KIMIA

SEMESTER I

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN, REAKSI REDOKS DAN ELEKTROKIMIA, DAN KIMIA UNSUR

Oleh,

Arlita Kusuma Dewi04

PROGRAM STUDI ILMU PENGETAHUAN ALAM (XII PSIA-3)SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA) NEGERI 1 PEMALANGJalan Gatot Subroto Telepon (0284) 321437 Pemalang2011

BAB I SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

LARUTAN adalah campuran homogen dua zat atau lebih yang saling melarutkan dan masing-masing zat penyusunnya tidak dapat dibedakan lagi secara fisik.Larutan terdiri atas zat terlarut dan pelarut.Berdasarkan daya hantar listriknya (daya ionisasinya), larutan dibedakan dalam dua macam, yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit.Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik.

Larutan ini dibedakan atas :

1. ELEKTROLIT KUAT

Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang mempunyai daya hantar listrik yang kuat, karena zat terlarutnya didalam pelarut (umumnya air), seluruhnya berubah menjadi ion-ion (alpha = 1).

Yang tergolong elektrolit kuat adalah:

a. Asam-asam kuat, seperti : HCl, HCl03, H2SO4, HNO3 dan lain-lain. b. Basa-basa kuat, yaitu basa-basa golongan alkali dan alkali tanah, seperti: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 dan lain-lain. c. Garam-garam yang mudah larut, seperti: NaCl, KI, Al2(SO4)3 dan lain-lain 2. ELEKTROLIT LEMAH

Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang daya hantar listriknya lemah dengan harga derajat ionisasi sebesar: O < alpha < 1.

Yang tergolong elektrolit lemah:

a. Asam-asam lemah, seperti : CH3COOH, HCN, H2CO3, H2S dan lain-lainb. Basa-basa lemah seperti : NH4OH, Ni(OH)2 dan lain-lainc. Garam-garam yang sukar larut, seperti : AgCl, CaCrO4, PbI2 dan lain-lain

Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, karena zat terlarutnya di dalam pelarut tidak dapat menghasilkan ion-ion (tidak mengion).Tergolong ke dalam jenis ini misalnya:

- Larutan urea- Larutan sukrosa- Larutan glukosa- Larutan alkohol dan lain-lainKonsentrasi merupakan cara untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara zat terlarut dan pelarut.Menyatakan konsentrasi larutan ada beberapa macam, di antaranya:1. Persen massa/berat (%bb)Menyatakan jumlah massa (gram) zat terlarut dalam 100 gram larutan. Misal, larutan gula 10 % artinya dalam 100 gram larutan terdapat 10 gram gula.

2. Persen Volume (%vv)Menyatakan jumlah volume (mL) zat terlarut dalam 100mL larutan.Misal, larutan alkohol 70% artinya dalam 100mL larutan terdapat 70mL alkohol.

3. Kemolaran/molaritas (M)Yaitu banyaknya mol zat terlarut dalam 1 liter (1000 mL) larutan.

atau atau

n = mol zat terlarutmassa = massa zat terlarutv =volume larutanMr = massa molekul relatif zat terlarut

Hubungan molaritas dengan persen :

% = persen mass = massa jenis larutan

4. Kemolalan/molalitas (m)Menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1kg (1000 gram) pelarut.

atau atau

P = massa pelarut

Hubungan molaritas dengan molalitas :

5. Fraksi mol (X)Menyatakan perbandingan mol zat terlarut atau pelarut dengan jumlah mol larutan.a. Fraksi mol zat terlarut (Xt)

b. Fraksi mol pelarut (Xp)

nt = mol zat terlarutnp= mol zat pelarutharga Xt + Xp = 1

Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak tergantung pada macamnya zat terlarut tetapi semata-mata hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut (konsentrasi zat terlarut).

Sifat koligatif meliputi: 1. Penurunan tekanan uap jenuh (P)2. Kenaikan titik didih (Tb)

3. Penurunan titik beku ()

4. Tekanan osmotik ()

Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat Larutan itu sendiri. Jumlah partikel dalam larutan non elektrolit tidak sama dengan jumlah partikel dalam larutan elektrolit, walaupun konsentrasi keduanya sama. Hal ini dikarenakan larutan elektrolit terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan non elektrolit tidak terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif larutan dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolit.

PENURUNAN TEKANAN UAP JENUH (P)Pada setiap suhu, zat cair selalu mempunyai tekanan tertentu. Tekanan ini adalah tekanan uap jenuhnya pada suhu tertentu. Penambahan suatu zat ke dalam zat cair menyebabkan penurunan tekanan uapnya. Hal ini disebabkan karena zat terlarut itu mengurangi bagian atau fraksi dari pelarut, sehingga kecepatan penguapanberkurang.Menurut RAOULT: p = po . XB

dimana:p = tekanan uap jenuh larutanpo = tekanan uap jenuh pelarut murniXB = fraksi mol pelarutKarena XA + XB = 1, maka persamaan di atas dapat diperluas menjadi:P = Po (1 - XA)P = Po - Po . XAPo - P = Po . XAsehingga:P = po . XAdimana:

P = penunman tekanan uap jenuh pelarutpo = tekanan uap pelarut murniXA = fraksi mol zat terlarutContoh: Hitunglah penurunan tekanan uap jenuh air, bila 45 gram glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam 90 gram air !Diketahui tekanan uap jenuh air murni pada 20oC adalah 18 mmHg. \Jawab: mol glukosa = 45/180 = 0.25 mol mol air = 90/18 = 5 molfraksi mol glukosa = 0.25/(0.25 + 5) = 0.048Penurunan tekanan uap jenuh air:

P = Po. XA = 18 x 0.048 = 0.864 mmHgKENAIKAN TITIK DIDIH (Tb)Adanya penurunan tekanan uap jenuh mengakibatkan titik didih larutan lebih tinggi dari titik didih pelarut murni.Untuk larutan non elektrolit kenaikan titik didih dinyatakan dengan:

Tb = m . Kbdimana:Tb = kenaikan titik didih (oC)m = molalitas larutanKb = tetapan kenaikan titik didih molalKarena : m = (W/Mr) . (1000/p) ; (W menyatakan massa zat terlarut)Maka kenaikan titik didih larutan dapat dinyatakan sebagai:Tb = (W/Mr) . (1000/p) . Kb Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik didih larutan dinyatakan sebagai: Tb = (100 + Tb)oC

PENURUNAN TITIK BEKU ()Untuk penurunan titik beku persamaannya dinyatakan sebagai :Tf = m . Kf = W/Mr . 1000/p . Kfdimana:Tf = penurunan titik bekum = molalitas larutanKf = tetapan penurunan titik beku molalW = massa zat terlarutMr = massa molekul relatif zat terlarutp = massa pelarutApabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik beku larutannya dinyatakan sebagai:Tf = (O - Tf)oCTabel Tetapan kenaikan Titik didih Molal (Kb) dan Tetapan penurunan Titik Beku Molal (Kf) dari beberapa Pelarut (tekanan 1 atm)PelarutTitik Didih (oC)KbTitik Beku (oC)Kf

Air100,00,520,001,86

Asan asetat118,33,0716,63,57

Benzena80,202,535,455,07

Klorofrom61,202,63--

TEKANAN OSMOTIK ()

Tekanan osmotik adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semi permeabel (proses osmosis).

Menurut VAN'T Hoff tekanan osmotik mengikuti hukum gas ideal: PV = nRT

Karena tekanan osmotik = , maka :

= n/V R T = C R T

dimana : = tekanan osmotik (atmosfir)C = konsentrasi larutan (mol/liter= M)R = tetapan gas universal = 0.082 liter.atm/moloKT = suhu mutlak (oK) - Larutan yang mempunyai tekanan osmotik lebih rendah dari yang lain disebut larutan Hipotonis.- Larutan yang mempunyai tekanan osmotik lebih tinggi dari yang lain disebut larutan Hipertonis.- Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmotik sama disebut Isotonis. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa larutan elektrolit di dalam pelarutnya mempunyai kemampuan untuk mengion. Hal ini mengakibatkan larutan elektrolit mempunyai jumlah partikel yang lebih banyak daripada larutan non elektrolit pada konsentrasi yang sama.Contoh: Larutan 0.5 molal glukosa dibandingkan dengan iarutan 0.5 molal garam dapur.- Untuk larutan glukosa dalam air jumlah partikel (konsentrasinya) tetap, yaitu 0.5 molal.- Untuk larutan garam dapur: NaCl(aq) --> Na+ (aq) + Cl- (aq) karena terurai menjadi 2 ion, maka konsentrasi partikelnya menjadi 2 kali semula = 1.0 molal. Yang menjadi ukuran langsung dari keadaan (kemampuannya) untuk mengion adalah derajat ionisasi.Besarnya derajat ionisasi ini dinyatakan sebagai: = jumlah mol zat yang terionisasi/jumlah mol zat mula-mula

Untuk larutan elektrolit kuat, harga derajat ionisasinya mendekati 1, sedangkan untuk elektrolit lemah, harganya berada di antara 0 dan 1 (0 < < 1).Atas dasar kemampuan ini, maka larutan elektrolit mempunyai pengembangan di dalam perumusan sifat koligatifnya sebagai berikut:Faktor Vant Hoff(i) i = [1+ (n-1)] 1.) Untuk Kenaikan Titik Didih dinyatakan sebagai:Tb = m . Kb [1 + (n-1)] = W/Mr . 1000/p . Kb [1+ (n-1)]n menyatakan jumlah ion dari larutan elektrolitnya.2.) Untuk Penurunan Titik Beku dinyatakan sebagai:Tf = m . Kf [1 + (n-1)] = W/Mr . 1000/p . Kf [1+ (n-1)]

3.) Untuk Tekanan Osmotik dinyatakan sebagai: = C R T [1+ (n-1)]4.) Untuk penurunan tekanan uap (P) dinyatakan sebagai:P = po . XA. [1+ (n-1)]Contoh:Hitunglah kenaikan titik didih dan penurunan titik beku dari larutan 5.85 gram garam dapur (Mr = 58.5) dalam 250 gram air ! (bagi air, Kb= 0.52 dan Kf= 1.86)Jawab:Larutan garam dapur, NaCl(aq) --> NaF+ (aq) + Cl- (aq)Jumlah ion = n = 2.Tb = 5.85/58.5 x 1000/250 x 0.52 [1+1(2-1)] = 0.208 x 2 = 0.416oCTf = 5.85/58.5 x 1000/250 x 0.86 [1+1(2-1)] = 0.744 x 2 = 1.488oC

BAB II

REAKSI REDOKS DAN ELEKTROKIMIA

A. REAKSI REDOKS

Reaksi redoks adalah reaksi yang didalamnya terjadi perpindahan elektron secara berurutan dari satu spesies kimia ke spesies kimia lainnya, yang sesungguhnya terdiri dari dua reaksi yang berbeda, yaitu reaksi reduksi dan reaksi oksidasi.Reaksi reduksi adalah reaksi penangkapan elektron atau reaksi terjadinya penurunan bilangan oksidasi. Sedangkan reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron atau reaksi terjadinya kenaikan bilangan oksidasi.

Aturan biloks :1. Biloks unsur bebas ( unsur yang belum berikatan dengan unsur lain ) adalah nol (0).2. Biloks atom H adalah senyawa +1, kecuali dalam hidrida logam ( senyawa hidrogen dengan logam : NaH, CaH2, KH dsb ) adalah -1.3. Biloks atom O dalam senyawa adalah OF2, biloks O adalah +2, dan dalam senyawa peroksida (H2O2, CaO2, Na2O2, K2O2 dsb ) adalah -1.4. Biloks ion sederhana sama dengan muatannya.H+, biloks atom H = 1Al3+ biloks atom Al = +3O2- biloks atom O = -2Cl- biloks atom Cl = -15. Biloks logam golongan IA, IIA, IIIA, dalam senyawa sama dengan golongannya.6. Jumlah biloks dalam senyawa = nol, dan dalam ion poliatom = muatannya.

B. Penyetaraan persamaan reaksi redoksAda 2 cara :1. Cara ion elektron/setengah reaksi Langkah-langkah :a. Tulis setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksib. Setarakan atom selain Oc. Setarakan atom O dengan menambah H2O1. Pada suasana asam dan netralPada ruas yang kekurangan atom O ditambah H2O dan ruas sebaliknya ditambah ion H+ 2. Pada suasana basaPada ruas yang kelebihan stom O ditambah H2O dan ruas sebaliknya ditambah ion OH-d. Setarakan jumlah muatan listrik pada kedua ruas dengan menambahkan sejumlah elektron pada ruas yang kelebihan muatan.e. Setarakan jumlah elektron yang dilepas maupun yang diterima/diikat.

Contoh :CuS + NO3- Cu2+ + S + NO (asam)

a. CuS Cu2+ + SNO3- NOb. Atom sudah setarac. CuS Cu2+ + SNO3- + 4H+ NO + 2H2Od. CuS Cu2+ + S + 2e x 3NO3- + 4H+ + 3eNO + 2H2O x 2 +3CuS + 2NO3- + 8 H+ 3Cu2+ + 3S + 2NO + 4H2Oe. Jumlah elektron sudah setara

2. Cara bilangan oksidasi Langkah langkah :

Langkah 1: Tentukan bilangan oksidasi pada setiap unsur.

Langkah 2: Tentukan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

Langkah 3: Tentukan jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari unsur yang mengalami oksidasi dan jumlah penurunan bilangan oksidasi dari unsur yang mengalami reduksi.

Langkah 4: Setarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. Untuk menyetarakan perubahan bilangan oksidasi, zat yang tereduksi dikalikan 1, sedangkan zat yang teroksidasi dikalikan 5

Langkah 5: Setarakan muatan.Dalam suasana asam menyetarakan muatan pada ruas kiri dan ruas kanan dengan penambahan ion H+. Muatan di ruas kiri adalah +9, sedangkan muatan diruas kanan adalah +17 sehingga pada ruas kiri ditambahkan 8H+.

Langkah 6: Setarakan unsur lainnya dalam urutan KAHO ( kation, anion, hidrogen, oksigen ).

Untuk menyetarakan atom H dilakukan penambahan H2O di ruas kanan sebanyak setengah dari H+.

Atom O ternyata sudah setara, dengan demikian reaksi tersebut sudah setara.

C. SEL ELEKTROKIMIA

Sel elektrokimia merupakan suatu alat yang terdiri dari sepasang elektroda yang dicelupkan ke dalam suatu larutan atau lelehan ionis dan dihubungkan dengan konduktor logam pada rangkaian luar. Sel elektrokimia dapat berupasel galvanimaupunsel elektrolisis.

1. Sel Volta Sel galvani adalah sel elektrokimia yang dapat menghasilkan energi listrik yang disebabkan oleh terjadinya reaksi redoks yang spontan. Contoh sel galvani adalah sel Daniell yang gambarnya dapat dilihat pada gambar 1. Jika kedua elektrodanya dihubungkan dengan sirkuit luar, dihasilkan arus litrik yang dapat dibuktikan dengan meyimpangnya jarum galvanometeryang dipasang pada rangkaian luar dari sel tersebut.

Sel volta sering pula dimodifikasi seperti yang terlihat pada gambar gambar tersebut. Kedua setengah sel dihubungkan denganjembatan garam. Jembatan garam biasanya berupa tabung berbentuk U yang diisi dengan agar-agar yang dijenuhkan dengan KCl. Jembatan garam berfungsi untuk menjaga kenetralan muatan listrik pada larutan. Karena konsentrasi larutan elektrolit pada jembatan garam lebih tinggi daripada konsentrasi elektrolit di kedua bagian elektroda, maka ion negatif dari jembatan garam masuk ke salah satu setengah sel yang kelebihan muatan positif dan ion positif dari jembatan garam berdifusi ke bagian lain yang kelebihan muatan negatif. Dengan adanya jembatan garam terjadi aliran electron yang kontinu melalui kawat pada rangkaian luar dan aliran ion-ion melalui larutan sebagai akibat dari reaksi redoks yang spontan yang terjadi pada kedua elektroda.Ketika sel volta digunakan sebagai sumber listrik terjadi perubahan dari Zn menjadi Zn2+yang larut. Zn(s)Zn2+(aq) + 2e-(reaksi oksidasi)

Hal ini dapat diketahui dari semakin berkurangnya massa Zn sebelum dan sesudah reaksi. Di sisi lain, elektroda Cu semakin bertambah massanya karena terjadi pengendapan Cu dari Cu2+dalam larutan.

Cu2+(aq) +2e-Cu(s)(reaksi reduksi)

Pada sel tersebut elektroda Zn bertindak sebagaianodadan elektroda Cu sebagaikatoda.Ketika sel volta disetting, terjadi arus elektron dari elektroda seng(Zn) ke elektroda tembaga (Cu) pada sirkuat luar. Oleh karena itu logam seng bertindak sebagai kutub negatif dan logamtembaga sebagai kutub positif. Bersamaan dengan itu pada larutan dalam sel tersebut terjadi arus positif dari kiri ke kanan sebagai akibat dari mengalirnya sebagian ion Zn2+(karena dalam larutan sebelah kiri terjadi kelebihan ion Zn2+dibandingkan dengan ion SO42-yang ada).Reaksi total yang terjadi pada sel volta adalah :Zn(s) +Cu2+(aq)Zn2+(aq) + Cu(s)

Reaksi tersebut merupakan reaksi redoks yang spontan yang dapat digunakan untuk memproduksi listrik melalui suatu rangkaian sel elektrokimia.

Reaksi diatas dapat ditulis notasi sel sebagai berikut :ZnZn2+ Cu 2+ Cu

Potensial Elektrode (E) dan potensial sel (E sel)

a. Potensial Elektrode

Pengukuran potensial sel dapat di gunakan untuk membandingkan kecenderungan logam-logam atau spesi lain ntuk mengalami oksidasi atau reduksi. Misalnya, jika elektrode Zn Zn2+ diganti dengan elektrode Ag/Ag+, ternyata elektron mengalir dari elektrode Cu ke elektrode Ag menghasilkan potensial standar (E0sel) = 0,45 volt. Jadi, tembaga lebih mudah teroksidasi perak. Berdasarkan data di atas, urutan kecenderungan teroksidasi dari logam-logam Zn, Cu, dan Ag adalah Zn > Cu > Ag.Untuk membandingkan kecenderungan oksidasi atau reduksi dari suatu elektrode, telah ditetapkan suatu elektrode pembanding, yaitu elektrode hidrogen. Elektrode hidrogen terdiri atas hidrogen yang dialirkan ke dalam larutan asam (H+) melalui logam inert, yaitu platina. Potensial sel yang dihasilkan oleh suatu elektrode (M) dengan elektrode hidrogen disebut potensial elektrode itu dan dinyatakan dengan lambang E0. Apabila pengukuran dilakukan pada kondisi standart, yaitu pada suhu 250C dengan konsentrasi ion-ion 1 M dengan tekanan gas 1 atm, disebut potensial elektrode standar dan diberi lambang E0.Elektrode yang lebih mudah mengalami reduksi dibandingkan terhadap elektrode hidrogen mempunyai potensial elektrode bertanda positif (diberi tanda positif), sedangkan elektrode yang lebih sukar mengalami reduksi diberi negatif.Menurut kesepakatan (konvensi), potensial elektrode dikaitkan dengan reaksi reduksi. Jadi, potensial elektrode sama dengan potensial reduksi. Adapun potensial oksidasi sama nilainya dengan potensial reduksi, tetapi tandanya berlawanan.

b. Potensial selPotensial sel volta dapat ditentukan melalui percobaan dengan menggunakan voltmeter atau potensiometer. Potensial sel volta dapat juga dihitung berdasarkan data potensial elektrode positif (katode) dan potensial elektrode negatif(anode).E0sel=E0katode-E0anodeKatode adalah elektrode yang mempunyai harga E0lebih besar (lebih positif), sedangkan anode adalah yang mempunyai E0lebih kecil (lebih negatif).

Harga potensial sel reduksi

Sel volta dalam kehidupan sehari - hari

a. Sel Baterai1) Baterai BiasaBaterai yang sering kita gunakan disebut juga sel kering atau sel Lecanche. Dikatakan sel kering karena jumlah air yang dipakai sedikit (dibatasi). Sel ini terdiri atas:Anode : Logam seng (Zn) yang dipakai sebagai wadah.Katode : Batang karbon (tidak aktif).Elektrolit : Campuran berupa pasta yang terdiri dari MnO2,NH4Cl, dan sedikit air.Reaksi:Anode : Zn(s) --->Zn2+(aq) + 2 eKatode :2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq) + 2 e--->Mn2O3(s) + 2 NH3(g) + H2O(l)

2) Baterai AlkalinePada baterai alkaline dapat dihasilkan energi dua kali lebih besar dibanding baterai biasa. Sel ini terdiri atas:Anode : Logam seng (Zn) yang sama seperti baterai biasa digunakan sebagai wadah.Katode : Oksida mangan (MnO2 ).Elektrolit : Kalium hidroksida (KOH).Reaksi:Anode : Zn(s)---> Zn2+(aq) + 2 eKatode : 2 MnO2+ H2O + 2 e--->Mn2O3 + 2 OHIon Zn2+bereaksi dengan OHmembentuk Zn(OH) .

b. Sel AkiSel aki atau accu merupakan contoh sel volta yang bersifat reversibel, di mana hasil reaksi dapat diubah kembali menjadi zat semula. Pada sel aki jika sudah lemah dapat diisi ulang, sedangkanpada sel baterai tidak bisa.Sel ini terdiri atas:Anode : Lempeng logam timbal (Pb).Katode : Lempeng logam oksida timbal (PbO2).Ektrolit : Larutan asam sulfat (H2SO4) encer.Reaksi pengosongan aki:Anode : Pb(s)++ H2SO4 (aq) ---> PbSO4(s) + H+(aq) + 2 eKatode :PbO2(s) + SO4-2(aq)+ 3 H+(aq) + 2 e ---> PbSO4(aq) + 2 H2O______________________________________________________+Reaksi lengkapnya:Pb(s) + PbO2(s) + 2SO4-2(aq) + 2 H+(aq) ---> 2 PbSO4(s) + 2 H2O (l)Ketika sel ini menghasilkan arus listrik, anode Pb dan katode PbO2berubah membentuk PbSO4. Ion H+ dari H2SO4 berubah membentuk H2O sehingga konsentrasi H2SO4 akan berkurang. Kemudian sel aki dapat diisi/disetrum kembali, sehingga konsentrasi asam sulfat kembali seperti semula. Proses ini nanti merupakan contoh dalam sel elektrolisis.

2. Korosi

Korosi adalah teroksidasinya suatu logam. Dalam kehidupan seharihari, besi yang teroksidasi disebut dengan karat dengan rumus Fe2O3 xH2O.Proses perkaratan termasuk proses elektrokimia, di mana logam Fe yang teroksidasi bertindak sebagai anode dan oksigen yang terlarut dalam air yang ada pada permukaan besi bertindak sebagai katode.Reaksi perkaratan:Anode : Fe --->Fe2++ 2 eKatode : O2 + 2 H2 O + 4 e --->4 OHFe2+yang dihasilkan, berangsur-angsur akan dioksidasi membentuk Fe3+.Sedangkan OH akan bergabung dengan elektrolit yang ada di alam atau dengan ion H+dari terlarutnya oksida asam (SO2, NO2) dari hasil perubahan dengan air hujan. Dari hasil reaksi di atas akan dihasilkan karat dengan rumus senyawa Fe2O3xH2O. Karat ini bersifat katalis untuk proses perkaratan berikutnya yang disebut autokatalis.

a. KerugianBesi yang terkena korosi akan bersifat rapuh dan tidak ada kekuatan.Ini sangat membahayakan kalau besi tersebut digunakan sebagai pondasi bangunan atau jembatan. Senyawa karat juga membahayakan kesehatan, sehingga besi tidak bisa digunakan sebagai alat-alat masak, alat-alat industri makanan/farmasi/kimia.

b. PencegahanPencegahan besi dari perkaratan bisa dilakukan dengan cara berikut.1) Proses pelapisanBesi dilapisi dengan suatu zat yang sukar ditembus oksigen. Hal ini dilakukan dengan cara dicat atau dilapisi dengan logam yang sukar teroksidasi. Logam yang digunakan adalah logam yangterletak di sebelah kanan besi dalam deret volta (potensial reduksi lebih negatif dari besi). Contohnya: logam perak, emas, platina, timah, dan nikel.2) Proses katode pelindung (proteksi katodik)Besi dilindungi dari korosi dengan menempatkan besi sebagai katode, bukan sebagai anode. Dengan demikian besi dihubungkan dengan logam lain yang mudah teroksidasi, yaitu logam di sebelah kiri besi dalam deret volta (logam dengan potensial reduksi lebihpositif dari besi). Hanya saja logam Al dan Zn tidak bisa digunakan karena kedualogam tersebut mudah teroksidasi, tetapi oksida yang terbentuk (A12O3/ZnO) bertindak sebagai inhibitor dengan cara menutup rapat logam yang di dalamnya, sehingga oksigen tidak mampu masuk dan tidak teroksidasi. Logam-logam alkali, seperti Na, K juga tidakbisa digunakan karena akan bereaksi dengan adanya air. Logam yang paling sesuai untuk proteksi katodik bisa digunakan karena akan bereaksi dengan adanya air. Logam yang paling sesuai untuk proteksi katodik adalah logam magnesium (Mg). Logam Mg di sini bertindak sebagai anode dan akan terserang karat sampai habis, sedang besi bertindak sebagai katode tidak mengalami korosi.

D. SEL ELEKTROLISIS

Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang menimbulkan terjadinya reaksi redoks yang tidak spontan dengan adanya energi listrik dari luar.

1. Elektrolisis leburan / lelehan / cairContoh : elektrolisis lelehan NaClNaCl ( l ) Na+ (aq) + Cl-Katoda (-): Na+(l)+ e-> Na(s) x2 2Na+(l)+ 2e-> 2Na(s) Anoda (+): Cl-(l) > Cl2(g)+ 2 e- x1Cl-(l) > Cl2(g)+ 2 e- +2Na+ + 2Cl- > 2Na + Cl2

2. Elektrolisis larutan

a. Reaksi di katode

1. Kation logam golongan IA, IIA, Al. dan Mn tidak tereduksi yang tereduksi airnya.2H2O + 2e H2 + 2OH-2. Kation H+ direduksi : 2H+ + 2e H23. Kation logam selain golongan IA, IIA, Al, Mn direduksi menjadi logamnyaLy+ (aq) + ye- L (s)

b. Reaksi di anode

1. Jika elektrode inert ( tidak bereaksi : Pt, C, Au ), maka lihat ion negatif / aniona. Anion halida ( X- = Cl-, Br-, I- ) , dioksidasi menjadi molekulnya2X- (aq) X2 (g) + 2e-b. Anion sisa asam oksi ( misal : SO42- , NO3- ) , tidak dioksidasi yang dioksidasi airnya2H2O O2 + 4H+ + 4e-c. Anion OH- dioksidasi : 4OH- 2H2O + O2 + 4e-2. Jika elektrode non inert (bereaksi), maka elektrode tersebut yang dioksidasi.L (s) Ly+ (aq) + ye-

E. STOIKIOMETRI REAKSI ELEKTROLISIS

1.Hukum Faraday I"Massa zat yang terbentuk pada masing-masing elektroda sebanding dengan kuat arus/arus listrik yang mengalir pada elektrolisis tersebut".Rumus:m = e . i . t / 96.500q = i . tm = massa zat yang dihasilkan (gram)e = berat ekivalen = Ar/ Valens i= Mr/Valensii = kuat arus listrik (amper)t = waktu (detik)q = muatan listrik (coulomb)

2.Hukum Faraday II"Massa dari macam-macam zat yang diendapkan pada masing-masing elektroda (terbentuk pada masing-masing elektroda) oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut."Rumus:m1: m2= e1: e2m = massa zat (garam)e = beret ekivalen = Ar/Valensi = Mr/Valensi

BAB III

KIMIA UNSUR

1. GAS MULIA

Gas Mulia (Noble Gas) adalah bagian kecil dari atmosfer. Gas Mulia terletak pada Golongan VIIIA dalam sistem periodik. Gas mulia terdiri dari unsur Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Xenon (Xe), dan Radon (Rn). Keistimewaan unsur-unsur gas mulia adalah memiliki konfigurasi elektron yang sempurna (lengkap), dimana setiap kulit dan subkulit terisi penuh elektron. Dengan demikian, elektron valensi unsur gas mulia adalahdelapan(kecuali unsur Helium denganduaelektron valensi). Konfigurasi demikian menyebabkan gas mulia cenderung stabil dalam bentukmonoatomikdan sulit bereaksi dengan unsur lainnya.Keberadaan unsur-unsur Gas Mulia pertama kali ditemukan olehSir William Ramsey. Beliau adalah ilmuwan pertama yang berhasil mengisolasi gas Neon, Argon, Kripton, dan Xenon dari atmosfer. Beliau juga menemukan suatu gas yang diisolasi dari peluruhan mineral Uranium, yang mempunyai spektrum sama seperti unsur di matahari, yang disebut Helium. Helium terdapat dalam mineral radioaktif dan tercatat sebagai salah satu gas alam di Amerika Serikat. Gas Helium diperoleh dari peluruhan isotop Uranium dan Thorium yang memancarkan partikel . Gas Radon, yang semua isotopnya radioaktif dengan waktu paruh pendek, juga diperoleh dari rangkaian peluruhan Uranium dan Thorium.Saat mempelajari reaksi kimia dengan menggunakan gas PtF6yang sangat reaktif,N. Bartlettmenemukan bahwa dengan oksigen, akan terbentuk suatu padatan kristal [O2]+[PtF6]-. Beliau mencatat bahwa entalpi pengionan Xenon sama dengan O2. Dengan demikian, suatu reaksi yang analog diharapkan dapat terjadi. Ternyata, hal tersebut benar. Pada tahun 1962, beliau melaporkan senyawa pertama yang berhasil disintesis menggunakan Gas Mulia, yaitu padatan kristal merah dengan formula kimia [Xe]+[PtF6]-. Selanjutnya, berbagai senyawa Gas Mulia juga berhasil disintesis, diantaranya XeF2, XeF4, XeF6, XeO4, dan XeOF4.Seluruh unsur Gas Mulia merupakangas monoatomik. Dalam satu golongan, dari He sampai Rn, jari-jari atom meningkat. Dengan demikian,ukuran atom Gas Mulia meningkat, menyebabkan gaya tarik-menarik antar atom (Gaya London) semakin besar. Hal ini mengakibatkan kenaikan titik didih unsur dalam satu golongan. Sementara energi ionisasi dalam satu golongan menurun dari He sampai Rn. Hal ini menyebabkan unsur He, Ne, dan Ar tidak dapat membentuk senyawa (energi ionisasinya sangat tinggi), sementara unsur Kr dan Xe dapat membentuk senyawa (energi ionisasinya relatif rendah dibandingkan Gas Mulia lainnya). Gas Argon merupakan Gas Mulia yang paling melimpah di atmosfer (sekitar 0,934% volume udara), sedangkan Gas Helium paling melimpah di jagat raya (terlibat dalam reaksi termonuklir pada permukaan matahari).Gas Neon, Argon, Kripton, dan Xenon diperoleh denganfraksionasi udara cair. Gas-gas tersebut pada dasarnya bersifatinert (stabil/lembam), sebab kereaktifan kimianya yang rendah, sebagai konsekuensi dari konfigurasi elektron yang lengkap. Kegunaan utama gas Helium adalah sebagai cairan dalam krioskopi. Gas Argon digunakan untuk menyediakan lingkungan yanginertdalam peralatan laboratorium, dalam pengelasan, dan dalam lampu listrik yang diisi gas. Sementara gas Neon digunakan untuk tabung sinar pemutusan muatan.

2. HALOGEN

Unsur Halogen (Golongan VIIA) adalah unsur-unsur nonlogam yang reaktif. Halogen terdiri dari unsur Fluor (F), Klor (Cl), Brom (Br), Iod (I), dan Astatin (At). Astatin adalah unsur radioaktif dengan waktu hidup (life time) yang sangat singkat dan mudah meluruh menjadi unsur lain. Dalam pembahasan ini, kita hanya akan membicarakan empat unsur pertama Halogen. Secara umum, unsur Halogen bersifat toksik dan sangat reaktif. Toksisitas dan reaktivitas Halogen menurun dari Fluor sampai Iod.Dalam satu golongan, dari Fluor sampai Iod, jari-jari atom meningkat. Akibatnya, interaksi antar atom semakin kuat, sehingga titik didih dan titik leleh pun meningkat. Dalam keadaan standar (tekanan 1 atm dan temperatur 25C), Fluor adalah gas berwarna kekuningan, Klor adalah gas berwarna hijau pucat, Brom adalah cairan berwarna merah kecoklatan, dan Iod adalah padatan berwarna ungu-hitam. Energi ionisasi menurun dalam satu golongan , demikian halnya keelektronegatifan dan potensial standar reduksi (Ered). Ini berarti, Flour paling mudah tereduksi (oksidator kuat), sedangkan Iod paling sulit tereduksi (oksidator lemah).

Beberapa keistimewaan unsur Fluor yang tidak dimiliki unsur Halogen lainnya adalah sebagai berikut :1. Fluor adalah unsur yang paling reaktif dalam Golongan Halogen. Hal ini terjadi akibat energi ikatan F-F yang relatif rendah (150,6 kJ/mol) dibandingkan energi ikatan Cl-Cl (242,7 kJ/mol) maupun Br-Br (192,5 kJ/mol). Sebagai tambahan, ukuran atom F yang kecil menyebabkan munculnya tolakan yang cukup kuat antarlone pairF-F, sehingga ikatan F-F tidak stabil dan mudah putus. Hal ini tidak terjadi pada ikatan Cl-Cl maupun Br-Br sehingga keduanya relatif stabil dibandingkan ikatan F-F.2. Senyawa Hidrogen Fluorida (HF) memiliki titik didih tertinggi akibat adanyaikatan Hidrogen. Sementara senyawa halida lainnya (HCl, HBr, dan HI) memiliki titik didih yang relatif rendah.3. Hidrogen Fluorida (HF) adalahasam lemah, sedangkan asam halida lainnya (HCl, HBr, dan HI) adalahasam kuat.4. Gas Fluor dapat bereaksi dengan larutan natrium hidroksida (NaOH) membentukoksigen difluoridayang dapat dinyatakan dalam persamaan reaksi berikut :2 F2(g)+ 2 NaOH(aq)> 2 NaF(aq)+ H2O(l)+OF2(g)Sementara itu, reaksi yang analog juga terjadi pada Klor dan Brom, dengan produk yang berbeda. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Cl2(g)+ 2 NaOH(aq)> NaCl(aq)+ NaOCl(aq)+ H2O(l)Br2(l)+ 2 NaOH(aq)> NaBr(aq)+ NaOBr(aq)+ H2O(l)Kedua reaksi di atas dikenal dengan istilahReaksi Disproporsionasi (Autoredoks). Iod tidak dapat bereaksi dalam kondisi ini5. Senyawa Perak Fluorida (AgF) mudah larut dalam air, sedangkan perak halida lainnya (AgCl, AgBr, dan AgI) sukar larut dalam air.

Unsur Halogen membentuk berbagai variasi senyawa. Dalam keadaan standar, unsur bebas Halogen membentuk molekul diatomik (F2, Cl2, Br2, I2). Oleh karena kereaktifannya yang besar, Halogen jarang ditemukan dalam keadaan bebas. Halogen umumnya ditemukan dalam bentuk senyawa. Halogen yang ditemukan dalam air laut berbentuk halida (Cl-, Br-, dan I-). Sementara di kerak bumi, halogen berikatan dalam mineral, sepertiFluorite (CaF2)dankriolit (Na3AlF6).Antar Halogen dapat mengalami reaksi kimia. Oleh karenakekuatan oksidatormenurun dari Fluor sampai Iod,Halogen dapat mengoksidasi Ion Halida yang terletak di bawahnya(displacement reaction). Dengan demikian, reaksi yang terjadi antar Halogen dapat disimpulkan dalam beberapa pernyataan di bawah ini :

1. F2dapat mengoksidasi Cl-menjadi Cl2, Br-menjadi Br2, serta I-menjadi I2.2. Cl2dapat mengoksidasi Br-menjadi Br2, serta I-menjadi I2. Cl2tidak dapat mengoksidasi F-menjadi F2.3. Br2dapat mengoksidasi I-menjadi I2. Br2tidak dapat mengoksidasi F-menjadi F2maupun Cl-menjadi Cl2.4. I2tidak dapat mengokisdasi F-menjadi F2, Cl-menjadi Cl2, serta Br-menjadi Br2.Gas F2dapat diperoleh dari elektrolisis cairan (bukan larutan) Hidrogen Fluorida yang diberi sejumlah padatan Kalium Fluorida untuk meningkatkan konduktivitas pada temperatur di atas 70C. Di katoda, ion H+akan tereduksi menjadi gas H2, sedangkan di anoda, ion Fakan teroksidasi menjadi gas F2.

Gas Cl2dapat di peroleh melalui elektrolisis lelehan NaCl maupun elektrolisis larutan NaCl. Melalui kedua elektrolisis tersebut, ion Cl-akan teroksidasi membentuk gas Cl2di anoda. Gas Cl2juga dapat diperoleh melalui prosesklor-alkali, yaitu elektrolisis larutan NaCl pekat (brine). Reaksi yang terjadi pada elektrolisisbrineadalah sebagai berikut :2 NaCl(aq)+ 2 H2O(l)> 2 NaOH(aq)+ H2(g)+ Cl2(g)Di laboratorium, unsur Klor, Brom, dan Iod dapat diperoleh melalui reaksi alkali halida (NaCl, NaBr, NaI) dengan asam sulfat pekat yang dipercepat dengan penambahan MnO2sebagai katalis. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :MnO2(s)+ 2 H2SO4(aq)+ 2 NaCl(aq)> MnSO4(aq)+ Na2SO4(aq)+ 2 H2O(l)+ Cl2(g)MnO2(s)+ 2 H2SO4(aq)+ 2 NaBr(aq)> MnSO4(aq)+ Na2SO4(aq)+ 2 H2O(l)+ Br2(l)MnO2(s)+ 2 H2SO4(aq)+ 2 NaI(aq)> MnSO4(aq)+ Na2SO4(aq)+ 2 H2O(l)+ I2(s)Halida dibedakan menjadi dua kategori, yaitu halida ionik dan halida kovalen. Fluorida dan klorida dari unsur logam, terutama unsur Alkali dan Alkali Tanah (kecuali Berilium) merupakan halida ionik. Sementara, flurida dan klorida dari unsur nonlogam, seperti Belerang dan Fosfat merupakan halida kovalen. Bilangan oksidasi Halogen bervariasi dari -1 hingga +7 (kecuali Fluor). Unsur Fluor yang merupakan unsur dengan keelektronegatifan terbesar di alam, hanya memiliki bilangan oksidasi 0 (F2) dan -1 (fluorida).

Halogen dapat bereaksi dengan Hidrogen menghasilkan Hidrogen Halida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :X2(g)+ H2(g)> 2 HX(g)X = F, Cl, Br, atau IReaksi ini (khususnya pada F2dan Cl2)menimbulkan ledakan hebat (sangat eksotermis). Oleh karena itu, reaksi tersebut jarang digunakan di industri. Sebagai pengganti, hidrogen halida dapat dihasilkan melalui reaksiklorinasi hidrokarbon. Sebagai contoh :C2H6(g)+ Cl2(g)> C2H5Cl(g)+ HCl(g)Di laboratorium, hidrogen halida dapat diperoleh melalui reaksi antara logam halida dengan asam sulfat pekat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :CaF2(s)+ H2SO4{aq)> 2 HF(g)+ CaSO4(s)2 NaCl(s)+ H2SO4(aq)-> 2 HCl(g)+ Na2SO4(aq)Hidrogen Bromida dan Hidrogen Iodida tidak dapat dihasilkan melalui cara ini, sebab akan terjadi reaksi oksidasi (H2SO4adalah oksidator kuat) yang menghasilkan Brom dan Iod. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :2 NaBr(s)+ 2 H2SO4(aq)> Br2(l)+ SO2(g)+ Na2SO4(aq)+ 2 H2O(l)Hidrogen Bromida dapat dibuat melalui beberapa reaksi berikut :P4(s)+ 6 Br2(l)> 4 PBr3(l)PBr3(l)+ 3 H2O(l)> 3 HBr(g)+ H3PO3(aq)Hidrogen Iodida dapat diperoleh dengan cara serupa.Hidrogen Fluorida memiliki kereaktifan yang tinggi. Senyawa ini dapat bereaksi dengan silika melalui persamaan reaksi berikut :6 HF(aq)+ SiO2(s)> H2SiF6(aq)+ 2 H2O(l)Hidrogen Fluorida juga digunakan dalam proses pembuatan gasFreon. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :CCl4(l)+ HF(g)> CCl3F(g)+ HCl(g)CCl3F(g)+ HF(g)> CCl2F2(g)+ HCl(g)Larutan Hidrogen Halida bersifat asam. Urutan kekuatan asam halida adalah HF HCl(aq)+ HClO(aq)Ion OCl-yang dihasilkan dari reaksi tersebut berperan sebagai agen desinfektan yang membunuh kuman dalam air.Metana yang terklorinasi, sepertiKarbon Tetraklorida (CCl4)danKloroform (CHCl3)digunakan sebagai pelarut senyawa organik. Klor juga digunakan dalam pembuatan insektisida, seperti DDT. Akan tetapi, penggunaan DDT dapat mencemari lingkungan, sehingga kini penggunaannya dilarang atau dibatasi sesuai dengan Undang-Undang Lingkungan. Klor juga digunakan sebagai bahan baku pembuatanpoli vinil klorida(PVC).Senyawa Bromida ditemukan di air laut (ion Br-). Brom digunakan sebagai bahan dasar pembuatan senyawa Etilena Dibromida (BrCH2CH2Br), suatu insektisida. Senyawa ini sangat karsinogenik. Di samping itu, Brom juga dapat bereaksi dengan Perak menghasilkan senyawa Perak Bromide (AgBr) yang digunakan dalam lembaran film fotografi.Iod jarang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Larutan Iod dalam alkohol (50% massa) sering digunakan di dunia medis sebagai zat antiseptik. Iod juga merupakan salah satu komponen dari hormontiroid. Defisiensi Iod dapat mengakibatkan pembengkakan kelenjar gondok.

3. ALKALI

Logam Alkali (Golongan IA) adalah unsur yang sangat elektropositif (kurang elektronegatif). Umumnya, logam Alkali berupa padatan dalam suhu ruang. Unsur Alkali terdiri dari Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Sesium (Cs), dan Fransium (Fr). Fransium jarang dipelajari sebagai salah satu anggota unsur Golongan IA, sebab Fransium adalah unsur radioaktif yang tidak stabil dan cenderung meluruh membentuk unsur baru lainnya. Dari konfigurasi elektron unsur, masing-masing memiliki satu elektron valensi . Dengan demikian, unsur Alkali cenderung membentuk ion positif bermuatan satu (M+).Dalam satu golongan, dari Litium sampai Sesium, jari-jari unsur akan meningkat. Letak elektron valensi terhadap inti atom semakin jauh. Oleh sebab itu, kekuatan tarik-menarik antara inti atom dengan elektron valensi semakin lemah. Dengan demikian, energi ionisasi akan menurun dari Litium sampai Sesium. Hal yang serupa juga ditemukan pada sifat keelektronegatifan unsur .Secara umum, unsur Alkali memiliki titik leleh yang cukup rendah dan lunak, sehingga logam Alkali dapat diiris dengan pisau. Unsur Alkali sangat reaktif, sebab mudah melepaskan elektron (teroksidasi) agar mencapai kestabilan (konfigurasi elektron ion Alkali menyerupai konfigurasi elektron Gas Mulia). Dengan demikian, unsur Alkali jarang ditemukan bebas di alam. Unsur Alkali sering dijumpai dalam bentuk senyawanya. Unsur Alkali umumnya bereaksi dengan unsur lain membentuk senyawa halida, sulfat, karbonat, dan silikat.Natrium dan Kalium terdapat dalam jumlah yang melimpah di alam. Keduanya terdapat dalam mineral sepertialbite (NaAlSi3O8)danortoklas (KAlSi3O8). Selain itu, mineral lain yang mengandung Natrium dan Kalium adalahhalite (NaCl),Chile saltpeter (NaNO3), dansilvit (KCl).Logam Natrium dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan NaCl (proses Down). Titik leleh senyawa NaCl cukup tinggi (801C), sehingga diperlukan jumlah energi yang besar untuk melelehkan padatan NaCl. Dengan menambahkan zat aditif CaCl2, titik leleh dapat diturunkan menjadi sekitar 600C, sehingga proses elektrolisis dapat berlangsung lebih efektif tanpa pemborosan energi.Sebaliknya, logam Kalium tidak dapat diperoleh melalui metode elektrolisis lelehan KCl. Logam Kalium hanya dapat diperoleh melalui reaksi antara lelehan KCl dengan uap logan Natrium pada suhu 892C. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Na(g)+ KCl(l) NaCl(l)+ K(g)Natrium dan Kalium adalah unsur logam yang sangat reaktif. Logam Kalium lebih reaktif dibandingkan logam Natrium. Kedua logam tersebut dapat berekasi dengan air membentuk hidroksida. Saat direaksikan dengan oksigen dalam jumlah terbatas, Natrium dapat membentukoksidanya (Na2O). Namun, dalam jumlah oksigen berlebih, Natrium dapat membentuk senyawaperoksida(Na2O2).2 Na(s)+ O2(g)> Na2O2(s)Natrium peroksida bereaksi dengan air menghasilkan larutan hidroksida dan hidrogen peroksida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Na2O2(s)+ 2 H2O(l)> 2 NaOH(aq)+ H2O2(aq)Sama seperti Natrium, logam Kalium dapat membentukperoksidasaat bereaksi dengan oksigen berlebih. Selain itu, logam Kalium juga membentuksuperoksidasaat dibakar di udara. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :K(s)+ O2(g)> KO2(s)Saat Kalium Superoksida dilarutkan dalam air, akan dibentuk gas oksigen. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :2 KO2(s)+ 2 H2O(l)> 2 KOH(aq)+ O2(g)+ H2O2(aq)Unsur Natrium dan Kalium berperan penting dalam mengatur keseimbangan cairan dalam tubuh. Ion Natrium dan ion Kalium terdapat dalam cairan intraseluler dan ekstraseluler. Keduanya berperan penting dalam menjaga tekanan osmosis cairan tubuh serta mempertahankan fungsi enzim dalam mengkatalisis reaksi biokimia dalam tubuh.Natrium Karbonat (soda abu) digunakan dalam industri pengolahan air dan industri pembuatan sabun, detergen, obat-obatan, dan zat aditif makanan. Selain itu, Natrium Karbonat digunakan juga pada industri gelas. Senyawa ini dibentuk melaluiproses Solvay. Reaksi yang terjadi padaproses Solvayadalah sebagai berikut :NH3(aq)+ NaCl(aq)+ H2CO3(aq)> NaHCO3(s)+ NH4Cl(aq)2 NaHCO3(s)> Na2CO3(s)+ CO2(g)+ H2O(g)Sumber mineral lain yang mengandung senyawa Natrium Karbonat adalahtrona, dengan formula kimia [Na5(CO3)2(HCO3).2H2O]. Mineral ini ditemukan dalam jumlah besar di Wyoming, Amerika Serikat. Ketika mineraltronadipanaskan, akan terjadi reaksi penguraian sebagai berikut :2 Na5(CO3)2(HCO3).2H2O(s)> 5 Na2CO3(s)+ CO2(g)+ 3 H2O(g)Natrium Hidroksida dan Kalium Hidroksida masing-masing diperoleh melalui elektrolisis larutan NaCl dan KCl. Kedua hidroksida ini merupakan basa kuat dan mudah larut dalam air. Larutan NaOH digunakan dalam pembuatan sabun . Sementara itu, larutan KOH digunakan sebagai larutan elektrolit pada beberapa baterai (terutama baterai merkuri).Chile saltpeter(Natrium Nitrat) terurai membentuk gas oksigen pada suhu 500C. Reaksi penguraian yang terjadi adalah sebagai berikut :2 NaNO3(s)> 2 NaNO2(s)+ O2(g)Kalium Nitrat (saltpeter) dapat dibuat melalui reaksi berikut :KCl(aq)+ NaNO3(aq)> KNO3(aq)+ NaCl(aq)4. ALKALI TANAH

Unsur Alkali Tanah mempunyai sifat yang menyerupai unsur Alkali. Unsur Alkali Tanah umumnya merupakan logam, cenderung membentuk ion positif, dan bersifat konduktif, baik termal maupun elektrik. Unsur Alkali Tanah kurang elektropositif (lebih elektronegatif) dan kurang reaktif bila dibandingkan unsur Alkali. Semua unsur Golongan IIA ini memiliki sifat kimia yang serupa, kecuali Berilium (Be). Yang termasuk unsur Golongan IIA adalah Berilium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Radium jarang dipelajari sebagai salah satu anggota unsur Golongan IIA, sebab Radium adalah unsur radioaktif yang tidak stabil dan cenderung meluruh membentuk unsur baru lainnya. Konfigurasi elektron menunjukkan unsur-unsur Golongan IIA memiliki dua elektron valensi. Dengan demikian, untuk mencapai kestabilan, unsur Golongan IIA melepaskan dua elektron membentuk ion bermuatan positif dua (M2+).Dalam satu golongan, dari Berilium sampai Barium, jari-jari unsur meningkat. Peningkatan ukuran atom diikuti dengan peningkatan densitas unsur. Sebaliknya, energi ionisasi dan keelektronegatifan berkurang dari Berilium sampai Radium. Semakin besar jari-jari unsur, semakin mudah unsur melepaskan elektron valensinya. Potensial standar reduksi (Ered) menurun dalam satu golongan. Hal ini menunjukkan bahwa kekuatan reduktor meningkat dalam satu golongan dari Berilium sampai Barium.Magnesium adalah unsur yang cukup melimpah di kerak bumi (urutan keenam, sekitar 2,5% massa kerak bumi). Beberapa bijih mineral yang mengandung logam Magnesium, antara lainbrucite, Mg(OH)2,dolomite (CaCO3.MgCO3), danepsomite (MgSO4.7H2O). Air laut merupakan sumber Magnesium yang melimpah (1,3 gram Magnesium per kilogram air laut). Magnesium diperoleh melalui elektrolisis lelehan MgCl2.Magnesium tidak bereaksi dengan air dingin. Magnesium hanya bereaksi dengan air panas (uap air). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Mg(s)+ H2O(g)> MgO(s)+ H2(g)Magnesium juga bereaksi dengan udara membentuk Magnesium Oksida dan Magnesium Nitrida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :2 Mg(s)+ O2(g)> 2 MgO(s)3 Mg(s)+ N2(g)> Mg3N2(s)Magnesium Oksida bereaksi lambat dengan air menghasilkan Magnesium Hidroksida (milk of magnesia), yang digunakan sebagai zat aktif untuk menetralkan asam lambung berlebih. Reaksi pembentukanmilk of magnesiaadalah sebagai berikut :MgO(s)+ H2O(l)> Mg(OH)2(s)Hidroksida dari Magnesium merupakan basa kuat. Semua unsur Golongan IIA membentuk basa kuat, kecuali Be(OH)2yang bersifat amfoter. Senyawa bikarbonat, MgHCO3(maupun CaHCO3), menyebabkan kesadahan air sementara (dapat dihilangkan dengan cara pemanasan).Logam Magnesium terutama digunakan dalam bidang konstruksi. Sifatnya yang ringan menjadikannya sebagai pilihan utama dalam pembentukanalloy(paduan logam). Logam Magnesium juga digunakan dalam proteksi katodik untuk mencegah logam besi dari korosi (perkaratan), reaksi kimia organik (reaksi Grignard), dan sebagai elektroda baterai . Sementara itu, dalam sistem kehidupan, ion Mg2+ditemukan dalam klorofil (zat hijau daun) tumbuhan dan berbagai enzim pada organisme yang mengkatalisis reaksi biokimia penunjang kehidupan.Kerak bumi mengandung 3,4 persen massa unsur Kalsium. Kalsium dapat ditemukan dalam berbagai senyawa di alam, sepertilimestone, kalsit,danbatu gamping (CaCO3);dolomite (CaCO3.MgCO3);gypsum (CaSO4.2H2O); danfluorite (CaF2). Logam Kalsium dapat diperoleh melalui elektrolisis lelehan CaCl2.Kalsium (sama seperti Stronsium dan Barium) dapat bereaksi dengan air dingin membentuk hidroksida, Ca(OH)2. Senyawa Ca(OH)2ini dikenal dengan istilahslaked limeatauhydrate lime. Reaksi tersebut jauh lebih lambat bila dibandingkan reaksi logam Alkali dengan air.Ca(s)+ 2 H2O(l)> Ca(OH)2(aq)+ H2(g)Kapur(lime), CaO, atau sering disebut dengan istilahquicklime, adalah salah satu material tertua yang dikenal manusia sejak zaman purba.Quicklimedapat diperoleh melalui penguraian termal senyawa Kalsium Karbonat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :CaCO3(s)> CaO(s)+ CO2(g)Slaked limejuga dapatdihasilkan melalui reaksi antaraquicklimedengan air. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :CaO(s)+ H2O(l)> Ca(OH)2(aq)Quicklimedigunakan pada industri metalurgi sebagai zat aktif untuk menghilangkan SO2pada bijih mineral. Sementaraslaked limedigunakan dalam pengolahan air bersih. Logam Kalsium digunakan sebagai agen penarik air (dehydrating agent) pada pelarut organik. Unsur Kalsium merupakan komponen utama penyusun tulang dan gigi. Ion kalsium dalam tulang dan gigi terdapat dalam senyawa kompleks garam fosfat, yaituhidroksiapatit (Ca5(PO4)3OH). Ion Kalsium juga berfungsi sebagai kofaktor berbagai enzim, faktor penting dalam proses pembekuan darah, kontraksi otot, dan transmisi sinyal sistem saraf pusat.Untuk membedakan unsur-unsur Golongan IIA, dapat dilakukan pengujian kualitatif melalui tes nyala. Saat masing-masing unsur dibakar dengan pembakar Bunsen, akan dihasilkan warna nyala yang bervariasi.Magnesiummenghasilkan nyala berwarnaputih terang,Kalsiummenghasilkan nyala berwarnamerah bata,Stronsiummenghasilkan nyala berwarnamerah terang, sedangkanBarium menghasilkan nyala berwarnahijau.Garam yang terbentuk dari unsur Golongan IIA merupakan senyawa kristalin ionik tidak berwarna. Garam tersebut dapat dibentuk melalui reaksi logam, oksida logam, atau senyawa karbonat dengan asam. Berikut ini adalah contoh beberapa reaksi pembentukan garam :1. Mg(s)+ 2 HCl(aq)> MgCl2(aq)+ H2(g)2. MgO(s)+ 2 HCl(aq)> MgCl2(aq)+ H2O(l)3. MgCO3(s)+ 2 HCl(aq)> MgCl2(aq)+ H2O(l)+ CO2(g)Senyawa nitrat mengalami penguraian termal membentuk oksida logam, nitrogen dioksida, dan gas oksigen. Sebagai contoh :2 Mg(NO3)2(s)> 2 MgO(s)+ 4 NO2(g)+ O2(g)Senyawa karbonat mengalami penguraian termal membentuk oksida logam dan gas karbon dioksida. Sebagai contoh :BaCO3(s)> BaO(s)+ CO2(g)

5. UNSUR UNSUR PERIODE TIGA

Unsur-unsur periode ketiga memiliki sifat kimia dan sifat fisika yang bervariasi. Unsur-unsur yang terdapat pada periode ketiga adalah Natrium (Na), Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Silikon (Si), Fosfor (P), Belerang (S), Klor (Cl), dan Argon (Ar). Dari kiri (Natrium) sampai kanan (Argon), jari-jari unsur menyusut, sedangkan energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan meningkat. Selain itu, terjadi perubahan sifat unsur dari logam (Na, Mg, Al) menjadi semilogam/metaloid (Si), nonlogam (P, S, Cl), dan gas mulia (Ar). Unsur logam umumnya membentuk struktur kristalin, sedangkan unsur semilogam/metaloid membentuk struktur molekul raksasa (makromolekul). Sementara, unsur nonlogam cenderung membentuk struktur molekul sederhana. Sebaliknya, unsur gas mulia cenderung dalam keadaan gas monoatomik. Variasi inilah yang menyebabkan unsur periode ketiga dapat membentuk berbagai senyawa dengan sifat yang berbeda.Unsur-unsur periode ketiga dapat membentuk oksida melalui reaksi pembakaran dengan gas oksigen. Reaksi yang terjadi pada masing-masing unsur adalah sebagai berikut :

1. Natrium OksidaNatrium mengalami reaksi hebat dengan oksigen. Logam Natrium yang terpapar di udara dapat bereaksi spontan dengan gas oksigen membentuk oksida berwarna putih yang disertai nyala berwarna kuning.4 Na(s)+ O2(g)> 2 Na2O(s)

2. Magnesium OksidaMagnesium juga bereaksi hebat dengan udara (terutama gas oksigen) menghasilkan nyala berwarna putih terang yang disertai dengan pembentukan oksida berwarna putih.2 Mg(s)+ O2(g)> 2 MgO(s)

3. Aluminium OksidaOksida ini berfungsi mencegah (melindungi) logam dari korosi. Oksida ini berwarna putih.4 Al(s)+ 3 O2(g)> 2 Al2O3(s)

4. Silikon Oksida (Silika)Si(s)+ O2(g)> SiO2(s)

5. Fosfor (V) OksidaFosfor mudah terbakar di udara. Ketika terdapat gas oksigen dalam jumlah berlebih, oksida P4O10yang berwarna putih akan dihasilkan.P4(s)+ 5 O2(g)> P4O10(s)

6. Belerang Dioksida dan Belerang TrioksidaPadatan Belerang mudah terbakar di udara saat dipanaskan dan akan menghasilkan gas Belerang Dioksida (SO2). Oksida ini dapat direaksikan lebih lanjut dengan gas oksigen berlebih yang dikatalisis oleh Vanadium Pentaoksida (V2O5) untuk menghasilkan gas Belerang Trioksida (SO3).S(s)+ O2(g)>SO2(g)2 SO2(g)+ O2(g)> 2SO3(g)

7. Klor (VII) Oksida2 Cl2(g)+ 7 O2(g)> 2 Cl2O7(g)Selain dapat membentuk oksida, unsur-unsur periode ketiga juga dapat membentuk senyawa halida. Senyawa tersebut terbentuk saat unsur direaksikan dengan gas klor. Reaksi yang terjadi pada masing-masing unsur adalah sebagai berikut :1. Natrium KloridaNatrium direaksikan dengan gas klor akan menghasilkan endapan putih NaCl.2 Na(s)+ Cl2(g)> 2 NaCl(s)

2. Magnesium KloridaSama seperti Natrium, logam Magnesium pun dapat bereaksi dengan gas klor membentuk endapan putih Magnesium Klorida.Mg(s)+ Cl2(g)> MgCl2(s)

3. Aluminium KloridaKetika logam Aluminium direaksikan dengan gas klor, akan terbentuk endapan putih AlCl3.2 Al(s)+ 3 Cl2(g)> 2 AlCl3(s)Dalam bentuk uap, senyawa ini akan membentuk dimer Al2Cl6.

4. Silikon (IV) KloridaSenyawa ini merupakan cairan yang mudah menguap. Senyawa ini dihasilkan dari reaksi padatan Silikon dengan gas klor.Si(s)+ 2 Cl2(g)> SiCl4(l)

5. Fosfor (III) Klorida dan Fosfor (V) KloridaFosfor (III) Klorida merupakan cairan mudah menguap tidak berwarna yang dihasilkan saat Fosfor bereaksi dengan gas klor tanpa pemanasan. Saat jumlah gas klor yang digunakan berlebih, senyawa ini dapat bereaksi kembali dengan gas klor berlebih membentuk senyawa Fosfor (V) Klorida, suatu padatan berwarna kuning.P4(s)+ 6 Cl2(g)> 4 PCl3(l)Saat jumlah gas klor yang digunakan berlebih, akan terjadi reaksi berikut :PCl3(l)+ Cl2(g)> PCl5(s)

6. Belerang (II) OksidaS(s)+ Cl2(g)> SCl2(s)Reaksi antara logam Natrium dan Magnesium dengan air adalah reaksiredoks. Dalam reaksi ini, unsur logam mengalami oksidasi dan dihasilkan gas hidrogen. Larutan yang dihasilkan bersifatalkali (basa). Logam Natrium lebih reaktif dibandingkan logam Magnesium, sehingga larutan NaOH bersifat lebih basa dibandingkan larutan Mg(OH)2.Padatan NaOH lebih mudah larut dalam air dibandingkan padatan Mg(OH)2.Oksida dari logam Natrium dan Magnesium merupakan senyawa ionik dengan struktur kristalin. Saat dilarutkan dalam air, masing-masing oksida akan menghasilkan larutan basa. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa oksida logam dalam air menghasilkan larutan basa.Na2O(s)+ H2O(l)> 2 NaOH(aq)MgO(s)+ H2O(l)> Mg(OH)2(aq)Aluminium Oksida memiliki struktur kristalin dan memiliki sifat kovalen yang cukup signifikan. Dengan demikian, senyawa ini dapat membentuk ikatan antarmolekul (intermediate bonding). Senyawa ini sukar larut dalam air.Fosfor (V) Oksida merupakan senyawa kovalen. Senyawa ini dapat bereaksi dengan air membentuk asam fosfat. Asam fosfat merupakan salah satu contoh larutan asam lemah dengan pH berkisar antara 2 hingga 4. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :P4O10(s)+ 6 H2O(l)> 4 H3PO4(aq)Belerang Dioksida dan Belerang Trioksida mempunyai struktur molekul kovalen sederhana. Masing-masing dapat bereaksi dengan air membentuk larutan asam.SO2(g)+ H2O(l)> H2SO3(aq)SO3(g)+ H2O(l)> H2SO4(aq)Dengan demikian, senyawa oksida yang dihasilkan dari unsur periode ketiga dapat dikelompokkan menjadi tiga kategori, yaitu :1. Oksida Logam (di sebelah kiri Tabel Periodik) memiliki struktur ionik kristalin dan bereaksi dengan air menghasilkan larutan basa.Oksida Logam merupakan oksida basa, yang dapat bereaksi dengan asam membentuk garam.MgO(s)+ H2SO4(aq)> MgSO4(aq)+ H2O(l)

2. Oksida Nonlogam (di sebelah kanan Tabel Periodik) memiliki struktur molekul kovelen sederhana dan bereaksi dengan air menghasilkan larutan asam.Oksida nonlogam merupakan oksida asam, yang dapat bereaksi dengan basa membentuk garam.SO3(g)+ MgO(s)> MgSO4(s)

3. Oksida Amfoterik (di tengah Tabel Periodik) memiliki sifat asam dan basa sekaligus.Oksida tersebut dapat bereaksi dengan asam maupun basa.Al2O3(s)+ 6 HCl(aq)> 2 AlCl3(aq)+ 3 H2O(l)Al2O3(s)+ 6 NaOH(aq)+ 3 H2O(l)> 2 Na3Al(OH)6(aq)

Natrium Klorida dan Magnesium Klorida merupakan senyawa ionik dengan struktur kristalin yang teratur. Saat dilarutkan dalam air, kedua senyawa tersebut menghasilkan larutan netral (pH = 7). Sementara itu, Aluminium Klorida membentuk struktur dimernya, yaitu Al2Cl6(untuk mencapai konfigurasi oktet). Senyawa dimer ini larut dalam air.Al2Cl6(s)+ 12 H2O(l)> 2 [Al(H2O)6]3+(aq)+ 6 Cl-(aq)Cairan Silikon (IV) Klorida dan gas PCl5merupakan molekul kovalen sederhana. Masing-masing senyawa bereaksi hebat dengan air membentuk gas HCl. Reaksi ini dikenal dengan istilahhidrolisis. Larutan yang terbentuk bersifat asam. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :SiCl4(l)+ 2 H2O(l)> SiO2(s)+ 4 HCl(g)PCl5(s)+ 4 H2O(l)> H3PO4(aq)+ 5 HCl(g)

Dengan demikian, senyawa halida yang dibentuk dari unsur periode ketiga dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :1. Logam Klorida ( di sebelah kiri Tabel Periodik) memiliki struktur kristalin ionikdan mudah bereaksi dengan air membentuk larutan netral.Logam Klorida bersifat netral.2. Nonlogam Klorida (di sebelah kanan Tabel Periodik) memiliki struktur molekul kovalen sederhana dan bereaksi dengan air menghasilkan larutan asam.Nonlogam Klorida bersifat asam.

6. UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

Dalam tulisan ini, kita akan mempelajari tentang sifat unsur transisi periode keempat, reaksi kimia dan pengolahan unsur transisi periode keempat, pemanfaatan unsur transisi periode keempat dalam kehidupan sehari-hari, sifat senyawa kompleks yang terbentuk dari berbagai unsur transisi periode keempat, serta penulisan nama senyawa kompleks yang terbentuk.Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menyebabkan unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur golongan utama, seperti sifat magnetik, warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn). (klik di sini untuk melihat sifat Unsur Transisi Periode Keempat dalam Tabel Periodik).Dalam satu periode dari kiri (Sc) ke kanan (Zn), keelektronegatifan unsur hampir sama, tidak meningkat maupun menurun secara signifikan. Selain itu, ukuran atom (jari-jari unsur) serta energi ionisasi juga tidak mengalami perubahan signifikan. Oleh sebab itu, dapat disimpulkan bahwa semua unsur transisi periode keempat memiliki sifat kimia dan sifat fisika yang serupa. Hal ini berbeda dengan unsur utama yang mengalami perubahan sifat yang sangat signifikan dalam satu periode (lihat materi Unsur Unsur Periode Ketiga).Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki keelektronegatifan yang lebih besar dibandingkan unsur Alkali maupun Alkali tanah, sehingga kereaktifan unsur transisi tersebut lebih rendah bila dibandingkan Alkali maupun Alkali Tanah. Sebagian besar unsur transisi periode keempat mudah teroksidasi (memiliki Erednegatif), kecuali unsur Tembaga yang cenderung mudah tereduksi (ECu= + 0,34 V). Hal ini berarti bahwa secara teoritis, sebagian besar unsur transisi periode keempat dapat bereaksi dengan asam kuat (seperti HCl) menghasilkan gas hidrogen, kecuali unsur Tembaga. Akan tetapi, pada kenyataanya, kebanyakan unsur transisi periode keempat sulit atau bereaksi lambat dengan larutan asam akibat terbentuknya lapisan oksida yang dapat menghalangi reaksi lebih lanjut. Hal ini terlihat jelas pada unsur Kromium. Walaupun memiliki potensial standar reduksi negatif, unsur ini sulit bereaksi dengan asam akibat terbentuknya lapisan oksida (Cr2O3) yang inert. Sifat inilah yang dimanfaatkan dalam proses perlindungan logam dari korosi (perkaratan).Dibandingkan unsur Alkali dan Alkali Tanah, unsur-unsur transisi periode keempat memiliki susunan atom yang lebih rapat (closed packing). Akibatnya, unsur transisi tersebut memiliki kerapatan (densitas) yang jauh lebih besar dibandingkan Alkali maupun Alkali Tanah. Dengan demikian, ikatan logam (metallic bonds) yang terjadi pada unsur transisi lebih kuat. Hal ini berdampak pada titik didih dan titik leleh unsur transisi yang jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama. Selain itu, entalpi pelelehan dan entalpi penguapan unsur transisi juga jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama.Unsur transisi periode keempat memiliki tingkat oksidasi (bilangan oksidasi) yang bervariasi. Hal ini disebabkan oleh tingkat energi subkulit 3d dan 4s yang hampir sama. Oleh sebab itu, saat unsur transisi melepaskan elektron pada subkulit 4s membentuk ion positif (kation), sejumlah elektron pada subkulit 3d akan ikut dilepaskan. Bilangan oksidasi umum yang dijumpai pada tiap unsur transisi periode keempat adalah +2 dan +3. Sementara, bilangan oksidasi tertinggi pada unsur transisi periode keempat adalah +7 pada unsur Mangan (4s23d7). Bilangan oksidasi rendah umumnya ditemukan pada ion Cr3+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Cu+, dan Cu2+, sedangkan bilangan oksidasi tinggi ditemukan pada anion oksida, seperti CrO42-, Cr2O72-, dan MnO4-.Perubahan bilangan oksidasi ditunjukkan oleh perubahan warna larutan. Sebagai contoh, saat ion Cr+7direduksi menjadi ion Cr3+,warna larutan berubah dari orange (jingga) menjadi hijau.Cr2O72-(aq)+ 14 H+(aq)+ 6 e-> 2 Cr3+(aq)+ 7 H2O(l)Besi (Fe) adalah unsur yang cukup melimpah di kerak bumi (sekitar 6,2% massa kerak bumi). Besi jarang ditemukan dalam keadaan bebas di alam. Besi umumnya ditemukan dalam bentuk mineral (bijih besi), sepertihematite (Fe2O3),siderite (FeCO3), danmagnetite (Fe3O4).Logam Besi bereaksi dengan larutan asam klorida menghasilkan gas hidrogen. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Fe(s)+ 2 H+(aq)> Fe2+(aq)+ H2(g)Larutan asam sulfat pekat dapat mengoksidasi logam Besi menjadi ion Fe3+. Sementara larutan asam nitrat pekat akan membentuk lapisan oksida Fe3O4yang dapat menghambat reaksi lebih lanjut. Umumnya, Besi dijumpai dalam bentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2 dan +3. Beberapa contoh senyawa Besi (II) antara lain FeO (hitam), FeSO4. 7H2O (hijau), FeCl2(kuning), dan FeS (hitam). Ion Fe2+dapat dengan mudah teroksidasi menjadi ion Fe3+bila terdapat gas oksigen yang cukup dalam larutan Fe2+. Sementara itu, senyawa yang mengandung ion Besi (III) adalah Fe2O3(coklat-merah) dan FeCl3(coklat).Tembaga (Cu) merupakan unsur yang jarang ditemukan di alam (precious metal). Tembaga umumnya ditemukan dalam bentuk senyawanya, yaitu bijih mineral, sepertikalkopirit (CuFeS2)dankalkosit (Cu2S). Logam Tembaga dapat diperoleh melalui pemanggangankalkopirit, seperti yang dinyatakan dalam persamaan reaksi di bawah ini :2 CuFeS2(s)+ 4 O2(g)> Cu2S(s)+ 2 FeO(s)+ 3 SO2(g)Cu2S(s)+ O2(g)> 2Cu(l)+ SO2(g)Logam Tembaga dapat dimurnikan melalui proses elektrolisis (lihat materi Elektrokimia II). Logam Tembaga memiliki koduktivitas elektrik yang tinggi. Dengan demikian, logam tembaga sering digunakan sebagai kawat penghantar listrik. Selain itu, Tembaga juga digunakan pada pembuatanalloy(sebagai contoh,kuningan, merupakanalloydariCu dan Zn),bahan pembuatan pipa, dan bahan dasar pembuatan koin (uang logam).Logam Tembaga bereaksi hanya dengan campuran asam sulfat dan asam nitrat pekat panas (dikenal dengan istilahaqua regia). Bilangan oksidasi Tembaga adalah +1 dan +2. Ion Cu+kurang stabil dan cenderung mengalamidisproporsionasidalam larutan. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2 Cu+(aq)> Cu(s)+ Cu2+(aq)Semua senyawa Tembaga (I) bersifatdiamagnetikdan tidak berwarna (kecuali Cu2O yang berwarna merah), sedangkan semua senyawa Tembaga (II) bersifatparamagnetikdan berwarna. Senyawa hidrat yang mengandung ion Cu2+berwarna biru. Beberapa contoh senyawa yang mengandung Tembaga (II) adalah CuO (hitam), CuSO4.5H2O (biru), dan CuS (hitam).Senyawa Koordinasiadalah senyawa yang terbentuk dari ion sederhana (kation maupun anion) sertaion kompleks. Unsur transisi periode keempat dapat membentuk berbagai jenision kompleks.Ion kompleksterdiri darikation logam transisidanligan.Liganadalah molekul atau ion yang terikat pada kation logam transisi. Interaksi antarakation logam transisidenganliganmerupakan reaksiasam-basa Lewis. MenurutLewis,liganmerupakanbasa Lewisyang berperan sebagai spesi pendonor (donator) elektron. Sementara itu,kation logam transisimerupakanasam Lewisyang berperan sebagai spesi penerima (akseptor) elektron. Dengan demikian, terjadi ikatankovalen koordinasi (datif) antaraligandengankation logam transisipada proses pembentukanion kompleks.Kation logam transisikekurangan elektron, sedangkanliganmemiliki sekurangnya sepasang elektron bebas (PEB). Beberapa contoh molekul yang dapat berperan sebagailiganadalah H2O, NH3, CO, dan ion Cl-.Bilangan koordinasiadalah jumlahliganyang terikat padakation logam transisi. Sebagai contoh,bilangan koordinasiAg+pada ion [Ag(NH3)2]+adalah dua,bilangan koordinasiCu2+pada ion [Cu(NH3)4]2+adalah empat, danbilangan koordinasiFe3+pada ion [Fe(CN)6]3-adalah enam.Bilangan koordinasi yang sering dijumpai adalah 4 dan 6.Berdasarkan jumlah atom donor yang memiliki pasangan elektron bebas (PEB) padaligan,ligandapat dibedakan menjadimonodentat,bidentat, danpolidentat.H2O dan NH3merupakanligan monodentat (mendonorkan satu pasang elektron). Sedangkan Etilendiamin (H2N-CH2-CH2-NH2, sering disebut dengan istilahen) merupakan contohligan bidentat (mendonorkan dua pasang elektron).Ligan bidentat dan polidentatsering disebut sebagaiagen chelat(mampu mencengkramkation logam transisidengan kuat).Muatanionkompleksadalah penjumlahan dari muatankation logam transisidenganliganyang mengelilinginya. Sebagai contoh, pada ion [PtCl6]2-, bilangan oksidasi masing-masingligan (ion Cl-)adalah -1. Dengan demikian, bilangan oksidasi Pt (kation logam transisi) adalah +4. Contoh lain, pada ion [Cu(NH3)4]2+, bilangan oksidasi masing-masingligan (molekul NH3)adalah 0 (nol). Dengan demikian, bilangan oksidasi (kation logam transisi) adalah +2.Berikut ini adalah beberapa aturan yang berlaku dalam penamaan suatuion kompleksmaupunsenyawa kompleks:1. Penamaan kation mendahului anion; sama seperti penamaan senyawa ionik pada umumnya.2. Dalamion kompleks, namaligandisusun menurut urutan abjad, kemudian dilanjutkan dengan namakation logam transisi.3. Namaliganyang sering terlibat dalam pembentukanion kompleksdapat dilihat padaTabel Nama Ligan.4. Ketika beberapaligansejenis terdapat dalamion kompleks, digunakan awalandi-, tri-, tetra-, penta-, heksa-,dan sebagainya.5. Bilangan oksidasikation logam transisidinyatakan dalam bilangan Romawi.6. Ketikaion kompleksbermuatan negatif, namakation logam transisidiberi akhiranat. Namakation logam transisipadaion kompleksbermuatan negatif dapat dilihat padaTabel Nama Kation pada Anion Kompleks.Tabel Nama LiganLiganNama Ligan

Bromida, Br-Bromo

Klorida, Cl-Kloro

Sianida, CN-Siano

Hidroksida, OH-Hidrokso

Oksida, O2-Okso

Karbonat, CO32-Karbonato

Nitrit, NO2-Nitro

Oksalat, C2O42-Oksalato

Amonia, NH3Amina

Karbon Monoksida, COKarbonil

Air, H2OAkuo

EtilendiaminEtilendiamin (en)

Tabel Nama Kation pada Anion Kompleks

KationNama Kation pada Anion Kompleks

Aluminium, AlAluminat

Kromium, CrKromat

Kobalt, CoKobaltat

Cuprum, CuCuprat

Aurum, AuAurat

Ferrum, FeFerrat

Plumbum, PbPlumbat

Mangan, MnManganat

Molibdenum, MoMolibdat

Nikel, NiNikelat

Argentum, AgArgentat

Stannum, SnStannat

Tungsten, WTungstat

Zink, ZnZinkat

Berikut ini adalah beberapa contoh penulisan namamaupun rumus kimia dari berbagaisenyawa kompleks:1. Ni(CO)4Bilangan koordinasi = 4Muatan ion kompleks = 0Muatan ligan = 0Muatan kation logam transisi = 0Nama senyawa =tetrakarbonil nikel (0)ataunikel tetrakarbonil

2. NaAuF4Terdiri dari kation sederhana (Na+) dan anion kompleks (AuF4-)Bilangan koordinasi = 4Muatan anion kompleks = -1Muatan ligan = -1 x 4 = -4Muatan kation logam transisi = +3Nama senyawa =natrium tetrafluoro aurat (III)3. K3[Fe(CN)6]Terdiri dari kation sederhana (3 ion K+) dan anion kompleks ([Fe(CN)6]-3)Bilangan koordinasi = 6Muatan anion kompleks = -3Muatan ligan = -1 x 6 = -6Muatan kation logam transisi = +3Nama senyawa =kalium heksasiano ferrat (III)ataukalium ferrisianida4. [Cr(en)3]Cl3Terdiri dari kation kompleks ([Cr(en)3]3+) dan anion sederhana (3 ion Cl-)Bilangan koordinasi = 3 x 2 (bidentat) = 6Muatan kation kompleks = +3Muatan ligan = 3 x 0 = 0Muatan kation logam transisi = +3Nama senyawa =tris-(etilendiamin) kromium (III) klorida5. Pentaamin kloro kobalt (III) kloridaTerdapat 5 NH3, satu Cl-, satu Co3+, dan ion Cl-Muatan kation kompleks = (5 x 0) + (1 x -1) + (1 x +3) = +2Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan dua ion Cl-Rumus senyawa kompleks =[Co(NH3)5Cl]Cl26. Dikloro bis-(etilendiamin) platinum (IV) nitratTerdapat 2 Cl-, 2 en, satu Pt4+, dan ion NO3-Muatan kation kompleks = (2 x -1) + (2 x 0) + (1 x +4) = +2Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan dua ion NO3-Rumus senyawa kompleks =[Pt(en)2Cl2](NO3)27. Natrium heksanitro kobaltat (III)Terdapat 6 NO2-, satu Co3+, dan ion Na+Muatan anion kompleks = (6 x -1) + (1 x +3) = -3Untuk membentuk senyawa kompleks, dibutuhkan tiga ion Na+Rumus senyawa kompleks =Na3[Co(NO2)6]8. Tris-(etilendiamin) kobalt (III) sulfatTerdapat 3 en, satu Co3+, dan ion SO42-Muatan kation kompleks = (3 x 0) + (1 x +3) = +3Untuk membentuk senyawa kompleks, dua kation kompleks membutuhkan tiga ion SO42-Rumus senyawa kompleks =([Co(en)3])2(SO4)3Bentukion kompleksdipengaruhi oleh jumlahligan, jenisligan, dan jeniskation logam transisi. Secara umum, bentukion kompleksdapat ditentukan melaluibilangan koordinasi. Hubungan antarabilangan koordinasiterhadap bentukion kompleksdapat dilihat pada tabel berikut :Bilangan KoordinasiBentuk Ion Kompleks

2Linear

4Tetrahedral atauSquare Planar

6Oktahedral

7. UNSUR RADIOAKTIF

Radioaktivitas adalah peristiwa pemancaran sinar-sinar,,yang menyertai proses peluruhan inti.Sinar:- identik dengan inti atom helium (2He4)- daya tembusnya kecil tapi daya ionisasinya besar.

Sinar:- identik dengan elektron ( le.)-daya tembus cukup besar tapi daya ionisasinya agak kecil

Sinar:- tidak bermuatan (gelombang elektromagnetik).- daya tembus paling besar tapi daya ionisasinya kecil (interaksiberupa foto listrik, Compton den produksi pasangan).

Kuat radiasi suatu bahan radioaktif adalah jumlah partikel (a,b,g) yang dipancarkan tiap satuan waktu.R =lNR = kuat radiasi satuan Curie1 Curie (Ci) = 3,7 x 1010 peluruhan per detik.l= konstanta pelurahan, tergantung pada jenis isotop dan jenis pancaran radioaktif, yang menyatakan kecepatan peluruhan inti.N = jumlah atom.Waktu paruh (T ) adalah waktu yang diperlukan oleh unsur radioaktif berubah menjadi unsur lain.T = ln 2/l= 0,693/lN = Noe-lt = No()-t/TJadi setelah waktu simpan t = T massa unsur mula-mula tinggal separuhnya, N = No ATAU setelah waktu simpan nTzat radioaktif tinggal ()nSinar radioaktif yang melewati suatu materi akan mengalami pelemahan intensitas dengan rumus:I = Ioe-mxIo = intensitas mula-mula (joule/s.m2)m= koefisien serap materi (m-1 atau cm-1)x = tebal materi/bahan (m atau cm )Bila I = Io maka x = 0,693/mdisebut HVL (lapisan harga paruh) yaitu tebal keping yang menghasilkan setengah intensitas mulaJenis detektor radioaktif:1. Pencacah Geiger(G1M)untuk menentukan/mencacah banyaknya radiasi sinar radioaktif2. Kamar Kabut Wilsonuntuk mengamati jejak partikel radioaktif3. Emulsi Filmuntuk mengamati jejak, jenis dan mengetahui intensitas partikel radioaktif4. Pencacah Sintiladuntuk mencacah dan mengetahui intensitas partikel radioaktif.

Kimia XII SMA NEGERI 1 PEMALANGPage 12