Golongan I-A Makalah [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Unsur di definisikan sebagai suatu zat yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat lain. Unsur berdasarkan sifatnya, dibedakan atas tiga macam, yaitu unsur logam, nonlogam dan semi logam (metaloid). Dalam sistem periodik, unsur digolongkan kedalam 18 golongan, penggolongan ini didasarkan atas kulit elektron yang dimiliki setiap unsur. Unsur logam terdiri atas beberapa golongan diantaranya golongan alkali, alkali tanah, golongan 12, golongan 13,golongan 14 dan golongan 15. Unsur golongan IA merupakan kelompok unsur-unsur di Unsur golongan IA pada tabel periodik yang terdiri atas litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cesium (Cs) dan Fransium (Fr). Disebut sebagai Unsur golongan IA karena oksida-oksida pada golongan tersebut mudah bereaksi dengan air dan menghasilkan larutan yang bersifat basa kuat. Unsur golongan IA hanya hanya memiliki 1 elektron pada kulit terluarnya atau sering dsebut dengan valensi 1. Unsur golongan IA juga memiliki kemampuan melepaskan melepaskan electron pada kulit terluarnya (bersifat electropositive) sehingga membentuk ion yang bermuatan +1 atau dapat juga bertindak sebagai kation. Unsur golongan IA yang terdiri atas Hidrogen (H), Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cesium (Cs) dan Fransium (Fr) ini memiliki berbagai sifat baik itu sifat umum maupun sifat khusus setiap unsur-unsurnya. Bukan hanya dari segi sifat, Unsur golongan IA juga memiliki berbagai kecenderungan serta berbagai reaksi yang dapat terjadi pada Unsur golongan IA. Adanya berbagai sifat, kecenderungan, serta reaksi yang terdapat dalam Unsur golongan IA menjadi acuan kita dalam memahami Unsur golongan IA, hal inilah yang melatarbelakangi penyusunan makalah ini.



1



B. Rumusan Masalah 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Bagaimana sifat-sifat umum unsur golongan IA? Bagaimana kecenderungan unsur golongan IA? Bagaimana kelimpahan unsur golongan IA? Bagaimana reaksi pembuatan unsur golongan IA? Apa saja jenis-jenis senyawa hidrida? Apa manfaat unsur dan senyawaan golongan IA? Apa saja reaksi-reaksi yang terjadi pada unsur golongan IA?



C. Tujuan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Untuk mengetahui sifat-sifat umum unsur golongan IA? Untuk mengetahui kecenderungan unsur golongan IA? Untuk mengetahui kelimpahan unsur golongan IA? Untuk mengetahui reaksi pembuatan unsur golongan IA? Untuk mengetahui jenis-jenis senyawa hidrida Untuk mengetahui manfaat unsur dan senyawaan golongan IA? Untuk mengetahui saja reaksi-reaksi yang terjadi pada unsur golongan IA?



2



BAB II PEMBAHASAN A. Sifat-sifat Umum Unsur Golongan IA Beberapa sifat umum senyawa Unsur golongan IA yaitu persifatan yang berkaitan sifat kimianya, meliputi karakter ionik, kestabilan anion-anion besar bermuatan rendah, hidrasi ion, dan kelarutan sebagaimana diuraikan berikut ini. 1. Karakter Ionik Ion Unsur golongan IA selalu mempunyai tingkat oksidasi +1, dan sebagian besar senyawanya berupa padatan ionic dan stabil. Senyawanya tidak berwarna kecuali dengan anion yang berwarna, misalnya kromat dan permanganate. 2. Hidrasi Ion Semakin tinggi densitas muatan ion, semakin kuat ion terhidrasi. Karena logam Unsur golongan IA mempunyai densitas yang sangat rendah daripada densitas logam-logam pada umumnya, maka energy hidrasi senyawaan Unsur golongan IA juga sangat rendah. Untuk ion Li + misalnya mempunyai energi hidrasi sebesar 519 Kj/mol, sedangkan untuk Mg 2+ energinya 1920 Kj/mol. Kecenderungan energi hidrasi ini yaitu semakin mengecil dengan naiknya jari-jari ion. 3. Kelarutan Sebagian besar senyawaan Unsur golongan IA larut dalam medium 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 konsentrasi 0,18 mol L-1. Kelarutan garam alkali dalam air sangat besar sehingga sangat bermanfaat sebagai pereaksi dalam laboratorium. Namun demikian kelarutan ini sangat bervariasi. Kelarutan suatu senyawa bergantung pada besaranbesaran entalpi yaitu energy kisi, entalpi hidrasi kation dan anion bersamasama dengan perubahan entropi yang bersangkutan. Sebagian besar senyawaan alkali larut dalam air, sehingga uji pengendapan mungkin dapat dipakai untuk identifikasi. Setiap Unsur golongan IA menghasilkan warna nyala yang karakteristik apabila senyawaan alkali 3



dimasukkan dalam nyala api yaitu merah mudah (litium), kuning (natrium), lilac (kalium), merah-violet (rubidium) dan biru (sesium). Energy tertentu nyala api diserap oleh electron-elektron dalam atom logam hingga terjadi eksitasi dan kembalinya electron keperingkat dasar membebaskan energy nyala yang khas, sesuai dengan energy transisi elektronik atom logam yang bersangkutan. Jadi setiap atom Unsur golongan IA mengalami transisi elektronik yang unik bagi dirinya sendiri. Selain sifat kimia, unsur golongan IA juga memiliki karakteristik berupa sifat fisiknya, yaitu: H 1 1S1 1,00 13,86 0,07



Li 3 2s1 6,941 454 0,53 3,01



Na 11 3s1 22,9898 371 0,97 2,59



K 19 4s1 39,102 336 0,86 2,30



Rb 37 5s1 85,4678 312 1,59 2,18



Cs 35 6s1 132,9055 302 1,90 2,09



(kJ/mol) Titik didih (K) Entalpi penguapan



20,13 0,4581



1604 133



1163 90



1040 77,5



975 69,1



960 65,9



950



(kJ/mol) Energi Ionisasi pertama



1312,0



519



498



418



401



376



380



2,2



1,0 134 60 -3,20



0,9 154 95 -2,71



0,8 196 133 -2,93



0,8 211 148 -2,93



0,7 225 169 -2,92



0,7



stabdard (V) Entalpi hidrasi M+



-519



-407



-322



-301



-276



(kJ/mol) Daya hantar molar



38,7



60,1



73,5



77,8



77,3



2



1



3



2



1



Nomor atom Konfigurasi elektron Massa atom relatif (Ar) Titik leleh (K) Kerapatan (g/cm3) Entalpi peleburan



(kJ/mol) Keelektronegatifan Jari-jari kovalen/pm Jarijari ion/pm (M+) Potensial elektroda



(ohm-1cm2mol-1) Jumlah isotop dialam



1,46



Fr 87



300



1194



Tabel 1. Sifat fisika unsur golongan alkali



B. Kecenderungan Unsur Golongan IA Semua logam Unsur golongan IA (Li, Na, K, Rb, Cs dan Fr) berkenampakan mengkilat, berwarna keperakan, mempunyai konduktivitas listrik dan panas yang tinggi. Unsur golongan IA bersifat sangat lunak, dan semakin lunak dengan naiknya nomor atom. Sebagian besar logam



4



mempunyai titik leleh yang sangat tinggi tetapi alkali mempunyai titik leleh rendah dan semakin rendah dengan naiknya nomor atom. Kelunakan dan kerendahan titik leleh logam Unsur golongan IA dapat dikaitkan dengan sangat lemahnya ikatan metalik dalam unsure-unsur ini. Entalpi atomisasi logam-logam umumnya berharga 400-600 kJ mol -1, tetapi logam-Unsur golongan IA nilai ini sangat lebih rendah (78-162 kJ mol-1) Elektronegativitas Pada Unsur golongan IA, dari atas ke bawah dalam sistem periodic, elektronegativitas semakin berkurang. Hal ini disebabkan ukuran atom (jarijari atom) makin besar sehingga electron valensi menjauh dari inti logam. Akibatnya kurang tertarik ke inti logam. Walaupun dari atas ke bawah muatan inti bertambah tetapi pengaruh pertambahan muatan inti ini kalah oleh pengaruh pertambahan ukuran atom. Bersifat lunak Unsur golongan IA hanya mempunyai satu elektron valensi yang terlibat dalam pembentukan logam. Oleh karena itu, Unsur golongan IA memiliki energi kohesi yang kecil sehingga bersifat lunak. Dalam sistem periodik dari atas ke bawah pada Unsur golongan IA maka kecil energi kohesinya sehingga semakin lunak Titik leleh dan titik didih Pada golongan Unsur golongan IA, dari atas ke bawah dalam sistem periodik titik didih dan titik leleh mengalami penurunan (lebih mudah meleleh dan menguap). Sifat ini merupakan pengaruh dari ukuran atom yang semakin besar sehingga kekuatan ikatan logam semakin lemah sehingga atom-atom lebih mudah terpisah dan membentuk wujud cair dan akhirnya gas. Mempunyai kilap dan penghantar listrik dan panas yang baik Unsur-unsur golongan alkali memiliki ciri khusus logam yaitu mempunyai kilap dan merupakan penghantar listrik dan panas yang baik. Kilap disebabkan electron Unsur golongan IA apabila terkena energy (dalam hal ini energy cahaya) akan berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi (terkesitasi) kemudian akan kembali ke keadaan dasar sambil memancarkan energy cahaya. Sifat penghantar listrik dan panas disebabkan oleh atom-atom 5



Unsur golongan IA membentuk ikatan logam sehingga electron valensinya bergerak mobile dan dapat menghantarkan listrik maupun panas. Energi ionisasi Jari-jari atom pada golongan Unsur golongan IA dari atas ke bawah sistem periodik jari-jarinya semakin besar sesuai dengan pertambahan jumlah kulitnya. Semakin banyak jumlah kulitnya, maka semakin besar jari-jari atomnya. Semakin besar jai-jari atom, maka daya tarik antara proton dan electron terluarnya semakin kecil, sehingga energi ionisasinya pun semakin kecil. C. Kelimpahan Unsur Golongan IA 1. Hidrogen Hidrogen, yang pertama kali dikenal sebagai unsur oleh ahli kimia Inggris Henry Cavendish (1731-1800), merupakan unsur yang paling banyak dialam kira-kira 93% apabila dihitung sebagai atom. Unsur inti merupakan zat penting di atmosfer matahari sebagai bahan bakar inti bintang untuk membangkitkan energinya. Di bumi, jumlah hidrogen relatif sedikit, kira-kira 3% sebagai atom atau kira-kira 0,14% sebagai massa, mungkin karena gravitasi bumi kurang kuat mengikat hidrogen ketika planet terbentuk. Sebetulnya semua hidrogen yang ada dibumi berada dalam bentuk kombinasi. Reaktivitasnya, terutama terhadap oksigen sedemikian kuat sehingga tidak memungkinkannya berada dalam bentuk unsur murni diatmosfer kecuali dalam jumlah sedikit sekali. Dengan demikian, air terdiri dari dua pertiga hidrogen berdasarkan atom (kira-kira 11% berat) dan larutan merupakan gudang simpanan yang sangat besar dari unsur ini. Hidrogen juga merupakan unsur yang penting dalam zat organik. Zat organik ini termasuk makhluk hidup, baik hewan maupun tumbuhtumbuhan, termasuk juga fosilnya minyak bumi dan gas alam. (Brady.2000.hal:400) 2. Litium



6



Sebanyak 0,005% adalah perkiraan besarnya kelimpahan unsur litium di kerak bumi. Bijih yang paling umum sebagai sumber litium adalah podumene, petalite, dan lepidalite. Litium juga diperoleh dari air laut. Dengan menguapkan air laut akan meninggalkan padatan garam. Padatan ini mengandung garam (NaCl), kalium klorida (KCl), dan sedikit litium klorida (LiCl). Negara penghasil litum terbesar di dunia adalah Amerika Serikat. Negara ini memiliki 3 tambang terbesar di Silver Peak, Nevada, dan Kings Mountain. 3. Natrium Natrium terdapat di lapisan bumi sekitar 23000 ppm, di air laut sekitar 10500 ppm, di matahari sekitar 1910000 relatif terhadap H=1exp12. Natrium banyak ditemukan diberbagai mineral logam misalnya sebagai NaCl, amphibole,kriolit, soda niter, dan zeolit. Natrium banyak terdapat di bintang yang ada diluar angkasaberdasarkan spektra garis D-nya dan bertanggung jawab terhadap cahaya hampir kebanyakanbintang. 4. Kalium Logam ini merupakan logam ketujuh paling banyak dan terkandung sebanyak 2,1% (berat) di dalam kerak bumi. Kebanyakan mineral kalium tidak terlarut dalam air dan unsur kalium sangat sulit diambil dari mineralmineral tersebut. Mineral-mineral tertentu, seperti sylvite, carnalite, langbeinite, dan polyhalite ditemukan di danau purba dan dasar laut yang membentuk deposit dimana kalium dan garam-garamnya dengan mudah dapat diambil. Kalium ditambang di Jerman, negara bagian-negara bagian New Mexico, California, dan Utah. Deposit besar yang ditemukan pada kedalaman 3000 kaki di Saskatchewan, Kanada diharapkan menjadi tambang penting di tahun-tahun depan. Kalium juga ditemukan di samudra, tetapi dalam jumlah yang lebih sedikit ketimbang natrium (Mohsin,2006). Kelimpahan di kerak bumi: 2.1% berat, 1,6% mol Kelimpahan di tata surya: 4 bagian per juta berat, 100 bagian per miliar mol Harga, logam dalam keadaan murni: $ 100 per 100g



7



Isotop: Kalium memiliki 20 isotop yang setengah-hidup diketahui, dengan nomor massa 35 sampai 54. terjadi secara alami kalium adalah campuran dari tiga isotop dan mereka ditemukan dalam persentase yang ditunjukkan: 39 K (93,6%), 40 K (0,01% ), dan 41 K (6,7%). 5. Rubidium Rubidium dianggap sebagai elemen ke-16 yang paling banyak ditemukan di kerak bumi. Rubidium terdapat di pollucite, leucite, dan zinnwaldite, yang terkandung sekitar 1% dan dalam bentuk oksida. Ia ditemukan dilepidolite sebanyak 1.5% dan diproduksi secara komersil dari bahan ini. Mineral-mineral kalium, seperti yang ditemukan pada danau Searles, California, dan kalium klorida yang diambil dari air asin di Michigan juga mengandung rubidium dan sukses diproduksi secara komersil. Elemen ini juga ditemukan bersamaan dengan cesium di dalam deposit pollucite di danau Bernic, Manitoba. 6. Cesium Cesium banyak terdapat di alam pada lapisan-lapisan batuan, dan dalam bentuk mineral seperti pollux (pollucit), lepidotite, carnallite, dan feldspar. Salah satu sumber terkaya yang mengandung Cesium terdapat di danau Bernic di Manitoba, Kanada. Deposit di danau tersebut diperkirakan mengandung 300.000 ton pollucite yang mengandung 20% Sesium. Dalam laboratorium cesium dapat dibuat melalui proses elektrolisis ekstrak mineral dalam bentuk sianida (cianyde) atau melalui pemanasan hidroksida atau karbonat magnesium atau aluminium. Kelimpahan senyawa cesium : 1. Cesium bikarbonat (CsHCO3) 2. Cesium karbonat (Cs2CO3) 3. Cesium kromat (Cs2CrO4) 4. Cesium klorida (CsCl) 5. Cesium fluoride (CsF) 6. Cesium Hidrida (CsH) Berikut merupakan tabel data kelimpahan Cesium



Kelimpahan Alam semesta matahari Meteorit Kerak batuan Air laut



Ppb oleh berat 0,8 8 140 1900 0,5



Ppb oleh mol 0,01 0,07 20 290 0,023



8



Aliran manusia



0,05 20



0,0004 1



7. Fransium Unsur fransium merupakan salah satu unsur terlangka. Keberadaannya di bumi kurang dari satu ons dan dapat ditemukan pada mineral-mineral uranium dalam kerak bumi. Hal ini disebabkan karena fransium merupakan unsur yang sangat tidak stabil, sehingga mempunyai waktu paruh yang sangat singkat. Namun, ia juga bisa dibuat secara buatan dengan membombardir thorium dengan proton-proton. D. Reaksi Pembuatan Unsur Golongan IA 1. Hidrogen Hidrogen merupakan unsur yang melimpah di bumi dalam bentuk gas diatomik H2. Akan tetapi, gas hidrogen sulit ditemukan di atmosfer bumi karena beratnya yang ringan yang menyebabkan gas hydrogen terlepas dari gravitasi bumi. Pada umumnya, hidrogen ditemukan dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain seperti hidrokarbon dan air. Oleh karena itu, untuk memperoleh gas hidrogen kita harus melakukan pemisahan hidrogen dari senyawanya.



Terdapat beberapa



metode dalam pembuatan gas hydrogen. Namun, pada dasarnya prinsip dari metode tersebut sama, yaitu memisahkan hidrogen dari unsur lain dalam senyawanya. Elektrolisis Air (H2O) Elektrolisis memanfaatkan arus listrik untuk menguraikan air (H 2O) menjadi H2 (g) dan O2(g). Energi listrik yang digunakan berasal dari arus listrik yang searah (DC). Molekul air tereduksi pada katoda atau teroksidasi pada anoda dengan reaksi masing-masing: Katoda



: 2H2O (l ) + 2e



Anoda



: 2H2O (l )



Reaksi keseluruhan : 2H2O (l )



→



→



2O (aq) +2H2 (g) 4 (aq) + O2 (g) + 4



→



2H2 (g) + O2 (g)



Pembuatan Hidrogen dari Reaksi Logam dan Asam Kuat Encer Hidrogen dalam jumlah kecil dapat dibuat di laboratotium denga mereaksikan logam dengan asam kuat encer. 9



Zn (s) + 2HCl (aq) → ZnCl2 (aq) + H2 (g) Metode Gas Air Bila kukus di lewatkan diatas arang panas, akan terbentuk karbon monoksida dan hidrogen. C + H2O → CO + H2 Campuran monoksida dan hidrogen ini,yang disebut gas air.Jika diinginkan hidrogen murni, campuran itu diolah dengan kukus dengan bantuan katalis,untuk mengoksidassi karbon monoksida menjadi karbin dioksida : CO + H2+ H2O → CO2 + 4H2 Karbon dioksida mudah dipisahkan dengan melewatkan campuran kedua gas itu dalam air dibawah tekanan.Karbon dioksida larut ; hidrogen tidak. Metode kukus hidrokarbon Hidrogen komersial dalam jumlah besar dibuat dengan melewatkan hidrokarbon dan lewat katalis nikel pada tempratur tinggi. Persamaan untuk reaksi yang menggunakan hidrokarbon tersederhana metana adalah CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2 Kemudian karbon dan hidrogen dapat dipisahkan seperti yang diterangkan di atas, atau karbon dioksidasi dan diambil dengan melewatkan campuran pada kapur tohir : CO2 + H2 +CaO → CaCO3 + H2 (Keenan.1991,hal : 355) 2. Litium 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. Mineral-mineral yang mengandung litium contohnya: lepidolite, spodumeme. Logam ini diproduksi secara elektrolisis dari fusi klorida. Secara fisik, litium tampak keperak-perakan, mirip natrium (Na) dan kalium (K), anggota seri Unsur golongan IA. Litium bereaksi dengan air, tetapi tidak seperti natrium. Litium memberikan nuansa warna pelangi yang indah jika terjilat lidah api, tetapi ketika logam ini terbakar benar-benar, lidah apinya berubah menjadi putih. 10



3. Natrium Natrium diisolasi denga cara elektrolisis. Dibumi terdapat sumber untuk dipakai sebagaipembuatan natrium. Sumber yang paling murah adalah NaCl yang dapat diperoleh dari air lautdengan cara penguapan.NaCl memiliki titik leleh lebih dari 800 C oleh sebab itu pembuatan natrium hanya dengan NaCl saja akan membutuhkan energi yang cukup besar. Untuk menghemat energi maka NaCl dicampur dengan CaCl2 dengan perbandingan masing-masing 40% dan 60% sehingga titik lelehnya turun menjadi 580o C. Reaksi yang terjadi: Katoda : Na+ + e  Na Anoda: Cl-  Cl2 + eProses elektrolisis dilakukan dengan cara mencairkannya dalam peralatan “Down Cell”. Dalam prakteknya sering diikuti dengan pembentukan logam kalsium akan tetapi padatan ini dikembalikan lagi ke tempat pelelehan. 4. Kalium Atom kalium/potasium di alam semesta dibuat di saat-saat pada peristiwa ledakan supernova dari ‘bintang raksasa’. Kalium/potasium terbuat dari pembakaran oksigen pada kulit bintang ketika mereka meledak. Reaksi pembakaran ini disebut reaksi fusi nuklir. Di alam Kalium/potasium tidak ditemukan dalam bentuk unsur bebas karena, melainkan dalam bentuk senyawa karena terlalu reaktif. Kalium/potasium diperoleh secara komersial dengan elektrolisis dari kalium hidroksida atau kalium klorida. Pembuatan Logam Kalium (K) : a. Elektrolisis lelehan KOH b. Elektrolisis lelehan KCN c. Reduksi garam kloridanya d. Reduksi KCl dengan natrium Kalium tidak dibuat dengan metode yang sama seperti natrium karena logam kalium, awalnya dibentuk melalui elektrolisis larutan KCl terlarut dalam garam yang dilelehkan Katoda : K+(l) + e- → K(l) Anoda



: Cl-(l) → Cl2-(g) + e-



Kalium dibuat melalui reaksi logam natrium dengan KCl cair pada 850 °C berdasarkan reaksi: Na + KCl → K + NaCl 11



5. Rubidium Untuk memperoleh Rb dapat dilakukan dengan cara mereduksi garam kloridanya. Dalam temperature tinggi, sehingga Rb yang dihasilkan dalam keadaan uap. Ca (s) + 2RbCl (s) → CaCl2 (s) + 2 Rb (g) Karena rubidium sangat mudah diionasi, unsur ini pernah dipikirkan sebagai bahan bakar mesin ion untuk pesawat antariksa. Hanya saja, cesium sedikit lebih efisien untuk hal ini. 6. Cesium Unsur ini dapat diisolasi dengan cara elektrolisis fusi sianida. Cesium murni yang bebas gas dapat dipersiapkan dengan cara dekomposisi panas Cesium azida 7. Fronsium Fransium dapat diperoleh dalam mineral-mineral uranium. Fransium juga dapat di peroleh dalam kerak bumi, namun kandungannya mungkin tidak lebih dari 1 ons. E. Senyawa Hidrida Senyawa hidrogen sering disebut sebagai hidrida. Hidrida dapat dibentuk dengan hampir semua golongan unsur, jumlah dan kombinasi dari senyawa bervariasi, sebagai contoh terdapat lebih dari 100 hidrida borana biner yang diketahui, namun hanya satu hidrida aluminium biner yang diketahui. Hidrida biner diklasifikasikan sesuai dengan posisi unsurnya dalam tabel periodik, dan oleh karakter ikatannya. Hidrida alkali dan alkali tanah di blok s adalah senyawa ionik yang analog dengan halida dan disebut dengan hidrida salin. Unsur blok p golongan 13-17 membentuk hidrida kovalen molekular. Belum ada senyawa hidrida gas mulia yang pernah dilaporkan. Beberapa unsur transisi blok d dan f membentuk hidrida logam yang menunjukkan sifat logam. Logam-logam transisi yang tidak membentuk hidrida biner membentuk hidrida molecularkompleks yang dikoordinasikan oleh ligan penstabil, seperti karbonil (CO), fosfin tersier (PR3), atau siklopentadienil (C5H5) .Contoh-contoh khas hidrida diberikan di bawah ini. a. Hidrida salin Hidrogen mempunyai 1 elekron dan cendrung menerima 1 elektron dari atom lain. Akibatnya, hidrogen dapat bereaksi dengan logam yang reaktif,



12



yaitu



(Li,Na,K,Mg,dan



Ca)



membentuk



senyawa



hidrida



ionik,



contohnya: Litium hidrida, LiH, senyawa kristalin tak bewarna (titik leleh (melting point, mp) 680oC). Li+ danH- membentuk kristal berstruktur garam dapur. Pelepasan kuantitatif gas hidrogen di anoda saat dilakukan elektrolisis garam leburnya menyarankan keberadaan H-.Air bereaksi dengan hebat dengan litium hidrida membebaskan gas hidrogen.Karena senyawa ini agak melarut dalam eter, hidrida ini digunakan sebagai pereduksi di kimia organik. Kalsium hidrida, CaH2, adalah padatan kristalin tak bewarna (mp 816 oC),



dan



bereaksi



denganhebat



dengan



air



membebaskan



gas



hidrogen.Hidrida ini digunakan sebagai pembentuk gas hidrogen, atau bahan dehidrator untuk pelarut organik. Hidrida ini juga digunakan sebagai reduktor. Litium tetrahidridoaluminat, LiAlH4, adalah padatan kristalin tak bewarna (terdekomposisi di atas 125oC) biasanya disebut litium aluminum hidrida.Hidrida melarut dalam eter, dan bereaksi hebat dengan air.Hidrida ini digunakan sebagai reduktor dan bahan untuk hidrogenasi dan untuk pengering pelarut organik. Natrium tetrahidroborat, NaBH4, adalah senyawa padatan kristalin bewarna putih (terdekomposisi pada 400 oC) biasanya disebut natrium borohidrida. Padatan ini larut dalam air dan terdekomposisi pada suhu tingggi dengan melepaskan gas hidrogen. Padatan ini digunakan sebagai bahan pereduksi untuk senyawa anorganik dan organik, dan untuk mempreparasi kompleks hidrida, dsb. b. Hidrida molecular Semua hidrida kecuali hidrida karbon (metana) dan oksigen (air) adalah gas beracun dengankereaktifan sangat tinggi dan harus ditangani dengan sangat hati-hati.Walaupun terdapat berbagai metoda untuk menghasilkan gas-gas ini di laboratorium, kini banyak gas ini mudah didapat di silinder. Diboran, B2H6, adalah gas beracun dan tak bewarna (mp -164.9o C dan bp -92.6o C) dengan bau iritatif yang khas. Hidrida ini merupakan bahan reduktor kuat senyawa anorganik dan organik.Bahan ini juga bermanfaat sebagai bahan hidroborasi untuk memasukkan gugus fungsi padaolefin, setelah adisi olefin dengan reaksinya dengan reagen yang cocok.



13



Silan, SiH4, gas yang sangat mematikan dan tak bewarna (mp -185 oC dan bp -111.9 oC) denganbau yang menyengat dan juga disebut dengan monosilan. Amonia, NH3, adalah gas beracun dan tak bewarna (mp -77.7 oC dan bp -33.4 oC) dengan baumengiritasi yang khas. Walaupun gas ini digunakan dalam banyak kasus sebagai larutan ammonia dalam air, yakni dengan dilarutkan dalam air, amonia cair juga digunakan sebagai pelarut non-air untuk reaksi khusus. Sejak dikembangkannya proses Harber-Bosch untuk sintesis amonia ditahun 1913, amonia telah menjadi senyawa yang paling penting dalam industri kimia dan digunakan sebagai bahan baku banyak senyawa yang mengandung nitrogen. Amonia juga digunakan sebagai refrigeran (di lemari pendingin). Fosfin, PH3, gas sangat beracun dan tak bewarna (mp -133 oC dan bp -87.7oC) dengan bau yangbusuk, juga disebut dengan fosfor hidrida. Fosfin terbakar spontan di udara.Fosfin digunakan dalam pertumbuhan epitaksi, dalam kimia koordinasi logam transisi, dsb. Hidrogen sulfida, H2S, gas beracun dan tak bewarna (mp -85.5 oC and bp -60.7oC) dengan bau telur busuk.Gas ini sering ditangani dengan tidak cukup hati-hati, gas ini sangat berbahaya dan harus ditangani dalam lingkungan yang ventilasinya baik. Gas ini digunakan untuk analisis kimia dengan cara pengendapan ion logam, pembuatan senyawa yang mengandung belerang, dsb. Hidrogen fluorida, HF, adalah gas tak bewarna, berasap, bertitik didih rendah (mp -83oC danbp 19.5oC), dengan bau yang mengiritasi.Gas ini biasa digunakan untuk mempreparasi senyawa anorganik dan organik yang mengandung fluor.Karena permitivitasnya yang tinggi, senyawa ini dapat digunakan sebagai pelarut non-air yang khusus.Larutan dalam air gas ini disebut asam fluorat dan disimpan dalam wadah polietilen karena asam ini menyerang gelas. c. Hidrida logam Hidrida MHx yang menunjukkan sifat logam biasanya bertipe intertisi dan non stoikiometribiasanya hidrogen menempati sebagian lubang dalam kisi logam. Biasanya x bukan bilangan bulat dalam senyawa ini.Hidrida jenis ini yang dikenal meliputi hidrida dari Golongan 3 (Sc, Y), Golongan



14



4 (Ti, Zr, Hf), Golongan 5 (V, Nb, Ta), Cr, Ni, Pd, dan Cu, tetapi hidrida logam lain diGolongan 6 sampai 11 tidak dikenal.Paladium Pd bereaksi dengan gas hidrogen pada suhu kamar, dan membentuk hidrida yang mempunyai komposisi PdHx (x < 1).Banyak hidrida logam yang menunjukkan sifat hantaran logam.LaNi5 adalah senyawa paduan antara lantanum dan nikel, yang dapat menampung sampai 6 atom hidrogen atoms per sel satuan dan berubah menjadi LaNi5H6.Paduan ini menjadi salah satu kandidat untuk digunakan sebagai bahan penyimpan hidrogen untuk pengembangan mobil berbahan hidrogen. d. Kompleks hidrida Senyawa kompleks yang berkoordinasi dengan ligan hidrida disebut kompleks hidrida. Logamtransisi Golongan 6 sampai 10 yang tidak membentuk hidrida biner menghasilkan banyak kompleks hidrida dengan ligan tambahan seperti karbonil dan fosfin tersier. Walaupun baru akhir tahun 1950-an hidrida diterima sebagai ligan, ribuan senyawa kompleks kini telah dikenal. Lebih lanjut, dengan sintesis kompleks hidrogen molekul di tahun 1980-an, kimia hidrogen mengambil peran baru. Riset dalam katalisis hidrokarbon homogen dengan peran penting dimainkan oleh hidrida atau hidrogen terus berkembang. F. Manfaat Unsur dan Senyawaannya Golongan IA 1. Hidrogen - MgH2.NaH, dan LiH sering dipakai untuk reagen pereduksi senyawa organik dan hal ini sering dipakai dalam proses sistesis senyawa organik misalnya untuk reduksi senyawa aldehid atau keton. - Digunakan dalam industry pupuk - Proses hidrogenasi dengan penambahan ion hidrogen , ikatan asam lemak yang awalnay tidak jenuh akan menjadi jenuh sehinnga membuat minyak nabati semakin padat sehinnga tidak mudah rusak - Produksi benzena melalui reaksi hidrodealkilasi toluena 2. Litium - Digunakan pada proses yang terjadi pada tungku peleburan logam (misalnya baja). - Digunakan untuk mengikat karbondioksida dalam sistem ventilasi pesawat dan kapal selam. - Digunakan pada pembuatan bom hidrogen.



15



- Litium karbonat digunakan pada proses perawatan penyakit atau gangguan sejenis depresi. - Senyawa lithium utama hasil industri adalah monohidrat lithium hidroksida yang lazim digunakan dalam industri keramik dan dalam kedokteran sebagai antidepresan. - Litium klorida dikenal membentuk air garam terkonsentrasi yang memiliki sifat menyerap kelembaban dalam berbagai macam interval suhu. - Penggunaan utama industri litium adalah dalam bentuk litium stearatum sebagai pengental pelumas dan gemuk. - Paduan lithium dengan aluminium, kadmium, tembaga, dan mangan digunakan untuk membuat bagian-bagian pesawat kinerja tinggi. 3. Natrium - Natrium klorida (NaCl), merupakan bahan baku pembuatan garam dapur, NaOH, Na2CO3. - Natrium hidrosikda atau soda kaustik (NaOH). Digunakan dalam industri pembuatan sabun, kertas dan tekstil, dalam kaleng minyak digunakan untuk menghilangkan belerang. - Soda cuci (Na2CO3), zat pembersih (cleanser) peralatan rumah tangga, industri gelas. - Natrium hidroksi karbonat (NaHCO3) atau soda kue, campuran pada minuman dalam botol. - Natrium nitrat (NaNO3), pupuk, sebagai pereaksi dalam pembuatan senyawa nitrat yang lain. - Natrium nitrit (NaNO2), pembuatan zat warna (proses diazotasi), pencegahan korosi. - Natrium sulfat (Na2SO4) digunakan sebagai obat pencahar (cuci perut), zat pengering untuk senyawa organik. - Natrium tiosulfat (Na2S2O3), larutan pencuci dalam fotografi. - Na3AlF6, pelarut dalam sintesis logam alumunium. - Natrium sulfat dekahidrat (Na2SO4.10H2O) digunakan oleh industri pembuat kaca. - Na3Pb8 : sebagai pengisi lampu Natrium. - Natrium peroksida (Na2O2): pemutih makanan. - Na-benzoat, zat pengawet makanan dalam kaleng, obat rematik. - Na-sitrat, zat anti beku darah. - Na-glutamat, penyedap masakan (vetsin). - Na-salsilat, obat antipiretik (penurun panas). 4. Kalium



16



- Unsur



kalium



sangat



penting



bagi



pertumbuhan.



Tumbuhan



membutuhkan garam-garam kalium, tidak sebagai ion K+ sendiri, tetapi bersama-sama dengan ion Ca2+ dalam perbandingan tertentu. - Unsur kalium digunakan untuk pembuatan kalium superoksida (KO2) yang dapat bereaksi dengan air membentuk oksigen. Persamaan reaksinya: 4KO2 (s) + H2O (l) → 4KOH (aq) + 3O2 (g) - Senyawa KO2 digunakan sebagai bahan cadangan oksigen dalam tambang (bawah tanah), kapal selam, dan digunakan untuk memulihkan seseorang yang keracunan gas. - KOH digunakan pada industri sabun lunak atau lembek. - KCl dan K2SO4 digunakan untuk pupuk pada tanaman. - KNO3 digunakan sebagai komponen esensial dari bahan peledak, petasan dan kembang api. - KClO3 digunakan untuk pembuatan korek api, bahan peledak, dan mercon. KClO3 dapat juga digunakan sebagai bahan pembuat gas Cl2, apabila direaksikan dengan larutan HCl pada laboratorium. - K2CO3 digunakan pada industri kaca. 5. Rubidium - Dibutuhkan untuk kelangsungan hidup beberapa mahluk hidup (misalnya oleh tumbuhan). - Digunakan sebagai katalis pada beberapa reaksi kimia. - Digunakan sebagai sel fotolistrik. - Sifat radioaktif rubidium-87 digunakan dalam bidang geologi (untuk menentukan umur batuan atau benda-benda lainnya). - Sebagai fluida penggerak turbin uap dan untuk generator elektro-panas menggunakan prinsip kerja magnetohydrodynamic - RbAg4I5 sangat penting karena memiliki suhu ruangan tertinggi sebagai konduktor di antara kristal-kristal ion - Rubidium digunakan pada filament sel fotolistrik yang mengubah energi cahaya menjadi energy listrik. 6. Cesium - Digunakan untuk menghilangkan sisa oksigen dalam tabung hampa. - Cesium klorida (CsCl), sulfat (Cs2SO4), dan trifluoroacetate (Cs(O2CCF3)) yang umumnya digunakan dalam biologi molekuler untuk ultrasentrifugasi gradien densitas. - Karena mudah memancarkan elektron ketika disinari cahaya, maka cesium digunakan sebagai keping katoda photosensitive pada sel foto listrik.



17



- Isotop radioaktif cesium-137 yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir digunakan dalam bidang kedokteran dan penelitian. - K2CsSb memiliki tegangan ambang rendah yang digunakan untuk emisi elektron. - Fluorida Cesium atau aluminium fluorida cesium digunakan dalam fluks



diformulasikan



untuk



mematri



paduan



aluminium



yang



mengandung magnesium. - Garam Cesium telah dievaluasi sebagai reagen antishock. untuk digunakan setelah pemberian obat arsenik. 7. Fransium Untuk Fransium (Fr), karena umurnya pendek, penggunaan Fr terbatas dan tidak secara komersial. Fr telah digunakandalam penelitian biologi untuk mempelajari organ tubuh tikus. G. Reaksi-Reaksi Unsur golongan IA Unsur golongan IA merupakan



unsur



logam



yang



sangat reaktif dibanding logam golongan lain. Hal ini disebabkan pada kulit terluarnya hanya terdapat satu elektron dan energi ionisasi yang lebih kecil dibanding unsur golongan lain. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, kereaktifan Unsur golongan IA makin bertambah seiring bertambahnya nomor atom. Reaksi Umum 4M(s) + O2(g) → 2M2O(s) 2M(s) + O2(g) → M2O2(s) 2M(s) + X2(g) → 2MX(s) 2M(s) + S(g) → M2S(s) 2M(s) + 2H2O(g) → 2MOH(aq) +H2(g) 2M(s) + H2(g)→ 2MNH2(s)+ H2(g) 6M(s) + N2(g) →2M3N(s) Keterangan : M = Unsur golongan IA 1. Reaksi dengan air Produk yang diperoleh dari reaksi antara unsur golongan IA dan air adalah



gas



hidrogen



dan logam hidroksida. Logam



hidroksida



yang



dihasilkan merupakan suatu basa kuat. Makin kuat sifat logamnya basa yang dihasilkan makin kuat pula, dengan demikian basa paling kuat yaitu dihasilkan oleh sesium. Reaksi antara Unsur golongan IA dan air adalah sebaga berikut: 18



2M(s) + 2H2O(l) 2MOH(aq) + H2(g) (M = Logam alkali) Reaksi antara Unsur golongan IA dengan air merupakan reaksi yang eksotermis. Li bereaksi dengan tenang dan sangat lambat, Natrium dan kalium bereaksi dengan keras dan cepat, sedangkan rubidium dan sesium bereaksi dengan keras dan dapat menimbulkan ledakan. 2. Reaksi dengan udara Unsur golongan IA pada udara terbuka dapat bereaksi dengan uap air dan oksigen. Untuk menghindari hal ini, biasanya litium, natrium dan kalium disimpan dalam minyak atau minyak tanah untuk menghindari terjadinya kontak dengan udara. Litium merupakan satu-satunya unsur alkali yang bereaksi dengan nitrogen membentuk Li3N. Hal ini disebabkan ukuran kedua atom yang tidak berbeda jauh dan struktur yang dihasilkan pun sangat kompak dengan energi kisi yang besar. Produk yang diperoleh dari reaksi antara Unsur golongan IA dengan oksigen yakni berupa oksida logam. Berikut reaksi yang terjadi antara alkali dengan oksigen 4L + O2



2L2O



(L = Unsur golongan IA)



Pada pembakaran Unsur golongan IA, oksida yang terbentuk bermacammacam tergantung pada jumlah oksigen yang tersedia. Bila jumlah oksigen berlebih, natrium membentuk peroksida, sedangkan kalium, rubidium dan sesium selain peroksida dapat pula membentuk membentuk superoksida. Persamaan reaksinya Na(s) + O2(g) →Na2O2(s) L(s) + O2 (g) → LO2 (s) (L = kalium, rubidium dan sesium) 3. Reaksi dengan Hidrogen Dengan pemanasan Unsur golongan IA dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrida. Senyawa hidrida yaitu senyawaan Unsur golongan IA yang atom hidrogen memiliki bilangan oksidasi -1. 2L(s) + H2(g) → 2LH(s) (L = Unsur golongan IA) 4. Reaksi dengan Halogen Unsur-unsur halogen merupakan suaru oksidator sedangkan Unsur golongan IA merupakan reduktor kuat. Oleh sebab itu reaksi yang terjadi antara Unsur golongan IA dengan halogen merupakan reaksi yang kuat. Produk yang diperoleh dari reaksi ini berupa garam halida. 2L + X2 → 2LX (L = Unsur golongan IA, X = halogen) 5. Reaksi dengan senyawa



19



Logam-Unsur golongan IA dapat bereaksi dengan amoniak bila dipanaskan dan akan terbakar dalam aliran hidrogen klorida. 2L + 2HCl→LCl + H2 2L + 2NH3→LNH2 + H2 (L = Unsur golongan IA)



20



BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Sumber utama logam alkali adalah air laut. Air laut merupakan larutan garam-garam alkali dan alkali tanah dengan NaCl sebagai zat terlarut utamanya. Jika air laut diuapkan, garam-garam yang terlarut akan membentuk kristal. Selain air laut, sumber utama logam natrium dan kalium adalah deposit mineral yang ditambang dari dalam tanah, seperti halit (NaCl), silvit (KCl), dan karnalit (KCl.MgCl.H2O). Unsur golongan IA lain diperoleh dari mineral aluminosilikat. Litium terdapat dalam bentuk spodumen, LiAl(SiO 3)2. Rubidium terdapat dalam mineral lepidolit. Cesium diperoleh dari pollusit yang sangat jarang, CsAl(SiO3)2.H2O. Fransium bersifat radioaktif. Beberapa sifat umum senyawa unsur golongan IA yaitu persifatan yang berkaitan dengan karakter ionik, kestabilan anion-anion besar bermuatan rendah, hidrasi ion, dan kelarutan. Pada golongan unsur golongan IA, dari atas ke bawah dalam sistem periodic, elektronegativitas semakin berkurang. Unsur golongan IA hanya mempunyai satu elektron valensi yang terlibat dalam pembentukan logam. Oleh karena itu, unsur golongan IA memiliki energi kohesi yang kecil sehingga bersifat lunak. Pada golongan Unsur golongan IA, dari atas ke bawah dalam sistem periodik titik didih dan titik leleh mengalami penurunan (lebih mudah meleleh dan menguap). Unsurunsur golongan IA memiliki ciri khusus logam yaitu mempunyai kilap dan merupakan penghantar listrik dan panas yang baik. Jari-jari atom pada golongan Unsur golongan IA dari atas ke bawah sistem periodik jari-jarinya semakin besar sesuai dengan pertambahan jumlah kulitnya. Semakin banyak jumlah kulitnya, maka semakin besar jari-jari atomnya. Beberapa reaksi yang dapat berlangsung dengan unsur golongan IA diantaranya dapat bereaksi dengan air, udara, hidrogen, halogen dan senyawa.



22