Laporan Kimia Sifat-Sifat Unsur [PDF]

Citation preview

1



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Alam semesta ini kaya akan kandungan unsur-unsur kimia. Hingga unsur-unsur tersebut dikelompokkan berdasarkan kesamaan sifatnya ke dalam beberapa golongan, yaitu golongan A (golongan utama) dan golongan B (golongan transisi). Beberapa usur logam dan nonlogam, dalam bentuk unsur maupun senyawa, banyak dimanfaatkan didalam kehidupan sehari-hari. Unsur-unsur alkali dalam sistem periodik merupakan golongan IA yang meliputi Litium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cesium, dan Fransium.Unsur ini mempunyai susunan elektron (gas mulia) dengan konfigurasi ns1 dan merupakan reduktor kuat karena mudah melepas elektron pada kulit terluarnya.Yang paling banyak terdapat di alam adalah Natrium dan Kalium, masing-masing menempati peringkat ke-6 dan ke-7 sebagai atom terbanyak pada kulit bumi. Yang paling sedikit dijumpai adalah Fransium, sebab bersifat radioaktif sehingga mudah berubah menjadi unsur lain. Unsur-unsur alkali tanah (golongan IIA) terdiri dari Berilium, Magesium, Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium. Yang terbanyak di alam adalah kalsium dan magnesium, yang menempati peringkat ke-5 dan ke-8 pada kulit bumi.Adapun radium yang bersifat radioaktif merupakan unsur alkali tanah yang paling sedikit didapatkan.Dari pemaparan diatas mengenai unolongan unsur-unsur golongan IA dan golongan IIA, tentunya kita masih menerka nerka mengenai bagaimana sifat-sifat yang dapat ditunjukkan dari masing masing unsur dari golonhan alkali (IA) alkali tanah (IIA). Jadi, dari cuplikan materi dan teori tersebut, melalui percobaan sifatsifat unsur ini diharapkan agar kita dapat mengetahui apa yang menjadi ciri khas dari setiap unsur sehingga kit dapat membedakannya, dan sekaligus kita dapat mengetahui dan mendapatkan informasi tentang beberapa sifat-sifat kimia maupun sifat-sifat fisika dari unsur-unsur tersebut (Utami Budi,2009).



2



1.2 Tujuan Percobaan 1. Mempelajari sifat-sifat unsur golongan Alkali (IA) 2. Mempelajari sifat-sifat unsur golongan Alkali tanah (IIA)



3



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Golongan Alkali (IA) Golongan Alkali (IA) adalah golongan elektropositif. Golongan ini terdiri dari unsur Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Sesium (Cs), dan Fransium (Fr). Unsur ini mempunyai susunan elektron (gas mulia) dengan konfigurasi ns1 dan merupakan reduktor kuat karena mudah melepas elektron pada kulit terluarnya.Natrium dan kalium melimpah di litosfer (2,6 dan 2,4 % masing-masing). Terdapat sejumlah besar kandungam garam batuan, Nacl, dan karnalit, KCL MgCl2 .6H2O, yang dihasilkan dari penguapan air laut dalam jangka waktu geologis. Lithium, Rb, dan Cs mempunyai kelimpahan yang lebih rendah dan terdapat dalam beberapa mineral silikat.Unsur Fransium hanya mempunyai waktu hidup isotop yang sangat pendek yang terbentuk dalam deret peluruhan radioaktif alamiah atau dalam reaktor nuklir. Sedikit sekali studi yang menunjukkan bahwa ionnya berperilaku seperti yang diharapkan dari letak Fr dalam Golongan 1.Natrium dan senyawanya sangat penting. Logamnya, sebagai aliasi Na-Pb, dipakai untuk membuat tetraalkil-Pb, dan banyak kegunaan industri yang lain. Hidoriksida, karbonat, sulfat tripolifosfat, dan silikatnya merupakan satu diantara 50 bahan kimia industri yang penting dengan produksi di Amerika Serikat untuk tahun 1972 sebesar masing-masing satu sampain sepuluh juta ton. Garam kalium, umumnya sulfat , dipakai sebagai pupuk. Kegunaannya yang utama dari lithium adalah sebagai logam dalam sintesis alkil lithium. Baik Na+ maupun K+ penting secara fisiologis dalam hewan dan tanaman, selsel dapat membedakan Na+ dan K+ mungkin dengan beberapa jenis mekanisme pengompleksan. Garam-garam lithium dipakai dalam pengobatan beberapa kerusakan mental. Entalpi pengionan yang rendah dan kenyataan bahwa ion-ion M+ yang dihasilkan adalah bulat serta kepolaran yang rendah memberikan sifat kimia ion +1.Entalpi pengionan kedua yang tinggi menghindarkan terjadinya ion-



4



ion +2.Selain sifat ionik yang hakiki dari senyawaan Golongan I, terdapat beberapa derajat ikatan kovalen.Molekul-molekul diatom dari unsurunsurnya, misalnya, Na2, adalah kovalen.Dalam beberapa senyawaan kelat dan senyawaan organo, ikatan-ikatan M – O, M – N, dan M – C mempunyai sifat sedikit kovalen.Kecenderungan terhadap kekovalenan adalah terbesar pada ion dengan derajat kepolaran yang terbesar, yaitu Li+. Angka banding muatan/jari-jari untuk Li+ , yang sama dengan Mg+ , menerangkan kemiripan dalam kimiawinya, dalam hal ini Li+ berbeda dari angota-anggota lainnya. Beberapa ion lainnya yang mempunyai muatan +1 dan jari-jari mirip dengan alkali, mempunyai kimiawi mirip. Yang paling penting adalah : 1. Ion amonium dan amonium tersubstitusi. Kelarutan dan struktur kristal garam NH4+ mirip dengan K+ . 2. Ion Ti+ mirip baik dengan Rb+ maupun Ag+, jari-jari ioniknya mirip dengan Rb+, namun lebih polar. 3. Ion kompleks +1, yang bulat seperti (n5 – C5H5)2Co+ 2.2 Pembuatan Unsur Golongan IA (Alkali) Lithium dan Na dapat diperoleh dari elektrolisis garam leburan atau eutetik bertitik leleh rendah seperti CaCl2 + NaCl. Karena titik lelehnya yang rendah dan mudah menguap, K, Rb, dan Cs tidak dapat dengan mudah dibuat melalui elektrolisis, namun diperoleh dengan mengolah lelehan klorida dengan uap Na. Logam-logam dimurnikan dengan distilasi. Lithium, Na, K, dan Rb adalah keperakan tapi Cs berwarna kunimg keemasan. Karena hanya terdapat satu elektron valensi tiap atom logam, energi ikatan dalam kemasan rapat kisi logam relatif lemah. Oleh karenanya logam-logam tersebut lunak dengan titik leleh yang rendah. Aliasi Na – K dengan 77,2 % K mempunyai titik leleh – 12,3% . Lithium, Na, atau K dapat tersebar dengan pelelehan, pada berbagai padatan pendukung, seperti Na2CO3 ,kieselguhr, dan lainnya. Unsur-unsur ini dipakai sebagai katalis untuk berbagai reaksi alkena, antara lain dimerisasi



5



propena menjadi 4-metil-1-pentena. Dispersi dalam hidrokarbon dihasilkan dari



pengadukan



berkecepatan



tinggi



pada



suatu



suspensi



lelhan



logam.Dispersi ini dapat dituangkan ke dalam udara dan bereaksi dengan air dengan meruap. Mereka dapat digunakan, dalam hal ini gumpalan Na akan bereaksi sangat lambat. Logam-logamnya sangat elektropositif dan berekasi langsung dengan sebagian besar unsur lain dan banyak senyawaan dengan pemanasan. Lithium biasanya yang paling kurang reaktif sedangkan Cs adalah yanng paling reaktif. Lithium bereaksi lambat dengan air 25o dan tidak menggantikan hidrogen asam yang lemah dalam C6H5C = CH, sedangkan yang lainnya dapat. Meskipun demikian, Li secara unik reaktif terhadap N2, lambat pada 25o tetapi cepat pada 400o , membentuk nitrida kristal berwarna merah rubi, Li3N. Seperti Mg, yang menghasilkan Mg3N2, lithium dapat digunakan untuk menyerap N2. Dengan air, Na bereaksi hebat, K menyala dan Rb sera Cs bereaksi dengan menumbulkan ledakan, gumpalan besar Na juga bereaksi dengan ledakan.Lithium, Na dan K dapat ditangani di dalam air meskipun cepat menjadi panas.Yang lainnya harus ditangani dengan menggunakan argon. Perbedaan yang mendasar terdapat pada ukuran kation yang ditunjukkan oleh reaksi dengan O2 .Dalam udara atau O2 pada 1 atm, logam-logamnya terbakar.Lithium hanya memberikan Li2O dengan sedikit runutan Li2O2. Natrium biasanya memberikan peroksida, Na2O2, tetapi akan berlanjut dengan adanya O2 di bawah tekanan serta panas, menghasilkan superoksida, NaO2 . Kalium, Rb, dan Cs membentuk superoksida MO2. Kenaikan kestabilan per dan superoksida sesuai dengan kenaikan ukuran ion-ion alkali merupakan contoh yang khas mengenai kestabilan anion yang lebih besar dengan kation yang lebih besar melalui pengaruh energi kisi.Logam-logam bereaksi dengan alkohol menghasilkan oksida, dan Na atau K dalam C2H5OH atau t-butanol, umumnya digunakan dalam kimia organik sebagai zat pereduksi dan sebagai sumber ion nukleofilik OR-.Natrium dan logam-logam



6



lainnya larut dengan hebat dalam air raksa.Amalgam natrium (Na/Hg) adalah cairan bila natriumnya sedikit, tetapi berupa padatan bila banyak natriumnya.Amalgan ini merupakan zat pereduksi yang sangat berguna dan dapat digunakan untuk larutan akua. 2.3 Pelarutan Logam Alkali dalam Amonia Cair dan Pelarut Lain Logam-logam golongan I, dan sampai batas tertentu bagi Ca, Sr, Ba, Eu, dan Yb, larut dalam amonia memberikan larutan berwarna biru bila diencerkan. Larutan-larutan ini menghantarkan listrik dan pembawa arus yang utama adalah elektron tersolvasi.Sementara umuer elektron tersolvasi dalam air sangat pendek dalam amonia cair yang sangat murni cukup panjang (setiap hari dekomposisi kurang dari 1%). Dalam larutan encer, spesies-spesies utama



ialah



ion-ion



logam



M+



dan



elektron-elektron,



keduanya



tersolvasi.Absorpsi yang lebar sekitar 15.000 A, menerangkan bahwa warna biru yang umum dijumpai, disebabkan oleh elektron-elektron tersolvasi. Studi resonansi spin elektron dan magnetik menunjukkan adanya elektron-elektron menyendiri, tapi penurunan keparamagnetan dengan kenaikan konsentrasi menyarankan



bahwa



elektron-elektron



dapat



bergantung membentuk



pasangan elektron diamagnetik. Meskipun terdapat kesetimbangan yang lain, data dapat dicakup oleh kesetimbangan Na(s) terdispersi ↔ Na (dalam larutan) ↔ Na+ +e 2e ↔ e2 Model yang paling memuaskan dari elektron tersolvasi mengasumsikan bahwa elektron tidak terlokalisasi tapi “tersebar” dalam volume yang besar sehingga molekul-molekul di sekitarnya mengalami polarisasi elektronik dan orientasi. Elektron terjebak dalam medan polarisasi resultan, dan tolakan antara elektron dan elektron molekul pelarut menyebabkan pembentukan kurungan dimana elektron paling mungkin untuk ditemukan. Dalam amonia hal ini diperkirakan mempunyai garis tengah 3,0 sampai 3,4 Å, konsep kurungan ini didasarkan pada kenyataan bahwa larutan mempunyai berat



7



jenis yang lebih rendah daripada pelarut murni, yaitu, mereka menempati volume yang jauh lebih lebih besar daripada yang diharapkan dari jumlah volume logam dan pelarut. Bila konsentrasi logam bertambah, akan terbentuk himpunan ion logam. Di atas konsentrasi 3 M , larutan-larutan akan berwarna seperti tembaga dengan kilap logam. Sifat fisik, seperti hantaran listrik yang luar biasa tinggi, mirip dengan cairan logam-logamnya.Logam-logamnya juga larut sampai derajat yang beragam dalam amina yang lain, heksametilfosforamida, OP (NMe2)3, dan dalam eter seperti tetrahidrofuran atau diglyme menghasilkan larutan biru. Larutan amonia dan amina digunakan secara luas dalam sintesis organik dan anorganik.Lithium dalam metilamina atau etilendiamina dapat mereduksi cincin aromatis menjadi monoolefin siklis.Natrium dalam amonia digunakan secara liuas. Larutan ini kestabilannya sedang tetapi reaksi Na + NH3(l) → NaNH2 + ½ H2 Dapat terjadi secara fotokimia dan dikatalisis oleh garam-garam logam transisi.Natrium amida dibuat dengan perlakuan Na dengan amonia dengan adanya runutan feri-klorida. Amina bereaksi dengan cara yang sama : 50−60



Li(s) + CH3NH2(l) →



LiNHCH3(s) + ½ H2



Litium dialkil amida digunakan untuk membuat senyawaan dengan ikatan-ikatan M – NR2 Bagi amida dari K, Rb, dan Cs reaksi : eˉ+ NH3 ↔ NH2ˉ + ½ H2 K = 5 x 104 2.4 Senyawaan Unsur-Unsur Golongan I 1. Senyawaan Biner Logam-logam bereaksi langsung dengan sebagian unsur-unsur menghasilkan senyawaan biner atau aliasi.Sebagian besar diberikan untuk unsur yang tepat.



8



Contoh persamaan reaksinya adalah sebagai berikut : M2O + H2O ↔ 2M+ + 2OHˉ M2O + 2H2O ↔ 2M+ + 2OHˉ + H2O2 2M2O + 2H2O ↔ O2 +2M+ + 2OHˉ + H2O2 2. Hidroksida Hidroksidanya putih, merupakan padatan kristal NaOH yang menyerap air (titik leleh 318o) dan KOH (titik leleh 360o). Padatan dan larutan eksotermis dalam air dan dalam alkohol juga digunakan bilamana dibutuhkan basa alkali yang kuat. 3. Garam-Garam Ionik Garam-garam dari semua asam telah diketahui, biasanya tidak berwarna, berbentuk kristal, padatan ionik. Warna timbul dari anion-anion yang berwarna, kecuali bilamana kerusakan diinduksi dalam kisi, misalnya, dengan radiasi, juga menyebabkan pusat warna, melalui penjebakan elektron dalam lubang. Sifat-sifat sejumlah senyawaan lithium berbeda dari senyawaan unsur-unsur Golongan I lainnya, namun mirip dengan senyawaan Mg2+.Banyak sifat anomali timbul dari ukuran Li+ yang paling kecil dan pengaruhnya dalam energi kisi. Sebagai tambahan dari contoh yang telah diberikan, dicatat bahwa LiH stabil sampai kira-kira 900o sedangkan NaH terdekomposisi pada 350o . Li3N stabil sedangkan Na3N tidak terdapat pada 25o .Lithium hidroksida terdekomposisi pada nyala merah menjadi Li2O, sedangkan hidroksida lainnya MOH tersublimasi tanpa berubah, LiOH dapat dianggap kurang larut dibandingkan hidroksida lainnya. Karbonatnya, Li2CO3, secara termal kurang stabil relatif terhadap LiO2 dan CO2 daripada karbonat logam alkali yang lain. Kelarutan garam Li+ mirip dengan Mg+. Jadi LiF cukup larut (0,27 g/100 g H2O pada 18o) dan mengendap dalam larutan NH4F dalam amonia, LiCl, LiBr, Lil dan, khususnya LiClO4 larut dalam etanol, aseton dan asetilasetat, LiCl larut dalam puridin.Garam-garam logam alkali umumnya dicirikan oleh titik



9



leleh yang tinggi, oleh hantaran listrik lelehannya, dan kemudahannya larut dalam air.mereka kadang-kadang terhidrasi bilamana anion-anionnya kecil, seperti dalam halida, karena energi hidrasi ion-ion tersebut tidak cukup untuk mengimbangi energi yang diperlukan untuk memperluas kisi. Ion Li+ mempunyai energi hidrasi yang besar, dan seringkali terhidrasi dalam padatan garamnya bila garam-garam yang sama dari alkali yang lain tidak terhidrasi, LiClO4 .3H2O. Bagi garam-garam asam kuat, garam Li biasanya paling larut dalam air di antara garam-garam logam alkali, sedangkan bagi asam-asam lemah garam Li biasanya kurang larut daripada garam-garam unsur lainnya. Terdapat sedikit reaksi pengendapan yang penting mengenai ion-ion tersebut. Salah satu contoh adalah pengendapan dengan larutan 4,4’ – diaminodifenilmetana (L) dalam metanolat garam-garam Li dan Na, misalnya, NaL3Cl. Umumnya makin besar ion M+ garam-garam tidak larutnya makin beragam. Jadi Na mempunyai beberapa garam tidak larut, campuran



Na-Zn



dan



Na-Mg,



uranil



asetat



[misalnya



NaZn(UO2)3(CH3COO)9. 6H2O], yang mengendap secara kuantitatif dari larutan asam asetat encer, sangat berguna bagi analisis. Garam-garam dari ion-ion yang lebih berat, K+ , Rb+, dan Cs+, dengan anion-anion yang lebih besar seperti ClO4ˉ, PtCl62ˉ, Co(NO2)63ˉ, dan B(C6H5)4ˉ relatif tidak larut dan membentuk basa untuk analisis gravimetri. 2.5 Golongan Alkali Tanah (IIA) Golongan alkali tanah merupakan



golongan yang banyak terdapat



didalam kerak bumi dan oksidanya bersifat basa. Golongan alkali tanah disebut juga unsur golongan utama karena pengisian elektronnya berakhir pada orbital S. Unsur-unsur yang terdapat dalam alkali tanah (II A0) adalah Berilium (Be), Magnesium (Mg), Calsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba) dan Radon (Ra). Berilium terdapat dalam mineral beryl, Be3Al2(SiO3)6. Senyawaan berillium sangat beracun, khususnya bila terhirup, bilamana menyebabkan degenerasi jaringan paru-paru, mirip seperti penyakit silikosis



10



pada pekerja tambang, senyawaan-senyawaan tersebut harus ditangani secara berhati-hati. Magnesium, Ca, Sr, dan Ba tersebar secara luas dalam mineral-mineral dan di dalam laut. Terdapat kandungan cukup besar dari batu kapur, CaCO3, dolomit, CaCO3 . MgCO3, dan karnalit, KCl .MgCl2 .6H2O. Kelimpahan yang lebih sedikit adalah stronsianit, SrSO4, dan barit, BaSO4.Semua isotop radium adalah radioaktif.226Ra, α, 1600 th, yang terdapat dalam deret peluruhan



238



U



pertama kali diisolasi oleh Pierre dan Marie Curie dari batuan uranium pitchblende. Unsur ini dikumpulkan dari larutan kopresipitasi dengan BaSO4 dan nitrat serta diikuti oleh kristalisasi bertingkat. Kegunaan unsur tersebut dalam pengobatan kanker telah disaingi oleh radiasi bentuk lain. Letak unsur-unsur Golongan IIA yang berkaitan dalam tabel berkala dan beberapa sifat-sifatnya diberikan dalam Tabel 2.1 : Tabel 2.1 Beberapa sifat-sifat unsur golongan II Unsur



Konfigurasi elektron



Titik leleh



Jari-jari



o



C



E Va



ionik



Li



[He]2s



180



0,60



-3,0



Na



[Ne]3s



98



0,96



-2,7



K



[Ar]4s



64



1,33



-2,9



Rb



[Kr]5s



39



1,48



-3,0



Cs



[Xe]6s



29



1,69



-3,0



Fr



[Rn]7s



-



-



-



Sumber : F.Albert Cotton,1989 Jari-jari atomnya lebih kecil daripada golongan Li-Cs sebagai akibat dari bertambahnya muatan inti (lihat Tabel 2.2). Tabel 2.2 jari-jari atom Gol IA



Jari-jari



Gol IIA



Jari-jari



Li+ Na+



0,60 0,96



Be2+ Mg2+



0,31 0,65



11



K+ Rb+ Cs+



1,33 1,48 1,69



Ca2+ Sr2+ Ba2+



0,99 1,13 1,35 Sumber : F.Albert Cotton,1989



Banyaknya elektron ikatan dalam logam sekarang adalah dua, sehingga logam-logam tersebut mempunyai titik leleh dan titik didih serta rapatan yang lebih tinggi.Entalpi pengionan lebih tinggi daripada atom-atom Golongan IA dan entalpi penguapannya juga lebih tinggi. Walaupun demikian, energi kisi dan energi hidrasi yang tinggi dari ion-ion M2+ menyaingi kenaikan kedua entalpi diatas. Dengan demikian logam-logam itu elektropositif dengan kereaktifan kimia yang tinggi dan potensial elektroda standar yang tinggi pula. Perhitungan dengan siklus Born- Haber menunjukkan bahwa senyawaan MX tidak stabil, dalam arti bahwa reaksi berikut harus mempunyai entalpi yang sangat negatif: 2MX = M + MX2 Meskipun demikian terdapat beberapa bukti dalam pelarutan anodik Mg untuk tempat penampungan ion-ion Mg2+. Karena pengecualian pada jari-jari atom yang kecil dan entalpi pengionan serta entalpi penyubliman yang tinggi, energi kisi atau energi hidrasi tidak cukup bagi kasus berillium untuk memisahkan muatan secara tuntas. Jadi baik BeF2 dan BeO menunjukkan bukti adanya sifat kovalen, dan senyawaan kovalen dengan ikatan-ikatan pada karbon sangat stabil. Dalam kedua kasus ini Be mirip dengan Zn. Perlu dicatat bahwa untuk membentuk dua ikatan kovalen, diperlukan promosi dari konfigurasi 2s2 ke 2s12p1 .Jadi molekul-molekul BeX2 harus linear, tetapi karena molekul-molekul tersebut terkoordinasi tidak jenuh, mereka hanya ada dalam fase gas.Fase terkondensasi koordinasi kelipatan empat dicapai dengan a. Polimerasi menghasilkan cincin dengan gugus berjembatan seperti pada (BeF2)n , (BeCl2)n , atau (Be(CH3)2)n , b. Pembentukan kisi kovalen seperti dalam BeO atau BeS yang mempunyai struktur wurtzite (ZnO) atau zinc blende (ZnS) c. Pembentukan kisi kovalen seperti dalam BeO atau BeS yang mempunyai struktur wurtzite (ZnO) atau zinc blende (ZnS)



12



d. Interaksi BeX2 sebagai asam Lewis dengan pelarut menghasilkan senyawaan terkoordinasi empat seperti BeCl2(Oet2)2. e. Interaksi BeX2 dengan anion-anion menghasilkan spesies anionik seperti BeF42ˉ. Kation [Be(H2O)4]2+ mempunyai molekul air yang terikat kuat, tetapi karena muatan yang besar dan ukuran yang kecil, disosiasi proton terjadi secara mudah. Anggota kedua Golongan IIA, magnesium, perilakunya adalah antara berillium dengan anggota lain dalam golongan ini yang kimiawinya hampir sepenuhnya bersifat ionik. Ion Mg2+ mempunyai kemampuan kepolaran yang tinggi,



dan



adanya



kecenderungan



menetapkan



ke



perilaku



nonionik.Magnesium membentuk ikatan-ikatan dengan karbon secara mudah. Seperti Be(OH)2, Mg(OH)2 larut sebagian dalam air sedangkan hidroksida lainnya larut dalam air dan sangat basa. Kalsium, Sr, Ba, dan Ra membentuk kelompok yang berkaitan secara erat dimana sifat kimiawi dan fisikanya berubah secara teratur dengan kenaikan ukuran. Contohnya adalah kenaikan dari Ca ke Ra ke dalam a) Sifat keelektropositifan dari logam b) Energi hidrasi garamnya c) Ketidaklarutan hampir semua garamnya, terutama sulfat d) Kestabilan termal dari karbonat dan nitrat Seperti dalam Golongan I, kation-kation yang lebih besar dapat menstabilkan anion-anion yang lebih besar seperti O22ˉ , O2ˉ , dan I3ˉ. 2. 6 Unsur dan senyawaannya (Berillium) Logamnya diperoleh dari reduksi Ca atau Mg pada BeCl2, sangat ringan dan digunakan sebagai “jendela” dalam peralatan sinar X. Penyerapan radiasi elektromagnetik bergantung kepada rapatan elektron dalam bahan, dan Be mempunyai daya penghentian yang terendah per satuan ketebalan massa dari seluruh bahan konstruksi.



13



Logamnya, atau hidroksinya, larut dalam basa kuat menghasilkan ion berillat, [Be(OH)4]2ˉ , perilakunya dapat dibandingkan dengan Al dalam Al(OH)3. Dalam larutan asam yang lebih kuat dari asam nonpengompleks, ion akuonya adalah [Be(OH2)4]2+ . Larutan-larutan garam Be adalah asam, sehubungan dengan hidrolisis, di mana reaksi awalnya : [Be(H2O)4]2+ = [Be(H2O)3OH]+ + H+ Diikuti dengan reaksi polimerasi lebih lanjut. Dalam larutan fluorida, terbentuk ion [BeF4]2ˉ . Ion tetrahedral ini mempunyai perilaku kristal seperti SO42ˉ, jadi PbBeF4 dan PbSO4 mempunyai struktur dan kelarutan yang mirip. Berillium klorida membentuk rantai panjang dalam kristal, senyawaan ini dan metil [Be(CH3)2]n yang sama terbelah oleh molekul donor menghasilkan kompleks seperti BeCl2(OR2)2 . Perilaku asam Lewis juga khas bagi halida dan alkil Mg, Zn, dan Al. Penghirupan berillium atau senyawaan berillium dapat menyebabkan penyakit pernafasan yang serius, dan senyawaan yang larut dapat menyebabkan penyakit kulit jika mengenai kulit.Pencegahan yang tepat harus dilakukan dalam penanganan unsur dan senyawaannya. 2.7 Unsur-unsur dan sifatnya (Magnesium, Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium) Magnesium, dihasilkan dengan beberapa cara. Sumber yang terpenting adalah batuan dolomit dan air laut, yang mengandung 0,13 % Mg. Pertamatama dolomit dikalsinasi menjadi campuran CaO/MgO dari mana kalsium akan



dihilangkan



dengan



penukar



ion



menggunakan



air



laut.



Kesetimbangannya disukai karena kelarutan Mg(OH)2 lebih rendah daripada Ca(OH)2. Ca(OH)2 . Mg(OH)2 + Mg2+ → 2 Mg(OH)2 + Ca2+ Proses yang paling penting untuk mendapatkan logam adalah : (a) elektrolisis leburan campuran halida (misalnya MgCl2 + CaCl2 + NaCl dari mana logam yang paling kurang elektropositif, Mg, ditampung, dan (b)



14



reduksi MgO atau dolomit yang dikalsinasi (MgO.CaO). Yang terakhir dipanaskan dengan ferosilikon : CaO.MgO + FeSi = Mg + silikat Ca dan Fe Dan Mg didistilasi. MgO dapat dipanaskan dengan batu bara pada 2000o dan logamnya ditampung dengan pencucian cepat dari kesetimbangan bersuhu tinggi yang berjalan ke kanan : MgO + C ↔ Mg + CO Magnesium berwarna putih keabu-abuan dan mempunyai permukaan pelindung lapisan tipis oksida. Jadi ia tidak diserang oleh air meskipun kemungkinannya sangat kuat, kecuali bila berupa amalgam. Meskipun demikian, ia mudah larut dalam asam encer. Magnesium digunakan dalam aliasi konstruksi sinar dan untuk pembuatan pereaksi Grignard dengan interaksinya terhadap alkil atau aril halida dalam larutan eter.Ia sangat penting bagi kehidupan karena terdapat dalam klorofil. Kalsium, Sr, dan Ba dibuat hanya dalam skala kecil melalui reduksi halida dengan Na. Unsurunsur tersebut lunak dan keperakan serta mirip Na dalam kereaktifannya, meskipun kurang reaktif. Kalsium digunakan untuk mereduksi halidalantanida dan aktinida menjadi logamnya dan untuk pembuatan CaH2 , yang merupakan pereduksi yang berguna. 2.8 Senyawaan-senyawaan Biner Oksida-oksida, MO, diperoleh dengan pemanggangan karbonatkarbonat, CaO dibuat dalam jumlah besar untuk semen. Magnesium oksida relatif inert, khususnya setelah pembakaran pada suhu tinggi, tetapi oksida-oksida lainnya berekasi dengan H2O sambil mengeluarrkan panas, menghasilkan hidroksida. Mereka menyerap g//l pada 20o .dan dapat diendapkan dari larutan Mg2+ , merupakan basa yang lemah daripada hidroksida-hidroksida Ca-Ra, meskipun tidak mempunyai sifat asam dan tidak seperti Be(OH)2, tidak larut dengan hidroksida berlebih. Hidroksida-hidroksida Ca-Ra semuanya larut dalam air, dan makin larut



15



dengan bertambahnya nomor atom [Ca(OH)2, ~ 2g/l, Ba(OH)2, ~ 60 g/l pada ~ 20o] dan semuanya adalah basa kuat. Halida.Halida anhidrat dapat dibuat dengan dehidrasi dari garam hidrat.Halida-halida



magnesium



dan



kalsium



mudah



menyerap



air.Kemampuan untuk membentuk hidrat, seperti juga kelarutannya dalam air, menurun dengan naiknya ukuran, dan halida-halida Sr, Ba, dan Ra biasanya anhidrat. Hal ini melengkapi kenyataan bahwa energi hidrasi menurun secara lebih cepat daripada energi kisi dengan bertambahnya ukuran M2+ . Fluoridanya beragam kelarutannya dalam urutan yang terbalik, yaitu Mg