Logam alkali Sifat-sifat Unsur

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 2,92 117 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 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 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 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

Alkali tanah merupakan unsur-unsur golongan IIA dalam sistem periodik. Logam alkali tanah meliputi berilium Be, magnesium Mg, kalsium Ca, stronsium Sr, barium Ba, dan radium Ra. Unsur-unsur golongan ini membentuk basa seperti alkali dan umumnya ditemukan dalam tanah berupa senyawa tak larut. Oleh karena itu unsur golongan IIA disebut logam alkali tanah alkaline earth metal. Unsur-unsur alkali tanah dijumpai di alam dalam bentuk bijih mineral, yaitu berilium sebagai beril [Be 3 Al 2 SiO 3 6 ], magnesium sebagai dolomit [MgCaCO 3 2 ] dan karnalit [KCl.MgCl 2 .6H 2 O], kalsium sebagai CaCO 3 dalam batu kapur, kalsit, pualam, dan sebagai batu tahu atau gips [CaSO 4 .2H 2 O], stronsium sebagai stronsionit [SrCO 3 ] dan galestin [SrSO 4 ], barium sebagai barit [BaSO 4 ], dan radium bercampur dengan uranium sebagai pitchblende. a. Sifat-sifat fisik Be Mg Ca Sr Ba Nomor atom 4 12 20 38 56 Konfigurasi electron [He] 2 s 2 [Ne] 2 s 2 [Ar] 2 s 2 [Kr] 2 s 2 [Xe] 2 s 2 Massa atom relatif, Ar 9,012 34,305 40,08 87,62 137,34 Jari–jari atom, 1,11 1,60 1,97 2,15 2,17 Jari–jari ion M 2+ , 0,30 0,65 0,99 1,13 1,35 Kerapatan g mol –3 1,85 1,74 1,54 2,6 3,51 Titik didih K 3040 1380 1710 1650 1910 Titik leleh K 1553 924 1124 1073 1123 Å Å Tabel 4.10 Sifat-sifat logam alkali tanah. 121 BBab 4 Kimia Unsur Berbagai sifat fisik unsur alkali tanah diberikan dalam Tabel 4.10. Dalam satu golongan dari atas ke bawah jari-jari atom semakin bertambah, sehingga menyebabkan penurunan energi ionisasi dan keelektronegatifan unsur ini. Elektronegativitas unsur alkali tanah relatif kecil, sehingga mudah membentuk senyawa ion positif dan sangat mudah bereaksi dengan unsur-unsur yang mem- punyai keelektronegatifan besar, seperti golongan oksigen dan halogen. Titik leleh unsur golongan ini berubah secara tidak teratur, karena mempunyai struktur kristal yang berbeda. Be dan Mg berupa heksagonal terjejal, Ca berupa hek- sagonal terjejal dan kubus berpusat muka, Sr sebagai kubus berpusat muka, dan Ba sebagai kubus berpusat badan. Unsur-unsur golongan alkali tanah mempunyai dua elektron valensi yang terlibat dalam pembentukan ikatan logam. Oleh Karena itu, logam alkali tanah mempunyai energi kohesi yang lebih besar, sehingga logamnya lebih keras dan titik lelehnya lebih tinggi jika dibandingkan dengan logam alkali. Seperti halnya logam alkali, logam alkali tanah dalam nyala bunsen memberikan warna nyala yang sangat spesifik. Unsur alkali tanah bersifat reduktor kuat, kekuatan reduktor dapat dilihat dari harga potensial elektrodenya. Potensial elektrode golongan ini meningkat dari kalsium ke barium. Berilium menunjukkan penyimpangan, karena potensial elektrodenya relatif kecil yang disebabkan energi ionisasi tingkat pertama dan tingkat kedua yang relatif besar. Gambar 4.10 Nyala putih terang logam magnesium. Sumber: General Chemistry, Principles and Modern Applications, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S Be Mg Ca Sr Ba Energi ionisasi pertama kJ mol –1 kedua kJ mol –1 ketiga 899 1757 14848 738 1451 7733 590 1145 4912 590 1064 4210 503 965 3430 Elektronegativitas 1,5 1,2 1,0 1,0 0,9 Kekerasan, skala mohs 5 2,0 1,5 1,8 2 Daya hantar listrik relative 8,8 36,3 35,2 7,0 - Potensial reduksi standar volt, M 2+ + 2 e – o M – 1,70 – 2,38 – 2,76 – 2,89 – 2,90 | | Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S