Kerjakan soal-soal berikut ini dengan benar

59 Kimia XII SMA B B B B BAB AB AB AB AB Kimia Unsur 3 3 3 3 3 Pengantar Mineral, kelimpahan unsur, sifat kimia unsur, halogen, alkali, alkali tanah, nonlogam, proses Downs, unsur transisi, alotropi, proses Oswald. Kata Kunci Tujuan Pembelajaran : Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan mampu: 1. Menjelaskan kelimpahan unsur-unsur di kulit bumi, udara, dan air laut. 2. Menjelaskan sifat-sifat unsur halogen. 3. Menjelaskan sifat-sifat unsur alkali. 4. Menjelaskan sifat-sifat unsur alkali tanah. 5. Menjelaskan sifat-sifat unsur periode ketiga. 6. Menjelaskan sifat-sifat unsur transisi. 7. Menjelaskan proses pembuatan dan manfaat beberapa unsur logam dan nonlogam serta senyawa-senyawanya. D i kelas X pada bab Struktur Atom dan Sistem Periodik Unsur, Anda sudah mengetahui bahwa jumlah unsur yang dikenal manusia sampai saat ini telah berjumlah 118 unsur dan setiap unsur tersebut mempunyai sifat-sifat yang berbeda antara unsur satu dengan unsur yang lain. Dapatkah Anda bayangkan berapa banyak senyawa yang dapat terbentuk dari 118 unsur tersebut, baik secara alami maupun secara sintetis? Mengapa kelimpahan oksigen menduduki peringkat pertama di kulit bumi? Tahukah Anda bahwa seorang ilmuwan Inggris yang bernama J. B. Leitz telah menghitung kemungkinan banyaknya senyawa yang terbentuk dari atom- atom dalam molekul sederhana, seperti protein protein tersusun atas lima unsur utama, yaitu karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, dan belerang dan dia mendapatkan angka yang fantastis, yaitu jumlahnya mencapai 10 48 buah. 60 Kimia XII SMA Kimia Unsur Peta Konsep Unsur keberadaan antara lain Sintetis Atom Halogen Logam alkali Logam alkali tanah Unsur periode ketiga Unsur transisi Unsur logam Unsur nonlogam pembuatan 61 Kimia XII SMA

3.1 Kelimpahan Unsur-unsur di Alam A. Keberadaan Unsur-unsur di Alam

Dari 118 unsur yang diketahui, sekitar 90 unsur berada di alam dan sisanya merupakan unsur sintesis unsur buatan. Sebagian dari unsur tersebut terdapat sebagai unsur bebas, tetapi lebih banyak yang berupa senyawa, sedangkan unsur-unsur gas mulia terdapat sebagai unsur bebas Petrucci dan Suminar Ahmad, 1987: 96. Sebagian besar logam diperoleh dari deposit tanah, bahan- bahan alam yang mengandung unsur atau senyawa tertentu disebut mineral. Mineral yang mengandung unsur atau senyawa tertentu dengan konsentrasi cukup tinggi dan diolah agar bernilai ekonomis disebut bijih Brady, 1990: 653.

B. Kelimpahan Unsur-unsur di Kulit Bumi

Unsur-unsur yang paling melimpah di kulit bumi adalah oksigen, silikon, dan aluminium Tabel 3.1. Tabel 3.1 Persentase Kelimpahan Unsur di Kulit Bumi Sumber: Petrucci dan Suminar Ahmad, 1987: 97 Unsur Massa Beberapa Bentuk yang Umum Terpadat Oksigen 49,3 Air, silika, silikat, oksida logam, molekul oksigen dalam atmosfer bumi Silikon 25,8 Silika pasir, kuarsa, silikat liat, mika Aluminium 7,6 Silikat liat, mika, oksida bauksit Besi 4,7 Oksida hematit, magnetit Kalsium 3,4 Karbonat gamping, marmer, kapur, sulfat gips, fluorida fluorit, silikat zeolit Natrium 2,7 Klorida garam, batu, air laut, silikat zeolit Kalium 2,4 Klorida, silikat mika Magnesium 1,9 Karbonat, klorida, sulfat garam epsom Hidrogen 0,7 Oksida air, bahan organik Titanium 0,4 Oksida Klor 0,2 Garam NaCl Fosfor 0,1 Lain-lain 0,8 Dalam bab ini Anda akan mempelajari kelimpahan, sifat-sifat, dan manfaat beberapa unsur yang biasa berhubungan dengan kehidupan kita sehari-hari. Tembaga digunakan sebagai kawat listrik, aluminium digunakan sebagai alat-alat rumah tangga, fluorida untuk pasta gigi, natrium untuk kembang api, neon untuk lampu penerangan, dan masih banyak unsur-unsur lainnya akan dibahas dalam bab ini. 62 Kimia XII SMA Sumber komersial dari oksigen dan nitrogen adalah udara. Kelimpahan unsur nitrogen dalam udara 78,09 dan oksigen 20,94. Sedangkan unsur lainnya kurang dari 1. Beberapa unsur diperoleh dari air laut. Misalnya, natrium, klorin, magne- sium, dan bromin. Konsentrasi unsur terbesar dalam air laut adalah klorida sebesar 18,980 gkg air laut, kemudian diikuti unsur natrium sebesar 10,556 g kg air laut Sumber: Petrucci dan Suminar Ahmad, 1987: 98.

3.2 Sifat-sifat Unsur A. Halogen

Halogen, yang terdiri dari fluor, klor, brom, dan iod, tidak pernah ditemukan dalam keadaan bebas di alam karena tingkat reaktifitasnya yang sangat tinggi Brady, 1990: 791. Oleh karena itu, halogen hanya ditemukan sebagai anion dalam bentuk garam dan mineral Mc. Murry dan Fay, 2000: 225. Halogen merupakan unsur-unsur nonlogam di mana terdapat dalam bentuk molekul diatomik. Halogen mempunyai konfigurasi elektron valensi ns 2 np 5 Mc. Murry dan Fay, 2000: 225.

1. Sifat-sifat Fisis

Tabel 3.2 Sifat-sifat Fisis Unsur Halogen Sumber: Keenan, dkk, 1992: 230 Dari tabel 3.2 tampak bahwa titik didih dan titik leleh naik seiring dengan bertambahnya nomor atom. Hal ini karena fakta menunjukkan bahwa molekul-molekul yang lebih besar mempunyai gaya tarik-menarik Van der Waals yang lebih besar daripada yang dimiliki molekul-molekul yang lebih kecil. Kecuali gas mulia, halogen mempunyai energi ionisasi dan elektro- negatifitas yang paling tinggi dari golongan unsur manapun. Dari unsur golongan VII A, fluorlah yang paling erat mengikat elektron-elektronnya, dan iod yang paling lemah. Kecenderungan ini bisa dikaitkan dengan ukuran atom halogen Keenan, dkk, 1992: 228. Sifat Fisis Fluor Klor Brom Iod Wujud pada suhu kamar Gas, kuning Gas, kehijauan Cair, merah tua Padat, ungu tua Rumus molekul F 2 Cl 2 Br 2 I 2 Titik didih °C –188 –34 59 184 Titik leleh °C –220 –101 –7 114 Energi ionisasi kJmol 1,680 1,250 1,140 1,000 Jari-jari ion Å 1,36 1,81 1,95 2,16 Konfigurasi elektron 2,7 2,8,7 2,8,18,7 2,8,18,18,7 Keelektronegatifan 4,0 3,0 2,8 2,5 63 Kimia XII SMA

2. Sifat-sifat Kimia

Tabel 3.3 Sifat-sifat Kimia Unsur Halogen Sumber: www.chem-is-try.org Ada suatu penurunan yang teratur dalam keaktifan kimia dari fluor sampai iod, sebagaimana ditunjukkan oleh kecenderungan dalam kekuatan mengoksidasinya. Molekul fluor yang beratom dua diatom F 2 merupakan zat pengoksidasi yang lebih kuat daripada unsur lain yang manapun dalam keadaan normalnya. Baik fluor maupun klor membantu reaksi pembakaran dengan cara yang sama seperti oksigen. Hidrogen dan logam-logam aktif terbakar dalam salah satu gas tersebut dengan membebaskan panas dan cahaya. Reaktivitas fluor yang lebih besar dibanding klor terungkap oleh fakta bahwa bahan-bahan yang biasa termasuk kayu dan beberapa plastik akan menyala dalam atmosfer fluor. Keempat unsur halogen tersebut semuanya sangat merangsang sekali terhadap hidung dan tenggorokan. Brom, suatu cairan yang merah tua, pada suhu kamar mempunyai tekanan uap yang tinggi. Brom cair merupakan salah satu reagen kimia yang paling berbahaya karena efek uap tersebut terhadap mata dan saluran hidung. Klor dan fluor harus digunakan hanya dalam kamar asam dan dalam ruangan dengan pertukaran udara ventilasi yang baik. Beberapa hisapan klor pada 1.000 ppm bersama napas kita akan mematikan. Semua halogen harus disimpan jauh dari kontak dengan zat-zat yang dapat dioksidasi Keenan, 1992: 229. Unsur Fluor Klor Brom Iod Catatan: 9 F 17 Cl 35 Br 53 I [X] = unsur-unsur gas mulia He, Ne, Ar, Kr 2. Massa atom 3. Jari-jari atom 7. Suhu lebur 0° 8. Suhu didih 0° 9. Bilangan oksidasi se- nyawa halogen –216,6 –101,0 –72 114,0 –188,2 –34 58 183 –1 +1, +3 +1 +1 +5, +7 +5, +7 +5, +7 → = makin besar sesuai dengan arah panah 4. Energi ionisasi dan afinitas elektron 5. Keelektronegatifan 6. Potensial reduksi E° red n = nomor periode 2, 3, 4, 5 1. Konfigurasi elektron [X] ns 2 , np 5