengan penambahan ion heksanitritokobaltat (III)

yang akan membentuk endapan kuning cemerlang menurut persamaan reaksi :

18. Salah satu bahan campuran serbuk peluru adalah kalium nitrat. Sebutkan dua

serbuk yang lain yang digunakan dalam campuran tersebut dan bagaimana proses

kerja campuran serbuk ini sehingga dapat digunakan sebagai serbuk yang mudah

meledak?

Jawab:

Kalium nitrat dapat digunakan untuk membuat serbuk peluru yang dicampur dengan

arang kayu dan belerang dengan rasio masa sekitar 6:1:1 jika campuran ini dipanaskan,

terjadi reaksi :

2 KNO3 (s) + S(s) + C(s) K2S (s) +N2(s) + 3 CO(g)

Terbentuknya gas sebagai hasil reaksi disertai dengan suhu tinggi mengakibatkan

pengembangan mendadak sehingga terjadi ledakan.

19. Tuliskan persamaan reaksi dan kondisi yang diperlukan untuk pembuatan

padatan NaOH, Na2CO3 dan NaHCO3

Jawab:

Pembuatan NaOH:

Pembuatan Na2CO3:

2[Na2CO3.2H2O] (s) 3Na2CO3 (s) + 5H2O (g) + CO2 (g)

2 NaCl (aq) + CaCO3 (g) Na2CO3 (aq) + CaCl2 (aq)

Pembuatan NaHCO3:

Na2CO3 (aq) + CO2 (g) + H2O(l) 2NaHCO3 (s)

20. Untuk logam-logam alkali tanah (tanpa berilium):

a. Logam mana yang paling lunak?

b. Logam mana yang mempunyai densitas besar?

c. Hidroksida mana yang paling sukar larut?

d. Garam sulfat mana yang paling sukar larut?

Jawab:

a. Gallium dengan titik leleh 30 C

b. Talium dengan densitas 11.5 g cm-3

c. Hidroksida yang paling sukar laut adalah Aluminium karena mampu mengakomodasi

enam molekul H2O.

d. Aluminium

21. Jelaskan mengapa ion terhidrat untuk berilium mempunyai formula [Be(H2O)4]2+

Sedangkan untuk magnesium adalah [Mg(H2O)6]2+?

Jawab:

berilium membentuk ion [Be(H2O)4]2+ sedangkan magnesium membentuk ion

[Mg(H2O)6]2+. karena bilangan koordinasi atom pusat berilium yang rendah (koordinasi 4)

diduga sebagai akibat dari tidak tersedianya orbital d (untuk membentuk orbital hidrida

sp3d2) dan kecilnya ukuran ion berilium untuk mengakomodasi enam molekul air.

22. Jelaskan secara ringkas bagaimana terjadinya gua kapur ?

Jawab:

Gua-gua kapur terbentuk karena aliran air hujan yang mengandung karbon dioksida

menerobos batu-batu kapur dan melarutkan sebagian batu kapur ini serta membawanya

pergi dalam aliran air dengan meninggalkan rongga-rongga sebagai gua

23. Jelaskan mengapa barium dapat membentuk senyawa peroksida BaO2 sedangkan

logam alkali tanah yang lain tidak ?

Jawab:

Karena pada pemanasan alkali tanah yang lain terbakar hanya menghasilkan oksidanya,

tetapi barium dapat menghasilkan dioksida(-2) dalam kondisi oksigen berlebihan,

Pembentukan barium dioksida(-2) dapat dijelaskan dengan sifat densitas muatan ion

barium yang rendah (23 C mm-3), hampir sama dengan densitas muatan ion natrium (24 C

mm-3), sehingga mampu menstabilkan ion-ion yang mudah terpolarisasi seperti dioksida

(2-), O22-.

24. Jelaskan mengapa magnesium berbeda dengan logam alkali tanah yang lain dalam

hal kemampuannya membentuk senyawa dengan senyawa-senyawa organic

misalnya sebagai pereaksi Grignard !

Jawab:

Magnesium mudah membentuk senyawa kovalen khususnya dengan senyawa organik

berukuran relatif besar. Hal ini berkaitan dengan densitas muatan ion magnesium yang

relatif tinggi, 120 C mm-3 (dibandingkan dengan densitas muatan ion kalsium yang hanya

52 C mm-3 . sebagai contoh, logam magnesium dapat bereaksi dengan senyawa

halokarbon (alkil halida), misalnya bromoetena (C2H5Br) dalam pelarut etoksietana

(C2H5)2O (eter). Atom magnesium menyusup masuk diantara atom-atom karbon dan

halogen membentuk ikatan kovalen dengan keduanya, dan menghasilkan suatu senyawa

organologam, yang dikenal sebagai pereaksi Grignard dan sangat luas dipakai pada

sintesis senyawa-senyawa organic.