TUGAS TERSTRUKTUR KELOMPOK 8

ISOLASI MAGNESIUM DAN BERILIUM

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Kimia Unsur yang dibina oleh

Dra.Sri Wardhani, M.Si

Oleh:

Hayatunnufus Zahir (0810923012)

Priska Pardede (0810923020)

Rosaleni T. Geli (0810923024)

Aditya Herman P. (0810923030)

Agus Farid Fadli (0810923032)

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2011

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 RINGKASAN MATERI

Unsur-unsur pada golongan IIA dikenal dengan unsur alkali tanah. Unsur –

unsur ini disebut alkali tanah dikarenakan sifat unsur – unsur pada golongan ini bersifat

basa dan banyak terdapat ditanah. Pada golongan IIA ini terdiri dari unsur Berilium

(Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra).

Unsur-unsur pada golongan ini merupakan unsur logam sehingga unsur-unsur ini juga

sering disebut sebagai logam golongan IIA. Unsur pada golongan IIA sangatlah reaktif,

hal ini dikarenakan unsur-unsur ini memiliki jari-jari atom yang relatif besar jika

dibandingkan dengan unsur pada golongan IIIB – VIIA. Jari-jari suatu atom/unsur

mempengaruhi harga potensial ionisasinya (energi yang dibutuhkan untuk melepaskan 1

elektron dalam fasa gas). Semakin besar jari-jari atom, semakin kecil harga potensial

ionisasinya. Dengan semakin kecilnya potensial ionisasi yang dimiliki oleh suatu unsur,

maka semakin mudah unsur tersebut melepaskan elektronnya. Kemudahan melepaskan

elektronnya inilah yang menyebabkan logam golongan IIA sangat reaktif. Karena

kereaktifannya inilah logam-logam golongan IIA di alam tidak ada yang ditemui dalam

bentuk murni logam tersebut. Di alam logam-logam ini telah bereaksi dengan unsur-

unsur lain membentuk suatu molekul. Untuk mendapatkan logam-logam golongan IIA

secara murni dapat dilakukan dengan cara mengisolasinya dari molekul-molekul yang

mengandung logam yang diinginkan yang terdapat di alam. Logam-logam pada

golongan IIA merupakan logam-logam dengan kekuatan reduksi yang cukup luas.

Cukup luas dalam hal ini berarti logam-logam golongan IIA dapat mereduksi unsur-

unsur yang lain. Karena kemampuan mereduksi unsur-unsur lain inilah logam-logam

golongan IIA dapat diisolasi melalui 2 cara, yaitu secara elektrolisis atau dengan

menggunakan energi panas. Tapi, pada umumnya yang sering dilakukan adalah dengan

teknik elektrolisis. Hal ini dikarenakan pada proses elektrolisis tidak diperlukan suhu

yang sangat tinggi sehingga jika dilakukan dalam skala besar seperti industri tidak

mudah merusak alat-alat yang digunakan. Sedangkan jika menggunakan energi panas

biasanya dengan semakin tinggi suhu yang digunakan menyebabkan peralatan yang

digunakan mudah rusak, untuk skala industri hal ini sangatlah tidak diinginkan.

1.1.1 Magnesium

Salah satu unsur dalam golongan IIA adalah Magnesium (Mg).

Magnesium pertama kali ditemukan pada sumber air di Epsom pada tahun 1695.

Logam magnesium murni sendiri baru dapat diisolasi pada tahun 1808 oleh

Davy. Isolasi magnesium ini dilakukan secara elektrolisis. Magnesium tidak

ditemukan dalam bentuk murninya di alam, tetapi sangat melimpah dalam

bentuk mineralnya, seperti dolomite (MgCa(CO3)2), carnellite, magnesite, dan

asbestos. Magnesium halida juga ditemukan dalam air laut (Wood, 1967).

Walaupun logam magnesium pertama kali dipisahkan oleh Bussy pada

tahun 1829, namun adanya logam itu pertama kali ditemukan oleh Davy pada

tahun 1808. Sampai tahun 1918, hampir keseluruhan magnesium yang

diproduksi digunakan untuk lampu kilat dalam fotografi dan dalam piroteknik.

Pada tahun 1930, magnesium sudah dapat dibuat untuk produk cor yang rumit,

lembaran, tempaan, dan sudah dapat pula dilas dengan baik. Paduan (alloy)

magnesium yang sangat kuat tetapi ringan dikembangkan untuk industri pesawat

terbang dalam Perang Dunia II dan sesudahnya (Anonim1, 2010).

1.1.2 Berilium

Berilium adalah unsur yang mempunyai simbol Be. Unsur ini memiliki

nomor atom 4 dan memiliki ciri-ciri sebagai berikiut (Anonim2, 2010) :

1. Bervalensi 2

2. Berwarna abu-abu

3. Baja kukuh

4. Ringan tapi mudah pecah

Berilium tidak seperti tetangganya yaitu Li dan B. Berilium relative

kurang melimpah di kulit bumi, hanya sekitar 2 ppm dan mirip dengan

kelimpahan Sn yang hanya sekitar 2,1 ppm, Eu yang hanya sekitar 2,1 ppm dan

As yang hanya 1,8 ppm. Akan tetapi, keberadaannya dipermukaan ada sebagai

beril dalam batuan sehingga mudah diperoleh. Jumlah Be yang terkandung

dibumi sekitar 4 juta ton (Greenwood N.N and  Earnshaw A , 1997).

Berilium ditemukan di dalam 30 jenis mineral, yang paling penting di

antaranya adalah bertandite, beryl, chrysoberyl, dan phenacite. Beryl dan

bertrandite merupakan sumber komersil yang penting untuk unsur berilium dan

senyawa-senyawanya. Kebanyakan metal ini sekarang dipersiapkan dengan cara

mereduksi berilium florida oleh logam magnesium (Mohsin, Yulianto. 2006).

Berelium (Be) merupakan unsur yang cukup reaktif sehingga

memudahkan Be untuk berikatan dengan unsur lain membentuk suatu senyawa.

Oleh karena itu keberadaan unsur berelium murni tidak dapat ditemukan, namun

berelium ditemukan bersenyawa membentuk suatu beril (Be3Al2Si6O18) dan

emerald. Perbedaan antara beril dan emerald hanya terletak pada kandungan krom

(Cr). Beril tidak mengandung Cr sedangkan emerald mengandung Cr sebanyak

2%. Keberadaan berilium dialam hanya sekitar 2ppm, meskipun berelium reaktif

tetapi berelium  memiliki waktu paruh yang relatif panjang yaitu sekitar 1,5 juta

tahun sehingga memungkinkan untuk mengisolasi berelium yang ada di alam

(Saito, Taro, 1996).

Kereaktifan berelium terjadi karena berelium memiliki subkulit yang

relatif banyak akibatnya tarikan inti terhadap elekron valensi akan semakin kecil.

Kecilnya tarikan inti terhadap elektron valensi menyebabkan berelium lebih

mudah untuk melepaskan elektronnya sehingga elektron tersebut akan diterima

oleh unsur lain yang lebih elektronegatif membentuk suatu senyawa.

Logam ini berwarna seperti baja, keabu-abuan. Berilium memiliki sifat

yang sangat menarik. Sebagai salah satu logam yang sangat ringan, unsur ini

memiliki salah satu titik cair yang tinggi di antara logam-logam ringan. Modulus

elastisitasnya sekitar sepertiga lebih besar dibanding baja. Berilium memiliki

konduktivitas kalor yang sangat bagus, non-magnetik, dan tahan serangan

konsentrasi asam nitrat. Unsur ini juga memiliki sifat transparan (permeability)

terhadap sinar X dan jika diberi tembakan oleh partikel-partikel alpha (Mohsin,

Yulianto, 2006).

Tidak seperti halnya logam alkali tanah yang lain, berilium cenderung

untuk membentuk ikatan kovalen dengan unsur yang lain karena

keelektropositifan dari Be yang lebih kecil dari pada unsur alkali tanah lainnya.

Hal itu disebabkan oleh kecilnya jari-jari Be jika dibandingkan dengan alkali

tanah lainnya sehingga tarikan inti terhadap elektron terluar masih cukup besar

akibatnya elektron yang digunakan untuk berikatan berikatan digunakan secara

bersama-sama sehingga membentuk ikatan kovalen (Cotton F.A. and Wilkinson

G, 1989).

1.2 IDENTIFIKASI MASALAH

Permasalahan yang dibahas dalam makalah ini adalah :

a. Bagaimana cara mengisolasi logam magnesium?

b. Bagaimana cara mengisolasi logam berilum?

c. Mengapa isolasi berilium menggunakan lelehan BeCl2 bukan larutannya?

d. Apa saja manfaat dari isolasi logam magnesium?

e. Apa saja manfaat dari isolasi logam berilium?

1.3 TUJUAN

Tujuan dari permasalahan ini adalah :

a. Mengetahui dan memahami cara mengisolasi logam magnesium

b. Mengetahui dan memahami cara mengisolasi logam berilium

c. Mengetahui dan memahami mengapa isolasi berilium menggunakan lelehan

BeCl2 bukan larutannya

d. Mengetahui dan memahami pemanfaatan logam magnesium

e. Mengetahui dan memahami pemanfaatan logam berilium

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 CARA MENGISOLASI MAGNESIUM

Kelimpahan magnesium di alam cukup besar. Magnesium paling mudah ditemui

pada 2 tempat, yaitu air laut dan mineral alam. Kadar magnesium dalam air laut hanya

0,13%, tetapi sudah cukup untuk diolah secara ekonomis. Proses pengolahan

magnesium dari air laut disebut Proses Down (Achmad, H., 2001).

2.1.1 Tahapan dalam proses Down ini adalah ( Achmad, H., 2001 ):

1. Magnesium diendapkan sebagai magnesium hidroksida dengan penambahan

Ca(OH)2 kedalam air laut. Meskipun kalsium hidroksida kurang larut dalam air,

namun kelarutannya lebih besar dari Mg(OH)2

Mg2+ + Ca(OH)2 (S) → Mg(OH)2 (S) + Ca2+

Tabel Ksp hidroksida dan sulfat dari unsur-unsur alkali tanah

Hidroksida Ksp Sulfat Ksp

Be(OH)2 10-19 BeSO4 Sangat besar

Mg(OH)2 8,9 x 10-12 MgSO4 10

Ca(OH)2 1,3 x 10-6 CaSO4 3 x 10-5

Sr(OH)2 3,2 x 10-4 SrSO4 7,6 x 10-7

Ba(OH)2 5,0 x 10-2 BaSO4 1,5 x 10-9

2. Kemudian magnesium hidroksida diubah menjadi larutan magnesium klorida

dengan cara mereaksikan dengan asam klorida.

Mg(OH)2 (S) + 2 HCl → MgCl2 + 2 H2O

Kemudian magnesium klorida dikristalkan sebagai MgCl2.6H2O

3. Untuk memperoleh logam magnesium, harus dielektrolisis leburan MgCl2.6H2O.

Hal ini tidak dapat dilakukan langsung karena pada pemanasan akan terbentuk

MgO.

MgCl2.6H2O (S) → MgO (S) + 2 HCl (g) + 5 H2O

Kesukaran yang lain adalah MgO sukar dilebur karena titik lelehnya 2800C. Hal

ini dapat diatasi dengan menambahkan magnesium klorida yang mengalami

dehidrasi sebagian kedalam campuran leburan natrium dan kalsium klorida

(700-750 oC).

Magnesium klorida akan meleleh dan kehilangan air tetapi tidak mengalami

hidrolisis. Campuran leburan ini dapat dihidrolisis dan magnesium akan

terbentuk pada katoda.

Katoda : Mg2+ + 2e → Mg (l)

Anoda : 2 Cl- → Cl2 (g) + 2e

Dalam proses elektrolisis ini, biasanya digunakan anoda karbon dan katoda

besi/baja. Magnesium akan terdekomposisi pada katoda yang semakin lama akan

membentuk lapisan pada permukaan katoda dan kemudian dapat dikumpulkan.

Karena magnesium bereaksi dengan oksigen dan nitrogen, maka digunakan gas

batubara untuk menonaktifkan atmosfer saat proses elektrolisis (Wood, 1967).

2.1.2 Isolasi Magnesium dari Mineral Dolomite

Selain dari air laut, magnesium dapat diisolasi dari mineral dolomite.

[MgCa(CO3)2]. Dolomit dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. Lalu,MgO.CaO

dipanaskan dengan Fesi untuk menghasilkan Mg.

2[MgO.CaO] + FeSi 2Mg + Ca2SiO4 + Fe

Langkah-langkah proses silikotermik terdiri dari pencampuran dolomit gilingan

yang dijadikan slake dengan ferosilikon sebanyak 70-80% dan fluorspar 1% dan

kemudian dijadikan pelet. Pelet itu diumpankan ke dalam tanur. Tanur kemudian

divakumkan dan dipanaskan sampai 1170 derajat celsius. Kalsium oksida (CaO) yang

terdapat di dalam dolomit bakaran itu membentuk dikalsium silikat yang tak melebur

dan dikeluarkan dari reaktor pada akhir proses. Reaksi pokok proses silikotermik ini

adalah sebagai berikut.

2(MgO.CaO) + 1/6FeSi6 2Mg + (CaO)2SiO2 + 1/6Fe

Pada akhir proses, tanur didinginkan sedikit dan magnesium dikeluarkan dari kondensor

dengan suatu prosedur yang berdasarkan atas perbedaan kontraksi antara magnesium

dan baja.

2.2. CARA MENGISOLASI BERILIUM

Berilium sangat bermanfaat untuk menunjang kehidupan manusia. Namun,

keberadaan berilium dialam tidak dapat ditemukan dalam bentuk murninya. Berilium

tersebut ditemukan dialam dalam bentuk bersenyawa sehingga untuk mendapatkannya

perlu dilakukan isolasi. Isolasi berilium dapat dilakukan dengan 2 metode yaitu (Indri

M.N. 2009):

a. Metode Reduksi

Pada metode ini diperlukan berilium dalam bentuk BeF2 yang dapat

diperoleh dengan cara memanaskan beryl dengan Na2SiF6 pada suhu 700-750oC.

Setelah itu dilakukan leaching (ekstraksi cair-padat) terhadap flour dengan air

kemudian dilakukan presipitasi (pengendapan) dengan Ba(OH)2 pada PH 12

(Greenwood N.N and  Earnshaw A , 1997).

Reaksi yang terjadi adalah (Indri M.N. 2009):

BeF2 + Mg                    MgF2 + Be

b. Metode Elektrolisis

Untuk mendapatkan berilium juga  dapat dilakukan dengan cara

elektrolisis dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl2 tidak

dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. BeCl2

tidak dapat menghantarkan listrik karena BeCl2 bukan merupakan larutan

elektrolit. Reaksi yang terjadi adalah (Indri M.N. 2009):

Katoda : Be2+ + 2e- Be

Anode : 2Cl- Cl2 + 2e-

2.3 ISOLASI BERILIUM MENGGUNAKAN LELEHAN BeCl2

Dalam pengisolasian berilium menggunakan lelehan BeCl2 karena apabila

menggunakan larutannya maka Berilium tidak akan tereduksi. Dan yang tereduksi

adalah senyawa H2O menjadi H+ dan OH-

2.4 MANFAAT LOGAM MAGNESIUM

Adapun manfaat dari magnesium adalah sebagai berikut (Anonim, 2010):

a. Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan

lampu blits.

b. Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO

memiliki titik leleh yang tinggi.

c. Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang

terdapat di mulut dan mencagah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus sebagai

pencegah maag.

d. Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan

sehingga biasa digunakan pada alat alat rumah tangga.

2.4 MANFAAT LOGAM BERILIUM

Adapun manfaat dari berilium adalah sebagai berikut (Anonim, 2009):

a. Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium.

(Be dapat menyerap panas yang banyak). Aloy tembaga-berilium digunakan

dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas,

kekuatan tinggi dan kekerasan, sifat yang nonmagnetik, dan juga tahan karat

serta tahan fatig (logam). Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan: mold,

elektroda pengelasan bintik, pegas, peralatan elektronik tanpa bunga api dan

penyambung listrik.

b. Karena ketegaran, ringan, dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang

lebar, Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan

pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan

tinggi, peluru berpandu, kapal terbang dan satelit komunikasi.

c. Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis

cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi.

d. Dalam bidang litografi sinar X, berilium digunakan untuk pembuatan litar

bersepadu mikroskopik.

e. Karena penyerapan panas neutron yang rendah, industri tenaga nuklir

menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan

moderator.

f. Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop, berbagai alat komputer, pegas

jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan, ketegaran dan

kestabilan dimensi.

g. Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan

konduktor panas yang baik, dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi, dan juga

titik lebur yang tinggi, seterusnya bertindak sebagai perintang listrik.

h. Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu

floresens, tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang

terpapar terancam bahaya beriliosis.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Golongan IIA ini terdiri dari unsur Berilium (Be), Magnesium (Mg),

Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Salah satu unsur

dalam golongan IIA adalah Magnesium (Mg). Magnesium pertama kali

ditemukan pada sumber air di Epsom pada tahun 1695. Logam magnesium

murni sendiri baru dapat diisolasi pada tahun 1808 oleh Davy. Isolasi

magnesium ini dilakukan secara elektrolisis.Magnesium tidak dapat ditemukan

dalam bentuk murni di alam. Berelium (Be) merupakan unsur yang cukup

reaktif sehingga memudahkan Be untuk berikatan dengan unsur lain membentuk

suatu senyawa. Oleh karena itu keberadaan unsur berelium murni tidak dapat

ditemukan, namun berelium ditemukan bersenyawa membentuk suatu beril

(Be3Al2Si6O18) dan emerald. Proses pengolahan magnesium dari air laut disebut

Proses Down dan Isolasi berilium dapat dilakukan dengan 2 metode yaitu:

metode elektrolisis dan metode reduksi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1, 2010, MAGNESIUM, http://www.chem-istry.org, diakses tanggal 25 Februari

2011

Anonim2, 2009, BERILIUM, http://korankimia.wordpress.com/2009/11/13/berilium/

diakses tanggal 26 Februari 2011

Cotton F.A. and Wilkinson G, 1989. Kimia Anorganik Dasar. UI Press. Jakarta

Greenwood, N.N. and Earnshaw A, 1997. Chemistry of the Elements Second Edition.

School of Chemistry University of Leeds, Inggris

Indri M.N, 2009. Proses Ekstraksi Logam Alkali Tanah.

http://mychemische.blogspot.com/2009/11/proses-ekstraksi-logam-alkali-

tanah.html, diakses tanggal 25 Februari 2011

Muhsin, Yulianto, 2006. Berilium. http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/berilium/,

diakses tanggal 25 Februari 2011

Saito, Taro, 1996. KimiaAnorganik. Iwanami Shoten Publishers. Tokyo

Soetrisno, 2008, Berilium http://www.chem-istry.org, diakses tanggal 25 Februari 2011

Wood, P.D.P, 1967. Algebratic model of the lactation curve in cattle. Nature 216: 164165