Rabu, 26 Desember 2012

Pembahasan makalah unsur alkali tanah


BAB III
PEMBAHASAN
3.1.    ALKALI TANAH
Logam alkali tanah ,yaitu unsur-unsur golongan II A, terdiri atas Berilium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Unsur-unsur II A umumnya ditemukan di dalam tanah berupa senyawa tak larut, sehingga disebut logam alkali tanah (alkaline earth metal).
Seperti logam alkali, maka logam alkali tanah pun tidak terdapat bebas di alam. Logam alkali tanah dalam sistem periodik terletak pada golongan IIA. Atom logam-logam ini memiliki dua elektron valensi. Pada pembentukan ion positif kedua elektron valensinya dilepaskan, sehingga terbentuk ion logam bermuatan +2.
Berilium. Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada. Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO6)3], dan Krisoberil [Al2BeO4].
Magnesium. Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9% keberadaannya. Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2], Senyawa Karbonat [MgCO3], Dolomit [MgCa(CO3)2], dan Senyawa Epsomit [MgSO4.7H2O].
Kalsium. Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4% keberadaanya. Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3], Senyawa Fospat [CaPO4], Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF].
Stronsium. Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan Strontianit.
Barium. Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit [BaCO3].

1.2.          Sifat – Sifat Logam Alkali Tanah
Beberapa sifat umum dari logam alkali tanah dapat dilihat pada tabel berikut :
Sifat Umum
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Nomor Atom
4
12
20
38
56
Konfigurasi Elektron
[He] 2s2
[Ne] 3s2
[Ar] 4s2
[Kr] 5s2
[Xe] 6s2
Titik Leleh
1553
923
1111
1041
987
Titik Didih
3043
1383
1713
1653
1913
Jari-jari Atom (Angstrom)
1.12
1.60
1.97
2.15
2.22
Jari-jari Ion (Angstrom)
0.31
0.65
0.99
1.13
1.35
Energi Ionisasi I (KJ mol-1)
900
740
590
550
500
Energi Ionisasi II (KJ mol-1)
1800
1450
1150
1060
970
Elektronegativitas
1.57
1.31
1.00
0.95
0.89
Potensial Elektrode (V)

M2+ + 2e à M
-1.85
-2.37
-2.87
-2.89
-2.90
Massa Jenis (g mL-1)
1.86
1.75
1.55
2.6
3.6

Berdasarkan Tabel diatas dapat diamati juga hal-hal sebagai berikut,

1.      Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2. Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali, kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali.

2.      Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali, mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua electron valensinya, sehingga lebih stabil sebagai ion M2+.

3.      Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih  rapat, sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi.

4.      Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar, kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen.

5.      Potensial elektrode (reduki) standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif). Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat, bahkan kalsium, stronsium, dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium.

6.      Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena itu, unsur-unsur logam alkali tanah berwujud padat pada suhu ruangan.

a.      Sifat-sifat fisis logam alkali tanah
Dari berilium ke barium jari-jari atom meningkat secara beraturan. Pertambahan jari-jari menyebabkan penurunan energi pengionan dan keelektronegatifan. Potensial elektroda juga meningkatkan dari kalsium ke barium, akan tetapi berilium menunjukan penyimpangan karena potensial elektrodanya relatif kecil. Hal itu disebabkan energi ionisasi berilium (tingkat pertama + tingkat kedua ) yang relatif besar. Titik cair dan titik didih cenderung menurun dari atas ke bawah. Sifat-sifat fisis, seperti titik cair, rapatan, dan kekerasan, logam alkali tanah lebih besar jika dibandingkan dengan logam alkali seperiode. Hal itu disebabkan logam alkali tanah mempunyai 2 elektron valensi sehingga ikatan logamnya lebih kuat.

b.      Sifat-sifat kimia logam alkali tanah
Kereaktifan logam alkali tanah meningkat dari berilium ke barium. Fakta ini sesuai dengan yang diharapkan . Oleh karena, dari berilium ke barium jari-jari atom bertambah besar sehingga energi ionisasi serta keelektronegatifan berkurang. Akibatnya, kecendrungan untuk melepas elektron membentuk senyawa ion makin besar. Semua senyawa dari kalsium, strontium, dan barium, yaitu logam alkali tanah yang bagian bawah, berbentuk senyawa ion, tetapi magnesium membentuk beberapa senyawa kovalen sedangkan senyawa-senyawa berilium bersifat kovalen.
            Sifat kimia logam alkali tanah bermiripan dengan logam alkali, tetapi logam alkali tanah kurang reaktif dari logam alkali seperiode. Jadi, berilium kurang reaktif dibandingkan litium, magnesium kurang reaktif dibandingkan terhadap natrium, dan seterusnya. Hal itu disebabkan jari-jari atom logam alkali tanah lebih kecil sehingga energi pengionan lebih besar. Lagi pula logam alkali tanah hanya satu.Kereaktifan kalsium, stronsium,dan barium dan tidak terlalu berbeda dari logam alkali, tetapi berilium dan magnesium jauh kurang aktif.
Unsur golongan ini bersifat basa, sama seperti unsur golongan alkali, namun tingkat kebasaannya lebih lemah. Senyawa Be(OH)2 bersifat amfoter. Artinya bisa bersifat asam atau pun basa. Sedangkan unsur Ra bersifat Radioaktif. Semua logam alkali tanah merupakan logam yang tergolong reaktif, meskipun kurang reaktif dibandingkan dengan unsur alkali. Alkali tanah juga memiliki sifat relatif lunak dan dapat menghantarkan panas dan listrik dengan baik, kecuali Berilium. Logam ini juga memiliki kilapan logam.
Logam alkali tanah memiliki jari-jari atom yang besar dan harga ionisasi yang kecil. Dari Berilium ke Barium, nomor atom dan jari-jari atom semakin besar. Selain itu semua logam alkali tanah juga mempunyai kecenderungan teratur mengenai keelektronegatifan yang semakin kecil dan daya reduksi yang semakin kuat dari Berilium ke Barium.
1.3.           Perbedaan Alkali Tanah dengan Alkali
v Logam alkali tanah lebih keras dari alkali karena memiliki dua elektron valensi.
v Kerapatannya lebih tinggi, titik lebur lebih tinggi.
v Berbilangan oksidasi +2 (bandingkan data energi bebas untuk reaksi logam kalsium dengan asam menghasilkan Ca+ dan Ca2+ ) walaupun energi ionisasi kedua untuk ion alkali tanah lebih tinggi dari yang pertama.
v Kelarutan dalam air relatif lebih sukar, khususnya yang memiliki anion berbilangan oksidasi -2.
1.4.    Sumber Alkali Tanah
Sumber terbanyak alkali tanah, berbentuk mineral oksida, karbonat, silikat, sulfat dan fosfat. Contoh mineral :
v  Magnesia mengandung magnesium oksida disebut juga sebagai batu tahan api, ini digunakan sebagai bahan pembuatan tungku atau funance.
v  Calcite (kalsium karbonat) terdapat sebagai batuan gunung (batu kapur atau limestone, marmer). Terbentuknya dari proses alam yang dikenal sebagai stalagtit dan stalagmit. Bahan ini digunakan sebagai bahan baku semen, keramik, bahan bangunan dan juga bahan baku pupuk. Dolomit adalah campuran magnesium dan kalsium karbonat juga digunakan sebagai bahan komposit dan keramik.
v  Garam epsom mengandung MgSO4 ditemukan di salah satu desa di Inggris. Gypsum mengandung kalsium sulfat hidrat juga dari batu gunung, bahan ini digunakan pada bidang medis antara lain sebagai penyangga tulang yang patah, juga sebagai bahan penyekat bangunan dan bahan atap yang disebut gypsum board.

1.5.    Reaksi – Reaksi Logam Alkali Tanah
Kemiripan sifat logam alkali tanah disebabkan oleh kecenderungan melepaskan dua elektron valensi. Oleh karena itu senyawanya mempunyai bilangan oksidasi +2, sehingga logam alkali tanah diletakkan pada golongan II A. Alkali tanah termasuk logam yang reaktif, namun Berilium adalah satu-satunya unsur alkali tanah yang kurang reaktif, bahkan tidak bereaksi dengan air. Logam alkali tanah bersifat pereduksi kuat. Semakin ke bawah, sifat pereduksi ini semakin kuat. Hal ini ditunjukkan oleh kemampuan bereaksi dengan air yang semakin meningkat dari Berilium ke Barium. Selain dengan air unsur logam alkali tanah juga bisa bereaksi dengan Oksigen, Nitrogen, dan Halogen
.a)      Reaksi dengan air

Berilium tidak bereaksi dengan air, sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin. Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut :

Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)

b)      Reaksi dengan Oksigen atau udara
Adanya pemanasan yang kuat menyebabkan logam alkali tanah terbakar di udara membentuk oksida dan nitrida.Logam alkali tanah, kecuali Be dan Mg dengan udara juga dapat berlangsung, tetapi terjadinya korosi yang berlanjut dapat dihambat karena lapisan oksida yang terbentuk melekat kuat pada permukaan logam. Dengan pemanasan, Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logam.Barium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)

2Mg(s) + O2 (g) → 2MgO(s)

Ba(s) + O2(g) (berlebihan) → BaO2(s)

Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)

4Mg(s) + ½ O2(g) + N2 (g) → MgO(s) + Mg3N2(s)

Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3

Mg3N2(s) + 6H2O(l) → 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)

c)      Reaksi dengan hidrogen

Adanya pemanasan menyebabkan logam allkali tanah dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrogen.

M(s) + H2(g)  MH2(s)





d)      Reaksi dengan Nitrogen

Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah. Contoh :

3Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s)
e)      Reaksi Alkali Tanah dengan Helogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida, kecuali Berilium.Lelehan halida dari berilium mempunyai daya hantar listrik yang buruk .Hal itu menunjukkan bahwa halida berilium bersifat kovalen.Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F-, maka BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion. Contoh,

Ca(s) + Cl2(g) → CaCl2(s)

f)       Reaksi Dengan Asam Basa

Semua logam dan alkali tanah bereaksi dengan asam kuat ( seperti HCL) membentuk garam dan gas hidrogen.Reaksi makin hebat dari Be ke Ba.

M(s) + 2HCL(aq)  MCl2(aq) + H2(g)

Salah satu unsur logam alkali tanah yaitu Be, memiliki sifat amfoter. Berilium selain dapat bereaksi dengan asam kuat juga dapat bereaksi dengan basa kuat.

Be(s) + 2NaOH (aq) + H2O(l)  Na2Be(OH)4 + H2 (g)

BeO(s) + 2NaOH(aq) + H2O(l)  Na2Be(OH)4(aq)

Be(OH)2(s) + 2NaOH(aq)  Na2Be(OH)4(aq)

1.6.    Identifikasi Alkali Tanah
Seperti ion logam alkali, maka ion logam alkali tanah dapat diidentifikaikan dengan metode reaksi nyala. Selain itu, logam alkali tanah dapat diidentifikasikan dengan reaksi pengendapan, menggunakan dasar perbedaan hail kali kelarutan, identifikasi ini dilakakukan dengan pereaksi ion kromat, ion sulfat dan ion oksalat.






Tabel reaksi nyala warna pada logam alkali tanah
Lambang unsur
Nama unsure
Warna nyala
Be
Berilium
Putih
Mg
Magnesium
Putih
Ca
Kalsium
Jingga-merah
Sr
Stronsium
Merah
Ba
Barium
Hijau

1.7.    Kegunaan Logam Alkali Tanah
Ø  Berilium, digunakan sebagai bahan logam campur untuk pegas, klip, sambungan listrik, dan pembuatan tabung sinar X untuk reaktor atom.
Ø  Magnesium, digunakan sebagai bahan logam campuran dalam cluralumin ( Mg 0,5 %, Cu 4 %, Mn 0,5 %, Al 95 % ) dan magnalinum (campuran Mg dan Al yang ringan dan tahan korosi).
Ø  Kalsium, digunakan sebagai elektrode, sebagai reduktor pada pengolahan logam, dan membentuk proses pembekuan darah.
Ø  Barium, digunakan sebagai logam campuran ( Ba + Ni ) untuk membuat tabung volume.
Ø  Stronsium, digunakan sebagai bahan pembuatan kembang api.

Tidak ada komentar: