WELCOME TO LASKAR BINTANG'S BLOG

Rabu, 08 Desember 2010

Penjelasan Lengkap Kimia Alkali dan Alkali tanah

I. Unsur Logam Alkali dan Logam Alkali Tanah

Alkali dan Alkali Tanah merupakan unsure logam yang sangat reaktif. Logam alkali adalah logam golongan IA yang terdiri dari Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Sesium (Cs) dan Fransium (Fr). Sedangkan logam alkali yang golongan IIA terdiri dari Berilium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba) dan Radium (Ra). Fransium dan Radium kadang tidak di anggap sebagai alkali atau alkali tanah karena sifat radioaktif yang dimillikinya.

II. Kelimpahan Unsur

· Logam Alkali

Karena logam alkali bersifat reaktif, di alam logam alkali selalu ditemukan dalam bentuk senyawa, tidak pernah sebagai unsur bebas.

-Natrium

Natrium di Alam terdapat dalam bentuk Nacl pada air laut, juga pada garam batu, sebagai kriolit ( sebagai soda , Sebagai mineral garam batu (NaCl), air laut ( kadar NaCl diperkirakan 3,5%), sendawa chili (Na dan triona ( . Dalam kerak bumi ditemukan sekitar 2,8 %.

-Kalium

Pada kerak bumi kalium biasanya hanya terdapat 0,0078%. Kalium sebagai KCl pada biji siluit karnalat ( KCl, dan sebagai Veldzpaat (

-Litium, Rubidium, Cesium.

Ketiga unsur ini hanya sedikit skelai terdapat di alam sebagai alumo sikalat. Litium dalam bentuk spodume, , suatu mineral alumo sikalat yang terdapat di beberapa belahan bumi. Rubidium terdapat dalam bentuk lepidolit sedangkan cesium terdapat dalam bentuk Polusit (. Kelimpahannya di alam masing- masing adalah 0,0018% (litium), 0,0078%(rubidium, dan 0,00038% (sesium).

-Fransium

Fransium sangat jarang ditemukan kaena sifatnya yang Radioaktif.

· Logam Alkali Tanah

Logam alkali tanah memilii sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali :

-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(SiO 6)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]

III. Sifat kimia

· Alkali

Logam alkali merupakan logam alkali yang paling reaktif. Semakin reaktif logam, semain mudah logam itu melepaskan electron, sehingga energy ionisasi alkali cenderung rendah. Logam alkali memiliki energy ionisasi yang semakinrendah dari atas ke bawah. Sehingga kereaktifan logam alkali semakin meningkat dari atas ke bawah. Hamper semua senyawa logam alkali bersifat ionic dan mudah larut dalam air.

· Alkali tanah

Kereaktifan logam alakali tanah meningkat dari berilium ke barium. Karena dari berilium ke barium jari-jari atom bertambah beasr, energy ionisasi serta keelktronegatifan berkurang. Akibatnya, kecenderungan untuk melepas electron dan membentuk senyawa ion kuat semakin kuat.

Alkali tanah kurang reaktif bila dibandingkan dengan alkali. Hal ini disebabkan karena jari-jari atom alkali tanah lebih kecil, sehingga energy pengionannya semakin besar. Alkali tanah memiliki electron valensi 2, sehingga kurang reaktif bila dibandingkan dengan alkali bervalensi 1.

IV. Sifat fisika

· Logam Alkali

Sifat fisis logam alkali cenderung berurutan. Dari atas ke bawah, jari-jari atom dan masa jenis bertambah, sedangkan titik leleh dan didih berkurang. Sementara itu, energi pengionan dan keelektronegatifan berkurang. Potensial electrode dari atas ke bawah cenderung bertambah, kecuali Litium (Li) yang mempunyai potensial elektroda paling besar.

· Logam Alkali Tanah

Dari berilium ke Barium, jari-jari atom meningkat secara berurutan. Penambahan jari-jari menyebabkan trunnya energy pengionan dan keelektronegatifan. Potensial electrode juga meningkat dari kalsium ke Barium. Akan tetapi, Berilium menunjukkan penyimpangan Karen potensial elektrodenya relative kecil. Titik leleh dan titik didih cenderung menurun dari atas ke bawah. Sifat-sifat fisis lebih jika debandingkan dengan logam alkali. Hal ini disebabkan karena logam alkali tanah mempunyai 2 elektron valensi, sehingga ikatan logamnya lebih kuat.

V. Kegunaan Logam Alkali

· Natrium digunakan untuk pembuatan Tetra Etil Lead yang bereaksi dengan Timbal, 4NaPb+4C2H5Cl (C2H5)+Pb+NaCl

· Natrium juga dapat digunakan sebagai penyedap bumbu makan (NaCl Garam Dapur)

· Dalam bidang industri Natrium digunakan sebagai pembuatan pulp dan kertas alumunium, serta digunakan dalam pembuatan softener dan detergen

· Litium (Li) digunakan dalam bentuk senyawa seperti C12CO3 (Produksi Alumunium, pembuatan LiOH), dan produksi sabun Litium untuk pelumas (LiOH)

· Kalium (K) juga digunakan dalam bentuk senyawanya seperti KCl (pembuatan pupuk), KOH (pabrik sabun lunak), serta K2CO3 (pabrik gelas)

· Rb dan Cs belum diketahui kegunaannya

· Fr bersifat Radioaktif dan digunakan dalam proses keradioaktifan

VI. Kegunaan Logam Alkali Tanah

· Berilium digunakan sebagai logam paduan dengan tembaga untuk membuat pegas yang tahan karat, serta dapat digunakan untuk moderator neutron sehingga sering digunakan sebagai reaktor nuklir dan senjata nuklir

· Magnesium (Mg) bersama dengan Al digunakan untuk paduan logam Magnalium, yakni sebagai bahan kerangka (chassis) pesawat terbang, serta warna nyala pada Mg ketika logam tersebut terbakar digunakan sebagai lampu kilat fotografi. Selain itu, Magnesia (MgO) digunakan sebagai batu tahan api atau isolator dari pipa-pipa uap. Susu Magnesia [Mg(OH)2] untuk obat asam lambung atau mag

· Barium Hidroksida [Ba(OH)2] untuk menguji adanya gas CO2, Barium Sulfat (BaSO4) digunakan untuk bahan pengisi karet dan bahan cat warna putih dan juga bahan pengisi kertas agar tinta tak merembes

· Kalsium Karbonat (CaCO3) digunakan dalam industri besi dan baja, industri gelas dan pembuatan semen. Kalsium Klorida (CaCl2) sebbagai zat pengering. Kalsium Sulfat (CaSO4.2H2O) dikenal sebagai gips digunakan untuk membalut tulang yang patah dan membuat pupuk ammonium fosfat

· Kegunaan kalsium lainnya adalah sebagai scavanger untuk mengeluarkan pengotor dalam bahan

· Radium bersifat radioaktif sehingga digunakan dalam proses keradioaktifan

VII. Dampak Unsur

Hampir semua logam alkali dan alkali tanah berguna bagi manusia, jika digunakan secara baik dan benar dan tidak berlebihan. Jika logam golongan alkalin dan alkali tanah digunakan secara berlebihan akan berdampak negative pada mansia.

Hanya Fr (fransium) dan Rd (radium) yang mempunyai dampak negative. Karena kedua unsure ini mempunyai sifat radio aktif.

VIII. Pengolahan Unsur

a. Metode Elektrolisis

Logam Li dan Na adalah reduktor kuat sehingga tidak mungkin diperoleh dengan mereduksi oksidanya. Oleh karena itu logam-logam ini diperoleh dengan cara elektrolisis.

Elektrolisis Li

Sumber logam Li adalah spodumene [LiAl(SO)3]. Spodumene dipanaskan pada suhu 100oC, lalu dicampur dengan H2SO4 panas, dan dilarutkan ke air untuk memperoleh larutan Li2SO4. kemudian, Li2SO4 direksikan dengan Na2CO3 membentuk Li2CO3 yang sukar larut.

Li­­­2SO4 + Na2CO3 –> Li­­­2CO3 + Na2SO4

Setelah itu, Li2CO3 direaksikan dengan HCl untuk membentuk LiCl.

Li­­­2CO3 + 2HCl –> 2LiCl + H2O + CO2

Li dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan LiCl.

Katoda : Li+ + e- –> Li

Anoda : 2Cl- ? Cl2 + 2e-

Karena titik leleh LiCl tinggi (>600oC), biaya elektrolisis menjadi mahal. Namun, biaya dapat ditekan dengan cara menambahkan KCl (55% LiCl dan 45% KCl) yang dapat menurunkan titik leleh menjadi 430oC.

Elektrolisis Natrium

Sumber utama logam natrium adalah garam batu dan air laut. Na hanya dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan NaCl.

Katoda : Na+ + e- –> Na

Anoda : 2Cl- –> Cl2 + 2e-

a. Metode reduksi

Untuk mendapatkan logam K, Rb, dan Cs dilakukan metode reduksi sebab jika dengan metode elektrolisis logam ini cenderung larut dalam larutan garamnya.

Reduksi K

Sumber utama logam K adalah silvit (KCl). Logam ini didapatkan dengan mereduksi lelehan KCl.

Na + KCl –> K + NaCl

Reaksi ini berada dalam kesetimbangan karena K mudah menguap maka K dapat dikeluarkan dari sistem. Dan kesetimbangan akan tergeser ke kanan untuk memproduksi K. Untuk reduksi Rb dan Cs prosesnya sama dengan proses reduksi K.

PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH

Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa. Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya. Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara, yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis.

Ekstraksi Berilium (Be)

Metode reduksi

Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2. Sebelum mendapatkan BeF2, kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiF­6 hingga 700 0C. Karena beril adalah sumber utama berilium.

BeF­2 + Mg –> MgF2 + Be

Metode Elektrolisis

Untuk mendapatkan berilium juga kita dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl­2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang terjadi adalah :

Katoda : Be2+ + 2e- –> Be

Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-

Ekstraksi Magnesium (Mg)

Metode Reduksi

Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomit [MgCa(CO3)2] karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. lalu MgO.CaO. dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg.

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

Metode Elektrolisis

Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO. Reaksi yang terjadi :

CaO + H2O –> Ca2+ + 2OH-

Mg2+ + 2OH- –> Mg(OH)2

Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2

Mg(OH)2 + 2HCl –> MgCl2 + 2H2O

Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium

Katode : Mg2+ + 2e- à Mg

Anode : 2Cl- –> Cl2 + 2e-

Ekstraksi Kalsium (Ca)

Metode Elektrolisis

Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang terjadi :

CaCO3 + 2HCl –> CaCl2 + H2O + CO2

Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi :

Katoda ; Ca2+ + 2e- –> Ca

Anoda ; 2Cl- –> Cl2 + 2e-

Metode Reduksi

Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2­ oleh Na. Reduksi CaO oleh Al

6CaO + 2Al –> 3 Ca + Ca3Al2O6

Reduksi CaCl2 oleh Na

CaCl2 + 2 Na –> Ca + 2NaCl

Ekstraksi Strontium (Sr)

Metode Elektrolisis

Untuk mendapatkan Strontium (Sr), Kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl. Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4]. Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi ;

katode ; Sr2+ +2e- –> Sr

anoda ; 2Cl- –> Cl2 + 2e-

Ekstraksi Barium (Ba)

Metode Elektrolisis

Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi :

katode ; Ba2+ +2e- –> Ba

anoda ; 2Cl- –> Cl2 + 2e-

Metode Reduksi

Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :

6BaO + 2Al –> 3Ba + Ba3Al2O6.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar