Kimia Unsur Unsur Transisi Perdiode Keem

UNSUR-UNSUR
TRANSISI PERIODE
KEEMPAT

KELOMPOK 5 :

Darmawati
Dinie Septiani
Hendra Willy
Indah Sari
Nita Rahayu
Novia Lidyawati
Valiano Aditya

Unsur-Unsur Transisi Periode Keempat
terdiri dari :
1.Skandium (Sc)
2.Titanium (Ti)
3.Vanadium (V)
4.Kromium (Cr)
5.Mangan (Mn)

6.Besi (Fe)
7.Kobalt (Co)
8.Nikel (Ni)
9.Tembaga (Cu)
10.Seng (Zn)

KEBERADAAN UNSUR UNSUR LOGAM
TRANSISI DI ALAM
Unsur
Skandium

Titanium

Vanadium

Kromium

Keberadaan di Alam
Sc terutama terdapat pada mineral tortveitil
(~34% Sc), wikit, bijih Sn, dan tungsten. Bentuk

dasar adalah Sc2O3. Logam Sc diperoleh sebagai
produk samping pemurnian uranium.
Ti merupakan unsur peringkat ke-10 terbanyak di
kerak bumi. Ti biasanya terdapat dalam bentuk
mineral
rutile (TiO2) atau ilmenite (FeTiO3 ).
V terdapat di kerak bumi dengan kadar ~0,02%. V
terdapat pada mineral patronit (VS4), Vanadinit
[Pb5(VO4)3Cl], dan kamotit [K2(UO2)2(VO4) 2·3H2O ]
Cr terdapat pada mineral kromit [Fe,Mg(CrO4].

Unsur

Keberadaan di Alam

Mangan

Mn terutama terdapat pada pirolusit (MnO₂),
psilomelan[(Ba,H₂0)2Mn₅O₁₀], dan rodokrosit (MnCO₃).
Logam Mn diekstraksi dari pirolusit.


Besi

Fe merupakan unsur kedua terbanyak di alam. Besi
ditemukan dalam mineral hematit (Fe₂O₃), magnetit
(Fe₃O₄ ) ,
siderit (FeCO₃), limonit (2Fe₂O₃∙3H₂O), dan pirit (FeS₂)
Co berada sebagai senyawa kobaltin (CoAsS) dan
lineit (CO₃S₄). Co murni dihasilkan dari produk
samping pemurnian Ni,Cu, dan Fe.

Kobalt

Nikel

Ni ditemukan dalam mineral pentlandit [(NiFe)₉S₈] .
Logam Ni diperoleh dengan memanaskan bijih besi
dalam tungku pembakaran.

Tembaga


Cu ditemukan dalam bentuk unsur maupun senyawa
sulfida dalam mineral kalkopirit (CuFeS₂) ,kovelin
(CuS), kalkosit (Cu₂S) atau seperti kuprit (Cu₂O)

Seng

Zn ditemukan di dalam mineral zinkblende/spalerit
(ZnS), kalamin, franklinit, smitsonit, (ZnCO3), wilemit,
dan zincite (Zn0).

SIFAT SIFAT UNSUR TRANSIS
PERIODE KEEMPAT

SIFAT FISIS UNSUR-UNSUR TRANSISI PERIODE
KEEMPAT

SIFAT
Atomik
MIK

ATOSifat

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu


Zn

Jari-jari logam (pm) 14
4
Energi Ionisasi I
63
(kJ/mol)
1
Keelektronegatifan 1,3

13
2
65
8
1,5

12
2
65
0

1,6

11
8
65
3
1,6

11
7
71
7
1,5

11
7
75
9
1,8


11
6
75
8
1,8

11
5
73
7
1,8

11
7
74
6
1,9

12
5

90
6
1,6

Biloks (maksimum)

+4

+5

+6

+7

+6

+5

+4


+3

+2

+3

SIFAT
FISIS

Sifat fisis

Sc

Ti

V

Cr

Mn


Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Kerapatan (kg/m3)

2.990

4.500

5.960

7.200

7.200

7.860

8.900

8.900

8.920

7.140

Kekerasan (Mohs)

-

6,0

7,0

8,5

6,0

4,0

5,0

4,0

3,0

2,5

Titik Leleh (0C)

1.541

1.668

1.890

1.857

1.244

1.535

1.495

1.453

1.083

419

Titik Didih (0C)

2.830

3.287

3.407

2.672

2.061

2.861

2.927

2.913

2.567

907

∆Hfus (KJ/mol)

14.1

15,5

20,9

16,9

12,1

13,8

16,2

17,5

13,1

7,32

∆Hv (KJ/mol)

314

421

452

344

226

350

377

370

300

115

Daya Hantar Listrik
(MΩ-1 cm-1 )

0.018

0,023

0,049

0,077

0,007

0,099

0,172

0,143

0,596

0,166

Daya Hantar Panas
(W/cmK)

0.158

0,219

0,307

0,937

0,078

0,802

1,00

0,907

4,01

1,16

SIFAT
KIMIA
Untuk dapat mempelajari
kereaktifan
unsur-unsur
transisi periode keempat,
dapat digunakan data Sifat
Atomik
dan
Konfigurasi
Elektron.

SI
A
R
U
I
G
KONF
N
O
R
T
K
E
EL

Dalam upaya mencapai konfigurasi gas
mulia, logam transisi akan melepas elektronelektron di subkulit s dan d –nya.
Karena jumlah elektron di subkulit d yang
tergolong banyak,
maka dibutuhkan energi
yang lebih besar untuk melepas elektronelektron tersebut.
Hal ini ditunjukkan dari kecenderungan nilai
energi ionisasi nya yang secara umum
bertambah dari Sc ke Zn, meski ada fluktuasi.
Dengan
demikian,
diharapkan
kereaktifan
unsur-unsur transisi akan berkurang dari Sc ke
Zn.
Namun demikian, di dalam prakteknya, ada
faktor lain yang mempengaruhi kereaktifan
logam transisi, yakni : karakteristik lapisan

Kereaktifan unsur-unsur transisi periode keempat juga
ditunjukkan dari nilai Potensial reduksi standar (E⁰) pada tabel
berikut :

 
Periode 4
 M

Sc

Ti

 E⁰ (Volt)
Mn Fe
Co

V Cr
Ni
Cu Zn
1,1 0,9
+0,3
+ 2e⁻ ↔ M -  -1,63 3
0 -1,18 -0,44 -0,28 -0,25 4 -0,76

SIFAT-SIFAT KARAKTERISTIK
UNSUR-UNSUR TRANSISI
PERIODE KEEMPAT

Sifat Karakteristik Unsur-Unsur Transisi
Periode Keempat :
1.Sifat Magnetik
2.Tingkat Oksidasi
3.Warna Senyawa

SIFAT
MAGNETI
K
Sifat magnetik suatu unsur disebabkan keberadaan
elektron yang tidak berpasangan di dalam orbital
atomnya.
Kemungkinan adanya elektron tidak berpasangan
cenderung ditemui pada atom dari unsur dengan subkulit
yang terdiri dari banyak orbital, yakni subkulit d dan f.
Seperti diketahui, sebagian besar unsur-unsur transisi
periode keempat memiliki elektron-elektron yang tidak
berpasangan dalam orbital-orbital di subkulit d –nya,
Hal ini menyebabkan unsur-unsur ini menjadi mudah
tertarik ke medan magnet luar.

Elektron yang Tidak
Berpasangan

Berdasarkan sifatnya dalam medan magnet
luar, sifat magnetik zat dapat dibedakan
menjadi :
a.Diamagnetik
Sifat diamagnetik dimiliki zat yang semua
elektronnya sudah berpasangan (↑↓) dimana momen
magnetiknya saling meniadakan. Sewaktu diletakkan
dalam medan magnet, zat ini akan ditolak sedikit
oleh medan magnet.

b. Paramagnetik
Sifat paramagnetik dimiliki zat yang mempunyai
setidaknya 1 elektron tidak berpasangan (↑). Dalam
medan magnet luar, momen-momen magnetik atom
yang terdistribusi acak akan tersusun berjajar. Zat
akan tertarik ke medan magnet luar tersebut.

Tingkat Oksidasi UnsurUnsur Transisi Periode
Keempat

PROSES EKSTRAKSI BESI
DAN TEMBAGA

Proses Ekstraksi
Besi
Tahapan ekstraksi Fe dari bijih besi :
-Bijih besi, batu kapur (CaCO₃), dan kokas (C)
dimasukkan dari bagian atas tanur.
-Kemudian,
bawah

udara

tungku

panas

agar

C

ditiupkan
bereaksi

kebagian

dengan

O₂

membentuk CO₂.

C (s)+ O₂(g) →
CO₂(g)

-Gas

CO₂

bergerak

yang
ke

terbentuk

atas

dan

selanjutnya

bereaksi

CO₂(g) + C(s) →
dengan C 2CO
untuk(g)membentuk CO.

lebih

akan
lanjut

-Produk reaksi yakni gas CO kemudian bergerak
naik dan mulai mereduksi senyawa-senyawa
besi pada bijih besi.

3Fe₂O₃(s) + CO(g) → 2Fe₃O₄ (s)
+ CO₂(g)
Fe₃O ₄(s) + CO(g) → 3FeO(s) +
CO₂(g)
FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO₂(g)
Reaksi keseluruhannya dapat ditulis debagai
Fe₂O₃(s) + 3CO → 2Fe(l) +

Fe₂O₃(s) + 3CO → 2Fe(l) +
berikut : 3CO₂(g)
Fe

yang

terbentuk

akan

mengalir

dan

berkumpul di bawah. Karena suhu di bawah

-Sementara itu, CaCO₃ dalam tanur akan terurai
menjadi CaO

CaO(s) + SiO₂(s) →
CaSiO₃(l)
-CaO yang terbentuk akan bereaksi dengan
pengotor yang bersifat asam yang ada dalam
bijih besi, seperti pasir silika. Reaksi ini
menghasilkan senyawa dengan titik didih
rendah yang disebut terak (slag).

-Lelehan terak kemudian akan mengalir ke
bagian bawah tanur. Karena kerapatan lelehan
terak yang lebih rendah dibandingkan lelehan
besi, maka lelehan terak berada di atas lelehan
besi sehingga keduanya dapat dikeluarkan
secara terpisah. (Secara tidak langsung,
lelehan terak ini melindungi lelehan besi dari
teroksidasi kembali).
Besi yang terbentuk di dalam tanur tiup
masih mengandung pengotor dan bersifat
cukup rapuh. Besi ini disebut juga besi gubal.
Besi gubal dapat dicetak langsung menjadi besi
tuang atau diproses lebih lanjut menjadi baja,
tergantung dari aplikasinya.

Proses Ekstraksi
Tembaga
Diagram proses ekstraksi
tembaga :
Bijih
tembaga
diolah dulu
agar
kandungann
ya menjadi
sekitar 2535% Cu.
Tembaga anode
dengan
kandungan
99,4% Cu
masuk ke
proses
elektrolisis
untuk
menghasilkan
~99,999% CU

Tungku
Pelebura
n

Pembuat
an anode
Cu

Tungku
Pemisah
an Perak

Tungku

Konve
rsi

Pemurnia
n dengan
Pembakar
an

Aplikasi Unsur dan Senyawa Transisi
Periode Keempat dalam Kehidupan Seharihari

a. Sebagai
Katalis

Penggunaan
unsur-unsur
transisi
periode
keempat sebagai katalis
terkait dengan sifat
karakteristiknya, yakni memiliki berbagai tingkat
oksidasi.
Hal ini memberikan alternatif bagi jalur reaksi
dengan energi aktivasi yang lebih rendah,
sehingga
lebih cepat.
Katalisreaksi dapat berlangsung
Aplikasi Industri
 V₂O₅
 Fe
 Ni
 TiCl₃

 Untuk produksi H₂SO₄ menggunakan
proses kontak.
 Serbuk Fe dan garam lainnya digunakan
sebagai katalis dalam proses Haber-Bosch
untuk produksi NH₃.
 Untuk hidrogenasi (penambahan
hidrogen) ke dalam minyak dari tumbuhtumbuhan
Untuk polimerisasi etena menjadi
polietena. 

b. Sebagai Bahan
Struktur
Logam transisi mempunyai ikatan logam
yang lebih kuat dibandingkan logam utama
(non-transisi), dan struktur kristal yang
rapat. Hal ini menyebabkan logam transisi
memiliki kekuatan mekanik yang tinggi
sehingga digunakan sebagai bahan
struktur.

c. Sebagai mineral penting
dalam tubuh
Ion Logam Transisi
 Fe

Fungsi dalam tubuh
 Peredaran O₂ ke seluruh tubuh,
penyimpanan O₂ dalam jaringan
otot, respirasi, pembelahan sel

 Cu
 Zn
 Co

 Respirasi
 Kontrol pH darah
 Pembelahan Sel