Rubidium (RB) [PDF]

Citation preview

MAKALAH KIMIA ANORGANIK II RUBIDIUM (Rb)



Disusun Oleh :



NAMA



: MAYA INDRIANI



NIM



: E1M 017 036



SEMESTER : IV KELAS



:B



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS MATARAM 2019



RUBIDIUM (Rb)



A. Kelimpahan di Alam Rubidium ditemukan pada tahun 1861 oleh Robert Bunsen dan Gustav Kirchhoff, di Heidelberg, Jerman, dalam mineral lepidolit melalui spektroskopi nyala. Karena garis merah terang dalam spektrum emisinya , mereka memilih nama yang berasal dari kata Latin rubidus, yang berarti "merah tua". Rubidium adalah komponen minor dalam lepidolit. Kirchhoff dan Bunsen memproses 150 kg lepidolit yang hanya mengandung 0,24% rubidium oksida (Rb2O). Rubidium adalah unsur kimia dengan simbol Rb dan nomor atom 37 dengan konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s1 atau [Kr] 5s1. Rubidium adalah logam yang sangat lunak, berwarna putih keperakan dalam kelompok logam alkali. Rubidium terletak pada periode kelima dan golongan pertama dari tabel periodik. Rubidium ternyata ditemukan lebih banyak dari yang diperkirakan beberapa tahun lalu. Sekarang ini, rubidium dianggap sebagai elemen ke-16 yang paling banyak ditemukan di kerak bumi. Rubidium ada di pollucite Cs4Al4Si9O26 ∙ H2O, leucite K[AlSi2O6], carnallite KMgCl3·6(H2O) dan zinnwaldite KLiFeAl(AlSi3)O10(OH,F)2, yang terkandung sekitar 1% dan dalam bentuk oksida. Rubidium



ditemukan



di lepidolite K(Li,Al,Rb)2(Al,Si)4O10(F,OH)2)



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.



Ada 24 isotop rubidium. Isotop rubidium yang ditemukan secara alami ada dua, 85Rb dan 87Rb. 85 Rb yang stabil (72,2%) dan radoaktif 87Rb terkandung sebanyak 27.85% dalam rubidium alami. 4.9



x



1010 tahun.



87



Rb merupakan pemancar beta dengan paruh waktu



Rubidium



cukup



radioaktif



sehingga



dia



dapat



mengekspos photographic film dalam 30 sampai 60 hari. Rubidium-82 ,



salah



satu



elemen



isotop



non-alami,



diproduksi



oleh elektron-capture pembusukan strontium-82 dengan waktu paruh dari 25,36 hari. Peluruhan berikutnya dari rubidium-82 dengan waktu paruh 76 detik untuk membuat kripton-82 stabil (dengan emisi positron). B. Sifat – sifat Rubidium a. Sifat Fisika a. Rubidium adalah unsur logam dari kelompok alkali yang bersifat lunak dan berwarna putih keperakan. b. Rubidium merupakan salah satu unsur yang paling elektropositif dan basa. Logam ini bisa cair pada suhu sekitar 40 °C. c. Unsur ini terbakar secara spontan di udara dan bereaksi hebat dengan air bahkan dengan es pada suhu -100 °C untuk melepaskan hidrogen. d. Nomor atom: 37 e. Massa atom: 85,4678 g/mol f. Elektronegativitas menurut Pauling: 0,8 g. Kepadatan: 1,53 g/cm3 pada 20 °C h. Titik lebur: 39 °C i. Titik didih: 696 °C j. Radius Van der waals: 0,243 nm k. Radius ionik: 0,149 nm (+1) l. Energi ionisasi pertama: 402,9 kJ/mol m. Energi ionisasi kedua: 2633 kJ/mol n. Energi ionisasi ketiga: 3860 kJ/mol o. Potensial standar: – 2,99 V p. Kapasitas Panas: 0.363 Jg-1K-1 q. Entalpi Penguapan: 69.2 kJ/mol



b. Sifat Kimia a. Reaksi dengan air Rubidium mempunyai berat jenis yang lebih berat dari pada air (1.532 g/cm3) sehingga akan tenggelam dalam air. Logam ini bereaksi hebat dengan air secara spontan. Bahkan terjadi penyemburan komponen larutan dari dasar wadah. Reaksi ini menghasilkan larutan RbOH dan gas Hidrogen. 2Rb (s) + 2H2O(l) → 2RbOH(aq) + H2(g) b. Reaksi dengan oksigen Rubidium dapat bereaksi dengan oksigen pada temperatur dan tekanan standar (25 °C, 1 atm). Rubidium terbakar diudara dengan adanya gas oksigen. Bila oksigen yang direaksikan berlebihan dapat membentuk peroksida dan superoksida, oksida dihasilkan apabila reaksi melibatkan jumlah oksigen terbatas. Senyawa oksida (O2-) 2 Rb(s) + O2(g) → 2 Rb2O(s) Senyawa peroksida (O22-) 2 Rb(s) + O2(g) → Rb2O2(s) Senyawa superoksida (O2–) Rb(s) + O2(g) → RbO2(s) c. Reaksi dengan halogen Reaksi rubidium dengan halogen terjadi sangat hebat dan menghasilkan garam halida pada temperatur dan tekanan standar (25 °C, 1 atm). 2Rb(s) + F2(g) → RbF(s) 2Rb(s) + Cl2(g) → RbCl(s) 2Rb(s) + Br2(g) → RbBr(s) 2Rb(s) + I2(g) → RbI(s) d. Reaksi dengan hidrogen Rubidium akan bereaksi dengan hidrogen ketika dipanaskan dan menghasilkan senyawa hidrida. Hidrida merupakan senyawa ion yang hidrogennya memiliki biloks -1. 2 Rb(s) + H2(g) → 2 RbH(s) e. Reaksi dengan asam



Reaksi Rubidium dengan asam encer akan menimbulkan gas hidogen disertai ledakan. 2Rb(s) + H2SO4 (aq) → Rb2SO4 (aq) + H2(g) f. Reaksi dengan non logam Rubidium dapat bereaksi dengan sulfur pada pemanasaan dengan suhu 100 – 130 °C. 2 Rb(s) + S(s) → Rb2S (s) C. Pembuatan Rubidium Rubidium didapatkan sebagai produk minor dari hasil proses mineral lepidolite dan pollucite. Mineral ini sering ditemukan secara bersamaan, di zona pegmatite di seluruh dunia dan ditambangkan dalam skala kecil dengan metode pilihan tertentu. Depositnya didapatkan dan ditambang secara utama untuk mendapatkan hasil lithiumnya. Karena rubidium sangat mirip secara kimiawi dengan alkali metal lainnya, rubidium hanya bisa diekstrak dari bijihnya, lepidolite [(K,Rb)Li2AlSi4O10F2], dan pollucite (Cs2Al2Si4O12), serta dipisahkan dari potassium dan cesium dengan metode perlakuan kimiawi yang cukup panjang. Proses yang paling umum dimulai dengan pembentukan dari larutan campuran alkali alum dari bijih mineral baik dengan proses leaching dengan asam sulfur atau dengan fusi dari bijih dengan gypsum dilanjutkan dengan leaching/penyerapan dengan air panas. Alum dipisahkan dari yang lainnya dan dimurnikan dengan rekristalisasi fraksional berulang kali. Sebanyak 30 rekristalisasi dibutuhkan untuk mendapatkan alum rubidium murni [Rb2SO4Al2(SO4)3. 24H2O].



Alum yang telah dimurnikan selanjutnya akan diproses agar menghasilkan



hidroksida RbOH. Rubidium didapatkan dari karbonat metal alkali campuran yang merupakan produksi sisa dari lithium dari lepidolite. Setelah mengedapkan dicesium hexacholorostannate yang tidak terlalu larut, rubidium diendapkan sebagai dirubidium hexacholorostannate. Setelah itu, dirubidium hexacholorostannate dirubah menjadi rubidium chloride dengan pyrolysis. Rubidium carbonate didapatkan setelah mengendapkan dirubidium zinc hexacyanoferrate (II) diikuti dengan oksidasi thermal. Pada segala proses, Kesulitan utama adalah pemisahan rubidium dari potassium dan Cesium. Walaupun rubidium terdapat lebih banyak dibandingkan lithium dan cesium, rubidium lebih sulit diekstrak dibanding dengan alkali metal yang lain. Metode ekstraksi dengan proses dasar berupa kristalisasi fraksional dari carnalite



sudah jarang dipakai saat ini. Metode yang lebih sering digunakan adalah recovering rubidium dari potash salt, dengan metode ektraksi menggunaka benzene tersubstitusi sebagai ekstraktan. Metode lain adalah menggunakan kristal cair pada pada arus listrik dc, selective cation exchanger dengan polistirane ternitrasi atau tesulfanasi, dan inorgonic cation exchangers dengan garam kompleks pada hexacyanoferrates. Asam MnO2 dapat digunakan pada siklus adsorpsi dan elusi untuk mengkonsentrasikan rubidium. Sisa cairan dari produksi cesium dari pollucite juga bisa diproses untuk menghasilkan rubidium. Pada riset-riset yang terpublikasikan baru-baru ini, beberapa proses baru telah ditemukan, seperti ekstraksi dari weathered rock oleh sodium klorida dengan medan listrik frekuensi tinggi, atau dengan dipicrylamine dan ultrasound, dan dekomposisi thermal dari rubidium aluminium sulfat pada kalsium oksida diikuti dengan disolusi membentuk rubidium sulfate. Cara lain adalah recovery rubidium dari hasil intermediates yang muncul pada produksi aluminium oksida dari bauksit dan nephelines dengan media ektraksi pelarut dengan long-chain p-alkylphenols. Rubidium murni didapatkan dari mereduksi pollucite atau lepidorite dengan menggunakan metal aktif, dilanjutkan dengan ditilasi vakum. Metode lain yaitu mereduksi senyawa rubidium murni secara thermokimia berdasarkan reaksi berikut : 2



RbCl + Ca



2



RbOH + Mg



Rb2CO3 + 3Mg



CaCl2 + Rb Mg(OH)2 + 2Rb 3MgO + C + 2Rb



Walaupun rubidium lebih elektropositif dibandingkan kalsium atau magnesium, kesetimbangan lebih mengarah ke kanan karena rubidium secara beruntun di distilasi dari campuran reaksi. D. Kegunaan Rubidium 1. Kacamata khusus, yang merupakan pasar terkemuka untuk rubidium, digunakan dalam serat sistem telekomunikasi optik dan perangkat penglihatan malam. Karbonat (Rb2CO3) digunakan sebagai aditif untuk jenis kaca ini, dimana ia mengurangi konduktivitas listrik serta meningkatkan stabilitas dan daya tahan. 2. Properti photoemissive dari rubidium, yang merupakan permukaan bebas emisi elektron ketika ditimpa oleh radiasi elektromagnetik. Permukaan photoemissive



rubidium-tellurium digunakan dalam sel fotolistrik, yang tergabung dalam berbagai perangkat deteksi dan aktivasi elektronik. 3. Rubidium digunakan sebagai lapisan pada elektroda konverter termionik, yang mengubah energi panas menjadi energi listrik. Rubidium terionisasi menetralkan ruang muatan antara elektroda, sehingga meningkatkan aliran elektron melalui konverter; pada dasarnya, ini meningkatkan output daya konverter. 4. Rubidium memiliki beberapa aplikasi pada bidang kedokteran, sebagai berikut: 



Klorida (RbCl) dan beberapa garam rubidium lainnya digunakan sebagai densitas-gradien media dalam pemisahan ultrasentrifugal virus dan asam nukleat DNA dan RNA.







Rubidium radioaktif digunakan sebagai pelacak aliran darah.







Garam rubidium telah digunakan sebagai obat penenang dan untuk pengobatan epilepsi.







Rubidium iodide (RbI) kadang-kadang telah diganti dengan kalium iodida (KI) dalam mengobati pembesaran kelenjar tiroid (gondok).







Garam rubidium telah digunakan sebagai agen anti-guncangan setelah pemberian obat-obatan arsenik.



5. Sifat radioaktif Rubidium-87 digunakan dalam bidang geologi (untuk menentukan umur batuan atau benda-benda lainnya). 6. Rubidium dan garamnya memiliki sedikit penggunaan komersial, logam ini digunakan dalam pembuatan fotosel dan pembersihan sisa gas dari tabung vakum. 7. Garam rubidium digunakan dalam gelas, keramik, dan kembang api untuk memberikan warna ungu. 8. Penggunaan potensial rubidium berada pada area mesin ion untuk kendaraan ruang angkasa dan sebagai fluida dalam turbin uap. E. Senyawa – senyawa Rubidium 1. Rubidium hidrida (RbH) Rubidium hidrida dapat diproduksi dengan memanaskan rubidium karbonat dengan logam magnesium dalam atmosfer hidrogen pada 650 ° C selama lima hari. Rubidium hidrida adalah zat putih dan berbentuk kristal. Hidrida ini lebih stabil dari pada cesium, tetapi kurang stabil dibandingkan dengan natrium atau kalium. Rubidium hidrida sangat reaktif. Ketika dipanaskan dalam vakum pada 300 °C, ia



terurai menjadi unsur-unsur penyusunnya. Pada suhu biasa ia diserang oleh halogen. Karbon dioksida mengubahnya menjadi rubidium formate (CHO2Rb). 2. Rubidium fluorida (RbF) Rubidium fluorida diperoleh dalam kristal anhidrat dengan memekatkan larutan natrium karbonat yang dinetralkan dengan asam hidrofluorat. Titik leburnya diberikan sebagai 753 °C dan 775 °C. Titik didihnya adalah 1410 °C. Sangat larut dalam air. Dua hidrat diketahui, 2RbF.3H2O yang meleleh pada 36 °C dan RbF.3H2O. Mereka sangat higroskopis. 3. Rubidium klorida (RbCl) Rubidium klorida diproduksi oleh interaksi asam klorida dan rubidium karbonat, dan juga dengan memanaskan rubidium chloroplatinate. Ini membentuk kubus berkilau, dinyatakan mencair pada 710 °C dan mendidih pada 1383 °C. Garam tidak membentuk hidrat, tetapi sangat larut dalam air. 4. Rubidium klorat (RbClO3) Rubidium klorat diperoleh melalui interaksi rubidium sulfat dan barium klorat. Ketika rubidium klorat dipanaskan hingga suhu sedang, ia diubah menjadi campuran Rubidium perklorat (RbClO4) dan Rubidium klorida. Perklorat adalah isomorf dengan garam kalium yang sesuai, tetapi kurang larut dalam air, kelarutan pada 21,3 ° C menjadi 1,09 gram dalam 100 gram air. 5. Rubidium Oksida (Rb2O) Ketika rubidium sebagian teroksidasi oleh oksigen yang diencerkan, dan kelebihan logam dihilangkan dengan distilasi, Rubidium oksida diperoleh dalam kristal transparan, kuning pucat yang menjadi kuning lebih tua pada 250 °C. 6. Rubidium hidroksida (RbOH) Rubidium hidroksida dibentuk dengan melarutkan logam dalam air, atau dengan reaksi barium hidroksida dan rubidium sulfat. Rubidium hidroksida adalah zat yang sangat mudah menguap oleh panas. Titik leburnya adalah 301 °C, dan densitasnya 3,203 pada 11 °C. 7. Rubidium karbonat (Rb2CO3) Rubidium karbonat dibuat dalam keadaan anhidrat dengan pengapian residu dari penguapan larutan rubidium hidroksida dan amonium karbonat. Rubidium karbonat stabil, tidak terlalu reaktif, dan mudah larut dalam air. 8. Rubidium sulfat (Rb2SO4)



Rubidium sulfat membentuk kristal rombik isomorf dengan kristal kalium sulfat, meleleh pada 1074 °C, densitas pada 20 °C menjadi 3,6113 dan pada 60 °C adalah 3,5943. Dengan aluminium dan besi sulfat membentuk alum yang terkristalisasi dengan baik.