Kimia Unsur I pdf 1
2 MOH
2 MOH + H 2 O 2 murni dapat diperoleh dengan menggunakan udara
Oksida-oksida Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, dan Cs 2 O yang tidak
M 2 O 2 + 2H 2 O
2 terbatas, tetapi lebih baik dibuat dengan cara peruraian
MO 2 + 2H 2 O 2 MOH + H 2 O 2 + O 2 termal peroksida atau superoksida. Warna oksida-oksida
bervariasi mulai dari putih hingga oranye; Li 2 O dan Na 2 O
Salah satu penggunaan KO 2 adalah dalam masker
anion dari larutan yang dibersihkan melalui resin; aplikasi
pernafasan dimana KO 2 menyerap H 2 O dan menghasilkan
yang penting adalah dalam pemurnian air.
O 2 untuk pernafasan dan KOH untuk menyerap CO 2 yang
dikeluarkan ketika kita bernafas
1. 6. 2. Hidroksida
KOH + CO 2 KHCO 3 Pada tahun 2002, ≈45 Mt NaOH (caustic soda) digunakan di seluruh dunia dan kira-kira 1/3 dari jumlah tersebut dibuat di AS. NaOH digunakan dalam kimia
organik dan anorganik dimanapun dibutuhkan alkali yang Na 2 CO 3 , menyebabkannya cocok digunakan untuk
Natrium peroksida bereaksi dengan CO 2 menghasilkan
murah, dan penggunaan oleh industri dapat dilihat pada pembersihan/pemurnian udara di dalam ruang terisolasi,
gambar 10.2b, hal 259. NaOH padat (TL=591K) sering
ditangani sebagai flake atau pellet, dan larut dalam air yang sama tetapi lebih efektif.
misalnya, di dalam kapal selam; KO 2 beraksi dengan cara
dengan mengeluarkan panas yang lumayan besar. Walaupun semua peroksida logam alkali terurai pada pemanasan sesuai persamaan reaksi
Pembuatan Natrium Hidroksida
M 2 O 2(s) M 2 O (s) + ½O 2(g) Natrium hidroksida adalah merupakan padatan berwarna putih yang larut dalam air dan bersifat korosif
0 kestabilan termalnya tergantung pada ukuran kation; 0 terhadap kulit. Titik lebur 318,4 C dan titik didih 1390 C. Li 2 O 2 adalah peroksida yang paling kurang stabil,
Padatan NaOH cenderung membentuk kerak natrium sementara Cs 2 O 2 adalah yang paling stabil. Kestabilan
karbonat pada permukaannya karena terjadi reaksi dengan
CO 2 di atmosfir. Peralatan utama pada produksi industry mengikuti kecenderungan yang sama.
dari superoksida (dengan mengacu pada M 2 O 2 dan O 2 )
adalah proses klor-alkali. Proses ini melibatkan Ozonida, MO -
penggunaan arus listrik untuk menjenuhkan larutan bersifat paramagnetik dan bentuk molekulnya bengkok,
3 , mengandung ion [O 3 ] yang
garam di dalam sel-sel yang paling umum adalah katoda yang dikenal untuk semua logam alkali. Garam-garam
merkuri atau sel diaphragm. Reaksinya adalah sebagai
elektrolisis superoksida dengan mereaksikannya dengan ozon, tetapi
KO 3 , RbO 3 , dan CsO 3 dapat dibuat dari peroksida atau
berikut:
(aq) 2NaOH + metode ini gagal, atau menghasilkan produk reaksi
2H 2 O (l) + 2NaCl (aq)
Cl 2(g) H 2(g)
rendah, untuk LiO 3 dan NaO 3 . Ozonida-ozonida ini telah
dapat dibuat baru-baru ini dalam amonia cair dengan cara Untuk mencegah produk-produk reaksi bereaksi satu interaksi CsO 3 dengan resin penukar ion yang
sama lain, maka sel-sel dirancang berbeda. Secara
dimasukkan dengan ion Li + atau Na . Ozonida bersifat tradisional, NaOH telah digunakan pada pembuatan eksplosif berbahaya. Resin penukar ion terdiri dari satu
sabun, proses tekstil, dan refineri petroleum. Juga fase padat (misalnya, zeolite) yang mengandung gugus
digunakan secara luas pada industri zat warna, detergen, asam atau basa yang dapat mempertukarkan kation dan
pulp, kertas, rayon, dan karet. NaOH sedikit digunakan pulp, kertas, rayon, dan karet. NaOH sedikit digunakan
biasanya rumit, tetapi bentuk KOH pada temperatur - tinggi mempunyai kisi NaCl dengan ion [OH]
Pembuatan NaCl mengalami rotasi yang membentuk pseudo-spherical. Padatan NaCl atau garam NaCl adalah merupakan
Reaksi-reaksi hidroksida logam alkali dengan kristal, transparent dengan titik lebur 803 0 C dan titik asam dan oksida asam tidak memberikan hal yang didih 1430 0
C. NaCl secara luas terdistribusi di alam. Air khusus. Namun demikian, reaksi-reaksi dengan CO laut mengandung 2,68% NaCl, deposit batuan garam
sangat menarik karena hidroksida-hidroksida ini ditemukan dalam jumlah yang sangat besar di Amerika
menghasilkan bentuk logam (metanoat), seperti pada Utara dan Eropa. NaCl biasanya diperoleh dengan salah satu dari tiga metode utama yang ada.
1. Shaft Method; menggunakan tehnik yang sama dengan tehnik yang
digunakan pada penambangan batubara yang melibatkan pemotongan, pembentukan, pengeboran, pembakaran, dan transportasi. 2. Penambangan larutan; peralatan memompa air ke dalam deposit batuan garam, pelarutan garam, dan membawa air laut ke permukaan. 3. Penguapan dengan matahari; air laut ditempatkan pada lading yang sangat luas untuk menguapkan air dan mengendapkan padatan garam. Metode ini adalah metode yang paling tua dan masih tetap digunakan untuk sekitar 50% produksi dunia. Kegunaan garam ini sangat luas, tetapi yang paling penting adalah penggunaannya sebagai bahan mentah untuk produksi bahan-bahan kimia lainnya.
Kalium hidroksida (TL=633K) sangat mirip dengan NaOH dalam pembuatan dan sifat-sifat. KOH
reaksi berikut
lebih larut dibanding NaOH dalam EtOH, yang mana
450K
KOH menghasilkan ion etoksida konsentrasi rendah dan NaOH + CO HCO 2 Na hal ini menyebabkan naiknya penggunaan KOH etanolik
dalam sintesis organik.
2 H 5 OH + [OH]
[C 2 H 5 O] + H 2 O [C 2 H 5 O] + H 2 O
Na 2 CO 3 .NaHCO 3 .2H 2 O, tersedia dalam jumlah banyak, misalnya, di AS. Gambar di atas menunjukkan bahwa NH 3 dapat didaur ulang, tetapi kebanyakan limbah CaCl 2 dibuang (misalnya, ke laut) atau digunakan untuk menyapu salju dari jalanan.
Natrium karbonat (Na 2 CO 3 ) yang digunakan pada pembuatan kaca, dibuat dengan proses Solvay. Langkah Banyak unsur-unsur non-logam mengalami
pertama pada proses ini adalah reaksi yang terjadi pada disproporsionasi bila direaksikan dengan alkali aqueous; 0 temperatur 15 C di dalam larutan aqueous natrium
P 2-
4 menghasilkan PH 3 dan [H 2 PO 2 ] ,S 8 menghasilkan S klorida jenuh, amonia, dan karbon dioksida. dan campuran oksoanion, dan Cl +
2 bereaksi menghasilkan
Na (aq) + NH 3(aq) + H 2 O (l) + CO 2(aq) NaHCO 3(s)
Cl + dan [OCl] atau [ClO
3 ] . Unsur-unsur non-logam tidak
+ NH 4 (aq)
membentuk hidrida yang stabil, dan logam-logam amfoter, bereaksi dengan MOH aqueous menghasilkan
Reaksi ini dipromosikan oleh rendahnya kelarutan
H 2 dan anion-anion okso, misalnya, reaksi natrium hidrogen karbonat dibawah kondisi tersebut.
2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O 2 Na[Al(OH) 4 ]
Pemanasan padatan produk reaksi secara perlahan-lahan + 3H 2 akan menghasilkan natrium karbonat
2NaHCO 3(s)
Na 2 CO 3(s) + CO 2(g) + H 2 O (g)
1. 7. Garam dari Asam-asam Okso: Karbonat dan Hidrogenkarbonat
Pada tahun 2001, ≈35 Mt natrium karbonat diproduksi di Sifat kebanyakan garam-garam dari asam-asam
seluruh dunia, 10,3 Mt di AS. AS (eksportir Na 2 CO 3 ) okso dari logam alkali tergantung pada ada atau tidak
menghabiskan ≈6,4 Mt natrium karbonat pada tahun adanya anion okso pada kation; maka kita cenderung
2003; penggunaannya dapat dilihat pada gambar di mendiskusikan tentang asam-asam okso dibawah asam
bawah ini
yang tepat. Namun demikian, disini hanya ditelaah karbonat dan hidrogenkarbonat dengan alasan
kepentingannya. Sementara Li 2 CO 3 sedikit larut dalam
air, karbonat-karbonat lainnya dari logam-logam golongan 1 sangat larut.
Di banyak negara, natrium karbonat (soda ash) dan natrium hidrogenkarbonat (secara umum disebut Di banyak negara, natrium karbonat (soda ash) dan natrium hidrogenkarbonat (secara umum disebut
M , energi kisi menjadi satu faktor yang krusial, dapat dilihat pada reaksi di bawah. Kecenderungan dalam kestabilan berlaku untuk semua seri dari garam-garam okso dari logam-logam alkali.
M 2 CO 3 M 2 O + CO 2
Struktur NaHCO 3 dan KHCO 3 dalam keadaan padat menunjukkan adanya ikatan hidrogen. Dalam KHCO 3 ,
Natrium hidrogenkarbonat, walaupun merupakan produk anion-anion bergabung membentuk pasangan langsung dari proses Solvay, juga dibuat dengan cara
melewatkan CO 2 melalui Na 2 CO 3 aqueous atau dengan cara melarutkan trona dalam H 2 O yang dijenuhkan
dengan CO 2 . Penggunaannya antara lain, sebagai pembuat foam (busa), zat additif makanan (misalnya, baking powder), dan sebagai effervescent dalam produk- produk farmasi. Perusahaan Solvay kini telah
mengembangkan suatu proses untuk menggunakan NaHCO 3 dalam mengontrol polusi, misalnya, dengan
(gambar a), sementara dalam NaHCO 3 terdapat rantai netralisasi SO 2 atau HCl dalam emisi industri atau limbah
yang infinite (gambar b). Dalam tiap kasus di atas, ikatan- lainnya.
ikatan hidrogen adalah asimetris. Natrium silikat juga Terdapat beberapa perbedaan yang bisa dicatat
merupakan produk komersial yang penting.
antara Na 2- dan garam logam alkali lain [CO
2 ] dan
1. 8. Kimia Larutan Aqueous Termasuk Kompleks- dalam proses Solvay dengan cara pengendapan, tapi tidak
garam [HCO -
3 ] . Sementara NaHCO 3 dapat dipisahkan
kompleks Makrosiklik
sama untuk KHCO 3 . Oleh karena itu, K 2 CO 3 diproduksi
Ion-ion Terhidrasi
Disini mulai diperkenalkan kation-kation logam CO +
tidak melalui KHCO 3 , tetapi dengan reaksi KOH dengan
2 .K 2 CO 3 telah lama digunakan pada pembuatan kaca alkali terhidrasi. Beberapa garam Li yang mengandung dan keramik tertentu. Diantara penggunaannya, KHCO 3 anion-anion kecil, misalnya, LiF, Li 2 CO 3 sedikit larut digunakan sebagai buffer dalam pengolahan air dan pada
dalam air, tetapi untuk anion-anion besar, garam-garam
produksi minuman anggur. Litium karbonat hanya sedikit + Li larut sementara banyak garam-garam K , Rb , dan larut dalam air, “LiHCO +
Cs sedikit larut (misalnya, MClO 4 ,M 2 [PtCl 6 ] untuk M = diisolasi. Kestabilan termal karbonat-karbonat logam
3 ” hingga kini belum dapat
K, Rb, atau Cs.
Dalam larutan encer, ion-ion logam alkali jarang Boulder.nist.gov/timefreq/cesium/fountain.htm. membentuk kompleks, tetapi jikalau kompleks dapat
terbentuk, misalnya, dengan [P 4-
2 O 7 ] dan [EDTA] ,
Box 10. 3. Battere Ion Logam Alkali
urutan konstanta kestabilan normal adalah Li + > Na >K Battere Na/S beroperasi pada sekitar 570–620K
> Rb + > Cs . Sebaliknya, bila ion-ion aqueous teradsorbsi dan terdiri dari anoda leburan Na dan katoda S cair yang pada resin penukar ion, urutan kekuatan adsorbsi
dipisahkan oleh elektrolit padat alumina-ß. Reaksi sel biasanya adalah
adalah:
Li + < Na <K < Rb < Cs , menyiratkan bahwa ion-ion
2 Na (l) + nS (l) Na 2 S n(l) E sel = terhidrasi teradsorbsi, sebab energi hidrasi menurun
2,0 V
sepanjang seri ini dan total interaksi yang paling dan reaksi balik akan terjadi bila battere diisi ulang besar`adalah Li (hidrasi primer plus interaksi sekunder
dengan cara mengubah polaritas sel. Percobaan dengan dengan molekul-molekul air yang lebih banyak).
battere natrium/belerang (atau battere beta) untuk peralatan elektronik adalah sesuatu yang menjanjikan,
Box 10.2, Keeping time with caesium tetapi pengembangan lebih lanjut untuk pasar komersial Pada tahun 1993, the National Institute of
masih dibutuhkan. Temperatur operasi yang tinggi adalah Standards and Technology (NIST) memperkenalkan jam
gambaran dari adanya suatu potensi keamanan berbahaya. atom berbasis sesium yang disebut NIST-7 yang menjaga
Beberapa sifat litium, termasuk potensial standard waktu internasional ke dalam satu detik dalam
reduksinya yang sangat negatif, menyebabkan litium
10 6 tahun. Sistemnya tergantung pada pengulangan cocok digunakan untuk battere. Sebagai contoh, battere transisi atom Cs dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi
Li/Fe sulfida mengandung satu anoda litium dan katoda yang spesifik dan monitoring frekuensi emisi radiasi
FeS 2 (E sel = 1,5V) dan digunakan untuk kamera. Suatu elektromagnetik.
keuntungan yang penting dalam tehnologi battere telah Pada tahun 1995, jam atom Cs air mancur pertama
dikembangkan adalah battere ion-litium, yang untuk dirancang di Paris Observatory, Perancis. Suatu jam air
pertama kalinya diperkenalkan kepada pasar komersial mancur, NIST-F1 diperkenalkan pada tahun 1999 di AS
pada tahun 1991. Battere ion litium memiliki potensial sel yang berfungsi sebagai waktu utama seluruh negeri dan
3,6V dan terdiri dari elektroda positif LiCoO 2 yang standard frekuensi; NIST-F1 menunjukan keakuratan
terpisah dari elektroda grafit oleh elektrolit padat melalui
dalam satu detik selama 20 x 10 + tahun. Sementara itu, mana ion-ion Li dapat bermigrasi bila sel diisi. Ion-ion jam atom Cs yang baru-baru ini diteliti pada temperatur + Li diinterkalasi oleh grafit dan kembali ke elektroda
ambient, menunjukkan bahwa jam air mancur Cs dengan LiCoO 2 bila sel digunakan. Reaksi sel dapat menggunakan laser untuk memperlambat dan
direpresentasikan sebagai berikut:
menurunkan atom-atom ke temperatur mendekati 0K. charged Untuk suatu demonstrasi on-line tentang bagaimana cara
6 + LiC kerja NIST-F1 dapat dilihat pada website: www.
LiCoO 2 + 6C (grafit)
CoO 2 CoO 2
Faktor krusial dalam battere ini adalah bahwa kedua
elektroda dapat bertindak sebagai host untuk ion-ion Li
dan sistem telah dikenal sebagai sel ”kursi-berputar”
untuk merefleksikan fakta bahwa ion-ion Li ”berputar”
balik antara dua material host selama charging dan
BAB II
discharging. Battere ion-litium mempunyai beberapa
LOGAM-LOGAM GOLONGAN 2
aplikasi, antara lain, laptop dan note book komputer,
telepon genggam, dan player CD portabel, dan sangat
Cakupan Pokok Bahasan ini adalah:
potensial digunakan pada mobil listrik.
■ Pendahuluan
■ Kelimpahan, Ekstraksi, dan Kegunaan
■ Sifat-sifat Fisika
■ Logam
■ Halida
■ Oksida dan Hidroksida
■ Garam-garam dari Asam-asam Okso
■ Ion Kompleks Dalam Larutan Aqueous
2. 1. Pendahuluan
Hubungan diantara unsur-unsur golongan 2,
berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium
(Sr), barium (Ba), dan radium (Ra), sangat mirip dengan
hubungan diantara logam-logam alkali. Namun demikian,
perbedaan Be dari logam-logam golongan 2 lainnya lebih
besar dibanding perbedaan Li dari logam-logam golongan +
1 lainnya. Sebagai contoh, garam-garam Li + dan Na
(dengan suatu counter-ion yang sama) biasanya dalam
bentuk kristal dengan jenis kisi yang sama, tetapi hal ini
tidak berlaku untuk senyawa-senyawa Be(II) dan Mg(II).
Senyawa-senyawa berilium cenderung berbentuk kovalen 2+ atau mengandung ion terhidrasi, [Be(H 2 O) 4 ] . Tingginya
harga entalpi atomisasi dan energi ionisasi dari atom Be
dan ukuran yang kecil serta konsekuensinya dengan dan ukuran yang kecil serta konsekuensinya dengan
2970 bertentangan dengan pembentukan ion Be 2+ .
Be 1278
1107 kecenderungan yang sama dengan logam-logam golongan
Logam-logam golongan IIA menunjukkan
1240 ditunjukkan oleh dominasi kecenderungan hilangnya
IA. Kecenderungan kimiawi dari logam-logam ini
Ca 850
elektron-elektron valensi dari orbital terluar s membentuk
1150 ion-ion bermuatan +2. Sama seperti dalam logam-logam
golongan IA, kecenderungan yang paling lemah terdapat
1140 pada logam paling atas dimana energi ionisasinya paling
Ba 850
1140 yaitu Be dan Mg cenderung membentuk senyawa-
tinggi. Dalam golongan ini, dua unsur yang paling ringan,
Ra
senyawa kovalen. Mg sangat mirip dengan Li dan ini merupakan contoh yang tepat untuk menggambarkan
Radium hanya sedikit dibicarakan karena Ra adalah unsur hubungan (kemiripan) diagonal dari keduanya. Berilium 226 radioaktif dan terbentuk sebagai Ra
88 (pemancar α, t 1/2 memiliki energi ionisasi lebih tinggi dari magnesium 238 = 1622 tahun) dalam seri peluruhan U
92 . Ra-226 telah dan oleh karena itu, hampir semua senyawanya
lama digunakan pada pengobatan kanker melebihi adalah kovalen. Sebagai contoh, titik lebur dari BeCl 2 radioisotop lainnya. Sifat-sifat radium dan senyawa-
hanya 440 0 C; yang sangat rendah untuk suatu halida senyawanya dapat diinterpolasikan dengan sifat-sifat logam. Hal ini menunjukkan karakter kovalen yang kuat
senyawa-senyawa Ca, Sr, dan Ba.
bahkan dengan unsur yang se-elekteonegatif Cl. Titik
0 lebur MgCl 0
2. 2. Kelimpahan, Ekstraksi, dan Kegunaan Secara kolektif, logam-logam Ca, Sr, Ba, dan Ra
C dan titik lebur CaCl 2 = 772 C.
2. 2. 1. Kelimpahan
dikenal sebagai logam-logam alkali tanah, yang mana Berilium terdapat sebagai mineral silikat beryl, unsur-unsur ini memiliki titik lebur dan titik didih lebih
Be 3 Al 2 [Si 6 O 18 ], juga ditemukan dalam mineral-mineral tinggi dari logam-logam golongan IA. Selain itu, logam-
alam dan dalam bentuk batuan berharga seperti emerald logam golongan IIA lebih keras dibanding logam-logam
dan aquamarine. Di dalam perut bumi, magnesium golongan IA. Berilium dapat meng-etsa kaca dan barium
menempati urutan kedelapan dalam hal kelimpahan dan sedikit lebih keras dibanding timah hitam.
kalsium menempati urutan kelima, sedangkan di laut Di bawah ini diberikan harga-harga titik lebur dan
kelimpahan magnesium menempati urutan ketiga setelah titik didih serta densitas logam-logam golongan IIA.
natrium,logam. Unsur-unsur Mg, Ca, Sr, dan Ba terdistribusi luas dalam mineral-mineral dan sebagai
0 Unsur 0 Titik Lebur ( C) Titik Didih ( C)
garam terlarut dalam air laut.
3 Densitas (g/cm )
Beberapa mineral yang penting meliputi dolomite dari proses ini adalah elektrolisis larutan sangat pekat
(CaCO 3 .MgCO 3 ), magnesite (MgCO 3 ), olivine
MgCl 2 dan solidifikasi Mg
((Mg,Fe) 2 SiO 4 ), carnalite (KCl.MgCl 2 .6H 2 O), CaCO 3
(dalam bentuk kapur, batukapur, dan marmer), gypsum - pada anoda: Mg (l) + 2e → Mg (l)
(CaSO -
pada katoda: 2 Cl (l) → Cl 2(g) + 2e dan baryte (BaSO 4 ). Kelimpahan Be, Sr, dan Ba di alam jauh lebih sedikit dibanding kelimpahan Mg dan Ca. Magnesium adalah merupakan logam yang kuat dengan
4 .2H 2 O), celestite (SrSO 4 ), strontianite (SrCO 3 ),
2. 2. 2. Ekstraksi densitas rendah. Logam ini digunakan untuk Dari semua unsur golongan 2, hanya Mg yang
menghasilkan alloy ringan yang penting dengan logam-
logam seperti aluminium, seng, dan mangaan; yang diuraikan secara termal menjadi campuran MgO dan
dibuat dalam jumlah besar. Dolomite, CaCO 3 .MgCO 3 ,
banyak digunakan di industri pesawat terbang dan CaO, dan MgO direduksi oleh ferrosilikon di dalam pipa
sebagai inang untuk applikasi lainnya. Dari senyawa- Ni
senyawa kovalen magnesium, yang paling penting adalah 1450K senyawa yang mengandung magnesium yang terikat
2 MgO + 2 CaO + FeSi 2 Mg + dengan karbon, yang disebut pereaksi Grignard. Ca 2 SiO 4 + Fe
Logam golongan IIA yang dapat dihasilkan dengan cara mengelektrolisis leburan garamnya atau kemudian Mg dipisahkan dengan cara destilasi in vacuo.
dengan cara mereaksikan kloridanya dengan natrium Ekstraksi Mg bisa juga dilakukan dengan cara
adalah kalsium.
2NaCl (s) + Ca (l) laut mengandung ion Mg 2+ 1,3 g/L). Dalam ekstraksi ini
elektrolisis MgCl 2 yang terkandung dalam air laut (air
CaCl 2(s) + 2Na (s)
ion-ion Mg 2+ diendapkan sebagai hidroksida. Langkah Biasanya, Ca(OH) 2 (slaked lime) diperoleh dari CaCO 3
pertama adalah penambahan Ca(OH) 2 ke dalam air laut
(dapat diperoleh dalam berbagai bentuk deposit
calcareous)., misalnya, dalam cangkang kerang-kerangan pertukaran dikarenakan harga potensial redoks.
untuk mengendapkan Mg(OH) 2 ,dikenal dengan reaksi
dan dalam sedimen batuan seperti limestone dan kapur. Langkah selanjutnya adalah netralisasi dengan
Juga batuan metamorphik seperti marmer. Produksi Ca penambahan asam klorida,
dengan cara elektrolisis larutan sangat pekat CaCl 2 dan
2 HCl + Mg(OH) 2 MgCl 2 + 2H 2 O
CaF 2 , sementara Sr dan Ba diekstraksi dengan cara reduksi oksida-oksida yang sesuai oleh Al, atau
elektrolisis MCl 2 (M = Sr, Ba).
yang diikuti oleh penguapan air yang menghasilkan Berilium diperoleh dengan cara memanaskan MgCl 2 .XH 2 O, yang mana setelah pemanasan pada 990K
beryl, Be 3 Al 2 (SiO 3 ) 6 (yang bila mengandung impuriti akan menghasilkan klorida anhidrat. Langkah terakhir
yang tepat akan menghasilkan warna dan dikenal yang tepat akan menghasilkan warna dan dikenal
dengan ikatan kovalen.
mengekstraksi BeF 2 , lalu diikuti oleh pengendapan Oksida-oksida dari logam-logam golongan IIA biasanya Be(OH) 2 . Langkah selanjutnya adalah reduksi BeF 2 dihasilkan dengan cara pemanasan karbonatnya.Kadar 1550K Mg yg tinggi menyebabkan bangunan cepat BeF 2 + Mg Be + MgF 2 retak,kecepatan reaksinya tinggi.
CaCO 3(s) CaO (s) + CO 2(g)
Reaksi ini berlangsung secara endotermik tetapi disukai sangat pekat NaCl. Ikatan kovalen warna Be dan C dapat
atau elektrolisis BeCl 2 dengan menggunakan larutan
oleh entropi karena adanya karbon dioksida. Hal ini terbentuk dengan cepat. Contohnya, senyawa-senyawa
dilakukan dalam skala industry dan produk yang organolitium seperti etil litium bereaksi dengan berilium
dihasilkan dikenal sebagai lime atau quicklime. klorida secara cepat.
Quicklime bereaksi sangat eksotermik dengan air dan 2CH 3 CH 2 Li (l) + BeCl 2(s)
(CH 3 CH 2 ) 2 Be (l) +
menghasilkan kalsium hidroksida
2LiCl (s) CaO (s) + H 2 O (l) Ca(OH) 2(s)
Reaksi ini bisa berlangsung karena kecenderungan
2. 2. 3. Kegunaan Utama Unsur-unsur Golongan 2 berilium membentuk ikatan kovalen adalah lebih kuat
dan Senyawa-senyawanya.
dibanding litium. Perhatian! Be dan senyawa-senyawa Ba yang larut Dalam bentuk unsur, kalsium, stronsium, barium,
bersifat sangat toksik
dan radium bersifat sangat reaktif dan Ca, Sr, Ba bereaksi Berilium adalah logam yang paling ringan yang dengan air.
dikenal, bersifat non-magnetik dan memiliki
- Ba
(s) + 2H 2 O (l) Ba (aq) + 2OH (aq) +
konduktifitas termal yang tinggi dan titik lebur yang
H 2(g) sangat tinggi (1560K). Bila sifat-sifat ini digabung dengan sifat ke-inert-annya terhadap oksidasi aerial,
Dengan unsur-unsur golongan VIIA dan juga dengan membuatnya menjadi penting dalam dunia industri. oksigen
Sebagai contoh, Be banyak digunakan pada pembuatan Sr (s) + Br 2(l) SrBr 2(s) bagian badan pesawat udara berkecepatan tinggi dan missil, dan pada satelit komunikasi. Oleh karena Be
Senyawa-senyawanya umumnya ditemukan dalam bentuk memiliki densitas elektron yang rendah maka unsur ini garam. Empat unsur golongan IIA yang lebih berat
merupakan absorber radiasi elektromagnetik yang buruk membentuk hidrida seperti garam
dan akibatnya, Be dapat digunakan dalam jendela tabung Ba (s) + H 2(g) BaH 2(s) sinar-X. Prinsip dasar penggunaannya adalah bahwa absorbsi sinar-X oleh suatu atom berbanding lurus dan akibatnya, Be dapat digunakan dalam jendela tabung Ba (s) + H 2(g) BaH 2(s) sinar-X. Prinsip dasar penggunaannya adalah bahwa absorbsi sinar-X oleh suatu atom berbanding lurus
manesium digunakan juga pada produksi logam titanium mengabsorbsi sinar-X dengan sangat baik. Faktanya, Be
Ti (s) + 2MgCl 2(s) adalah merupakan logam dengan nomor atom paling rendah yang tidak kuat secara fisik dan sedikit stabil
TiCl 4(l) + 2Mg (s)
Adanya Mg di dalam alloy Mg/Al dapat memberikan secara kimia sehingga dapat dibentuk. Oleh karena itu Be
kekuatan mekanikal yang sangat besar dan tahan korosi, dapat digunakan sebagai jendela untuk tabung vakum
dan juga meningkatkan sifat-sifat fabrikasi. Alloy Mg/Al yang memproduksi sinar-X, sebab sinar tersebut dapat
digunakan pada bagian badan pesawat udara dan mobil lewat melalui absorbsi minimum. Titik leburnya yang
dan juga pada peralatan-peralatan ringan. Berbagai tinggi dan kemampuannya yang rendah menangkap
kegunaan lainnya, antara lain pada lampu (mercu suar), elektron, membuat Be sangat berguna di dalam industri
kembang api(logam), lampu blitz kamera, dan pada energi nuklir.
bidang medis seperti obat sakit maag (milk of magnesia Sebaliknya, senyawa-senyawa barium
atau susu magnesia, Mg(OH) 2 ) dan obat cuci mengabsorbsi sinar-X dengan sangat baik. Barium sulfat
perut/pencahar (Epsom salt; garam Epsom,
digunakan pada sinar x untuk diagnosis lambung dan 2+ MgSO
4 .7H 2 O). Ion Mg dan Ca digunakan sebagai
katalis pada transformasi difosfat-trifosfat (siklus scrab ) sedikit larut dan gambar sinar-X akan menunjukkan 2+ dalam sistem biologi; Mg adalah konstituen esensil dari
saluran intestinal. Pasien menelan BaSO 4 yang sangat
bayangan gelap dimana sinar diabsorbsi oleh
klorofil tanaman hijau.
barium.Walaupun ion-ion barium pada konsentrasi yang Penggunaan senyawa-senyawa kalsium jauh signifikan bisa menjadi sangat toksik, tetapi kelarutan
melebihi penggunaan logam-logam lainnya, yang mana barium sulfat yang sangat rendah dapat mencegah
produksi dunia dari CaO, Ca(OH) 2 , CaO.MgO, problem yang mungkin timbul.
Ca(OH) 2 .MgO, dan Ca(OH) 2 .Mg(OH) 2 adalah ≈ 118.000 Mt pada tahun 2000. Kalsium oksida (quicklime atau Gambar di bawah ini menunjukkan kegunaan
lime) diproduksi dengan kalsinasi limestone dan utama Mg.
kegunaan utamanya adalah sebagai komponen pada pembuatan adonan semen untuk tembok bangunan. Campuran pasir kering dan CaO dapat disimpan dan
diangkut; pada penambahan air, CO 2 akan diserap (bereaksi dengan kalsium hidroksida) dan adonan semen untuk tembok tersebut akan menjadi padatan yang keras
sebagai CaCO 3 yang keras, rigid, dan tak larut. Pasir di dalam adonan bertindak sebagai pengikat.
0 CaO
(s) + H 2 O (l) Ca(OH) 2(s) Δ f H = -65
Sejumlah kecil CaF 2 digunakan sebagai suatu flux dalam Kj mol -1 industri baja, untuk pelapis elektroda solder, dan pada
quicklime
slaked lime industri kaca; prisma dan sel yang terdapat pada
spektrofotometer terbuat dari CaF 2 .
Ca(OH) 2(s) + CO 2(g) CaCO 3(s) + H 2 O (l)
Ion-ion yang relatif kecil dengan muatan +2
seperti Mg 2+ dan Ca memiliki atraksi elektrostatik yang setara untuk air. Maka, garam-garamnya bersifat
Penggunaan penting lainnya dari lime adalah higroskopis (dapat menarik air dari udara), dan klorida- dalam industri baja, pulp dan kertas, dan untuk ekstraksi
klorida dari kedua logam ini larut dalam air bila Mg. Kebutuhan akan kalsium karbonat sangat tinggi,
ditinggalkan di area terbuka yang relatif lembab. Kalsium misalnya pada pembuatan baja, kaca, semen dan tembok
klorida dan kalsium sulfat sering digunakan sebagai dan pada proses Solvay. Pemanfaatan CaCO3 dan
desikant untuk memberikan suatu atmosfir yang kering. Ca(OH) 2 akhir-akhir ini yang berhubungan dengan
Barite adalah bentuk mineral BaSO 4 . Produksi lingkungan adalah pada proses desulfurisasi pada
dunia akan senyawa ini pada tahun 2001 adalah ≈ 60
Mt, dimana Chili menyuplai setengahnya. Kegunaan besar digunakan pada pembuatan bleaching powder,
cerobong/terowongan. Ca(OH) 2 dalam jumlah sangat
utama dari barit adalah sebagai material pemberat pada
drilling fluida minyak dan gas (pd industri pertambangan pengolahan air.
Ca(OCl) 2 .Ca(OH) 2 .CaCl 2 .2H 2 O dan pada proses
minyak sbg pemberat). Untuk skala yang lebih kecil, Mineral gypsum adalah bentuk dihidrat dari
BaSO 4 digunakan sebagai barium meal pada radiology
kalsium sulfat, CaSO 4 .2H 2 O. Bila gypsum dipanaskan,
sebab kemampuannya menghambat jalannya sinar-X.
Penggunaan Ba sebagai getter dalam tabung vakum bubuk berwarna putih. Bila ditambahkan air, maka akan
maka akan terbentuk hemihidrat, CaSO 4 . 1/2 H 2 O berupa
adalah karena reaktifitasnya yang tinggi terhadap gas, dilepaskan sejumlah panas dan dihidrat dapat terbentuk
termasuk O 2 dan N 2 .
kembali. Hemihidrat dikenal sebagai plaster of paris dan Di alam, terdapat dua mineral sebagai sumber digunakan untuk dinding, plaster untuk keperluan
stronsium yaitu bentuk sulfat (celestite) dan bentuk ortopedi dan untuk pembuatan patung.
karbonat (strontianite). Pada tahun 2001, 75% stronsium Di alam, kalsium fluorida terdapat sebagai
yang digunakan di AS adalah untuk pembuatan faceplate mineral fluorspar, dan penting secara komersial sebagai
glass yang ada pada tabung sinar katoda TV berwarna bahan mentah untuk pembuatan HF dan F 2 yang berguna untuk menghambat emisi sinar-X.
Keberadaannya sebagai SrO memberikan nilai tambah
CaF 2 + 2H 2 SO 4(pekat) 2 HF +
pada kualitas gambar TV. Kegunaan lain dari Sr adalah Ca(HSO 4 ) 2 sebagai magnit keramik ferrit dan pyrotehnik. Sr
memiliki sedikit kegunaan. Bila dipanaskan di dalam suatu busar, maka Sr akan memancarkan cahaya merah memiliki sedikit kegunaan. Bila dipanaskan di dalam suatu busar, maka Sr akan memancarkan cahaya merah
teraturan sifat-sifat dalam satu golongan seperti titik lebur adalah merupakan produk dari fisi senjata nuklir. Sebab 0 dan Δ
0 kalsium dan stronsium secara kimiawi adalah sama, maka 2+ ● Harga-harga E untuk pasangan M /M relatif konstan
90 Sr terdapat juga dalam tanaman yang akan bergabung (dengan perkecualian untuk Be), dan dapat dijelaskan dengan kalsium ke dalam susu. Selanjutnya, radioisotop
dengan cara yang sama seperti pada logam-logam akan masuk ke dalam tulang dari orang yang meminum
golongan 1. (tabel lihat di landscape)
susu, dimana seterusnya akan dapat mengemisikan partikel-partikel beta yang bersifat destruktif secara
3. 1. 2. Test Nyala
biologi. Sama seperti untuk logam alkali, emisi spektra Radium radioaktif telah lama digunakan dalam
untuk logam-logam golongan 2 dapat diamati dengan pengobatan tumor. Oleh karena sel-sel tumor
cepat dan test nyala dapat digunakan untuk membedakan direproduksi dengan cepat, maka sel-sel tersebut lebih
senyawa-senyawa yang mengandung
rentan terhadap efek pengrusakan dari radiasi disbanding - Ca : oranye-merah tetapi terlihat hijau muda melalui sel-sel normal. Sebotol kecil garam radium dapat
kaca warna biru
dimasukkan ke dalam jaringan yang memiliki tumor - Sr : krimson, tetapi terlihat violet melalui kaca warna untuk menghancurkan sel-sel jahat.
biru
- Ba :
3. 1. Sifat-sifat Fisika
3. 1. 1. Sifat-sifat Umum
3. 1. 3. Isotop Radioaktif
90 Tabel 2. 1. di bawah ini memberikan beberapa Isotop Sr adalah emitter-ß (t 1/2 = 29,1 tahun) dan sifat fisika dari unsur-unsur golongan 2. Intensitas
merupakan hasil reaksi fisi dari uranium. Dalam hal radioaktifitas Ra tidak memungkinkan memperoleh
terjadinya bencana reaktor nuklir atau dalam hal semua data tentang unsur ini. Beberapa poin umum yang
pembuangan limbah nuklir, terdapat bahaya terhadap perlu dicatat dari tabel di bawah ini adalah:
tanaman (rumput) dan kemudian susu, yang mungkin ● Kecenderungan umum turunnya harga IE 90
1 dan IE 2 dari
terkontaminasi dengan Sr dan mungkin juga bergabung
dengan kalsium fosfat masuk ke dalam tulang. Ba ke Ra. Hal ini bisa terjadi karena adanya pengaruh termodinamika pasangan inert 6s.
atas ke bawah diputus oleh naiknya harga IE 1 dan IE 2 dari
4. 1. Logam-logam
● Tingginya harga IE 3 menjadi faktor penghambat
4. 1. 1. Penampakan
pembentukan ion M 3+ . Berilium dan magnesium adalah logam berwarna ● Melihat harga r ion untuk berilium dapat memberi
keabua-abuan, sementara logam-logam lainnya adalah asumsi bahwa ion Be 2+ terdapat dalam BeF
lunak dan berwarna perak. Logam-logam ini bersifat tetap menjadi hal yang bisa dipertanyakan.
2 dan BeO,
lunak sehingga dapat ditempa, ductile dan agak rapuh. Di lunak sehingga dapat ditempa, ductile dan agak rapuh. Di
perlahan-lahan menjadi amida.
[M(NH 3 ) 6 ] [M(NH 2 ) 2 ] 4 NH 3 +
4. 1. 2. Reaktifitas
H 2 M = Ca, Sr, Ba
Berilium dan magnesium dapat mengalami passifasi
Bila dipanaskan, semua logam golongan 2 bergabung
2 Be + O 2 2 BeO ( lapisan pelindung pada
dengan O 2 ,N 2 , S, atau X
permukaan logam berupa oksida)
Δ 2M + O 2 → 2 MO
dan secara kinetik inert terhadap O 2 dan H 2 O pada
temperatur ambien. Tetapi, amalgam Mg dapat
membebaskan H 2 dari air, karena tidak terjadi pelapisan 3M + N 2 → M 3 N 2 dalam bentuk oksida pada permukaannya. Logam Mg
bereaksi dengan uap panas atau air panas
Mg + 2 H 2 O
Mg(OH) 2 + H 2 8M + S 8 → 8 MS
uap panas
M + X 2 → MX 2 Berilium dan magnesium dapat larut dengan cepat dalam
asam-asam non-oksidator; magnesium dapat diserang
oleh asam nitrat, sementara berilium bereaksi dengan Perbedaan antara unsur pertama dan unsur-unsur HNO 3 encer tetapi dengan asam nitrat pekat akan
di bawahnya pada logam golongan 2 dapat digambarkan mengalami passivasi. Magnesium tidak bereaksi dengan
dengan pembentukan hidrida dan karbida. Bila alkali aqueous, sementara Be membentuk hidroksida
dipanaskan dengan H 2 , Ca, Sr, dan Ba akan membentuk amfoter.
hidrida salin, MH 2 , tetapi Mg hanya bereaksi dibawah Logam-logam Ca, Sr, dan Ba, menunjukkan sifat-
tekanan tinggi. Sebaliknya, BeH 2 (terdapat dalam bentuk sifat kimia yang sama, secara umum dapat dikatakan
polimer) dibuat dari alkil berilium. Berilium bergabung mirip, tetapi agak kurang reaktif dibanding Na. Logam-
dengan karbon pada temperatur tinggi menghasilkan logam ini bereaksi dengan air dan asam-asam
Be 2 C yang memiliki suatu kisi antifluorit. Logam menghasilkan H 2 , dan kesamaannya dengan Na adalah
golongan 2 lainnya membentuk karbida MC 2 yang
mengandung ion [C≡C] 2- , dan mengadopsi kisi NaCl cantik yang mengandung elektron-elektron tersolvasi.
dapat larut dalam NH 3 cair memberikan larutan biru
yang memanjang sepanjang satu aksis. Sementara Be 2 C Dari larutan ini, dimungkinkan mengisolasi heksaamina,
bereaksi dengan air sesuai persamaan reaksi berikut
Be 2 C + 4H 2 O
2 Be(OH) 2 + CH 4 2 BeO + CCl 4 2 2 BeCl + CO 2
dan karbida-karbida dari logam di bawahnya mengalami yang adalah merupakan metode standard pembuatan hidrolisis menghasilkan C 2 H 2 klorida logam yang tidak dapat dibuat dengan cara
MC 2 + 2H 2 O M(OH) 2 + C 2 H 2 dehidrasi hidrat-hidratnya yang diperoleh dari media
2 O) 4 ] dicoba dari dehidrasi [Be(H 2 O) 4 ]Cl 2 yang menghasilkan CaH 2 digunakan sebagai drying agent tetapi reaksinya
2+ M = Mg, Ca, Sr, Ba aqueous. Dalam hal Be, pembuatan [Be(H
hidroksida, bukan klorida
dengan air sangat eksotermik. Karbida Mg 2 C 3 (yang
mengandung ion linear [C 4-
3 ] ; [C = C = C] isoelektronik
[Be(H 2 O) 4 ]Cl 2 Be(OH) 2 + 2H 2 O + 2
dengan CO 2 ) dibuat dengan cara memanaskan MgC 2 atau
HCl
dengan reaksi abu Mg dengan uap pentana pada 950K. Reaksi Mg 2 C 3 dengan air menghasilkan MeC≡CH.
Dalam keadaan uap diatas 1020K, BeCl 2 adalah suatu monomer dan mempunyai struktur linear. BeCl 2
5. 1. Halida membentuk kristal tak berwarna, deliquescent,
5. 1. 1. Halida Berilium mengandung rantai tak beraturan; lingkungan koordinasi Halida berilium anhidrat adalah merupakan
dari tiap-tiap Be pusat adalah tetrahedral dan jarak Be –
Cl lebih panjang dari jarak dalam monomernya. (titik sublimasi 1073K) dari peruraian termal
senyawa kovalen. Fluorida, BeF 2 , diperoleh sebagai kaca
Pembentukan ikatan dalam monomer BeCl 2 dapat [NH 4 ] 2 [BeF 4 ]. Senyawa ini dibuat dari BeO dan NH 3 dijelaskan dengan hibridisasi sp. Dalam bentuk dalam HF (sifat nature nya HF selalu dlm bentuk
polimernya, tiap atom Be dapat dianggap mengalami polimer,asam kuat akan mengalami ioniasasi 3 hibridisasi sp dan skema ikatan-σ yang terlokalisasi
sempurna,padahal dlm keadadan polimer terionisasina adalah cocok yang mana tiap atom Cl mendonasikan
susah ) aqueous berlebih. Leburan BeF 2 adalah suatu non-
sepasang elektron bebas kepada orbital hibrid yang
kosong di sekitar atom Be. Pembentukan rantai ini kristobalit-ß yang konsisten dengan bentuknya yang
konduktor listrik dan padatan BeF 2 mengadopsi kisi
menunjukkan sifat asam Lewis dari berilium dihalida padatan kovalen. Berilium difluorida bersifat sangat larut
dimana BeCl 2 bertindak sebagai katalis Friedel-Crafts dan dalam air (ikatan hidrogen ) dan pembentukan 2- pembentukan adduct digambarkan oleh [BeF
[Be(H 2-
2 O) 4 ] secara termodinamik lebih disukai. [BeCl 4 ] , dan BeCl 2 .2L (L = eter, aldehid, keton). BeCl 2 anhidrat (TL = 688K, TD = 793K) dapat dibuat dari reaksi
5. 1. 2. Halida-halida dari Mg, Ca, Sr, dan Ba 1070K Fluorida-fluorida dari Mg(II), Ca(II), Sr(II), dan Ba(II) terdapat sebagai padatan ionik dengan titik lebur 5. 1. 2. Halida-halida dari Mg, Ca, Sr, dan Ba 1070K Fluorida-fluorida dari Mg(II), Ca(II), Sr(II), dan Ba(II) terdapat sebagai padatan ionik dengan titik lebur
untuk MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , dan BaF 2 secara berturut-turut
polarisasi anion besar yang dapat dipolarisasi oleh kation.
adalah7,42 x 10 -9 , 1,46 x 10 , 4,33 x 10 , dan 1,84 x Penjelasan alternatif lainnya difokuskan pada
10 -7 . Sementara MgF
partisipasi orbital d dalam ikatan yang terdapat pada dan BaF 2 adalah kristal dengan struktur fluorite. Bebeda
2 mengadopsi kisi rutil, CaF 2 , SrF 2 ,
CaX 2 , SrX 2 , dan BaX 2 . Tabel 2. 2 di atas menunjukkan dari sifat-sifat BeF 2 , tak satupun dari fluorida-fluorida
bahwa Be dan Mg hanya membentuk dihalida gas yang logam di bawahnya bersifat sebagai asam Lewis.
linear. Kedua logam ini hanya mempunyai orbital atom s Struktur fluorida logam golongan 2 dalam fase
dan p yang tersedia untuk ikatan dan orbital tumpang gas dan molekul-molekul halida berikutnya dapat dilihat
tindih M – X yang paling baik dapat dicapai untuk suatu pada tabel 2. 2. di bawah ini.
molekul linear. Gambar 11.3, hal 282 menunjukkan suatu Logam
Halida
orbital np pada M dengan kombinasi out-of-phase dari
I orbital-orbital X….X. Orbital kosong yang tersedia untuk Be Linear
F Cl
Br
Ca adalah 3d, untuk Sr adalah 4d, dan untuk Ba adalah Mg
5d, tetapi hanya dapat tumpang tindih secara efektif Ca Quasilinear Quasilinear Quasilinear Quasilinear
dengan orbital-orbital pada atom-atom X jika molekul Sr
Bengkok
Quasilinear Quasilinear Quasilinear
MX 2 bengkok. Kombinasi out-of-phase dari orbital-
orbital X….X hanya tumpang tindih secara efisien dengan orbital d yz dari M jika molekul MX 2 berbentuk bengkok. Pembukaan molekul hingga berbentuk linear Istilah quasilinear mengacu pada spesies yang mana
I Bengkok
adalh dengan “memutar” interaksi orbital ini. Walaupun perbedaan antara energi terhitung struktur linear dan 2 interaksi antara orbital logam d z dan kombinasi in-phase bengkok (dengan perubahan sudut >20 0 ) kurang dari 4 Kj
orbital X….X adalah yang paling efisien bila MX 2 mol -1 . Struktur yang paling bengkok dari dihalida adalah
berbentuk linear, namun demikian masih tetap efisien bila BaF 2 . Senyawa ini memiliki sudut ikatan pada area 110 –
molekul berbentuk bengkok.
126 0 (harga ini berasal dari sejumlah teori dan data Magnesium klorida, bromida, dan iodida dapat eksperimental) dan energi terhitung untuk mengubah
diperoleh dalam bentuk kristal dari larutan aqueous BaF 2 bengkok menjadi molekul linear adalah ≈ 21 Kj
sebagai hidrat yang mengalami hidrólisis parsial bila mol -1 . Kelebih-sukaan struktur bengkok untuk logam-
dipanaskan. Oleh karena itu, garam-garam anhidrat dapat logam yang paling berat yang bergabung dengan F, Cl,
dibuat dengan persamaan reaksi
atau Br dapat dijelaskan dalam hubungannya baik dengan Mg + X 2 → MgX 2 X = Cl, Br, I “inverse polarisasi” maupun dengan partisipasi orbital
atom d untuk Ca, Sr, dan Ba. Inverse polarisasi terjadi
bila ion logam dapat dipolarisasi dan terpolarisasi oleh F -
Catatan, suatu padatan higroskopis dapat mengabsorbsi air dari udara sekitarnya tetapi tidak bisa menjadi liquid.
Anhidrat MCl 2 , MBr 2 , dan MI 2 (M = Ca, Sr, dan
Ba) dapat dibuat dengan cara dehidrasi garam-garam hidrat. Halida-halida anhidrat seperti ini adalah
higroskopis dan CaCl 2 (yang diperoleh sebagai hasil
samping dari proses Solvay) digunakan sebagai drying- agent laboratorium dan juga untuk road de-icing. Dalam keadaan padat, banyak dari halida-halida anhidrat
memiliki struktur lapisan yang kompleks seperti kisi
CdI 2 . Kebanyakan dari halida-halida ini bisa larut dalam
6. Oksida dan Hidroksida
pelarut-pelarut polar seperti eter atau piridin, dan
6. 1. Oksida
sejumlah kristal kompleks telah berhasil diisolasi. Berilium oksida, BeO, dapat dibuat dengan cara Koordinasi oktahedral telah dikonfirmasi oleh studi
membakar Be atau senyawanya dalam O 2 . BeO adalah diffraksi sinar-X dari senyawa-senyawa kompleks
suatu padatan berwarna putih, tidak larut dalam air, yang
termasuk trans-[MgBr 2 (py) 4 ], trans—[MgBr 2 (THF) 4 ],
mengadopsi kisi wurtzite. Oksida-oksida logam golongan
cis—[MgBr 2 (diglyme)(THF)], dan trans-[CaI 2 (THF) 4 ].
2 lainnya biasanya dibuat dengan peruraian termal
karbonatnya, temperatur T mengacu pada P(CO 2 )=1 keadaan padat dapat dicapai dengan pembentukan suatu
Dalam [MgBr 2 (Pthf) 2 ], koordinasi oktahedral dalam
barr)
struktur rantai. Catatan, py = pyridine, THF = M = Mg tetrahidrofuran. Ukuran yang besar dari logam-logam
T = 813K
yang lebih berat memungkinkan bilangan koordinasi TK Ca
yang lebih tinggi, misalnya, trans-[SrBr 2 (py) 5 ] dan trans-
1173K
MCO 3 MO + CO 2 Sr sebagai katalis untuk reaksi-reaksi esterifikasi dan
[SrI 2 (THF) 5 ]. Dalam kimia organik, MgBr 2 digunakan
1563K
Ba digunakan sebagai katalis untuk konversi epoksida
MgBr 2 .2Et 2 O dapat diperoleh secara komersial, yang
1633K
alifatik menjadi ketone.
Gambar 11.5, hal 284 di bawah ini menunjukkan kecenderungan titik leleh dari oksida-oksida: MgO, CaO,
SrO, dan BaO dengan kisi kristal NaCl dan penurunan dalam titik didih merefleksikan penurunan energi kisi sebagai akibat dari naiknya ukuran kation.
Peroksida-peroksida logam golongan 2, MO 2 , yang dikenal antara lain adalah untuk M = Mg, Ca, Sr, dan Ba. Percobaan pembuatan BeO 2 sejauh ini masih belum berhasil dan tidak adanya bukti eksperimental untuk senyawa berilium peroksida. Seperti peroksida logam golongan 1, kestabilan terhadap reaksi peruraian di bawah meningkat dengan naiknya ukuran ion M 2+ .
MO 2 → MO + ½ O 2 (M = Mg, Ca, Sr, Ba)
Kecenderungan ini sebagai akibat dari perbedaan energi kisi antara MO dan MO 2 (untuk M tertentu) yang menjadi
semakin kecil jika r 0 + semakin besar; Δ kisi H (MO, padat)
selalu lebih kecil dibanding Δ 0
kisi H (MO 2 , padat). Semua peroksida adalah oksidator kuat.
Magnesium peroksida (yang digunakan untuk pasta gigi) Tingginya titik leleh dari MgO menyebabkan senyawa ini
dibuat dengan mereaksikan MgCO 3 atau MgO dengan cocok untuk material-material refraktori. Catatan,
H 2 O 2 . Kalsium peroksida dibuat dengan dehidrasi hati- material refraktori cocok untuk penggunaan pada oven.
hati CaO 2 .8H 2 O, yang mana CaO 2 .8H 2 O dibuat dari Material seperti ini memiliki titik leleh yang tinggi, daya
reaksi:
hantar listrik rendah, dan bersifat inert secara kimia pada Ca(OH) 2 + H 2 O 2 +6H 2 O → CaO 2 .8H 2 O temperatur operasi oven yang tinggi. Aksi air terhadap MgO dapat mengubahnya menjadi Mg(OH) 2 yang sedikit larut. Oksida-oksida Ca,
Reaksi SrO dan BaO dengan O 2 (600K, 200 barr, dan Sr, dan Ba bereaksi dengan cepat dan eksoterm dengan
850K) menghasilkan SrO 2 dan BaO 2 . BaO 2 murni belum
bisa diisolasi dan secara komersial dapat diperoleh Pengubahan CaO menjadi kalsium karbida dan reaksi
air, dan mengabsorbsi CO 2 dari atmosfir (persamaan 5).
senyawa yang mengandung BaO dan Ba(OH) 2 . Reaksi hidrolisis selanjutnya sangat penting di dunia industri,
peroksida dengan asam-asam akan menghasilkan H 2 O 2 walaupun sebagai suatu prekursor, etuna dapat diperoleh
SrO 2 + 2 HCl → SrCl 2 + H 2 O 2 dari etena.
2300K 6. 2. Hidroksida
CaO + 3 C CaC 2 + CO
Berilium hidroksida mempunyai sifat amfoter,
CaC 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + C 2 H 2
sedangkan hidroksida-hidroksida logam golongan 2 sedangkan hidroksida-hidroksida logam golongan 2
dari asam-asam okso hanya untuk senyawa-senyawa yang
2- Be(OH)
2 + 2 [OH] → [Be(OH) 4 ] khusus dan penting. Kebanyakan garam-garam berilium dari asam-asam okso kuat ditemukan dalam bentuk kristal sebagai hidrat yang dapat larut. Berilium karbonat
yang membentuk ion kompleks tetrahedral, cenderung terhidrolisis menghasilkan garam yang 2+ mengandung [Be(H
2 O) 4 ] . BeCO 3 dapat diisolasi hanya dengan cara pengendapan dibawah atmosfir CO 2 . Kecenderungan terhadap hidrólisis juga digambarkan oleh pembentukan basa berilium asetat, [Be 4 (µ 4 -O) (µ- O 2 CMe) 6 ] (bukan Be(MeCO 2 ) 2 ) oleh aksi MeCO 2 H pada Be(OH) 2 . Gambar 11.6, hal 286 menunjukkan struktur [Be 4 (µ 4 -O) (µ-O 2 CMe) 6 ]; atom oksigen sentral terikat kepada empat Be pusat yang terletak pada sudut-sudut tetapi Be(OH) 2 juga bereaksi dengan asam-asam
tetrahedral. Struktur yang sama telah diobservasi pada
Be(OH) 2 + H 2 SO 4 → BeSO 4 + 2H 2 O
basa nitrat [Be 4 (µ 4 -O) (µ-O 2 NO) 6 ] yang terbentuk dengan
urutan reaksi:
Kelarutan M(OH) 2 (M = Mg, Ca, Sr, Ba) dalam air N 2 O 4 323K meningkat dari atas ke bawah seperti halnya kestabilan
BeCl 2 2 [Be(NO [NO] 3 ) 4 ]
termalnya untuk terurai menjadi MO dan H 2 O.
Be(NO 3 ) 2
Magnesium hidroksida bertindak sebagai basa lemah,
2 2 , dan Ba(OH) 2 adalah basa
sementara Ca(OH) 398K , Sr(OH)
kuat. Soda lime adalah merupakan campuran dari NaOH [Be 4 (µ 4 -
dan Ca(OH) 2 dan dibuat dari CaO dan NaOH aqueous.
O)(µ-O 2 NO) 6 ]
Adalah lebih mudah menangani soda lime dibanding
NaOH, dan secara komersial soda lime dapat diperoleh. Karbonat dari Mg dan logam-logam di bawahnya sedikit
Soda lime banyak digunakan sebagai absorber untuk CO 2 .
larut dalam air, kestabilan termalnya (persamaan 19)
Dalam test kualititatif untuk garam-garam [NH 4 ] ,
meningkat dengan ukuran kation dan kecenderungan ini amida, imida, dan senyawa-senyawa yang sehubungan
dapat dirasionalisasikan dalam hubungannya dengan
akan dilepaskan NH 3 bila dipanaskan dengan soda lime.
energi kisi. Karbonat-karbonat logam jauh lebih larut
dalam larutan CO 2 dibanding dalam air, karena adanya
6. 3. Garam-garam dari Asam-asam Okso
pembentukan [HCO -
3 ] . Namun demikian, garam-garam 3 ] . Namun demikian, garam-garam
Aragonite dapat dibuat di laboratorium dengan cara
(sadah) mengandung ion-ion Mg 2+ dan Ca yang dapat pengendapan CaCO 3 dari larutan aqueous panas. membentuk kompleks dengan ion-ion stearat di dalam
Sulfat dari Mg dan Ca mempunyai aplikasi yang sabun, menghasilkan “buih” yang tidak larut. Terjadinya
penting. Kalsium sulfat hidrat (CaSO 4 .2H 2 O, gypsum) Kesadahan sementara adalah disebabkan adanya garam-
terdapat di alam dan juga sebagai produk proses garam hidrogenkarbonat dan ini dapat diatasi dengan
desulfurisasi yang melibatkan Ca(OH) 2 atau CaCO 3 . pendidihan (yang menyebabkan pergeseran
Kristal gypsum dapat pecah dengan mudah karena dalam kesetimbangan 27 di bawah ke kanan dan menghasilkan
kristal terdapat lapisan-lapisan yang saling terikat oleh
pengendapan CaCO 3 atau MgCO3) atau dengan
ikatan hidrogen. Bila gypsum dipanaskan pada ≈ 400K,
akan terbentuk hemihidrat CaSO 4 .1/2H 2 O (plaster of endapan persamaan berikut)
penambahan sejumlah tertentu Ca(OH) 2 ( menghasilkan
Paris) dan jika plaster ini dicampur dengan air maka
Ca(HCO 3 ) 2(aq) == CaCO 3(s) + CO 2(g) + H 2 O (l)
material ini akan mengembang sedikit sebagai akibat dihasilkannya dihidrat.
Ca(HCO 3 ) 2(aq) + Ca(OH) 2(aq) → 2 CaCO 3(s) + 2 Barium sulfat adalah garam yang agak larut (K sp =
H -10
2 O (l) 1,07 x 10 ) dan pembentukan endapan putih BaSO 4 Terjadinya Kesadahan tetap (permanen) adalah
digunakan sebagai test kualitatif untuk melihat adanya
disebabkan oleh garam-garam Mg 2+ dan Ca (misalnya,
ion-ion sulfat dalam larutan aqueous.
sulfat). Proses pelunakan air sadah melibatkan pelewatan - BaCl 2(aq) + [SO 4 ] (aq) → BaSO 4(s) + 2 Cl (aq) air keras (sadah) melalui resin penukar kation. Mesin pembersih-detergen mengandung “builder” yang
melepaskan ion-ion Mg 2+ dan Ca dari mesin air; untuk Catatan, Suatu hidrat X.nH 2 O yang mana n = ½ disebut kepentingan ini digunakan polifosfat, tetapi oleh karena
hemihidrat; jika n = 1,5 disebut sesquihidrat. fosfat dapat merusak lingkungan, maka digunakanlah zeolit.
7. Hubungan Diagonal Antara Li dan Mg, dan Antara Kalsium karbonat terdapat di alam dalam dua
Be dan Al
bentuk kristal, yaitu calcite dan metastabil aragonite. Telah dijelaskan bahwa sifat-sifat Li dan
Dalam calcite, ion-ion Ca 2+ dan [CO
senyawa-senyawanya sering diterima sebagai anomali susunan dimana tiap ion Ca 2+ membentuk koordinasi-6 ke bila dibandingkan dengan senyawa-senyawa logam-
3 ] tersusun dengan
sisi-sisi atom-atom O karbonat, sementara dalam logam golongan 1 lainnya dan bahwa terdapat hubungan aragonite, tiap ion Ca 2+ dikelilingi oleh sembilan atom O. diagonal antara Li dan Mg. Dalam bagian ini, kita akan
Perbedaan energi antara kedua karbonat ini adalah < 5 Kj membahas hubungan ini lebih detail dan juga mol -1 yang mana calcite adalah bentuk yang secara
menggambarkan hubungan diagonal yang sama antara Be termodinamika lebih disukai. Namun demikian, aragonite
dan Al. Posisi Li, Be, Mg, dan Al dalam sistem periodik stabil secara kinetik terhadap perubahan menjadi calcite.
dapat dilihat pada diagram berikut.
area permukaan
Li 2 Be B ion (4πr
Hubungan diagonal ini menghasilkan kemiripan/kesamaan antara kimiawi Li dan Mg dan
Tabel 3 di bawah ini memberikan beberapa sifat fisik antara Be dan Al dan menyebabkan adanya perbedaan yang penting dari masing-masing tiga unsur-unsur
sifat unsur pertama dengan unsur-unsur di bawahnya pertama dalam golongan 1, 2, dan 3. + untuk tiap golongan. Kation-kation yang kecil seperti Li ,
3+ Golongan 1 Golongan 2 Golongan 3 Mg , Be , dan Al memiliki densitas muatan yang Sifat-sifat
tinggi dan masing-masing kation tersebut memiliki daya
Ga polarisasi yang tinggi (high polarizing power). Jari-jari logam, r logam, /pm
Jari-jari ion, r ion ,/pm
54 62 7. 1. Litium dan magnesium
Elektronegatifitas Yang membuat Li mirip secara diagonal dengan
Pauling, X P 1,0
1,8 Mg, tetapi tidak mirip secara vertikal dengan unsur-unsur
0 Δ -1
277 di bawahnya adalah sifat-sifat kimianya, antara lain: ●Litium dengan cepat dapat bergabung dengan N 2 menghasilkan nitrida, Li 3 N; Mg bereaksi dengan N 2 Membandingkan sifat-sifat Li dengan sifat-sifat Na dan
atom H (298K)/Kj mol 161
menghasilkan Mg 3 N 2 .
K, atau Li dengan Mg, dapat dilihat bahwa Li lebih mirip ●Litium bergabung dengan O 2 menghasilkan oksida Li 2 O dengan Mg dibanding dengan Na dan K dan unsur-unsur
bukan peroksida atau superoksida; Mg membentuk MgO. di bawahnya. Perbandingan yang sama dapat dilihat