MAKALAH KIMIA ANORGANIK 2 print (1)
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT, pelaksanaan dan pembuatan
makalah kimia anorganik golongan II A (Golongan Logam Alkali Tanah) ini dapat
diselesaikan dengan baik.
Dalam makalah yang berisi tentang sifat fisika, sifat kimia, keberadaan di alam
serta aplikasi logam alkali tanah. Harapan kami atas makalah ini semoga menjadi
makalah yang bermanfaat untuk para pembaca. Semoga penerapan mata kuliah kimia
anorganik ini dapat kami manfaatkan dengan baik.
Dalam penyusunannya makalah ini masih banyak terdapat kekurangan dan jauh
dari sempurna. Tiada gading yang tak retak, begitu juga dengan makalah ini. Oleh karena
itu, segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan untuk bekal di
kemidian hari.
Penyusun,
1
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR............................................................................................................1
BAB I PENDAHULUAN......................................................................................................3
1.1 Latar Belakang.................................................................................................................3
1.2 Tujuan..............................................................................................................................4
1.2.1 Mengetahui sifat-sifat unsur-unsur golongan IIA………………………………….4
1.2.2 Mengetahui manfaat unsur-unsur golonngan IIA………………………………….4
BAB II LANDASAN TEORI……………………………………………………………..5
2.1 Sifat fisik logam alkali tanah…………………………………………………………5
2.1.1
Berilium……………………………………………………………………………6
2.1.2
Magnesium………………………………………………………………………...7
2.1.3
Kalsium……………………………………………………………………………8
2.1.4
Stronsium………………………………………………………………………….9
2.1.5
Barium…………………………………………………………………………….11
2.1.6
Radium……………………………………………………………………………12
2.2 Sifat Kimia Logam Alkali Tanah……………………………………………………13
2.2.1 Oksida…………………………………………………………………………….14
2.2.2 Hidroksida………………………………………………………………………..15
2.2.3 Halida…………………………………………………………………………….15
2.2.4 Ionisasi Oksida Serikat dan Energi………………………………………………15
2.3 Reaksi-reaksi Logam Alkali Tanah………………………………………………..15
2.3.1 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air………………………………………..15
2.3.2 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen………………………………….16
2.3.3 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen………………………………….16
2.4 Aplikasi Logam Alkali Tanah di Alam……………………………………………17
2.5 Keberadaan di Alam……………………………………………………………….18
DARTAR PUSTAKA…………………………………………………………………..20
LAMPIRAN……………………………………………………………………………21
2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Seringkali kita tidak menyadari bahwa hidup kita tidak lepas dari suatu zat
bernama unsur. Betapa tidak, bahkan suatu bahan yang jumlahnya sedikit dan tanpa sadar
kita konsumsi sehari-hari merupakan mineral yang sangat penting bagi manusia, antara
lain bagi metabolisme tubuh, penghubung antar syaraf, kerja jantung, dan pergerakan otot
adalah salah satu unsur logam golongan II A atau lazim disebut alkali tanah yang bernama
Kalsium.
Selain memiliki dampak positif, pemanfaatan unsur dan senyawa alkali tanah juga
menimbulkan dampak negatif terhadap kelangsungan hidup manusia dan sekitarnya.
Misalnya, Berilium dan garamnya merupakan bahan beracun dan berpotensi sebagai zat
karsinogenik. Untuk itu, kita harus mengenali bagaimana sifat dari masing-masing unsur
dan senyawa tersebut, sehingga dalam memanfaatkannya kita dapat menghindari dampak
negatif yang timbul akibat unsur atau senyawa tersebut.
Apa jadinya bila kita seorang mahasiswa analisis kimia, bahkan tidak menyadari
hal ini, bahwa kita tidak hanya dituntut “mempelajari” materi di dalam buku, tetapi kita
juga bisa langsung belajar dari alam dan mengaplikasikan serta mengaitkannya dengan
ilmu yang ada. Bahkan bila dipelajari lebih mendalam, bukan hanya logam alkali tanah
saja yang berperan penting dalam kehidupan makhluk hidup, khususnya manusia,
melainkan unsur-unsur lain pun ikut mendukung mekanisme kehidupan kita sebagai
makhluk hidup.
Logam alkali tanah merupakan unsur-unsur yang terletak pada golongan IIA pada
sistem periodik unsur, yaitu Berilium, Magnesium, Kalsium, Strontium, Barium, dan
Radium. Logam alkali tanah juga dapat membentuk basa, tetapi lebih lemah
dibandingkan dengan logam alkali. Logam alkali tanah sukar larut dalam air. Unsur-unsur
golongan II A umumnya mudah ditemukan dalam tanah berupa senyawa tak larut.
sehingga dinamakan logam alkali tanah.
Dalam makalah ini, akan dibahas beberapa kecenderungan sifat dari logam alkali
tanah, dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.
3
1.2 TUJUAN
1.2.1 Mengetahui sifat-sifat unsur-unsur golongan IIA
1.2.2 Mengetahui manfaat unsur-unsur golonngan IIA
BAB II
LANDASAN TEORI
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur-unsur tersebut
bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah. Logam alkali tanah umumnya
reaktif, tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali.
KONFIGURASI ELEKTRON
Berelium (Be) = 1s2 2s2
Magnesium (Mg) = 1s2 2s2 2p6 3s2
Kalsium (Ca) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
4
Stronsium (Sr) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
Barium (Ba) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
Radium (Ra) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
2.1 SIFAT FISIK LOGAM ALKALI TANAH
Secara umum unsur-unsur logam alkali tanah memiliki sifat fisik sebagai berikut:
Berwujud padat
Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena
itu, unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan berbentuk padatan.
Tiga elemen ini memberikan karakteristik warna ketika dipanaskan dalam api:
Putih cemerlang : Mg
Merah bata : Ca
Merah : Sr
Hijau : Ba
Jari-jari atom dan ion semakin besar (dari atas ke bawah). Jari-jari ion jauh lebih kecil
daripada jari-jari atom. Hal ini karena atom mengandung dua elektron dalam tingkat s relative
jauh dari nukleus, dan inilah elektron yang dikeluarkan untuk membentuk ion. Sisa electron
dengan demikian dalam tingkat lebih dekat ke inti, dan di samping meningkatnya biaya nuklir
efektif menarik elektron menuju inti dan mengurangi ukuran ion.
Berikut ini diberikan unsur-unsur yang terletak pada golongan IIA dan ciri-ciri fisiknya
secara khususnya.
2.1.1 Be (Berilium)
Nama Unsur : Berilium
Lambang Atom : Be
Nomor Atom : 4
Deret kimia : Logam alkali tanah
Golongan : II A
Periode : 2
Blok : s
Penampilan : Putih-kelabu metalik
Massa atom : 9,012182(3) g/mol
Konfigurasi electron : 1s2 2s2
5
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar : 1,85 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur : 1,690 g/cm³
Titik lebur : 1560 K (1287 °C, 2349 °F)
Titik didih : 2742 K (2469 °C, 4476 °F)
Kalor peleburan : 7,895 kJ/mol
Kalor penguapan : 297 kJ/mol
Kapasitas kalor : (25 °C) 16,443 J/(mol•K)
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : Heksagonal
Bilangan oksidasi : 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas : 1,57 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 899,5 kJ/mol 2nd : 1757,1 kJ/mol 3rd : 14848,7 kJ/mol
Jari-jari atom : 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) : 112 pm
Jari-jari kovalen : 90 pm
Jumlah Tingkat Energi : 2
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level : 2
FAKTA
Penemu : Louis Nicolas Vauquelin
Tanggal Penemuan : 1798
Diisolasi secara terpisah : Friedrich Wohler dan Antoine Alexandre-Brutus Bussy
Tanggal Diisolasi : 1828
Nama Asal : Dari mineral beryl
Penggunaan : pesawat ruang angkasa, peluru kendali, pesawat
Diperoleh Dari : beryl, chrysoberyl
6
2.1.2 Magnesium (Mg)
Nama, Lambang, Nomor atom : magnesium, Mg, 12
Deret kimia : alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 3, s
Penampilan : putih keperakan
Massa atom : 24.3050(6) g/mol
Konfigurasi electron : [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) : 1.738 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur : 1.584 g/cm³
Titik lebur : 923 K (650 °C, 1202 °F)
Titik didih : 1363 K (1090 °C, 1994 °F)
Kalor peleburan : 8.48 kJ/mol
Kalor penguapan : 128 kJ/mol
Kapasitas kalor : (25 °C) 24.869 J/(mol•K)
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : segi enam
Bilangan oksidasi : 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas : 1.31 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 737.7 kJ/mol 2nd : 1450.7 kJ/mol 3rd : 7732.7 kJ/mol
Jari-jari atom :150 pm
Jari-jari atom (terhitung) : 145 pm
Jari-jari kovalen : 130 pm
Jari-jari Van der Waals : 173 pm
Jumlah Tingkat Energi : 3
Energi Tingkat Pertama : 2
7
Kedua Energi Level : 8
ketiga Energi Level : 2
FAKTA
Tanggal Penemuan : 1808
Penemu : Sir Humphrey Davy
Nama Asal : Magnesia (Kota)
Penggunaan : pesawat, rudal
Diperoleh dari : air laut
2.1.3 Ca (Kalsium)
Nama, Lambang, Nomor atom : Kalsium, Ca, 20
Deret kimia : Logam alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 4, s
Penampilan : putih keperakan
Massa atom : 40,078(4)g•mol−1
Konfigurasi electron : [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) : 1,55 g•cm−3
Massa jenis cairan pada titik didih : 1,378 g•cm−3
Titik leleh : 1115 K (842 °C, 1548 °F)
Titik didih : 1757 K (1484 °C, 2703 °F)
Kalor peleburan : 8,54 kJ•mol−1
Kalor penguapan : 154,7 kJ•mol−1
Kapasitas kalor (25 °C) : 25,929 J•mol−1•K−1
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada T/K 864 956 1071 1227 1443 1755
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi : 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas : 1,00 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 589,8 kJ•mol−1 2nd : 1145,4 kJ•mol−1 3rd : 4912,4 kJ•mol−1
8
Jari-jari atom : 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) : 194 pm
Jari-jari kovalen : 174 pm
Jumlah Tingkat Energi : 4
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level : 8
Ketiga Energi Level : 8
Keempat Energi Level : 2
FAKTA
Tanggal penemuan : 1808
Penemu : Sir Humphrey Davy
Nama Asal : Dari kata latin calcis (jeruk nipis)
Penggunaan : bentuk-bentuk kehidupan untuk tulang dan kerang
Diperoleh Dari : kapur, batu gamping, marmer. 3,5% dari kerak
2.1.4 Sr (Stronsium)
Nama, Lambang, Nomor atom : Stronsium, Sr, 38
Deret kimia : Golongan alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 5, s
Penampilan : Perak-putih-metalik
Massa atom : 87.62(1) g/mol
Konfigurasi electron : [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 18, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) : 2.64 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur : 6.980 g/cm³
Titik lebur : 1050 K (777 °C, 1431 °F)
Titik didih : 1655 K (1382 °C, 2520 °F)
Kalor peleburan : 7.43 kJ/mol
Kalor penguapan : 136.9 kJ/mol
Kapasitas kalor : (25 °C) 26.4 J/(mol•K)
9
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi : 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas : 0.95 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 549.5 kJ/mol 2nd: 1064.2 kJ/mol 3rd : 4138 kJ/mol
Jari-jari atom : 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) : 219 pm
Jari-jari kovalen : 192 pm
Jumlah Tingkat Energi : 5
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level : 8
Ketiga Energi Level : 18
Keempat Energi Level : 8
Kelima Energi Level : 2
FAKTA
Tanggal penemuan : 1790
Penemu : A. Crawford
Nama Asal : Setelah Strotian (kota Skotlandia)
Penggunaan : suar, kembang api, warna merah
Diperoleh Dari : celestite, strontianite
2.1.5 Ba (Barium)
Nama, Lambang, Nomor atom : Barium, Ba, 56
Deret kimia : Logam alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 6, s
Penampilan : Putih keperakan
Massa atom : 137.327(7) g/mol
Konfigurasi electron : [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 18, 18, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
10
Fase : Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar : 3.51 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur : 3.338 g/cm³
Titik lebur : 1000 K (727 °C, 1341 °F)
Titik didih : 2170 K (1897 °C, 3447 °F)
Kalor peleburan : 7.12 kJ/mol
Kalor penguapan : 140.3 kJ/mol
Kapasitas kalor : (25 °C) 28.07 J/(mol•K)
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi : 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas : 0.89 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 502.9 kJ/mol 2nd : 965.2 kJ/mol 3rd : 3600 kJ/mol
Jari-jari atom : 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) : 253 pm
Jari-jari kovalen : 198 pm
Jumlah Tingkat Energi : 6
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level: 8
Ketiga Energi Level: 18
Keempat Energi Level : 18
Kelima Energi Level : 8
Keenam Energi Level : 2
FAKTA
Tanggal Discovery : 1808
Penemu : Sir Humphrey Davy
Nama Asal : Dari kata Yunani barys (berat)
Penggunaan : Kedokteran aplikasi
Diperoleh Dari : barytine, whiterite
11
2.1.6 Ra (Radium)
Nama, Lambang, Nomor atom : Radium, Ra, 88
Deret kimia : alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 7, s
Penampilan : metalik putih keperak-perakan
Massa atom : 226 g/mol
Konfigurasi electron : [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) : 5,5 g/cm³
Titik lebur : 973 K (700 °C, 1292 °F)
Titik didih : 2010 K (1737 °C, 3159 °F)
Kalor peleburan : 8,5 kJ/mol
Kalor penguapan : 113 kJ/mol
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi : 2 (oksida basa)
Elektronegativitas : 0,9 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 509,3 kJ/mol 2nd : 979,0 kJ/mol
Jari-jari atom : 215 pm
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level : 8
Ketiga Energi Level : 18
Keempat Energi Level : 32
Kelima Energi Level : 18
Keenam Energi Level : 8
Ketujuh Energi Level : 2
FAKTA
Tanggal Penemuan : 1898
12
Penemu : Pierre dan Marie Curie
Nama Asal : Dari kata Latin jari-jari (ray)
Penggunaan : mengobati kanker
Diperoleh dari : bijih uranium
2.2 SIFAT KIMIA LOGAM ALKALI TANAH
Sifat-sifat kimia unsur-unsur golongan IIA didominasi oleh kecendrungan umtuk
melepaskan electron (pembentukan kation).
Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron
valensi ns2. Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali, kedua
elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali
tanah lebih tinggi daripada alkali.
Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M 2+ dari
alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali, mengakibatkan logam
alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya, sehingga lebih stabil sebagai
ion M2+.
Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar
mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat,
sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya
lebih tinggi.
Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang
cukup besar, kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk
ikatan kovalen.
Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah
(negatif). Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup
kuat, bahkan kalsium, stronsium, dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat
daripada natrium.
Memiliki sifat metalik unsur dalam satu golongan sifat metaliknya dari atas ke bawah
semakin bertambah.
13
Semua logam kecuali berilium membentuk oksida di udara pada suhu kamar yang
menumpulkan permukaan logam. Barium begitu reaktif maka disimpan dalam minyak.
Semua logam kecuali berilium dapat bereaksi dengan asam encer hidrogen:
Mg (s) + 2H + (aq) → Mg (aq) + H2 (g)
Magnesium bereaksi hanya perlahan-lahan dengan air kecuali air mendidih, tetapi
kalsium bereaksi cepat bahkan pada suhu kamar, dan membentuk suspensi putih berawan
hemat larut kalsium hidroksida.
Kalsium, strontium dan barium dapat mereduksi gas hidrogen ketika dipanaskan,
membentuk hidrida:
Ca (s) + H2 (g) → CaH2 (s)
Logam panas juga cukup kuat reduktor untuk mereduksi gas nitrogen dan
membentuk nitrida:
3Mg (s) + N2 (g) → Mg3N2 (s)
Magnesium dapat mereduksi, dan terbakar karbon dioksida:
2Mg (s) + CO2 (g) → 2MgO (s) + C (s)
Ini berarti bahwa kebakaran magnesium tidak dapat dipadamkan dengan
menggunakan alat pemadam kebakaran karbon dioksida.
2.2.1 OKSIDA
Oksida logam alkali tanah memiliki MO rumus umum dan mendasar. Mereka
biasanya disiapkan dengan memanaskan hidroksida atau karbonat untuk melepaskan gas
karbon dioksida. Mereka memiliki entalpi kisi tinggi dan titik leleh. Peroksida, MO 2,
dikenal untuk semua elemen ini kecuali berilium, sebagai Be 2 + kation terlalu kecil untuk
menampung anion peroksida.
2.2.2 HIDROKSIDA
Kalsium, strontium dan barium oksida bereaksi dengan air untuk membentuk
hidroksida:
CaO (s) + H2O (l) →Ca (OH) 2 (s)
Kalsium hidroksida dikenal sebagai kapur mati. Hal ini larut dalam air dan larutan
alkali ringan yang dihasilkan dikenal sebagai air kapur yang digunakan untuk menguji gas
asam karbon dioksida.
14
2.2.3 HALIDA
Semua golongan 2 halida biasanya ditemukan dalam bentuk terhidrasi, kecuali ion
berilium klorida. Kalsium klorida anhidrat memiliki afinitas yang kuat seperti air itu
digunakan sebagai agen pengeringan.
2.2.4 IONISASI OKSIDASI SERIKAT DAN ENERGI
Dalam semua senyawa logam ini memiliki jumlah oksidasi 2 dan, dengan sedikit
pengecualian, mereka adalah senyawa ionik. Alasan untuk ini dapat dilihat dengan
pemeriksaan konfigurasi elektron, yang selalu memiliki dua elektron pada tingkat
kuantum luar. Elektron ini relatif mudah untuk menghapus, tetapi menghilangkan elektron
yang ketiga jauh lebih sulit, karena dekat dengan nukleus dan dengan penuh kulit
kuantum. Hal ini menyebabkan pembentukan M2 +. Energi ionisasi mencerminkan
susunan elektron ini. Dua yang pertama energi ionisasi yang relatif rendah, dan yang
ketiga sangat jauh lebih tinggi.
2.3 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
2.3.1 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air, sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan
hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium
bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin. Contoh reaksi logam alkali
tanah dan air berlangsung sebagai berikut.
Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)
Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan, Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida
Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada
permukaan logam.Barium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2).
2Mg(s) + O2 (g) → 2MgO(s)
Ba(s) + O2(g) (berlebihan) → BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat
menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2).4Mg(s) + ½ O2(g) + N2 (g) → MgO(s) +
Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3.Mg3N2(s) + 6H2O(l) →
3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
15
2.3.2 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa
Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah.
Contoh :
3Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s)
2.3.3 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida,
kecuali Berilium. Oleh karena daya polarisasi ion Be 2+ terhadap pasangan elektron
Halogen kecuali F-, maka BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain
berikatan ion. Contoh :
Ca(s) + Cl2(g) → CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) → 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) → MO2 (s) Ba mudah, Sr dengan tekanan tinggi, Be, Mg, dan Ca, tidak terjadi
M(s) + X2(g) → MX2 (s)
X:
F, Cl, Br, dan I
M(s) + S(s) → MS (s)
M(s) + 2H2O (l) → M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat, Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) → M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi, Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) → M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) → MH2 (s) Perlu pemanasan, Be dan Mg tidak dapat berlangsung
2.4 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1. Berilium (Be)
a) Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat, akan tetapi bermassa
lebih ringan. Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet.
b) Berilium digunakan pada kaca dari sinar X.
c) Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir.
d) Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik, maka Berilium
sangat penting sebagai komponen televisi.
16
2. Magnesium (Mg)
a) Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada
lampu blitz.
b) Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO
memiliki titik leleh yang tinggi.
c) Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat
di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag.
d) Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan
sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga.
3. Kalsium (Ca)
a) Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kue dan plastik.
b) Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut
tulang yang patah.
c) Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan
cat tembok. Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.
d) Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator,
dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap.
e)
Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa
yang harganya relatif murah.
f)
Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan
gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan.
g) Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk
tulang dan gigi.
4. Stronsium (Sr)
a) Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan
untuk bahan kembang api.
b) Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi
berwarna dan komputer.
c) Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam
baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator).
17
5. Barium (Ba)
a) BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap
sinar X meskipun beracun.
b) BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang
tinggi dan warna terang.
c) Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api.
6. Radium (Ra)
a) Radium juga digunakan dalam memproduksi cat yang menyala dengan sendirinya,
sumber netron dan dalam kedokteran.
b) Dalam dunia kedokteran, radium digunakan dalam terapi kanker dan penyakitpenyakit lainnya.
c) Beberapa isotop yang baru saja ditemukan seperti 60Co juga digunakan menggantikan
radium dalam aplikasi-aplikasi tersebut. Beberapa sumber ini sangat kuat dan yang
lainnya sangat aman digunakan. Radium kehilangan sekitar 1% dari aktifitasnya
dalam 25 tahun, karena tertransformasikan menjadi unsur-unsur yang lebih ringan.
Timbal merupakan hasil akhir disentegrasi radium. Radium harus disimpan di ruangan
dengan ventilasi yang baik untuk menghindari pembentukan radon.
2.5 KEBERADAAN DI ALAM
Logam alkali tanah memilii sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam
bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali :
Berilium.
Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada.
Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be 3Al2(SiO 6)3],
dan Krisoberil [Al2BeO4].
Magnesium.
18
Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9%
keberadaannya. Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida
[MgCl2], Senyawa Karbonat [MgCO3], Dolomit [MgCa(CO3)2], dan Senyawa Epsomit
[MgSO4.7H2O].
Kalsium.
Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium
menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4% keberadaanya. Di
alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO 3], Senyawa Fospat [CaPO4],
Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF].
Stronsium.
Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk
senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan Strontianit.
Barium.
Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa :
Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit [BaCO3].
Radium.
Logam ini ditemukan dalam jumlah kecil dalam bijih uranium dan thorium dalam batu pitchblende.
Diperkirakan bahwa setiap kilometer persegi permukaan bumi (hingga kedalaman 40 cm) berisi 1
gram radium. Jumlah radium dalam bijih uranium bervariasi antara 150 dan 350 mg/ton. Dan juga
terkandung dalam bijih Zaire (http://translate.google.co.id).
DAFTAR PUSTAKA
Boikess, Robert S; Edelson, Edward. 1981. Chemical principles.
Kirchhoff, G.; Bunsen, R. 1861. Chemische Analyse durch Spectralbeobachtungen. Annalen
der Physik und Chemie
Koch, E.-C. 2002. Special Materials in Pyrotechnics, Part II: Application of Caesium and
Rubidium Compounds in Pyrotechnics.
Lake, James A. (2006). Textbook of Integrative Mental Health Care. New York:
19
Li, Zhimin; Wakai, Ronald T.; Walker, Thad G. (2006). "Parametric modulation of an atomic
magnetometer".
Lide, David R; Frederikse, H. P. R (1995-06). CRC handbook of chemistry and physics: a
ready-reference book of chemical and physical data.
Norton, J. J. (1973). "Lithium, cesium, and rubidium—The rare alkali metals". In Brobst, D.
A., and Pratt, W. P.
Ritter, Stephen K. (2003). "C&EN: It's Elemental: The Periodic Table – Cesium". American
Chemical Society.
Wise, M. A. (1995). "Trace element chemistry of lithium-rich micas from rare-element
granitic pegmatites". Mineralogy and Petrology.
http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/radium/
http://fitrichemys08.wordpress.com/2011/04/20/4/
LAMPIRAN
20
Gambar 1 Berilium
Gambar 3 Kalsium
Gambar 5 Barium
Gambar 2 Magnesium
Gambar 4 Stronsium
Gambar 6 Radium
21
Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT, pelaksanaan dan pembuatan
makalah kimia anorganik golongan II A (Golongan Logam Alkali Tanah) ini dapat
diselesaikan dengan baik.
Dalam makalah yang berisi tentang sifat fisika, sifat kimia, keberadaan di alam
serta aplikasi logam alkali tanah. Harapan kami atas makalah ini semoga menjadi
makalah yang bermanfaat untuk para pembaca. Semoga penerapan mata kuliah kimia
anorganik ini dapat kami manfaatkan dengan baik.
Dalam penyusunannya makalah ini masih banyak terdapat kekurangan dan jauh
dari sempurna. Tiada gading yang tak retak, begitu juga dengan makalah ini. Oleh karena
itu, segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan untuk bekal di
kemidian hari.
Penyusun,
1
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR............................................................................................................1
BAB I PENDAHULUAN......................................................................................................3
1.1 Latar Belakang.................................................................................................................3
1.2 Tujuan..............................................................................................................................4
1.2.1 Mengetahui sifat-sifat unsur-unsur golongan IIA………………………………….4
1.2.2 Mengetahui manfaat unsur-unsur golonngan IIA………………………………….4
BAB II LANDASAN TEORI……………………………………………………………..5
2.1 Sifat fisik logam alkali tanah…………………………………………………………5
2.1.1
Berilium……………………………………………………………………………6
2.1.2
Magnesium………………………………………………………………………...7
2.1.3
Kalsium……………………………………………………………………………8
2.1.4
Stronsium………………………………………………………………………….9
2.1.5
Barium…………………………………………………………………………….11
2.1.6
Radium……………………………………………………………………………12
2.2 Sifat Kimia Logam Alkali Tanah……………………………………………………13
2.2.1 Oksida…………………………………………………………………………….14
2.2.2 Hidroksida………………………………………………………………………..15
2.2.3 Halida…………………………………………………………………………….15
2.2.4 Ionisasi Oksida Serikat dan Energi………………………………………………15
2.3 Reaksi-reaksi Logam Alkali Tanah………………………………………………..15
2.3.1 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air………………………………………..15
2.3.2 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen………………………………….16
2.3.3 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen………………………………….16
2.4 Aplikasi Logam Alkali Tanah di Alam……………………………………………17
2.5 Keberadaan di Alam……………………………………………………………….18
DARTAR PUSTAKA…………………………………………………………………..20
LAMPIRAN……………………………………………………………………………21
2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Seringkali kita tidak menyadari bahwa hidup kita tidak lepas dari suatu zat
bernama unsur. Betapa tidak, bahkan suatu bahan yang jumlahnya sedikit dan tanpa sadar
kita konsumsi sehari-hari merupakan mineral yang sangat penting bagi manusia, antara
lain bagi metabolisme tubuh, penghubung antar syaraf, kerja jantung, dan pergerakan otot
adalah salah satu unsur logam golongan II A atau lazim disebut alkali tanah yang bernama
Kalsium.
Selain memiliki dampak positif, pemanfaatan unsur dan senyawa alkali tanah juga
menimbulkan dampak negatif terhadap kelangsungan hidup manusia dan sekitarnya.
Misalnya, Berilium dan garamnya merupakan bahan beracun dan berpotensi sebagai zat
karsinogenik. Untuk itu, kita harus mengenali bagaimana sifat dari masing-masing unsur
dan senyawa tersebut, sehingga dalam memanfaatkannya kita dapat menghindari dampak
negatif yang timbul akibat unsur atau senyawa tersebut.
Apa jadinya bila kita seorang mahasiswa analisis kimia, bahkan tidak menyadari
hal ini, bahwa kita tidak hanya dituntut “mempelajari” materi di dalam buku, tetapi kita
juga bisa langsung belajar dari alam dan mengaplikasikan serta mengaitkannya dengan
ilmu yang ada. Bahkan bila dipelajari lebih mendalam, bukan hanya logam alkali tanah
saja yang berperan penting dalam kehidupan makhluk hidup, khususnya manusia,
melainkan unsur-unsur lain pun ikut mendukung mekanisme kehidupan kita sebagai
makhluk hidup.
Logam alkali tanah merupakan unsur-unsur yang terletak pada golongan IIA pada
sistem periodik unsur, yaitu Berilium, Magnesium, Kalsium, Strontium, Barium, dan
Radium. Logam alkali tanah juga dapat membentuk basa, tetapi lebih lemah
dibandingkan dengan logam alkali. Logam alkali tanah sukar larut dalam air. Unsur-unsur
golongan II A umumnya mudah ditemukan dalam tanah berupa senyawa tak larut.
sehingga dinamakan logam alkali tanah.
Dalam makalah ini, akan dibahas beberapa kecenderungan sifat dari logam alkali
tanah, dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.
3
1.2 TUJUAN
1.2.1 Mengetahui sifat-sifat unsur-unsur golongan IIA
1.2.2 Mengetahui manfaat unsur-unsur golonngan IIA
BAB II
LANDASAN TEORI
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur-unsur tersebut
bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah. Logam alkali tanah umumnya
reaktif, tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali.
KONFIGURASI ELEKTRON
Berelium (Be) = 1s2 2s2
Magnesium (Mg) = 1s2 2s2 2p6 3s2
Kalsium (Ca) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
4
Stronsium (Sr) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
Barium (Ba) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
Radium (Ra) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
2.1 SIFAT FISIK LOGAM ALKALI TANAH
Secara umum unsur-unsur logam alkali tanah memiliki sifat fisik sebagai berikut:
Berwujud padat
Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena
itu, unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan berbentuk padatan.
Tiga elemen ini memberikan karakteristik warna ketika dipanaskan dalam api:
Putih cemerlang : Mg
Merah bata : Ca
Merah : Sr
Hijau : Ba
Jari-jari atom dan ion semakin besar (dari atas ke bawah). Jari-jari ion jauh lebih kecil
daripada jari-jari atom. Hal ini karena atom mengandung dua elektron dalam tingkat s relative
jauh dari nukleus, dan inilah elektron yang dikeluarkan untuk membentuk ion. Sisa electron
dengan demikian dalam tingkat lebih dekat ke inti, dan di samping meningkatnya biaya nuklir
efektif menarik elektron menuju inti dan mengurangi ukuran ion.
Berikut ini diberikan unsur-unsur yang terletak pada golongan IIA dan ciri-ciri fisiknya
secara khususnya.
2.1.1 Be (Berilium)
Nama Unsur : Berilium
Lambang Atom : Be
Nomor Atom : 4
Deret kimia : Logam alkali tanah
Golongan : II A
Periode : 2
Blok : s
Penampilan : Putih-kelabu metalik
Massa atom : 9,012182(3) g/mol
Konfigurasi electron : 1s2 2s2
5
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar : 1,85 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur : 1,690 g/cm³
Titik lebur : 1560 K (1287 °C, 2349 °F)
Titik didih : 2742 K (2469 °C, 4476 °F)
Kalor peleburan : 7,895 kJ/mol
Kalor penguapan : 297 kJ/mol
Kapasitas kalor : (25 °C) 16,443 J/(mol•K)
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : Heksagonal
Bilangan oksidasi : 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas : 1,57 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 899,5 kJ/mol 2nd : 1757,1 kJ/mol 3rd : 14848,7 kJ/mol
Jari-jari atom : 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) : 112 pm
Jari-jari kovalen : 90 pm
Jumlah Tingkat Energi : 2
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level : 2
FAKTA
Penemu : Louis Nicolas Vauquelin
Tanggal Penemuan : 1798
Diisolasi secara terpisah : Friedrich Wohler dan Antoine Alexandre-Brutus Bussy
Tanggal Diisolasi : 1828
Nama Asal : Dari mineral beryl
Penggunaan : pesawat ruang angkasa, peluru kendali, pesawat
Diperoleh Dari : beryl, chrysoberyl
6
2.1.2 Magnesium (Mg)
Nama, Lambang, Nomor atom : magnesium, Mg, 12
Deret kimia : alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 3, s
Penampilan : putih keperakan
Massa atom : 24.3050(6) g/mol
Konfigurasi electron : [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) : 1.738 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur : 1.584 g/cm³
Titik lebur : 923 K (650 °C, 1202 °F)
Titik didih : 1363 K (1090 °C, 1994 °F)
Kalor peleburan : 8.48 kJ/mol
Kalor penguapan : 128 kJ/mol
Kapasitas kalor : (25 °C) 24.869 J/(mol•K)
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : segi enam
Bilangan oksidasi : 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas : 1.31 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 737.7 kJ/mol 2nd : 1450.7 kJ/mol 3rd : 7732.7 kJ/mol
Jari-jari atom :150 pm
Jari-jari atom (terhitung) : 145 pm
Jari-jari kovalen : 130 pm
Jari-jari Van der Waals : 173 pm
Jumlah Tingkat Energi : 3
Energi Tingkat Pertama : 2
7
Kedua Energi Level : 8
ketiga Energi Level : 2
FAKTA
Tanggal Penemuan : 1808
Penemu : Sir Humphrey Davy
Nama Asal : Magnesia (Kota)
Penggunaan : pesawat, rudal
Diperoleh dari : air laut
2.1.3 Ca (Kalsium)
Nama, Lambang, Nomor atom : Kalsium, Ca, 20
Deret kimia : Logam alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 4, s
Penampilan : putih keperakan
Massa atom : 40,078(4)g•mol−1
Konfigurasi electron : [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) : 1,55 g•cm−3
Massa jenis cairan pada titik didih : 1,378 g•cm−3
Titik leleh : 1115 K (842 °C, 1548 °F)
Titik didih : 1757 K (1484 °C, 2703 °F)
Kalor peleburan : 8,54 kJ•mol−1
Kalor penguapan : 154,7 kJ•mol−1
Kapasitas kalor (25 °C) : 25,929 J•mol−1•K−1
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada T/K 864 956 1071 1227 1443 1755
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi : 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas : 1,00 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 589,8 kJ•mol−1 2nd : 1145,4 kJ•mol−1 3rd : 4912,4 kJ•mol−1
8
Jari-jari atom : 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) : 194 pm
Jari-jari kovalen : 174 pm
Jumlah Tingkat Energi : 4
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level : 8
Ketiga Energi Level : 8
Keempat Energi Level : 2
FAKTA
Tanggal penemuan : 1808
Penemu : Sir Humphrey Davy
Nama Asal : Dari kata latin calcis (jeruk nipis)
Penggunaan : bentuk-bentuk kehidupan untuk tulang dan kerang
Diperoleh Dari : kapur, batu gamping, marmer. 3,5% dari kerak
2.1.4 Sr (Stronsium)
Nama, Lambang, Nomor atom : Stronsium, Sr, 38
Deret kimia : Golongan alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 5, s
Penampilan : Perak-putih-metalik
Massa atom : 87.62(1) g/mol
Konfigurasi electron : [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 18, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) : 2.64 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur : 6.980 g/cm³
Titik lebur : 1050 K (777 °C, 1431 °F)
Titik didih : 1655 K (1382 °C, 2520 °F)
Kalor peleburan : 7.43 kJ/mol
Kalor penguapan : 136.9 kJ/mol
Kapasitas kalor : (25 °C) 26.4 J/(mol•K)
9
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi : 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas : 0.95 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 549.5 kJ/mol 2nd: 1064.2 kJ/mol 3rd : 4138 kJ/mol
Jari-jari atom : 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) : 219 pm
Jari-jari kovalen : 192 pm
Jumlah Tingkat Energi : 5
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level : 8
Ketiga Energi Level : 18
Keempat Energi Level : 8
Kelima Energi Level : 2
FAKTA
Tanggal penemuan : 1790
Penemu : A. Crawford
Nama Asal : Setelah Strotian (kota Skotlandia)
Penggunaan : suar, kembang api, warna merah
Diperoleh Dari : celestite, strontianite
2.1.5 Ba (Barium)
Nama, Lambang, Nomor atom : Barium, Ba, 56
Deret kimia : Logam alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 6, s
Penampilan : Putih keperakan
Massa atom : 137.327(7) g/mol
Konfigurasi electron : [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 18, 18, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
10
Fase : Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar : 3.51 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur : 3.338 g/cm³
Titik lebur : 1000 K (727 °C, 1341 °F)
Titik didih : 2170 K (1897 °C, 3447 °F)
Kalor peleburan : 7.12 kJ/mol
Kalor penguapan : 140.3 kJ/mol
Kapasitas kalor : (25 °C) 28.07 J/(mol•K)
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi : 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas : 0.89 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 502.9 kJ/mol 2nd : 965.2 kJ/mol 3rd : 3600 kJ/mol
Jari-jari atom : 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) : 253 pm
Jari-jari kovalen : 198 pm
Jumlah Tingkat Energi : 6
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level: 8
Ketiga Energi Level: 18
Keempat Energi Level : 18
Kelima Energi Level : 8
Keenam Energi Level : 2
FAKTA
Tanggal Discovery : 1808
Penemu : Sir Humphrey Davy
Nama Asal : Dari kata Yunani barys (berat)
Penggunaan : Kedokteran aplikasi
Diperoleh Dari : barytine, whiterite
11
2.1.6 Ra (Radium)
Nama, Lambang, Nomor atom : Radium, Ra, 88
Deret kimia : alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 7, s
Penampilan : metalik putih keperak-perakan
Massa atom : 226 g/mol
Konfigurasi electron : [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) : 5,5 g/cm³
Titik lebur : 973 K (700 °C, 1292 °F)
Titik didih : 2010 K (1737 °C, 3159 °F)
Kalor peleburan : 8,5 kJ/mol
Kalor penguapan : 113 kJ/mol
Tekanan uap : P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal : Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi : 2 (oksida basa)
Elektronegativitas : 0,9 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 509,3 kJ/mol 2nd : 979,0 kJ/mol
Jari-jari atom : 215 pm
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level : 8
Ketiga Energi Level : 18
Keempat Energi Level : 32
Kelima Energi Level : 18
Keenam Energi Level : 8
Ketujuh Energi Level : 2
FAKTA
Tanggal Penemuan : 1898
12
Penemu : Pierre dan Marie Curie
Nama Asal : Dari kata Latin jari-jari (ray)
Penggunaan : mengobati kanker
Diperoleh dari : bijih uranium
2.2 SIFAT KIMIA LOGAM ALKALI TANAH
Sifat-sifat kimia unsur-unsur golongan IIA didominasi oleh kecendrungan umtuk
melepaskan electron (pembentukan kation).
Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron
valensi ns2. Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali, kedua
elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali
tanah lebih tinggi daripada alkali.
Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M 2+ dari
alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali, mengakibatkan logam
alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya, sehingga lebih stabil sebagai
ion M2+.
Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar
mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat,
sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya
lebih tinggi.
Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang
cukup besar, kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk
ikatan kovalen.
Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah
(negatif). Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup
kuat, bahkan kalsium, stronsium, dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat
daripada natrium.
Memiliki sifat metalik unsur dalam satu golongan sifat metaliknya dari atas ke bawah
semakin bertambah.
13
Semua logam kecuali berilium membentuk oksida di udara pada suhu kamar yang
menumpulkan permukaan logam. Barium begitu reaktif maka disimpan dalam minyak.
Semua logam kecuali berilium dapat bereaksi dengan asam encer hidrogen:
Mg (s) + 2H + (aq) → Mg (aq) + H2 (g)
Magnesium bereaksi hanya perlahan-lahan dengan air kecuali air mendidih, tetapi
kalsium bereaksi cepat bahkan pada suhu kamar, dan membentuk suspensi putih berawan
hemat larut kalsium hidroksida.
Kalsium, strontium dan barium dapat mereduksi gas hidrogen ketika dipanaskan,
membentuk hidrida:
Ca (s) + H2 (g) → CaH2 (s)
Logam panas juga cukup kuat reduktor untuk mereduksi gas nitrogen dan
membentuk nitrida:
3Mg (s) + N2 (g) → Mg3N2 (s)
Magnesium dapat mereduksi, dan terbakar karbon dioksida:
2Mg (s) + CO2 (g) → 2MgO (s) + C (s)
Ini berarti bahwa kebakaran magnesium tidak dapat dipadamkan dengan
menggunakan alat pemadam kebakaran karbon dioksida.
2.2.1 OKSIDA
Oksida logam alkali tanah memiliki MO rumus umum dan mendasar. Mereka
biasanya disiapkan dengan memanaskan hidroksida atau karbonat untuk melepaskan gas
karbon dioksida. Mereka memiliki entalpi kisi tinggi dan titik leleh. Peroksida, MO 2,
dikenal untuk semua elemen ini kecuali berilium, sebagai Be 2 + kation terlalu kecil untuk
menampung anion peroksida.
2.2.2 HIDROKSIDA
Kalsium, strontium dan barium oksida bereaksi dengan air untuk membentuk
hidroksida:
CaO (s) + H2O (l) →Ca (OH) 2 (s)
Kalsium hidroksida dikenal sebagai kapur mati. Hal ini larut dalam air dan larutan
alkali ringan yang dihasilkan dikenal sebagai air kapur yang digunakan untuk menguji gas
asam karbon dioksida.
14
2.2.3 HALIDA
Semua golongan 2 halida biasanya ditemukan dalam bentuk terhidrasi, kecuali ion
berilium klorida. Kalsium klorida anhidrat memiliki afinitas yang kuat seperti air itu
digunakan sebagai agen pengeringan.
2.2.4 IONISASI OKSIDASI SERIKAT DAN ENERGI
Dalam semua senyawa logam ini memiliki jumlah oksidasi 2 dan, dengan sedikit
pengecualian, mereka adalah senyawa ionik. Alasan untuk ini dapat dilihat dengan
pemeriksaan konfigurasi elektron, yang selalu memiliki dua elektron pada tingkat
kuantum luar. Elektron ini relatif mudah untuk menghapus, tetapi menghilangkan elektron
yang ketiga jauh lebih sulit, karena dekat dengan nukleus dan dengan penuh kulit
kuantum. Hal ini menyebabkan pembentukan M2 +. Energi ionisasi mencerminkan
susunan elektron ini. Dua yang pertama energi ionisasi yang relatif rendah, dan yang
ketiga sangat jauh lebih tinggi.
2.3 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
2.3.1 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air, sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan
hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium
bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin. Contoh reaksi logam alkali
tanah dan air berlangsung sebagai berikut.
Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)
Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan, Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida
Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada
permukaan logam.Barium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2).
2Mg(s) + O2 (g) → 2MgO(s)
Ba(s) + O2(g) (berlebihan) → BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat
menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2).4Mg(s) + ½ O2(g) + N2 (g) → MgO(s) +
Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3.Mg3N2(s) + 6H2O(l) →
3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
15
2.3.2 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa
Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah.
Contoh :
3Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s)
2.3.3 Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida,
kecuali Berilium. Oleh karena daya polarisasi ion Be 2+ terhadap pasangan elektron
Halogen kecuali F-, maka BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain
berikatan ion. Contoh :
Ca(s) + Cl2(g) → CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) → 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) → MO2 (s) Ba mudah, Sr dengan tekanan tinggi, Be, Mg, dan Ca, tidak terjadi
M(s) + X2(g) → MX2 (s)
X:
F, Cl, Br, dan I
M(s) + S(s) → MS (s)
M(s) + 2H2O (l) → M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat, Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) → M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi, Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) → M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) → MH2 (s) Perlu pemanasan, Be dan Mg tidak dapat berlangsung
2.4 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1. Berilium (Be)
a) Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat, akan tetapi bermassa
lebih ringan. Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet.
b) Berilium digunakan pada kaca dari sinar X.
c) Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir.
d) Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik, maka Berilium
sangat penting sebagai komponen televisi.
16
2. Magnesium (Mg)
a) Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada
lampu blitz.
b) Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO
memiliki titik leleh yang tinggi.
c) Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat
di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag.
d) Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan
sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga.
3. Kalsium (Ca)
a) Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kue dan plastik.
b) Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut
tulang yang patah.
c) Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan
cat tembok. Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.
d) Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator,
dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap.
e)
Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa
yang harganya relatif murah.
f)
Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan
gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan.
g) Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk
tulang dan gigi.
4. Stronsium (Sr)
a) Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan
untuk bahan kembang api.
b) Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi
berwarna dan komputer.
c) Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam
baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator).
17
5. Barium (Ba)
a) BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap
sinar X meskipun beracun.
b) BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang
tinggi dan warna terang.
c) Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api.
6. Radium (Ra)
a) Radium juga digunakan dalam memproduksi cat yang menyala dengan sendirinya,
sumber netron dan dalam kedokteran.
b) Dalam dunia kedokteran, radium digunakan dalam terapi kanker dan penyakitpenyakit lainnya.
c) Beberapa isotop yang baru saja ditemukan seperti 60Co juga digunakan menggantikan
radium dalam aplikasi-aplikasi tersebut. Beberapa sumber ini sangat kuat dan yang
lainnya sangat aman digunakan. Radium kehilangan sekitar 1% dari aktifitasnya
dalam 25 tahun, karena tertransformasikan menjadi unsur-unsur yang lebih ringan.
Timbal merupakan hasil akhir disentegrasi radium. Radium harus disimpan di ruangan
dengan ventilasi yang baik untuk menghindari pembentukan radon.
2.5 KEBERADAAN DI ALAM
Logam alkali tanah memilii sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam
bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali :
Berilium.
Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada.
Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be 3Al2(SiO 6)3],
dan Krisoberil [Al2BeO4].
Magnesium.
18
Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9%
keberadaannya. Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida
[MgCl2], Senyawa Karbonat [MgCO3], Dolomit [MgCa(CO3)2], dan Senyawa Epsomit
[MgSO4.7H2O].
Kalsium.
Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium
menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4% keberadaanya. Di
alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO 3], Senyawa Fospat [CaPO4],
Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF].
Stronsium.
Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk
senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan Strontianit.
Barium.
Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa :
Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit [BaCO3].
Radium.
Logam ini ditemukan dalam jumlah kecil dalam bijih uranium dan thorium dalam batu pitchblende.
Diperkirakan bahwa setiap kilometer persegi permukaan bumi (hingga kedalaman 40 cm) berisi 1
gram radium. Jumlah radium dalam bijih uranium bervariasi antara 150 dan 350 mg/ton. Dan juga
terkandung dalam bijih Zaire (http://translate.google.co.id).
DAFTAR PUSTAKA
Boikess, Robert S; Edelson, Edward. 1981. Chemical principles.
Kirchhoff, G.; Bunsen, R. 1861. Chemische Analyse durch Spectralbeobachtungen. Annalen
der Physik und Chemie
Koch, E.-C. 2002. Special Materials in Pyrotechnics, Part II: Application of Caesium and
Rubidium Compounds in Pyrotechnics.
Lake, James A. (2006). Textbook of Integrative Mental Health Care. New York:
19
Li, Zhimin; Wakai, Ronald T.; Walker, Thad G. (2006). "Parametric modulation of an atomic
magnetometer".
Lide, David R; Frederikse, H. P. R (1995-06). CRC handbook of chemistry and physics: a
ready-reference book of chemical and physical data.
Norton, J. J. (1973). "Lithium, cesium, and rubidium—The rare alkali metals". In Brobst, D.
A., and Pratt, W. P.
Ritter, Stephen K. (2003). "C&EN: It's Elemental: The Periodic Table – Cesium". American
Chemical Society.
Wise, M. A. (1995). "Trace element chemistry of lithium-rich micas from rare-element
granitic pegmatites". Mineralogy and Petrology.
http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/radium/
http://fitrichemys08.wordpress.com/2011/04/20/4/
LAMPIRAN
20
Gambar 1 Berilium
Gambar 3 Kalsium
Gambar 5 Barium
Gambar 2 Magnesium
Gambar 4 Stronsium
Gambar 6 Radium
21