Makalah Golongan 11 PDF [PDF]

Citation preview

MAKALAH UNSUR LOGAM GOLONGAN 11 Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah kimia anorganik logam



Oleh: Jessika M. J. Najoan (21501001) Lusiana Agistina Rajagukguk (21501007)



JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA, ILMU PENGETAHUAN ALAM, DAN KEBUMIAN UNIVERSITAS NEGERI MANADO 2022



1



DAFTAR ISI DAFTAR ISI ..........................................................................................................................................2 BAB I.......................................................................................................................................................3 PENDAHULUAN ..................................................................................................................................3 I.



Latar belakang ...........................................................................................................................3



II.



Rumusan masalah ..................................................................................................................3



III.



Tujuan .....................................................................................................................................3



BAB II .....................................................................................................................................................4 PEMBAHASAN .....................................................................................................................................4 I.



Sifat fisik dan kimia ...................................................................................................................4



II.



Sumber & keberadaan ..........................................................................................................7



III.



Ekstraksi .................................................................................................................................8



IV.



Pemanfaatan ...........................................................................................................................9



BAB III .................................................................................................................................................11 PENUTUP ............................................................................................................................................11 I.



Kesimpulan ...............................................................................................................................11



DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................................................12



2



BAB I PENDAHULUAN I.



Latar belakang Tembaga, perak, dan emas sering disebut logam “mata uang” karena menurut sejarahnya, ketiganya merupakan bahan utama untuk pembuatan mata uang logam. Empat alasan utama yaitu logam ini terdapat langsung sebagai logamnya, bersifat dapat ditempa sehingga mudah dibentuk sesuai desain yang dikehendaki, dan menjadi sangat berharga khususnya karena kelimpahan yang sangat jarang untuk perak dan emas. Kelimpahan ketiga unsur ini dalam kearak bumi, Cu ~ 68 ppm, Ag ~ 0,08 ppm, dan Au ~ 0,004 ppm. Tembaga terdapat terutama sebagai sulfida, oksida atau karbonat, seperti bijih tembaga pirit, kalkopirit (chalcopyrite) yaitu tembaga (I) besi (III) sulfida, CuFeS2, tembaga glance kalkosit (chalcopyrite), Cu2S, kuprit (cuprite), Cu2O, dan malasit (malachite), Cu2CO3(OH)2. mineral yang lebih jarang yaitu turkuis (turquoise) batu permata biru, CuAl6(PO4)4(OH)8.4H2O. perak terdapat banyak sebagai bijih sulfida, dan yang paling penting adalah perak glance (argentit), Ag2S; tanduk perak (horn silver), AgCl, yang diduga berasal dari reduksi bijih sulfida oleh air garam, banyak ditemui di Chile dan New South Wales. Emas umumnya terdapat sebagai telurida, terasosiasi dengan kwarsa atau pirit. Oleh karena itulah hendaknya unsur-unsur golongan 11 ini perlu diketahui dan dipelajari terutama oleh mahasiswa yang mengambil studi dalam bidang kimia, agar lebih dapat memahami karakteristik dan kegunaan unsur-unsur di dalamnya.



II.



Rumusan masalah 1. Apa saja sifat dari unsur logam golongan 11? 2. Darimana sumber logam golongan 11? 3. Bagaimana proses pembuatan/ekstraksi dari logam golongan 11? 4. Apa saja pemanfaatan dari logam golongan 11?



III.



Tujuan 1. Untuk mengetahui sifat fisik dan kimia dari unsur logam golongan 11 2. Untuk mengetahui sumber dan keberadaan logam golongan 11 3. Untuk mengetahui proses pembuatan/ekstraksi dari logam golongan 11 4. Untuk mengetahui pemanfaatan dari logam golongan 11



3



BAB II PEMBAHASAN



I.



Sifat fisik dan kimia



Tabel 1. Sifat Fisik dan Sifat Kimia Logam Mata Uang Tembaga (Cu)



Perak (Ag)



Emas (Au)



Nomor atom



29



47



79



Massa atom (sma)



63,546



107,868



196,9665



Titik lebur (K)



1356,6



1235,08



1337,58



Titik didih (K)



2840



2436



3130



Massa jenis (gram/cm3)



8,96



10,50



19,3



Warna



Kemerah-



putih



Kuning



merahan



berkilauan



Konfigurasi electron



[Ar] 3d104s1



[Kr] 4d105s1



[Xe] 4f145d106s1



Energi ionisasi pertama



745



731



890



Elektronegativitas



1,90



1,93



2,54



Jari-jari atom (Å)



1,28



1,44



1,46



(kJ/mol)



Potensial elekrode, V



,



M+ (aq) + e- → M (p)



+0,522



+0,800



+1,68



M2+ (aq) + 2e- → M (p)



+0,337



+1,39



-



M2+ (aq) + 2e- → M (p)



-



-



+1,42



Bilangan oksidasi



+1, +2



+1, +2



+1, +3



Bentuk Kristal



kubus terjejal.



kubus terjejal.



kubus terjejal.



A) Sifat fisis 1. Logam mudah dibentuk kebentuk yang baru Hal ini berkaitan dengan kekuatan lem elektron dan kemudahan bidangbidang Kristal salin menggeser satu sama lain, selain itu struktur Cu, Ag dan Au memiliki banyak bidang geser dengan demikian mudah dibentuk.



4



2. Daya hantar listrik dan panas yang baik dan mempunyai kilap Hal ini diakibatkan dari cepat tersedianya elektron dan orbital untuk membentuk ikatan logam. Daya hantar listrik tidak bergantung pada banyaknya elektron yang terlibat dalam ikatan. Percobaan menyatakan bahwa sekitar 1 elektron per atom sudah dapat membawa arus. Namun daya hantar bergantung pada pengemasan atom dalam Kristal logam.



3. Titik lebur, titik didih, dan massa jenis tinggi Hal ini disebabkan: ✓ Massa jenisnya tinggi, menunjukkan tingkat kepadatan antara atom-atom logam sangat tinggi; ✓ Jari-jari atom unsur relatif pendek, memungkinkan ikatan antara atom logam sangat kuat yang dikenal dengan ikatan logam. Ikatan kovalen antar logam semakin kuat bersamaan dengan semakin banyaknya elektron tak berpasangan yang digunakan untuk membentuk ikatan.



4. Memiliki warna Hal ini disebabkan peralihan elektron yang terjadi pada pengisian subkulit d, sehingga menyebabkan terjadinya warna pada senyawa logam mata uang. Subkulit d memiliki 5 orbital yang masing-masing memiliki tingkat energi yang sama. Apabila ion unsur-unsur logam mata uang berikatan dengan ion unsur lain (anion) maka muatan listrik anion tersebut akan mempengaruhi 5 orbital subkulit d, sehingga terjadi perbedaan tingkat energi antara orbital-orbital subkulit d. jadi, orbital-orbital mengalami spliting ke tingkat energi lebih tinggi dan sebagian ke tingkat energi lebih rendah dari mula-mula. Elektron pada orbital-orbital d dapat mengalami perpindahan ke tingkat energy yang lebih tinggi, dengan cara menyerap energi tampak. Besarnya energi yang diserap tergantung pada jenis atom pusat dan anionnya. Apabila semua energi cahaya tampak diserap maka senyawa tersebut berwarna hitam, bila senyawa tersebut tidak menyerap cahaya. Karena orbital d sudah penuh atau kosong elektron maka senyawa atau ionnya tidak berwarna (putih). Warna logam terbentuk berdasarkan transisi elektron diantara ikatan dan energinya. Sebagian besar unsur logam berwarna putih metalik. Namun, emas 5



tidak berwarna putih metalik yakni berwarna golden yellow. Warna putih metalik disebabkan karena semua warna sinar yang datang dari berbagai panjang gelombang dipantulkan secara sempurna oleh permukaan logam. Sedangkan untuk emas hanya warna merah dan kuning yang dipantulkan oleh warna lainnya diserap, yang mengakibatkan warna yang terlihat oleh mata adalah perpaduan antara warna keduanya yaitu golden yellow. 5. Jari-jari Atom semakin bertambah Dari atas ke bawah dalam satu golongan, jari-jari atom bertambah dengan bertambahnya nomor atom. Karena ukuran orbital bertambah dengan meningkatnya bilangan kuantum n. 6. Elektronegativitas Elektonegativitas adalah istilah yang digunakan untuk menjelaskan daya tarik-menarik atom pada elektron dalam suatu ikatan. Elektronegativitas berkaitan dengan energi ionisasi (I) dan afinitas electron (AE) karena kedua besaran ini mencerminkan kemampuan atom melepaskan atau memperoleh sebuah elektron. Unsur yang sangat elektronegatif mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi, jadi sangat sukar melepaskan elektronnya. 7. Mempunyai bentuk kristal kubus terjejal. Unsur-unsur logam mata uang mempunyai bentuk kristal, yaitu kubus terjejal. Dalam kristal kubus terjejal ( ccp=cubic closest packed) satu atom bersentuhan dengan empat atom pada lapisan atas dan empat atom pada lapisan bawah. Akibatnya, bilangan koordinasi menjadi dua belas, yaitu empat pada lapisannya, ditambah empat dari lapisan atas dan empat lapisan dibawahnya. Bilangan koordinasi kristal adalah bilangan yang menunjukkan jumlah atom yang bersinggungan dengan sebuah atom tertentu.



8. Mempunyai potensial reduksi standar (E˚) positif



6



Hal ini berarti logam ini lebih cenderung tereduksi dibandingkan teroksidasi. Logam mata uang memiliki potensial reduksi standar positif yan berarti lebih besar dari hydrogen. Akibatnya logam ini tidak bereaksi dengan asam yang bukan oksidator, seperti HCl dan H2SO4 encer. 9. Energi Ionisasi Energi Ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan electron dari atom berwujud gas pada keadaan dasarnya. Jika sebuah elektron dilepaskan dari satu atom netral, tolakan diantara elektron-elektron yang tersisa akan berkurang. Karena muatan ini tetap tak berubah, lebih banyak energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron lain dari ion bermuatan positif. Oleh karena itu, untuk unsur yang sama, energi ionisasi selalu bertambah tiap pelepasan elektron.



B) Sifat kimia 1. Bersifat Paramagnetik Hal ini disebabkan unsur-unsur logam mata uang memiliki orbital s yang belum terisi penuh, sehingga atom, unsur bebas maupun senyawanya dapat memiliki elektron tidak berpasangan. 2. Aktifitas Katalitik Hal ini diakibatkan dari adnya orbital d pada logam mata uang. Kemampuan logam mata uang menyerap senyawa berbentuk gas menyebabkan logam mata uang menjadi katalis heterogen yang baik. 3. Tahan terhadap Korosi Hal ini disebabkan karena ketika logam mata uang bereaksi dengan udara akan terbentuk lapisan oksida sehingga bagian dalamnya terlindungi. 4. Dapat membentuk ion atau senyawa kompleks Hal ini disebabkan karena kemampuan unsur-unsur logam mata uang menggunakan electron d pada ikatan kimia. Contoh [Ag(NH3)2]+, [Cu(H20)4]2+, K3Au(OH)6



II.



Sumber & keberadaan 1. Tembaga (Cu)



7



•



Keberadaan tembaga di kerak bumi tidak melimpah hanya sekitar 55-68 ppm dan kelimpahannya menempati urutan ke-25.



•



Meskipun tidak melimpah unsur tembaga terdistribusi secara luas berupa nuggets tembaga (potongan/lempengan logam), sulfida, arsenida, klorida dan karbonat.



•



Bijih mineral yang paling umum adalah chalcopirite (CuFeS2) yang berkilau dan mirip dengan pyrite (FeS2) tetapi warna tembaganya lebih dominan.



•



Bijih lain adalah Cu2S yang disebut copper glance/chacocite yang berwarna abu-abu gelap, malachite/basic copper carbonate CuCO 3.Cu(OH)2 yang berwarna hijau, cuprite / cuprous oxide Cu2O berwarna merah manikam dan bornite/ bijih peacock Cu5FeS4 berwarna seperti pelangi (biru, merah, coklat dan ungu)



2. Perak (Ag) Perak ditemukan sebagai bijih sulfida argentite (Ag2S), sebaga iklorida AgCl (horn silver) dan sebagai logam. Bijih-bijih timah, timbal-timah, tembaga, emas dan perunggu-nikel merupakan sumber-sumber penting untuk menambang perak. Di dunia belahan barat Meksiko, Kanada, Peru dan Amerika Serikat merupakan negara-negara penghasil perak 3. Emas (Au) Di kerak bumi : 0,004 ppm. Logam ini banyak terdapat di Nuget emas atau serbuk di bebatuan dan seringnya dipisahkan dari bebatuan dan mineral – mineral lainnya dengan proses penambangan. Sekitar Dua pertiga produksi emas dunia berasal dari Afrika Selatan.



III.



Ekstraksi 1. Tembaga (Cu) Bijih sulfida seringkali hanya mengandung 0,4 – 1 % tembaga. Tembaga dapat diperoleh dengan cara menghancurkan/melebur bijih tersebut kemudian dipekatkan dengan froth-flotation (pengapungan buih) selanjutnya dipanggang dengan udara pada temperatur 1400 – 1500°C. Selanjutnya ditambah pasir untuk menghilangkan besi sebagai bara silikat besi (iron silicate slag) yang mengapung pada permukaan. Udara dialirkan melalui liquid matte Cu2S dengan FeS dan silika yang akan menyebabkan oksidasi parsial. Setelah beberapa saat aliran udara 8



dimatikan dan akan terjadi reduksi dari oksidan dan sulfida menghasilkan tembaga dengan kemurnian 98-99%. 2. Perak (Ag) Terdapat tiga proses ekstraksi yaitu: •



Perak terutama diperoleh sebagai produk dari ekstraksi Cu, Pb atau Zn. Perak didapatkan dari lumpur anoda yang Terbentuk dalam pemurnian elektrolitik Cu atau Zn.



•



Seng digunakan untuk mengekstrak perak dengan ekstraksi pelarut dari lelehan timbal dalam proses Parke.



•



Perak dan emas diekstrak secara bersamaan dengan Membuat kompleks sianida yang larut (kompleks siano M(CN)2-), logam diperoleh dengan adisi seng (Zn). Selanjutnya dimurnikan dengan elektrodeposisi.



3. Emas (Au) •



Batuan yang mengandung emas dilebur/dihancur-kan dan diekstraksi dengan merkuri atau dengan natrium sianida. Air dan bubuk batuan dilewatkan di atas merkuri dimana emas akan larut membentuk suatu amalgam. Emas diperoleh pada proses distilasi amalgam tersebut (tapi proses ini berdampak negatif terhadap lingkungan karena pencemaran oleh merkuri). Pada proses sianida, batuan yang telah dihancurkan ditreatment dengan larutan NaCN 0,1-0,2% dan kemudian diaerasi.



•



Kompleks natrium argentosianida yang terbentuk dapat larut sehingga dapat terpisah dari batuan. Emas diendapkan dari larutan tersebut dengan menambahkan bubuk Zn.



IV.



Pemanfaatan 1. Tembaga (Cu) •



Tembaga digunakan dalam aliasi yaitu kuningan/brass (Cu/Zn dengan 2050%Zn), perak nikel (55-65% Cu, 10-18% Ni, 17-27% Zn), bronze phospor (Cu dengan 1,25-10% Sn dan 0,35% P). Tembaga juga dapat bercampur sempurna dengan emas.



•



Seringkali Cu digunakan dalam industri listrik karena sifat konduktivitasnya, juga digunakan untuk pipa air karena tidak reaktif.



9



•



Beberapa senyawaan tembaga digunakan dalam bidang pertanian, misalnya bordeaux (campuran CuSO4 dengan Ca(OH)2) yang disemprotkan pada tanaman terutama untuk mencegah serangan jamur pada daun kentang. Selain itu ada paris green suatau insektisida yang merupakan campuran tembaga asetat basa, arsenious oksida dan asam asetat.



•



Tembaga



dalam



jumlah



kecil



merupakan



unsur



esensial



dalam



kehidupan/metabolisme karena berperan dalam pengikatan protein sebagai metalloprotein/enzim. 2. Perak (Ag) Kegunaan utama perak adalah sebagai AgCl dan AgBr dalam emulsi fotografi, sebagai perhiasan dan ornamen perak, untuk baterai dan kaca perak. 3. Emas (Au) •



Emas digunakan sebagai perhiasan dikarenakan kilau logamnya yang tampak menarik. Emas juga banyak digunakan untuk membuat koin dan dijadikan sebagai standar moneter di banyak negara. Biasanya sebagai perhiasan dicampur dengan tembaga dan perak (aliasi). Banyaknya emas dalam aliasi tersebut dikenal sebagai karat. Emas murni adalah 24 karat. Aliasi yang biasa digunakan adalah 9 karat, 18 karat dan 22 karat yang mengandung 9/24, 18/24 dan 22/24 emas murni.



•



Emas juga digunakan untuk membuatan kontak listrik bebas korosi.



10



BAB III PENUTUP I.



Kesimpulan Unsur-unsur logam mata uang adalah unsur-unsur yang terletak pada golongan 11.



Unsur golongan 11 (yaitu tembaga, perak dan emas) disebut logam mata uang karena dipakai sejak lama sebagai uang dalam bentuk lempengan (koin). Hal ini disebabkan karena logam ini tidak reaktif, sehingga tidak berubah dalam waktu lama. Ekstraksi Logam mata uang dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti Amalgamasi, Sianidasi, elektrolisis maupun ekstraksi dari bijih-bijihnya. Logam mata uang memiliki banyak kegunaan dalam kehidupan sehari-hari seperti emas umumnya digunakan untuk perhiasan, perak disimpan penguapan untuk membuat cermin, serta tembaga digunakan untuk membuat alat-alat listrik dan salah satunya adalah kabel.Sebab tembaga merupakan logam yang berdaya hantar listrik tinggi.



11



DAFTAR PUSTAKA



Akbar, Muhammad. Golongan IB. Diakses dari https://www.academia.edu/8327549/Golongan_IB Sriatun., Taslimah., dan Suhartana. 2012. Buku Ajar Kimia Unsur. Semarang: UPT UNDIP Press. Tersedia dari https://doc-pak.undip.ac.id Sugiyarto, K. H. dan Retno D. Suyanti. 2010. Kimia Anorganik Logam. Yogyakarta : Graha Ilmu.



12