Kimia Unsur

Picture11

Tujuan Pembelajaran:

Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan mampu:

  1. Menjelaskan kelimpahan unsur-unsur di kulit bumi, udara, dan air laut.
  2. Menjelaskan sifat-sifat unsur halogen.
  3. Menjelaskan sifat-sifat unsur alkali.
  4. Menjelaskan sifat-sifat unsur alkali tanah.
  5. Menjelaskan sifat-sifat unsur periode ketiga.
  6. Menjelaskan sifat-sifat unsur transisi.
  7. Menjelaskan proses pembuatan dan manfaat beberapa unsur logam dan nonlogam serta senyawa-senyawanya.

 

Kelimpahan Unsur-unsur di Alam

 

A. Keberadaan Unsur-unsur di Alam

Dari 118 unsur yang diketahui, sekitar 90 unsur berada di alam dan sisanya merupakan unsur sintesis (unsur buatan). Sebagian dari unsur tersebut terdapat sebagai unsur bebas, tetapi lebih banyak yang berupa senyawa, sedangkan unsur-unsur gas mulia terdapat sebagai unsur bebas (Petrucci dan Suminar Ahmad, 1987: 96). Sebagian besar logam diperoleh dari deposit tanah, bahan bahan alam yang mengandung unsur atau senyawa tertentu disebut mineral. Mineral yang mengandung unsur atau senyawa tertentu dengan konsentrasi cukup tinggi dan diolah agar bernilai ekonomis disebut bijih (Brady, 1990: 653).

B. Kelimpahan Unsur-unsur di Kulit Bumi

Unsur-unsur yang paling melimpah di kulit bumi adalah oksigen, silikon, dan aluminium (Tabel 3.1).

Picture1

Sumber komersial dari oksigen dan nitrogen adalah udara. Kelimpahan unsur nitrogen dalam udara 78,09% dan oksigen 20,94%. Sedangkan unsur lainnya kurang dari 1%. Beberapa unsur diperoleh dari air laut. Misalnya, natrium, klorin, magnesium, dan bromin. Konsentrasi unsur terbesar dalam air laut adalah klorida sebesar 18,980 g/kg air laut, kemudian diikuti unsur natrium sebesar 10,556 g/ kg air laut (Sumber: Petrucci dan Suminar Ahmad, 1987: 98).

 

Sifat-sifat Unsur

 

A. Halogen

Halogen, yang terdiri dari fluor, klor, brom, dan iod, tidak pernah ditemukan dalam keadaan bebas di alam karena tingkat reaktifitasnya yang sangat tinggi (Brady, 1990: 791). Oleh karena itu, halogen hanya ditemukan sebagai anion dalam bentuk garam dan mineral (Mc. Murry dan Fay, 2000: 225). Halogen merupakan unsur-unsur nonlogam di mana terdapat dalam bentuk molekul diatomik. Halogen mempunyai konfigurasi elektron valensi ns2 np5 (Mc. Murry dan Fay, 2000: 225).

1.      Sifat-sifat Fisis

Picture2

Dari tabel 3.2 tampak bahwa titik didih dan titik leleh naik seiring dengan bertambahnya nomor atom. Hal ini karena fakta menunjukkan bahwa molekul-molekul yang lebih besar mempunyai gaya tarik-menarik Van der Waals yang lebih besar daripada yang dimiliki molekul-molekul yang lebih kecil. Kecuali gas mulia, halogen mempunyai energi ionisasi dan elektronegatifitas yang paling tinggi dari golongan unsur manapun. Dari unsur golongan VII A, fluorlah yang paling erat mengikat elektron-elektronnya, dan iod yang paling lemah. Kecenderungan ini bisa dikaitkan dengan ukuran atom halogen (Keenan, dkk, 1992: 228).

2.      Sifat-sifat Kimia

Picture3

Ada suatu penurunan yang teratur dalam keaktifan kimia dari fluor sampai iod, sebagaimana ditunjukkan oleh kecenderungan dalam kekuatan mengoksidasinya. Molekul fluor yang beratom dua (diatom) F2 merupakan zat pengoksidasi yang lebih kuat daripada unsur lain yang manapun dalam keadaan normalnya. Baik fluor maupun klor membantu reaksi pembakaran dengan cara yang sama seperti oksigen. Hidrogen dan logam-logam aktif terbakar dalam salah satu gas tersebut dengan membebaskan panas dan cahaya. Reaktivitas fluor yang lebih besar dibanding klor terungkap oleh fakta bahwa bahan-bahan yang biasa termasuk kayu dan beberapa plastik akan menyala dalam atmosfer fluor.

Keempat unsur halogen tersebut semuanya sangat merangsang sekali terhadap hidung dan tenggorokan. Brom, suatu cairan yang merah tua, pada suhu kamar mempunyai tekanan uap yang tinggi. Brom cair merupakan salah satu reagen kimia yang paling berbahaya karena efek uap tersebut terhadap mata dan saluran hidung. Klor dan fluor harus digunakan hanya dalam kamar asam dan dalam ruangan dengan pertukaran udara (ventilasi) yang baik. Beberapa hisapan klor pada 1.000 ppm bersama napas kita akan mematikan. Semua halogen harus disimpan jauh dari kontak dengan zat-zat yang dapat dioksidasi (Keenan, 1992: 229). Reaksi-reaksi halogen sebagai berikut.

a. Reaksi Halogen dengan Logam

Halogen bereaksi dengan semua logam dalam sistem periodik unsur membentuk halida logam. Jika bereaksi dengan logam alkali dan alkali tanah, hasilnya (halida logam) dapat dengan mudah diperkirakan, sedangkan bila bereaksi dengan logam transisi, produk (halida logam) yang terbentuk tergantung pada kondisi reaksi dan jumlah reaktannya (Mc. Murry dan Fay, 2000: 226).

Reaksi: 2 M + n X2 ⎯⎯→ 2 MXn,

dengan:

M = logam

X = F, Cl, Br, I

Tidak seperti unsur logam, semakin ke bawah halogen menjadi kurang reaktif karena afinitas elektronnya semakin berkurang, atau dengan kata lain F2 > Cl2 > Br2 > I2 (Mc. Murry dan Fay, 2000: 227).

b. Reaksi Halogen dengan Hidrogen

Halogen bereaksi dengan gas hidrogen membentuk hidrogen halida (HX). Hidrogen halida sangat berharga karena bersifat asam jika dilarutkan dalam air. Kecuali hidrogen fluorida, semua hidrogen halida yang lain merupakan asam kuat jika dimasukkan ke dalam larutan (Mc. Murry dan Fay, 2000: 227).

Reaksi: H2(g) + X2    →     2 HX(g), dengan X = F, Cl, Br, I

c. Reaksi Halogen dengan Halogen Lain

Halogen mempunyai molekul diatomik, maka tidaklah mengherankan jika dapat terjadi reaksi antarunsur dalam golongan halogen. Reaksi antarhalogen ini dapat disamakan dengan proses redoks, di mana unsur yang lebih reaktif merupakan oksidator, sedangkan unsur yang kurang reaktif merupakan reduktor (Mc. Murry dan Fay, 2000: 227).

Reaksi: X2 + Y2 → 2 XY,

dengan X, Y = F, Cl, Br, I

B. Logam Alkali

Unsur logam alkali (IA) terdiri dari litium, natrium, kalium, rubidium, sesium, dan fransium. Unsur ini mempunyai energi ionisasi paling kecil karena mempunyai konfigurasi elektron ns1. Oleh karena itu, unsur logam alkali mudah melepaskan elektron dan merupakan reduktor yang paling kuat. Unsur alkali merupakan logam lunak, berwarna putih mengkilap, konduktor yang baik, dan mempunyai titik leleh yang rendah, serta ditemukan dalam bentuk garamnya (Mc. Murry dan Fay, 2000: 215).

Picture4

Dari tabel 3.4 dapat dilihat bahwa sebagai logam, golongan alkali tanah mempunyai sifat yang tidak biasa, yaitu titik lelehnya yang relatif rendah, rapatannya yang relatif rendah, dan kelunakannya. Semua unsur logam alkali ini dapat dengan mudah diubah bentuknya dengan memencetnya di antara jempol dan jari telunjuk (dengan melindungi kulit baik-baik). Unsur-unsur pada golongan ini mempunyai energi ionisasi dan keelektronegatifan ratarata yang paling rendah. Hal ini dikarenakan ukuran atom dan jarak yang relatif besar antara elektron terluar dengan inti (Keenan dkk, 1992: 152-153).

2. Sifat-sifat Kimia

Picture5

Reaksi-reaksi logam alkali sebagai berikut.

a. Reaksi Logam Alkali dengan Halogen

Reaksi antara logam alkali dengan halogen berlangsung sangat cepat, membentuk halida logam.

Reaksi: 2 M(s) + X2 → 2 MX(s)

dengan:

M = logam alkali (Li, Na, K, Rb, Cs)

X = halogen (F, Cl, Br, I)

Reaktifitas logam alkali semakin meningkat jika energi ionisasinya semakin berkurang, sehingga Cs > Rb > K > Na > Li (Mc. Murry dan Fay, 2000: 218).

b. Reaksi Logam Alkali dengan Hidrogen dan Nitrogen

Logam alkali bereaksi dengan gas hidrogen membentuk senyawa putih berbentuk kristal yang disebut hidrida, MH. Reaksi terjadi dengan lambat pada suhu kamar dan membutuhkan pemanasan untuk melelehkan logam alkali (Mc. Murry dan Fay, 2000: 218).

Reaksi: 2 M(s) + H2(g)   →   2 MH(s)

Tidak semua logam alkali bereaksi dengan nitrogen, hanya litium yang membentuk litium nitrit (Li3N) (Mc. Murry dan Fay, 2000: 218).

Reaksi: 6 Li(s) + N2(g)   →   2 Li3N(s)

c. Reaksi Logam Alkali dengan Oksigen

Reaksi antara logam alkali dengan oksigen berlangsung sangat cepat. Produk yang dihasilkan berbeda, tergantung pada kondisi reaksi dan berapa banyak oksigen yang ada, seperti oksida (bilangan oksidasi O = –2), peroksida (bilangan oksidasi O = –1), dan superoksida (bilangan oksidasi O = –½) (Mc. Murry dan Fay, 2000: 218).

Reaksi: 4 Li(s) + O2(g)  →  2 Li2O(s) ——— Oksida, O = –2

2 Na(s) + O2(g) →   Na2O2(s) ——— Peroksida, O = –1

K(s) + O2(g) →  KO2(s) ——— Superoksida, O = –½

d. Reaksi Logam Alkali dengan Air

Logam alkali bereaksi dengan air membentuk gas hidrogen dan hidroksida logam alkali, MOH.

Reaksi: 2 M(s) + 2 H2O(l)  →   2 M+(aq) + 2 OH–(aq) + H2(g)

dengan M = Li, Na, K, Rb, Cs

Reaksi logam alkali dengan oksigen merupakan reaksi redoks, di mana logam (M) kehilangan elektron dan hidrogen dari air memperoleh elektron (Mc. Murry dan Fay, 2000: 219).

e. Reaksi Logam Alkali dengan Amonia

Logam alkali bereaksi dengan amonia membentuk gas H2 dan logam amida (MNH2). Reaksi ini sama dengan reaksi logam alkali dengan air (Mc. Murry dan Fay, 2000: 219).

Reaksi: 2 M(s) + 2 NH3(l)  →  2 M+(s) + 2 NH2–(s) + H2(g)

dengan M = Li, Na, K, Rb, Cs

C. Logam Alkali Tanah

Unsur logam alkali tanah (IIA) ini terdiri dari Be, Mg, Ca, Sr, Ba, dan Ra. Golongan ini mempunyai sifat-sifat yang mirip dengan golongan IA. Perbedaannya adalah bahwa golongan IIA ini mempunyai konfigurasi elektron ns2 dan merupakan reduktor yang kuat. Meskipun lebih keras dari golongan IA, tetapi golongan IIA ini tetap relatif lunak, perak mengkilat, dan mempunyai titik leleh dan kerapatan lebih tinggi (Mc. Murry dan Fay, 2000: 220).

1.      Sifat-sifat Fisis

12

Unsur-unsur logam alkali tanah agak lebih keras, kekerasannya berkisar dari barium yang kira-kira sama keras dengan timbal, sampai berilium yag cukup keras untuk menggores kebanyakan logam lainnya. Golongan ini mempunyai struktur elektron yang sederhana, unsur-unsur logam alkali tanah mempunyai 2 elektron yang relatif mudah dilepaskan. Selain energi ionisasi yang relatif rendah, keelektronegatifan rata-rata golongan ini juga rendah dikarenakan ukuran atomnya dan jarak yang relatif besar antara elektron terluar dengan inti (Keenan, dkk, 1992: 152-153).

2.      Sifat-sifat Kimia

Tabel 3.7 Sifat-sifat Kimia Logam Alkali Tanah

Picture6

Logam alkali tanah mengalami reaksi redoks yang sama dengan logam alkali, hanya saja mereka melepaskan 2 elektron sehingga membentuk ion 2+. Logam alkali tanah cenderung kurang reaktif dibandingkan dengan logam alkali karena energi ionisasinya lebih besar daripada logam alkali tanah, sehingga tren kereaktifannya: Ba > Sr > Ca > Mg > Be (Mc. Murry dan Fay, 2000: 222).

Reaksi-reaksi logam alkali tanah sebagai berikut.

a. Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Halogen

Logam alkali tanah bereaksi dengan halogen membentuk garam halida (MX2)

Reaksi: M + X2  ⎯⎯→  MX2,

dengan:

M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba

X = F, Cl, Br, I

b. Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Oksigen

Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida (MO).

Reaksi: 2 M + O2 → 2 MO,

dengan M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba

Berilium dan magnesium tidak begitu reaktif jika direaksikan dengan oksigen pada suhu kamar, tetapi keduanya mengeluarkan cahaya putih cerah jika dibakar dengan nyala api. Sedangkan kalsium, stronsium, dan barium cukup reaktif sehingga perlu disimpan di bawah minyak agar tidak kontak dengan udara. Seperti logam berat alkali, stronsium dan barium membentuk peroksida (MO2) (Mc. Murry dan Fay, 2000: 222).

c. Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Air

Logam alkali tanah bereaksi dengan air membentuk logam hidroksida [M(OH)2].

Reaksi: M(s) + 2 H2O(l)  →  M2+(aq) + 2 OH–(aq) + H2(g)

dengan M = Mg, Ca, Sr, atau Ba

Kecuali berilium, semua logam alkali tanah bereaksi dengan air membentuk logam hidroksida M(OH)2. Magnesium bereaksi hanya jika suhu di atas 100 °C, sedangkan untuk kalsium dan stronsium, reaksi berjalan lambat dan pada suhu kamar. Hanya barium yang bereaksi dahsyat (Mc. Murry dan Fay, 2000: 223).

D. Periode Ketiga

Tabel 3.8 Sifat-sifat Fisis dan Kimia Periode Ketiga

Picture7

1. Sifat Fisika Unsur-unsur Periode Ketiga

Unsur-unsur yang ada di dalam periode ketiga terdiri dari unsur logam (Na, Mg, Al), metaloid (Si), nonlogam (P, S, Cl), dan gas mulia (Ar). Dari tabel 3.8 dapat dilihat bahwa keelektronegatifan unsur-unsur periode ketiga semakin ke kanan semakin besar diakibatkan oleh jari-jari atomnya yang semakin ke kanan semakin kecil. Kekuatan ikatan antaratom dalam logam meningkat (dari Na ke Al). Hal ini berkaitan dengan pertambahan elektron valensinya. Silikon merupakan semikonduktor/isolator karena termasuk metaloid. Unsur ini mempunyai ikatan kovalen yang sangat besar, begitu juga dengan fosfor, belerang, dan klorin yang merupakan isolator karena  termasuk unsur nonlogam (Sumber: www.chem-is-try.org).

2. Sifat Kimia Unsur-unsur Periode Ketiga

Dari tabel 3.8 dapat dilihat bahwa natrium merupakan reduktor terkuat, sedangkan klorin merupakan oksidator terkuat. Meskipun natrium, magnesium, dan aluminium merupakan reduktor kuat, tetapi kereaktifannya berkurang dari Na ke Al. Sedangkan silikon merupakan reduktor yang sangat lemah, jadi hanya dapat bereaksi dengan oksidator-oksidator kuat, misalnya klorin dan oksigen. Di lain pihak selain sebagai reduktor, fosfor juga merupakan oksidator lemah yang dapat mengoksidasi reduktor kuat, seperti logam aktif. Sedangkan belerang yang mempunyai daya reduksi lebih lemah daripada fosfor ternyata mempunyai daya pengoksidasi lebih kuat daripada fosfor. Sementara klorin dapat mengoksidasi hampir semua logam dan nonlogam karena klorin adalah oksidator kuat.

Dari tabel 3.8 dapat dilihat hidroksida unsur-unsur periode ketiga, yaitu NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, H2SiO3, H3PO4, H2SO4, dan HClO4. Sifat hidroksida unsur-unsur periode ketiga tergantung pada energi ionisasinya. Hal ini dapat dilihat dari jenis ikatannya. Jika ikatan M – OH bersifat ionik dan hidroksidanya bersifat basa karena akan melepas ion OH– dalam air, maka energi ionisasinya rendah. Tetapi jika ikatan M – OH bersifat kovalen dan tidak lagi dapat melepas ion OH–, maka energi ionisasinya besar.

Dari tabel 3.8 juga dapat dilihat bahwa NaOH tergolong basa kuat dan mudah larut dalam air, Mg(OH)2 lebih lemah daripada NaOH tetapi masih termasuk basa kuat. Namun Al(OH)3 bersifat amfoter, artinya dapat bersifat asam sekaligus basa. Hal ini berarti bila Al(OH)3 berada pada lingkungan basa kuat, maka akan bersifat sebagai asam, sebaliknya jika berada pada lingkungan asam kuat, maka akan bersifat sebagai basa. Sedangkan H2SiO3 atau Si(OH)4, merupakan asam lemah dan tidak stabil, mudah terurai menjadi SiO2 dan H2O. Begitu pula dengan H3PO4 atau P(OH)5 yang juga merupakan asam lemah. Sementara H2SO4 atau S(OH)6 merupakan asam kuat, begitu juga HClO4 atau Cl(OH)7 yang merupakan asam sangat kuat (Sumber: http://www.chem-is-try.org ).

E. Unsur-unsur Transisi

Picture8

Pada sistem periodik unsur, yang termasuk dalam golongan transisi adalah unsur-unsur golongan B, dimulai dari IB – VIIB dan VIII. Sesuai dengan pengisian elektron pada subkulitnya, unsur ini termasuk unsur blok d, yaitu unsur-unsur dengan elektron valensi yang terletak pada subkulit d dalam konfigurasi elektronnya. Pada bagian ini unsur-unsur transisi yang akan dibahas adalah unsur transisi pada periode 4, yang terdiri dari skandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), krom (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), tembaga (Cu), dan seng (Zn).

1. Sifat Logam

Semua unsur transisi adalah logam, yang bersifat lunak, mengkilap, dan penghantar listrik dan panas yang baik. Perak merupakan unsur transisi yang mempunyai konduktivitas listrik paling tinggi pada suhu kamar dan tembaga di tempat kedua. Dibandingkan dengan golongan IA dan IIA, unsur logam transisi lebih keras, punya titik leleh, titik didih, dan kerapatan lebih tinggi. Hal ini disebabkan karena unsur transisi berbagi elektron pada kulit d dan s, sehingga ikatannya semakin kuat (Mc. Murry dan Fay, 2000: 867).

2. Bilangan Oksidasi

Tidak seperti golongan IA dan IIA yang hanya mempunyai bilangan oksidasi +1 dan +2, unsur-unsur logam transisi mempunyai beberapa bilangan oksidasi. Seperti vanadium yang punya bilangan oksidasi +2, +3, dan +4 (Keenan, dkk, 1992: 167).

3. Sifat Kemagnetan

Setiap atom dan molekul mempunyai sifat magnetik, yaitu paramagnetik, di mana atom, molekul, atau ion sedikit dapat ditarik oleh medan magnet karena ada elektron yang tidak berpasangan pada orbitalnya dan diamagnetik, di mana atom, molekul, atau ion dapat ditolak oleh medan magnet karena seluruh elektron pada orbitnya berpasangan. Sedangkan pada umumnya unsur-unsur transisi bersifat paramagnetik karena mempunyai elektron yang tidak berpasangan pada orbital-orbital d-nya. Sifat paramagnetik ini akan semakin kuat jika jumlah elektron yang tidak berpasangan pada orbitalnya semakin banyak. Logam Sc, Ti, V, Cr, dan Mn bersifat paramagnetik, sedangkan Cu dan Zn bersifat diamagnetik. Untuk Fe, Co, dan Ni bersifat feromagnetik, yaitu kondisi yang sama dengan paramagnetik hanya saja dalam keadaan padat (Brady, 1990: 698).

4. Ion Berwarna

Tingkat energi elektron pada unsur-unsur transisi yang hampir sama menyebabkan timbulnya warna pada ion-ion logam transisi. Hal ini terjadi karena elektron dapat bergerak ke tingkat yang lebih tinggi dengan mengabsorpsi sinar tampak. Pada golongan transisi, subkulit 3d yang belum terisi penuh menyebabkan elektron pada subkulit itu menyerap energi cahaya, sehingga elektronnya tereksitasi dan memancarkan energi cahaya dengan warna yang sesuai dengan warna cahaya yang dapat dipantulkan pada saat kembali ke keadaan dasar. Misalnya Ti2+ berwarna ungu, Ti4+ tidak berwarna, Co2+ berwarna merah muda, Co3+ berwarna biru, dan lain sebagainya.

Beberapa kegunaan unsur-unsur transisi

  1. Skandium, digunakan pada lampu intensitas tinggi.
  2. Titanium, digunakan pada industri pesawat terbang dan industri kimia (pemutih kertas, kaca, keramik, dan kosmetik).
  3. Vanadium, digunakan sebagai katalis pada pembuatan asam sulfat.
  4. Kromium, digunakan sebagai plating logam-logam lainnya.
  5. Mangan, digunakan pada produksi baja dan umumnya alloy manganbesi.
  6. Besi, digunakan pada perangkat elektronik.
  7. Kobalt, digunakan untuk membuat aliansi logam.
  8. Nikel, digunakan untuk melapisi logam supaya tahan karat, membuat monel.
  9. Tembaga, digunakan pada alat-alat elektronik dan perhiasan.
  10. Seng, digunakan sebagai bahan cat putih, antioksidan pada pembuatan ban mobil, dan bahan untuk melapisi tabung gambar televisi.

Pembuatan dan Manfaat Beberapa Unsur Logam dan Senyawanya

 A.    Natrium

Natrium merupakan unsur alkali dengan daya reduksi paling rendah, dengan sumber utamanya adalah halit (umumnya dalam bentuk NaCl). Pembuatan natrium dapat dilakukan dengan proses Downs, yaitu elektrolisis lelehan NaCl. Air asin yang mengandung NaCl diuapkan sampai kering kemudian padatan yang terbentuk dihancurkan untuk kemudian dilelehkan. Sedangkan untuk mengurangi biaya pemanasan, NaCl (titik lebur 801 °C) dicampur dengan 1½ bagian CaCl2 untuk menurunkan suhu lebur hingga 580 °C (Martin S. Silberberg, 2000: 971).

Na dulunya banyak digunakan untuk pembuatan TEL (Tetra Ethyl Lead), yaitu untuk menaikkan bilangan oktan bahan bakar, tetapi sekarang tidak lagi karena mengandung racun yang berbahaya bagi lingkungan. Na juga digunakan untuk pengisi lampu penerangan di jalan maupun di kendaraan. Hal ini dikarenakan emisi warna kuningnya yang mampu menembus kabut dan dapat digunakan juga sebagai cairan pendingin pada reaktor atom (Sri Lestari, 2004:23).

a)      NaCl, digunakan sebagai garam dapur, bahan baku pembuatan klorin dan senyawa-senyawa natrium yang lain. Dapat juga digunakan dalam industri susu, pengawetan ikan dan daging, pengolahan kulit, serta untuk mencairkan salju.

b)      NaOH, dihasilkan dari elektrolisis NaCl. NaOH merupakan basa kuat yang banyak digunakan dalam industri detergen, bahan baku sabun, kertas, serat rayon, dan memisahkan belerang dari minyak bumi.

c)      NaHCO3 (soda kue), yang akan terurai oleh panas yang menghasilkan gas CO2 yang menyebabkan kue mengembang dan pemadam kebakaran.

d)     NaCO3, digunakan untuk pembuatan kaca, menghilangkan kesadahan air, sebagai bahan baku natrium silikat pada pembuatan kertas dan detergen.

e)      Na-glutamat, digunakan sebagai penyedap makanan.

f)       Na-benzoat, digunakan sebagai pengawet makanan dalam kaleng.

(Sumber: Sri Lestari, 2004: 23 – 24).

B. Magnesium

Magnesium adalah unsur yang sangat melimpah di permukaan bumi, tetapi tidak mudah

membuatnya dalam bentuk unsur. Sumber komersial utama magnesium adalah air laut (0,13% kadar Mg), dan dapat ditemukan pada dolomit (CaMg(CO3)2) dan karnalit (KCl.MgCl2.6H2O) (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb; Erlangga, 2003: 214).

Picture9

Magnesium dapat diperoleh melalui proses Downs:

  1. Magnesium diendapkan sebagai magnesium hidroksida dengan menambahkan Ca(OH)2 ke dalam air laut.
  2. Tambahkan asam klorida untuk mendapatkan kloridanya, yang kemudian diperoleh kristal magnesium klorida (MgCl.6H2O).
  3. Elektrolisis leburan kristal magnesium dengan terlebih dahulu menambahkan magnesium klorida yang mengalami hidrolisis sebagian ke campuran leburan natrium dan kalsium klorida. Hal ini dilakukan untuk menghindari terbentuknya MgO saat kristal MgCl.6H2O dipanaskan.
  4. Magnesium akan terbentuk pada katode.

Reaksi: Mg2+    + Ca(OH)2(s)  →  Mg(OH)2(s) +   Ca2+

Mg(OH)2(s)  +     2 H+    + Cl–      → MgCl.6 H2O

Katode : Mg2+    +   2 e–    → Mg

Anode : 2 Cl–    → Cl2(g) +   2e–

(Sri Lestari, 2004: 30).

Kegunaan magnesium, antara lain:

  1. Pencegah korosi pipa besi di tanah dan dinding kapal laut.
  2. Mg(OH)2, dapat digunakan sebagai obat maag karena dapat menetralkan kelebihan asam lambung (HCl) dan juga sebagai bahan pasta gigi.
  3. MgSO4, dikenal dengan nama garam inggris, dapat digunakan sebagai obat pencahar (laktasif usus).
  4. Campuran logam magnesium (10%) dan aluminium (90%) atau yang sering disebut magnalium dapat digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat terbang karena perpaduan ini kuat dan ringan, rudal, dan bak truk.
  5. Magnesium dipakai untuk membuat kembang api dan lampu penerangan pada fotografi (blitz).
  6. MgO, dapat digunakan sebagai bata tahan panas/api untuk melapisi tanur dan tempat pembakaran semen.
  7. Campuran 0,5% Mg, 95% Al, 4% Cu, dan 0,5% Mn atau yang dikenal dengan nama duralumin digunakan untuk konstruksi mobil.
  8. C.    Aluminium

Aluminium ialah unsur melimpah ketiga terbanyak dalam kerak bumi (sesudah oksigen

dan silikon), mencapai 8,2% dari massa total. Bijih yang paling penting untuk produksi aluminium adalah bauksit, yaitu aluminium oksida terhidrasi yang mengandung 50 – 60% Al2O3, 1 – 20% Fe2O3, 1 – 10% silika, sedikit logam transisi, dan sisanya air. Sumber bauksit di Indonesia di Bukit Asam (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb, 2003: 212).

Aluminium diperoleh dengan menggunakan proses Hall-Heroult, sesuai dengan nama penemunya Charles M. Hall (AS) dan Paul Heroult (Perancis) pada tahun 1886.

Pengolahan ini meliputi dua tahap.

1. Tahap Pemurnian

Pada tahap ini, aluminium yang diproduksi dari bauksit yang me-ngandung besi oksida (Fe2O3) dan silika dimurnikan dengan melarutkan bauksit tersebut ke dalam NaOH(aq). Besi oksida (Fe2O3) yang bersifat basa tidak larut dalam larutan NaOH.

Reaksi: Al2O3(s) + 2 NaOH(aq)  →   2 NaAlO2(aq) + H2O

Larutan di atas kemudian diasamkan untuk mengendapkan Al(OH)3(s). Al2O3 murni dapat dihasilkan dengan cara pemanasan Al(OH)3, kemudian disaring akan diperoleh Al2O3.

Reaksi: NaAlO2(aq) + HCl(aq) + H2O → Al(OH)3(s) + NaCl(aq)

2 Al(OH)3(s)  →  Al2O3(s) + 3 H2O(g)

 

2. Tahap Elektrolisis

Al2O3 (dengan titik leleh 2.030 °C) dicampurkan dengan kriolit (Na3AlF6) (untuk menurunkan titik leleh menjadi 1.000 °C). Larutan Al2O3 dalam kriolit dielektrolisis menggunakan karbon sebagai katode dan anode.

Reaksi: Anode : batang karbon

3 O2–(l)  →   O2(g) + 6 e–

Katode : bejana besi yang dilapisi karbon

2 Al3+(l) + 6 e–   →    2 Al(l)

(Sri Lestari, 2004: 37).

Al2O3 yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai berikut.

  1. Untuk meruntuhkan bangunan yang terbuat dari besi atau baja. Hal ini disebabkan pembentukan Al2O3 yang sangat eksoterm (menghasilkan suhu 3.000 °C), sehingga mampu mengikat oksigen dari oksida logam lain.
  2. Jika Al2O3 bercampur dengan logam transisi akan terbentuk permata berwarna-warni, seperti:
  • · Rubi, permata berwarna merah terbentuk dari Al2O3 dan Cr3+.
  • · Safir, permata berwarna biru terbentuk dari Al2O3, Fe2+, dan Ti4+.
  • · Topaz, permata berwarna kuning terbentuk dari Al2O3 dan Fe2+.
  • · Ametis, permata berwarna cokelat-keunguan terbentuk dari Al2O3 dan Mn3+.

(Sri Lestari, 2004: 37).

Kegunaan aluminium, antara lain:

a)      Aluminium merupakan logam yang ringan, kuat, dan tahan korosi, sehingga banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga, bingkai jendela, sampai kerangka bangunan.

b)      Pelapis kemasan biskuit, cokelat, dan rokok.

c)      Campuran logam 90% Al dan 10% Mg (magnalium) bersifat kuat dan ringan, hanya digunakan pada pembuatan pesawat terbang.

d)     Campuran 20% Al, 50% Fe, 20% Ni, dan 10% Co dapat digunakan sebagai magnet yang sangat kuat.

e)      Tawas (KAl(SO4)), digunakan untuk penjernih air dan zat anti keringat.

f)       Al(OH)3 digunakan untuk menetralkan asam lambung yang berlebihan.

g)      Thermit (campuran Al dan Fe2O3) digunakan untuk mengelas logam.

h)      Aluminium sulfat digunakan pada pewarnaan tekstil.

1 Comment

One thought on “Kimia Unsur

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s