MAKALAH KIMIA UNSUR (2) docx
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam sistim periodik logam alkali terdapat pada kolom pertama paling kiri sering juga
disebut dengan ”Golongan IA”, terdiri dari: lithium (Li), sodium (Na), potassium (K),
rubidium (Rb), cesium (Cs) dan francium ](Fr). Disebut logam alkali karena oksidanya dapat
bereaksi dengan air menghasilkan larutan yang bersifat basa (alkaline). Hal tersebutl menjadi
latar belakang penulisan makalah ini.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa pengertian logam alkali ?
2. apa saja yag termasuk senyawa alkali logam alkali ?
1.3 Manfaat Penulisan
Manfaat penulisan dalam makalah ini yaitu selain mengetahui Logam Alkali lebih
jelas, , Sifat-sifat dalam Logam Alkali, Kecenderungan Dalam Sistim Periodik, juga dapat
mengenal lebih jauh macam-macam logam Alkali secara rinci dan jelas.
1.4 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan dalam pembuatan makalah ini yaitu untuk mengetahui
Logam Alkali lebih jelas,Macam-macam Logam Alkali, Sifat-sifat dalam Logam Alkali,
Kecenderungan Dalam Sistim Periodik, dan lain-lain.
1
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Logam Alkali
Logam alkali adalah kelompok unsur kimia pada Golongan 1 tabel periodik, kecuali
hidrogen. Kelompok ini terdiri dari: litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb),
sesium (Cs), dan fransium (Fr). Semua unsur pada kelompok ini sangat reaktif sehingga
secara alami tak pernah ditemukan dalam bentuk tunggal. Untuk menghambat reaktivitas,
unsur-unsur logam alkali harus disimpan dalam medium minyak.
2.2 Karakteristik
Beberapa jenis logam alkali
Seperti kelompok lainnya, anggota dari grup ini dapat ditunjukkan dari konfigurasi
elektronnya, terutama kulit terluarnya yang menghasilkan sifat sebagai berikut:
Z
Elemen
Jumlah elektron/kulit
Konfigurasi elektron
3
litium
2, 1
[He]2s1
11
natrium
2, 8, 1
[Ne]3s1
19
kalium
2, 8, 8, 1
[Ar]4s1
37
rubidium
2, 8, 18, 8, 1
[Kr]5s1
55
caesium
2, 8, 18, 18, 8, 1
[Xe]6s1
87
fransium
2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
[Rn]7s1
2.3 Unsur-Unsur Golongan Alkali.
Unsur-unsur golongan IA disebut juga logam alkali. Unsur-unsur alkali merupakan
logam yang sangat reaktif. Kereaktifan unsur alkali disebabkan kemudahan melepaskan
elektron valensi pada kulit ns1 membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +1. Oleh sebab
itu, unsur-unsur logam alkali tidak ditemukan sebagai logam bebas di alam, melainkan berada
dalam bentuk senyawa.
2.4 Kelimpahan Unsur-Unsur logam Alkali
Litium merupakan unsure ke-33 yang melimpah dibumi sekitar 0,007% dari massa
kerak bumi, tetapi karena reaktivitasnya sangat tinggi membuat unsure ini hanya dapat
ditemukan dalam keadaan bersenyawaan dengan unsure lain. Natrium (Na) Natrium
melimpah di litosfer, natrium banyak ditemukan di bintang-bintang. Garis D pada spektrum
matahari sangat jelas. Natrium juga merupakan elemen terbanyak keempat di bumi (setelah
Aluminium, Besi (Fe), dan Kalsium), terkandung sebanyak 2.83% di kerak bumi. Unsur ini
merupakan unsur terbanyak dalam golongan logam alkali. Kalium (K) Logam ini merupakan
logam ketujuh paling banyak sekitar 2,6% menutupi kerak bumi. Rubidium (Rb) Rubidium
ternyata ditemukan lebih banyak dari yang diperkirakan beberapa tahun lalu. Rubidium
dianggap sebagai elemen ke-16 yang paling banyak ditemukan di kerak bumi. Rubidium
1
berada sekitar 0,028% dari massa kerak bumi dan cesium berada sangat sedikit sekali sekitar
0,00032% dari kerak bumi.
Unsur
Persen di kerak
bumi
Litium
0,007% di
bebatuan beku
Keberadaan di alam
Dalam spodune LiAl(SiO3)2.
Natrium
2,83%
Dalam garam batu NaCl, senyawa
Chili NaNO3, Karnalit
KMgCl3.6H2O, trona Na5(CO3)2.
(HCO3).2H20, dan air laut
Kalium
2,6%
Dalam silvit (KCl), garam petre
KNO3, dan karnalit KCl.MgCl2.6H2O
Rubidium
0,028%
Sesium
0,00032%
Fransium
Sangat sedikit
Dalam lepidolit
Dalam polusit (Cs4Al4Si9O26)
Berasal dari peluruhan aktinium
(Ac). Bersifat radioaktif dengan
waktu paro 21.8 menit
2.5 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali.
Unsur-unsur logam alkali semuanya logam yang sangat reaktif dengan sifat-sifat
fisika ditunjukkan pada Tabel 3.8. Logam alkali sangat reaktif dalam air. Oleh karena tangan
kita mengandung air, logam alkali tidak boleh disentuh langsung oleh tangan.
Tabel 3.8 Sifat-Sifat Fisika Logam Alkali
Sifat Sifat
Li Na K Rb Cs
Titik leleh (°C)
181 97,8 63,6 38,9 28,4
Titik didih (°C)
1347 883 774 688 678
Massa jenis (g cm–3) 0,53 0,97 0,86 1,53 1,88
Keelektronegatifan
1,0 0,9 0,8 0,8 0,7
Jari-jari ion ( )
0,9 1,7 1,5 1,67 1,8
Semua unsur golongan IA berwarna putih keperakan berupa logam padat, kecuali
cesium berwujud cair pada suhu kamar. Logam alkali Natrium merupakan logam lunak dan
dapat dipotong dengan pisau. Logam alkali Kalium lebih lunak dari natrium. Pada Tabel 3.8
tampak bahwa logam litium, natrium, dan kalium mempunyai massa jenis kurang dari 1,0 g
1
cm–3. Akibatnya, logam tersebut terapung dalam air. Akan tetapi, ketiga logam ini sangat
reaktif terhadap air dan reaksinya bersifat eksplosif disertai nyala. Logam litium terapung di
air karena massa jenisnya lebih kecil dari air. (b) Logam natrium harus disimpan dalam
minyak tanah.
Sifat-sifat fisika logam alkali seperti lunak dengan titik leleh rendah menjadi petunjuk
bahwa ikatan logam antaratom dalam alkali sangat lemah. Ini akibat jari-jari atom logam
alkali relatif besar dibandingkan unsur-unsur lain dalam satu periode. Penurunan titik leleh
dari logam alkali litium ke cesium disebabkan oleh jari-jari atom yang makin besar sehingga
mengurangi kekuatan ikatan antaratom logam. Logam-logam alkali merupakan reduktor
paling kuat, seperti ditunjukkan oleh potensial reduksi standar yang negatif.
Tabel 3.9 Potensial Reduksi Standar Logam Alkali
Logam Alkali
Li
Na
K
Rb
Cs
Potensial reduksi (V)
–3,05 –2,71 –2,93 –2,99 –3,02
Keelektronegatifan logam alkali pada umumnya rendah (cesium paling rendah),
yang berarti logam tersebut cenderung membentuk kation. Sifat logam alkali ini juga
didukung oleh energi ionisasi pertama yang rendah, sedangkan energi ionisasi kedua sangat
tinggi sehingga hanya ion dengan biloks +1 yang dapat dibentuk oleh logam alkali. Semua
logam alkali dapat bereaksi dengan air. Reaksi logam alkali melibatkan pergantian hidrogen
dari air oleh logam membentuk suatu basa kuat disertai pelepasan gas hidrogen.
2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)
Kereaktifan logam alkali terhadap air menjadi sangat kuat dari atas ke bawah dalam
tabel periodik. Sepotong logam litium jika dimasukkan ke dalam air akan bergerak di sekitar
permukaan air disertai pelepasan gas H2. Logam alkali Kalium bereaksi sangat dahsyat
disertai ledakan dan nyala api berwarna ungu. Dalam udara terbuka, logam alkali bereaksi
dengan oksigen membentuk oksida. Logam alkali Litium membentuk Li 2O, natrium
membentuk Na2O, tetapi produk yang dominan adalah natrium peroksida (Na 2O2). Jika
kalium dibakar dengan oksigen, produk dominan adalah kalium superoksida (K 2O), suatu
senyawa berwarna kuning-jingga. Oksida ini merupakan senyawa ion dari ion K+ dan ion O2–
Sifat-sifat logam Alkali:
1. Sangat reaktif
2. Bereaksi dengan halogen membentuk garam
3. Bereaksi dengan air membentuk basa kuat
4. Elektron terluar 1
5. Lunak
6. Titik lebur rendah
7. Massa Jenis rendah
8. Potensial untuk ionisasi sangat rendah
9. Tingkat elektronegativitas : Li > Na > K > Rb > Cs > Fr
10. Tingkat reaktivitas : Li < Na < K < Rb < Cs < Fr
11. Titik lebur dan titik uap : Li > Na > K > Rb > Cs > Fr
2.6 Jari –jari atom
Pengertiannya adalah jarak dari inti kekulit terluar. Jari2 atom
dari atas kebawah semakin besar.
jumlah lintasan semakin besar.
semakin besar nomor atom unsur tersebut semakin banyak kulit yang di milikinya.
2.7 Titik Didih & Titik beku serta kerapatan
1
Semakin besar titik didih maka semakin besar nomor atom.
Semakin besar Nomor atom maka semakin besar pula kerapatan pada atom tersebut, maka
semakin banyak membentuk ikatannya dan semakin membutuhkan waktu yang lama untuk
memisahkan ikatan—ikatan tersebut sehingga titik didih dan titik beku semakin tinggi.
2.8 Energi Ionisasi Logam Alkali
Misalnya natrium (Na)
Persamaan ionisasinya dapat ditulis sebagai berikut:
Na(g) + EI-I --> Na+(g) + e
Energi ionisasi pertama adalah sejumlah energi yang diperlukan oleh suatu atom netral dalam
wujud gas, Na(g) untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah, membentuk ion
positif dalam bentuk gas, Na+(g).
logam natrium direaksikan dengan gas khlor, persamaan reaksinya adalah:
2 Na(s) + Cl2(g) --> 2 NaCl(s).
Setelah menjadi ion Na+(2,8), sudah stabil, isoelektronik dengan Ne(2,8). EI-II lebih
besar dibanding EI-I karena jumlah muatan positif inti lebih besar dari muatan negatif
elektron, sehingga jari-jari ionnya juga sudah mengecil. Karena EI-II sangat besar, maka
logam alkali hanya membentuk ion +1 sesuai elektron valensinya.
2.9 Afinitas Elektron
Afinitas elektron adalah energi yang menyertai proses penambahan 1 elektron pada
satu atom netral dalam wujud gas, sehingga terbentuk ion bermuatan –1. Afinitas elektron
juga dinyatakan dalam kJ mol–1. Unsur yang memiliki afinitas elektron bertanda negatif,
berarti mempunyai kecenderungan lebih besar dalam menyerap elektron daripada unsur yang
afinitas elektronnya bertanda positif. Makin negatif nilai afinitas elektron, maka makin besar
kecenderungan unsur tersebut dalam menyerap elektron (kecenderungan membentuk ion
negatif).
Dari sifat ini dapat disimpulkan bahwa:
1.
Dalam satu golongan, afinitas elektron cenderung berkurang dari atas ke bawah.
2.
Dalam satu periode, afinitas elektron cenderung bertambah dari kiri ke kanan.
3.
Kecuali unsur alkali tanah dan gas mulia, semua unsur golongan utama mempunyai afinitas
elektron bertanda negatif. Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan halogen.
2.10 Keelektronegatifan
Keelektronegatifan adalah kemampuan atau kecenderungan suatu atom untuk
menangkap atau menarik elektron dari atom lain. Misalnya, fluorin memiliki kecenderungan
menarik elektron lebih kuat daripada hidrogen. Jadi, dapat disimpulkan bahwa
keelektronegatifan fluorin lebih besar daripada hidrogen. Konsep keelektronegatifan ini
pertama kali diajukan oleh Linus Pauling (1901 – 1994) pada tahun 1932.
Unsur-unsur yang segolongan, keelektronegatifan makin ke bawah makin kecil
sebab gaya tarik inti makin lemah. Sedangkan unsur-unsur yang seperiode,
keelektronegatifan makin ke kanan makin besar. Akan tetapi perlu diingat bahwa golongan
VIIIA tidak mempunyai keelektronegatifan. Hal ini karena sudah memiliki 8 elektron di kulit
terluar. Jadi keelektronegatifan terbesar berada pada golongan VIIA.
2. 11 Sifat magnetic
1
Sifat magnet suatu atom unsure berkaitan dengan struktur elktronnya, sesuai dengan
aturan aufbau, larangan Pauli, dan aturan Hund. Electron di dalam orbital suatu atom ada
yang berpasangan dan ada yang tidak berpasangan. Beberapa atom misalnya atom-atom gas
mulia semua elektronnya berpasangan, tetapi beberapa atom yang lain tidak berpasangan.
Akibat dari kedua keadaan tersebut berakibat pula pada interaksinya terhadap medan magnet.
Atom-atom yang semua elektronnya telah berpasangan cenderung ditolak oleh medan magnet
dan disebut sebagai atom diamagnetic, sedangkan atom-atom yang mempunyai electron tidak
berpasangan akan tertarik oleh medan magnet dan disebut atom yang bersifat paramagnetic.
Adanya electron yang tidak berpasangan menimbulkan momen magnet yang diukur
dalam satuan bohr-magneton (BM). Besarnya momen magnet dapat di perkirakan dengan
rumus :
µ = n(n+2)
dengan,
µ = momen magnet dalam bohr-magneton
n = jumlah electron tidak berpasangan
2.12 Sifat Kimia
Logam alkali merupakan unsur logam yang sangat reaktif dibanding logam golongan
lain. Hal ini disebabkan pada kulit terluarnya hanya terdapat satu elektron dan energi ionisasi
yang lebih kecil dibanding unsur golongan lain. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah,
kereaktifan logam alkali makin bertambah seirng bertambahnya nomor atom.
Reaksi dengan Air : Produk yang diperoleh dari reaksi antara logam alkali dan air
adalah gas hidrogen dan logam hidroksida. Logam hidroksida yang dihasilkan merupakan
suatu basa kuat. Makin kuat sifat logamnya basa yang dihasilkan makin kuat pula, dengan
demikian basa paling kuat yaitu dihasilkan oleh sesium. Reaksi antara logam alkali dan air
adalah sebaga berikut:
2M(s) + 2H2O(l) ―→ 2MOH(aq) + H2(g) (M = logam alkali)
Reaksi antara logam alkali dengan air merupakan reaksi yang eksotermis. Li bereaksi
dengan tenang dan sangat lambat, Natrium dan kalium bereaksi dengan keras dan cepat,
sedangkan rubidium dan sesium bereaksi dengan keras dan dapat menimbulkan ledakan.
Reaksi dengan Udara : Logam alkali pada udara terbuka dapat bereaksi dengan uap air
dan oksigen. Untuk menghindari hal ini, biasanya litium, natrium dan kalium disimpan dalam
minyak atau minyak tanah untuk menghindari terjadinya kontak dengan udara.
1
Litium merupakan satu-satunya unsur alkali yang bereaksi dengan nitrogen
membentuk Li3N. Hal ini disebabkan ukuran kedua atom yang tidak berbeda jauh dan
struktur yang dihasilkanpun sangat kompak dengan energi kisi yang besar.
Produk yang diperoleh dari reaksi antara logam alkali dengan oksigen yakni berupa
oksida logam. Berikut reaksi yang terjadi antara alkali dengan oksigen
4L + O2 ―→ 2L2O
(L = logam alkali)
Pada pembakaran logam alkali, oksida yang terbentuk bermacam-macam tergantung
pada jumlah oksigen yang tersedia. Bila jumlah oksigen berlebih, natrium membentuk
peroksida, sedangkan kalium, rubidium dan sesium selain peroksida dapat pula membentuk
membentuk superoksida. Persamaan reaksinya
Na(s) + O2(g) ―→ Na2O2(s)
L(s) + O2(g) ―→ LO2(s) (L = kalium, rubidium dan sesium)
Reaksi dengan Hidrogen : Dengan pemanasan logam alkali dapat bereaksi dengan
hidrogen membentuk senyawa hidrida. Senyawa hidrida yaitu senyawaan logam alkali yang
atom hidrogen memiliki bilangan oksidasi -1.
2L(s) + H2(g) ―→ 2LH(s) (L = logam alkali)
Reaksi dengan Halogen : Unsur-unsur halogen merupakan suaru oksidator sedangkan
logam alkali merupakan reduktor kuat. Oleh sebab itu reaksi yang terjadi antara logam alkali
dengan halogen merupakan reaksi yang kuat. Produk yang diperoleh dari reaksi ini berupa
garam halida.
2L + X2 ―→ 2LX
(L = logam alkali, X = halogen)
Reaksi dengan Senyawa : Logam-logam alkali dapat bereaksi dengan amoniak bila
dipanaskan dan akan terbakar dalam aliran hidrogen klorida.
2L + 2HCl ―→ LCl + H2
2L + 2NH3 ―→ LNH2 + H2 L = logam alkali
a.
Kereaktifan unsur
Kereaktifan logam alkali ditunjukkan oleh reaksi - reaksinya dengan beberapa
unsur non logam. Dengan gas hidrogen dapat bereaksi membentuk hidrida yang berikatan
ion, dalam hal ini bilangan oksidasi hydrogen adalah -1 dan bilangan oksidasi alkali +1.
Dengan oksigen dapat membentuk oksida, dan bahkan beberapa di antaranya dapat
membentuk peroksida dan superoksida. Litium bahkan dapat bereaksi dengan gas nitrogen
pada suhu kamar membentuk litium nitrida (Li 3N). Semua senyawa logam alkali merupakan
1
senyawa yang mudah larut dalam air, dengan raksa membentuk amalgam yang sangat reaktif
sebagai reduktor. Beberapa reaksi logam alkali dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel. Beberapa Reaksi Logam Alkali
Reaksi Umum
Keterangan
4M(s) + O2(g) ->2M2O(s)
jumlah oksigen terbatas dipanaskan di udara dengan
2M(s) + O2(g) ->M2O2(s)
2M(s) + X2(g) ->2MX(s)
2M(s) + S(g) ->M2S(s)
2M(s) + 2H2O(g) ->2MOH(aq) +
H2(g)
2M(s) + H2(g) ->2MNH2(s) + H2(g)
6M(s) + N2(g) -> 2M3N(s)
oksigen berlebihan.
Logam K dapat membentuk superoksida (KO2).
X adalah F, Cl, Br, Ireaksi dahsyat, kecuali Li
dengan katalisator hanya Li yang dapat bereaksi
gas H2 kering (bebas air) reaksi dengan asam (H+)
dahsyat
Logam alkali dapat larut dalam ammonia pekat (NH 3), diperkirakan membentuk
senyawa amida.
Na(s) + NH3(l) ->NaNH2(s) + ½ H2(g)
Reaksinya dengan air merupakan reaksi eksoterm dan menghasilkan gas hidrogen
yang mudah terbakar. Oleh karena itu, bila logam alkali dimasukkan ke dalam air akan terjadi
nyala api di atas permukaan air.
Dalam amonia yang sangat murni akan membentuk larutan berwarna biru, dan
merupakan sumber elektron yang tersolvasi (larutan elektron).
Logam - logam alkali memberikan warna nyala yang khas, misalnya Li (merah), Na
(kuning), K (ungu), Rb (merah), dan Cs (biru/ungu). Warna khas dari logam alkali dapat
digunakan untuk identifikasi awal adanya unsur alkali dalam suatu bahan.
b. Kelarutan Garam Alkali
Kelarutan garam alkali dalam air sangat besar sehingga sangat bermanfaat sebgai
pereaksi dalam laboratorium. Namun demikian kelarutan ini sangat bervariasi sebagaimana
ditunjukkan oleh seri natrium halide
Kelaruna suatu senyawa bergantung pada besaran-besaran entalpi yaitu energi kisi,
entalpi hidrasi kation dan anion bersama-sama dengan perubahan entropi yang bersangkutan
Tambahan pula terdapat hubungan yang bermakna antara kelarutan garam alkali dengan jarijari kation untuk anion yang sama, namun hubungan ini dapat menghasilkan kurva kontinu
dengan kemiringan (slope) positif maupun negatif.
C. Sifat Asam & Sifat Basa
1
Senyawa LiCl memiliki kekuatan ikatan ion lebih lemah dibanding NaCl, apalagi
KCl yang ikatan ionnya lebih kuat. Oleh karena itu dikatakan sifat ion LiCl lemah.
Hal ini disebabkan letak pasangan elektron ikatan (PEI) pada LiCl sedikit lebih
menjauhi Cl dibanding pada NaCl. Untuk KCl PEInya lebih rapat ke arah Cl.
Perubahan sifat antara kovalen dan ionik seperti perubahan sifat logam dan non
logam, juga seperti halnya sifat asam basa hidroksida dalam suatu perioda. Oleh karena itu
ada senyawa yang sifat ionnya melemah dan sifat kovalennya menguat.
Asam basa merupakan dua larutan yang menghasilkan ion jika dilarutkan
dalam air (Asam Basa Arrhenius). Dikatakan asam jika larutan tersebut menghasilkan
ion H+ dan sisa asamnya berupa non logam.
HA --> H+ + A- (A- merupakan sisa asam/non logam).
Sedangkan basa merukapakan larutan yang menghasilkan ion OH- dan sisa basanya
berupa logam (golongan IA, IIA, Al dan Fe).
BOH --> B+ + OH- (B+ merupakan sisa basa/logam).
Secara umum reaksi asam basa adalah sebagai berikut:
HA + BOH --> BA + H - OH (BA merupakan garam)
Untuk mempermudah dalam menyetarakan reaksi asam basa, maka saya membaginya dalam
4 kelompok.
d.
Daya mempolarisasi dan terpolarisasi
Daya mempolarisasi kation ditentukan oleh perbandingan muatan kation terhadap
jari-jari kation. Daya polarisasi ini kuat bila muatan ionnya besar, tetapi jari-jari kationnya
kecil. Sebaliknya, ukuran dan muatan anion semakin besar akan semakin mudah anion
tersebut mengalami polarisasi.
1
2.13 Cara Isolasi unsur-unsur logam Alkali
a. Ekstraksi Logam Alkali
Logam-logam alkali sangat stabil terhadap pemanasan, sehingga logam-logam alkali
tidak dapat diperoleh dari oksidanya melalui proses pemanasan. Logam alkali tidak dapat
dihasilkan dengan mereduksi oksidanya, hal ini disebabkan logam-logam alkali merupakan
pereduksi yang kuat.
Keberadaan natrium dan kalium telah dikenali sejak lama, namun untuk mereduksi logamlogam alkali dalam air tidak dapat dilakukan karena logam-logam alkali dapat bereaksi
dengan air membentuk basa kuat. Pada abad ke-19 H. Davy akahirnya dapat mengisolasi
natrium dan kalium dengan melakukan elektrolisis terhadap lelehan garam KOH atau NaOH.
Dengan metode yang sama Davy berhasil mengisolasi Li dari Li 2O. Kemudian Rb dan Cs
ditemukan sebagai unsur baru dengan teknik spektroskopi pada tahun 1860-1861 oleh
Bunsen dan Kirchhoff. Sedangkan fransium ditemukan oleh Perey dengan menggunakan
teknik radiokimia tahun 1939.
Semua logam alkali hanya dapat diisolasi dari leburan garam halidanya melalui proses
elektrolisis. Garam-garam halida mempunyai titik lebur yang sangat tinggi, oleh karena itu
umumnya ditambahkan garam halida yang lain untuk menurunkan titik lebur garam
halidanya. .
b. Isolasi Litium
Karena atom logam alkali mudah dioksidasi menjadi ion logam, maka proses kebalikannya
yaitu reduksi ion logam menjadi logam bebas, sulit dilakukan secara kimia. Metode pokok
pengadaan Litium mencakup elektrolisis garam cair, biasanya dari flouridanya. Contohnya,
Mineral Spadymene (LiAl(SiO3)2) merupakan mineral paling penting yang mengndung
litium. Bentuk α pertama kali diubah menjadi bentuk β lunak melalui sekitar 1100° dan
dicampur dengan asam sulfat panas dan diekstrak ke dalam air untuk membentuk larutan
litium sulfat (LiSO4). Sulfat dicuci dengan natrium karbonat (Na 2CO3) untuk membentuk
endapan secara realtif dengan litium karbonat (Li2CO3) yang tidak terlarut.
Li2SO4 + Na2CO3 Na2SO4 + LiCO3
Berikut adalah reaksi antara litium karbonat dengan HCl sehingga membentuk litium klorida
(LiCl)
1
Li2CO3 + 2HCl
2LiCl + CO2 + H2O
Litium klorida memiliki titik leleh yang tinggi (>6000°) sehingga sulit untuk meleleh untuk
dielektrolisis. Walaupun campuran LiCl (55%) dan KCl(45%) dapat meleleh pada 430°C dan
dibutuhkan energy yang rendah untuk elektrolisis.
c. Isolasi Natrium
Natrium dapat diperoleh dari elektrolisis leburan NaCl dengan menambahkan
CaCl2 menggunakan proses downs cell. Penambahan CaCl2 bertujuan menurunkan titih leleh
NaCl dari 801ºC menjadi 580 ºC. Proses ini dilakukan dalam sel silinder meggunakan anoda
dari grafit dan katoda dari besi atau tembaga. Selama proses elektrolisis berlangsung, ion-ion
Na+ bergerak menuju katoda kemudian mengendap dan menempel pada katoda, sedangkan
ion Cl‾ membentuk gas Cl2 pada anoda. Metode pokok pengadaan Na mencakup elektrolisis
garam cair, biasanya dari kloridanya. Contohnya
2NaCl(l) 2 Na(l) + Cl2(g)
Metoda ini lebih murah ketimbang mengelektrolisis Natrium Hidroksida, seperti yang pernah
digunakan beberapa tahun lalu. Terdapat sejumlah besar kandungan garam batuan NaCl yang
dihasilkan dari penguapan air laut dalam jangka waktu geologis. Proses penguapan yang
masih berlangsung saat ini contohnya seperti danau garam besar di Utah dan laut mati.
d. Isolasi Kalium
Kalium tidak akan dibuat secara normal di laboratorium sebagai bahan komersial
yang siap guna. Semua sintesis memerlukan tahap elektrolitik dan sangat sulit untuk
ditambahkan electron pada ion K+ yang rendah elektronegativitasnya. Kalium tidak dibuat
sama seperti natrium. Ini karena logam kalium, dibentuk sekali dengan elektrolisis dari cairan
kalium klorida (KCl) dimana sangat larut pada bentuk garamnya
Katoda
:
K+(l) + e- → K (l)
Anoda
:
Cl-(l) → 1/2Cl2 (g) + e-
Reaksi antara logam natrium dengan logam kalium klorida terjadi pada 850OC
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.
e. Isolasi Rubidium dan Cesium
1
Rubidium, dan Cesium tidak dapat diperoleh dengan proses elektrolis karena logamlogam yang terbentuk pada anoda akan segera larut kembali dalam larutan garam yang
digunakan. Oleh sebab itu untuk memperoleh rubidium, dan sesium dilakukan melalui
metode reduksi.
Isolasi untuk golongan logam alkali secara umum dapat dilakukan dengan elektrolisis. Dalam
laboratorium cesium dapat dibuat melalui proses elektrolisis ekstrak mineral dalam bentuk
sianida (cianyde) atau melalui pemanasan hidroksida atau karbonat magnesium atau
aluminium. Unsur ini juga dapat diisolasi dengan cara elektrolisis fusi sianida dan dengan
beberapa metoda lainnya. Sesium murni yang bebas gas dapat dipersiapkan dengan cara
dekomposisi panas Sesium azida
2.14 Kegunaan Logam Alkali dan senyawaan
a. Kegunaan Litium dan senyawaannya
Kegunaan logam Litium (Li) adalah untuk membuat baterai dan Li 2CO3 digunakan untuk
pembuatan beberapa jenis peralatan gelas dan keramik.
b. Kegunaan Natrium (Na)
Kegunaan natrium dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:
1. Natrium digunakan sebagai cairan pendingin pada reaktor nuklir karena meleleh pada 980
C dan mendidih pada 9000C
2. Natrium digunakan untuk membuat senyawa Natrium yang tidak dapat dibuat dari NaCl
seperti Natrium peroksida (Na2O2) dan Natrium Sianida (NaCN)
3. Natrium digunakan pada pengolahan logam-logam tertentu seperti Li, K, dan Zn
4. Campuran Na dan K untuk termometer temperatur tinggi
5. Uap Natrium digunakan untuk lampu natrium yang bewarna kuning dan menembus kabut
1.
Natrium Hidroksida (NaOH) disebut dengan soda kaustik yang digunakan untuk
industri sabun dan deterjen yang dibuat dengan mereaksikan lemak atau minyak dengan
NaOH, Industri pulp dan kertas, pada pengolahan alumunium menggunakan bauksit menjadi
alumunium murni diperlukan NaOH , dan NaOH untuk industri tekstil, plastik, dan
pemurniaan minyak bumi.
2.
Natrium Klorida (NaCl) digunakan untuk pengolahan bahan makanan, Regenerasi alat
pelunak air, pada industri susu, pengawetan ikan dan daging, pengolahan kulit, dan sebagai
bahan baku untuk membuat Natrium.
3.
Natrium Karbonat (Na2CO3) yang digunakan soda abu yang digunakan sebagai industri
pembuatan kertas, indutri kaca, industri deterjen, dan bahan pelunak air yang mehilangkan
kesadahan pada air.
4.
Natrium Bikarbonat (NaHCO3) disebut juga soda kue. Kegunaannya sebagai bahan
pengembang pada pembuatan kue.
1
5.
Natrium Sulfida (Na2S) digunakan bersama-sama NaOH pada proses pengolahan pulp
yang merupakan bahan dasar pembuatan kertas
6.
NaCN digunakan untuk ekstraksi emas
7.
NaNO2 digunakan sebagai bahan pengawet
c. Kegunaan Kalium
Kegunaan kalium dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:
1.
Unsur kalium sangat penting bagi pertumbuhan. Tumbuhan membutuhkan garam-garam
Kaliu, tidak sebagai ion K+ sendiri tetapi bersama-sama ion Ca+ dalam perbandingan tertentu
2.
Unsur kalium digunakan untuk pembuatan kalim superoksida (KO 2) yang dapat
bereaksi dengan air membentuk oksigen. Senyawa kalim superoksida digunakan sebagai
bahan cadangan oksigen dalam tambang, kapal selam, dan digunakan untuk memulihkan
seseorang yang keracunan gas.
Kegunaan senyawa Kalium sebagai berikut :
1.
KOH digunakan pada industri sabun lunak
2.
KCl dan K2SO4 digunakan untuk pupuk pada tanaman
3.
KNO3 digunakan sebagai komponen essensial dari bahan peledak, petasan, dan
kembang api
4.
KClO3 digunakan untuk pembuatan korek api, bahan peledak, dan digunakan sebagai
bahan pembuat gas klorida
5.
K2CO3 digunakan pada industri kaca.
Kegunaan logam alkali lainnya adalah sebagai berikut:
Rubidium (Rb) dan Cesium (Cs) digunakan sebagai permukaan peka cahaya dalam sel
fotolistrik yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik
1
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari beberapa penjelasan yang telah dibahas dalam BAB II, dapat ditarik kesimpulan
bahwa Dalam sistim periodik logam alkali terdapat pada kolom pertama paling kiri sering
juga disebut dengan ”Golongan IA”, terdiri dari: lithium (Li), sodium (Na), potassium (K),
rubidium (Rb), cesium (Cs) dan francium (Fr). Disebut logam alkali karena oksidanya dapat
bereaksi dengan air menghasilkan larutan yang bersifat basa (alkaline). Logam Alkali juga
memiliki sifat-sifat fisika dan kimia, seperti logam alkali berbentuk padatan kristalin,
merupakan penghantar panas dan listrik yang baik, merupakan reduktor paling kuat, mudah
bereaksi dengan air, sehingga logam harus disimpan dalam minyak tanah, dan lain-lain.
3.2 Saran
Bagi para pembaca makalah ini, sebaiknya tidak merasa puas, karena masih banyak
ilmu-ilmu yang didapat dari berbagai sumber.
Sebaiknya mencari sumber lain untuk lebih memperdalam materi mengenai Kimia
Unsur
Alangkah baiknya jika mempelajari juga unsur-unsur kimia yang lain dalam tabel periodik.
1
DAFTAR PUSTAKA
Purba, Michael. 2006. KIMIA Untuk SMA Kelas XII. Jakarta : Penerbit Erlangga
Purba, Michael. 2004. KIMIA Untuk SMA Kelas XI Semester GanjilI. Jakarta : Penerbit
Erlangga
http://entoen.nu/beemster/id
http://id.wikipedia.org
http://entoen.nu/id
http://corrosion-doctors.org/Electrochem/Cell.htm
1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam sistim periodik logam alkali terdapat pada kolom pertama paling kiri sering juga
disebut dengan ”Golongan IA”, terdiri dari: lithium (Li), sodium (Na), potassium (K),
rubidium (Rb), cesium (Cs) dan francium ](Fr). Disebut logam alkali karena oksidanya dapat
bereaksi dengan air menghasilkan larutan yang bersifat basa (alkaline). Hal tersebutl menjadi
latar belakang penulisan makalah ini.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa pengertian logam alkali ?
2. apa saja yag termasuk senyawa alkali logam alkali ?
1.3 Manfaat Penulisan
Manfaat penulisan dalam makalah ini yaitu selain mengetahui Logam Alkali lebih
jelas, , Sifat-sifat dalam Logam Alkali, Kecenderungan Dalam Sistim Periodik, juga dapat
mengenal lebih jauh macam-macam logam Alkali secara rinci dan jelas.
1.4 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan dalam pembuatan makalah ini yaitu untuk mengetahui
Logam Alkali lebih jelas,Macam-macam Logam Alkali, Sifat-sifat dalam Logam Alkali,
Kecenderungan Dalam Sistim Periodik, dan lain-lain.
1
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Logam Alkali
Logam alkali adalah kelompok unsur kimia pada Golongan 1 tabel periodik, kecuali
hidrogen. Kelompok ini terdiri dari: litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb),
sesium (Cs), dan fransium (Fr). Semua unsur pada kelompok ini sangat reaktif sehingga
secara alami tak pernah ditemukan dalam bentuk tunggal. Untuk menghambat reaktivitas,
unsur-unsur logam alkali harus disimpan dalam medium minyak.
2.2 Karakteristik
Beberapa jenis logam alkali
Seperti kelompok lainnya, anggota dari grup ini dapat ditunjukkan dari konfigurasi
elektronnya, terutama kulit terluarnya yang menghasilkan sifat sebagai berikut:
Z
Elemen
Jumlah elektron/kulit
Konfigurasi elektron
3
litium
2, 1
[He]2s1
11
natrium
2, 8, 1
[Ne]3s1
19
kalium
2, 8, 8, 1
[Ar]4s1
37
rubidium
2, 8, 18, 8, 1
[Kr]5s1
55
caesium
2, 8, 18, 18, 8, 1
[Xe]6s1
87
fransium
2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
[Rn]7s1
2.3 Unsur-Unsur Golongan Alkali.
Unsur-unsur golongan IA disebut juga logam alkali. Unsur-unsur alkali merupakan
logam yang sangat reaktif. Kereaktifan unsur alkali disebabkan kemudahan melepaskan
elektron valensi pada kulit ns1 membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +1. Oleh sebab
itu, unsur-unsur logam alkali tidak ditemukan sebagai logam bebas di alam, melainkan berada
dalam bentuk senyawa.
2.4 Kelimpahan Unsur-Unsur logam Alkali
Litium merupakan unsure ke-33 yang melimpah dibumi sekitar 0,007% dari massa
kerak bumi, tetapi karena reaktivitasnya sangat tinggi membuat unsure ini hanya dapat
ditemukan dalam keadaan bersenyawaan dengan unsure lain. Natrium (Na) Natrium
melimpah di litosfer, natrium banyak ditemukan di bintang-bintang. Garis D pada spektrum
matahari sangat jelas. Natrium juga merupakan elemen terbanyak keempat di bumi (setelah
Aluminium, Besi (Fe), dan Kalsium), terkandung sebanyak 2.83% di kerak bumi. Unsur ini
merupakan unsur terbanyak dalam golongan logam alkali. Kalium (K) Logam ini merupakan
logam ketujuh paling banyak sekitar 2,6% menutupi kerak bumi. Rubidium (Rb) Rubidium
ternyata ditemukan lebih banyak dari yang diperkirakan beberapa tahun lalu. Rubidium
dianggap sebagai elemen ke-16 yang paling banyak ditemukan di kerak bumi. Rubidium
1
berada sekitar 0,028% dari massa kerak bumi dan cesium berada sangat sedikit sekali sekitar
0,00032% dari kerak bumi.
Unsur
Persen di kerak
bumi
Litium
0,007% di
bebatuan beku
Keberadaan di alam
Dalam spodune LiAl(SiO3)2.
Natrium
2,83%
Dalam garam batu NaCl, senyawa
Chili NaNO3, Karnalit
KMgCl3.6H2O, trona Na5(CO3)2.
(HCO3).2H20, dan air laut
Kalium
2,6%
Dalam silvit (KCl), garam petre
KNO3, dan karnalit KCl.MgCl2.6H2O
Rubidium
0,028%
Sesium
0,00032%
Fransium
Sangat sedikit
Dalam lepidolit
Dalam polusit (Cs4Al4Si9O26)
Berasal dari peluruhan aktinium
(Ac). Bersifat radioaktif dengan
waktu paro 21.8 menit
2.5 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali.
Unsur-unsur logam alkali semuanya logam yang sangat reaktif dengan sifat-sifat
fisika ditunjukkan pada Tabel 3.8. Logam alkali sangat reaktif dalam air. Oleh karena tangan
kita mengandung air, logam alkali tidak boleh disentuh langsung oleh tangan.
Tabel 3.8 Sifat-Sifat Fisika Logam Alkali
Sifat Sifat
Li Na K Rb Cs
Titik leleh (°C)
181 97,8 63,6 38,9 28,4
Titik didih (°C)
1347 883 774 688 678
Massa jenis (g cm–3) 0,53 0,97 0,86 1,53 1,88
Keelektronegatifan
1,0 0,9 0,8 0,8 0,7
Jari-jari ion ( )
0,9 1,7 1,5 1,67 1,8
Semua unsur golongan IA berwarna putih keperakan berupa logam padat, kecuali
cesium berwujud cair pada suhu kamar. Logam alkali Natrium merupakan logam lunak dan
dapat dipotong dengan pisau. Logam alkali Kalium lebih lunak dari natrium. Pada Tabel 3.8
tampak bahwa logam litium, natrium, dan kalium mempunyai massa jenis kurang dari 1,0 g
1
cm–3. Akibatnya, logam tersebut terapung dalam air. Akan tetapi, ketiga logam ini sangat
reaktif terhadap air dan reaksinya bersifat eksplosif disertai nyala. Logam litium terapung di
air karena massa jenisnya lebih kecil dari air. (b) Logam natrium harus disimpan dalam
minyak tanah.
Sifat-sifat fisika logam alkali seperti lunak dengan titik leleh rendah menjadi petunjuk
bahwa ikatan logam antaratom dalam alkali sangat lemah. Ini akibat jari-jari atom logam
alkali relatif besar dibandingkan unsur-unsur lain dalam satu periode. Penurunan titik leleh
dari logam alkali litium ke cesium disebabkan oleh jari-jari atom yang makin besar sehingga
mengurangi kekuatan ikatan antaratom logam. Logam-logam alkali merupakan reduktor
paling kuat, seperti ditunjukkan oleh potensial reduksi standar yang negatif.
Tabel 3.9 Potensial Reduksi Standar Logam Alkali
Logam Alkali
Li
Na
K
Rb
Cs
Potensial reduksi (V)
–3,05 –2,71 –2,93 –2,99 –3,02
Keelektronegatifan logam alkali pada umumnya rendah (cesium paling rendah),
yang berarti logam tersebut cenderung membentuk kation. Sifat logam alkali ini juga
didukung oleh energi ionisasi pertama yang rendah, sedangkan energi ionisasi kedua sangat
tinggi sehingga hanya ion dengan biloks +1 yang dapat dibentuk oleh logam alkali. Semua
logam alkali dapat bereaksi dengan air. Reaksi logam alkali melibatkan pergantian hidrogen
dari air oleh logam membentuk suatu basa kuat disertai pelepasan gas hidrogen.
2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)
Kereaktifan logam alkali terhadap air menjadi sangat kuat dari atas ke bawah dalam
tabel periodik. Sepotong logam litium jika dimasukkan ke dalam air akan bergerak di sekitar
permukaan air disertai pelepasan gas H2. Logam alkali Kalium bereaksi sangat dahsyat
disertai ledakan dan nyala api berwarna ungu. Dalam udara terbuka, logam alkali bereaksi
dengan oksigen membentuk oksida. Logam alkali Litium membentuk Li 2O, natrium
membentuk Na2O, tetapi produk yang dominan adalah natrium peroksida (Na 2O2). Jika
kalium dibakar dengan oksigen, produk dominan adalah kalium superoksida (K 2O), suatu
senyawa berwarna kuning-jingga. Oksida ini merupakan senyawa ion dari ion K+ dan ion O2–
Sifat-sifat logam Alkali:
1. Sangat reaktif
2. Bereaksi dengan halogen membentuk garam
3. Bereaksi dengan air membentuk basa kuat
4. Elektron terluar 1
5. Lunak
6. Titik lebur rendah
7. Massa Jenis rendah
8. Potensial untuk ionisasi sangat rendah
9. Tingkat elektronegativitas : Li > Na > K > Rb > Cs > Fr
10. Tingkat reaktivitas : Li < Na < K < Rb < Cs < Fr
11. Titik lebur dan titik uap : Li > Na > K > Rb > Cs > Fr
2.6 Jari –jari atom
Pengertiannya adalah jarak dari inti kekulit terluar. Jari2 atom
dari atas kebawah semakin besar.
jumlah lintasan semakin besar.
semakin besar nomor atom unsur tersebut semakin banyak kulit yang di milikinya.
2.7 Titik Didih & Titik beku serta kerapatan
1
Semakin besar titik didih maka semakin besar nomor atom.
Semakin besar Nomor atom maka semakin besar pula kerapatan pada atom tersebut, maka
semakin banyak membentuk ikatannya dan semakin membutuhkan waktu yang lama untuk
memisahkan ikatan—ikatan tersebut sehingga titik didih dan titik beku semakin tinggi.
2.8 Energi Ionisasi Logam Alkali
Misalnya natrium (Na)
Persamaan ionisasinya dapat ditulis sebagai berikut:
Na(g) + EI-I --> Na+(g) + e
Energi ionisasi pertama adalah sejumlah energi yang diperlukan oleh suatu atom netral dalam
wujud gas, Na(g) untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah, membentuk ion
positif dalam bentuk gas, Na+(g).
logam natrium direaksikan dengan gas khlor, persamaan reaksinya adalah:
2 Na(s) + Cl2(g) --> 2 NaCl(s).
Setelah menjadi ion Na+(2,8), sudah stabil, isoelektronik dengan Ne(2,8). EI-II lebih
besar dibanding EI-I karena jumlah muatan positif inti lebih besar dari muatan negatif
elektron, sehingga jari-jari ionnya juga sudah mengecil. Karena EI-II sangat besar, maka
logam alkali hanya membentuk ion +1 sesuai elektron valensinya.
2.9 Afinitas Elektron
Afinitas elektron adalah energi yang menyertai proses penambahan 1 elektron pada
satu atom netral dalam wujud gas, sehingga terbentuk ion bermuatan –1. Afinitas elektron
juga dinyatakan dalam kJ mol–1. Unsur yang memiliki afinitas elektron bertanda negatif,
berarti mempunyai kecenderungan lebih besar dalam menyerap elektron daripada unsur yang
afinitas elektronnya bertanda positif. Makin negatif nilai afinitas elektron, maka makin besar
kecenderungan unsur tersebut dalam menyerap elektron (kecenderungan membentuk ion
negatif).
Dari sifat ini dapat disimpulkan bahwa:
1.
Dalam satu golongan, afinitas elektron cenderung berkurang dari atas ke bawah.
2.
Dalam satu periode, afinitas elektron cenderung bertambah dari kiri ke kanan.
3.
Kecuali unsur alkali tanah dan gas mulia, semua unsur golongan utama mempunyai afinitas
elektron bertanda negatif. Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan halogen.
2.10 Keelektronegatifan
Keelektronegatifan adalah kemampuan atau kecenderungan suatu atom untuk
menangkap atau menarik elektron dari atom lain. Misalnya, fluorin memiliki kecenderungan
menarik elektron lebih kuat daripada hidrogen. Jadi, dapat disimpulkan bahwa
keelektronegatifan fluorin lebih besar daripada hidrogen. Konsep keelektronegatifan ini
pertama kali diajukan oleh Linus Pauling (1901 – 1994) pada tahun 1932.
Unsur-unsur yang segolongan, keelektronegatifan makin ke bawah makin kecil
sebab gaya tarik inti makin lemah. Sedangkan unsur-unsur yang seperiode,
keelektronegatifan makin ke kanan makin besar. Akan tetapi perlu diingat bahwa golongan
VIIIA tidak mempunyai keelektronegatifan. Hal ini karena sudah memiliki 8 elektron di kulit
terluar. Jadi keelektronegatifan terbesar berada pada golongan VIIA.
2. 11 Sifat magnetic
1
Sifat magnet suatu atom unsure berkaitan dengan struktur elktronnya, sesuai dengan
aturan aufbau, larangan Pauli, dan aturan Hund. Electron di dalam orbital suatu atom ada
yang berpasangan dan ada yang tidak berpasangan. Beberapa atom misalnya atom-atom gas
mulia semua elektronnya berpasangan, tetapi beberapa atom yang lain tidak berpasangan.
Akibat dari kedua keadaan tersebut berakibat pula pada interaksinya terhadap medan magnet.
Atom-atom yang semua elektronnya telah berpasangan cenderung ditolak oleh medan magnet
dan disebut sebagai atom diamagnetic, sedangkan atom-atom yang mempunyai electron tidak
berpasangan akan tertarik oleh medan magnet dan disebut atom yang bersifat paramagnetic.
Adanya electron yang tidak berpasangan menimbulkan momen magnet yang diukur
dalam satuan bohr-magneton (BM). Besarnya momen magnet dapat di perkirakan dengan
rumus :
µ = n(n+2)
dengan,
µ = momen magnet dalam bohr-magneton
n = jumlah electron tidak berpasangan
2.12 Sifat Kimia
Logam alkali merupakan unsur logam yang sangat reaktif dibanding logam golongan
lain. Hal ini disebabkan pada kulit terluarnya hanya terdapat satu elektron dan energi ionisasi
yang lebih kecil dibanding unsur golongan lain. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah,
kereaktifan logam alkali makin bertambah seirng bertambahnya nomor atom.
Reaksi dengan Air : Produk yang diperoleh dari reaksi antara logam alkali dan air
adalah gas hidrogen dan logam hidroksida. Logam hidroksida yang dihasilkan merupakan
suatu basa kuat. Makin kuat sifat logamnya basa yang dihasilkan makin kuat pula, dengan
demikian basa paling kuat yaitu dihasilkan oleh sesium. Reaksi antara logam alkali dan air
adalah sebaga berikut:
2M(s) + 2H2O(l) ―→ 2MOH(aq) + H2(g) (M = logam alkali)
Reaksi antara logam alkali dengan air merupakan reaksi yang eksotermis. Li bereaksi
dengan tenang dan sangat lambat, Natrium dan kalium bereaksi dengan keras dan cepat,
sedangkan rubidium dan sesium bereaksi dengan keras dan dapat menimbulkan ledakan.
Reaksi dengan Udara : Logam alkali pada udara terbuka dapat bereaksi dengan uap air
dan oksigen. Untuk menghindari hal ini, biasanya litium, natrium dan kalium disimpan dalam
minyak atau minyak tanah untuk menghindari terjadinya kontak dengan udara.
1
Litium merupakan satu-satunya unsur alkali yang bereaksi dengan nitrogen
membentuk Li3N. Hal ini disebabkan ukuran kedua atom yang tidak berbeda jauh dan
struktur yang dihasilkanpun sangat kompak dengan energi kisi yang besar.
Produk yang diperoleh dari reaksi antara logam alkali dengan oksigen yakni berupa
oksida logam. Berikut reaksi yang terjadi antara alkali dengan oksigen
4L + O2 ―→ 2L2O
(L = logam alkali)
Pada pembakaran logam alkali, oksida yang terbentuk bermacam-macam tergantung
pada jumlah oksigen yang tersedia. Bila jumlah oksigen berlebih, natrium membentuk
peroksida, sedangkan kalium, rubidium dan sesium selain peroksida dapat pula membentuk
membentuk superoksida. Persamaan reaksinya
Na(s) + O2(g) ―→ Na2O2(s)
L(s) + O2(g) ―→ LO2(s) (L = kalium, rubidium dan sesium)
Reaksi dengan Hidrogen : Dengan pemanasan logam alkali dapat bereaksi dengan
hidrogen membentuk senyawa hidrida. Senyawa hidrida yaitu senyawaan logam alkali yang
atom hidrogen memiliki bilangan oksidasi -1.
2L(s) + H2(g) ―→ 2LH(s) (L = logam alkali)
Reaksi dengan Halogen : Unsur-unsur halogen merupakan suaru oksidator sedangkan
logam alkali merupakan reduktor kuat. Oleh sebab itu reaksi yang terjadi antara logam alkali
dengan halogen merupakan reaksi yang kuat. Produk yang diperoleh dari reaksi ini berupa
garam halida.
2L + X2 ―→ 2LX
(L = logam alkali, X = halogen)
Reaksi dengan Senyawa : Logam-logam alkali dapat bereaksi dengan amoniak bila
dipanaskan dan akan terbakar dalam aliran hidrogen klorida.
2L + 2HCl ―→ LCl + H2
2L + 2NH3 ―→ LNH2 + H2 L = logam alkali
a.
Kereaktifan unsur
Kereaktifan logam alkali ditunjukkan oleh reaksi - reaksinya dengan beberapa
unsur non logam. Dengan gas hidrogen dapat bereaksi membentuk hidrida yang berikatan
ion, dalam hal ini bilangan oksidasi hydrogen adalah -1 dan bilangan oksidasi alkali +1.
Dengan oksigen dapat membentuk oksida, dan bahkan beberapa di antaranya dapat
membentuk peroksida dan superoksida. Litium bahkan dapat bereaksi dengan gas nitrogen
pada suhu kamar membentuk litium nitrida (Li 3N). Semua senyawa logam alkali merupakan
1
senyawa yang mudah larut dalam air, dengan raksa membentuk amalgam yang sangat reaktif
sebagai reduktor. Beberapa reaksi logam alkali dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel. Beberapa Reaksi Logam Alkali
Reaksi Umum
Keterangan
4M(s) + O2(g) ->2M2O(s)
jumlah oksigen terbatas dipanaskan di udara dengan
2M(s) + O2(g) ->M2O2(s)
2M(s) + X2(g) ->2MX(s)
2M(s) + S(g) ->M2S(s)
2M(s) + 2H2O(g) ->2MOH(aq) +
H2(g)
2M(s) + H2(g) ->2MNH2(s) + H2(g)
6M(s) + N2(g) -> 2M3N(s)
oksigen berlebihan.
Logam K dapat membentuk superoksida (KO2).
X adalah F, Cl, Br, Ireaksi dahsyat, kecuali Li
dengan katalisator hanya Li yang dapat bereaksi
gas H2 kering (bebas air) reaksi dengan asam (H+)
dahsyat
Logam alkali dapat larut dalam ammonia pekat (NH 3), diperkirakan membentuk
senyawa amida.
Na(s) + NH3(l) ->NaNH2(s) + ½ H2(g)
Reaksinya dengan air merupakan reaksi eksoterm dan menghasilkan gas hidrogen
yang mudah terbakar. Oleh karena itu, bila logam alkali dimasukkan ke dalam air akan terjadi
nyala api di atas permukaan air.
Dalam amonia yang sangat murni akan membentuk larutan berwarna biru, dan
merupakan sumber elektron yang tersolvasi (larutan elektron).
Logam - logam alkali memberikan warna nyala yang khas, misalnya Li (merah), Na
(kuning), K (ungu), Rb (merah), dan Cs (biru/ungu). Warna khas dari logam alkali dapat
digunakan untuk identifikasi awal adanya unsur alkali dalam suatu bahan.
b. Kelarutan Garam Alkali
Kelarutan garam alkali dalam air sangat besar sehingga sangat bermanfaat sebgai
pereaksi dalam laboratorium. Namun demikian kelarutan ini sangat bervariasi sebagaimana
ditunjukkan oleh seri natrium halide
Kelaruna suatu senyawa bergantung pada besaran-besaran entalpi yaitu energi kisi,
entalpi hidrasi kation dan anion bersama-sama dengan perubahan entropi yang bersangkutan
Tambahan pula terdapat hubungan yang bermakna antara kelarutan garam alkali dengan jarijari kation untuk anion yang sama, namun hubungan ini dapat menghasilkan kurva kontinu
dengan kemiringan (slope) positif maupun negatif.
C. Sifat Asam & Sifat Basa
1
Senyawa LiCl memiliki kekuatan ikatan ion lebih lemah dibanding NaCl, apalagi
KCl yang ikatan ionnya lebih kuat. Oleh karena itu dikatakan sifat ion LiCl lemah.
Hal ini disebabkan letak pasangan elektron ikatan (PEI) pada LiCl sedikit lebih
menjauhi Cl dibanding pada NaCl. Untuk KCl PEInya lebih rapat ke arah Cl.
Perubahan sifat antara kovalen dan ionik seperti perubahan sifat logam dan non
logam, juga seperti halnya sifat asam basa hidroksida dalam suatu perioda. Oleh karena itu
ada senyawa yang sifat ionnya melemah dan sifat kovalennya menguat.
Asam basa merupakan dua larutan yang menghasilkan ion jika dilarutkan
dalam air (Asam Basa Arrhenius). Dikatakan asam jika larutan tersebut menghasilkan
ion H+ dan sisa asamnya berupa non logam.
HA --> H+ + A- (A- merupakan sisa asam/non logam).
Sedangkan basa merukapakan larutan yang menghasilkan ion OH- dan sisa basanya
berupa logam (golongan IA, IIA, Al dan Fe).
BOH --> B+ + OH- (B+ merupakan sisa basa/logam).
Secara umum reaksi asam basa adalah sebagai berikut:
HA + BOH --> BA + H - OH (BA merupakan garam)
Untuk mempermudah dalam menyetarakan reaksi asam basa, maka saya membaginya dalam
4 kelompok.
d.
Daya mempolarisasi dan terpolarisasi
Daya mempolarisasi kation ditentukan oleh perbandingan muatan kation terhadap
jari-jari kation. Daya polarisasi ini kuat bila muatan ionnya besar, tetapi jari-jari kationnya
kecil. Sebaliknya, ukuran dan muatan anion semakin besar akan semakin mudah anion
tersebut mengalami polarisasi.
1
2.13 Cara Isolasi unsur-unsur logam Alkali
a. Ekstraksi Logam Alkali
Logam-logam alkali sangat stabil terhadap pemanasan, sehingga logam-logam alkali
tidak dapat diperoleh dari oksidanya melalui proses pemanasan. Logam alkali tidak dapat
dihasilkan dengan mereduksi oksidanya, hal ini disebabkan logam-logam alkali merupakan
pereduksi yang kuat.
Keberadaan natrium dan kalium telah dikenali sejak lama, namun untuk mereduksi logamlogam alkali dalam air tidak dapat dilakukan karena logam-logam alkali dapat bereaksi
dengan air membentuk basa kuat. Pada abad ke-19 H. Davy akahirnya dapat mengisolasi
natrium dan kalium dengan melakukan elektrolisis terhadap lelehan garam KOH atau NaOH.
Dengan metode yang sama Davy berhasil mengisolasi Li dari Li 2O. Kemudian Rb dan Cs
ditemukan sebagai unsur baru dengan teknik spektroskopi pada tahun 1860-1861 oleh
Bunsen dan Kirchhoff. Sedangkan fransium ditemukan oleh Perey dengan menggunakan
teknik radiokimia tahun 1939.
Semua logam alkali hanya dapat diisolasi dari leburan garam halidanya melalui proses
elektrolisis. Garam-garam halida mempunyai titik lebur yang sangat tinggi, oleh karena itu
umumnya ditambahkan garam halida yang lain untuk menurunkan titik lebur garam
halidanya. .
b. Isolasi Litium
Karena atom logam alkali mudah dioksidasi menjadi ion logam, maka proses kebalikannya
yaitu reduksi ion logam menjadi logam bebas, sulit dilakukan secara kimia. Metode pokok
pengadaan Litium mencakup elektrolisis garam cair, biasanya dari flouridanya. Contohnya,
Mineral Spadymene (LiAl(SiO3)2) merupakan mineral paling penting yang mengndung
litium. Bentuk α pertama kali diubah menjadi bentuk β lunak melalui sekitar 1100° dan
dicampur dengan asam sulfat panas dan diekstrak ke dalam air untuk membentuk larutan
litium sulfat (LiSO4). Sulfat dicuci dengan natrium karbonat (Na 2CO3) untuk membentuk
endapan secara realtif dengan litium karbonat (Li2CO3) yang tidak terlarut.
Li2SO4 + Na2CO3 Na2SO4 + LiCO3
Berikut adalah reaksi antara litium karbonat dengan HCl sehingga membentuk litium klorida
(LiCl)
1
Li2CO3 + 2HCl
2LiCl + CO2 + H2O
Litium klorida memiliki titik leleh yang tinggi (>6000°) sehingga sulit untuk meleleh untuk
dielektrolisis. Walaupun campuran LiCl (55%) dan KCl(45%) dapat meleleh pada 430°C dan
dibutuhkan energy yang rendah untuk elektrolisis.
c. Isolasi Natrium
Natrium dapat diperoleh dari elektrolisis leburan NaCl dengan menambahkan
CaCl2 menggunakan proses downs cell. Penambahan CaCl2 bertujuan menurunkan titih leleh
NaCl dari 801ºC menjadi 580 ºC. Proses ini dilakukan dalam sel silinder meggunakan anoda
dari grafit dan katoda dari besi atau tembaga. Selama proses elektrolisis berlangsung, ion-ion
Na+ bergerak menuju katoda kemudian mengendap dan menempel pada katoda, sedangkan
ion Cl‾ membentuk gas Cl2 pada anoda. Metode pokok pengadaan Na mencakup elektrolisis
garam cair, biasanya dari kloridanya. Contohnya
2NaCl(l) 2 Na(l) + Cl2(g)
Metoda ini lebih murah ketimbang mengelektrolisis Natrium Hidroksida, seperti yang pernah
digunakan beberapa tahun lalu. Terdapat sejumlah besar kandungan garam batuan NaCl yang
dihasilkan dari penguapan air laut dalam jangka waktu geologis. Proses penguapan yang
masih berlangsung saat ini contohnya seperti danau garam besar di Utah dan laut mati.
d. Isolasi Kalium
Kalium tidak akan dibuat secara normal di laboratorium sebagai bahan komersial
yang siap guna. Semua sintesis memerlukan tahap elektrolitik dan sangat sulit untuk
ditambahkan electron pada ion K+ yang rendah elektronegativitasnya. Kalium tidak dibuat
sama seperti natrium. Ini karena logam kalium, dibentuk sekali dengan elektrolisis dari cairan
kalium klorida (KCl) dimana sangat larut pada bentuk garamnya
Katoda
:
K+(l) + e- → K (l)
Anoda
:
Cl-(l) → 1/2Cl2 (g) + e-
Reaksi antara logam natrium dengan logam kalium klorida terjadi pada 850OC
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.
e. Isolasi Rubidium dan Cesium
1
Rubidium, dan Cesium tidak dapat diperoleh dengan proses elektrolis karena logamlogam yang terbentuk pada anoda akan segera larut kembali dalam larutan garam yang
digunakan. Oleh sebab itu untuk memperoleh rubidium, dan sesium dilakukan melalui
metode reduksi.
Isolasi untuk golongan logam alkali secara umum dapat dilakukan dengan elektrolisis. Dalam
laboratorium cesium dapat dibuat melalui proses elektrolisis ekstrak mineral dalam bentuk
sianida (cianyde) atau melalui pemanasan hidroksida atau karbonat magnesium atau
aluminium. Unsur ini juga dapat diisolasi dengan cara elektrolisis fusi sianida dan dengan
beberapa metoda lainnya. Sesium murni yang bebas gas dapat dipersiapkan dengan cara
dekomposisi panas Sesium azida
2.14 Kegunaan Logam Alkali dan senyawaan
a. Kegunaan Litium dan senyawaannya
Kegunaan logam Litium (Li) adalah untuk membuat baterai dan Li 2CO3 digunakan untuk
pembuatan beberapa jenis peralatan gelas dan keramik.
b. Kegunaan Natrium (Na)
Kegunaan natrium dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:
1. Natrium digunakan sebagai cairan pendingin pada reaktor nuklir karena meleleh pada 980
C dan mendidih pada 9000C
2. Natrium digunakan untuk membuat senyawa Natrium yang tidak dapat dibuat dari NaCl
seperti Natrium peroksida (Na2O2) dan Natrium Sianida (NaCN)
3. Natrium digunakan pada pengolahan logam-logam tertentu seperti Li, K, dan Zn
4. Campuran Na dan K untuk termometer temperatur tinggi
5. Uap Natrium digunakan untuk lampu natrium yang bewarna kuning dan menembus kabut
1.
Natrium Hidroksida (NaOH) disebut dengan soda kaustik yang digunakan untuk
industri sabun dan deterjen yang dibuat dengan mereaksikan lemak atau minyak dengan
NaOH, Industri pulp dan kertas, pada pengolahan alumunium menggunakan bauksit menjadi
alumunium murni diperlukan NaOH , dan NaOH untuk industri tekstil, plastik, dan
pemurniaan minyak bumi.
2.
Natrium Klorida (NaCl) digunakan untuk pengolahan bahan makanan, Regenerasi alat
pelunak air, pada industri susu, pengawetan ikan dan daging, pengolahan kulit, dan sebagai
bahan baku untuk membuat Natrium.
3.
Natrium Karbonat (Na2CO3) yang digunakan soda abu yang digunakan sebagai industri
pembuatan kertas, indutri kaca, industri deterjen, dan bahan pelunak air yang mehilangkan
kesadahan pada air.
4.
Natrium Bikarbonat (NaHCO3) disebut juga soda kue. Kegunaannya sebagai bahan
pengembang pada pembuatan kue.
1
5.
Natrium Sulfida (Na2S) digunakan bersama-sama NaOH pada proses pengolahan pulp
yang merupakan bahan dasar pembuatan kertas
6.
NaCN digunakan untuk ekstraksi emas
7.
NaNO2 digunakan sebagai bahan pengawet
c. Kegunaan Kalium
Kegunaan kalium dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:
1.
Unsur kalium sangat penting bagi pertumbuhan. Tumbuhan membutuhkan garam-garam
Kaliu, tidak sebagai ion K+ sendiri tetapi bersama-sama ion Ca+ dalam perbandingan tertentu
2.
Unsur kalium digunakan untuk pembuatan kalim superoksida (KO 2) yang dapat
bereaksi dengan air membentuk oksigen. Senyawa kalim superoksida digunakan sebagai
bahan cadangan oksigen dalam tambang, kapal selam, dan digunakan untuk memulihkan
seseorang yang keracunan gas.
Kegunaan senyawa Kalium sebagai berikut :
1.
KOH digunakan pada industri sabun lunak
2.
KCl dan K2SO4 digunakan untuk pupuk pada tanaman
3.
KNO3 digunakan sebagai komponen essensial dari bahan peledak, petasan, dan
kembang api
4.
KClO3 digunakan untuk pembuatan korek api, bahan peledak, dan digunakan sebagai
bahan pembuat gas klorida
5.
K2CO3 digunakan pada industri kaca.
Kegunaan logam alkali lainnya adalah sebagai berikut:
Rubidium (Rb) dan Cesium (Cs) digunakan sebagai permukaan peka cahaya dalam sel
fotolistrik yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik
1
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari beberapa penjelasan yang telah dibahas dalam BAB II, dapat ditarik kesimpulan
bahwa Dalam sistim periodik logam alkali terdapat pada kolom pertama paling kiri sering
juga disebut dengan ”Golongan IA”, terdiri dari: lithium (Li), sodium (Na), potassium (K),
rubidium (Rb), cesium (Cs) dan francium (Fr). Disebut logam alkali karena oksidanya dapat
bereaksi dengan air menghasilkan larutan yang bersifat basa (alkaline). Logam Alkali juga
memiliki sifat-sifat fisika dan kimia, seperti logam alkali berbentuk padatan kristalin,
merupakan penghantar panas dan listrik yang baik, merupakan reduktor paling kuat, mudah
bereaksi dengan air, sehingga logam harus disimpan dalam minyak tanah, dan lain-lain.
3.2 Saran
Bagi para pembaca makalah ini, sebaiknya tidak merasa puas, karena masih banyak
ilmu-ilmu yang didapat dari berbagai sumber.
Sebaiknya mencari sumber lain untuk lebih memperdalam materi mengenai Kimia
Unsur
Alangkah baiknya jika mempelajari juga unsur-unsur kimia yang lain dalam tabel periodik.
1
DAFTAR PUSTAKA
Purba, Michael. 2006. KIMIA Untuk SMA Kelas XII. Jakarta : Penerbit Erlangga
Purba, Michael. 2004. KIMIA Untuk SMA Kelas XI Semester GanjilI. Jakarta : Penerbit
Erlangga
http://entoen.nu/beemster/id
http://id.wikipedia.org
http://entoen.nu/id
http://corrosion-doctors.org/Electrochem/Cell.htm
1