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+.
4 komentar:
THANKS ILMUNYA
Bermanfaat sekali , silahkan kunjungi blog saya dan berikan komentar pada khusnula5.blogspot.com
boskuuu
Twisschaft3 SMAN 1 BARRU
GGWP Nerku
GGWP Boskuu
Posting Komentar