RANGKUMAN KIMIA UNSUR DAN SOAL

RANGKUMAN KIMIA UNSUR DAN SOAL

A. LOGAM GOLONGAN ALKALI

1. SIFAT-SIFAT

      Terletak di gol IA pada SPU, di alam tidak dijumpai dalam keadaan bebas (sangat reaktif)

      Na dan K banyak terdapat di alam sebagai senyawa, sedangkan yang lain hanya sedikit.

      Energi ionisasi dan keelektronegatifannya kecil,

      Makin besar nomor atom makin kecil energi kohesinya sehingga bersifat lunak, reduktor kuat, larut dalam larutan amonia, nyala bunsen berwarna spesifik.

      Penyimpanan dalam minyak tanah / hidrokarbon yang inert (menghindari oksidasi O₂).

2. PEMBUATAN ALKALI

      Dengan mereduksi oksidanya, atau dengan mengelektrolisis leburan garamnya.

      Natrium diperoleh dengan proses Down. Kalium diperoleh dengan mengalirkan uap natrium melalui leburan KCl.

3. PENGGUNAAN ALKALI

      Aliasi Na / K : pendingin reaktor atom, aliasi Li / Pb : pembungkus kabel lunak, Aliasi Li / Al : penambah daya tahan korosi aluminium, Rb dan Cs membentuk aliasi dengan Na dan K : sel fotolistrik, dan Na : mereduksi TiCl₄ menjadi logam Ti.

4. PERSENYAWAAN ALKALI

      NaCl : bahan pengawet dan pembuatan senyawa yang lain.

      NaOH (soda api) : pembuatan senyawa lain, bahan baku pembuatan sabun dan deterjen, dalam industri kertas, rayon dan serat.

      Na₂CO₃ (soda) : dalam industri kaca, kertas, detergen, untuk proteksi logam dan menurunkan kesadahan air.

      NaHCO₃ (soda kue) : dalam pembuatan roti, menghilangkan bau tengik pada mentega, menghilangkan gom pada sutera, menghilangkan lilin dan lemak pada bulu wol, dan campuran bahan pemadam kebakaran.

B. LOGAM GOLONGAN ALKALI TANAH

 1. SIFAT-SIFAT

      Terletak di gol IIA dalam SPU, di alam banyak dijumpai dalam bentuk senyawa.

      Bersifat sangat reaktif, namun < gol IA, reduktor kuat, nyala bunsen khas

      Elektropositif, makin besar nomor atom makin berkurang energi ionisasinya, keelektro-negatifan kecil, struktur tidak sama dalam satu golongan, energi kohesi besar sehingga sifat lebih keras dan titik lelehnya lebih tinggi > gol IA.

      Mudah bereaksi dengan O₂ membentuk oksida, dengan air membentuk basa kecuali Be dan Mg akan membuat lapisan oksida yang melindungi terhadap reaksi selanjutnya, dengan asam encer membentuk garam dan membebaskan H₂, Be bersifat amfoter, makin ke bawah hidroksidanya makin mudah larut, tetapi karbonat dan sulfatnya sebaliknya, kestabilan karbonat terhadap pemanasan makin bertambah.

2. PEMBUATAN ALKALI TANAH

      Magnesium diperoleh dengan proses Down : (1) mengendapkan sebagai Mg(OH)₂, (2)  diubah jadi MgCl₂ dan dikristalkan sebagai MgCl₂.6H₂O (3) leburan kristal dielektrolisis.

3. PENGGUNAAN ALKALI TANAH

      Be : industri nuklir dan tabung sinar X, Mg : campuran pembuatan badan pesawat terbang dan mobil, pereaksi Grignard dan pereduksi, Ca : memperkeras timbal, dan senyawa alkali tanah banyak dipakai untuk campuran kembang api.

      Senyawa yang penting CaO (kapur tohor / gamping) dan Ca(OH)₂ : bahan baku industri, pengolahan air limbah dan air sadah, industri gula, dan pembuatan soda.

      CaCO₃ : pada industri kertas, makanan dan gula, campurannya dengan MgCO₃ dan Mg(OH)₂ sebagai basa penetral asam lambung (antasida).

      CaSO₄ (gips / batu tahu) : sebagai cetakan, pembalut tulang patah, pembuatan kapur tulis, bahan warna dalam industri cat.

      MgSO₄.7H₂O (garam inggris) : obat pencahar. 

C. UNSUR-UNSUR LOGAM PERIODA KETIGA

1.    PENGERTIAN

      Terdiri dari 8 unsur, yaitu : Natrium (Na), Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Silikon (Si), Phospor (P), Belerang / Sulfur (S), Klorin (Cl), dan Argon (Ar).

      Unsur Na, Mg, Al : logam, Si : metaloid (semi logam), P, S, Cl, Ar : non logam.

2.    SIFAT-SIFAT

      Sifat Logam

@  Dari kiri ke kanan, sifat logam unsur perioda ketiga semakin berkurang, karena elek-tronegativitasnya semakin besar, sehingga semakin mudah membentuk ion negatif.

@  Titik leleh Na ke Si meningkat, pada P dan S menurun cukup drastik, karena adanya perbedaan struktur kristal padatan-padatan tersebut.

@  Si titik lelehnya tertinggi karena mampu membentuk struktur kovalen raksasa.

      Sifat Reduktor dan Oksidator

@  Dari kiri ke kanan harga energi ionisasi (EI) semakin besar, semakin sukar melepas elektron, sifat reduktornya semakin berkurang, sifat oksidator semakin bertambah.

@  Na : reduktor terkuat, Cl : oksidator terkuat.

@  Unsur-unsur perioda ketiga memiliki lebih dari satu biloks.

      Sifat Asam dan Basa

@  Unsur-unsur perioda ketiga bisa bertindak sebagai asam maupun basa.

@  Jika EI kecil unsur mudah melepas elektron, sehingga elektron memusat di sekililing atom O, menyebabkan atom O bersifat negatif. Sifat negatif O akan mengikat atom H yang bermuatan positif, sehingga terbentuklah ion OH^-.

3.    BEBERAPA UNSUR LOGAM PERIODA KETIGA DI ALAM

      Aluminium (Al)

      Sifat-sifat Aluminium

@  Banyak terdapat di alam sebagai mineral, misal bauksit (Al₂O₃.2H₂O), kriolit (Na₃AlF₆), feldspar (K₂O.Al₂O₃.3SiO₂), dan tanah liat (Al₂Si₂O₇.2H₂O).

@  Sifatnya yang ringan banyak dimanfaatkan untuk peralatan rumah tangga, kerangka pesawat terbang dan bangunan modern.

@  Berwarna putih mengkilat, daya hantar panas dan listrik yang baik, amfoter, tahan korosi (membentuk lapisan oksida, mencegah reaksi lebih lanjut), reduktor kuat.

      Pembuatan Aluminium

@  Dibuat dari elektrolisis leburan Al₂O₃ dalam kriolit cair dengan elektroda C melalui 2 tahap : (1) pemurnian, diperoleh oksidanya, (2) Al₂O₃ dicampur kriolit (menurunkan titik lebur dan sebagai pelarut) lalu dilebur dan dielektrolisis (Proses Hall-Heroult).

      Kegunaan Aluminium

@  Bahan konstruksi bangunan, kendaraan bermotor, kapal laut, pesawat terbang

@  Bahan peralatan dapur, seperti panci, sendok makan, dan sebagainya.

@  Wadah kemasan biskuit, rokok, kembang gula, dan sebagainya.

@  Tawas  (KAl(SO₄)₂.12 H₂O) untuk menjernihkan air.

b.    Silikon (Si)

      Sifat-sifat Silikon

@  Di alam terdapat dalam bentuk senyawa silikat, seperti SiO₂ / pasir / kuarsa, tanah liat (Al₂Si₂O₇.2H₂O), juga pada asbes dan mika.

      Pembuatan Silikon

@  Dibuat melalui reduksi SiO₂ dengan C dalam tanur listrik, Si yang dihasilkan dimurnikan dengan menambahkan gas Cl₂, Gas SiCl₄ yang dihasilkan direduksi dengan gas H₂ (suhu tinggi), dan menghasilkan Si murni.

      Kegunaan Silikon

@  Logam Si : bahan baku mikroprosesor (mikrochip), kalkulator saku, dan baterai solar.

@  SiO₂ digunakan untuk membuat kaca (gelas).

@  Tanah liat (Al₂Si₂O₇.2H₂O) digunakan untuk membuat semen

@  Silikon karbida (SiC) digunakan sebagai bahan untuk gerinda pemotong

@  Natrium silikat (Na₂SiO₃) sebagai bahan pengisi pembuatan sabun atau deterjen.

c.   Phospor (P)

      Sifat-sifat Phospor

@  Di alam terdapat sebagai batuan fosforit (Ca₃(PO₄)₂), fluoroapatit (CaF₂.3Ca₃(PO₄)₂).

@  non logam yang cukup reaktif, tidak ditemukan dalam keadaan bebas.

@  mempunyai beberapa allotrop, yaitu phospor putih dan phospor merah.

@  Perbedaan keduanya adalah :

Phospor putih	Phospor merah
·         titik leburnya rendah  (44oC) dan terbakar pada titik leburnya ·         beracun ·         bercahaya (fosforesensi) ·         larut dalam CS2 ·         berbau ozon ·         metastabil	·         titik leburnya 59oC, dan terbakar di atas suhu 300oC. ·         tidak beracun ·         tidak bercahaya ·         tidak larut dalam CS2 ·         tidak berbau ·         selalu stabil

      Pembuatan Phospor

@  Diperoleh melalui proses Wohler, hasilnya disimpan dalam air (mudah terbakar).

      Persenyawaan Phospor

@  Bereaksi dengan beberapa unsur membentuk senyawa : fosfida (Na₃P dan Mg₃P₂).

@  Bereaksi dengan H₂ membentuk fosfin (PH₃). Fosfida terhidrolisis membentuk fosfin.

@  Senyawa yang penting : halida phospor, missal : PCl₃ yang bereaksi dengan O₂ membentuk phosporilklorida (POCl₃) : bahan pemadam kebakaran.

@  Oksida P : P₂O₃ dan P₂O₅ dapat membentuk dimer P₄O₆ dan P₄O₁₀ : bahan baku pembuatan pupuk, zat aditif makanan, dan detergen.

@  H₂PO₄^- dan HPO₄^2- merupakan sistem buffer dalam darah.

      Kegunaan Phospor

@  P merah tidak beracun, stabil : dalam pembuatan korek api dan kembang api.

d.   Belerang / Sulfur (S)

      Sifat-sifat Belerang

@  Di alam, sebagai unsur bebas maupun dalam senyawanya (sulfida dan sulfat).

@  Memiliki 2 allotrop, belerang rhombis (α), titik leleh 112,8^oC dan belerang monoklin (β), titik leleh 119,25^oC.

      Pembuatan Belerang

@  Dapat diperoleh dengan 2 cara, yaitu :

(1) Cara Sisilia : S yang ada di permukaan tanah / batu dipanaskan hingga melebur dan terpisah dari batuan, lalu S dimurnikan dengan cara sublimasi.

(2) Cara Frasch : S yang ada di dalam tanah (di bumi) disemprot dengan hembusan air panas (± 170⁰C) melalui pipa bor di bawah permukaan tanah, sehingga menekan S cair ke atas. S yang dihasilkan kemurniannya 99,5%.

      Persenyawaan Belerang

@  Senyawa terpenting S : H₂SO₄, sebagai bahan baku pembuatan senyawa sulfat, membuat pupuk superphospat, dan elektrolit pada aki kendaraan bermotor.

@  Asam sulfat dapat dibuat dengan 2 cara, yaitu :

(1) Proses Kontak : bahan dasarnya gas SO₂, katalisator V₂O₅, suhu 400^oC. Asam sulfat yang dihasilkan memiliki kadar 98%.

(2) Proses Bilik Timbal : bahan dasarnya gas SO₂, katalisator uap nitroso (campuran NO dan NO₂). H₂SO₄ yang dihasilkan memiliki kemurnian yang lebih rendah dari proses kontak yaitu 80%.

      Kegunaan Asam Sulfat

@  Bahan baku pembuatan senyawa (NH₄)₂SO₄ / pupuk ZA, MgSO₄ (obat pencahar), ZnSO₄ (obat emesis / pembuat muntah), Al₂(SO₄)₃ / tawas, FeSO₄.7H₂O (bahan pembuat tinta), pupuk superphospat, elektrolit pada aki, dalam industri tekstil / bahan kulit / cat / obat-obatan.

D. UNSUR LOGAM TRANSISI PERIODE KEEMPAT

1.   PENGERTIAN

      Terdiri dari unsur-unsur Scandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu) dan Seng (Zn).

2.    SIFAT-SIFAT

      Sifat Umum

@  Logam padat dan dapat menghantarkan arus listrik dan panas dengan baik.

@  Membentuk senyawa yang pada umumnya berwarna, mempunyai beberapa biloks.

@  Pada umumnya dapat membentuk senyawa kompleks, bersifat paramagnetik.

@  Memiliki titik leleh > unsur golongan utama yang merupakan logam.

@  Unsur transisi dan senyawanya dapat bertindak sebagai katalis.

      Sifat Logam

@  Memiliki banyak elektron tak berpasangan yang bebas bergerak pada kisi kristalnya sehingga dapat membentuk ikatan logam yang kuat. Akibatnya logamnya bersifat kekerasan dan kerapatan tinggi, titik leleh tinggi, dan penghantar listrik yang baik.

      Sifat Kemagnetan

@  Pada umumnya memiliki elektron yang tidak berpasangan, sehingga dapat diinduksi oleh medan magnet dan bersifat paramagnetik (dapat ditarik oleh magnet), seperti : Sc, Ti, V, Cr dan Mn.

@  Unsur yang memiliki elektron berpasangan (Zn dan Cu) bersifat diamagnetik (tidak tertarik oleh medan magnet). Unsur Fe, Co, Ni bersifat ferromagnetik, meski logam ini dijauhi medan magnet, tetapi induksi magnet logam ini tidak hilang.

      Ion Berwarna

@  Warna disebabkan oleh tingkat energi elektron yang hampir sama. Elektron-elektron dapat bergerak ke tingkat yang lebih tinggi dengan mengabsorpsi sinar tampak yang terlihat oleh mata.

Unsur	Ion	Warna	Unsur	Ion	Warna
Sc	Sc3+	Tidak berwarna	Mn	Mn2+	Merah muda
Ti	Ti2+	Ungu		Mn3+	Merah-coklat
	Ti3+	Ungu-hijau		MnO4-	Coklat-ungu
	Ti4+	Tidak berwarna	Fe	Fe2+	Hijau
V	V2+	Ungu		Fe3+	Jingga
	V3+	Hijau	Co	Co2+	Merah muda
	VO2+	Biru		Co3+	Biru
	VO43-	Merah	Ni	Ni2+	Hijau
Cr	Cr2+	Biru		Ni3+	Merah
	Cr3+	Hijau	Cu	Cu+	Tidak berwarna
	CrO42-	Kuning		Cu2+	Biru
	Cr2O72-	jingga	Zn	Zn2+	Tidak berwarna