Logam Alkali [PDF]

Citation preview

LOGAM ALKALI



DISUSUN OLEH: ALIYAH BAIDA WIWIYANTI ADE MAYA IRMAYASARI NUR ISPAYANTI A. SRI SARTIKA SHAFIRA SUFIINA AHMAD MUHAMMAD AKBAR M SRI MUSFIRA ANUGRAH DEWANTORO



SMA NEGERI 9 JENEPONTO 2018



KATA PENGANTAR Puji syukur atas rahmat Allah SWT. sehingga makalah ini dapat terselesaikan tanpa kendala yang berarti. Kami juga berterima kasih kepada teman-teman kami serta orang tua kami yang senantisa mendukung kami untuk menyelesaikan makalah ini



sesegera mungkin.



Makalah berjudul “Logam Alkali” ini menjelaskan tentang penggolongan logam alkali, kecendrungan logam alkali, sifat-sifat umum logam alkali, sifat-sifat senyawa logam alkali, kelarutan garam-garam alkali, warna nyala logam alkali, oksida logam alkali, ekstraksi logam alkali dan kegunaan logam alkali. Dalam tiap subbab yang dibahas merupakan informasi yang sesuai dengan materi yang sedang dibahas. Makalah ini disajikan secara sistematis sehingga memudahkan siswa untuk memahaminya. Akhir kata, manusia tidak ada yang sempurna, begitu pula dengan makalah ini. Jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat kami nantikan demi kesempurnaan makalah ini.



Jeneponto, Oktober 2018



Penulis



2



DAFTAR ISI



HALAMAN JUDUL .............................................................................................................. 1 KATA PENGANTAR ............................................................................................................. 2 DAFTAR ISI............................................................................................................................ 3 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang .............................................................................................................. 4 B. Rumusan Masalah ......................................................................................................... 4 C. Tujuan ........................................................................................................................... 5 BAB II PEMBAHASAN A. Penggolongan Logam Alkali .......................................................................................... 6 B. Kecenderungan Logam Alkali ........................................................................................ 7 C. Sifat-Sifat Umum Logam Alkali ..................................................................................... 8 D. Sifat Umum Senyawa Logam Alkali ............................................................................ 10 E. Kelarutan Garam Alkali ................................................................................................ 11 F. Warna Nyala Logam Alkali .......................................................................................... 12 G. Oksida Logam Alkali .................................................................................................... 14 H. Ekstraksi dan Kegunaan Logam Alkali .................................................................................... 15 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan ................................................................................................................... 17 B. Saran ............................................................................................................................. 17 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 18



3



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Logam-logam yang kita temui dalam situasi keseharian tampak rapat dan tidak reaktif. Namun, logam alkali mempunyai kerapatan (densitas) rendah (beberapa mengapung di air). Logam alkali adalah logam golongan IA yang terdiri dari Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Sesium (Cs), dan Fransium (Fr). Kata alkali berasal dari bahasa arab yang berarti abu, air abu bersifat basa. Kata alkali ini menunjukkan kecenderungan sifat logam alkali yang membentuk basa. Logam alkali merupakan unsur logam yang sangat reaktif sehingga secara alami tak pernah ditemukan dalam bentuk tunggal. Untuk menghambat reaktivitas, unsur-unsur logam alkali harus disimpan dalam medium minyak. Logam alkali (alkali metal) sendiri relatif melimpah. Beberapa senyawa telah diketahui dan dimanfaatkan sejak zaman prasejarah. Namun unsur-unsur ini tetap tidak terungkap sampai sekitar 200 tahun yang lalu. Senyawa logam alkali sukar terurai dengan cara kimia biasa, sehingga penemuan unsur-unsur ini harus menunggu pengembangan ilmiah baru. Natrium (1807) ditemukan melalui elektrolisis. Sesium (1860) dan rubidium (1861) diidentifikasi sebagai unsur baru melalui spektrum emisinya. Fransium (1939) diisolasi dari produk peluruhan radioaktif aktinium. Unsur-unsur golonga IA memiliki kelimpahan di alam yang cukup besar sehingga banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Pemanfaatan unsur golongan IA mencakup beberapa bidang, antara lain bidang lingkungan, industri, dan lain-lain. Oleh karena itu, untuk memahami seputar logam alkali lebih lanjut, penulis akan menjelaskan beberapa tentang pengetahuan mengenai logam alkali.



B. Rumusan Masalah 1.



Bagaimana penggolongan logam alkali?



2.



Bagaimana kecendrungan logam alkali?



3.



Bagaimana sifat-sifat umum logam alkali?



4.



Bagaimana sifat-sifat senyawa logam alkali?



5.



Bagaimana kelarutan garam-garam alkali?



6.



Bagaimana warna nyala logam alkali ?



7.



Bagaimana oksida logam alkali?



8.



Bagaimana Ekstraksi logam alkali? Dan apa saja kegunaan logam alkali? 4



C. Tujuan 1.



Untuk mengetahui tentang penggolongan logam alkali



2.



Untuk mengetahui tentang kecendrungan logam alkali



3.



Untuk mengetahui tentang sifat-sifat umum logam alkali



4.



Untuk mengetahui tentang sifat-sifat senyawa logam alkali



5.



Untuk mengetahui tentang kelarutan garam-garam alkali



6.



Untuk mengetahui tentang warna nyala logam alkali



7.



Untuk mengetahui tentang oksida logam alkali



8.



Untuk mengetahui tentang Ekstraksi kegunaan logam alkali



5



BAB II PEMBAHASAN A. Penggolongan Logam Alkali Logam alkali adalah logam golongan utama yang unsur-unsurnya terdapat pada golongan 1A dalam tabel periodik unsur. Logam alkali terdiri atas enam buah unsur, yaitu litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesilium (Cs), dan fransium (Fr). Unsur logam alkali tidak terdapat bebas di alam melainkan dalam bentuk senyawa. Hal itu karena unsur logam alkali sangat reaktif. Disebut dengan logam alkali karena dapat membentuk basa kuat. Berikut ialah konfigurasi electron logam-logam yang berada pada golongan alkali : 3 11



litium



2,



natrium



19



kalium



37



rubidium



55



caesium



87



fransium



1



2,



8,



2,



8,



2,



8,



2, 2,



8, 8,



[He]2s1



8, 18,



18, 18,



1 1 8, 18,



32,



[Ne]3s1



1 8,



18,



[Ar]4s1 [Kr]5s1 1



8,



[Xe]6s1 1



[Rn]7s1



Logam-logam ini dikelompokkan dalam satu golongan karena memiliki jumlah electron valensi atau electron terluar yang sama, yaitu berjumlah 1(satu), unsure-unsur yang berada dalam satu golongan tidak memiliki sifat yang sama, melainkan cenderung memiliki kemiripan sifat, karena setiap unsure tidak ada yang sama dan memiliki sifat tersendiri yang membedakannya dengan unsure lain. Berikut merupakan macam-macam logam alkali: (1) Litium berasal dari bahasa Yunani, lithos: batu). Ditemukan oleh Arfvedson pada tahun 1817, litium merupakan unsur logam teringan, dengan berat jenis sekitar setengahnya air. Litium tidak ditemukan sebagai unsur tersendiri di alam; ia selalu terkombinasi dalam unit-unit kecil pada batu-batuan berapi dan pada sumber-sumber mata air. (2) Natrium ditemukan oleh Sir Humphrey Davy pada 1807 di Inggris ( Inggris, soda; Latin, sodanu: obat sakit kepala). Asal simbol Na berasal dari kata Latin “natrium”. Dia menemukan dengan cara mengisolasi melalui metoda mengelektrolisis,tetapi sebenarnya unsur ini sudah dikenal di berbagai senyawa. Unsur ini merupakan logam terbanyak dalam golongan alkali.Unsur ini merupakan terbanyak di permukaan bumi,dalam permukaan bumi terdapat 2,7 %. (3) Kalium, Inggris, potasium; Latin, kalium, Arab, qali, alkali). Ditemukan oleh Davy pada tahun 1807, yang mendapatkannya dari caustic potash(KOH). Ini logam pertama yang diisolasi melalui elektrolisis. Dalam bahasa Inggris, unsur ini disebut potassium. (4) Rubidium dapat menjelma dalam bentuk cair pada suhu ruangan. Ia merupakan logam akali yang lembut, keperak-perakan dan unsur akali kedua yang paling elektropositif. Ia terbakar secara spontan di udara dan bereaksi keras di dalam air, membakar hidrogen yang terlepaskan. Dengan logam-logam alkali yang lain, rubidium membentuk amalgam dengan raksa dan campuran logam dengan emas, cesium dan kalium. (5) Fransium jarang ditemukan, karena 6



termasuk unsure radioaktif. Unsure Fransium ini ditemukan pada tahun 1939 oleh Marguerite Perey, pakar kimia Prancis. Dia menemukan bahwa sekitar 1% actinium-227 meluruh dengan memancarkan sinar alfa menjadi Fransium-223, kandungan elemen ini di kerak bumi mungkin hanya kurang dari satu ons.(6) Sesium merupakan logam alkali yang terdapat di lepidolite, pollucte (silikat aluminum dan Sesium basah) dan di sumber-sumber lainnya. Salah satu sumber terkaya yang mengandung Sesium terdapat di danau Bernic di Manitoba, Kanada. Deposit di danau tersebut diperkirakan mengandung 300.000 ton pollucite yang mengandung 20% Sesium.



B.



Kecenderungan Logam Alkali Logam alkali digolongkan kedalam zat pereduksi (Reduktor) yang kuat, ini juga berarti



bahwa logam alkali sangat mudah teroksidasi,disebabkan karena logam ini mempunyai potensial reduksi yang relative rendah dengan harga negative yang besar, sehingga mudah untuk melepaskan elektron Logam alkali ini cenderung dapat bereaksi dengan air membentuk senyawa basa kuat LOH. Semakin kebawah, sifat logam alkali semakin kuat sehingga sifat basa golongan alkali semakin kebawah semakin kuat juga. Basa senyawa alkali semuanya mudah larut dalam air, kelarutannya dalam air semakin kebawah semakin besar. Logam alkali mudah bereaksi dengan unsur-unsur nonlogam membentuk senyawasenyawa ion, seperti halida, hidrida, oksida, dan sulfide. Unsure-unsur tersebut sebagian besar bereaksi dengan air dengan sangat cepat. Logam-logam alkali kecuali litium, bereaksi cepat dengan air dengan melepaskan energy yang cukup tinggi, sehingga gas hydrogen yang dihasilkan langsung terbakar. Tingkat kereaktifan golongan alkali bisa dilihat dari reaksi yang ditimbulkan jika direaksikan dengan air. Litium bereaksi sangat lambat dengan air pada 250, Natrium bereaksi hebat dengan air, Kalium menyala sedangkan logam alkali lainnya akan menimbulkan ledakan jika bereaksi dengan air. Logam alkali merupakan logam yang sangat reaktif. Logam ini merupakan reduktor yang sangat kuat dan mampu mereduksi air untuk membentuk gas hydrogen. Reaksinya adalah: 2M(s) + 2H2O(l)  2M+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g) Kemampuan logam alkali sebagai reduktor dapat dilihat pada potensial reduksi negative yang sangat kuat dari ion-ionnya. Setengah reaksinya adalah : M+(aq) + e-  M(s) Yang sangat sukar terjadi. Oleh karena itu, setengah reaksi oksidasinya sangat mudah terjadi : M(s)  M+(aq) + eMeskipun demikian, penelitian khusus mengenai energy ionisasi dan E0 mempelihatkan kontradiksi. Perhatikan apabila kita bergerak turun dalam golongan, energy ionisasinya menurun dan memberi kesan electron atom lebih mudah dilepas apabila kita bergerak dari Li ke Cs, dan dugaan ini memang benar. Kita juga mengantisipasi bahwa potensial reduksi menjadi lebih 7



negatif dan energy ionisasi menjadi lebih kecil karena unsure-unsur itu menjadi lebih mudah dioksidasi. Kecenderungan ini memang benar apabila kita bergerak dari Na ke bawah ; namun demikian E0 Li lebih negative daripada Na (atau setiap logam alkali lainnya dalam kondisi yang sama). Mengapa demikian? ingatlah energy ionisasi adalah energy yang menunjukkan kemudahan atom dalam bentuk gas melepaskan electron untuk membentuk kation dalam bentuk gas. Sebaliknya potensial reduksi adalah yang berkaitan dengan perpindahan electron antara logam padat dengan kation dalam larutan air, dimana kation tersebut dihidrasi oleh molekul air yang ada disekelilingnya. Logam-logam yang ada pada golongan 1A yang biasa disebut logam alkali ini mempunyai sifat yang sangat elektropositif dan bereaksi langsung dengan sebagia besar unsure lain dan banyak senyawaan dengan pemanasan. Lithium biasanya yang paling kurang reaktif dan cesium yang paling reaktif. Lithium bereaksi lambat dengan air pada 250 C dan tidak menggantikan hydrogen asam yang lemah dalam C6H5CH sedangkan yang lainnya dapat. Meskipun demikian, Li secara unik reaktif terhadap N2, lambat pada 250, tetapi cepat pada 4000, membentuk nitrida kristal berwarna merah rubi.



C. Sifat-Sifat Umum Logam Alkali Secara umum, sifat-sifat unsur-unsur logam alkali adalah sebagai berikut: a. Logam alkali lunak dibandingkan dengan logam-logam lain b. Logam alkali titik lebur dan titik yang relatif rendah. Dari litium ke sesium titik didihnya semakin rendah. c. Logam alkali berwarna putih d. Logam alkali sangat reaktif dan tidak pernah ditemukan dialam dalam bentuk unsurunsur bebas. e. Logam alkali merupakan reduktor yang kuat, yaitu logam alkali dapat memberikan sebuah electron dengan mudah dan bereaksi hebat dengan air untuk membentuk gas hidrogen dan hidroksidsa-hidroksida, basa kuat. f. Energ ionisasi logam alkali relatif rendah. Dari litium ke sesium, energi ionisasi semakin rendah. Hal ini disebabkan semakin besar jari-jari atomnya. g. Perbedaan energy ionisasi pertama dan energy ionisasi kedua logam alkali sangat besar. Hal ini menunjukkan bahwa dalam senyawanya, logam alkali sangat stabil. h. Logam alkali merupakan unsur-unsur yang ringan. Berdasarkan massa jenisnya, litium, natrium, dan kalium terapung di air. i. Potensial elektroda logam alkali negatif . hal ini menunjukkan bahwa logam alkali merupakan reduktor yang kuat. Semua logam alkali tergolong logam yang lunak (kira-kira sekeras karet penghapus, dapat diiris dengan pisau) dan ringan (massa jenis Li, Na, K kurang dan 1 g cm -3 ). Logam alkali 8



mempunyai satu electron valensi yang mudah lepas, sehingga merupakan kelompok logam yang paling aktif, dapat terbakar di udara dan bereaksi hebat dengan air. Kereaktifan logam alkali bertambah dari litium ke fransium. 



Sifat atomik logam alkali



Unsur



Jari-jari



Jari-jari



logam (pm) ionik (pm)



Energi



Kelektroneg



Bilangan



ionisasi



atifan



oksidasi



(kJ/mol) Litium



160



74



520



1,0



+1



Natrium



190



102



496



0,9



+1



Kalium



240



138



419



0,8



+1



Rubidium



250



149



403



0,8



+1



Sesium



270



170



376



0,7



+1



Fransium



-



1.194



380



0,7



+1







Sifat fisis logam alkali



Unsur



Kerapatan Kekerasan



Titik



Titik



(kg/m3)



leleh



didih



(°C)



(°C)



(Mohs)



∆Hfus



∆Hv



Daya



Daya hantar



(kJ/mol)



hantar



listrik (M



panas



Ω-1 cm-1)



(W/cmK) Litium



530



0,6



181



1.342



3,00



146



0,847



0,108



Natrium



970



0,5



98



883



2,60



97



1,41



0,210



Kalium



860



0,4



63



760



2,33



80



1,02



0,139



Rubidium 1.530



0,3



39



686



2,19



72



0,582



0,078



Sesium



1.880



0,2



29



669



2,09



68



0,359



0,040



Fransium



-



-



27



677



-



-



0,150



0,030



Dari tabel diatas, kita dapat melihat adanya keteraturan sifat-sifat fisis logam alkali. Secara umum, keteraturan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut. a. Kerapatan bertambah dari Li ke Fr



9



Nilai kerapatan bergantung pada massa atom, jari-jari atom, dan faktor kerapatan atom per unit sel. Nilai kerapatan semakin besar dengan pertambahan massa atom dan faktor kerapatan, dan sebaliknya semakin kecl dengan pertambahan jari-jari atom. Semua logam alkali memiliki nilai faktor kerapatan atom per unit sel yang sama. Jadi, nilai kerapatan logam alkali hanya dipengaruhi massa atom dan jari-jari atom.



b. Kekerasan berkurang dari Li ke Fr Penurunan nilai kekerasan dapat dijelaskan dari penurunan kekuatan ikatan logam dari Li ke Fr. Hal ini disebabkan tarik-menarik antara ion positif dengan awan electron semakin melemah akibat bertambahnya jari-jari atom dari Li ke Fr. c. Titik leleh dan ∆Hfus berkurang dari Li ke Fr Penurunan nilai titik leleh dan ∆Hfus dari Li ke Fr dapat dijelaskan dengan cara yang sama, seperti halnya penurunan kekerasan di atas. d. Titik didih dan ∆Hv berkurang dari Li ke Fr Penurunan nilai titik leleh dan ∆Hv dari Li ke Fr dapat dijelaskan dengan cara yang sama, seperti halnya penurunan kekerasan di atas.



e. Daya hantar listrik dan daya hantar panas secara umum berkurang dari Li ke Fr Logam alkali memiliki daya hantar listrik dan panas yang baik karena ikatan logamnya. Di dalam ikatan logam, terdapat elektron-elektron valensi yang bergerak bebas. Daya hantar panas dan listrik logam alkali ditentukan oleh pergerakan elektron-elektron valensi bebasnya. Sebaliknya semakin sulit elektron-elektron ini bergerak, semakin berkurang pula daya hantar listrik dan panasnya.



D. Sifat Umum Senyawa Logam Alkali Beberapa sifat umum senyawa logam alkali berkaitan dengan karakter ionic, kestabilan anion-anion besar bermuatan rendah, hidrasi ion, dan kelarutan sebagaimana diuraikan berikut ini : 1.



Karakter ionik; ion logam alkali selalu mempunyai tingkat oksidasi stabil. Senyawa-



senyawanya tidak berwarna kecuali dengan anion yang berwarna, misalnya kromat dan permanganat. 2.



Hidrasi ion; semakin tinggi densitas muatan ion, semakin kuat ion tersebut tehidrasi.



Oleh karena logam-logam pada umumnya, maka energi hidrasi senyawa-senyawanya juga sangat rendah. Ion Li+ misalnya, mempunyai energi hidrasi sebesar 519 kJ mol‾1, sedangkan 10



ion Mg2+ energi hidrasinya 1920 kJ mol‾1. Energi hidrasi semakin kecil dengan kenaikan jarijari ion. 3.



Kelarutan; sebagian besar senyawa-senyawa logam alkali larut dalam air, walaupun



kelarutannya berbeda-beda. Sebagai contoh, larutan jenuh litium klorida (LiCl) mempunyai konsentrasi 14 mol L‾1, tetapi larutan jenuh litium karbonat (Li2CO3) mempunyai kosentrasi hanya 0,18 mol L‾1. E. Kelarutan Garam Alkali Kelarutan garam alkali dalam air sangat besar sehingga sangat bermanfaat sebagai pereaksi di laboratorium. Namun demikian, kelarutan ini sangat bervariasi sebagaimana ditunjukkan oleh seri natrium halida. Untuk menjelaskan kecenderungan larutan tersebut, diperlukan pemahaman siklus energi yang melibatkan pembentukan suatu larutan dari fase padatan yang bersangkutan. Table Data kelarutan, energi kisi, entalpi hidrasi, dan selisih entalpi seri natrium halide Senyawa



Kelarutan



Hidrasi ∆H (dalam



(dalam Energi Kisi (dalam Entalpi



mol L‾1)



kJ mol‾1)



(dalam kJ mol‾1)



kJ mol‾)



NaF



0,099



+930



-929



+1



NaCl



0,62



+788



-784



+4



NaBr



0,92



+752



-753



-1



NaI



1,23



+ 704



-713



-9



Kelarutan suatu senyawa bergantung pada besaran-besaran entalpi yaitu energi kisi, entalpi hidrasi kation dan anion dan juga perubahan entropi yang bersangkutan. Dari formula ∆G° = ∆H° - T ∆S, harga ∆G° harus negatif agar suatu garam dapat larut dengan mudah. Data ekperimen menunjukkan bahwa energi kisi relatif sama dengan entalpi hidrasi. Apabila dilakukan perhitungan terhadap perubahan entropi (∆S), ternyata diperoleh data bahwa kecuali natrium fluorida, harga entropi yang dicapai oleh ion-ion ketika dibebaskan dari kisi kristal lebih besar daripada entropi yang hilang ketika ion-ion dalam keadaan gas terhidrat dalam larutan. Apabila kedua besaran ini dikombinasikan untuk memperoleh perubahan energi bebas (∆G) pada proses pelarutan, ternyata diperoleh kecenderungan yang benar-benar paralel dengan kecenderungan kelarutannya. Table 3.4 Faktor entropi (dalam besaran T∆S), ∆H, dan ∆G hitungan pada proses pelarutan seri natrium halida Senyawa



Entropi (s) Kisi/ kJ



Hidrasi/ kJ



T∆S/kJ



∆H/ kJ



∆G/ kJ



mol‾1



mol‾1



mol‾1



11



mol‾1



mol‾1



NaF



+72



-74



-2



+1



+3



NaCl



+68



-55



+13



+4



-11



NaBr



+68



-50



+18



-1



-19



Na I



+68



-45



+23



-9



-32



Apabila dilakukan perhitungan terhadap perubahan entropi (∆S), ternyata diperoleh data bahwa kecuali natrium fluoride, harga entropi yang dicapai oleh ion-ion ketika dibebaskan dari kisi Kristal lebih besar daripada entropi yang hilang ketika ion-ion dalam keadaan gas terhidrat dalam larutan. Apabuila kedua besaran ini dikombinasikan untuk memperoleh perubahan energi bebas (∆G) pada proses pelarutan, ternyata diperoleh kecenderungan kelarutannya. Selain itu terdapat hubungan yang bermakna antara kelarutan garam alkali dengan jarijari kation untuk anion yang sama, namun hubungan ini dapat menghasilkan kurva kontinu dengan kemiripan (slope) positif maupun negatif. Sebagai contoh, kelarutan alkali fluorida naik dengan naiknya jari-jari kationnya (berarti slope positif), tetapi kelarutan ion iodide turun dengan naiknya jari-jari kationnya (berarti slope negatif). Perbedaan kecenderungan ini dapat dijelaskan khususnya terhadap penekanan aspek energi kisi. Energi kisi bergantung kuat pada muatan ionik, namun rasio ukuran kation anion juga harus dipertimbangkan. Rasio ukuran kation dan anion yang tidak tepat akan mengakibatkan rendahnya energi kisi dari harga yang diharapkan. Jari-jari kation Li+ dan Cs+ masing-masing adalah 90 dan 181 pm, sedangkan jarijari anion F ‾ dan I ‾ masing-masing adalah 119 dan 206 pm. Perbedaan jari-jari yang terlalu besar antara katin dan anion pasangannya dalam LiI mengakibatkan padatan ini lebih mudah larut daripada LiF yang mempunyai jari-jari ionik tidak terlalu besar bedanya. Sebaliknya CsI lebih sukar larut dibandingkan dengan CsF.



F. Warna Nyala Logam Alkali Pernahkah kalian menyalakan korek api batangan ? Apakah warna nyalanya dan apa yang terdapat pada korek api tersebut ? Logam alkali bila dipanaskan dapat memancar warna nyala yang khas, yang dapat dipakai untuk mengenali jenis logam alkali dalam senyawa tersebut. Di dalam laboraturium kita dapat melakukan uji reaksi nyala sebagai berikut. Misalnya yang akan diamati adalah warna nyala dari logam alkali natriun (Na). ambil senyawa natrium klorida padat dengan menggunakan kawat nikrom yang sudah dibersihkan dengan larutan HCL pekat. Kemudian bakar kawat nikrom tersebut dalam nyala api Bunsen. Ternyata, warna yang tampak dari pembakaran senyawa garam natrium tersebut adalah kuning.



12



Dalam kehidupan sehari-hari warna nyala logam alkali dapat diihat pada lampu. Berbagai macam warna logam alkali yang didapatkan dari eksperimen yang telah dilakukan dapat dilihat pada Tabel. No.



Ion Logam Alkali



Warna Nyala



1.



Li+



Merah Tua



2.



Na+



Kuning



3.



K+



Ungu



4.



Rb+



Merah Biru



5.



Cs+



Biru



Sifat-sifat fisik yang penting dari logam alkali adalah emisi spektrumnya yang dapat terbentuk apabila uapnya atau salah satu garamnya dibakar dengan api Bunsen. Misalnya, garam litium membentuk nyala merah yang bagus, garam natrium membentuk nyala kuning terang, dan kalium membentuk nyala violet. Warna spectrum itu dapat dipakai dalam analisis kualitatif, yang disebut tes nyala. Warna nyala ini sudah cukup intensif untuk digunakan pada analisis nyala (flame test) yang dapat digunakan dalam analisis campuran senyawa-senyawa yang komposisinya tidak diketahui. Misalnya, apabila setetes cairan yang tidak diketahui komposisinya diletakkan pada nyala api dan muncul nyala yang berwarna kuning maka dalam tetesan cairan ini mengandung ion natrium. Jika tidak terlihat nyala warna kuning, maka tidak ada natrium dalam tetesan tersebut. Warna violet nyala kalium tidak seterang warna kuning nyala natrium dan sangat mudah tertutup oleh nyala natrium, meskipun natrium tersebut sedikit sekali (traces) dalam campuran yang dianalisis. Dengan cara melihat nyala melalui kaca biru, yang disebut kaca kobal, maka warna kuning diserap dan warna violet nyala kalium diteruskan sehingga kalium dapat diketahui. Nyala kuning terang natrium merupakan salah satu sifat dari unsure ini yang mempunyai nilai komersial: digunakan dalam lampu uap natrium. Warna kuning nyala natrium banyak dipakai di jalan raya karena murah biayanya dibandingkan lampu pijar, seperti bola lampu yang biasa digunakan, banyak energy cahaya yang hilang karena membentuk sinar inframerah yang tidak terlihat. Oleh karena itu, energi listrik yang banyak digunakan terbuang sia-sia. Ada lampu uap natrium dalam tabung pengurai gas yang hanya berisi uap natrium, sebagian besar energy listrik muncul sebagai cahaya kuning. Cahaya ini sama dengan sepasang garis yang sangat tipis dari spectrum emisi natrium. Perbedaan energy antara orbital s dan p kulit-valensi dari logam golongan 1 sesuai dengan perbedaan energy pada panjang gelombang tertentu dari cahaya yang tampak. Akibatnya, bila dipanaskan dalam nyala, senyawa golongan 1 menghasilkan warna-warna nyala yang khas. Misalnya, bila NaCl diuapkan dalam nyala, pasangan ion akan terkonversi menjadi atom-atom gas. Atom Na (g) akan tereksitasi ke energy yang lebih tinggi, dan cahaya dengan



13



panjang gelombang 589 nm (kuning) diemisikan ketika atom-tereksitasi (Na*) kembali ke konfigurasi electron-dasar. Na+Cl- (g) Na (g)



Na(g) + Cl(g) Na*(g)



[Ne]3s1



[Ne]3p1



Na*(g)



Na (g) + hv (589 nm; kuning)



Senyawa logam alkali digunakan dalam pertunjukan piroteknik-kembang api.



G. Oksida Logam Alkali Alkil halide (LX) kecenderungan logam alkali teroksidasi menyebabkan mudah bereaksi dengan unsur bukan logam, seperti halogen dan oksigen. Logam alkali sangat mudah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida, contohnya litium. 4Li (s) + O2 (g) →2Li2O (s) Logam yang lain bergantung pada jumlah oksigen. Jika oksigen terbatas, natrium menghasilkan peroksida Na2O2 dan bila dilarutkan dalam air akan bereaksi. Na2O2 (s) + 2H2O (l) → 2Na+ (aq) + 2OH- (aq) + H2O2 (aq) Logam kalium, rubidium, dan cesium dengan oksigen berlebih membentuk superoksida, Rb (s) + O2 (g) → RbO2 (g) Dalam air, rubidium superoksida bereaksi RbO2 (s) + 2H2O (l) → 2Rb+ (aq) + 2OH- (aq) + H2O2 (aq) Kalium superoksida dapat bereaksi dengan CO2 dan menghasilkan O2. 4KO2 (s) + 2CO2 (g) →2K2CO3 (s) + 3O2 (g) Reaksi ini dapat dipakai untuk membuat alat bantu pernapasan, misalnya bagi orang yang bekerja di ruang yang beracun. Gas CO2 yang dihembuskannya masuk kedalam alat dan bereaksi dengan KO2 untuk menghasilkan O2. Oksigen yang dihasilkan ini dapat dihisap untuk pernapasan kembali. Jadi pemakai tidak perlu berhubungan dengan udara luar. Alkil hidroksida Natrium kabonat (NaOH), yang disebut juga soda sapi dapat dibuat dengan mengelektrolisis NaCl. Soda api dipakai dalam pembuatan sabun, detergen, kertas, tekstil dan menurunkan kadar belerang minyak bumi dan menetralkan asam. Kalium hidroksida (KOH) dapat dibuat dengan elektrolisis larutan KCl dapat dipakai dalam baterai. Jadi, perbedaan mendasar pada oksida logam alkali terdapat pada ukuran kation yang ditunjukkan oleh reaksi dengan O2. Lithium hanya memberikan Li2O (membentuk ion Oksida (O2-)) dengan sedikit runutan Li2O2. Natrium biasanya memberikan peroksida (O22-), Na2O2, tetapi akan berlnjut dengan adanya O2 di bawah tekanan serta panas, menghasilkan superoksida,(O2-) NaO2. Kalium, Rb, dan Cs membentuk superoksida MO2. 14



Spesies O22-(Peroksida) lebih mudah terpolarisasi daripada O2-, dan daya mempolarisasi Na+ lebih kuat daripada ion K+. oleh karena itu dapat dipahami bahwa oksidaNatrium stabil ebagai dioksida (2-) atau peroksida, dan oksida kalium stabil sebagai dioksida (1-) atau superoksida. Peroksida bersifat diamagnetic dan superoksida bersifat paramagnetic.



H. Ekstraksi dan Kegunaan Logam Alkali 1. a.



b.



c.



d.



Kegunaan logam alkali Kegunaan Natrium (Na)  Natrium digunakan sebagai cairan pendingin pada reaktor nuklir, karena meleleh pada 98ºC dan mendidih pada 892ºC  Natrium digunakan untuk membuat senyawa natrium yang tidak dapat dibuat dari NaCl, seperti Na2O3 (natrium peroksida) dan NaCN (natrium sianida).  Natrium digunakan pada pengolahan logam-logam tertentu, seperti Li, K, dan Zn.  Uap natrium digunakan untuk lampu natrium yang berwarna kuning yang dapat menembus kabut.  Campuran Na dan K untuk termometer temperatur tinggi.  Natrium juga digunakan untuk foto sel dalam alat-alat elektronik. Kegunaan senyawa natrium  Natrium hidroksida (NaOH) Natrium hidroksida disebut dengan nama kaustik soda atau soda api yang banyak digunakan dalam industri berikut. a. Industri sabun dan deterjen b. Industri pulp dan kertas c. Pada pengolahan aluminium d. NaOH juga digunakan dalam industri tekstil,plastik,pemurnian minyak bumi,serta pembuatan senyawa natrium lainnya.  Natrium klorida (NaCl) Natrium klorida dalam kehidupan sehari-hari sangat dibutuhkan untuk keperluan rumah tangga,yaitu untuk pengolahan bahan makanan. Selain itu,NaCl juga digunakan pada industri susu serta pengawetan ikan dan daging.  Natrium bikarbonat (NaHCO3) Natrium bikarbonat disebut juga soda kue, kegunaanya sebagai bahan pengembang pada pembuatan kue  NaCN untuk ekstraksi emas dan untuk mengeraskan baja  NaNO2 untuk bahan pengawet Kegunaan kalium (K)  Unsur kalium sangat penting bagi pertumbuhan.tumbuhan membutuhkan garamgaram kalium,tidak sebagai ion K+ sendiri,tetapi besama-sama dengan ion Ca+2 dalam perbandingan tertentu  Unsur kalium digunakan untuk pembuatan kalium seperoksida (KO2) yang dapat bereaksi dengan air membentuk oksigen. Kegunaan senyawa kalium  KOH digunakan pada industri sabun lunak (lembek)  KCl dan K2SO4 digunakan untuk pupuk pada tanaman.  KNO3 digunakan sebagai komponen esensial dari bahan peledak,petasan,dan kembang api. 15



 KclO3 digunakan untuk pembuatan korek api,bahan peledak dan marcon. e. Litium digunakan pada baterai untuk alat pacu jantung,kalkulator,jam,kamera,dan lainnya f. Rubidium memiliki potensial ionisasi yang rendah dan digunakan pada sel fotolistrik seperti fotomultiplier, untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Rb juga digunakan sebagai osilator untuk aplikasi seperti navigasi dan komunikasi di militer. g. Sesium digunakan pada sel fotolistrik. Jika terkena cahaya, Cs akaan melepas elektronnya yang akan tertarik menuju ke elektrode positif pada sel dan menyebabkan timbulnya arus listrik. 2.



Ekstraksi logam alkali



Logam alkali Litium (Li)



Natrium (Na)



Kalium (K)



Rubidium (Rb)



Sesium (Cs)



Ekstraksi logam alkali Metode elektrolisis Sumber logam alkali adalah mineral spodumene [𝐿𝑖𝐴𝑙(𝑆𝑖𝑂)3]. Spodumene dipanaskan pada suhu 100ºC, lalu dicampur dengan H2SO4 panas, dan dilarutkan ke air untuk memperoleh larutan Li2SO4. Kemudian, Li2SO4 direaksikan dengan Na2CO3 untuk membentuk Li2SO3 yang sukar larut. Li2SO4 + Na2CO3 Li2CO3 + Na2SO4 Setelah itu,Li2CO3 direaksikan dengan HCl untuk membentuk LiCl. Li2CO3 + 2HCl 2LiCl + H2O + CO2 Li dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan LiCl sebagai berikut: Katoda : Li+ + eLi Anode : Cl½ Cl2 + eKarena titik leleh LiCl tinggi (> 600ºC),biaya elektrolisis menjadi mahal. Namun, biaya dapat ditekan dengan cara menambahkan KCl ( 55% LiCl dan 45 % KCl) yang dapat menurunkan titik leleh menjadi 430ºC. Metode elektrolisis Sumber utama logam Na adalah garam batu dan air laut. Na hanya dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan NaCl mengunakan sel Down. Katode : Na+ + eNa Anode : Cl½ Cl2 + eMetode reduksi Sumber utama logam K adalah silvit (KCl). Logam K diperoleh dengan metode reduksi dimana lelehan KCl direaksikan dengan Na. Na + KCl Reaksi ini berada dalam kesetimbangan. Karena K yang terbentuk mudah menguap, maka K dapat dikeluarkan dari sistem dan kesetimbangan akan bergeser ke kanan untuk terus memproduksi K. Metode reduksi Logam Rb dibuat dengan mereduksi lelehan senyawa RbCl Na + RbCl Rb + NaCl Reaksi ini berada dalam kesetimbangan. Karena Rb mudah menguap, maka Rb dapat diproduksi terus dengan cara yang sama seperti K Metode reduksi Logam Cs dibuat dengan mereduksi lelehan senyawa CsCl Na + CsCl Cs + NaCl Reaksi berada dalam kesetimbangan. Karena Cs mudah menguap, maka Cs dapat diproduksi terus dengan cara yang sama seperti K.



16



BAB III PENUTUP A. Kesimpulan 



Logam-logam alkali ialah semua unsur yang ada di dalam golongan IA kecuali Hidrogen(H), logam alkali dapat membentuk basa kuat dan sangat reaktif.







Logam alkali merupakan zat pereduksi yang kuat dan sangat mudah teroksidasi.







Semua logam alkali tergolong lunak dan ringan dan mempunyai electron valensi yang mudah lepas.







Logam alkali mempunyai tingkat oksidasi yang stabil, semakin tinggi densitas muatan ion logam alkali semakin kuat pula ion tersebut terhidrasi.







Sebagian besar senyawa-senyawa logam alkali larut dalam air walaupun tingkat kelarutannya berbeda-beda.







Warna nyala logam Li+ ialah Merah Tua, Na+ ialah Kuning, K+ ialah Ungu, Rb+ ialah Merah Biru, Cs+ ialah Biru.







Logam Alkali dapat membentuk Oksida, peroksida, dan superoksida, dimana Li cenderung hanya bias membentuk Oksida, Na cenderung membentuk peroksida, sedangkan logam lainnya cenderung membentuk superoksida.







Logam alkali banyak manfaatnya bagi kehidupan, karena sifatnya yang reaktif, logam alkali ini dapat diekstraksi dengan cara elektrolisis dan reduksi.



B. Saran Agar pembaca dapat mengetahui lebih lanjut tentang “Logam Alkali”, sebaiknya tidak hanya cukup dengan membaca makalah ini, karena makalah ini masih jauh dari kata “Sempurna”, dan penulis mohon maaf bila ada kesalahan yang terselip dalam penulisan , semoga kesalahan penulis dapat menjadi pelajaran untuk pembaca kedepannya.



17



DAFTAR PUSTAKA Johari, J.M.C dan M. Rachmawati. 2008. KIMIA 3 SMA dan MA untuk kelas XII. Jakarta: ESIS Sugiyarto, Kristian H dan Retno D. Suyanti. 2010. Anorganik Logam. Yogyakarta: Graha Ilmu Suyatno, dkk. Kimia Untuk SMA/MA Kelas XII. Grasindo: Jakarta. Sunardi. 2008. Kimia Bilingual Untuk SMA/Ma. Bandung: Cv. Yrama Widya. Purba , Michael. 2006. KIMIA untuk SMA kelas X. Jakarta:Erlangga. Paragonatama,Jaya. 2009. Kimia SMA/MA Kelas XII . Jakarta : Bumi Aksara.



18