Post Icon

LOGAM ALKALI TANAH DI ALAM



Unsur Alkali tanah termasuk golongan IIA. Unsur golongan ini bersifat basa,sama seperti unsur golongan alkali namun tingkat kebasaanya lebih lemah.Terdapat 6 unsur dalam golongan alkali tanah,yaitu:
·         Berelium          (Be)
·         Magnesium      (Mg)
·         Calsium           (Ca)
·         Strontium        (Sr)
·         Barium            (Ba)
·         Radium           (Ra)
Kelimpahan unsur Be di alam adalah 0,0006 %, Mg 2,1 %, Ca 3,6 %, Sr 0,02 %, dan Ba 0,04% sedangkan Ra sekitar 10-10 karena bersifat radioaktif.
1.                 Sifat Logam Alkali Tanah
Sifat logam alkali tanah sama dengan sifat logam alkali. Namun, logam alkali tanah kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali yang seperiode. Hal ini disebabkan karena jari jari atom logam alkali tanah lebih kecil daripada jari jari atom logam alkali sehingga energi ionisasinya lebih besar. Atom-atom unsur golongan alkali tanah mudah melepaskan elektron. Mudah melepaskan elektron artinya mudah mengalami oksidasi sehingga unsur ini bersifat perekdusi kuat. Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah berwujud padat pada suhu ruangan.


Tabel beberapa sifat logam alkali tanah

Sifat
Berilium
Magnesium
Kalsium
Strontium
Barium
Nomor atom
4
12
20
38
56
Konfigurasi elektron
[He] 2s2
[Ne] 3s2
[Ar] 4s2
[Kr] 5s2
[Xe] 6s2
Jari jari atom
1,25
1,45
1,74
1,92
1,98
Jari jari ion M2+
0,31
0,65
0,99
1,13
1,35
Titik leleh
1.277
650
850
769
725
Titik didih
2.484
1.105
1.487
1.381
1.849
Masssa jenis
1,86
1,74
1,55
2,60
3,59
Energi ionisasi pertama
899
738
590
550
503
Energi ionisasi kedua
1.757
1.451
1.145
1.064
965
Energi ionisasi ketiga
14.848
7.733
4.912
4.138
3.619
Keelektronegatifan
1,5
1,2
1,0
1,0
0,9
Warna nyala
-
Putih terang
Merah jingga
Merah tua
Hijau
Potensial reduksi standar (volt)
M2+ + 2e-          M
-1,85

-2,38
-2,87
-2,91,89
-2

2.     Reaksi Logam Alkali Tanah
Alkali tanah termasuk logam yang mudah bereaksi dengan unsur nonlogam. Logam alkali tanah bersifat pereduksi kuat. Semakin kebawah sifat pereduksi ini semakin kuat. Hal ini ditunjukkan oleh kemampuan bereaksi dengan air yang semakin meningkat dari berilium ke barium. Beberapa reaksi logam alkali tanah yang menggambarkan kecenderungan sifatnya adalah
 Reaksi dengan air
Berilium tidak bereaksi dengan air. Magnesium bereaksi lambat dengan air dingin dan bereaksi cepat dengan uap air panas.

Mg (s) + H2O   ------->    MgO (s) + H2 (g)

Kalsium bereaksi dengan air membentuk basa dan gas hidrogen. Strontium dan barium lebih reaktif daripada kalsium.

Ca (s) + 2H2O (l)   ------->   Ca(OH)2(aq) + H2 (g)

Reaksi dengan Oksigen dan Nitrogen
            Selain Berilium dan Magnesium, logam alkali tanah membentuk oksida, hidroksida atau karbonat diudara. Berilium dan magnesium sebenarnya juga bereaksi dengan oksigen diudara. Akan tetapi,oksida yang terbentuk berupa lapisan yang melekat kuat pada permukaan logam sehingga dapat mencegah reaksi lebih lanjut. Jika dipanaskan, logam alkali tanah terbakar diudara membentuk oksida dan nitrida. Logam alkali tanah yang terletak dibawah Mg bersifat mudah membentuk oksida, bahkan jika jumlah oksigen berlebih, akan membentuk peroksida.
2 M (s) + O2 (g)       ------->    2 MO (s)
3 M (s) + N2 (g)      ------->     M3N2 (s)

Reaksi dengan Halogen
Semua logam alkali tanah bereaksi dengan halogen membentuk garam halida.

M (s) + X2 (g) ------->  MX2 (s)

 Reaksi dengan asam dan basa
Semua logam alkali tanah bereaksi dengan asam kuat misalnya HCl membentuk garam dan gas hidrogen.

M (s) + 2 HCl (aq)   ------->MCl2 (s) + H2 (g)

Khusus Berilium bereaksi dengan basa misalnya NaOH membentuk Be(OH)42- dan gas H2

3.     Warna Nyala Logam Alkali Tanah
Alkali tanah memiliki warna nyala yang khas. Magnesium biasanya tersedia dalam bentuk pita. Pita itu akan menyala terang jika dibakar diudara. Reaksi yang terjadi pada pembakaran pita magnesium sesuai persamaan reaksi

2 Mg (s) + O2 (g------->    2 MgO (s)

Ternyata massa magnesium setelah dibakar lebih besar daripada sebelum dibakar. Hal itu disebabkan magnesium mengikat oksigen setelah dibakar. Meskipun litium, rubidium, dan strontium memiliki warna nyala yang sama (merah) tetapi ketiganya mempunyai panjang gelombang yang berbeda. Itulah sebabnya unsur-unsur golongan alkali tanah sering digunakan.

Warna Nyala Logam Alkali Tanah
Alkali
Warna nyala
Berilium
Tak berwarna
Magnesium
Putih terang
Kalsium
Jingga merah
Strontium
Merah
Barium
hijau









Elektron unsur logam alkali dan alkali tanah dapat tereksitasi dengan pemanasan atau pembakaran senyawanya pada nyala api. Sebaiknya, senyawa yang digunakan adalah garam klorida. Dengan pertimbangan, garam klorida mudah menguap.

4.     Kelarutan dan Pengendapan Senyawa Logam Alkali Tanah
a.      Kelarutan
Salah satu yang membedakan antara senyawa alkali dan alkali tanah adalah kelarutannya. Pada umumnya, senyawa alkali mudah larut dalam air, sedangkan senyawa alkali tanah sukar larut dalam air. Jika kelarutan suatu zat semakin besar, berarti semakin banyak zat tersebut yang larut dan kemungkinan terionisasi juga semakin besar. Semakin banyak ion OH- yang dihasilkan, berarti sifat basa semakin kuat. Di dalam air, senyawa basa Mg(OH)2 bersifat sukar larut, Ca(OH)2 sedikit larut, Sr(OH)2 dan Ba(OH)2 mudah larut. Sifat kelarutan garam sulfat dari logam alkali tanah berkebalikan dengan sifat kelarutan basanya. Di dalam air, garam sulfat MgSO4 bersifat mudah larut, CaSO4 sedikit larut, sedangkan SrSO4 dan BaSO4 sukar larut. Garam-garam lainnya dari logam alkali tanah memiliki kelatrutan dalam air yang bervariasi. Garam MgCO3 sedikit larut sedangkan CaCO3, SrCO3, dan BaCO3 sukar larut. Di dalam air, garam kromat MgCrO4 bersifat mudah larut. CaCrO4 dan SrCO4 sedikit larut. Sedangkan BaCrO4 sukar larut. Di dalam air garam oksalat MgC2O4 sedikit larut. Sedangkan CaC2O4, SrC2O4, dan BaC2O4 sukar larut.

b.      Pengendapan
Pengendapan suatu garam yang sukar larut dalam air dapat digunakan untuk analisis kualitatif, yaitu mengidentifikasi suatu kation logam alkali tanah.

Ion Logam Alkali Tanah
Pereaksi
  Na2SO4
      1M
 K2CrO4
      1M
   NaOH
      1M
  Na2CO3
      1M
   Na2C2O4
        1M
Mg2+
Tidak ada endapan
Tidak ada endapan
Endapan putih, tebal
Endapan putih
Tidak ada endapan
Ca2+
Endapan putih, tipis
Tidak ada endapan
Endapan putih, tipis
Endapan putih
Endapan putih, tipis
Sr2+
Endapan putih
Endapan kuning pucat, tipis
Tidak ada endapan
Endapan putih, tebal
Endapan putih
Ba2+
Endapan putih, tebal
Endapan kuning
Tidak ada endapan
Endapan putih, tebal
Endapan putih, tebal



Harga Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Ksp) Senyawa Alkali Tanah

OH-
SO42-
CrO42-
CO32-
C2O42-
Be2+
1,6 x 10-22
Besar
Besar
-
-
Mg2+
8,9 x 10-12
8,6 x 10-5
Besar
7,9 x 10-8
8,6 x 10-5
Ca2+
1,3 x 10-6
2,4 x 10-5
7,1 x 10-4
4,7 x 10-9
1,3 x 10-9
Sr2+
3,2 x 10-4
7,6 x 10-7
3,6 x 10-5
7,0 x 10-10
5,6 x 10-8
Ba2+
5,0 x 10-3
1,5 x 10-9
8,5 x 10-11
1,6 x 10-9
1,5 x 10-8

Perbedaan kelarutan senyawa alkali tanah dapat digunakan untuk mengidentifikasi adanya ion alkali tanah.

5.     Kegunaan Logam Alkali Tanah
Sebagaimana logam alkali tanah bersifat reaktif sehingga tidak ditemukan dalam keadaan bebas di alam.
Magnesium
1.      Magnesia (MgO) digunakan sebagai batu tahan api dan isolator untuk pipa-pipa uap.
2.      Susu magnesia [Mg(OH)2] untuk obat asam lambung dan bahan untuk membuat pasta gigi.
3.      Garam inggris (MgSO4.7H2O) digunakan sebagai urus-urus (pencahar).
4.      Magnesium untuk membuat campuran logam yang ringan contohnya digunakan pada alat-alat rumah tangga.
5.      Senyawa Magnesium sulfat digunakan untuk pupuk, obat-obatan dan lampu Blitz.
6.      Unsur magnesium berperan dalam penyususnan klorofil pada tumbuhan.
Kalsium
1.      Kalsium karbonat (CaCO3) digunakan dalam industri besi dan baja, industri gelas, dan pembuatan semen, bahan obat (antasid) dan pengisi dan pelapis kertas
2.      Kalsium klorida (CaCl2) sebagai zat pengering dan pelebur es di jalan raya
3.      Kalsium sulfat (CaSO4.2H2O), dikenal sebagi gips dan digunakan untuk pembalut tulang yang patah dan membuat pupuk amonium fosfat.
4.      Kalsium juga  banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi.
5.      Digunakan dalam elektrode dalam aki yaitu sedikit kalsium dengan timbal yang digunakan sebagai elektrode.
Barium
1.      Barium Hidroksida (Ba(OH)2) untuk menguji adanya gas CO2
2.      Barium sulfat (BaSO4) untuk bahan cat warna putih, bahan pengisi karet sehingga lebih kuat dan bahan pengisi kertas agar tinta tidak merembes.
Sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi
3.      Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api.

Berilium
1.      Logam berilium dipakai pada tabung sinar X, komponen reaktor atom, dan pembuatan salah satu komponen televisi
2.      Paduan Be dan Cu menghasilkan logam sekeras baja, maka digunakan untuk per/pegas dan sambungan listrik
3.      Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat bermassa lebih ringan. Biasanya digunakan pada kemudi pesawat Jet.


Strontium
1.       Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer.
2.       Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api.

 Radium
Merupakan golongan IIA yang jumlahnya paling sedikit sebab bersifat radioaktif sehingga mudah berubah menjadi unsur lain. Radium terdapat sebagai campuran dalam bijih uranium.


7.       Air sadah
         Air sadah merupakan air yang mengandung ion Ca2+ dan Mg2+. Air sadah menyebabkan sabun sukar berbusa karena diendapkan oleh ion Ca2+ dan Mg2+. Air sadah berfungsi mengendapkan sabun sehingga sabun kurang berbusa.

Ca2+ (aq) + 2 CH3 (CH2)6COO-(aq)     ------->     Ca(CH3(CH2)6COO)2 (s)
Ion stearat dari sabun                                                       endapan sabun

         Selain menyebabkan sabun sukar berbusa, air sadah juga menimbulkan kerak. Hal ini merupakan pemborosan energi. Selain itu, adanya kerak pada pipa uap juga dapat menyebabkan penyumbatan sehingga dikhawatirkan pipa tersebut akan meledak. Air sadah bukan merupakan air yang tercemar oleh bahan berbahaya,namun dapat menimbulkan masalah.Air sadah tidak boleh ada sama sekali pada industri pencucian tekstil atau kertas, Jika terjadi pengendapan dengan sabun, pewarna kain atau kertas menjadi tidak merata.

Kesadahan air dibedakan atas kesadahan sementara dan kesadahan tetap.

A.Kesadahan sementara
        Disebabkan oleh garam hidrogen karbonat (bikarbonat) yaitu Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2.Kesadahan sementara disebut juga air sadah bikarbonat. Kesadahan sementara dapat dihilangkan dengan cara mendidihkan air.Endapan CaCO3 ini dapat dipisahkan sehingga air bebas dari ion Ca2+ terlarut. Dengan demikian air terbebas dari kesadahan atau dengan kata lain tetap berupa air lunak.

B.Kesadahan tetap
          Disebabkan oleh garam sulfat dan klorida, yairu CaSO4, CaCl2, MgSO4 dan MgCl2. Kesadahan tetap disebut juga dengan air sadah nonbikarbonat. Pereaksi yang digunakan adalah larutan karbonat, yaitu Na2CO3 atau K2CO3. Penambahan larutan karbonat bertujuan agar ion Ca2+ bereaksi dengan CO32- sehingga membentuk endapan CaCO3.Kesadahan tetap tidak dapat dihilangkan dengan pendidihan tetapi hanya dapat dihilangkan dengan proses soda kapur dan proses zeolit. Menurut proses soda kapur, air sadah direaksikan dengan air kapur [Ca(OH)2] dan soda (Na2CO3). Penambahan air kapur bertujuan untuk menghilangkan kesadahan sementara dan mengendapkan garam magnesium karena terbentuk Mg(OH)2 yang sukar larut (KspMg(OH)2 = 1,5 x 10-11). Adapun penambahan soda bertujuan untuk mengendapkan garam kalsium karena terbentuk kalsium karbonat yang mudah mengendap.


Ca(HCO3)2 (aq) + Ca(OH)2 (aq)   ------->     2CaCO3 (s) + 2 H2O (l)
(penambahan air kapur menghilangkan kesadahan sementara)

MgSO4 (aq) + Ca(OH)2 (aq)     ------->      Mg(OH)2 (s) + CaSO4 (aq)
(penambahan air kapur mengendapkan Mg)

                CaSO4 (aq) + Na2CO3(aq) ------->  CaCO3 (s) + Na2SO4 (aq)
(penambahan soda mengendapkan Ca)
Dalam industri, pelunakan air sadah dilakukan dengan cara yang lebih praktis dan sederhana. Prosesnya dilakukan melalui penyaringan menggunakan resin pengikat ion dan zeolit.
            1.Resin Pengikat Ion
Resin merupakan berupa butiran kristal, seperti pasir bening. Kation yang terdapat dalam air akan diserap oleh resin sehingga air tersebut terbebas dari kation. Prinsip kerjanya berupa pertukaran kation.
            2.Zeolit
Zeolit yang memiliki rumus Na2(Al2SiO3O10). 2H2O atau K2(Al2SiO3O10). 2H2O memiliki pori-pori yang dapat dilewati oleh air. Ketika suatu larutan yang mengandung ion Ca2+, Mg2+, Fe3+  dilewatkan melalui zeolit, ion ion ini akan menggantikan ion Na+. Hal ini disebabkan ion Na+  berikatan lebih lemah dengan matriks zeolit dibandingkan ion Ca2+, Mg2+, Fe3+.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

0 komentar:

Poskan Komentar