Logam alkali Sifat-sifat Unsur

115 BBab 4 Kimia Unsur

2. Logam alkali

Logam alkali adalah unsur-unsur yang menempati golongan IA pada sistem periodik. Golongan ini meliputi litium Li, natrium Na, kalium K, rubidium Rb, sesium Cs, dan fransium Fr. Alkali berasal dari bahasa Arab yang berarti air abu. Logam-logam alkali dapat membentuk basa kuat disebut dengan logam golongan IA. Unsur pada golongan IA ini sangat reaktif, sehingga tidak dijumpai bebas di alam, melainkan dalam bentuk senyawanya. Natrium di alam dijumpai sebagai NaCl dalam air laut dan mineral halit, kalium sebagai KCl dalam bijih silvit, karnalit KCl.MgCl 2 .6H 2 O, dan feldspaat K 2 O.Al 2 O 3 .3SiO 2 . Unsur alkali lain sedikit sekali dijumpai, sedangkan fransium bersifat radioaktif. a. Sifat-sifat fisik Beberapa sifat fisik logam alkali disajikan dalam Tabel 4.7. Berdasarkan data tersebut terlihat bahwa kecenderungan sifat logam alkali sangat beraturan. Dari atas ke bawah, kelektronegatifan, energi ionisasi, titik cair, dan titik leleh cenderung menurun, sedangkan jari-jari atom dan kerapatannya cenderung meningkat. Alkali termasuk logam yang lunak, sehingga mudah dipotong. Logam alkali memiliki kilap keperakan logam yang khas pada permukaan yang baru dipotong. Dalam keadaan gas, unsur- unsur alkali berupa molekul diatomik, misal Li 2 dan Na 2 . Tabel. 4.7 Sifat fisik logam alkali. Nomor atom Konfigurasi elektron Massa atom relatif, Ar Jari-jari atom Jari-jari ion M + Kerapatan g mol 3 Titik didih K Titik leleh K Energi ionisasi pertama kJ mol 1 Energi ionisasi kedua kJ mol 1 o A o A Li 3 [He] 2 s 1 6,941 1,52 0,6 0,53 1604 454 520 7298 Na 11 [Ne] 3 s 1 22,9898 1,86 0,95 0,97 1163 371 496 4562 K 19 [Ar] 4 s 1 39,102 2,31 1,33 0,86 1040 336 419 3051 Rb 37 [Kr] 5 s 1 39,102 2,44 1,48 1,59 975 312 403 2632 K 55 [Xe] 6 s 1 132,9055 2,62 1,69 1,90 960 302 376 2420 Di unduh dari : Bukupaket.com 116 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 Unsur-unsur alkali merupakan reduktor kuat. Kekuatan reduktor dapat dilihat dari potensial elektrodenya. Kecenderungan potensial elektrode alkali semakin bertambah dengan bertambahnya nomor atom. Perkecualian pada litium yang memiliki potensial elektrode terbesar. Penyimpangan ini umumnya diperlihatkan oleh unsur-unsur pada periode kedua yang dihubungkan dengan kecilnya volume atom. Dalam banyak hal, litium lebih mirip dengan magnesium dari golongan IIA, berilium yang mirip dengan aluminium, dan boron yang mirip dengan silikon. Hubungan seperti itu disebut hubungan diagonal lihat Gambar 4.6. Unsur-unsur alkali dapat melarut dalam cairan amoniak. Larutan encer logam alkali dalam amoniak berwarna biru. Larutan ini merupakan penghantar listrik yang lebih baik daripada larutan garam. Daya hantarnya hampir sama dengan daya hantar logam murni. Larutan pekat di atas 3 M berwarna seperti perunggu tembaga dan menunjukkan kilap logam karena terbentuk kelompok ion. Kelarutan beberapa unsur alkali disajikan pada Tabel 4.8 berikut ini. Tabel 4.8. Beberapa kelarutan alkali. 1A 2A 3A 4A Li Be B C Na Mg Al Si K Ca Ga Ge Gambar 4.6 Hubungan diagonal diantara unsur-unsur. Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Harwood W. S , dan Herring G. F Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Harwood W. S , dan Herring G. F Unsur Li Na K Kelarutan g100g NH 3 10 15 49 Sumber: Kimia Unsur dan radiokimia, Hiskia Achmad a Pada skala Mohs, talk mendapat skala 0 dan intan mendapat skala 10. b Pada skala perbandingan terhadap perak 100 dan tembaga 95,9. Eelektronegativitas Kekerasan skala mohs a Daya hantar listrik relatif b Potensial reduksi standar volt, M + + e – oM Li 1,0 0,6 17,4 3,04 Na 0,9 0,4 35,2 2,71 K 0,8 0,5 23,1 2,92 Rb 0,8 0,3 13,0 2,92 K 0,7 0,3 8,1 2,92 Di unduh dari : Bukupaket.com 117 BBab 4 Kimia Unsur Spektrum emisi adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh unsur yang tereksitasi. Spektrum ini teramati sebagai pancaran cahaya dengan warna tertentu yang terdiri atas beberapa garis warna panjang gelombang yang khas bagi setiap unsur. Spektrum emisi dapat digunakan untuk mengenali senyawa tertentu. Logam alkali akan tereksitasi ketika dipanaskan pada nyala api. Misal pada pembakar bunsen atau pembakar spiritus dengan memberikan warna nyala khas yang diberikan pada Tabel 4.9. Tabel 4.9. Warna nyala logam alkali. Kerjakan di buku latihan kalian. 1. Sebutkan kecenderungan alkali tentang energi ionisasi, kerapatan, dan kekerasannya. 2. Logam alkali mana yang a. lebih ringan daripada air, b. paling lunak, c. mempunyai lima kulit pada konfigurasi elektronnya, d. mendidih pada suhu 702 o C, e. mempunyai potensial elektrode standar tertinggi, f. paling mudah tereduksi? Gambar 4.7 Nyala logam a. litium, b. natrium, c. kalium, d. sesium. Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S Unsur Litium Natrium Kalium Rubidium Sesium Warna Nyala Merah tua Kuning Ungu Merah violet Biru Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S a b c d Di unduh dari : Bukupaket.com 118 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 b. Sifat-sifat kimia Ciri yang paling mencolok dari logam alkali adalah kereaktifannya cukup besar. Kereaktifan ini berkaitan dengan energi ionisasinya yang rendah, sehingga mudah melepaskan elektron. Hampir semua senyawa logam alkali bersifat ionik dan larut dalam air. c. Reaksi-reaksi logam alkali 1 Reaksi dengan air Semua logam alkali bereaksi dengan air membentuk basa dan gas hidrogen. Litium bereaksi dengan lambat, sedangkan natrium bereaksi lebih hebat disertai panas yang tinggi. Kalium, rubidium, dan sesium bereaksi semakin hebat disertai ledakan, jika dimasukkan dalam air. Logam alkali mudah bereaksi dengan air pada tangan serta menimbulkan api dan ledakan, maka jangan pernah memegang logam alkali. Reaksi secara umum dapat dituliskan sebagai berikut. 2Ls + 2H 2 Ol o 2LOHaq + H 2 g L = logam alkali Gas hidrogen yang terbentuk dalam reaksi di atas akan segera terbakar karena reaksinya sangat eksoterm. 2 Reaksi dengan hidrogen Logam alkali akan bereaksi dengan hidrogen ketika dipanaskan dan menghasilkan senyawa hidrida. Hidrida merupakan senyawa ion yang hidrogennya mempunyai bilangan oksidasi –1. Reaksi secara umum dapat dituliskan sebagai berikut. 2Ls + H 2 g o 2LHs Contoh 2Nas + H 2 g o 2NaHs. 3 Reaksi dengan oksigen Reaksi antara logam alkali dengan oksigen menghasilkan oksida M 2 O, peroksida M 2 O 2 , dan superoksida MO 2 . 4Ls + O 2 g o 2L 2 Os Gambar 4.8 Logam Natrium yang ditaruh dalam cairan inert. Sumber: Target Science, Chemistry, Brian O’ Pat. Gambar 4.9 Reaksi logam kalium dengan air. Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M. S Di unduh dari : Bukupaket.com 119 BBab 4 Kimia Unsur Jika oksigen berlebih natrium akan membentuk peroksida, sedangkan kalium, rubidium, dan sesium akan membentuk superoksida. Contoh Ks + O 2 g o KO 2 s. 4 Reaksi dengan halogen Reaksi logam alkali dengan halogen terjadi sangat hebat dan menghasilkan garam halida. Contoh 2Lis + Cl 2 g o 2LiCls. Natrium cair terbakar dalam gas klor menghasilkan nyala kuning. 5 Reaksi dengan asam encer Reaksi secara umum dapat dituliskan sebagai berikut. 2L + 2H + o 2L + + H 2 Reaksi logam alkali dengan asam encer akan menimbulkan gas hidogen disertai ledakan. Contoh 2Nas + H 2 SO 4 aq o Na 2 SO 4 aq + H 2 g. Tahukah Kalian Tahukah Kalian ? ? Logam alkali sangat mudah bereaksi dengan air dan oksigen, sehingga harus disimpan dalam cairan yang inert. Misal minyak tanah kerosin atau dalam botol yang diisolasi. Namun, lama-kelamaan permukaan logam itupun juga bereaksi sedikit demi sedikit. Logam kalium yang telah disimpan lama akan ditutupi lapisan peroksida. Jika ingin memotong logam kalium, maka harus dilakukan dengan hati-hati, karena mata pisau dapat menekan lapisan peroksida dan masuk ke dalam lapisan kalium yang pada akhirnya akan menimbulkan reaksi eksoterm. Kalor yang dibebaskan dapat mendidihkan kalium yang akan segera bereaksi dengan oksigen atau uap air di udara dan menimbulkan ledakan. Reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut. KO 2 s + 3Ks o 2K 2 Os Tulis persamaan reaksi antara natrium dengan air. Apa yang terjadi jika logam fransium dimasukkan dalam air dingin? Komunikasikan dengan teman kalian. Kegiatan Mandiri Kegiatan Mandiri Di unduh dari : Bukupaket.com 120 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 Kerjakan di buku latihan kalian. 1. Beri penjelasan mengenai kereaktifan logam alkali. 2. Mengapa kita tidak boleh memegang logam alkali? 3. Tuliskan persamaan reaksi berikut. a. air + rubidium, apa yang terjadi? b. hidrogen + litium c. oksigen + natrium d. klor + kalium e. natrium + oksigen berlebih f. natrium + asam nitrat

3. Logam alkali tanah