Sifat-Sifat Unsur [PDF]

Citation preview

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Unsur merupakan zat tunggal yang sederhana. Unsur dapat ditemukan dalam keadaan bebas maupun di dalam tanah. Wujud dari unsur pun berbeda antara satu dengan lainnya. Ada yang berwujud padat ada pula yang berwujud cair. Dari sistem periodik kita mengetahui bahwa ada 90 buah unsur yang terdapat dialam serta ditambah belasan unsur buatan. Selain memiliki wujud yang berbeda, setiap unsur juga memiliki perbandingan berat dan jumlah atom yang beraneka ragam. Ada yang besar, sedang maupun kecil. Kita telah mengetahui bahwa unsur alkali terdapat pada golongan I A sedangkan unsur alkali tanah terdapat pada golongan II A. Unsur-unsur alkali terdiri dari logam Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Unsur-unsur alkali ini memiliki kereaktifan yang besar. Sedangkan unsur-unsur alkali tanah terdiri dari logam Be, Mg, Ca, Sr dan Ra. Unsur-unsur alkali tanah ini pada umumnya ditemukan didalam tanah. Melalui percobaan ini kita akan mengenal lebih jauh beberapa unsur yang tergabung dalam golongan I A dan golongan II A dalam sistem periodik. Dengan percobaan ini kita akan memperoleh pengetahuan tentang kereaktifan maupun sifat-sifat unsur tersebut, sehingga kita kan mudah mengenalinya dalam kehidupan sehari-hari pada suatu sistem yang bereaksi. Oleh karena itu, percobaan ini perlu untuk dilakukan. Pada praktikum kali ini juga akan dibahas mengenai sifat-sifat unsur, jari-jari atom, energi ionisasi, serta kereaktifan dari unsur alkali dan alkali tanah. Semua unsur golongan I A dan II A relatif mudah melepaskan elektron terluarnya. Dengan perkataan lain unsur-unsur itu mempunyai energi ionisasi yang rendah dari atas ke bawah. Jari-jari atomnya makin kecil, makin rendah energi ionisasinya. Demikian pula dengan alkali tanah. Dengan demikian logam tersebut merupakan pereduksi yang baik dan hampir semua dapat bereaksi dengan air. 1.2 Tujuan -



Mengetahui kelarutan garam sulfat dan hidroksida, pada golongan II A



-



Mengetahui kereaktifan golongan I A dan II A



BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 1). Logam-logam Alkali Golongan logam alkali merupakan golongan dari logam yang aktif (paling aktif). Logam tersebut menunjukkan energi ionisasi yang rendah, potensi elektrodenya besar dan negatif. Kesimpulannya ialah, bahwa pada umumnya keragaman sifat dalam golongan ini mudah diramalkan dari segi keberkalaan. Beberapa penyimpangan terutama ditunjukkan oleh anggota utama, yaitu Li. Beberapa perbedan Litium dan senyawanya dibanding logam alkali lain, antara lain :



-



Kelarutan senyawa karbonat, fluorida, hidroksida, dan fosfatnya rendah.



-



Kemampuannya membentuk nitrida (Li3N)



-



Pembentukan oksida normal (Li2O) bukan peroksida atau superoksida



Jika dipanaskan, terjadi penguraian senyawa karbonat dan hidrooksidanya menjadi oksida. Dalam logam alkali, perbedaan ini disebabkan oleh tingginya rapatan muatan pada Li+ dibanding ion logam alkali lainnya. Potensi elektrode. Nilai yang besar dan negatif dari potensial elektrode menyatakan kecenderungan terjadinya proses reduksi yang kecil. Sebaliknya, nilai yang besar dan negatif ini menunjukkan kecenderungan untuk proses sebaliknya, yaitu oksidasi. Kemudahan dioksidasi merupakan ciri logam aktif dan Li menunjukkan kecenderungan yang terbesar di antara logam alkali untuk menjalani oksidasi menjadi ion satu – positif dalam larutan air. Oksidasi logam alkali X berjalan menurut langkah-langkah. -



Penyubliman padatan logam ke keadaan gas



-



Pengionan atom logam dalam keadaan gas menjadi ion logam dalam keadaan gas



-



Hidrasi ion melalui pelarutan X+(g) dalam air untuk menghasilkan X+ (aq)



2). Logam alkali tanah Jari-jari logam meningkat dengan bertambahnya nama atom, jari-jari ion jauh lebih kecil dari jari-jari logam karena ion membawa bersih +2. Ion logam II A (M2+) jauh lebih kecil dari ion logam I A (M+) yang berhubungan karena adanya tambahan muatan positif yang tinggi. Energi yang diperlukan untuk melepas dua elektron valensi dari atom logam alkali tanah sangat besar. Melepas satu elektron dapat dilakukan dengan energi yang jauh lebih kecil. Energi tambahan yang diperlukan untuk membentuk ion bermuatan dua dari ion bermuatan satu pada ion logam alkali tanah dapat dilampaui oleh peningkatan energi kisi pada MCl2(p) dibandingkan pada energi kisi pada MCl (p). Ion golongan II A sulit direduksi menjadi logam bebas, karena harga potensial reduksinya besar dan negatif. Tetapi sebagaimana untuk logam golongan I A proses elektrolisis merupakan metode komersial yang paling penting dalam pembuatannya. Senyawa-senyawa logam alkali tanah, kation alkali tanah mempunyai rapatan muatan positif yang tinggi. Apabila bergantung pada anion tertentu kation tersebut akan memberikan energi kisi yang tinggi dan garam-garamnya dapat sedikit larut atau tak larut dalam air. Dalam kasus lain dimana energi kisi tidak terlalu tinggi, energi hidrasi yang tinggi dari kation mungkin mengakibatkan kelarutan dalam air dan garamnya akan mengkristal dari larutan hidrat. (Petrucci, 1987)



Dalam sistem periodik panjang unsur-unsur alkali tanah terletak pada golongan II A, yaitu satu lajur disebelah kanan golongan logam alkali. Unsur golongan II A berisi Berilium (Be), Magnesium (Mg), Calsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba) dan Radium. Unsur ini bersifat logam karena cenderung melepaskan elektron. Unsur ini disebut logam alkali tanah karena oksidasinya bersifat biasa (alkalis) dan senyawa banyak terdapat pada kerak bumi. Seperti halnya dengan unsur alkali, unsur alkali tanah sangat reaktif walaupun tidak sereaktif unsur alkali. Unsur alkali tanah dengan dua elektron valensinya yang sangat mudah dilepaskan menandakan bahwa unsur alkali tanah sangat bersifat elektropositif, karena unsur golongan ini mudah melepaskan elektron valensinya. Maka unsur alkali tanah merupakan pereduksi yang baik, walaupun tidak sebaik sifat pereduksi unsur alkali yang seperiode. Sesuai dengan sifat keperiodikan unsur-unsur dalam golongannya maka unsur-unsur alkali tanah makin ke bawah letaknya dalam susuan berkala makin elektropositif. Karena makin ke bawah letaknya makin banyak pula jumlah lintasannya sehingga jari-jarinya makin besar pula. Sifat pereduksi logam alkali tanah lebih kecil dari logam alkali dan jari-jari ion logam tanah lebih kecil dari alkali. (Surakkiti, 1989) 3). Sifat Alkali (golongan I A) Sifat logam alkali bersifat penghantar panas dan listrik, mempunyai titik lebur relatif lebih rendah dari logam lain. Hal ini disebabkan oleh logam alkali hanya melepas satu elektron, sehingga ikatan logam dalam kristalnya lemah. Titik lebur makin menurun dari atas ke bawah pada sistem periodik, karena penambahan jari-jari ion mengakibatkan gaya tarik ion positif dalam kristalnya makin lemah. Sifat penting logam alkali tanah adalah mempunyai spektrum emisi, yang dihasilkan bila larutan garamnya dipanaskan dalam nyala bunsen, atau mengalirkan muatan listrik pada uapnya. Warna spektrum itu dapat dipakai dalam analisis kualitatif yang disebut tes nyala. Energi ionisasi logam alkali relatif lebih rendah sehingga termasuk logam yang sangat reaktif. Karena kereaktifannya, unsur alkali tidak ditemukan dalam keadaan bebas di alam, tetapi sebagai ion positif dalam senyawa ion. Kebanyakan senyawa larut dalam air sehingga logam ini banyak terdapat dalam air laut. (Syukuri, 1999) 4). Sifat Alkali Tanah (golongan II A) Kemiripan sifat logam alkali tanah disebabkan oleh kecenderungan melepaskan dua elektron valensi, sehingga senyawanya memiliki bilangan oksidasi +2. Kerapatan bertambah dengan naiknya nomor atom, karena pertambahan massa atom. Demikian juga jari-jari atom dan ionnya, disebabkan bertambahnya jumlah kulit elektronnya. Tetapi, energi ionisasi, kalor hidrasi dan potensial reduksinya berkurang dengan naiknya nomor atom. Hal ini disebabkan oleh pertambahan jari-jari atom yang akan mengurangi daya tarik inti elektron atau partikel negatif di luar atom tersebut. Nilai potensial reduksi (Eº) alkali tanah semuanya bertanda negatif, artinya logam ini lebih cenderung teroksidasi dibandingkan tereduksi. Semakin besar nomor atom, makin besar pula



kecenderungan teroksidasi, untuk menjadi ion yang stabil (M2+), logam alkali tanah harus melepaskan dua elektron valensinya, sedangkan energi ionisasi II lebih besar daripada energi ionisasi I. Akibatnya, sifat pereduksi logam alkali tanah lebih kecil dari logam alkali dan jari-jari ion logam alkali tanah lebih kecil dari alkali. Energi hidrasi ion alkali tanah lebih besar dari alkali. Karena energi itu bergantung pada jari-jari ion dan besarnya muatan. Muatan ion alkali tanah lebih besar dari ion alkali, maka daya tarik tersebut lebih kuat pada logam alkali tanah dibandingkan dengan logam alkali (Syukri, 1999). BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat -



Tabung reaksi



-



Pipet tetes



-



Gelas kimia



-



Pinset



-



Hot Plate



-



Penjepit tabung



-



Stopwatch



3.1.2 Bahan -



Logam kromium



-



Pita magnesium



-



Indikator pp



-



Larutan BaCl2 1 M



-



Larutan CaCl2 1 M



-



Larutan NaOH 1 M



-



Larutan H2SO4 1 M



-



Aquades



-



Tissu



3.2 Prosedur Percobaan 3.2.1 Kelarutan garam hidrooksida -



Disiapkan 2 tabung reaksi



-



Dimasukkan 1 pipet CaCl2 0,1 M ke dalam tabung reaksi



Ditambahkan 1 pipet NaOH 1 M ke dalam tabung reaksi yang berisi CaCl2 0,1 diamati -



M dan



Dimasukkan 1 pipet BaCl2 0,1 M ke dalam tabung reaksi lainnya



Ditambahkan 1 pipet NaOH 1 M ke dalam tabung reaksi yang berisi BaCl2 0,1 M dan diamati -



Dibandingkan hasil antara CaCl2 + NaOH dengan BaCl2 + NaOH



3.2.2 Kelarutan Asam Sulfat -



Disiapkan dua tabung reaksi



-



Dimasukkan 1 pipet CaCl2 0,1 M ke dalam tabung reaksi



Ditambahkan 1 pipet H2SO4 1 M ke dalam tabung reaksi yang berisi CaCl2 0,1 M dan diamati -



Dimasukkan 1 pipet BaCl2 0,1 M ke dalam tabung reaksi lainnya



Ditambahkan 1 pipet H2SO4 1 M ke dalam tabung reaksi yang berisi BaCl2 0,1 M dan diamati -



Dibandingkan hasil antara CaCl2 + H2SO4 dengan BaCl2 + H2SO4



3.2.3 Kereaktifan Logam Mg -



Dimasukkan aquades ke dalam gelas kimia



-



Dipanaskan gelas kimia yang berisi aquades di atas hot plate



-



Diambil pita Mg secukupnya lalu dimasukkan ke dalam aquades yang dipanaskan dengan



menggunakan pinset dan diamati -



Dimasukkan indikator pp secukupnya ke dalam gelas kimia



-



Diamati perubahannya



3.2.4 Kereaktifan logam Kalium -



Dimasukkan aquades ke dalam gelas kimia



Diambil logam Kalium secukupnya dengan menggunakan pinset dan dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi aquades dan diamati -



Dimasukkan indikator pp secukupnya ke dalam gelas kimia



-



Diamati perubahannya



BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN



4.1 Hasil Pengamatan No. PERLAKUAN PENGAMATAN 1. 1. 2. 1. 3. Kelarutan garam sulfat -



Diisi masing-masing tabung reaksi dengan CaCl 0,1 M dan BaCl2 0,1 M dipipet



-



Ditambah 1 pipet H2SO4 1 M ke dalam masing-masing reaksi



-



Diamati



Kelarutan garam hidroksida -



Diisi masing-masing tabung CaCl2 0,1 M BaCl2 0,1 M, 1 pipet



-



Ditambah 1 pipet NaOH 1 M ke dalam masing-masing tabung.



a. Reaktifitas unsur -



Diambil aquades



-



Dipanaskan



-



Dimasukkan pita Mg



-



Diamati



-



Ditambahkan indikator pp



-



Diamati perubahan yang terjadi



b.Kereaktifan logam K -



Masukkan H2O ke dalam gelas kimia



-



Ambil logam Kalium ke dalam gelas kimia



-



Diamati perubahan yang terjadi



-



Ditambahkan 2 tetes indikator pp dan diamati



-



CaCl2 + H2SO4 tidak menghasilkan endapan



-



BaCl2 + H2SO4 menghasilkan endapan, berwarna putih keruh dan banyak endapan.



CaCl2 + NaOH menghasilkan endapan berwarna putih keruh dan terdapat banyak endapan termasuk endoterm BaCl2 + NaOH menghasilkan endapan, berwarna lebih jernih dan terdapat sedikit endapan termasuk eksoterm -



Setelah dipanaskan dan dimasukkan pita Mg terdapat gelembung-gelembung



-



Ditambahkan indikator pp berubah warna menjadi merah lembayung



-



Setelah ditambahkan Kalium terjadi ledupan kecil dan mengeluarkan api



-



Ditambah indikator pp menjadi berubah warna menjadi merah lembayung



4.3 Pembahasan Unsur alkali adalah unsur-unsur golongan I A dalam tabel periodik unsur, yaitu Li (lithium), Na (Natrium), K (Kalium), Rb (Rubidium), Cs (sesium) dan Fr (Fransium). Fransium merupakan unsur radioaktif. Disebut logam alkali karena oksidanya larut dalam air dan menghasilkan larutan yang bersifat sangat basa (alkalis). Unsur alkali tanah adalah unsur-unsur golongan II A dalam tabel periodik unsur yaitu Be (Berilium), Mg (Magnesium), Ca (Kalsium), Sr (Strontium), Ba (Barium), dan Ra (Radium). Radium merupakan unsur radioaktif. Disebut alkali tanah sebab oksidanya bersifat basa. Beberapa sifat fisik unsur-unsur logam alkali sebagai berikut : Jari-jari atom unsur alkali dalam tabel periodik bertambah dari atas ke bawah. Begitu juga dengan jari-jari ion positifnya. Ion positif terbentuk apabila atom netral melepas elektron, sehingga jari-jari ion positif lebih kecil daripada jari-jari atom. Merupakan logam lunak karena titik didih dan titik leleh rendah. Titik didih dan titik leleh logam alkali dalam tabel periodik dari atas ke bawah semakin kecil. -



Logam alkali merupakan logam ringan karena masa jenis logam alkali kecil.



-



Logam alkali adalah logam yang sangat lunak dan dapat diiris dengan pisau.



Selain sifat fisik logam alkali juga memiliki sifat kimia antara lain :



Atom logam alkali mudah membentuk ion positif karena logam alkali mempunyai 1 elektron valensi (ns1) Daya oksidasi logam alkali sangat besar. Hal ini disebabkan jari-jari atom logam alkali sangat besar sehingga sangat mudah melepaskan elektron dari atas ke bawah tabel periodik unsur daya oksidasinya makin bertambah. Logam alkali merupakan reduktor (pereduksi) yang sangat kuat. Unsur-unsur logam alkali sangat mudah melepaskan elektron. -



Energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan



-



Spektra emisi dengan warna nyala yang khas.



Beberapa sifat fisik unsur-unsur logam alkali tanah adalah sebagai berikut : Jari-jari atom unsur alkali tanah dalam periodik bertambah dari atas ke bawah. Demikian juga ion positifnya. Ion terbentuk apabila atom netral melepas elektron. -



Titik cair dan kekerasan melebihi logam alkali



Selain memiliki sifat fisik logam alkali tanah juga memiliki sifat-sifat kimia antara lain : Logam alkali tanah mudah membentuk ion positif karena logam alkali tanah mempunyai 2 elektron valensi (ns2) Kereaktifan logam alkali tanah besar. Hal ini disebabkan jari-jari atom logam alkali tanah besar, sehingga mudah melepas elektron. Dari atas ke bawah sifat kereaktifannya semakin bertambah. -



Logam alkali tanah merupakan reduktor (pereduksi kuat)



-



Energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan cukup besar



-



Garam logam alkali tanah menghasilkan nyala dengan warna tertentu.



Perbedaan Alkali dan Alkali Tanah



ALKALI ALKALI TANAH -



Logam yang kuat, lunak, dan mengkilap



-



Jari-jari atom besar



-



Energi ionisasi rendah



-



Afinitas elektron rendah



-



Keelektronegatifan rendah



-



Sangat reaktif



-



Titik leleh rendah



-



Titik didih rendah



-



Densitas rendah



-



Sifat basa lebih kuat daripada logam alkali tanah



-



Logam yang lebih kuat dan lebih padat



-



Jari-jari atom lebih kecil dibandingkan logam alkali seperiode



-



Energi ionisasi lebih besar daripada logam alkali seperiode



-



Afinitas elektron lebih besar daripada logam alkali seperiode



-



Keelektronegatifan lebih besar daripada logam alkali seperiode



-



Kurang reaktif dibanding logam alkali seperiode



-



Titik leleh melebihi logam alkali



-



Titik didih melebihi logam alkali



-



Densitas melebihi logam alkali



-



Bersifat basa



Secara umum sifat-sifat unsur dalam sistem periodik unsur :



Kereaktifan adalah kemampuan suatu unsur untuk bereaksi. Kereaktifan golongan I A (logam alkali) dari atas ke bawah dalam tabel periodik unsur semakin besar / bertambah. Karena pada logam semakin besar jari-jari maka akan semakin reaktif hal itu disebabkan semakin besar jarijari logam, maka elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan, sehingga semakin reaktif. Jadi, Fr lebih reaktif dari Cs, Cs lebih reaktif dari Rb, Rb lebih reaktif dari Na, Na lebih rektif dari Li dan Li lebih reaktif dari H. Pada percobaan pertama ini bertujuan untuk mengetahui kelarutan garam sulfat pada golongan II A, yang pertama dilakukan adalah menambahkan H2SO4 1 M pada BaCl 0,1 M dan CaCl 0,1. Pada BaCl2 yang telah ditambahkan H2SO4, campuran itu menjadi keruh dan banyak terdapat endapan putih. Sedangkan pada CaCl2 yang telah ditambahkan H2SO4 campurannya tetap berwarna putih jernih dan tidak terdapat endapan. Dari percobaan ini dapat diketahui bahwa kelarutan garam sulfat dari golongan II A adalah kelarutannya akan tambah / meningkat dari bawah ke atas. Pada percobaan kedua ini bertujuan untuk mengetahui kelarutan garam hidroksida pada golongan II A, yang pertama dilakukan adalah menambahkan NaOH 1 M pada BaCl2 0,1 M dan CaCl 0,1 M. Pada larutan BaCl2 yang telah ditambahkan NaOH, larutan menjadi keruh namun terbentuk endapan tidak terlalu banyak. Sedangkan pada larutan CaCl2 yang ditambah NaOH larutan menjadi keruh dan terdapat banyak endapan. Sehingga dari percobaan ini dapat diketahui bahwa kelarutan garam hidroksida pada golongan II A adalah kelarutannya bertambah dari atas ke bawah. Pada percobaan ketiga bertujuan untuk mengetahui kereaktifan logam Mg dan K. Logam Mg dimasukkan ke dalam air yang telah dipanaskan. Dibutuhkan waktu yang cukup lama hingga semua Mg larutan dalam air. Pada saat terjadi reaksi terdapat gelembung-gelembung H2. Ketika dimasukkan indikator pp ke dalam larutan tersebut, larutan tersebut berwarna merah lembayung. Hal ini menandakan bahwa larutan itu mengandung / bersifat basa. Percobaan berikutnya digunakan logam K. Logam K dimasukkan ke dalam air. Reaksinya begitu cepat. Pada saat reaksi terdapat percikan api. Percikan api itu berasal dari gas H2 yang terbentuk langsung terbakar karena reaksi sangat eksoterm. Setelah ditambahkan indikator pp ke dalam larutan, larutan berubah warna menjadi merah lembayung. Hal ini menandakan bahwa larutan ini bersifat basa. Dari percobaan tersebut dapat diketahui bahwa golongan I A lebih reaktif daripada golongan II A.



Terdapat beberapa faktor kesalahan yang menyebabkan hasil yang dapat kurang maksimal. Seperti memasukkan indikator pp larutan Mg yang belum terlarut sempurna dengan air atau Mg dimasukkan ke dalam air yang belum panas kemudian diberikan indikator pp hal tersebut menyebabkan larutan tidak berubah warna menjadi merah lembayung dan tidak bisa diidentifikasi apakah larutan itu bersifat basa. Semua perlakuan yang dilakukan dalam percobaan ini mempunyai fungsi masing-masing. Aquades yang digunakan untuk melarutkan Mg dipanaskan terlebih dahulu adalah untuk meningkatkan kereaktifan Mg karena Mg kurang reaktif jika dibandingkan dengan K. Tetapi aquades yang digunakan untuk melarutkan K tidak perlu dipanaskan karena K sangat reaktif dan bereaksi hebat dengan H2O sehingga apabila aquades dipanaskan terlebih dahulu akan menimbulkan ledakan.



BAB 5 PENUTUP



5.1 Kesimpulan Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa : CaCl2 memiliki kelarutan garam sulfat yang lebih besar dibanding kelarutan garam sulfat BaCl2, karena saat H2SO4 ditambahkan pada BaCl2 menghasilkan endapan sedangkan pada CaCl2 tidak menghasilkan endapan. Ca memiliki kelarutan hidrooksida yang kecil. Sedangkan Ba memiliki kelarutan hidrooksida yang besar maka tidak mudah mengendap. Golongan I A memiliki kereaktifan yang sangat besar karena elektron valensi yang dimiliki golongan I A hanya berjumlah 1. Golongan II A memiliki kereaktifan yang rendah karena elektron valensi yang dimiliki golongan II A hanya berjumlah 2.



5.2 Saran Sebaiknya dalam percobaan ini digunakan juga logam dari golongan I A dan II A yang lain agar hasil yang didapat lebih beragam. DAFTAR PUSTAKA



Pettruci, Ralph H. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Bogor : Erlangga Surakkiti. 1989. Kimia 3. Jakarta : Penerbit Intan Pariwara S, Syukri. 1999. Kimia Dasar 3. Bandung : Penerbit ITB