A. KELIMPAHAN UNSUR DAN PRODUK-PRODUKNYA

B. SIFAT-SIFAT UNSUR

C. KEGUNAAN, DAMPAK, PEMBUATAN UNSUR DANSENYAWA

KIMIA UNSUR

3

Tiap hari kita selalu berhubungan dengan unsur-unsur maupun senyawa.Bahkan penggunaan zat tersebut makin meningkat dengan berkembangpesatnya industri, baik sebagai alat, bahan dasar maupun sumber energi.Sumber daya alam di Indonesia sangat kaya akan sumber mineral bijih logam.Oleh karena itu, perlu penguasaan teknologi untuk mengolahnya menjadilogam yang dibutuhkan. Dalam mempelajari kimia unsur diharapkan andadapat memahami karakteristik unsur-unsur penting, kegunaan danbahayanya, serta terdapatnya di alam secara singkat hubungan konsep yangsatu dengan yang lain dapat anda perhatikan pada peta konsep berikut.

KIMIA XII SMA64

Peta konsep kimia unsur

A. KELIMPAHAN UNSUR DAN PRODUK-PRODUKNYA

1. Unsur Golongan Utama

Unsur-unsur golongan utama dalam sistem periodik terletak padagolongan A. Golongan utama disebut juga unsur representatif. Dalam babini yang dipelajari hanya unsur-unsur golongan gas mulia, halogen, alkali,alkali tanah, aluminium, karbon, silikon, belerang, oksigen, dan nitrogen.a. Gas Mulia1) Kelimpahan Unsur-unsur Gas Mulia

Unsur-unsur gas mulia dalam sistem periodik terletak padagolongan VIIIA, yang meliputi: Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar),Kripton (Kr), Xenon (Xe), dan Radon (Rn).

Sesuai dengan namanya unsur-unsur gas mulia di alam tidakditemukan dalam bentuk senyawa, melainkan dalam bentuk atom-atomnya. Meskipun demikian pada tahun 1962 Niels Bartlett berhasilmensintesa senyawa gas mulia yang pertama, yaitu XePtF6 (xenonheksa fluoro platinat IV) dengan mereaksikan unsur Xe dengan PtF6.Sejak saat itu runtuhlah anggapan umum para ahli kimia bahwa gasmulia benar-benar tidak dapat membentuk senyawa.

kelimpahandan produk

KIMIA UNSUR

manfaat, dampak danproses pembuatan

sifat- sifat

sifatfisika

sifatkimia

unsur utama- gas mulia- halogen- alkali- alkali tanah- alumunium- karbon- silikon- belerang- oksigen- nitrogen

unsur transisi- krom(Cr)- tembaga(Cu)- seng (Zn)- besi(Fe)

KIMIA XII SMA 65Tabel 3.1

Kelimpahan unsur gas mulia dalam udara kering

Berdasarkan tabel tersebut dapat diketahui bahwa gas mulia yangpaling banyak di udara adalah Argon. Namun karena matahari danbintang-bintang komponen utamanya adalah helium maka menjadikanhelium sebagai gas mulia yang paling banyak alam semesta. Heliumjuga terkandung dalam gas di alam sebagai hasil peluruhan zatradioaktif. Unsur radon sangat sedikit terdapat di alam, karena bersifatradioaktif (mudah berubah menjadi atom unsur lain).

2) Produk yang Mengandung Unsur-unsur Gas MuliaMeskipun unsur-unsur gas mulia di alam dalam bentuk atom-atom

tunggal atau monoatomik, namun banyak juga produk-produk atausenyawa-senyawa buatan yang mengandung unsur gas mulia. Berikutbeberapa senyawa yang berhasil dibuat dari unsur gas mulia. - Argon dalam senyawa HArF (Argon hidrofluorida)- Kripton dalam senyawa KrF2 (Kripton difluorida),

- Xenon dalam senyawa XeF2 (Xenon diluorida), XeF4 (Xenontetrafluorida), XeF6 (Xenon heksafluorida), XeO3 (Xenon trioksida),XeO4 (Xenon tetraoksida), XePtF6 (Xenon heksafluoro Platinat IV).

- Radon dalam senyawa RaF2 (Radon difluorida)

b. Halogen1) Kelimpahan unsur-unsur halogen di alam

Unsur-unsur halogen terletak pada golongan VIIA dalam sistemperiodik unsur yang meliputi F (fluorin), Cl (klorin), Br (bromin), I(iodin), dan At (astatin). Halogen sangat reaktif, sehingga di alamhanya ditemukan dalam bentuk senyawanya.

Unsur Kelimpahan di udara (bpj)

helium 5,24neon 18,20argon 9340kripton 1,14xenon 0,084radon -

KIMIA XII SMA66Tabel 3.2 Kelimpahan unsur halogen di alam

3) Produk yang Mengandung Unsur HalogenBanyak sekali produk-produk atau senaywa-senyawa yang

mengandung unsur halogen. Namun berikut ini kita hanya batasiproduk-produk tersebut yang sering digunakan dalam kehidupansehari-hari.- Fluorin: CF2Cl2 (Freon -12), HF (asam fluorida), polimer CF2 - CF2

(Teflon), NaF (Natrium Fluorida)- Klorin: PVC (Polivinil Klorida), DDT (Dikloro difenil trikloro etana),

KCl (kalium klorida), NaClO3 (Natrium klorat), NaCl (Natriumklorida), NH4Cl (Amonium klorida), ZnCl2 (Seng klorida), Ca(ClO)2

(Kalsium hipoklorit).- Bromin: NaBr (Natrium bromida), CH3Br (Metil bromida), C2H4Br2

(dibromo etana), AgBr (Perak bromida).- Yodin: NaI (Natrium yodida), larutan I2 (Yodium).

- Astatin: karena unsur ini bersifat radioaktif dengan waktu paroyang pendek maka aplikasi pada produk belum ada.

Unsur Di alam

fluorin • CaF2 (Fluorspar), Na3AlF6 (Kriolit), Ca5 (PO4)3 F (Fluoro-apatit), dalam gigi manusia dan hewan

klorin • Garam NaCl, KCl, MgCl2, dan CaCl2 dalam air laut

• dalam kerak bumi ±0,2%bromin • dalam senyawa logam bromida yang ditemukan di air laut

mati, mempunyai kadar 4.500 - 5.000 ppm iodin • dalam senyawa NaIO3 (Natrium iodat) yang bercampur

dengan deposit NaNO3 di daerah Chili

• dalam larutan garam bawah tanah di Jepang dan Amerikadengan kadar sampai 100 ppm

• dalam sumber air di daerah Watudakon (Mojokerto) Jatimjuga mengandung yodium dengan kadar cukup tinggi

• beberapa jenis lumut, ganggang lautastatin • dalam kerak bumi sangat sedikit, kurang dari 30 gram,

sebab unsur ini bersifat radioaktif

KIMIA XII SMA 67c. Alkali1) Kelimpahan unsur-unsur alkali di alam

Unsur-unsur logam alkali terletak pada golongan IA dalam sistemperiodik unsur yang meliputi Li (litium), Na (Natirum), K (Kalium), Rb(Rubidium), Cs (Sesium), dan Fr (Fransium). Unsur logam alkalibersifat sangat reaktif sehingga hanya kita jumpai dalam bentuksenyawanya di alam. Kelimpahan unsur logam alkali di alam,sebagaimana tercantum dalam tabel berikut.

Tabel 3.3 Kelimpahan unsur-unsur alkali di alam

2) Produk yang mengandung unsur alkaliProduk atau senyawa-senyawa yang mengandung unsur logam

alkali sangat banyak ragamnya. Berikut beberapa produk yangmengandung unsur logam alkali.• Litium: pada baterai, paduan logam dengan Mg dan Al, pada senyawa

LiCO3.

• Natirum: pada senyawa NaCl (garam dapur), Na benzoat, Na2SO3

(Natirum sulfit), NaNO2 (Natrium nitrit), NaNO3 (Natirum nitrat),NaOH (Natirum hidroksida/soda api/soda kaustik), NaHCO3

(soda kue), Na2SO4 (garam glauber), Na glutamat (MSG = monosodium glutamat), Na2CO3 (natrium karbonat), Na2S2O3 (Natriumtiosulfat), NaClO (natrium hipoklorit).

• Kalium: KCl (kalium klorida), KNO3 (kalium nitrat), pupuk NPK,KOH (kalium hidroksida), KBr (kalium bromida), KClO3 (kaliumklorat), K2Cr2O7 kalium bikromat, K2CO3 (kalium karbonat)

• Rubidium: katalisator, filamen sel fotolistrik• Sesium: sel fotolistrik, jam standar

UnsurDalam kerak

Di alambumi (bpj)

litium 68 dalam spodumene LiAl (SO3)2, lepidolit

natirum 28.200 dalam garam batu NaCl, NaNO3 (sendawa chili,Na3AlF6 (kriolit), Na2B4O7 . 10H2O (boraks), danair laut

kalium 26.000 KCl (silvit), KCl MgCl26H2O (karnalit), KNO3

(sendawa), K2O . Al2O36SiO2 (feldspar)

rubidium 310 sebagai pengotor dalam lepidolitsesium 7 Cs4Al4Si9O16H2O (polusit)

fransium sedikit sekali berasal dari peluruhan unsur radioaktif

KIMIA XII SMA68d. Alkali Tanah1) Kelimpahan unsur-unsur alkali tanah di alam

Unsur-unsur golongan alkali tanah terletak pada golongan IIAdalam sistem periodik unsur yang meliputi Be (berilium), Mg(magnesium), Ca (kalsium), Sr (stronsium), Ba (barium), dan Ra (radium).

Unsur-unsur logam alkali tanah hanya ditemukan di alam dalambentuk senyawa karena bersifat reaktif.

Tabel 3.4 Kelimpahan unsur-unsur logam alkali tanah di alam

2) Produk yang mengandung unsur alkali tanahProduk-produk yang mengandung unsur alkali tanah banyak sekali

ragam dan jenisnya. Beberapa produk yang mengandung unsurtersebut.- Berilium: • pada paduan logam

• kaca pada peralatan sinar X• moderator neutron reaksi nuklir

- Magnesium: • senyawa Mg (OH)2, MgSO4

• senyawa MgO, MgCO3

• paduan logam magnalium (90% Mg, 10% Al)- Kalsium: senyawa CaCO3 (batu kapur), CaSO4 (gips), CaC2 (batu

karbit), CaOCl2 (kapur klor), Ca(OCl)2 (kaporit), Ca (H2PO4)2 (pupuk TSP)

- Barium: senyawa Ba(NO3)2, BaSO4, BaCl2, BaCO3

- Stronsium: senyawa Sr (NO3)2, SrCO3, SrSO4

- Radium: • unsur radioaktif• senyawa RaCl2

UnsurKadar dalam

Di alamkerak bumi (bpj)

berilium 6 bijih Be3Al2Si6O18 (beril), Al2BeO4 (krisoberil)magnesium 20.000 MgCO3 (magnesit), CaCO3MgCO3 (dolomit),

MgSO42H2O (kiserit), garam MgCl2

kalsium 35.000 CaCO3 (batu kapur), CaSO42H2O (gips)garam-garam karbonat, fosfat, sulfat, danfluorida

stronsium 300 mineral selestit SrSO4, SrCO3 (stronsianit)barium 400 BaSO4 (barit), BaCO3 (witerit )radium 0,33 sebagai unsur pencemar dalam mineral

pitcheblende U3O8

KIMIA XII SMA 69e. Aluminium1) Kelimpahan aluminium di alam

Dalam sistem periodik unsur aluminium terletak pada golonganIIIA dan periode ketiga, yang merupakan unsur peringkat ketigaterbanyak di kerak bumi (±7,45%) setelah unsur oksigen dan silikon.Kelimpahan di alam banyak terdapat dalam bentuk senyawa,mengingat unsur logam aluminium bersifat reaktif. Beberapa senyawaterutama bijih mineral yang mengandung unsur aluminium. Bijihbauksit (Al2O3nH2O), sebagai aluminium silikat (tanah liat), kriolit(Na3AlF6), juga dalam korundum (Al2O3), Feldspar (KAlSi3O8). Sumberkelimpahan logam aluminium tersebar di Indonesia ditemukan diPulau Bintan, Propinsi Kepulauan Riau (1935) terutama dalam bijihbauksit. Sedang pengolahannya dikelola oleh PT Indo AsahanAluminium (INALUM) di Asahan Sumatera Utara. Sekitar tahun 2004telah ditemukan endapan bijih bauksit di Tayan, Kalimantan Selatanoleh PT Aneka Tambang.

2) Produk yang mengandung unsur aluminiumProduk-produk/senyawa-senyawa yang mengandung unsur

aluminium antara lain:• paduan logam (magnalium: 90% Mg, 10% Al),• tawas (Aluin: KAl (SO4)2 12H2O),

• Al (OH)3 (aluminium hidroksida),

• Al2O3 (alumina).

f. Karbon1) Kelimpahan unsur karbon di alam

Dalam sistem periodik unsur, karbon (C) terletak pada golonganIVA periode 2. Unsur karbon ini mempunyai peranan yang sangatpenting dalam kehidupan sehari-hari.

Di alam unsur karbon banyak ditemukan dalam keadaan bebas,antara lain dalam bentuk grafit dan intan. Sedangkan dalam bentuksenyawa sebagai senyawa CO2, karbonat, senyawa organik dalambahan-bahan fosil, juga dalam makhluk hidup. Dalam kerak bumi,karbon mempunyai kadar 0,08% sebagai penyusun komponennya.

KIMIA XII SMA70Tabel 3.5 Kelimpahan unsur karbon di alam

2) Produk yang mengandung unsur karbonBeberapa produk senyawa yang mengandung unsur karbon sebagai

berikut.• senyawa oksida (CO dan CO2)

• senyawa karbonat (CO32-) dan bikarbonat (HCO3

-)

• senyawa sianida (CN-)• senyawa karbida (CaC2 = batu karbit)

• senyawa silikon karbida (SiC = bahan abrasif)• senyawa halida (CCl4, CFC = freon)

Keberadaan Keterangandi alam

CO2 - berupa gas CO2 dengan kadar ±0,0314% di udara

- juga terdapat dalam gua, tambang, sumur, dankomponen utama gas vulkanik

karbonat (CO32-) - biasanya bersenyawa dengan logam Ca, Mg, dan Fe

dalam batuan karbonat seperti batu gamping, dolomit,dan marbel.

grafit - grafit adalah salah satu bentuk alotropi dari karbon yangberada di alam

- grafit berada dalam batuan kalsium silikat, batu bara,dan minyak bumi

- ada 3 jenis grafit, yaitu flake, kristalin, dan amorfintan - intan juga salah satu bentuk allotropi dari karbon di alam

- keberadaannya banyak di dalam mineral kimberlit didaerah vulkanik dan dasar laut

batu bara - merupakan komponen utama senyawa karbon (organik)terutama senyawa hidrokarbon, dan senyawa anorganikpada mineral pirit, markasit, dan tanah liat

- batu bara ini terbentuk dari sisa-sisa makhluk hidupyang mati jutaan tahun yang lalu

minyak bumi - merupakan senyawa hidrokarbondan gas alam - terbentuk dari plankton yang mati jutaan tahun lalu

- jika rantai C1 - C4 berupa gas alam, sedang rantai C5 keatas berupa cairan minyak bumi

senyawa organik - senyawa yang mempunyai rantai karbon sangat panjangmencapai ribuan, sehingga dikenal dengan senyawamakromolekul, antara lain: karbohidrat, lemak, protein

KIMIA XII SMA 71• intan, grafit, batu bara, arang, kokas, karbon hitam, minyak bumi,

gas alam• senyawa-senyawa hidrokarbon yang lain

g. Silikon (Si)1) Kelimpahan unsur silikon di alam

Silikon dalam sistem periodik unsur terletak pada golongan IVAdan periode ketiga. Segolongan dengan karbon dan seperiode denganaluminium.

Silikon merupakan unsur kedua terbanyak di kulit bumi setelahoksigen (±26%). Kelimpahan unsur silikon di alam banyak ditemukandalam bentuk senyawa, terutama senyawa oksida SiO2 dan mineralsilikat (campuran silikon, oksigen, dan logam-logam lain). Hampir 95%batuan mineral di dalam kulit bumi merupakan senyawa silikat.

Tabel 3.6 Mineral yang mengandung silikon

2) Produk yang mengandung unsur silikon (Si)Beberapa paduan senyawa yang mengandung unsur silikon antara

lain:• Silika (SiO2), pasir silika, silika karbida (SiC)

• Asbes, kaolin, garam-garam silikat (Na silikat, K silikat), Na . Casilikat pada kaca (gelas), Ca . Al (silikat pada semen).

Kelompok % dalam Rumus dan nama mineral

mineral kulit bumi

felsdspar 48,5 - KAlSi3O8 (ortoklase)

- NaAlSi3O8 (albit)

- CaAl2Si2O8 (anortit)

- Na4Al3Si3O12Cl (sodalit)

kuarsa 21 - SiO2 (silika)

anfibol atau 15 - CaSiO3 (wolastonit)

piroksena - NaAlSi2 (jaderit)

- Ca2Mg2 (Si4O11)2(OH)2 (tremolit/asbes)

mika 8 - KAl3Si3AlO10(OH)2 (muskonit)

- K2Li3Al4Si7O21(OH, F)3 (lepidolit)

KIMIA XII SMA7 2h. Belerang (S)1) Kelimpahan unsur belerang di alam

Unsur belerang dalam sistem periodik unsur terletak padagolongan IVA periode 3.Masih segolongan dengan unsur oksigen danseperiode dengan aluminium dan silikon.

Kelimpahan unsur belerang di alam ada yang ditemukan dalamkeadaan bebas dan dalam bentuk persenyawaan (senyawa sulfida dansulfat). Dalam keadaan bebas banyak ditemukan di daerahpegunungan vulkanik (dalam jumlah sedikit ±0,1%) di kedalaman ≥ 100m bawah tanah dalam bentuk endapan. Senyawa belerang dalambentuk sulfida misalnya: FeS2 (pirit), seng blende (ZnS), PbS (galena).Dalam bentuk senyawa sulfat seperti: gips (CaSO4 2 H2O), BaSO4

(barit). Terdapat dalam garam-garam sulfat yang mudah larut dalam airmaupun air laut. Dalam jumlah sedikit terdapat pada batu bara,minyak bumi dan senyawa-senyawa organik.

2) Produk yang mengandung unsur belerangBeberapa produk yang mengandung unsur belerang antara lain:

CaSO4 2H2O (gips), H2SO4 (asam sulfat), batu bara, minyak bumi, SO2

(belerang dioksida), garam Inggris (MgSO4 7H2O), garam glauber(Na2SO4 10 H2O), juga pada korek api, mesiu/obat peledak.

i. Oksigen (O)1) Kelimpahan unsur oksigen di alam

Unsur oksigen dalam sistem periodik unsur terletak pada golonganVIA periode 2. Oksigen di alam terdapat dalam keadaan bebas dandalam persenyawaan. Dalam keadaan bebas sumber utama oksigenadalah udara dengan kadar ±20% O2. Dalam udara kering (merupakanperingkat kedua terbanyak sesudah nitrogen). Sedang dalam bentukpersenyawaan oksigen terikat pada senyawa-senyawa nitrat, sulfat,fosfat, dan juga dalam bijih oksida logam.

2) Produk yang mengandung unsur oksigenProduk atau senyawa-senyawa yang mengandung unsur oksigen

antara lain:• Air (H2O), asam-asam oksi/asam yang mengandung unsur oksigen

(misalnya HNO3, H2SO4, HClO, dan lain-lain).

• senyawa-senyawa oksida, peroksida, superoksida, senyawa organik(misalnya pada alkohol, alkanal, asam karboksilat).

KIMIA XII SMA 73j. Nitrogen1) Kelimpahan unsur nitrogen di alam

Unsur nitrogen dengan nomor atom 7 dalam sistem periodikterletak pada golongan VA dan periode 2.

Unsur nitrogen di alam terdapat dalam keadan bebas dan dalampersenyawaan. Dalam keadaan bebas sumber utama nitrogen adalahgas N2 di udara dengan kadar ±78% dalam udara kering (merupakanperingkat pertama terbanyak gas-gas di udara). Sedang dalam bentukpersenyawaan nitrogen terikat sebagai sendawa Chili (NaNO3), dalamprotein tumbuhan dan hewan sekitar 17% dan dalam batu bara danminyak bumi 1 - 1,5%.

2) Produk yang mengandung unsur nitrogenBanyak sekali produk-produk atau senyawa-senyawa yang

mengandung unsur nitrogen seperti di bawah ini:• senyawa oksida: N2O, NO, N2O3, NO3, N2O4, N2O5

• senyawa nitrit (NO2-) dan senyawa nitrat (NO3

-)

• senyawa hidrida (misalnya: NaH)

• senyawa amida (NH2-)

• senyawa amonium (NH4+)

• senyawa nitrida (misalnya Mg3N2)

• senyawa amina (misalnya NH2OH, CH3NH2, dan lain-lain)

• pupuk urea: CO(NH2)2 dan ZA : (NH4)2SO4

2. Unsur-unsur Transisi

Unsur-unsur golongan transisi dalam sistem periodik terletak padagolongan B. Dalam pembahasan ini, kita hanya membatasi untuk logamkrom, tembaga, seng dan besi. Karena unsur-unsur logam tersebut banyaksekali kelimpahannya di alam, dan produk-produknya dalam kehidupansehari-hari.a. Krom (Cr)

Unsur logam krom (Cr) dalam sistem periodik unsur terletak padagolongan VIIB periode 4. Unsur logam krom tersebut sangat penting bagiindustri logam.1) Kelimpahan unsur Krom di alam

Umumnya unsur logam krom di alam banyak ditemukan dalambentuk persenyawaan, terutama dalam endapan di kerak bumi sebagaisenyawa sulfida dan oksidanya. Unsur krom terdapat sebagai Cr2O3

KIMIA XII SMA74pada bijih mineral kromit (Fe Mg (CrO2)2). Bijih ini banyak sekaliterdapat di daerah Sulawesi Tengah. Juga terdapat dalam mineralplumbokromat (PbCrO4).

2) Produk yang mengandung unsur kromProduk-produk atau senyawa-senyawa yang mengandung unsur

krom antara lain:• Cr2O3 (krom (III) oksida), Cr (OH)3 (krom (III) hidroksida)

• K2CrO4 (kalium kromat), K2Cr2O7 (kalium bikromat)

• KCr (SO4)2 12 H2O (tawas)

• paduan logam kawat nikrom, stainless steel

b. Tembaga (Cu)Unsur tembaga, satu periode dengan unsur krom tetapi beda

golongannya yaitu golongan IB.1) Kelimpahan unsur logam tembaga di alam

Unsur logam tembaga di alam terdapat dalam keadaan bebas, danpersenyawaan. Beberapa persenyawaan logam tembaga terdapatsebagai senyawa sulfida seperti CuFeS2 (kalkopirit), CuS (kovelin),Cu2S (kalkosit), Cu2(OH)2CO3 (malasite). Sedang dalam senyawaoksida seperti Cu2O (kuprit). Di Indonesia penghasil bijih tembagaberada di Propinsi Kalimantan Barat, Sumatera Barat, dan Irian Jaya(pegunungan Jaya Wijaya).

2) Produk yang mengandung unsur logam tembagaProduk-produk atau senyawa-senyawa yang mengandung unsur

logam tembaga antara lain:• CuSO4 5 H2O (terusi)

• larutan CuSO4 (pereaksi fehling A)

• berbagai paduan logam seperti kuningan, perunggu, monel, danlain-lain.

c. Seng (Zn)1) Kelimpahan unsur logam seng di alam

Logam seng di alam banyak terdapat dalam bentuk persenyawaanseperti ZnO (zinsite), spalerite/sengblende (ZnS), smitsonit (ZnCO3). DiIndonesia daerah penghasil seng di Propinsi Sumatera Barat dan SulawesiTengah.

KIMIA XII SMA 752) Produk yang mengandung unsur seng

Produk-produk atau senyawa-senyawa yang mengandung unsurseng antara lain:• Zn O (seng oksida)• ZnS (seng sulfida)• paduan logam seperti kuningan

d. Besi (Fe)1) Kelimpahan unsur besi di alam

Unsur logam besi merupakan unsur kedua terbanyak di alam,banyak ditemukan dalam persenyawaan mineral Fe2O3 (hematit),Fe2O4 (magnetit), FeCO3 (siderit), 2Fe2O3 3H2O (limonit), FeS2 (pirit). DiIndonesia daerah penghasil bijih besi antara lain di propinsiKalimantan Barat, Sumatera Selatan, Jawa Tengah (Cilacap), danSulawesi Tengah.

2) Produk yang mengandung unsur besiBanyak sekali produk-produk atau senyawa-senyawa yang

mengandung unsur besi antara lain:• sebagai unsur logam besi• sebagai besi baja• sebagai paduan baja• sebagai paduan baja tahan karat

Latihan 1

Carilah informasi dari sumber lain (koran, majalah, internet dan sebagainya)tentang kelimpahan dan produk-produk yang mengandung unsur:a. gas mulia h. belerangb. halogen i. oksigenc. alkali j. nitrogend. alkali tanah k. krome. aluminium l. tembagaf. karbon m. sengg. silikon n. nitrogen

KIMIA XII SMA76B. SIFAT-SIFAT UNSUR

Sifat unsur dikelompokkan menjadi dua, yaitu sifat fisika dan sifatkimia. Sifat fisika adalah sifat yang berkaitan dengan penampilan fisika.Misalnya: massa jenis, bau, warna, titik didih/leleh, daya hantar. Sifatkimia adalah sifat yang berkaitan dengan perubahan kimia. Contoh:kereaktifan, mudah terbakar, reduktor, oksidator, dan sebagainya.

1. Sifat-sifat Unsur Gas Mulia (Golongan VIIIA)

a. Sifat FisikaPerhatikan tabel berikut

Tabel 3.7 Sifat-sifat Gas Mulia

1) Jari-jari atom dan energi ionisasiDari tabel di atas dapat dilihat bahwa:- makin besar nomor atom (dari atas ke bawah) jari-jari atom

makin panjang- semakin panjang jari-jari atom, artinya jarak antara elektron

kulit terluar dengan inti semakin jauh, sehingga elektron makinmudah lepas (energi ionisasi makin kecil)

2) Titik didih dan titik leburBesarnya titik didih suatu zat dipengaruhi oleh jenis/kekuatan

ikatan yang dimiliki zat tersebut.Dari tabel sifat-sifat gas mulia kita ketahui, bahwa makin besar

masa atom makin tinggi titik didihnya. Hal ini disebabkan karenamakin besar massa atom semakin besar pula ikatan Van der Waals-nya,sehingga untuk memutuskan ikatan antarmolekul ini diperlukanenergi yang lebih besar.

Nomor Massa Titik Titik Konfigurasi Energi

Unsur Atom Atom Didih lebur Elektron Ionisasi

(oC) (oC) (kkal/mol)

He 2 4,0 -268,8 -269,7 1s2 576

Ne 10 20 -245,8 -248,4 2s2 2p6 497

Ar 18 39,9 -185,8 -189,4 3s2 3p6 363

Kr 36 83,8 -152 -157 4s2 4p6 323

Xe 54 131 -108 -112 5s2 5p6 280

Rn 86 222 -161,8 -71 6s2 6p6 248

KIMIA XII SMA 77Demikan pula dengan titik lebur, semakin besar massa atom gas

mulia, semakin kuat ikatan Van der Waals-nya, akibatnya titik lebursemakin tinggi.

3) Daya hantar listrik dan panasLogam dapat menghantarkan listrik karena elektron valensinya

bebas pindah dari atom satu ke atom yang lain. Atom-atom gas muliatidak menghantarkan listrik dan panas karena elektron valensinyatidak bisa bergerak bebas.

b. Sifat Kimia1) Kereaktifan gas mulia

Susunan elektron kulit terluar gas mulia adalah delapan (oktet)atau dua (duplet) yang merupakan susunan elektron paling stabil,sehingga unsur gas mulia sukar bereaksi dengan unsur lain. Karenaitu, unsur-unsur gas mulia berada di alam dalam bentukmonoatomik. Namun pada tahun 1962 Niels Bartlett berhasilmembuat senyawa gas mulia yang pertama, yakni XePtF6 (fenonheksa fluoro platinat (IV)). Setelah berhasil membuat senyawatersebut, para ilmuwan berusaha membuat senyawa-senyawa yanglain, di antaranya dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 3.8 Kereaktifan Gas Mulia

2) Reaksi-reaksi Gas MuliaUnsur-unsur gas mulia Ar, Kr, Xe, dan Rn dapat bereaksi dengan

unsur-unsur yang sangat elektronegatif seperti F dan O.

No.Bilangan Rumus

WujudBentuk

oksidasi kimia molekul

1. 2 XeF2 kristal tak berwarna linier

2. 2 KrF2 kristal putih linier

3. 4 XeF4 kristal tak berwarna bujur sangkar

4. 4 XeOF2 kristal tak berwarna bujur sangkar

5. 6 XeF6 kristal tak berwarna okta hedron

6. 6 XeOF4 cairan tak berwarna piramida

7. 6 XeO3 kristal tak berwarna piramida

8. 8 XeO4 gas tak berwarna piramida tetra hedron

KIMIA XII SMA78- Argon (Ar)

Reaksi: Ar(s) + HF → HArF (argonhidrofluorida)

Argonhidrofluorida (HArF) merupakan senyawa Ar yang pertamadisintesis pada tahun 2000.

- Kripton (Kr)Reaksi: Kr(s) + F2(g) → KrF2(s)

Pada suhu -196oC, diberi loncatan muatan listrik (dapatmenggunakan sinar X)

- Xenon (Xe)Reaksi xenon dengan fluorida:

Xenon dan fluor dapat bereaksi dengankatalisator Ni, suhu 400oC dan tekanan6 atm membentuk senyawanya XeF2

dan XeF4. Jika pereaksi F2 berlebih akandiperoleh senyawa XeF6

Senyawa XeF2, XeF4, XeF6 merupakan kristal stabil tak berwarnayang sangat reaktif.

Sifat-sifat XeF6

1. Kristal melebur pada suhu 114oC.2. Mudah terhidrolisa oleh udara

lembab.

3. Dapat dipanaskan hingga suhu 400oCtanpa pengurai.

4. Bentuk ikatan kovalen.5. Bentuk molekul bidang delapan

beraturan (oktahedron)

Reaksi senyawa Xenon dengan air:XeF6(s) + 3H2O(l) → XeO3(s) + 6HF(aq)

6XeF4(s) + 12H2O(l) → 2XeO3(s) + 4Xe(g) + 3O2(g) + 24HF(aq)

Xenontrioksida (XeO3) merupakan padatan putih yang sangateksplosif.

- Radon (Rn)Radon dapat bereaksi dengan fluor secara spontan pada suhukamar.Reaksi:Rn(g) + 2F2(g) → RnF4(g)

F

FF

F

Xe

F

F

Xe(g) + F2(g) → XeF2(s)

Xe(g) + 2F2(g) → XeF4(s)

Xe(g) + 3F2(g) → XeF6(s)

berlebih

Gambar 3.1

KIMIA XII SMA 79Latihan 2

1. Mengapa unsur-unsur gas mulia sukar bereaksi dengan unsur lain?2. Bagaimana bentuk molekul senyawa di bawah ini? Gambarkan!

a. XeF2 c. XeF6

c. XeF4

3. Di antara unsur-unsur golongan gas mulia, mengapa senyawa-senyawaxenon yang paling banyak disintesa?

2. Sifat-sifat Unsur Golongan Halogen (Golongan VIIA)

a. Sifat FisikaTabel 3.9 Sifat Fisika Unsur Halogen

1) Warna dan bauSemua halogen berbau rangsang dan menusuk. Waktu kitamenggunakan pemutih pakaian, kita mencium gas berbau rangsangyang dapat merusak saluran pernafasan, gas itu adalah gas klor.Semua gas halogen mempunyai warna tertentu, khusus untuk iodiummempunyai 2 warna yakni saat berupa zat padat berwarna hitam,tetapai saat berupa gas (karena menyublim) berwarna ungu.

2) Wujud halogenMolekul halogen (X2) bersifat nonpolar, gaya tarik antarmolekulnyamerupakan gaya London. Gaya London akan semakin kuat bila massamolekul (Mr) semakin bertambah. Itulah sebabnya pada suhu kamar F-

2 dan Cl2 berwujud gas, Br2 berbentuk cair dan I2 berbentuk padat(tetapi mudah menyublim).

3) Titik didih/titik leburTitik didih dan titik lebur halogen dari F sampai I semakin besar. Inidisebabkan dari F sampai I massa molekulnya semakin bertambahsehingga gaya tarik antarmolekulnya bertambah kuat.

fluorin (F) klor (Cl) brom (Br) yod (I)

Warna (gas) kuning hijau coklat hitamkehijauan kekuningan merah

Fase pada suhu kamar gas gas cair padatjari-jari atom (Å) 0,72 0,99 1,14 1,33jari-jari ion (Å) 1,33 1,81 1,96 2,20titik lebur (oC) -223 -102 -7,3 113titik didih (oC) -188 -34,6 58 183nomor atom 9 17 35 53

KIMIA XII SMA804) Kelarutan

Molekul halogen bersifat nonpolar, maka mudah larut dalam pelarutnonpolar, seperti karbon tetra klorida (CCl4) atau kloroform (CHCl3).

Sebaliknya halogen ini sukar larut dalam pelarut polar seperti H2O

I2 sukar larut dalam air, tetapi mudah larut dalam larutan iodida (I-),

membentuk poli Iodida (I3-) yang mudah terurai kembali menjadi I2,

sehingga larutan ini seperti larutan I2 biasa

I2(s) + I-(aq) → I3

-(aq)

b. Sifat-sifat KimiaPerhatikan tabel berikut!

Tabel 3.10 Sifat Kimia Unsur Halogen

1) Kereaktifan halogenHalogen yang mempunyai elektron valensi 7 menyebabkan sifat

tidak stabil dan berusaha untuk menstabilkan diri dengan caraberikatan dengan atom lain. Halogen sangat reaktif sehingga unsurhalogen tidak diketemukan dalam keadaan bebas di alam. Perhatikanjari-jari atom pada tabel, semakin kecil nomor atom unsur halogen,makin pendek jari-jari atomnya. Hal ini menyebabkan makin mudahatom itu untuk menangkap satu elektron dari luar, membentuk ionhalida (X-). Semakin mudah menangkap elektron, makin reaktif unsurhalogen tersebut.

Kereaktifan halogen berkurang dari F ke At

Fluorin (F) Klor (Cl) Brom (Br) Yod (I)

konfigurasi elektron (He) 2s22p5 (Ne) 3s23p5 (Ar) 4s24p5 (Kr) 5s25p5

energi ionisasi (kkal) 402 300 273 241afinitas elektron (kkal) -80 -85 -77 -70energi disosiasi(kkal/mol) X2 → 2X(g) 38 57,2 45,5 35,5potensial reduksi (volt)X2 + 2e → 2X-

(g) +2,87 +1,36 +1,06 +0,54elektronegativitas 4,0 3,0 2,8 2,5panas pembentukan -64 -22 -8,68 -6,2HX (kkal)

KIMIA XII SMA 812) Daya oksidasi halogen

Harga potensial elektroda golongan halogen positif, berarti bersifatoksidator (mengalami reduksi). Makin besar harga potensial elektrodamakin bersifat oksidator.

Unsur fluorin mempunyai potensial elektroda terbesar berarti fluorinpaling mudah mengalami reduksi. Hal ini dapat ditunjukkan dalamreaksi pendesakan berikut.

1. F2(g) + 2NaCl(aq) → 2NaF(aq) + Cl2(g) Eo = +1,51 V

2. Cl2(g) + 2NaBr(aq) → 2NaCl(aq) + Br2(l) Eo = 0,30 V

3. Br2(l) + 2NaF(aq) → Eo = -1,81 V

4. I2(s) + 2NaCl(aq) → Eo = -0,82 V

Dari contoh-contoh reaksi di atas dapat disimpulkan bahwa halogenyang daya oksidastornya besar (pada tabel SPU posisinya lebih atas)dapat mengoksidasi senyawa halida di bawahnya.

Tabel 3.11 Reaksi Halogen dan Senyawa yang Terbentuk

Kekuatan oksidator (daya oksidasi) halogen berkurang dari F ke At

No. Reaksi halogen Senyawa halogen yang terbentuk

1.

2. Halogen bereaksi dengan gas hidrogenmembentuk hidrogen halida (asamhalida)- H2(g) + F2(g) → 2HF(g)

(berlangsung hebat)

- H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)

(berlangsung lambat di tempat gelap)

- H2(g) + Br2(g) → 2HBr(g)

(berlangsung lambat di tempat suhu

300oC dengan katalis)

Reaksi dengan non-logam

Senyawa ionik logam halida2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)

Ca(s) + F2(g) → CaF2(s)

Mg(s) + Cl2(g) → MgCl2

2Al(s) + 3Br2(g) → 2AlBr3(s)

2Fe(s) + 3Cl2(g) → 2FeCl3(s)

Cu(s) + F2(g) → CuF2(s)

Reaksi dengan logamHalogen bereaksi de-ngan logam memben-tuk garam (senyawaionik)

KIMIA XII SMA82No. Reaksi halogen Senyawa halogen yang terbentuk

3.

4. Reaksi antara gas klor dan larutanNaOH pada suhu kamarCl2(g) + 2NaOH(aq)→ NaCl(aq) + NaClO(aq) +

H2O(l)

Bila reaksinya dipanaskan ±80oC akanterjadi reaksi sebagai berikut.Cl2(g)+2NaOH(aq)→ NaCl(aq)+NaClO(aq) x 3

+ H2O(l)

3NaClO(aq)→ NaClO3(aq) + 2NaCl(aq) +

3Cl2(g)+6NaOH(aq)→5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+

3H2O(l)

Jika reaksi gas klor dengan KOHdipanaskan maka akan menjadi KClOCl2(g) + 2KOH(aq)→ KCl(aq) + KClO(aq) +

H2O(l)

3KClO → KClO3 + 2KCl

Reaksi dengan larutanbasa

- Reaksi fluorin dengan air mem-bentuk asam fluorida2F2(g) + 2H2O(g)

→← 4HF(g) + O2(g)

- Reaksi air dengan Cl2, Br2, dan I2

(reaksi disproporsionasi)Cl2(g) + H2O(aq)

→← HCl(aq) + HClO(aq)

Br2(g) + H2O(aq)→← HBr(aq) + HBrO(aq)

I2(g) + H2O(aq)→← HI(aq) + HIO(aq)

Reaksi dengan air Reaksi halogen denganair akan terbentukasam halida dansenyawa oksihalogenkecuali fluorin

- H2(g) + I2(g) → 2HI(g)

(berlangsung lambat pada suhu 300oC)

Halogen bereaksi dengan unsur-unsurnonlogam- C(s) + 2Cl2(g) → CCl4(l)

- 2P(s) + 3Cl2(g) → 2PCl3(l)

- 2P(s) + 5Cl2(g) → 2PCl5(s)

- 2As(g) + 3Cl2(g) → 2AsCl3(g)

KIMIA XII SMA 83

3) Bilangan oksidasi halogenPada senyawa hidrogen halida dan garam halida, halogen

mempunyai biangan oksidasi -1. Garam-garam halida banyak kitajumpai dalam kehidupan sehari-hari misalnya NaCl, CaCl2, KI, danlain-lain.

Kecuali fluorin, unsur-unsur golongan halogen dapat mempunyaibilangan oksidasi positif. Klorin, Bromin dan Iodin dapat membentukasam oksi dengan bilangan oksidasi +1, +3, +5, dan +7.

No. Reaksi halogen Senyawa halogen yang terbentuk

5.

6. Reaksi antar-halogen

Halogen yang lebih reaktif dapat mengusirhalogen yang lain dari senyawanya.Adapun urutan kereaktifannya adalah

F > Cl > Br > IF2(g) + 2NaCl(s) → 2NaF(s) + Cl2(s)

Cl2(g) + 2KBr(s) → 2KCl(s) + Br2(g)

I2(g) + 2KBr(s) →

Cl2(g) + 2NaF(s) →

Reaksi dengangaram halidayang lain

* Reaksi antarhalogen membentuk senyawaantarhalogen jika x dan y merupakan duaunsur halogen yang berbeda.

* Reaksi pada periode 3 ke atas (Cl, Br, I, At)dapat bereaksi menurut persamaan reaksi:

X2 + nY2(s) → 2XYn

Cl2 + 3F2 → 2ClF3

Cl2 + 5F2 → 2ClF5

Br2 + 3F2 → 2BrF3

Br2 + 5F2 → 2BrF5

I2 + 3F2 → 2IF3

I2 + 5F2 → 2IF5

I2 + 7F2 → 2IF7

I2 + 3Cl2 → 2ICl3

X2 + Y2(s) → 2XY

Cl2 + F2 → 2ClFI2 +Cl2(s) → 2IClAt2 +Br2 → 2AtBr

KIMIA XII SMA84HXO = asam hipohalit → bilangan oksidasi +1HXO2 = asam halit → bilangan oksidasi +3

HXO3 = asam halat → bilangan oksidasi +5

HXO4 = asam perhalat → bilangan oksidasi +7

Contoh: HClO = asam hipokloritHClO2 = asam klorit

HClO3 = asam klorat

HClO4 = asam perklorat

4) Kekuatan asam- Asam halida

Asam halida dari atas ke bawah semakin kuat:HF < HCl < HBr < HIKarena dari atas ke bawah jari-jari atom halogen makin besarsehingga ion H+ semakin mudah terlepas.

- Asam oksi halogenAsam oksi halogen dari atas ke bawah semakin lemahHClO > HBrO > HIO

+ 1 +1 +1

Karena dari atas ke bawah jari-jari atom halogen makin besarsehingga gaya tolak terhadap ion H+ semakin lemah.Titik didih HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4, mengapa?

+1 +3 +5 +7

5) Titik didih hidrogen halida/asam halidaUrutan titik didih hidrogen halida adalah:HCl < HBr < HI < HFAntarmolekul halida terdapat gaya dispersi, semakin besar massamolekul relatif, semakin kuat gaya dispersinya, sehingga akanmenyebabkan titik didih senyawa semakin besar. HF mempunyai titikdidih paling tinggi walaupun HF mempunyai massa molekul palingrendah dibanding hidrogen halida yang lain, karena antara molekul HFmempunyai ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen lebih kuat jika dibandingdengan kekuatan gaya dispersi antarmolekul.

KIMIA XII SMA 85Latihan 3

1. Mengapa asam klorida lebih kuat daripada asam fluorida? Jelaskan!2. Mengapa HClO4 lebih kuat daripada HClO2? Jelaskan!

3. Berapa bilangan oksidasi unsur halogen pada senyawa di bawah ini?a. KClO3 c. Ca(ClO4)2 e. AlI3

b. NaBr d. HF4. Tulis hasil reasksinya

a. F2 + H2O →

b. P + Cl2 →

c. Cl2 + NaOH →

d. Cl2 + NaBr →

3. Unsur-unsur Golongan Alkali (IA)

a. Sifat fisis logam alkaliTabel 3.12 Sifat Fisika Unsur Logam Alkali

Logam-logam alkali bersifat lunak, disebabkan atom-atom alkalihanya mempunyai satu elektron valensi, sehingga tarik-menarik antaraion positif dengan awan elektron pada ikatan logam lemah.Mengakibatkan energi kohesi antar atom dalam kristal logam sangatlemah. Adanya ikatan logam, logam alkali mempunyai daya hantarlistrik dan panas yang baik. Daya hantar listrik dan panas tersebutditentukan oleh pergerakan elektron-elektron valensinya. Semakinmudah elektron-elektron valensinya bergerak semakin besar dayahantar listrik dan panasnya. Ikatan logam juga mempengaruhi titikdidih. Semakin kuat ikatan logam semakin besar titik didihnya.

Sifat Li Na K Rb Cs Fr

massa atom 7 23 39 85 133 223jari-jari atom (pm) 133 157 203 216 235 -kerapatan (g/cm) 0,53 0,67 0,86 1,59 1,80 -kekerasan (Mohs) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 -

Titik leleh (oC) 180 98 64 39 30 27

Titik didih (oC) 1347 883 774 688 678 677Daya hantar listrik 0,108 0,210 0,139 0,078 0,049 0,030Warna nyala merah kuning ungu merah biru karmin

KIMIA XII SMA86Logam alkali mempunyai warna spektrum yang khas apabila unsur

atau garam-garam alkali dipanaskan misalnya suatu zat yangmengandung kalium dipanaskan (dibakar pada nyala bunsin) makapasti muncul warna ungu. Lakukan percobaan di bawah ini untukmengetahui warna-warna khas spektrum suatu unsur.

Percobaan: Tes Nyala

Siapkan sedikit kristal KCl, NaCl, LiCl, CaCl2, BaCl2, pada pelat tetes.Masukkan 20 tetes HCl pekat ke dalam tabung reaksi dan sediakan kawat nikromserta pembakar. Bersihkan kawat nikrom dengan cara mencelupkan ke dalam HClpekat dan membakarnya sampai tidak memberikan warna. Setelah bersih ambilsedikit LiCl dengan ujung kawat nikrom, bakar pada nyala tak berwarna. Amatidan catat warna nyala yang terjadi. Bersihkan kembali kawat nikrom dan ulangipercobaan berturut-turut menggunakan NaCl, KCl, CaCl2, BaCl2, dan SrCl2.Catat warna yang dihasilkan tiap-tiap garam tersebut.

b. Sifat kimiaTabel 3.13 Sifat Kimia Unsur Logam Alkali

1) KereaktifanLogam alkali merupakan logam yang sangat reaktif bahkan palingreaktif di antara logam-logam lainnya. Hal ini dikarenakan harga energiionisasi logam alkali rendah sehingga mudah melepaskan elektronvalensinya dan membentuk ion positif satu. Semakin kecil energiionisasi logam alkali semakin reaktif logam tersebut.

2) Daya reduksi alkaliLogam alkali mempunyai harga potensial elektroda sangat kecil,

(negatif), sehingga logam alkali bersifat reduktor kuat. Harga potensialelektroda dari Na ke Cs bertambah. Untuk Li, karena jari-jari Li kecilmaka harga potensial elekrodanya paling negatif sehingga Limerupakan reduktor terkuat sedangkan Na reduktor paling lemah.

Kereaktifan logam alkali meningkat dai Li ke Fr

Sifat Li Na K Rb Cs Fr

Keelektronegatifan 1,0 0,9 0,8 0,8 0,7 -Energi ionisasi (kj/mol) 520 498 418 401 376 -Potensial elektroda (volt) -3,05 -2,71 -2,92 -2,93 -2,95 -

Konfigurasi elektron (He)2s1 (Ne)3s1 (Ar)4s1 (Kr)5s1 (Xe)6s1 (Rn)7s1

KIMIA XII SMA 873) Reaksi-reaksi logam alkali

- Reaksi dengan airLogam alkali bereaksi dengan air membentuk senyawa hidroksidadan gas H2

2L(s) + 2H2O(l) → 2LOH(aq) + H2(g) (L = logam alkali)

Reaksi semakin hebat dari Li ke Cs. Li reaksinya berlangsungperlahan -lahan, Na terbakar, K sampai Cs terbakar hebat.

Contoh: 2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)

- Reaksi dengan oksigenLogam alkali bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa oksida,peroksida, dan superoksida4L(s) + O2(g) → 2L2O(s) oksida

2L(s) + O2(g) → L2O2(s) peroksida

L(s) + O2(g) → LO2(s) superoksida

Contoh: 4K(s) + O2(g) → 2K2O(s) oksida

Reaksi oksigen dengan Li berlangsung perlahan-lahan membentukLiO. Dengan Na berlangsung cepat membentuk Na2O dan Na2O2.Dengan K berlangsung cepat membentuk K2O dan K2O2. Terbakardengan Rb dan Cs membentuk RbO2 dan CsO2.

- Reaksi dengan asam encer

2L(s) + 2H+(aq) → 2L+

(aq) + H2(g)

Contoh: 2Na(s) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2(g)

- Reaksi dengan halogen2L(s) + X2(g) → 2LX(s) (X2 = halogen)

Contoh: 2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)

Latihan 4

1. Mengapa unsur-unsur golongan IA disebut golongan alkali?2. Tulis hasil reaksi:

a. K(s) + H2O(l) → ....

b. Li(s) + Br2 → ....

KIMIA XII SMA88

4. Sifat-sifat Unsur Alkali Tanah (Golongan IIA)

a. Sifat FisikaTabel 3.14 Sifat Fisika Unsur Alkali Tanah

Unsur-unsur alkali tanah adalah logam yang reaktif, sehingga di alamtidak terdapat dalam keadaan bebas. Atom logam alkali tanah mempunyaielektron valensi 2, bila elektron tersebut dilepaskan akan diperolehsusunan elektron gas mulia dan membentuk ion +2.

Dari tabel dapat dilihat bahwa, semakin ke bawah nomor atomnyasemakin besar. Kereaktifan dan jari-jari atom logam alkali tanah meningkatsesuai dengan kenaikan nomor atom. Sebaliknya, titik didih dan titikleburnya menurun sesuai dengan kenaikan nomor atom.Di banding logam alkali, golongan logam alkali tanah kurang reaktif.

b. Sifat Kimia1) Kelarutan

Kelarutan garam-garam sulfat, kromat, oksalat, dan karbonatnyadari atas ke bawah semakin berkurang. Contoh: Dalam garam sulfat,magnesium tidak mengendap, calsium mengendap sedikit, stronsiummengendap, dan balium mengendap lebih banyak.

Kelarutan basa alkali tanah dari atas ke bawah semakin bertambah.Contoh: di dalam basa, magnesium mengendap tebal, kalsiummengendap tipis, stronsium dan barium tidak mengendap. Sifatkelarutan yang berbeda ini dapat digunakan untuk identifikasi danmemisahkan unsur alkali tanah.

2) Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan air membentuk basa dan gashidrogen, misalnya: Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)

Untuk bereaksi dengan air, Be dan Mg perlu pemanasan dan basa yangterbentuk sukar larut dalam air. Untuk Ca, Sr, dan Ba reaksinya cepat.

Energi SusunanUnsur Nomor Titik Titik Ionisasi jari-jari Jari-jari EoL/L2+ Konfigurasi

Atom Lebur Didih (kkal/mol) Atom (Å) Ion (Å) Atom Elektron

I II (volt)

Be 4 1.285 2.477 214 429 1,12 0,32 +1,85 (He)2s2

Mg 12 650 1.220 175 345 1,60 0,78 +2,37 (Ne)3s2

Ca 20 845 1.492 140 274 1,97 0,99 +2,87 (Ar)4s2

Sr 38 757 1.370 132 253 2,25 1,25 +2,89 (Kr)5s2

Ba 56 710 1.638 120 230 2,22 1,35 +2,90 (Xe)6s2

KIMIA XII SMA 893) Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan oksigen

Reaksi antara logam alkali tanah dengan oksigen akan terbentuk oksida.2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) (dengan pemanasan)

2Ca(s) + O2(g) → 2CaO(s) (tanpa pemanasan)

2Ba(s) + O2(g) → 2BaO(s)

Bila oksigennya berlebihan dan reaksi pada tekanan tinggi maka terjadiperoksida.Ba(s) + O2(g) → BaO2(s)

Barium peroksida4) Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan asam

Reaksi antara logam alkali tanah dengan asam akan membentuk garamdan gas hidrogen.Mg(s) + H2SO4(aq) → MgSO4(aq) + H2(g)

Ca(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2(g)

5) Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan gas hidrogenReaksi antara logam alkali tanah dengan gas hidrogen akan terbentukhidrida.Ca(s) + H2(g) → CaH2(s)

Kalsium hidridaHidrida direaksikan dengan air akan terbentuk basa dan gas hidrogenCaH2(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) +2H2(g)

6) Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan gas nitrogenReaksi antara logam alkali tanah dengan gas nitrogen akan terbentuknitrida3Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s) (pada suhu tinggi)

3Ca(s) + N2(g) → Ca3N2(s)

Latihan 5

1. Bagaimana keteraturan jari-jari atom dan energi ionisasi pada logam alkalitanah?

2. Bagaimanakah sifat-sifat logam alkali tanah bila dibandingkan denganlogam alkali? Jelaskan!

KIMIA XII SMA905. Sifat-sifat unsur periode ketiga

Unsur-unsur yang terletak pada periode yang sama menunjukkankecenderungan sifat kimia dan sifat fisika secara beraturan. Beberapa sifatfisika dan kimia unsur-unsur periode ketiga ditunjukkan pada tabel berikut.

Tabel 3.15 Sifat-Sifat Unsur Periode Ketiga

Unsur-unsur dalam satu periode mempunyai jumlah kulit yang sama,tetapi berbeda elektron valensinya, hal ini menyebabkan perbedaan sifatkimianya. a. Sifat fisika1) jari-jari atom

Jari-jari atom dari kiri ke kanan semakin kecil, karena muatan intinyabertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron semakin besar,Na mempunyai jari-jari paling besar

2) energi ioniasiEnergi ionisasi dari kiri ke kanan cenderung semakin besar. Energiionisasi Mg lebih besar daripada Al, karena Mg mempunyai elektronvalensi yang sudah berpasangan semua (penuh). Begitu juga dengan Pdan S, unsur P mempunyai energi ionisasi lebih besar daripada Skarena P mempunyai subkulit p setengah penuh yang lebih stabil.

3) Titik didih dan titik leburTitik didih dan titik lebur semakin bertambah dari Na sampai denganSi kemudian menurun tajam pada P. Ini berkaitan dengan struktur darizat tersebut dan ikatan logamnya

Unsur Na Mg Al Si P S Cl Ar

Nomor atom 11 12 13 14 15 16 17 18

Konfigurasi elektron (Ne)3s1 (Ne)3s2 (Ne)3S23p1(Ne)3s23p2 (Ne)3s23p3 (Ne)3s23p4 (Ne)3s23p5 (Ne)3s23p6

Masa atom relatif 22,98 24,31 26,98 28,08 30,97 32,04 35,45 36

Energi ionisasiI (kJ/mol) 495,8 737,6 577,4 786,2 1012 999,9 1255 1520

Elektronega-tivitas 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,3 3,0 >0

Titik didih (oC) 892 1107 2500 3280 281 445 -35 -186

Titik leleh (oC) 98 650 660 1410 44 119 -101 -18

Struktur kristal kristal kristal kristal molekul molekul molekul molekullogam logam logam kovalen poliatom poliatom diatom monoatom

raksasa

Wujud padat padat padat padat padat padat gas gas

Sifat logam logam logam logam semilogam nonlogam nonlogam nonlogam nonlogam

Pot. elektroda

standar (Eo) -2,71 -2,37 -1,66 -0,86 -0,43 +0,36 +1,36 -

Sifat asam basa basa amfoter asam asam asam asam -

basa lemah lemah lemah kuat kuat

KIMIA XII SMA 91Na, Mg dan Al mempunyai struktur kristal logam dan ikatan logamnyasemakin kuat dari kiri ke kanan karena elektron valensinya semakinbanyak, Si membentuk kristal kovalen raksasa, sehingga titik didihnyapaling tinggi P dan S mempunyai struktur kovalen lebih sederhana,sehingga mempunyai titik didih dan titik lebur lebih rendah dibandinglogam. Cl dan Ar adalah molekul gas, sehingga antarmolekulnya hanyamempunyai gaya dispersi.

4) Sifat Logam- Sifat logam suatu unsur berkaitan dengan sifat makin mudahnya

suatu unsur melepaskan elektron (energi ionisasi rendah). Unsur-unsur periode ketiga sifat logamnya dari kiri ke kanan makinberkurang karena energi ionisasinya makin besar.

- Logam natrium, magnesium, dan aluminium merupakanpenghantar (konduktor) panas dan listrik. Hal tersebut disebabkanelektron valensi dari atom logam yang bebas bergerak.

b. Sifat kimia1) Sifat Pereduksi dan Pengoksidasi

Dengan melihat harga potensial reduksi standar (Eo), unsur-unsurdengan Eo semakin besar maka daya pengoksidasinya makin kuat.Sedangkan unsur-unsur dengan Eo semakin kecil daya pereduksinyamakin kuat. Dengan demikian natirum merupakan unsur logam yangmemiliki daya pereduksi terkuat sedangkan klorin merupakan unsurnonlogam yang memiliki daya pengoksidasi terbesar.

2) Sifat Asam Basa HidroksidaSenyawa hidroksida unsur-unsur periode ketiga dituliskan sebagai

A(OH)xA = unsur periode ketigax = bilangan oksidasi unsur AOH = gugus hidroksida

Tabel 3.16 Senyawa Hidroksida Unsur Periode Ketiga

No. Unsur periode ketiga Bilangan oksidasi Senyawa hidroksida

1. Natirum (Na) +1 NaOH2. Magnesium (Mg) +2 Mg(OH)2

3. Aluminium (Al) +3 Al(OH)3

4. Silikon (Si) +4 Si(OH)4

5. Fosfor (P) +3 P(OH)3

+5 P(OH)5

KIMIA XII SMA92

Jenis ikatan antara unsur periode ke-3 dengan gugus OH- mempe-ngaruhi sifat hidroksidanya. Sifat senyawa-senyawa ini ada yangmerupakan senyawa ion dan kovalen.Senyawa hidroksida yang berikatan ion bersifat basa karena senyawahidroksidanya melepaskan ion OH- (pembawa sifat basa).

AOH → A+ + OH-

Senyawa hidroksida yang berikatan kovalen bersifat asam karenasenyawa hidroksidanya dapat melepaskan ion H+ (pembawa sifatasam).

AOH → AO- + H+

Dari penjelasan tersebut dapat disimpulkan bahwa unsur-unsur dalamsatu periode makin ke kiri sifat basanya makin kuat dan makin kekanan sifat asamnya makin kuat.

Latihan 6

1. Pada unsur-unsur periode ke-3 manakah unsur yang bersifat logam,metaloid dan nonlogam?

2. Bagaimanakah sifat asam pada unsur-unsur periode ke-3 dari kiri kekanan?

3. Mengapa titik didih Al lebih besar dari Mg dan Mg lebih besar dari Na?

6. Sifat-sifat Unsur Transisi Periode Ke-4

Unsur transisi dalam satu periode mempunyai persamaan sifat. Dalamsistem periodik unsur, unsur transisi periode keempat dimulai dari nomoratom 21 sampai dengan 30. Unsur-unsur tersebut adalah Sc, Ti, V, Cr, Mn,Fe, Co, Ni, Cu, dan Zn.Unsur-unsur transisi mempunyai sifat-sifat seperti tabel berikut.

No. Unsur periode ketiga Bilangan oksidasi Senyawa hidroksida

6. Belerang (S) +4 S(OH)4

+6 S(OH)6

7. Klorin (Cl) +1 Cl(OH)+3 Cl(OH)3

+5 Cl(OH)5

+7 Cl(OH)7

KIMIA XII SMA 93Tabel 3.17 Sifat-sifat Unsur Transisi

a. Sifat FisikaUnsur transisi periode keempat semuanya bersifat logam, merupakan

konduktor panas dan listrik yang baik, dapat bersifat dipengaruhi magnet,bila digosok mengkilap, mudah ditempa dapat direnggangkan dan dapatdibentuk.1) Sifat Logam Unsur Transisi

Unsur-unsur transisi yang memiliki elektron valensi 1 atau 2 sangatmudah melepaskan elektron valensinya, sehingga atom-atom unsurtransisi saling berikatan dengan ikatan logam yang kokoh. Bila dibandingdengan unsur logam (golongan utama), ikatan logam unsur transisijauh lebih kuat. Hal ini disebabkan elektron valensi yang dilepaskanlebih banyak. Di samping itu elektron-elektron yang ada pada orbital dbelum penuh. Titik didih, titik lebur, daya hantar listrik yang baik, dankekerasan yang sedang sampai tinggi adalah akibat dari cepattersedianya elektron untuk membentuk ikatan logam.

2) Sifat Kemagnetan Unsur TransisiAtom, ion, atau molekul yang mengandung elektron tidak

berpasangan dapat ditarik magnet. Zat yang demikian bersifatparamagnetik. Makin banyak elektron yang tidak berpasangan, makinbesar sifat paramagnetiknya. Zat yang sifat paramagnetiknya sangatbesar disebut ferromagnetik. Bila suatu atom, ion, atau molekul

Unsur Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Nomor atom 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Konfigurasi (Ar)3d1 (Ar)3d2 (Ar)3d3 (Ar)3d5 (Ar)3d6 (Ar)3d6 (Ar)3d7 (Ar)3d8 (Ar)3d10 (Ar)3d10

4s2 4s2 4s2 4s1 4s2 4s2 4s2 4s2 4s1 4s2

Bilangan +3 +2+3+4 +2+3 +2+3+6 +2+3+4 +2+3 +2+3 +2+3 +1+2 +2oksidasi +4+5 +6+7

Energi ionisasi 151 158 155 156 171 182 181 176 178 217I (Kkal)

Jari-jari 1,44 1,32 1,22 1,17 1,17 1,16 1,16 1,15 1,17 1,26atom (Å)

Jari-jari ion M2+ - 0,90 0,88 0,84 0,80 0,76 0,74 0,72 0,72 0,72

Jari-jari ion M3+ 0,81 0,76 0,74 0,69 0,66 0,64 0,63 - - -

Rapatan(g/cm3) 3 4,49 5,98 6,9 7,4 7,9 8,8 8,90 8,94 7,13

Potensial re-duksi M2+ + 2e - -16 -1,2 -0,91 -1,18 -0,44 0,28 -0,25 +,34 -,76→ M(s)

Titik didih (oC) 3900 3130 3530 2480 2087 2800 3520 2800 2583 907

Titik lebur (oC) 1400 1812 1730 1900 1244 1535 1493 1455 1083 419

KIMIA XII SMA94mengandung elektron berpasangan semua maka zat itu ditolak olehmagnet, dan disebut diamagnetik.

ContohSkandium (Sc) nomor atomnya 21 mempunyai satu elektron yangbelum berpasangan, sehingga Sc dapat ditarik magnet.

21Sc paramagnetik3d 4s

Besi (Fe) nomor atomnya 26 mempunyai empat elektron yang belumberpasangan, sehingga Fe sangat kuat ditarik magnet.

26Fe ferromagnetik3d 4s

Seng (Zn) nomor atomnya 30 mempunyai elektron yang sudahberpasangan semua, sehingga tidak ditarik magnet.

30Zn diamagnetik3d 4s

3) Pada Umumnya Unsur-unsur Transisi Membentuk Senyawa BerwarnaPercobaan: Menyelidiki Warna Unsur TransisiSediakan 5 buah gelas arloji! Ambillah satu spatula (sendok) kristalCuSO4 dan letakkan pada gelas arloji pertama!

Letakkan kristal K2Cr2O7 pada gelas arloji 2

Letakkan kristal KMnO4 pada gelas arloji 3

Letakkan kristal FeCl3 pada gelas arloji 4

Letakkan kristal NiSO4 pada gelas arloji 5

Amatilah warna kristal tersebut dan catat hasilnyaElektron-elektron pada orbital d mudah tereksitasi sambil menyerapenergi cahaya pada spektrum sinar tampak. Sehingga pada umumnyasenyawa-senyawa unsur transisi berwarna kecuali Sc dan Zn. Pada ionSc3+ tidak mempunyai elektron pada orbital d, sedangkan Zn2+ orbitald-nya sudah penuh elektron sehingga elektron sulit tereksitasi.

↑↓↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

↑↓↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑

↑↓↑

KIMIA XII SMA 95Daftar warna ion unsur transisi terdapat pada tabel berikut.

Tabel 3.18 Warna Ion Unsur Transisi

b. Sifat KimiaUnsur transisi mempunyai beberapa bilangan oksidasi, karena unsurtransisi mempunyai elektron-elektron yang tingkat energinya hampirsama dalam orbital 3d dan 4s. Perbedaan tingkat energi yang relatifkecil ini memungkinan variasi jumlah elektron yang terlibat dalamreaksi berbeda-beda sehingga mempunyai bilangan oksidasi yangberbeda dalam berbagai senyawanya.

Tabel 3.19 Bilangan Oksidasi Unsur Transisi

UnsurTotal elektron

Bilangan oksidasi Contoh senyawadi 4s dan 3d

Sc 3 +3 ScCl3

Ti 4 +2, +3, +4 TiO, Ti2O3, TiCl4

V 5 +1, +2, +3, +4, +5 VO, V2O3, V2O5

Cr 6 +1, +2, +3, +4, +5, +6 Cr2O3, CrF6

Mn 7 +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 MnO, MnCl2, Mn2O4

Fe 8 +1, +2, +3, +4, +5, +6 FeCl2, Fe2O3

Co 9 +1, +2, +3, +4, +5 CoO, CoCl3

Ni 10 +1, +2, +3, +4 NiCl2, NiO2

Cu 11 +1, +2, +3 CuCl, CuOZn 12 +2 ZnCl2

Warna Ion

Tak berwarna Sc3+, Ti4+, Cu+, Zn2+

Kuning Fe3+, CrO42-

Merah muda Co2+, Mn2+

Jingga Cr2O72-

Hijau Fe2+, V3+, Ni2+

Biru Cr2+, Cu2+

Ungu Ti3+, MnO4-

KIMIA XII SMA96Unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks/ion kompleks.Senyawa kompleks dapat terionisasi menjadi ion kompleks.Misalnya:

K4Fe(CN)6 →← 4K+ + [Fe (CN)6]

4–

ion kompleks negatif

Ag(NH3)2Cl →← [Ag(NH3)2]+ + Cl–

ion kompleks positif

7. Senyawa atau Ion Kompleks

Pembentukan ion kompleks dari unsur-unsur transisi disebabkanadanya peranan elektron yang menempati pada subkulit 3d, 4s, dan 4p.Elektron-elektron pada subkulit inilah yang mengadakan ikatan denganatom atau gugus atom yang lain.a. Struktur ion kompleks

Ion kompleks terdiri atas ion logam (unsur transisi) sebagai ion pusatyang dikelilingi oleh sekelompok anion atau molekul yang disebutligan. Dalam ion kompleks, ion logamnya mempuyai orbital-orbitalyang kosong dan pada ligan memiliki pasangan elektron bebas,sehingga membentuk ikatan kovalen koordinasi. Liganmenyumbangkan pasangan elektron bebas kepada orbital-orbital ionlogam transisi sebagai atom pusat.

b. LiganLigan adalah anion atau molekul netral yang dapat menyumbangkanpasangan elektron kepada ion pusat sehingga ligan merupakan donorpasangan elektron bebas. Ligan terdiri atas ligan anion (misalnya Cl-,CN-, SO4

2-, C2O42-) dan ligan netral (misalnya H2O dan NH3).

Macam-macam ligan sebagai berikut.- Ligan monodentat, yaitu ligan yang hanya menyumbangkan satu

pasang elektron bebas misalnya Cl-, OH-, CN-, NO3-, Br-, F-, I-, H2O

dan NH3

- Ligan bidentat, yaitu ligan yang dapat menyumbangkan dua pasang

elektron bebas, misalnya (etilendiamin) di-

singkat en dan C2O42- (ion oksalat) disingkat ox.

- Ligan polidentat, yaitu ligan yang dapat menyumbangkan 3, 4, 5atau 6 pasangan elektron bebas, misalnya

dietilentriamin disingkat dien(3 pasang elektron bebas)

H2N(CH2)2–NH(CH2)2–NH2

H2N–CH2–CH2–NH2

KIMIA XII SMA 97etilen diamin tetra asetat disingkatEDTA (6 pasang elektron bebas)

Nama-nama ligan dapat dilihat pada tabel di bawah ini.Tabel 1.20 Nama-Nama Ligan

c. Bilangan koordinasiBilangan koordinasi menyatakan banyaknya ligan atau banyaknyaikatan koordinasi yang terjadi dalam suatu ion atau senyawa kompleks.Bilangan koordinasi beberapa logam pembentuk senyawa kompleksdapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 1.21 Bilangan Koordinasi

Ion Bilangan koordiansi Ion Bilangan koordinasi

Ag+ 2 Zn2+ 4, 6

Au+ 2, 4 Al3+ 4, 6

Cu+ 2, 4 Sc3+ 6

Fe2+ 6 Cr3+ 6

Co2+ 4, 6 Fe3+ 6

Ni2+ 4, 6 Au3+ 4

Cu2+ 4, 6 - -

Ligan Nama

H2O akuo

NH3 amin

Cl- kloro

CN- siano

NO3- nitrato

SO42- sulfato

NO2 nitro

OH- hidrokso

C2O42- oksalato

CO32- karbonato

O2- okso

-O2C–CH2 CH2–CO2-

N–(CH2)2–N

-O2C–CH2 CH2–CO2-

KIMIA XII SMA98Contoh ion kompleks1) Ion kompleks positif

[Cu(NH3)4]2+

Cu2+ = atom pusat/ion pusatNH3 = ligan

4 = bilangan koordinasi2+ = muatan ion kompleks

2) Ion kompleks negatif

[Fe(CN)6]4-

Fe2+ = atom pusat/ion pusat

CN- = ligan6 = bilangan koordinasi4– = muatan ion kompleks

d. Mengitung muatan ion kompleks berdasarkan muatan ion pusat danliganBerikut ini disajikan beberapa contoh menghitung muatan ionkompleks sederhana berdasarkan muatan ion pusat dan ligan.Contoh

1) [Ag(NH3)2]n

muatan atom pusat Ag = +1muatan ligan NH3 = 0 (netral)

muatan ion kompleks = muatan atom pusat + (bilangan koordinasix muatan ligan)

n = muatan Ag + 2 (muatan NH3)

n = +1 + 2(0)n = +1

[Ag(NH3)2]+

2) [Cu(NH3)4]n

muatan Cu = +2muatan NH3 = 0

muatan ion kompleks = muatan Cu + 4 (muatan NH3)

n = +2 + 4(0)n = +2

[Cu(NH3)4]2+

KIMIA XII SMA 993) [Cr(Cl)(H2O)5]

n

muatan Cr = +3muatan Cl = -1muatan H2O = 0

muatan ion kompleks = muatan Cr + 1(muatan Cl) + 5(muatan H2O)

n = +3 + 1(-1) + 5(0)n = +2

[Cr(Cl)(H2O)5]2+

4) [Ag(S2O3)2]n

muatan Ag = +1muatan S2O3 = -2

muatan ion kompleks = muatan Ag +2 (muatan S2O3)

n = +1 + 2 (-2)n = +1 – 4n = -3

[Ag(S2O3)2]3-

e. Bentuk ion kompleks1) Ion kompleks dengan bilangan koordinasi 2, mempunyai bentuk

linear, dimana kedua pasangan elektron bebas hasil sumbanganligan-ligan diarahkan ke ion pusat sebagai ikatan koordinasi yangkedudukannya sama jauh

misalnya [Ag(NH3)2]+

47Ag (Kr) 4d10 5s1

Ag+ (Kr) 4d10 5s0

[Ag(NH3)2]+

5s 5p

Hibridisasi Sp

Contoh lainnya yaitu [Cu(NH3)2]2+, [AuCl2]

-, [Hg(NH3-)2]

2+, dan

[AgCl2]-.

2) Ion kompleks dengan bilangan koordinasi 4, ligan-ligannya menempatiposisi tetrahedral, misalnya Zn(NH3)4]

2+

Zn (Ar) 3d10 4s2

Zn2+ (Ar) 3d10 4s0

H3N NH3→ Ag+ ←

NH3NH3

KIMIA XII SMA100

[Zn(NH3)4]2+

4s 4p

Hibridisasi sp3

Contoh lainnya yaitu [Cu(CN)4]3-,

[FeCl4]-, [Cu(CN)4]

2-, dan [ZnCl4]2-.

Gambar 3.2

Ada juga ion kompleks denganbilangan koordinasi 4, ligan-ligannyamenempati posisi segi empat planar

misalnya [Ni(CN)4)2-

, 28Ni (Ar) 3d84s2,

Ni2+ (Ar) 3d84s0

Gambar 3.3

3d 4s 4p

Karena CN- termasuk ligan kuat, maka kekuatan ligan tersebutmampu memasangkan elektron yang tidak berpasangan.

3d 4s 4pHibridasi dsp2

Contoh lainnya yaitu [Pt(NH3)4]2+, [Au(Cl4]

2-, [Cu(NH3)4]2+, dan

[PtCl4]2-.

3) Ion kompleks dengan bilangan koordinasi 6, ligan-ligannyamenempati posisi oktahedral/oktahedron. Keenam pasanganelektron bebas sumbangan ligan-ligan diarahkan pada ion pusatsebagai ikatan koordinasi dan menempati kedudukan yang sama jauh,

misalnya [Fe(CN)6]4-

26Fe (Ar) 3d6 4s2

Fe2+ (Ar) 3d6 4s0

3d 4s 4p

↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑

CN CNCN↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ CN

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑

NI

CN-

CN-

CN-

CN-

Zn 2+

NH3 NH3

NH3

NH3

NH3 NH3 NH3NH3

KIMIA XII SMA 101

[Fe(CN)6]4-

3d 4s 4p

Hibridasi: d2sp3

Contoh lainnya yaitu [Fe(CN)6]3-,

[Cr(NH3)6]3+, dan [CrCl2(NH3)4]

+.

Gambar 3.4

f. Ion kompleks mempunyai tata nama tertentuAturan pemberian nama ion kompleks atau senyawa kompleksmenurut IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)adalah sebagai berikut.1) Kation disebut lebih dahulu kemudian diikuti nama anion seperti

pada senyawa NaCl dinamakan natrium klorida2) Pada ion kompleks atau kompleks netral nama ligan disebut lebih

dahulu kemudian diikuti ion logam.3) Banyaknya ligan dinyatakan dengan awalan mono (1) di (2), tri (3),

tetra (4), dan seterusnya. Apabila ligan sudah mengandung awalan,misalnya etilendiamina jumlahnya dinyatakan dengan awalan bis (2),tris (3) tetrakis (4) pentakis (5), heksakis (6), dan seterusnya.

4) Pemberian nama ligan berdasarkan urutan abjad, jika terdapat liganlebih dari satu.

5) Jika senyawa kompleks mengandung kation kompleks ataumolekul netral, nama atom pusat disebut dengan menyatakanbilangan oksidasinya dengan angka romawi di dalam kurung. Bilasenyawa kompleks merupakan anion kompleks nama atom pusatdiberi akhiran at.

Contoh1) Kation kompleks

[Ag(NH3)2]+ ion diamin perak (I)

[Cu(H2O)4]2+ ion tetraakuo tembaga (II)

2) Anion kompleks

[Fe(CN)6]4- ion heksasiano ferrat (II)

[Fe(CN)6]3- ion heksasiano ferrat (III)

Fe 2+

CN-

CN

CN-

CN-

NC-

NC-

CN CN CNCN↑↓ ↑↓ ↑↓ CN CN

KIMIA XII SMA1023) Senyawa kompleks

Ag(NH3)2Cl diamin perak (I) klorida

K3Fe(CN)6 kalium heksasiano ferrat (III)

Cu(NH3)4SO4 tetraamin tembaga (II) sulfat

Latihan 7

1. Mengapa unsur-unsur transisi pada umumnya mempunyai banyakbilangan oksidasi dan berwarna?

2. Tuliskan nama ion/senyawa kompleks di bawah ini:

a. [Co(NH3)5Cl]2+ c. K2[Ni(CN)4]

b. (PtCl4)2- d. (NH4)2{Fe(H2O)Cl5]

3. Tuliskan rumus kimia ion/senyawa kompleks di bawah inia. Kalium tetrakloro kuprat (II)b. Heksaamin kobal (III) nitratc. Ion diamin tetra kloro kobaltat (III)d. Ion ditiosulfato argentat (I)

8. Karbon, Nitrogen dan Oksigen

Karbon, nitrogen, dan oksigen terletak pada perioda 2 di mana karbontermasuk golongan IVA, nitrogen golongan VA, dan oksigen golongan VIAa. Karbon

Unsur karbon terkandung di dalam semua tumbuhan dan hewan.Sekitar 23% massa dari tubuh manusia adalah karbon.1) Sifat fisis

Karbon memiliki beberapa allotropi di antaranya grafit dan intan.Grafit bersifat lunak, licin, rapuh dan dapat menghantarkan listrikSedangkan intan bersifat keras dan tidak dapat menghantarkanlistrik. Intan lebih keras daripada grafit karena intan mempunyaistruktur kovalen raksasa, intan tidak dapat menghantarkan listrikkarena tidak memiliki elektron bebas

2) Sifat kimiaKarbon memiliki sifat khas karena karbon mempunyai elektronvalensi sebanyak 4. Karbon dapat berikatan dengan karbon lainnyamembentuk rantai karbon dengan ikatan kovalenGrafit mempunyai struktur atom C yang kuat sehingga grafit tahan

KIMIA XII SMA 103terhadap oksidasi, intan mempunyai struktur kovalen raksasasehingga baru dapat dioksidasi pada suhu yang sangat tinggiUntuk senyawa karbon dengan rantai karbon pendek lebih mudahteroksidasi dan lebih reaktif.

b. NitrogenDi udara kering terdapat 78% nitrogen

1) Sifat fisis- sedikit larut dalam air- wujud gas

2) Sifat kimia- Nitrogen mempunyai bilangan oksidasi -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

Contoh:Bilangan oksidasi -3 : NH3 Bilangan oksidasi +2 : NO

Bilangan oksidasi -2 : N2H4 Bilangan oksidasi +3 : HNO2

Bilangan oksidasi -1 : NH2OH Bilangan oksidasi +4 : NO2

Bilangan oksidasi 0 : N2 Bilangan oksidasi +5 : HNO3

Bilangan oksidasi+1 : N2O

- Mempuyai struktur molekul diatomik (N2) dengan ikatankovalen rangkap 3 (N ≡ N)

- Tidak reaktif pada suhu rendah tetapi dapat bereaksi pada suhutinggi

c. OksigenUnsur oksigen mempunyai 2 alotropi, yaitu oksigen (O2) dan

molekul ozon (O3)

1) sifat fisisOksigen Ozon

- gas tidak berbau dan tidak - gas berbau menusuk danberwarna berwarna biru

- terdapat di udara - terdapat di lapisan stratosfer2) sifat kimia

Oksigen Ozon- molekul diatomik dengan - molekul triatomik dengan

ikatan kovalen rangkap O=O ikatan kovalen rangkap dan

KIMIA XII SMA104Oksigen Ozon

tunggal

- merupakan oksidator (biasa- - merupakan oksidator kuatnya untuk pembakaran)

Latihan 8

1. Apa perbedaan grafit dan intan?2. Tulis bilangan oksidasi N pada senyawa:

a. N2H4 c. HNO2 e. HNO3

b. N2O d. N2O5

3. Sebutkan perbedaan oksigen dan ozon!

C. KEGUNAAAN, DAMPAK, PEMBUATAN UNSUR DANSENYAWA

1. Kegunaan Unsur dan Senyawa

a. Gas Mulia

1) Helium (He)- Helium digunakan pengisi balon sebagai pengganti gas

hidrogen yang mudah terbakar.- Helium dicampur dengan gas oksigen (O2) untuk pernapasan

para penyelam dan para pekerja terowongan dengan tekanan tinggi. (He = 80%, O2 = 20%).

- Helium cair digunakan sebagai pendingin karena titik didihnyasangat rendah.

- Helium digunakan sebagai peluru atomer untuk mentransformasisuatu inti atom.

2) Neon (Ne)- Neon digunakan untuk mengisi lampu

reklame dengan warna merah jingga. Gas mulia yang lain dapat digunakan untuk mengisi lampu reklame warna, antara lain:Helium: merah pucatKripton: biru pucatXenon: hijau biru

Gambar 3.5

OO

O

KIMIA XII SMA 105- Neon biasa digunakan untuk lampu landasan pesawat terbang.- Neon cair digunakan sebagai pendingin.

3) Argon (Ar)- Argon dapat digunakan untuk bola lampu.- Argon digunakan sebagai atmosfer inert logam

diindustri dan eksperimen di laboratorium.

Gambar 3.6

4) Kripton (Kr)- Kripton biasa digunakan untuk lampu di l

andasan pesawat terbang, mercusuar, llampu fotografi berkecepatan tinggi, fluoresensi, dan laser untuk merawat retina mata.

- Kripton dapat digunakan untuk mengontrol ketebalan kertas.

5) Xenon (Xe)- Xenon untuk lampu blitz.- Untuk pembiusan dan pembedahan (mempunyai sifat

anestesia).6) Radon (Rn)

Radon digunakan dalam terapi radiasi bagipenderita kanker.

Gambar 3.8

b. Halogen

1) Fluorin- HF digunakan untuk mensketsa kaca

karena HF bereaksi dengan kaca (SiO2), yaitu untuk membuat gambar pada gelas,membuat skala pada buret dan termometer 4HF + SiO2 → SiF4 + 2H2O.

- Sebagai lapisan antilengket pada panci teflon (polimer CF2 = CF2).

- Untuk pasta gigi (pasta gigi yang mengandung fluorida),Na2SiF6 (natrium heksafluorosilikat).

Gambar 3.7

Gambar 3.9

KIMIA XII SMA106- Fluorin digunakan sebagai pendingin (CF2Cl2, CCIF3).

- Kriolit (Na3AIF6), untuk pelarut pada pengolahan logamaluminium.

2) Klorin- Kapur klor (CaOCl2) digunakan sebagai serbuk

pemutih/pengelantang.- Kaporit Ca (OCl)2, sebagai disinfektan, diguna-

kan pada pengolahan air minum untuk membunuhbakteri.

- Natrium hipoklorit (NaClO) sebagai pemutih tepung.- Natrium klorida (NaCl) digunakan sebagai penyedap dan pe-

ngawet makanan.- Kalium klorat (KClO3) digunakan sebagai bahan baku

pembuatan petasan, kembang api, dan kepala korek api.- Atenrin (C23H30CN3Cl) sebagai obat malaria.

- DDT (diklor difenil triklor etana) sebagai bahan pestisida.- Sengklorida (ZnCl2) sebagai bahan pematri (solder).

- Amonium klorida (NH4Cl) sebagai elektrolit pengisi batu baterai.

- Bahan baku pembuat plastik PVC (CH2CHCl).

3) Bromin- Natrium bromida (NaBr) digunakan sebagai

obat penenang syaraf.- Perak bromida (AgBr) digunakan untuk

melapisi film dan kertas foto.- Etilendibromida (CH2Br - CH2Br) digunakan

untuk meningkatkan kualitas bensin sebagai zatantiknocking dalam bensin.

c. Alkali

Logam Na dan Senyawa Na1) Logam Na- Digunakan sebagai reduktor pada pemisahan boron dan silikon.- dalam keadaan cairan digunakan sebagai medium penghantar

panas.- Pengisi lampu Na dalam keadaan uapnya.- Digunakan dalam pembuatan TEL, zat antiknocking pada bensin.

Pb + 4Na + 4C2H5Cl → Pb(C2H5)4 + 4NaCl

Gambar 3.10

Gambar 3.11

KIMIA XII SMA 1072) NaCl (garam dapur)

- Sebagai pengawet makanan bahan baku pembuatan logam Na,gas Cl2, NaOH, Na2CO3.

- Sebagai bumbu masak.- Untuk mencairkan salju pada musim panas.- Untuk larutan infus.

3) Na2CO3 (soda cuci)

- Sebagai bahan pembuat sabun.- Bahan pembuat gelas.- Menghilangkan kesadahan.

4) NaOH (soda api)/sabun- sebagai bahan pembuat sabun dan detergen.- Untuk industri tekstil, kertas, dan zat

warna.- Sebagai pembuat senyawa natrium, yaitu

Na2CO3, NaClO, dan NaClO3.

- Untuk pemurnian bauksit.5) NaHCO3 (soda kue)

- Sebagai bahan mengembangkan adonan pada pembuatan kue.

- Sebagai campuran pada minuman botol agar menghasilkan CO2.

- Untuk pemadam kebakaran yang dapat menghasilkan CO2 bila dicampur dengan HCl.

6) Na benzoatSebagai zat pengawet makanan dalam kalengdan sebagai obat reumatik.

Gambar 3.14

7) Natrium glutamat (MSG)Sebagai penyedap rasa.

Gambar 3.15

Gambar 3.12

Gambar 3.13

KIMIA XII SMA1088) Natrium salisilat

Sebagai obat penurun panas.

Gambar 3.16

Senyawa kalium1) KNO3

- Sebagai pupuk.- Sebagai bahan pembuatan petasan.

2) KClSebagai pupuk, sebagai bahan pembuat logam K, dan KOH.

3) KClO3

Sebagai bahan korek api, petasan, dan peledak.4) KOH

Sebagai elektrolit batu baterai alkali dan sebagai bahan pembuatsabun lunak.

d. Alkali TanahLogam magnesium dan senyawa magnesium1) Logam Mg

- Sebagai magnalium, yaitu paduan 10% logam magnesium dan 90% aluminium. Digunakan pada badan pesawat udara karena magnaliumbersifat kuat dan ringan.

- Untuk mencegah korosi pada besi.- Mg foil untuk kembang api tetes..2) Senyawa Mg

- MgSO47H2O (garam Inggris)

- Sebagai obat pencahar, pupuk tanaman, zat tambahan makanan ternak.

- Mg(OH)2 (antasida), sebagai obat maag.

- MgCO3 (dolomit), untuk menetralkan tanah yang bersifat asam.

- MgO, sebagai batu tahan panas pada tanur tinggi.3) Senyawa Ca

- CaO dan CaCO3, sebagai bahan campuran pada materialbangunan.

Gambar 3.17

Gambar 3.18

KIMIA XII SMA 109- CaO3MgO 4SiO2 (asbes), sebagai bahan material yang tahan

terhadap api.- CaSO4 5H2O (gips). seagai perekat tulang pada cedera retak

tulang (frakture).- CaC2 (karbit), direaksikan dengan air untuk pengelasan.

- Ca3(PO4)2 (kalium fosfat), untuk pupuk tanaman.

4) Logam berilium- Paduan Be-Cu dapat diolah menjadi peralatan kunci pas, obeng,

dan lain-lain. Karena paduan Be - Cu bersifat keras seperti bajaserta tidak menimbulkan api jika terkena aliran listrik.

- Logam Be dipakai sebagai kerangka pesawat ruang angkasa dankerangka rudal karena sangat ringan.

e. Aluminium

1) Logam Al- Al foil untuk pembungkus obat dan

makanan.- Sebagai bahan perabot rumah tangga.- Sebagai bahan konstruksi bangunan,

kendaraan, pesawat terbang, kapal laut.- Sebagai bahan campuran logam-logam aliase misalnya

magnalium, duralium (9,6% Al, 4% Cu) suatu aliase yang tahankarat, alnico (50% Fe, 20% Al, 20% Ni, 10% Co) adalah magnetyang sangat kuat.

2) Senyawa Al- Al(OH)3 berfungsi sebagai obat maag.

- Al2SO417H2O berfungsi sebagai pewarna tekstil.

- KAl(SO4)212H2O (tawas) biasa untuk menjernihkan air.

- Al2O3nH2O (bauksit) dan Na3AlF6 (kriolit) sebagai bahan bakarpembuatan logam Al)

f. Karbon (C)

1) Arang aktif- Sebagai absorbse pada perkakas untuk menghilangkan bau

yang tidak sedap.- Sebagai norit untuk obat sakit perut.

Gambar 3.19

Gambar 3.20

KIMIA XII SMA1102) Intan

Sebagai mata bor dan untuk perhiasan mahal.

Gambar 3.21

3) Grafit- Sebagai elektroda inert pada proses elektrolisis.- Sebagai isi pensil.

4) Kokas- Sebagai bahan bakar pada metalurgi pengolahan besi.

5) Batu bara- Sebagai bahan bakar menggantikan bahan bakar minyak.- SiC (silikon karbida atau atau karborondum).- Na2SiO3 (Natrium silikat), untuk pengisi pembuatan sabun

detergen.

h. Belerang (S)

- Untuk memproduksi senyawa asam sulfat (H2SO4).

- Untuk vulkanisir karet, belerang dapat mengikat molekul-molekul karet.

- Campur belerang, KNO3 dan karbon untuk pem-buatan serbuk mesiu.

i. Krom (Cr)

- Untuk melapisi logam lain agar tahan terhadap karet.

- Untuk membuat stainless stell (64% Fe, 18% Cr, dan 18% Ni).

- Paduan 15% Cr, 60% Ni, dan 25% Fe untuk untuk membuat filamen pemanas.

j. Tembaga (Cu)

- Untuk instalasi dan peralatan listrik.- Membuat berbagai perabot dan barang kerajinan.- Membuat paduan logam, kuningan (paduan 67%

dan 33% zn, perunggu (paduan 90% Cu dan 10% Zn.

Gambar 3.22

Gambar 3.23

Gambar 3.24

KIMIA XII SMA 111k. Seng (Zn)

- Sebagai atap rumah.- Untuk melapisi logam lain (agar terhindar dari korosi).- Untuk pembungkus batu baterai.

l. Besi (Fe)

- Sebagai kerangka bangunan, kendaraan, dan peralatan pertanian.

- Bahan baku berbagai macam baja.- Senyawa besi Fe4[Fe(CN)6]3, sebagai pigmen

warna biru pada cat.- Senyawa Fe3 [Fe(CN)6]2 sebagai tinta cetak biru

(blueprint), untuk gambar rancang bangun.- Senyawa FeCl3 terkandung pada tablet kurang

darah.

m. Oksigen (O2)

- Digunakan untuk pernapasan semua makhluk hidup.- Dalam keadaan cair untuk bahan-bahan roket.- Untuk bantuan pernapasan, misalnya pasien di

rumah sakit, pendaki gunung, dan penyelam.- Digunakan dalam industri logam, pembuatan baja,

dan industri kimia.- Untuk penanganan limbah.

n. Nitrogen (N2)

- Gas N2 untuk mengisi ban mobil karena pemuai-an termalnya yang konstan.

- Nitrogen cair digunakan untuk pembekuan makanan secara cepat, N2 mempunyai titik didih rendah.

- Sebagai bahan pembuatan NH3, NH3 merupakan bahan pembuatan pupuk asam nitrat, dan bahan peledak.

- N2H2 (hidrozin) digunakan sebagai bahan bakar roket.

Gambar 3.25

Gambar 3.26

Gambar 3.27

KIMIA XII SMA1122. Dampak Unsur dan Senyawa

Radon (Rn)Radon dapat menimbulkan kanker paru-paru.Klorofluoro karbon/CFCCFC dalam stratosfer akan berekasi dengan atom O3, menyebabkanpengurangan kadar O3. Berkurangnya ozon tidak dapat mencegahsinar UV sampai ke permukaan bumiDikrorodifenil trikloro etana (DDT)Pestisida (DDT) tidak terurai secara alami, akibatnya terakumulasidalam jaringan tubuh manusia. Hewan-hewan yang lain akan terkon-taminasi lewat rantai makanan.Karbon tetraklorida (CCl4)

Menyebabkan kerusakan hati.Triklorometana (CHCl3)

Menyebabkan kerusakan jaringan syaraf.Asbes (CaO.3MgO.4SiO2)

Asbes dapat menyebabkan penyakit yang disebut asbestosis. Asbestosis merupakan gejala sesak napas, yang diikuti dengan ekskre-si dahak dan batuk, serta pembesaran ujung-ujung jari.Unsur Aluminium (Al)Unsur Al dalam bentuk powder (bubuk).Aluminium oksida (Al2O3)

Al2O3 (alumina) dalam bentuk debu beracun (jika terhirup)

Bauksit (Al2O3XH2O)

Penambangan bauksit menyebabkan kerusakan pada ekosistem.Unsur karbon (C)Unsur karbon mudah terbakar, beracun jika terisap dalam bentuk debu.Karbondioksida (CO2)

Pembakaran sempurna senyawa karbon menghasilkan CO2, gas CO2

menyebabkan efek rumah kaca.Karbondisulfida (CS2)

CS2 beracun jika terserap kulit, mudah terbakar dan meledak.

Karbon tetraklorida (CCl4)

CCl4 beracun jika tertelan, terisap, dan terserap kulit serta pemicuterjadinya kanker.

KIMIA XII SMA 113Unsur silikon (Si)Silikon dalam bentuk bubuk mudah terbakar.Silikon tetraklorida (SiCl4)

SiCl4 menyebabkan keracunan melalui mulut dan pernapasan.

Silikon tetrahidrat (SiH4)

SiH4 menyebabkan kebakaran, karena mudah terbakar secara spontandi udara.Unsur belerang (S)Unsur belerang uapnya beracun terhadap organisme rendah (jamur),mudah terbakar, dan meledak dalam bentuk mesin.Belerangdioksida (SO2)

Gas SO2 di udara bereaksi dengan air, membentuk H2SO4. Peristiwa inimengakibatkan hujan asam. Hujan asam dapat merusak tanaman,mempercepat terjadinya korosi dan menyebabkan iritasi kulit danjaringan tubuh.Besi (III) oksalat, Fe2(C2O4)3

Debu yang mengandung Fe2(C2O4)4 beracun jika terhirupmenyebabkan siderosis (penyakit paru-paru).Unsur oksigen (O2)

Gas oksigen menyebabkan bahaya kebakaran. Oksigen dalam bentukcair menyebabkan iritasi pada kulit. Oksigen berlebihan menyebabkanbuah-buahan dan sayur-sayuran menjadi cepat busuk. Alat-alat darilogam terkena oksigen mudah mengalami korosi.Ozon (O3)

Ozon di udara yang berasal dari smog fotokimia bersifat racun (jikakadarnya lebih besar dari 20 bpj).Hidrogen peroksida (H2O2)

Hidrogen peroksida menyebabkan iritasi pada kulit.Kromium asetat (Cr (C2H3O2)3 . H2O

Kromium asetat bersifat racun (lewat mulut atau alat pencernaan).Kromium acid (CrO3)

Kromium acid mudah terbakar, beracun, dan pemicu terjadinya kanker.Unsur tembaga (Cu)Unsur tembaga dalam bentuk serbuk mudah terbakar.Tembaga klorida (CuCl2)

Tembaga klorida melalui pernapasan menyebabkan keracunan.

KIMIA XII SMA114Tembaga kromat (CuCrO4 . 2CuO . 22H)

Tembaga kromat menyebabkan penyakit kanker.Logam besi (Fe)Logam besi mudah teroksidasi dalam udara lembab. Partikel besi(serbuk halus) jika tersusun di udara mudah terbakar dan terjadiledakan.Kalium heksasianoferrat (III), [K3Fe(CN)6]

Senyawa kalium heksasianoferrat (III) beracun.Oksigen difluorida OF2

Oksigen difluorida mudah meledak jika terkontaminasi dengan air atauudara.Oksimetilena formaldehyda, HCHOOksimetilena formaldehyda menyebabkan kebakaran, keracunan lewatpernapasan, iritasi dan pemicu terjadinya kanker.Unsur nitrogen (N2)

Unsur nitrogen mudah terbakar dan mengakibatkan hujan asam.Nitrogen dioksida (NO2)

Nitrogen dioksida menyebabkan keracunan melalui pernapasan.Nitrogen trioksida (NO3)

Nitrogen trioksida menyebabkan keracunan melalui pernapasan danmenyebabkan iritasi.Campuran NO dan NO2

Campuran NO dan NO2 di udara akan bereaksi dengan zat pencernaanlain membentuk smog (asap dan kabut) yang menyebabkan sesaknapas, mata pedih, dan sebagainya.

3. Pembuatan Unsur dan Senyawa

a. Pembuatan Gas Mulia1) Pengambilan Helium (He) dari gas alam

Sumber gas He yang utama terdapat di matahari dan bintangtetapi kita sulit mengambilnya. Di udara terdapat dalam jumlahyang sangat sedikit. Untuk mengambilnya secara ekonomi tidakmenguntungkan maka dicari sumber lain, yaitu yang berasal darigas alam.

Untuk mendapatkan Helium dari gas alam ini diembunkansehingga diperoleh produk yang berupa campuran Helium (He),gas Nitrogen (N2) dan pengotor. Agar diperoleh gas He murni,

KIMIA XII SMA 115dilakukan proses kriogenik dan adsorbsi. Kriogenik adalah caramendapatkan pada suhu rendah umumnya di bawah -100oC.

Dalam proses kriogenik campuran gas alam diberi tekanan laludidinginkan dengan cepat agar N2 mengembun sehingga dapat di-pisahkan. Dengan proses adsorbsi pengotor dapat diserap sehinggadiperoleh gas helium murni.

2) Pengambilan Ne, Ar, Kr, Xe dari udaraPada tahap awal dilakukan pemisahan udara dari CO2 dan uap air.

Selanjutnya udara diembunkan dengan pemberian tekanan ± 200 atmdan diikuti dengan pendinginan cepat. Dengan ini sebagian besarudara akan membentuk fase cair dengan kandungan gas mulia lebihbanyak ± 60% gas mulia (Ar, Kr, Xe) dan sisanya ± 30% O2 dan 10% N2.He dan Ne tidak mengembun karena titik didih kedua gas tersebutsangat rendah. Langkah berikutnya Ar, Kr, dan Xe dipisahkan denganmenggunakan proses adsorbsi atau destilasi fraksionasi. (i) Proses adsorbsi

Oksigen dan nitrogen dipisahkan terlebih dahulu untukmemperoleh Ar, Kr, dan Xe. O2 direaksikan dengan Cu sedangkanN2 direaksikan dengan Mg. Hasil dari pemisahan ini (Ar, Xe, danKr) diadsorpsi oleh arang teraktivasi. Pada saat arang dipanaskanperlahan, setiap gas akan keluar dari arang. Akhirnya pada suhu± -80oC diperoleh Ar, sementara Kr, dan Xe diperoleh pada suhuyang lebih tinggi.(ii) Proses destilasi bertingkat

Proses destilasi bertingkat merupakan prinsip pemisahan zatberdasarkan perbedaan titik didih zat. Titik didih N2 paling tinggisehingga N2 dapat dipisahkan terlebih dahulu, kemudian Ar dan O2

dipisahkan. Sedangkan Xe dan Kr dipisahkan pada tahapandestilasi berikutnya.

3) Perolehan Radon (Rn)Radon diperoleh dari peluruhan unsur radioaktif U-238 danpeluruhan langsung Ra-226. Radon cepat meluruh menjadi unsur lain,Radon mempunyai waktu paruh 3,8 hari.

b. Pembuatan HalogenHalogen dapat dibuat dengan cara elektrolisis atau dengan cara

mengoksidasi senyawa halida (X-). Pada umumnya unsur-unsurhalogen (X2) dibuat di laboratorium dengan cara mengoksidasisenyawa halida. Gas fluorin (F2) jarang dibuat di laboratorium karena

KIMIA XII SMA116tidak ada oksidator yang mampu mengoksidasi senyawa fluorida (F).Mengapa demikian? Fluorin mempunyai daya oksidasi tinggidibanding halogen yang lain. Unsur halogen klorin, bromin, dan iodindapat dihasilkan dari oksidasi terhadap senyawa halida denganoksidator MnO2 atau KMnO4 dalam lingkungan asam.

1. Fluorin (F2)

Fluorin diperoleh melalui proses elektrolisis garam hidrogenfluorida, KHF2 dilarutkan dalam HF cair, kemudian ditambahkan

LiF 3% (agar suhu turun sampai ±100oC). Elektrolisis dilakukanpada tempat terbuat dari baja, di mana sebagai katode baja dansebagai anoda karbon (grafit). Reaksi

KHF2 → K+ + HF2-

HF2- → H+ + 2F-

Katode : 2H+ + 2e → H2

Anoda : 2F- → F2 + 2e

Reaksi di atas perlu digunakan diafragma (pemisah berupa monel),untuk mencegah terjadinya reaksi antara H2 dan F2 maka gas F2

yang terbentuk dapat ditampung dalam wadah yang terbuat darialiasi Cu dengan Ni

2. Klorin (Cl2)

Air laut dan garam batu merupakan sumber utama Cl, untukmendapatkan Cl dapat dilakukan elektrolisis leburan NaCl, danelektrolisis larutan NaCl. Proses DownsElektrolisis leburan NaCl (NaCl cair)

Katode (besi) : Na+ + e → Na

Anoda (karbon) : 2Cl- → Cl2 + 2e

Pada proses di atas sebelum NaCl dicairkan, NaCl dicampurkandengan sedikit NaF (agar titik lebur turun dari 800oC menjadi600oC. Kontak (reaksi) antara logam Na dan gas Cl2 terbentukdigunakan lapisan besi tipis.

3. Bromin (Br2)

Air laut juga sumber utama Br. Setiap 1 m3 air laut terdapat 3 kgbromin (Br2). Bromin didapatkan dengan cara mengoksidasi ionbromida yang terdapat dalam air laut.

Cl(g) + 2Br–(aq) → 2Cl-

(aq) + Br2(g)

KIMIA XII SMA 117Br2 dalam air dapat mengalami hidrolisis.

Br2(g) + H2O(l) → 2H+(aq) + Br–

(aq) + + BrO–(aq)

Reaksi hidrolisis dapat dicegah dengan cara menambahkan H2SO4

pada air laut hingga pHnya 3,5. Setelah pH air laut 3,5, baru dialiri gasCl2 dan udara. Gas Br2 yang diperoleh dimurnikan dari Cl2 dengancara destilasi.

4. Iodin (I2)

Yodium di alam hanya terdapat natrium yodat (NaIO3). Yodiumdibuat secara reduksi ion yodat dengan produksi natrium hidrogen-sulfit.

(IO3- + 6H + + Se → 1⁄2 I2 + 3H2O) x 2

(HSO3- + H2O → HSO4

- + 2H+ + 2e) x 5

Ganggang laut (mengandung KI) dikeringkan, abu dari gangganglaut dicampur dengan air panas dan disaring. Larutan yang terjadidiuapkan sementara zat-zat yang kurang larut mengkristal. Sisalarutan kemudian dialiri gas Cl2.

2KI(aq) + Cl2(g) → 2KCl(aq) + I2(g)

5. Astatin (At)Astatin diperoleh dari penembakan Bi dengan partikel α (He).

Astatin bersifat radioaktif dan mempunyai waktu paropendek (8,1jam)

c. Pembuatan Logam AlkaliLogam-logam alkali dapat dibuat dengan elektrolisis lelehan

garamnya atau mereduksi garamnya. Elektrolisis larutan garam logamalkali tidak akan menghasilkan logam alkali karena harga potensilelektroda lebih negatif dari pada air.

Ini dapat diperoleh dengan elektrolisis lelehan LiCl sebagai berikut.

LiCl(l) → Li+(l) + Cl-

(l)

Katoda: Li+(l) + e → Li

Anoda: Cl–(l) → 1⁄2 Cl2(g) + e

Natrium dibuat dari elektrolisis lelehan natrium klorida yangdicampur dengan kalsium klorida disebut proses gown. Fungsi darikalsium klorida untuk menurunkan titik cair sehingga lebih efisien(dari 800oC sampai 500oC).

83219

24

85221

01Bi He Bi 2 n+ → +

KIMIA XII SMA118NaCl(l) → Na+

(l) + Cl–(l)

Na+(l) + e → Na(l)

Cl–(l) → 1⁄2 Cl2(g) + e

3.28 Gambar pembuatan natrium dengan proses down

Logam kalium, rubidium, dan cesium dibuat dengan mereduksilelehan garam kloridanya.

Na(s) + KCl(l)→← NaCl(l) + K(s)

Na(s) + RbCl(l)→← NaCl(l) + Rb(s)

Na(s) + CsCl →← NaCl(l) + Cs(s)

Kalium, rubidium, dan cesium yang terbentuk mudah menguap,maka harus dikeluarkan dari sistem kesetimbangan, sehinggakesetimbangan bergeser ke zat hasil.

d. Alkali TanahAlkali tanah mempunyai harga potensial elektroda sangat negatif,

sehingga pembuatan logam alkali tanah dilakukan dengan caraelektrolisis lelehan garamnya, kecuali berilium.

Birilium dapat dibuat dengan mereduksi garam flouridanya.BeF2 + Mg → MgF2 + Be

Magnesium, kalsium, stonsium, dan barium dibuat dengan caraelektrolisis lelehan garam kloridanya. Pembuatan magnesium jugamenggunakan proses down. Sumber utama, magnesium diperoleh dariair laut. Mula-mula air laut direaksikan dengan CaO yang berasal daripemanasan batu kapur.

CaO(s) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2OH-

(q)

Mg2+(aq) + 2O-

(aq) → Mg(OH)2(s)

Endapan Mg(OH)2 direaksikan dengan larutan HCl pekat untukmembentuk MgCl2.

Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + 2H2O(l)

_ +ion ion

+

Anodakarbon Katoda

_

+

jalan keluar

lapisan elektrolityang membekudipermukaanlapisan karbon

tangki besibertindaksebagaikatoda

leburan alumuniumleburan kryolit

KIMIA XII SMA 119Larutan MgCl2 diperoleh dengan menguapkan airnya sehingga diper-oleh kristal MgCl2, kemudian kristal MgCl2 dicairkan dan dielektrolisis.

MgCl2(l)→← Mg2+

(l) + 2Cl–(l)

Katoda: Mg2+(l) + 2e → Mg(s)

Anoda: 2Cl–(l) → Cl2(g) + 2e

MgCl2 → Mg + Cl2

e. Pembuatan Aluminium (Al)Pengolahan logam aluminium melalui proses pemurnian dan proses

elektrolisis menurut Charles Martin Hall.1) Proses pemurnian bauksit

- Bauksit dicuci dengan larutan NaOH pekatReaksinya: Al2O3(s) + 2NaOH(aq) → 2NaAlO2(aq) + H2O(l)

- NaAlO2 yang terbentuk diubah menjadi Al(OH)3 denganmenambahkan asam.Reaksinya:

NaAlO2(aq) + HCl(aq) + H2O(aq) + H2O(l) → Al(OH)3 + NaCl(aq)

- Al(OH)3 yang terbentuk diubah menjadi Al2O3 dengan pemanasan.

Reaksinya:2Al(OH)3 → Al2O3(s) + 3H2O(g)

2) Proses elektrolisis- Al2O3 dicampur dengan kriolit, berfungsi sebagai pelarut dan

menurunkan titik didih Al2O3 dari 2000oC menjadi 1000oC.

- Larutan Al2O3 dalam kriolit dielektrolisis (lihat gambar)

Gambar 3.29

ANODE KARBON

CAIRANELEKTROLIT

LELEHANALUMUNIUM

TUNGKU KARBON(KATODE)

D

KIMIA XII SMA120Reaksi yang terjadi:

2Al2O3 → 4Al3+ + 6O2-

Katoda: 4Al3+ + 12e → 4Al

Anoda: 6O2- → 3O2 + 12e

2Al2O3 → 4Al + 3O2

Logam aluminium yang terbentuk tertumpuk pada dinding bejanatempat yang digunakan untuk elektrolisis). Oksigen yang terbentukterdapat pada anoda. Seringkali gas oksigen yang terbentuk bereaksidengan karbon menghasilkan gas karbondioksida.

f. Pembuatan belerangSumber unsur belerang adalah gunung berapi dan dalam tanah.

Pengambilan belerang dan depositnya dalam tanah ditambang denganpenambangan frash. Dengan menggunakan pompa Frasch, dipompa-kan uap air yang sangat panas ke dalam deposit belerang di dalamtanah sehingga belerang meleleh. Oleh udara bertekanan tinggi,campuran belerang dan air panas dipompa ke atas permukaan tanah.Belerang akan membentuk padatan ketika sampai permukaan tanah.Dengan cara ini kemurnian belerang yang diperoleh sampai 99,5 %.

g. Pembuatan silikon (Si)Silikon dibuat dengan cara memanaskan pasir dan kokas (c) pada

suhu sekitar 3000oC dalam tanur listrik atau tungku pembakaran.Kokas (C) berfungsi sebagai reduktor.SiO2(l) + C(s) → Si(l) + 2CO(g)

h. Pembuatan fosforusUnsur fosforus diperoleh dengan memanaskan campuran kalsium

fosfat, pasir, dan karbon pada suhu 1400oC - 1500oC dalam suatu tanurlistrik.2Ca3(PO4)2(s) + 6SiO2(s) + 10C(s) → 6CaSiO3(s) + 10CO(g) + P4(g)

Uap fosforus yang terbentuk dipadatkan.

i. Pembuatan H2SO4

1) Dalam laboratoriumSerbuk belerang dibakar, uap yang dihasilkan dialirkan ke dalam air.Kemudian larutan SO3 dalam air kita uji dengan menggunakan kertaslakmus. Perubahan warna merah pada kertas lakmus menunjukkanoksida belerang pembentuk asam.

KIMIA XII SMA 1212) Dalam industri

Produksi H2SO4 dalam industri dapat dibuat melalui 2 cara, yaitu pro-ses kontak dan proses kamar timbal.a) Proses kontak

Bahan dasar: SO2 yang diperoleh dari pembakaran belerang reaksiselanjutnya adalah mereaksikan gas SO2 bersih dengan gas O2 pada

suhu ±400oC dengan katalis V2O5 (vanadium pentaoksida).

Reaksi:2SO2(g) + O2(g)

→← 2SO3(g)

Gas SO3 yang terjadi direaksikan dengan larutan H2SO4 encerhingga dihasilkan H2S2O7 (asam pirosulfat).

Reaksi:SO3(g) + H2SO4(aq) → H2S2O7(l)

Kemudian H2S2O7 ditambahkan air

Reaksi:H2S2O7(l) + H2O(l) → 2H2SO4(l)

uleum/asam sulfat pekat dengan kadar 98%b) Proses kamar timbal

Campuran gas SO2 dengan oksigen dialirkan ke kamar yang dilapisiPb dengan katalisator gas NO dan NO2 sesuai reaksi.

NO, H22SO2(g) + O2(g) ⎯⎯⎯⎯→ 2HNOSO4(l)

NO2 asam nitrosil

2HNOSO4(l) + H2O(l) ⎯⎯→ 2H2SO4(l) + NO(g) + NO2(g)asam sulfat dengan

kadar < 98%

j. Pembuatan CrLogam kromium diperoleh melalui proses alumino thermit mere-

duksi Cr2O3 dengan aluminium.

Cr2O3(s) + 2Al → 2Cr(l) + Al2O3(s)

KIMIA XII SMA122k. Pembuatan Besi

Pengolahan logam besidilakukan dalam tanur tinggi,melalui proses reduksi bijihbesi (Fe2O3, Fe3O4) dengankarbonmonoksida meliputitahap-tahap sebagai berikut.a. Daerah pemanasan

(400 - 750)oC.b. Daerah reduksi

(750 - 1000)oC.c. Daerah karburasi

(1000 - 1300)oC.d. Daerah pencairan

(1300 - 1500)oC.

Gambar 3.30

1) Daerah PemanasanPada daerah pemanasan karbonat, sulfida dan zat organik yang ada

pada bijih besi dioksidasi dan kokas dibakar menjadi CO2 yangkemudian oleh kokas lain CO2 direduksi menjadi CO.

Reaksi:C(kokas) + O2(g) → CO2(g)

CO2(g) + C(kokas) → 2CO(g)

gasCO ini yang selanjutnya akan mereduksi bijih besi.

2) Daerah ReduksiPada daerah reduksi ini baik Fe2O3 dan Fe3O4 direduksi oleh gas CO

menjadi Fe.Reaksi:Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + CO2(g)

Fe3O4(s) + 4CO(g) → 3Fe(s) + 4CO2(g)

3) Daerah KarburasiPada daerah karburasi ini besi reduksi menyerap karbon untuk

menurunkan titik cairnya.

450o - 750o

750o - 1000o

1000o - 1300o

1300o - 1500o

3Fe2O3+CO 2Fe3O4+CO2

Fe3O4+CO 3FeO+CO2

FeO+CO 3Fe+CO2

udara panas

tempatkeluarnya besi

keraktempat

keluarnya kerak

KIMIA XII SMA 1234) Daerah Pencairan

Pada daerah pencairan ini kerak (CaSiO3) mencair. Cairan kerak danbesi cair dialirkan melalui lubang yang berbeda karena perbedaanmassa jenis. Biasanya besi cair ini masih tercampur dengan beberapazat di antaranya karbon, silikat, belerang maka besi cair ini disebutsebagai besi kasar (pig iron).

Untuk mendapatkan jenis besi yang bermacam-macam adalah denganmengurangi kadar karbonnya.1) Besi tuang dengan kadar C antara 2,5 - 4,5%

Bersifat keras dan rapuh biasa digunakan untuk setrika besi danwajan besi.

2) Besi baja dengan kadar C antara: 1,5 - 0,2%Bersifat kuat dan ulet biasa digunakan untuk kerangka jembatandan mobil.

3) Besi tempa dengan kadar C antara 0,12 - 0,25%Bersifat kesat biasa digunakan untuk paku, rantai, dan lain-lain.

l. Pembuatan BajaBaja adalah paduan logam besi dengan unsur lain. Pembuatan baja

dari besi kasar (pig iron) harus melalui pross-proses sebagai berikut.1) Menurunkan kadar C dalam besi kasar dari 3 - 4% menjadi -0,2 - 1,5%.2) Membuang pengotor Si, Mn, dan P.3) Menambahkan unsur logam lain sesuai dengan jenis baja yang

diinginkan (Ni, Cr, Mn, dll).Proses pembuatan baja yang banyak digunakan sekarang adalah

proses tungku oksigen karena lebih praktis dan efisien. Tungku oksigenmerupakan silinder baja dengan pelapis bersifat basa pada bagiandalamnya. Mula-mula ke dalam tungku dimasukkan besi kasar, besibekas, dan kapur (CaO). Kemudian oksigen murni ditiupkan ke dalamcampuran yang berupa cairan panas. Oksigen akan bereaksi dengankarbon menjadi CO2 dan pengotornya akan terpisah.

m. Pengolahan TembagaKalkopirit (CuFeS2) merupakan bijih tembaga yang digunakan

untuk menghasilkan tembaga. Untuk mengolah CuFeS2 menjaditembaga harus melalui empat tahap, yaitu pengapungan (pemekatan),pemanggangan, peleburan, dan elektrolisis.

Melalui pengapungan bijih tambaga yang hanya mengandung 0,5%Cu akan diperoleh bijih besi pekat yang mengandung 20 - 40% Cu.

KIMIA XII SMA124Kemudian bijih pekat dipanggang untuk mengubah bijih pekat menja-di besi sulfida.4CuFeS2 + 9O2 → 2Cu2S + 2Fe2O3 + 6SO2

Bijih yang sudah dipanggang dilebur dan dihasilkan dua lapisan.Lapisan bawah adalah Copper matte yang mengandung Cu2S dan besileleh. Lapisan atas adalah kerak silikat yang mengandung FeSiO3.Copper matte yang dihasilkan dipindahkan ke tungku lain dan ditiup-kan udara sehingga menghasilkan blister copper (tembaga lepuh).2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2

Cu2S + Cu2O → 2Cu + SO2

Blister copper mengandung 98 - 99% Cu dan masih mengandngpengotor besi, seng, perak, emas, dan platina. Untuk menghilangkanpengotor-pengotor tersebut dilakukan elektrolisis. Sebagai anodadigunakan blister copper dan sebagai katoda tembaga murni,sedangkan elektolitnya larutan CuSO4.

CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO4

2-(aq)

Katoda: Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)

Anoda: Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e

Cu(s) → Cu(s)

Kadar tembaga yang dihasilkan mencapai 99,999%.

n. Pembuatan ZingLogam zing diperoleh dengan cara memanaskan ZnCO3 dan ZnS

dengan udara. ZnO yang dihasilkan direduksi dengan karbon padasuhu di atas 1000oC.ZnCO3(s) → ZnO(s) + CO2(g)

2ZnS(s) + 3O2(g) → 2ZnO(s) + 2SO2(g)

ZnO(s) + C(s) → Zn(s) + CO(g)

o. Pembuatan O2

Pembuatan gas oksigen untuk keperluan industri dengan carapenyulingan bertingkat udara cair bersama dengan pembuatan gasnitrogen.Di laboratorium gas O2 dihasilkan dari pemanasan KClO3 dan HgO.

Reaksi:2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)

2HgO(s) → 2Hg(l) + O2(g)

KIMIA XII SMA 125p. Pembuatan N2

Dalam industri gas nitrogen diperoleh dari udara bersama gasoksigen, melalui penyulingan bertingkat udara yang dicairkan.Berdasarkan perbedaan titik didih N2 (-197oC) dan O2 (-183oC) akanterbentuk fraksi nitrogen bagian atas dan fraksi oksigen bagian bawah.Di laboratorium gas-gas N2 dapat diperoleh dengan cara peruraianNH4NO2 dengan cara pemanasan:

NH4NO2(aq) → 2H2O(l) + N2(g)

q. Pembuatan KarbonKokas diperoleh dari pemanasan materi karbon tanpa adanya

oksigen pada suhu tinggi (sampai 1000oC). Arang diperoleh daripembakaran zat organik dengan oksigen terbatas pada suhu yang tingi.Arang akan menjadi karbon aktif apabila dipanaskan dengan uap air.Pembakaran gas alam secara tidak sempurna akan menghasilkan jelagaberupa uap hitam. Jelaga merupakan paratikel-partikel karbon yangsangatt kecil dan dapat diendapkan dengan pengendap elektron statik.

Latihan 9

1. Jelaskan dengan reaksi cara memperoleh gas halogen!2. Jelaskan perbedaan besi tuang dan baja, lengkap dengan contoh!3. Jelaskan cara pembuatan gas nitrogen di dalam industri!4. Jelaskan cara memperoleh alumiinium dari bijihnya!5. Sebutkan dan jelaskan urutan cara memperoleh tembaga dari bijihnya!

KIMIA XII SMA126

Gas muliaHalogenAlkaliAlkali tanahPeriode tigaTransisi

- Unsur utama dalam sistem periodik unsuradalah unsur-unsur yang terletak dalamgolongan A.

- Unsur transisi dalam sistem periodikunsur adalah unsur-unsur yang terletakdalam golongan B.

- Golongan VIIIA disebut juga gas mulia,yang meliputi (Argon), Kr (Kripton), Xe(Xenon), dan Rn (Radon). Kelimpahan dialam sangat sedikit dan berada sebagaiatom-atom tunggal/monoatomik. Sedangproduk atom senyawa yang mengandungunsur gas mulia paling banyak padasenyawa Kripton dan Xenon.

- Golongan VIIA disebut juga halogen yangmeliputi F (Fluorin), Cl (Klorir), Br(Bromin), I (Iodin), dan At (Astatin).Kelimpahan di alam banyak ditemukandalam bentuk persenyawaan dan beradasebagai molekul diatomik (F2, Cl2, Br2, I2).Sedang produk yang mengandung unsurhalogen banyak ditemukan dalam bentukgaram.

- Golongan IA disebut juga alkali yangmeliputi Li (Litium), Na (Natirum), K(Kalium), Rb (Perbidium), Cs (Sesium),dan Fr (Fransium). Kelimpahan di alambanyak ditemukan dalam bentuk per-senyawaan terutama garam-garam mineral.Sedang produk yang mengandung unsuralkali banyak ditemukan dalam bentukgaramnya.

- Golongan IIA disebut juga alkali tanahyang meliputi Be (Berilium), Mg(Radium), Ca (Kalsium), Sr (Stronsium),Ba (Barium), Ra (Radium). Kelimpahan dialam banyak ditemukan dalam bijihmineral, sedang produk yang mengandungunsur alkali tanah banyak ditemukandalam bentuk garamnya.

RANGKUMANKKKKaa tttt aaaa KKKKuuuu nnnncccc iiii

KIMIA XII SMA 127- Unsur logam aluminium dalam sistem

periodik unsur terletak pada golonganIIIA periode 3. Kelimpahan di alamterbanyak dalam bijih bauksit, sedangproduk yang mengandung unsur logamaluminium dalam tawas, paduan logam.

- Unsur karbon dalam sistem periodikunsur terletak pada golongan IVA periode2. Kelimpahan di alam ada dalam keadaanbebas, tapi ada juga dalam bentukpersenyawaan. Sedang produk yangmengandung unsur karbon ada dalambentuk senyawa organik dan anorganik.

- Unsur silikon dalam sistem periodikunsur terletak pada golongan IVA periode3. Kelimpahan di alam banyak ditemukandalam senyawa-senyawa oksida dansilikat. Sedang produk yang mengandungunsur silikon antara lain pasir silikon dangaram-garam silikon.

- Unsur belerang dalam sistem periodikunsur terletak pada golongan VIA periode3. Kelimpahan di alam ada dalam keadaanbebas dan dalam bentuk persenyawaanterutama dalam senyawa sulfida. Sedangproduk yang mengandung unsurbelerang ada dalam senyawa organik dananorganik.

- Unsur oksigen dalam sistem periodikunsur terletak pada golongan VIA periode2. Kelimpahan di alam ada dalam bentukbebas dan dalam persenyawaan. Sedangproduk yang mengandung unsur oksigenbanyak dalam bentuk senyawa oksidanya(senyawa anorganik dan organik).

- Unsur nitrogen dalam sistem periodikunsur terletak pada golongan VA periode 2.Kelimpahan di alam ada dalam keadaanbebas dan dalam persenyawaan. Sedangproduk yang mengandung unsur nitrogenpaling banyak dalam senyawa oksida danpupuk.

KIMIA XII SMA128

- Unsur-unsur logam transisi seperti krom,tembaga, seng, dan besi dalam sistemperiodik unsur terletak dalam periode 4.Kelimpahannya di alam banyak terdapatsebagai senyawa-senyawa mineral,kecuali logam tembaga. Bisa bebas dandalam persenyawaan. Produk-produkyang mengandung unsur-unsur logamtransisi di atas banyak dipakai padapaduan logam.

- Helium diperoleh dari gas alam melaluiproses kriogenik dan adsorbsi.

- Gas mulia lainnya (Ne, Ar, Kr, dan Xe)diperoleh dari udara cair melalui prosesadsorbsi dan proses destilasi fraksionasi.

- Halogen diperoleh dengan cara elektrolisis.- Logam alkali dapat dibuat dengan

elektrolisis lelehan garamnya dan reduksigaramnya.

- Aluminium diperoleh dari bauksit melaluiproses pemurniandan elektrolisis.

- Silikon diperoleh dengan cara mem-anaskan pasir (SiO2) dan kokas (C) pada

suhu 3000oC.- Fosfones diperoleh dengan cara memanas-

kan campuran kalsium fosfat, pasir, dankarbon pada suhu 1400oC - 1500oC.

- Belerang diperoleh langsung dari gunungberapi menggunakan pompa Frasch.

- Logam-logam golongan transisi (Cr, Zn, Fe,Cu) diperoleh melalui reduksi bijihnya.

- Pembuatan gas N2 dan O2 dengan cardestilasi bertingkat udara cair.

- Unsur-unsur halogen, gas mulia dalamsatu golongan, besarnya titik didih dan titikleleh berbanding lurus dengan massa atomrelatif (Ar-nya).

- Jari-jari atom semakin panjang berartiunsur mempunyai energi ionisasi semakinkecil dan semakin mudah melepaskanelektron membentuk ion positif.

KIMIA XII SMA 129- Walaupun gas mulia dikenal sangat stabil

(sulit bereaksi) tetapi dengan unsur yangsangat elektronegatif (seperti F dan O)masih dapat bereaksi.

- Kereaktifan halogen berkurang dari F keAt.

- Kekuatan oksidator (daya oksidasi)halogen berkurang dari F ke At.

- Klorin, Bromin, dan Iodin dapat mem-bentuk asam oksigen dengan bilanganoksidasi +1, +3, +5, atau +7.

- Kereaktifan logam alkali meningkat dari Like Fr.

- Kereaktifan logam alkali tanah meningkatdari Be ke Ra.

- Unsur dalam satu periode, sifat kelogam-annya berkurang dari kiri ke kanan, sifatasamnya semakin ke kanan semakin kuatdan sifat besarnya semakin ke kiri semakinkuat.

- Sifat unsur transisi bersifat logam, titikdidih dan titik lebur relatif tinggi,konduktor yang baik, dipengaruhi magnet,ion-ionnya berwarna, sebagian besarmempunyai bebrapa bilangan oksidasi,dan dapat membentuk senyawa kompleks.

- Unsur karbon sebagai penyusun utamasemua tumbuhan dan hewan.

- Unsur nitrogen dalam keadaan bebasmembentuk molediatomik dengan ikatankovalen rangkap tiga.

- Unsur oksigen dalam keadaan bebasmembentuk molekul diatomik (O2) danmolekul triatomik (O3).

KIMIA XII SMA130

I. Pilihlah huruf a, b, c, d, atau e pada jawaban yang tepat!1. Di antara unsur-unsur gas

mulia di bawah ini, yang palingbanyak ditemukan di alamsemesta adalah ....a. He d. Krb. Ne e. Xec. Ar

2. Senyawa gas mulia yang perta-ma disintesis adalah ....a. XeF2 d. O2PtF6

b. XeO2 e. KrPtF6

c. XePtF6

3. Gas oksigen di udara terutamaberasal dari ....a. respirasi hewan dan

manusiab. fotosintesis tumbuh-tum-

buhanc. penguapan air laut dan

udarad. difusi ozon dari lapisan

ozon (stratosfer)e. perubahan senyawa-

senyawa yang mengandungoksigen

4. Di udara senyawa logam alkalitanah di bawah ini yangdikenal sebagai garam Inggrisadalah ....a. CaSO4 . 2H2Ob. MgCl2 . H2Oc. MgSO4 . 7H2od. (CaHCO3)2

e. BaSO2

5. Unsur periode ketiga yang pa-ling banyak terdapat pada kulitbumi adalah ....a. S d. Alb. P e. Mgc. Si

6. Unsur periode ketiga yang dialam dalam keadaan bebasadalah ....a. natrium dan argonb. magnesium dan klorinc. aluminium dan belerangd. silikon dan phospore. belerang dan argon

7. Bauksit merupakan bijih logamyang digunakan sebagai bahanbaku pembuatan aluminium.Rumus kimia bauksit adalah ....a. Al2O3 d. Al2(SO4)3

b. Na3AlF6 e. AlCl3 . H2Oc. Al(OH)3

8. Atom-atom gas mulia mem-punyai kestabilan yang tinggi.Hal ini disebabkan karena ....a. terdapat di alam dalam

keadaan bebas, mono-atomik

b. jumlah elektron di kulitterluarnya 8

c. mempunyai konfigurasielektron yang stabil

d. jumlah elektron valensinyapaling banyak

e. semua berbentuk gas

ELATIHAN SOALPP

KIMIA XII SMA 13110. Dari sifat-sifat unsur berikut:

1) jari-jari atom2) energi ionisasi3) kereaktifan 4) titik didihSifat yang bertambah besardengan bertambahnya nomoratom gas mulia adalah ....a. 1) dan 3)b. 2) dan 3)c. 2) dan 4)d. 1), 3), dan 4)e. 2), 3), dan 4)

11. Urutan kereaktifan unsur halogendari yang paling reaktif sampai keyang kurang reaktif adalah ....a. F, Cl, Br, dan Ib. Br, I, F, dan Clc. Cl, Br, I, dan Fd. I, Br, Cl, dan Fe. Cl, I, Br, dan F

12. Diketahui harga potensial elek-troda standar sebagai berikut:F2 + 2e → 2F- Eo = +2,87 volt

Cl2 + 2e → 2Cl- Eo = +1,36 volt

Br2 + 2e → 2Br- Eo = +1,09 volt

I2 + 2e → 2I- Eo = +0,54 volt

Pasangan elektrode yang mem-berikan harga potensial selpaling besar adalah ....a. Cl2|Cl–||Br-|Br2

b. Cl2|Cl-||Br-|Br2

c. F2|F-||Cl-|Cl2

d. F2|F-||I-|I2

e. Br2|Br-||F-|F2

13. Reaksi di bawah ini yangtermasuk reaksi dispropor-sionasi adalah ....a. F2 + 2NaCl → 2NaF + Cl2

b. Cl2 + 2NaOH → NaCl +NaClO + H2O

c. H2 + Cl2 → 2HCld. 2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 +

2NaIe. Cl2 + 2KI → 2KCl + I2

14. Pernyataan tentang sifat-sifatgolongan alkali yang benaradalah ....a. energi ionisasi K lebih kecil

daripada energi ionisasi Nab. jari-jari atom Rb lebih kecil

daripada jari-jari atom Kc. sifat basa Na lebih kuat

daipada sifat basa Rbd. sifat reduktor Li lebih kuat

daipada Ke. afinitas elektron Cs paling

besar15. Urutan kekuatan basa dari

logam alkali yang benar adalah ....a. LiOH < KOH < NaOHb. KOH < LiOH < NaOHc. LiOH < NaOH < KOHd. NaOH < KOH < LiOHe. NaOH < LiOH < KOH

16. Apabila logam alkali dipanas-kan dengan gas nitrogen makaakan terbentuk senyawa yangdisebut ....a. nitrida d. hidridab. karboksida e. hidroksidac. halida

17. Diketahui warna nyala darilogam logam alkali:I. putihII. merah jinggaIII. merah karminIV. hijau mudaYang merupakan warna nyaladari logam stronsium danbarium adalah ....a. I dan III d. I dan IVb. II dan III e. I dan IIc. III dan IV

KIMIA XII SMA13218. Sifat-sifat golongan alkali tanah

dari atas ke bawah yang benaradalah ....a. energi ionisasinya semakin

kecilb. semakin mudah mengalami

reduksic. jari-jari atomnya semakin

kecild. k e e l e k t ro n e g a t i f a n n y a

semakin besare. kereaktifannya berkurang

19. Sifat unsur alkali dibandingkandengan sifat alkali tanah yangseperiode adalah ....a. jari-jari atom alkali lebih

besar daripada jari-jari atomalkali tanah

b. energi ionisasi alkali lebihbesar daripada energi ion-isasi alkali tanah

c. sifat basa unsur alkali tanahlebih besar daripada sifatbasa unsur alkali

d. titik didih unsur alkali lebihbesar daripada titik didihunsur alkali tanah

e. potensial elektroda alkalitanah lebih negatif daripadaalkali

20. Berdasarkan kenaikan nomoratomnya maka urutan unsurperiode ketiga yang benaradalah ....a. Na, Mg, Si, Al, P, S, Clb. Na, Mg, Al, Si, P, S, Clc. Mg, Na, Si, Al, P, S, Cld. Mg, Na, Al, Si, S, P, Cle. Al, Na, Mg, Si, S, P, Cl

21. Kalsium dapat bereaksi sangatcepat dengan air menghasilkan....a. kalsium oksida dan gas

hidrogenb. kalsium oksida dan gas

oksidenc. kalsium hidroksida dan gas

oksigend. kalsium hidroksida dan gas

hidrogene. kalsium hidroksida dan gas

karbondioksida22. Sifat kebasaannya dan keba-

saan unsur-unsur periode ke-3dari kiri ke kanan adalah ....a. sifat kebebasannya bertambahb. sifat keasamannya bertambahc. hidroksida unsur Al dan Si

bersifat amfotend. sifat keasaman H2S lebih

besar daripada H2SO4

e. sifat keasaman HClO3 lebihbesar daripada HClO4

23. Ikatan kimia yang terdapatdalam garam-garam kloridaperiode ke-3 adalah ....a. NaCl, MgCl2, AlCl3

berikatan ionb. NaCl dan MgCl2 berikatan

ionc. NaCl dan MgCl2 berikatan

ion sedangkan AlCl3 danPCl5 berikatan kovalen

d. PCl5 dan SiCl4 berikatankovalen

e. NaCl, MgCl2, AlCl3, SiCl4,da PCl5 semuanya berikatanion

KIMIA XII SMA 13324. Pernyataan yang benar tentang

sifat unsur transisi periode ke-4adalah ....a. mempunyai bilangan oksi-

dasi lebih dari satu macamb. mempunyai orbital d yang

penuh kecuali Cu dan Znc. ada yang bersifat logam dan

ada yang bersifat nonlogamd. untuk Cr dan Cu mempu-

nyai bilangan oksidasi +3e. dapat berikatan dengan

unsur lain dengan mele-paskan atau mengikat elek-tron-elektron pada kulit ter-luar

25. Apabila 13 gram logam senghabis bereaksi dengan asamsulfat encer sesuai reaksi:Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) +H2(g)

Maka volum gas hidrogen yangdiperoleh pada suhu 0oC dantekanan 1 atm adalah ....a. 1,12 L d. 11,2 Lb. 2,24 L e. 22,4 Lc. 4,48 L

26. Pada ion kompleks{Cr(NH3)4}

2+ yang bertindaksebagai ligan adalah ....a. Cu2+ d. [NH3]4

2+

b. Cr+ e. Cu(NH3)4

c. NH3

27. Senyawa kompleks berikutyang mempunyai bilangankoordinasi enam adalah ....a. K2PtCl4

b. Zn(NH3)4Cl2

c. K2PtCl6

d. Na3Ag(S2O3)2

e. Cr(NO3)4SO4

28. Golongan gas mulia yang diguna-kan untuk membantu pernapasanpara penyelam adalah ....a. helium d. kriptonb. neon e. xenonc. argon

29. Senyawa dari halogen yangdigunakan untuk meningkat-kan mutu bensin adalah ....a. CF2Cl2

b. CHCl3

c. KClO3

d. NaBre. CH2Br = CH2Br

30. Pada proses elektrolisis lelehanNaCl dengan elektroda grafit,maka pada ikatan katodadihasilkan ....a. gas Cl2

b. logam Nac. gas H2

d. larutan basae. gas O2

31. Senyawa yang berfungsi se-bagai bahan pengembang adonanpada pembuatan kue adalah ....a. Na2CO3 d. KClb. NaOH e. KClO3

c. NaHCO3

32. Magnesium dapat digunakanuntuk melindungi korosi padabesi. Dari pernyataan di bawahini yang benar adalah ....a. magnesium sebagai anoda

dan besi sebagai katodab. magnesium sebagai katoda

dan besi sebagai anodac. magnesium dan besi

sebagai anodad. besi dilapisi magnesiume. potensial elektroda lebih

besar daripada besi

KIMIA XII SMA13433. Asbes dapat menimbulkan

gejala asbestosis, yaitu sesaknapas yang disertai batukdahak. Senyawa asbes mengan-dung logam ....a. Be dan Ca d. Ba dan Mgb. Be dan Mg e. Ca dan Mgc. Ca dan Sr

34. Intan dapat digunakan sebagaimata bor dan pemotong kacakarena ....a. intan mempunyai sifat kerasb. intan merupakan zat yang

mempunyai kekerasan palingtinggi

c. intan mudah bereaksidengan kaca

d. intan sangat reaktife. intan merupakan bahan

dasar pembentuk kaca35. Urut-urutan proses pembuatan

tembaga adalah ....a. pengapungan, peleburan,

pemanggangan, elektrolisisb. pengapungan, pemangga-

ngan, elektrolisis, peleburanc. pemanggangan, peng-

apungan, peleburan, elek-trolisis

d. pengapungan, pemang-gangan, peleburan, elek-trolisis

e. pengapungan, elektrolisis,peleburan, elektrolisis

37. Proses Frasch adalah prosespenambangan untuk mem-peroleh unsur ....a. belerangb. phosphorc. silikond. karbone. besi

38. Kokas pada pembuatan besidari bijih besi berfungsi ....a. oksidator d. inhibitorb. reduktor e. bahan bakarc. katalisator

39. Zat di bawah ini yang menye-babkan effek rumah kacaadalah ....a. gas NO d. gas COb. gas SO2 e. gas CO2

c. gas SO3

40. Kuningan dapat digunakanuntuk membuat berbagaiprabot rumah tangga danbarang kerajinan. Kuninganmerupakan paduan antaralogam-logam ....a. embaga dan sengb. tembaga dan timahc. tembaga dan perakd. tembaga dan timbale. tembaga dan krom

41. Senyawa alkali tanah yangdapat digunakan sebagai obatsakit magg adalah ....a. CaCO3 d. Mg(OH)2

b. CaOCl2 e. MgSO4

c. BaSO4

42. Senyawa yang dapatmenipiskan lapisan ozonadalah ....a. DDT d. klorofomb. PVC e. todoformc. CFC

43. Oksigen di laboratorium dibuatdengan cara ...a. destilasi udara cairb. elektrolisis airc. pemanasan kalium kloratd. pembakaran hidrokarbone. elektrolisis udara cair

KIMIA XII SMA 13544. Di antara contoh pupuk di

bawah ini, yang merupakanpupuk tunggal adalah ....a. pupuk kandangb. komposc. NPKd. humuse. ZA

45. Pupuk-pupuk di bawah inimengandung nitrogen, kecuali....a. ureab. amonium sulfatc. NPKc. ZAe. TSP

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini!

1. Jelaskan pengertian unsur-unsur golongan:a. utamab. transisi

2. Mengapa unsur-unsur gas mulia sukar bereaksi dengan unsur lain?3. Bagaimana urutan keasaman senyawa hidrogen halida? Jelaskan!4. Mengapa unsur-unsur logam alkali tidak dapat dibuat dengan jalan

elektrolisis larutan garamnya?5. Unsur logam alkali tanah dapat bereaksi dengan air. Tuliskan

persamaan reaksi dan namanya jika logamnya unsur kalsium!6. Energi ionisasi unsur-unsur seperiode makin ke kanan makin besar.

Mengapa energi ionisasi 13Al lebih kecil dari energi ionisasi 12Mg,padahal Al ada di sebelah kanan Mg?

7. Karbon mempunyai 2 bentuk allotropi. Sebutkan!8. Di antara unsur-unsur periode ketiga, unsur mana saja yang bersifat

logam, semilogam, dan nonlogam?9. Tuliskan senyawa hidroksida dari unsur belerang dan berapa bilangan

oksidanya?10. Mengapa gas nitrogen sukar bereaksi?11. Sebutkan 2 perbedaan antara oksigen dan ozon!12. Mengapa unsur logam Crom bersifat paramagnetik?13. Tentukan bilangan oksidasi unsur Cu dalam:

a. Cu2O c. CuS

b. Cu(NO3)2 e. CuCl2–

14. Pada umumnya senyawa-senyawa unsur transisi berwarna, kecualiunsur Zn. Mengapa?

15. Sebutkan 4 sifat dari unsur besi!