Gambar Sampul Kimia · BAB 4 KIMIA UNSUR
Kimia · BAB 4 KIMIA UNSUR
Crys Fajar

23/08/2021 08:44:38

SMA 12 K-13

Lihat Katalog Lainnya
Daftar Isi
 BAB 1 SIFAT KOLIGATIF LARUTANBAB 2 REAKSI REDOKSBAB 3 ELEKTROLISISBAB 4 KIMIA UNSURBAB 5 SENYAWA ORGANIK DAN MAKROMOLEKUL
Halaman
99BBa b 4 Kimia UnsurKIMIA UNSURBAB 4-mengidentifikasi unsur-unsur yang ada di alam danproduk-produk yang mengandung unsur tersebut;-menjelaskan sifat-sifat fisik dan kimia suatu unsur;-menjelaskan kegunaan, akibat, dan proses pembuatanunsur-unsur dan senyawanya dalam kehidupansehari-hari dan industri;-menggambarkan unsur-unsur radioaktif dari segi sifat-sifat fisik dan kimia, kegunaan, dan bahayanya.Setelah belajar bab ini, kalian diharapkan mampu:Sumber: Dokumentasi Penerbit.Alam dapat menyediakan berbagai macam unsur-unsur kimiauntuk digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari. Belerangmerupakan salah satu unsur kimia yang dapat digunakandalam kehidupan sehari-hari, seperti bahan bakupembuatan sabun mandi. Belerang dapat kita temukan dikawah gunung.5Tujuan Pembelajaran
100MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Peta KonsepKimia UnsurKelimpahanunsurSifat-sifatunsurPembuatandankegunaanLogam•Natrium• Magnesium• Aluminium• Besi• Nikel•Tembaga•Krom• Timah• EmasNonlogam• Hidrogen• Karbon• Nitrogen• Silikon• Fosfor•Oksigen•Belerang•HalogenPrasyarat Pembelajaran1. Sebutkan benda-benda di sekitar kalian yang terbuat darialuminium, besi, baja, dan fosfor.2. Apa air sadah itu? Berikan contoh air sadah di sekitar kalian.3. Apakah kalian dapat menghitung umur fosil? Jelaskan.Kata Kunci• Kimia unsur• Air sadah• UnsurradioaktifHalogenAir sadahLogamalkaliLogamalkalitanahUnsurperiodeketigaUnsurradioaktifmeliputiterdapatpadacontohcontohdibagimenjadi
101BBa b 4 Kimia Unsur1. Unsur-unsur di alamUnsur-unsur di alam lebih banyak berupa senyawadibandingkan dalam keadaan bebas sesuai bentuk unsurnya. Unsurgas mulia terdapat dalam bentuk bebas dan unsur gas muliaditemukan dalam bentuk senyawa alami di alam. Unsur-unsur gasmulia (helium, neon, argon, kripton, xenon, dan radon) termasukdalam 90 jenis unsur yang terdapat di alam, sedangkan sisanyamerupakan unsur buatan seperti plutonium dan amerisium.Beberapa unsur logam dapatditemukan dalam keadaan bebasmaupun dalam bentuk senyawaseperti emas, perak, platina, dantembaga. Unsur nonlogam juga adayang dalam keadaan bebas dan dalambentuk senyawa seperti oksigen,belerang, nitrogen, dan karbon.Unsur atau senyawa yang banyak terdapat dalam bahan-bahan alam disebut mmineral. Mineral diolah untuk diambilunsurnya, sehingga dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Tidak semua mineral dilakukan pengolahan, tergantungbesarnya kandungan unsur di dalamnya dan tingkat kesukaranproses pengolahannya. Dewasa ini orang lebih memilih mendaurulang aluminium bekas daripada mengambil dari bijihnya karenabiayanya lebih murah.2. Kelimpahan unsur-unsur di kulit bumiUnsur-unsur terdapat melimpah di kulit bumi kita, tetapiunsur-unsur tersebut mempunyai kelimpahan yang berbeda-beda. Secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.1 berikut.Tabel 4.1 Kelimpahan unsur-unsur di alam.Gambar 4.1Beberapa contohunsur logam dannonlogam yangkita kenal.A. Kelimpahan Unsur-unsur di AlamSumber: Dokumentasi Penerbit.Unsur% MassaUnsur% MassaOksigen49,20Klor0,19Silikon2 5 ,6 7Fosfor0 ,11A luminium7 ,5 0Mangan0 ,09Besi4,71Karbon0,08
102MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Udara yang kita hirup setiap hari mengandung nitrogen danoksigen sebagai unsur dengan jumlah paling melimpah di udara.Komposisi udara secara lengkap disajikan pada Tabel 4.2 berikut.Tabel 4.2 Komposisi udara bersih dan kering.Air laut juga merupakansumber mineral yang penting.Beberapa unsur yang diperoleh dariair laut, yaitu natrium, klor,magnesium, dan brom.Unsur-unsur logam biasanyaterdapat di bawah permukaantanah sebagai deposit. Di Indonesiaunsur-unsur logam diperoleh dari penambangan mineralnya,secara lengkap berbagai mineral sebagai sumber unsur logamdisajikan dalam Tabel 4.3 berikut.Gambar 4.2Garam dapur(NaCl) yang kitagunakan diperolehdari air laut yangdikeringkan. DiIndonesia tambakgaram banyakterdapat di PulauMadura.Sumber: Dokumentasi Penerbit.,,Kalsium3,39Belerang0,06Natrium2,63Barium0,04Kalium2,40Nitrogen0,03Ma gnesium1,93Fluor0,03Hidrogen0,87Stronsium0,02Titanium0,58Unsur lain0,47Unsur% MassaUnsur% MassaSenyawaK elimpahan (% ) Nitrogen (N2)78,09 Oksigen (O2)20,94 Argon (Ar)0,934 Karbon dioksida (CO2)0,0315 Neon (Ne)0,0018 Helium (He)0,00052 Metana (CH4)0,00010-0,00012 Kripton (Kr)0,0001 Karbon monoksida (CO)0,00001 Nitrogen oksida (N2O)0,00005 Hidrogen (H2)0,00005 Xenon (Xe)0,000008 Nitrogen dioksida (NO2)0,000002 Ozon (O3)0,000001-0,000004Sumber: Kimia Unsur dan radiokimia, Hiskia AchmadSumber: Kimia Unsur dan radiokimia, Hiskia Achmad
103BBa b 4 Kimia UnsurTabel 4.3 Berbagai sumber mineral unsur logam di Indonesia.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Sebutkan nama mineral utama beserta rumusnya dariunsur berikut.Emas, besi, aluminium, tembaga, dan timah.2. Sebutkan penggunaan utama dari unsur pada soal nomor1 di atas.Gambar 4.3Emas danTembaga.UnsurMineralLokasiTembagaKalkopirit (CuFeS2)Kalkosit (Cu2S)PapuaBesiHematit (Fe2O3)Magnetit (Fe3O4)Pirit (FeS)Siderit (FeCO3)CilacapAluminiumBauksit (Al2O3.nH2O)Kriolit (Na3AlF6)Pulau BintanEmasAuPapuaNikelMillerit (NiS)Sulawesi SelatanTimahKasiterit (SnO2)Pulau BangkaSumber: Rocks, Minerals & Fossils of The World, Pellant ChrisB. Sifat-sifat UnsurPenggunaan suatu unsur atau senyawanya selalu didasarkanpada sifat-sifat unsur tersebut. Misal aluminium digunakan sebagaipelapis karena tahan korosi, karena itu kalian perlu mempelajarisifat unsur dan senyawa. Dalam memahami sifat-sifat unsurdipelajari menurut golongan unsur dalam sistem periodik.Sumber: Kimia Unsur dan radiokimia, Hiskia Achmad
104MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Sifat-sifat fisik suatu unsurmenyangkut wujud, kekerasan,warna, bau, titik didih, jari-jari atom,dan kalor jenis. Adapun sifat-sifatkimia suatu unsur menyangkutkereaktifan, daya oksidasi-reduksi,dan sifat asam basa. Sifat kimia unsurdapat berkaitan dengan sifat fisiknya,misal kereaktifan unsur yang dikaitkandengan energi ionisasinya. Pada subbab ini kalian akan mempelajari sifat-sifat unsur berdasarkan golongannya.1. HalogenHalogen berada pada golongan VIIA dalam sistem periodik.Halogen berasal dari bahasa Yunani yang berarti “pembentukgaram”, disebut demikian karena unsur-unsur halogen dapatbereaksi dengan logam membentuk garam. Contoh garam dapur(NaCl) yang terbentuk dari reaksi klor dengan logam natrium.Halogen mempunyai 7 elektron valensi, sehingga golonganhalogen cenderung menyerap satu elektron membentuk ionnegatif. Hal ini menyebabkan halogen sangat reaktif, sehinggatidak ditemukan bebas di alam tetapi selalu dijumpai sebagaisuatu persenyawaan.Sumber halogen di alam berupa garam-garam, misal klordidapatkan sebagai NaCl dalam air laut. Brom dan iod jugadidapatkan dalam air laut tetapi sangat sedikit dibandingkanklor. Iod ditemukan sebagai NaIO3 yang tercampur denganNaNO3.a.Sifat-sifat fisikBeberapa sifat fisik halogen disajikan dalam Tabel 4.4 berikut.Gambar 4.4Beberapa unsuryang digolongkanmenjadi golonganlogam, metaloid,dan nonlogam.Sumber: General Chemistry, Principles and Modern Applications,Petrucci R. H, Harwood W. S, dan Herring G. FFClBr INomor atom9173553Konfigurasi elektron2s22p53s23p54s24p55s25p5Massa atom relatif, Ar189,98435,45379,9041,269,045Kerapatan cairan (g cm–3)1,11,53,24,9Titik leleh (K)40171266386Entalpi peleburan (kJ mol–1)0,253,25,27,8Tabel 4.4 Beberapa sifat fisik halogen.
105BBa b 4 Kimia Unsur1) Wujud halogenPada suhu kamar, fluor dan klor berupa gas, brom berupa zatcair yang mudah menguap, sedangkan iod berupa zat padatyang mudah menyublim. Pada pemanasan, iod padat tidakmencair melainkan langsung menguap (menyublim).2) Warna dan bauMolekul halogen berwarna, karena menyerap sinar tampaksebagai hasil eksitasi elektron ke tingkat energi yang lebihtinggi. Fluor berwarna kuning muda; klor berwarna hijaukekuningan, brom berwarna merah kecokelatan; dan iodberwarna hitam dan mudah menguap membentuk uapberwarna ungu. Uap halogen sangat beracun dan berbahayabagi pernapasan, mata, dan kulit. Brom cair merupakan salahsatu reagensia yang paling berbahaya, karena efek uapnyaterhadap mata dan saluran hidung serta menimbulkan lukabakar jika mengenai kulit. Unsur halogen berbau menusuk.3) ElektronegativitasUnsur-unsur halogen mempunyai konfigurasi elektron ns2np5 dan merupakan unsur yang paling elektronegatif, karenamempunyai bilangan oksidasi (–1). Kecuali fluor yang selaluunivalen, unsur halogen juga dapat mempunyai bilanganoksidasi (+1), (+3), (+5), dan (+7). Bilangan oksidasi (+4) dan(+6) merupakan anomali yang terdapat dalam oksida ClO2,Cl2O6, dan BrO3.Kalian telahmengenal sifatdari flour, klor,brom, dan iod.Unsur-unsurtersebuttermasuk unsurhalogen. Masihadakah unsurhalogen lainnya?Coba kalian carisifat fisik dankimianya.Gunakaninternet untukmencariliteraturnya.Komunikasikanhasilnya denganteman kalian.KegiatanMandiriKegiatanMandiriFClBr ITitik didih (K)85238332453Entalpi penguapan (kJ mol–1)3,3101521A fin ita s elektron (kJ mol–1)–335–355–332–301Energi ionisa si (kJ mol–)1686126611461016Elektronegativitas4,03,02,82,5Ja ri-ja ri kova len (Å )0 ,6 40 ,9 91 ,1 41 ,3 3Jari-ja ri ion, X–, (Å )1,191,671,822,06Energi ika ta n (kJ mol–)155242193151Daya hantar molar ion, X–44,476,478,376,8Entalpi hidra si, X–(kJ mol–)401279243201K a lor disosia si (kJ mol–)158242193151Potensia l reduksi sta nda r (Volt)X2 + 2e–o 2X–+ 2,87+ 1,3610,645+ 0,535Sumber: General Chemistry, Principles and Modern Applications, Petrucci R. H, Harwood W. S, danHerring G. F
106MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 34) Afinitas elektronUnsur-unsur halogen cenderung menangkap elektron untukmembentuk ion negatif. Afinitas elektron dari klor lebih besardari afinitas fluor, tetapi F2 adalah oksidator kuatdibandingkan dengan Cl2, karena molekul fluor lebih mudahterurai menjadi atom.5) Titik didih, titik leleh, dan energi ikatanTitik didih dan titik leleh akan bertambah, jika nomor atombertambah. Energi ikatan “X2“ (kalor disosiasi) berkurang,jika nomor atom bertambah besar. Kecenderungan ini hanyadapat diamati untuk Cl2, Br2, dan I2. Namun energi ikatanF2 paling rendah karena terjadi tolak-menolak antaraelektron tak terikat, hal ini menyebabkan F2 sangat reaktif.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Susun unsur halogen menurut kecenderungana. jari-jari atomnya, mulai dari yang terbesar,b. titik didih, mulai dari yang terkecil,c. afinitas elektron, mulai dari yang terkecil,d. daya hantar molar, mulai dari yang terbesar,e. potensial elektrode standar, mulai dari yang terkecil.2. Tentukan unsur halogen yang mempunyai ciri-ciri berikut.a. Berupa cairan pada suhu kamar.b. Mudah menyublim.c. Mempunyai tujuh elektron valensi.d. Berwarna hijau kekuningan.e. Uapnya berwarna ungu.b. Sifat-sifat kimiaSifat kimia dari unsur halogen dapat kalian pahami padauraian berikut.1) KereaktifanAfinitas elektron adalah energi yang menyertai penyerapansatu elektron oleh suatu atom netral dalam wujud gas,sehingga terbentuk ion bermuatan negatif satu. Jikamembebaskan energi, maka afinitas elektron bertandanegatif. Jika menyerap energi, maka afinitas elektron bertandaUnsur halogenmempunyai sifatfisik. Wujud,warna, bau,keelektromagnitan,afinitas elektron,titik didih, titikleleh, dan energiikatan termasuksifat fisik unsur.
107BBa b 4 Kimia Unsurpositif. Afinitas elektron menggambarkan kemampuan unsurnonlogam dalam menyerap elektron yang berarti pula dapatmenunjukkan kereaktifan unsur tersebut.Contoh F(g) + e–o F–(g)'H = –328 kJ Cl(g) + e–o Cl–(g)'H = –349 kJ2) KelarutanKelarutan halogen dalam air berkurang dari fluor ke iod. Iodrelatif sukar larut dalam air, karena molekulnya bersifat nonpolar.Sedangkan iod mudah larut dalam larutan yang mengandungion I-, karena membentuk ion polidida (I3–). Halogen lebih mudahlarut dalam pelarut nonpolar seperti karbontetraklorida (CCl4)atau kloroform (CHCl3). Dalam pelarut tak beroksigen, iodberwarna ungu.c.Reaksi-reaksi halogenHalogen dapat mengalami reaksi kimia. Reaksi-reaksitersebut dapat kalian pahami pada uraian di bawah ini.1) Reaksi dengan halogenSuatu senyawaan dari dua halogen disebut senyawaantarhalogen. Dalam suatu reaksi antara dua halogen, unsuryang lebih elektronegatif adalah zat pengoksidnya dan diberibilangan oksidasi negatif dalam senyawaan tersebut.Contoh Br2(g) + Cl2(g) o 2BrCl(g)Reaksi antarhalogen secara umum dapat dituliskan sebagaiberikut. X2 + nY2 o2XYnY adalah halogen yang lebih elektronegatif dan n adalahbilangan ganjil (1, 3, 5, . . .). Fluor merupakan halogen yangpaling mudah membentuk senyawa antarhalogen. Beberapasenyawa antarhalogen disajikan dalam Tabel 4.5, sedangkancontoh geometri molekul senyawa antarhalogendiperlihatkan pada Gambar 4.5 pada halaman 103.Tabel 4.5 Beberapa senyawa antarhalogen. +1 –1NoSenyawaNoSenyawaClFBrClGas tidak berwarnaGas berwarna merahClF3IF3Gas tidak berwarnaPadatan berwarna kuning1728
108MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 32) Reaksi dengan logamHalogen bereaksi dengan unsur logam menghasilkan halidalogam.Contoh3Br2 + 2Alo 2AlBr3F2 + Cuo CuF22Cl2 + 2Feo 2FeCl2Pada umumnya halida logam mempunyai titik leleh tinggidan lelehannya dapat menghantarkan listrik (bersifatelektrolit). Halida logam akan bersifat kovalen, jika tingkatoksidasi logamnya tinggi atau jika atom logamnya makinkecil. Hal ini nampak dalam contoh senyawa halida logamyang disajikan dalam Tabel 4.6.Tabel 4.6 Beberapa halida logam dan sifat-sifatnyaGambar 4.5Geometri senyawaantarhalogen.Linear Planar bentuk T Piramida tetragonal Bipiramida pentagonalgClF5IF5Gas tidak berwarnaCairan tidak berwarnaBrFIF7Gas berwarna merahGas tidak berwarnaBrF3IClCairan tidak berwarnaCairan berwarna tua, kristal hitamBrF5ICl3Cairan tidak berwarnaPadatan kuning51161239410NoSenyawaNoSenyawaSenyawa WujudTitik Leleh (oK)Jenis ikatanNaFKristal tak berwarna1269IonikNaClKristal tak berwarna1074IonikAlF3Kristal tak berwarna1313IonikAlCl3Bubuk putih467Kovalen - ionikSnCl4Cairan tak berwarna239Kovalen - ionikSumber: Kimia Unsur dan radiokimia, Hiskia AchmadSumber: Kimia Unsur dan radiokimia, Hiskia AchmadSumber: General Chemistry, Principles and Modern Applications, Petrucci R. H,Harwood W. S, dan Herring G. F
109BBa b 4 Kimia UnsurBrom dan iod tidak bereaksi dengan emas, platinum, ataubeberapa logam mulia lainnya, tetapi fluor dan klor dapatbereaksi dengan unsur yang tidak aktif ini.3) Reaksi dengan nonlogam dan metaloidHalogen bereaksi langsung dengan unsur nonlogam danmetaloid. Misal Z menyatakan nonlogam fosfor dan metaloidboron, arsen, dan stibium, maka reaksi secara umumnyasebagai berikut.3X2 + 2Z o 2ZX3Reaksi halogen dengan fosfor, arsen, dan stibium menghasilkantrihalida, jika halogennya berlebih, maka dapat dihasilkanpentahalida.5X2 + 2Z o 2ZX5ContohP4(g) + 6Cl2(g) o 4PCl3(g)P4(g) + 10Cl2(g) o 4PCl5(g)Dalam reaksi ini fluor paling mudah bereaksi, sedangkan iodpaling sukar bereaksi. Nitrogen tidak langsung bereaksi denganhalogen karena ketidak-aktifannya, sedangkan silikon bereaksidengan halogen menghasilkan tetrahalida.Contoh Si + 2X2o SiX44) Reaksi dengan senyawaan halogen lainnyaReaksi ini dianggap sebagai reaksi penggantian. Pada reaksiini halogen yang lebih aktif menggantikan halogen yang kurangaktif dari senyawaannya.ContohF2(g) + 2NaBr(s) o Br2(g) + 2NaF(s)Br2(g) + CaI2(s) o I2(g) + CaBr2(s)Cl2(g) + CaF2(s) otidak terjadi reaksi, karena fluor lebih reaktif daripada klor.5) Reaksi dengan hidrogenHalogen bereaksi dengan hidrogen membentuk halida.ContohCl2(g) + H2(g) o 2HCl(g)Br2(g) + H2(g) o 2HBr(g)Reaksi fluor dan klor dengan hidrogen terjadi secara meledak-ledak, tetapi brom dan iod bereaksi lambat.6) Reaksi dengan hidrokarbonHalogen umumnya bereaksi dengan hidrokarbon denganmenggantikan atom-atom hidrogen.Reaksipenggantian kitakenal sebagaireaksi substitusi.
110MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3ContohCH4 + Cl2o CH3Cl + HClC2H6(g) + Br2(g) o C2H5Br(g) + HBr(g)7) Reaksi dengan air (hidrolisis)Semua halogen kecuali fluor berdisproporsionasi dalam air.Contoh Cl2 + H2O(l) o HClO + HCl F2 + H2O o 2HF + 12O2 (bereaksi sangat cepat)8) Reaksi dengan basaSemua halogen akan bereaksi dalam larutan basa.Contoh2F2(g) + 2NaOH(aq) encer o 2NaF(aq) + F2O(g) +H2O(l)2F2(g) + 4NaOH(aq) pekat o 4NaF(aq) + O2(g) + 2H2O(l)3I2(g) + 6NaOH(aq) o 5NaI(l) + NaIO3(aq) + 3H2O(l)Mempelajari reaksi pendesakan halogenAlat-tabung reaksi- gelas ukur-pipet tetesBahan-larutan klor, brom, dan iod-larutan NaCl, NaBr, NaI, dan NaFCara kerja1. Masukkan masing-masing 2 mL larutan klor ke dalam tigatabung reaksi berbeda.2. Tambahkan 5 tetes larutan NaBr dalam tabung reaksi 1, NaIdalam tabung reaksi 2, dan NaF dalam tabung reaksi 3.3. Amati perubahan yang terjadi dan catat hasil pengamatankalian.4. Lakukan hal yang sama untuk larutan brom dan iod.Hasil PengamatanBuat dan lengkapi tabel di bawah ini pada buku kerja kalian.Asam hipokloritKegiatanMandiriKegiatanMandiriTentukanbilanganoksidasi masing-masing unsurklor pada reaksiantara klordengan air. Apareaksi antaraklor mengalamiclisproporsionasidalam air?Jelaskan.Komunikasikandengan temankalian.IonUnsurCl–Br–I–F–................................................Sebelum PenambahanSetelah Penambahan
111BBa b 4 Kimia UnsurEvaluasi dan kesimpulanKerjakan di buku kerja kalian.1. Sempurnakan dan selesaikan reaksi-reaksi berikut.a) Cl2(g) + Br–(aq) ob) Cl2(g) + I–(aq) oc) Cl2(g) + F–(aq) od) Br2(g) + Cl–(aq) oe) Br2(g) + I–(aq) of)Br2(g) + F–(aq) og) I2(g) + Cl–(aq) oh) I2(g) + Br–(aq) oi)I2(g) + F–(aq) o2. Sebutkan ion-ion yang dapat bereaksi dengan gas fluor.3. Tuliskan reaksi antara natrium fluorida dengan gas klor, iod,dan brom.4. Ion halida yang paling mudah melepaskan elektron adalahion ..., sedangkan yang tersulit adalah ....5. Apa yang dimaksud dengan reaksi pendesakan? Jelaskan.6. Reaksi pendesakan berkaitan dengan sifat unsur halogensebagai ....7. Urutan daya oksidator halogen dari yang terbesar adalah....8. Kesimpulan apa yang dapat kalian peroleh dari kegiatanini dan diskusikan dengan teman kalian.d. Daya oksidasi halogenHalogen bebas merupakan oksidator, dalam satu golongan dariatas ke bawah kekuatannya meningkat, yaitu F2 > Cl2 > Br2 > I2.Daya oksidasi halogen atau daya pereduksi ion halida berdasarkanpotensial elektrodenya.F2(g) + 2e–o 2F–(aq)E° = +2,87 VCl2(g) + 2e–o 2Cl–(aq)E° = +1,36 VBr2(l) + 2e–o 2Br–(aq)E° = +1,065 VI2(s) + 2e–o2I–(aq)E° = +0,535 VJika harga potensial elektro semakin positif, maka semakinmudah mengalami reduksi dan merupakan pengoksidasi kuat.Jadi, fluor merupakan oksidator paling kuat, sedangkan F–merupakan reduktor paling lemah.
112MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Agar pemahaman kalian tentang daya pengoksidasi halogenlebih jelas coba lakukan aktivitas berikut.Daya pengoksidasi halogenAlat-tabung reaksi-pipet tetesBahan-larutan FeSO4 0,1 M-larutan klor-Fe2(SO4)3 0,1 M-larutan brom-larutan iod-larutan KSCNCara kerjaa. Identifikasi ion Fe2+ dengan ion Fe3+.1. Masukkan 10 tetes larutan FeSO4 dan 10 tetes larutanFe2(SO4)3 ke dalam tabung reaksi yang berbeda.2. Tambahkan 1 tetes larutan KSCN pada masing-masingtabung reaksi tersebut. Amati yang terjadi dan catat hasilpengamatan kalian.b. Penentuan daya pengoksidasi halogen.1. Masukkan10 tetes larutan iod, klor, dan brom ke dalamtabung reaksi yang berbeda.2. Masing-masing tabung reaksi tambahkan 1 tetes FeSO4.Amati yang terjadi dan catat hasil pengamatan kalian.3. Kemudian dalam ketiga tabung reaksi di atas, tambahkanlagi dengan 1 tetes KSCN. Amati yang terjadi dan catathasil pengamatan kalian.Hasil PengamatanBuat dan lengkapi tabel di bawah ini pada buku kerja kalian.1. Membedakan ion Fe2+ dengan ion Fe3+Sebelum Setelah Penambahan KSCNPenambahan KSCNFeSO4........Fe2(SO4)3........Larutan
113BBa b 4 Kimia UnsurKerjakan di buku latihan kalian.1. Mengapa halida logam cenderung bersifat ionik?2. Tuliskan persamaan reaksi berikut.a. arsen + brom (terbatas)b. arsen + brom (berlebih)c. silikon + klord. fluor + hidrogene. brom + natrium klorida3. Apa arti tanda negatif pada afinitas elektron?4. Bagaimana urutan kereaktifan halogen berdasarkanafinitas elektronnya?5. Jika diketahui potensial reduksi standar sebagai berikut.Fe3+(aq) + eo Fe2+(aq)E° = 0,77 VF2(g) + 2eo 2F–(aq)E° = 2,87 VI2(s) + 2eo 2I–(aq)E° = 0,54 V2X–(aq) + 2Fe3+(aq) o X2(aq) + 2Fe2+(aq)E° = ...?Tentukan potensial reduksi standar antara ion halidadengan ion besi (II). Di mana X = F dan I.2. Menentukan urutan daya pengoksidasi halogenEvaluasi dan kesimpulanKerjakan di buku kerja kalian.1. Apa yang terjadi ketika larutan FeSO4 di tambah larutanKSCN? Jelaskan.2. Apa yang terjadi ketika iod ditambah larutan FeSO4?Jelaskan.3. Halogen mana yang dapat mengoksidasi ion Fe2+?4. Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi pada aktivitas ini.3. Kesimpulan apa yang kalian peroleh dari aktivitas ini dandiskusikan dengan teman kalian.Larutan FeSO4FeSO4 dan KSCN................HalogenSebelum PenambahanPerubahan Setelah Penambahan
114MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Kerjakan di buku latihan kalian.1. Mengapa daya oksidator halogencenderung menurun dari atas kebawah?2. Mengapa energi ionisasi halogenrelatif sangat tinggi?3. Mengenai klor dan astatin (At),mana yang memiliki jari-jari ion,Elektronegativitas, jumlah elek-tron valensi, energi ionisasi, dantitik didih yang lebih kecil?4. Tuliskan persamaan reaksi berikut.a. arsen + klor berlebihb.fluor + iodc.nitrogen + brom5. Diketahui potensial reduksistandar sebagai berikut.F2/F–Eo = + 2,87 VCl2/Cl–Eo = + 1,36 VBr2/Br-Eo = + 1,06 VI2/I-Eo = + 0,54 VCa/Ca2+Eo = + 2,87 VNi/Ni2+Eo = + 0,25 VFe/Fe2+Eo = + 0,44 VSn2+/Sn4+Eo = – 0,15 VDari data tersebut, pengoksidasimana yang dapat mengubaha. F– menjadi F2,b.Cl– menjadi Cl2,c.Br– menjadi Br2,d. I– menjadi I2,e.Ni menjadi Ni2+,f.Sn menjadi Sn4+.Tahukah KalianTahukah Kalian??Email gigi terutama mengandung hidrosiapatit, Ca10(PO4)6H2O.Asam laktat atau asam asetat yang biasa terdapat di dalammulut cenderung melarutkan email dan menimbulkan lubang(caries). Ion fluorida dalam CaF2 akan bereaksi dengan emailmembentuk suatu lapisan fluorapatit, Ca10(PO4)6F2, sehinggaemail lebih tahan terhadap serangan asam.Dalam sebuah uji laboratorium gigi yang dicabut direndam dalamasam laktat yang dibufferkan dan laju pelarutan email diukur.Sampel gigi yang lain direndam ke dalam larutan fluorida.Hasilnya menunjukkan bahwa pelarutan email gigi akanberkurang.1
115BBa b 4 Kimia Unsur2. Logam alkaliLogam alkali adalah unsur-unsur yang menempati golonganIA pada sistem periodik. Golongan ini meliputi litium (Li),natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs), danfransium (Fr). Alkali berasal dari bahasa Arab yang berarti airabu. Logam-logam alkali dapat membentuk basa kuat disebutdengan logam golongan IA. Unsur pada golongan IA ini sangatreaktif, sehingga tidak dijumpai bebas di alam, melainkan dalambentuk senyawanya. Natrium di alam dijumpai sebagai NaCl dalamair laut dan mineral halit, kalium sebagai KCl dalam bijih silvit,karnalit (KCl.MgCl2.6H2O), dan feldspaat (K2O.Al2O3.3SiO2).Unsur alkali lain sedikit sekali dijumpai, sedangkan fransiumbersifat radioaktif.a.Sifat-sifat fisikBeberapa sifat fisik logam alkali disajikan dalam Tabel 4.7.Berdasarkan data tersebut terlihat bahwa kecenderungan sifatlogam alkali sangat beraturan. Dari atas ke bawah,kelektronegatifan, energi ionisasi, titik cair, dan titik leleh cenderungmenurun, sedangkan jari-jari atom dan kerapatannya cenderungmeningkat. Alkali termasuk logam yang lunak, sehingga mudahdipotong. Logam alkali memiliki kilap keperakan logam yang khaspada permukaan yang baru dipotong. Dalam keadaan gas, unsur-unsur alkali berupa molekul diatomik, misal Li2 dan Na2.Tabel. 4.7 Sifat fisik logam alkali.Nomor atomKonfigurasi elektronMassa atom relatif, ArJari-jari atom ( )Jari-jari ion M+( )Kerapatan (g mol3)Titik didih (K)Titik leleh (K)Energi ionisasipertama (kJ mol1)Energi ionisasikedua (kJ mol1)oAoALi3[He] 2s16,9411,520,60,5316044545207298Na11[Ne] 3s122,98981,860,950,9711633714964562K19[Ar] 4s139,1022,311,330,8610403364193051Rb37[Kr] 5s139,1022,441,481,599753124032632K55[Xe] 6s1132,90552,621,691,909603023762420
116MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Unsur-unsur alkali merupakan reduktor kuat. Kekuatanreduktor dapat dilihat dari potensial elektrodenya. Kecenderunganpotensial elektrode alkali semakin bertambah dengan bertambahnyanomor atom. Perkecualian pada litium yang memiliki potensialelektrode terbesar. Penyimpangan ini umumnya diperlihatkan olehunsur-unsur pada periode kedua yang dihubungkan dengankecilnya volume atom. Dalambanyak hal, litium lebih miripdengan magnesium darigolongan IIA, berilium yangmirip dengan aluminium,dan boron yang miripdengan silikon. Hubunganseperti itu disebut hubungandiagonal (lihat Gambar 4.6).Unsur-unsur alkalidapat melarut dalam cairanamoniak. Larutan encer logam alkali dalam amoniak berwarna biru.Larutan ini merupakan penghantar listrik yang lebih baik daripadalarutan garam. Daya hantarnya hampir sama dengan daya hantarlogam murni. Larutan pekat di atas 3 M berwarna sepertiperunggu tembaga dan menunjukkan kilap logam karenaterbentuk kelompok ion. Kelarutan beberapa unsur alkali disajikanpada Tabel 4.8 berikut ini.Tabel 4.8. Beberapa kelarutan alkali.1A2A3A4ALiBeBCNaMgAlSiKCaGaGeGambar 4.6Hubungandiagonal diantaraunsur-unsur.Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Harwood W. S , dan Herring G. FSumber: General Chemistry, Hill J. W, PetrucciR. H, Harwood W. S , dan Herring G. FUnsurLiNaKKelarutan g/100g NH3101549Sumber: Kimia Unsur dan radiokimia, Hiskia AchmadaPada skala Mohs, talk mendapat skala 0 dan intan mendapat skala 10.bPada skala perbandingan terhadap perak 100 dan tembaga 95,9.EelektronegativitasKekerasan (skala mohs)aDaya hantar listrik relatifbPotensial reduksi standar(volt), M+ + e–oMLi1,00,617,43,04Na0,90,435,22,71K0,80,523,12,92Rb0,80,313,02,92K0,70,38,12,92
117BBa b 4 Kimia UnsurSpektrum emisi adalah radiasi elektromagnetik yangdipancarkan oleh unsur yang tereksitasi. Spektrum ini teramatisebagai pancaran cahaya dengan warna tertentu yang terdiriatas beberapa garis warna (panjang gelombang) yang khas bagisetiap unsur. Spektrum emisi dapat digunakan untuk mengenalisenyawa tertentu. Logam alkali akan tereksitasi ketikadipanaskan pada nyala api. Misal pada pembakar bunsen ataupembakar spiritus dengan memberikan warna nyala khas yangdiberikan pada Tabel 4.9.Tabel 4.9. Warna nyala logam alkali.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Sebutkan kecenderungan alkali tentang energi ionisasi,kerapatan, dan kekerasannya.2. Logam alkali mana yanga. lebih ringan daripada air,b. paling lunak,c. mempunyai lima kulit pada konfigurasi elektronnya,d. mendidih pada suhu 702 oC,e. mempunyai potensial elektrode standar tertinggi,f. paling mudah tereduksi?Gambar 4.7Nyala logama. litium,b. natrium,c. kalium,d. sesium.Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. SUnsurLitiumNatriumKaliumRubidiumSesiumWarna NyalaMerah tuaKuningUnguMerah violetBiruSumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S(a) (b) (c) (d)
118MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3b. Sifat-sifat kimiaCiri yang paling mencolok dari logam alkali adalahkereaktifannya cukup besar. Kereaktifan ini berkaitan denganenergi ionisasinya yang rendah, sehingga mudah melepaskanelektron. Hampir semua senyawa logam alkali bersifat ionik danlarut dalam air.c.Reaksi-reaksi logam alkali1) Reaksi dengan airSemua logam alkali bereaksi denganair membentuk basa dan gas hidrogen.Litium bereaksi dengan lambat,sedangkan natrium bereaksi lebih hebatdisertai panas yang tinggi. Kalium,rubidium, dan sesium bereaksi semakinhebat disertai ledakan, jika dimasukkandalam air. Logam alkali mudah bereaksidengan air pada tangan sertamenimbulkan api dan ledakan, makajangan pernah memegang logamalkali. Reaksi secara umum dapatdituliskan sebagai berikut.2L(s) + 2H2O(l) o 2LOH(aq) +H2(g) (L = logam alkali)Gas hidrogen yang terbentukdalam reaksi di atas akan segeraterbakar karena reaksinya sangateksoterm.2) Reaksi dengan hidrogenLogam alkali akan bereaksi dengan hidrogen ketika dipanaskandan menghasilkan senyawa hidrida. Hidrida merupakansenyawa ion yang hidrogennya mempunyai bilangan oksidasi–1. Reaksi secara umum dapat dituliskan sebagai berikut.2L(s) + H2(g) o 2LH(s)Contoh 2Na(s) + H2(g) o 2NaH(s).3) Reaksi dengan oksigenReaksi antara logam alkali dengan oksigen menghasilkanoksida (M2O), peroksida (M2O2), dan superoksida (MO2).4L(s) + O2(g) o 2L2O(s)Gambar 4.8Logam Natriumyang ditaruhdalam cairan inert.Sumber: Target Science,Chemistry, Brian O’ Pat.Gambar 4.9Reaksi logamkalium dengan air.Sumber: Chemistry, TheMolecular Nature of Matter andChange, Silberberg M. S
119BBa b 4 Kimia UnsurJika oksigen berlebih natrium akan membentuk peroksida,sedangkan kalium, rubidium, dan sesium akan membentuksuperoksida.Contoh K(s) + O2(g) o KO2(s).4) Reaksi dengan halogenReaksi logam alkali dengan halogen terjadi sangat hebat danmenghasilkan garam halida.Contoh 2Li(s) + Cl2(g) o 2LiCl(s).Natrium cair terbakar dalam gas klor menghasilkan nyalakuning.5) Reaksi dengan asam encerReaksi secara umum dapat dituliskan sebagai berikut.2L + 2H+o 2L+ + H2Reaksi logam alkali dengan asam encer akan menimbulkangas hidogen disertai ledakan.Contoh 2Na(s) + H2SO4(aq) o Na2SO4(aq) + H2(g).Tahukah KalianTahukah Kalian??Logam alkali sangat mudah bereaksi dengan air dan oksigen,sehingga harus disimpan dalam cairan yang inert. Misalminyak tanah (kerosin) atau dalam botol yang diisolasi.Namun, lama-kelamaan permukaan logam itupun jugabereaksi sedikit demi sedikit.Logam kalium yang telah disimpan lama akan ditutupi lapisanperoksida. Jika ingin memotong logam kalium, maka harusdilakukan dengan hati-hati, karena mata pisau dapat menekanlapisan peroksida dan masuk ke dalam lapisan kalium yangpada akhirnya akan menimbulkan reaksi eksoterm. Kalor yangdibebaskan dapat mendidihkan kalium yang akan segerabereaksi dengan oksigen atau uap air di udara dan menimbulkanledakan. Reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut.KO2(s) + 3K(s) o 2K2O(s)Tulis persamaanreaksi antaranatrium denganair.Apa yang terjadijika logamfransiumdimasukkandalam air dingin?Komunikasikandengan temankalian.KegiatanMandiriKegiatanMandiri
120MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Kerjakan di buku latihan kalian.1. Beri penjelasan mengenai kereaktifan logam alkali.2. Mengapa kita tidak boleh memegang logam alkali?3. Tuliskan persamaan reaksi berikut.a. air + rubidium, apa yang terjadi?b. hidrogen + litiumc. oksigen + natriumd. klor + kaliume. natrium + oksigen berlebihf. natrium + asam nitrat3. Logam alkali tanahAlkali tanah merupakan unsur-unsur golongan IIA dalamsistem periodik. Logam alkali tanah meliputi berilium (Be),magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), danradium (Ra). Unsur-unsur golongan ini membentuk basa sepertialkali dan umumnya ditemukan dalam tanah berupa senyawatak larut. Oleh karena itu unsur golongan IIA disebut logam alkalitanah (alkaline earth metal).Unsur-unsur alkali tanah dijumpai di alam dalam bentukbijih mineral, yaitu berilium sebagai beril [Be3Al2(SiO3)6],magnesium sebagai dolomit [MgCa(CO3)2] dan karnalit[KCl.MgCl2.6H2O], kalsium sebagai CaCO3 dalam batu kapur,kalsit, pualam, dan sebagai batu tahu atau gips [CaSO4.2H2O],stronsium sebagai stronsionit [SrCO3] dan galestin [SrSO4],barium sebagai barit [BaSO4], dan radium bercampur denganuranium sebagai pitchblende.a.Sifat-sifat fisikBeMgCaS rBaNomor atom412203856Konfigurasi electron[He] 2s2[Ne] 2s2[Ar] 2s2[Kr] 2s2[Xe] 2s2Massa atom relatif, (Ar)9,01234,30540,0887,62137,34Jari–jari atom,1,111,601,972,152,17Jari–jari ion (M2+),0,300,650,991,131,35Kerapatan (g mol–31,851,741,542,63,51Titik didih (K)30401380171016501910Titik leleh (K)1553924112410731123(Å)(Å))Tabel 4.10 Sifat-sifat logam alkali tanah.
121BBa b 4 Kimia UnsurBerbagai sifat fisik unsur alkali tanah diberikan dalam Tabel4.10. Dalam satu golongan dari atas ke bawah jari-jari atomsemakin bertambah, sehingga menyebabkan penurunan energiionisasi dan keelektronegatifan unsur ini. Elektronegativitas unsuralkali tanah relatif kecil, sehinggamudah membentuk senyawa ionpositif dan sangat mudah bereaksidengan unsur-unsur yang mem-punyai keelektronegatifan besar,seperti golongan oksigen danhalogen. Titik leleh unsur golonganini berubah secara tidak teratur,karena mempunyai struktur kristalyang berbeda. Be dan Mg berupaheksagonal terjejal, Ca berupa hek-sagonal terjejal dan kubus berpusatmuka, Sr sebagai kubus berpusat muka,dan Ba sebagai kubus berpusat badan.Unsur-unsur golongan alkali tanah mempunyai dua elektronvalensi yang terlibat dalam pembentukan ikatan logam. OlehKarena itu, logam alkali tanah mempunyai energi kohesi yanglebih besar, sehingga logamnya lebih keras dan titik lelehnya lebihtinggi jika dibandingkan dengan logam alkali. Seperti halnyalogam alkali, logam alkali tanah dalam nyala bunsen memberikanwarna nyala yang sangat spesifik.Unsur alkali tanah bersifat reduktor kuat, kekuatan reduktordapat dilihat dari harga potensial elektrodenya. Potensialelektrode golongan ini meningkat dari kalsium ke barium.Berilium menunjukkan penyimpangan, karena potensialelektrodenya relatif kecil yang disebabkan energi ionisasi tingkatpertama dan tingkat kedua yang relatif besar.Gambar 4.10Nyala putih teranglogam magnesium.Sumber: General Chemistry,Principles and ModernApplications, Hill J. W,Petrucci R. H, Mc Creary T.W, dan Perry S. SBeMgCaS rBa()Energi ionisasipertama kJ mol–1kedua kJ mol–1ketiga8991757148487381451773359011454912590106442105039653430Elektronegativitas1,51,21,01,00,9Kekerasan, (skala mohs) 52,01,51,8 2Daya hantar listrik relative8,836,335,27,0-Potensial reduksi standar (volt),M2+ +2e–o M– 1,70– 2,38– 2,76– 2,89– 2,90||( )( )Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S
122MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Tabel 4.11 Warna nyala unsur alkali tanah.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Buat tabel periodik dan tentukan mana yang termasukgolongan alkali dan alkali tanah.2. Mengapa kekerasan logam alkali tanah lebih besar darilogam alkali?3. Mengapa kecenderungan titik leleh unsur alkali tanah tidakberaturan?4. Unsur alkali tanah mana, yanga. berwujud cair pada suhu 655 oC,b. mempunyai energi ionisasi terbesar,c. mempunyai potensial elektrode terkecil,d. tidak memiliki sifat daya hantar listrik,e. memberi warna nyala hijau pada pemanasan?5. Tuliskan persamaan reaksi antara logam stronsium dengan air.6. Jelaskan mengapa kereaktifan unsur alkali dan alkali tanahsemakin besar, jika nomor atomnya semakin besar.7. Logam-logam alkali dan alkali tanah adalah pereduksiyang kuat. Apakah pernyataan tersebut benar? Jelaskan.8. Mengapa logam alkali tanah dalam nyala bunsenmemberikan warna nyala yang spesifik? Jelaskan.Tulis persamaanreaksi antaranatrium denganair.Apa yangterjadi jikalogam fransiumdimasukkandalam airdingin?Komunikasikandengan temankalian.KegiatanMandiriKegiatanMandiriSumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. SUnsurBeriliumMagnesiumKalsiumStronsiumBariumWarna NyalaPutihPutihJingga-merahMerahHijau
123BBa b 4 Kimia UnsurMengamati warna nyala logam alkalidan alkali tanahAlat-kaca arloji-pipet-kawat nikrom-pembakar bunsen-tabung reaksiBahan-kristal NaCl dan kristal senyawa logam alkali dan alkalitanah lainnya-HCl pekatCara kerja1. Siapkan kristal NaCl dalam kaca arloji.2. Isi 2 tabung reaksi masing-masing dengan 1 mL HCl pekat.3. Celupkan ujung kawat nikrom dalam tabung reaksi 1 danmasukkan dalam nyala api bunsen. Lakukan hal ini sampaikawat tidak memberikan warna nyala lain.4 . Celupkan ujung kawat nikrom tersebut dalam tabung reaksi2 kemudian dalam kristal NaCl. Selanjutnya masukkan ujungkawat nikrom tersebut dalam nyala api bunsen yang panas.5. Amati warna nyala yang terjadi dan catat hasilpengamatan kalian.6. Ulangi kegiatan yang sama untuk kristal logam yang lain.Hasil pengamatanBuat dan lengkapi tabel di bawah ini pada buku kerja kalian.Evaluasi dan kesimpulanKerjakan di buku kerja kalian.1. Apa fungsi HCl dalam kegiatan ini?2. Spesi mana yang memberikan warna nyala dari logam-logam tersebut? Apa ada warna nyala yang sama?3. Tulis kesimpulan hasil pengamatan yang telah kalianlakukan dan diskusikan dengan teman kalian.UnsurNaCl.....DstWarna Nyala............
124MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3b. Sifat-sifat kimia1) Kereaktifan logam alkali tanahKereaktifan unsur-unsur golongan alkali tanah cenderungmeningkat dari berilium ke barium. Hal ini dikarenakan jari-jari atomnya semakin bertambah, sehingga menyebabkanberkurangnya energi ionisasi dan keelektronegatifan. Energiionisasi dan keelektronegatifan golongan alkali tanah kecil,sehingga cenderung melepas elektron membentuk senyawaion. Senyawa berilium bersifat kovalen, magnesiummembentuk beberapa senyawa kovalen, senyawa kalsium,stronsium, dan barium membentuk senyawa ion.Sifat kimia logam alkali tanah mempunyai kemiripan denganlogam alkali, tetapi logam alkali tanah kurang reaktif darilogam alkali dalam satu periode. Kereaktifan kalsium,stronsium, dan barium tidak berbeda jauh dari logam alkali,tetapi berilium dan magnesium jauh kurang.2) Kelarutan senyawa logam alkali tanahLogam alkali tanah mempunyai perbedaan dengan logamalkali dalam hal kelarutannya. Senyawa logam alkali padaumumnya larut dalam air, sedangkan logam alkali tanahbanyak yang sukar larut dalam air. Hal ini dapat dilihat padanilai tetapan hasil kelarutan (Ksp) beberapa senyawa logamalkali tanah pada Tabel 4.12.Tabel 4.12 Tetapan hasil kelarutan beberapa senyawa alkalitanahKesimpulan yang didapatkan berdasarkan data di atassebagai berikut.ŠKelarutan basa bertambah dari Be(OH)2 ke Ba(OH)2dengan kecenderungan Be(OH)2 dan Mg(OH)2 sukar larut,Ca(OH)2 sedikit larut, sedangkan Sr(OH)2 dan Ba(OH)2mudah larut.ŠSemua garam karbonat sukar larut.AnionKationOH–CO32–S O42–C2O42–CrO42–Be2+2 u 10–1 8-BesarKecilBesarMg2+1,8 u 10–113,5u 10–8Besar8,6 u 10–5BesarCa2+5,5 u 10–62,8 u 10–99,1 u 10–62 u 10–97,1u 10–4Sr2+3,2 u 10–41,1 u 10–107,6 u 10–72 u 10–73,6 u 10–5Ba2+5 u 10–35,1 u 10–91,1 u 10–101,6 u 10–71,2 u 10–10Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S
125BBa b 4 Kimia UnsurŠKelarutan garam sulfat berkurang dari BeSO4 ke BaSO4.ŠSemua garam oksalat sukar larut, kecuali MgC2O4.ŠKelarutan garam kromat berkurang dari BeCrO4 keBaCrO4.Diketahui data Ksp beberapa kation alkali tanah sebagai berikut.Jika tersedia larutan NaOH 0,1 M; Na2C2O4 0,1 M; dan Na2CO30,1 M; larutan mana yang paling sempurna memisahkan ionMg2+ dengan ion Sr2+ dari campurannya?JawabUntuk memisahkan kation logam alkali tanah didasarkan padakelarutan kation terhadap pelarut tertentu. Pemisahan dapatdilakukan dengan menambahkan pereaksi yang akanmengendapkan salah satu kation dan meninggalkan kationyang lain. Adapun pemisahan sempurna terjadi jika perbedaankelarutan kation cukup besar, sehingga dalam kasus ini pelarutyang baik untuk memisahkan Mg2+ dengan Sr2+ adalah NaOH.Karena Mg2+akan diendapkan, sedangkan Sr2+ tidak.c.Reaksi-reaksi logam alkali tanah1) Reaksi dengan oksigenReaksi logam alkali tanah dengan oksigen menghasilkan oksida(MO). Oksida dari golongan IIA ini merupakan zat padat putihdengan titik leleh yang sangat tinggi. Oksida ini cenderungbereaksi perlahan-lahan dengan air dan karbon dioksida dalamudara, membentuk hidroksida, dan karbonat. Perkecualianuntuk berilium dan magnesium, reaksinya dengan oksigen diudara akan membentuk lapisan oksida pada permukaan logam,sehingga menghambat korosi selanjutnya. Sifat basa golonganalkali tanah semakin kuat dari atas ke bawah.Contoh2Mg(s) + O2(g) o 2MgO(l)MgO(l) + H2O(l) o Mg(OH)2(aq)ContohOH–Cr2O42–CO32–Mg2+1,8 u 10–88,6 u 10–51 u 10–1 5Sr2+3,2 u 10–42 u 10–71,1 u 10–1 0Sumber: General Chemistry, Principles and Modern Applications, Petrucci R. H,Harwood W. S, dan Herring G. F
126MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 32) Reaksi dengan airKalsium, stronsium, dan barium bereaksi baik dengan airmembentuk basa dan gas hidrogen. Magnesium bereaksisangat lambat dengan air dingin dan sedikit lebih baik denganair panas, sedangkan berilium tidak bereaksi.ContohMg(s) + 2H2O(l) o Mg(OH)2(aq) + H2(g)3) Reaksi dengan halogenSemua logam alkali tanah bereaksi dengan halogen (X2)membentuk halida. Lelehan halida dari berilium mempunyaidaya hantar listrik yang buruk. Hal ini menunjukkan halidaberilium bersifat kovalen.ContohMg(s) + Cl2(g) o MgCl2(s)4) Reaksi dengan asamLogam golongan IIA bereaksi dengan asam kuat membentukgaram dan gas hidrogen. Reaksi semakin hebat dari beriliumke barium.ContohCa(s) + 2HCl(aq) o CaCl2(aq) + H2(g)Selain beraksi dengan asam, berilium juga bereaksi denganbasa kuat.Be(s) + 2NaOH(aq) + 2H2O(l) o Na2Be(OH)4(aq) + H2(g)Identifikasi kation logam alkali tanahAlat-tabung reaksi-pipet tetesBahan-larutan Ba(II), Sr(II), Ca(II), dan Mg(II) 0,1 M-larutan NH-4CO3, NH4C2O4, NH4OH, dan K2CrO4 1 M
127BBa b 4 Kimia UnsurCara kerja1. Masukkan masing-masing 1 mL larutan Ba(II) ke dalamempat tabung reaksi yang berbeda.2. Tambahkan 2 mL larutan NH4OH ke dalam tabung 1,NH4CO3 dalam tabung 2, NH4C2O4 dalam tabung 3, danK2CrO4 dalam tabung 4.3. Amati perubahan yang terjadi dan catat hasil pengamatankalian.4. Ulangi langkah 1 sampai 3 untuk larutan Sr(II), Ca(II), danMg(II).Hasil pengamatanBuat dan lengkapi tabel di bawah ini pada buku kalian.Evaluasi dan kesimpulanKerjakan di buku kerja kalian.1. Apa yang terjadi jika ion karbonat ditambahkan dalamlarutan yang mengandung ion Ba2+, Sr2+,, Ca2+, dan Mg2+?2. Mengapa dalam reaksi logam alkali tanah dengan berbagaigaram di atas, ada yang menimbulkan endapan dan adayang tidak? jelaskan.3. Kesimpulan apa yang kalian peroleh dari kegiatanpengenalan kation logam alkali tanah yang telahdilakukan?4. Diskusikan dengan teman kalian.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Bandingkan kereaktifan litium dengan berilium dankalsium dengan magnesium.2. Jelaskan kecenderungan kekuatan basa dari logam alkalitanah.NH4OHNH4CO3NH4C2O4K2CrO4Ba(II)................Sr(II)................Ca(II)................Mg(II)................PereaksiLarutan kation alkali tanah 0,1 M
128MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Tahukah KalianTahukah Kalian??3. Tuliskan persamaan reaksi setara berikut ini.a. kalsium + oksigenb. kalsium oksida + airc. stronsium + aird. magnesium + bromine. barium + klor4. Apa yang terjadi jika larutan jenuh Ca(OH)2 dicampurdengan larutan jenuh Be(OH)2? Jelaskan jawaban kalianberdasarkan nilai Ksp-nya.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Mengapa unsur golongan IA disebutalkali?2. Diantara unsur Na, K, Mg, dan Ca,mana yang termasuka. oksidator terkuat,b.mempunyai titik didih terendah,c.merupakan logam yang palinglunak,d. mempunyai jari-jari atomterbesar,e.mempunyai keelektronegatif-an terkecil.23. Mengapa harga potensial elektrodelitium paling tinggi dalam logamalkali?4. Mengapa lelehan halida dariberilium mempunyai daya hantarlistrik yang buruk?5. Magnesium 1,2 gram dilarutkandalam 1 liter air.a. Tuliskan reaksi yang terjadi.b. Berapa pH larutan yangterbentuk?c.Berapa volume gas hidrogenyang dihasilkan (diukur pada0 oC dan 1 atm)?Seringkali aktivitas manusia membawa akibat yang takterduga, meskipun telah direncanakan dengan hati-hati,termasuk kegiatan yang menggunakan bahan kimia.Penggunaan klor memberi gambaran bahwa akibat yang timbuldari operasi kimia berskala besar semakin mencemaskan.
129BBa b 4 Kimia UnsurEfek utama yang ditimbul-kan klor bagi lingkunganadalah senyawaan kloryangdihasilkan entahsengaja atau tidak sengaja.Senyawaan klor dibedakanmenjadi dua kategori.Kategori pertama, termasukberbagai jenis pestisida,pelarut, dan hasil limbahindustri. Kategori kedua adalah hasil pembakaran jenis plastiktertentu, kebocoran dalam proses industri, dan senyawaanklor yang terbentuk oleh klor yang digunakan dalampemurnian air.Pada tahun 1908, penduduk Amerika berjumlah 80 juta dan100.000 orang meninggal akibat penyakit saluran pencernaan(gastrointestinal), seperti kolera. Pada tahun 1970, daripenduduk yang berjumlah lebih dari 200 juta, hanya 1700orang yang meninggal karena penyakit tersebut. Klorinasi airminum disertai metode pembuangan air selokan yang lebihbersih, dianggap sebagai hal yang paling berjasa untukperbaikan tersebut.Akhir-akhir ini, dengan semakin meningkatnya perhatianterhadap lingkungan, dan pengembangan peralatan analisisyang peka, runutan banyak senyawaan klor yang tidakdiketahui telah ditemukan dalam air yang telah diklorasi. Kloryang dimasukkan ke dalam air untuk membunuhmikroorganisme yang dapat menimbulkan infeksi dapatbereaksi dengan banyak senyawaan organik yang mengandungnitrogen dengan membentuk kloramina, (NH2Cl), ataukloramina tersubstitusi. Zat ini sangat beracun terhadap kerang-kerangan, binatang air lainnya, dan membahayakan manusia.Kloroform, (CHCl3) adalah senyawa yang ditemukan darisekitar 100 senyawaan klor organik dalam air terklorasi, yangdianggap mutagenik, teratogenik, atau karsinogenik.Salah satu cara untuk mengurangi jumlah senyawaan kloryang terbentuk dalam air minum adalah denganmenghilangkan bagian terbesar dari zat-zat organik sebelummengklorasi. Suatu metode lain dengan menggunakan ozonsebagai ganti klor untuk membunuh mikroorganisme yangmembahayakan kita.Sumber: Chemistry for you, Ryan Lawrie
130MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 34. Unsur-unsur periode ketigaUnsur-unsur yang berada dalam periode ketiga ada delapanunsur dengan kecenderungan sifat yang teratur. Unsur-unsurtersebut adalah natrium, magnesium, aluminium, silikon, fosfor,belerang, klor, dan argon. Dari kiri ke kanan sifat unsur periodeketiga berubah dari logam-metaloid-nonlogam dan gas mulia.Perhatikan Tabel 4.13 di bawah ini.Tabel 4.13 Perubahan sifat unsur periode ketiga.a.Sifat-sifat fisikBeberapa sifat fisik unsur periode 3 disajikan dalam Tabel4.14.1) KeelektronegatifanKecenderungan suatu atom untuk menarik elektron denganatom lain dalam membentuk senyawa dinyatakan dengankeelektronegatifan. Keelektronegatifan umumnya dinyatakandalam skala Pauling. Unsur-unsur dengan keelektronegatifankecil cenderung bersifat logam (elektropositif). Kecenderunganini juga diperlihatkan oleh unsur-unsur periode ketiga. Darikiri ke kanan keelektronegatifannya semakin besar, hal inisesuai dengan semakin berkurangnya sifat logam darinatrium ke argon.Mutagenik dapatmenimbulkanmutasi.Teratogenik dapatmenimbulkankerusakan padakelahiran.Karsinogenikdapatmenimbulkankanker.Klor merupakan zat yang khas, dan mempunyai kegunaanyang teramat penting, tetapi juga mempunyai efek-efek yangmerugikan. Tugas para ahli kimia untuk mengurangi sampaisekecil mungkin dan menghilangkan efek buruk ini, sementarakegunaannya dapat dipertahankan.LogamMetaloidNon logamG as MuliaNa – Mg – AlSiP – S – ClArNaMgAlSiPSClArNomor atom1112131415161718Mr22,924,326,928,0830,932,0635,539,9Konfigurasi K 2222 22 2 2elektron L8888 88 8 8M1234 56 7 8Kristal Kristal KristalKristal MolekulMolekul MolekulMolekul logamlogamlogamkovalen poliatompoliatomdiaotommonoatomraksasaTingkat oksidasi tertinggi+1+2+3+4 +5+6 +7 -Struktur Sumber: Kimia Unsur dan radiokimia, Hiskia AchmadTabel 4.14 Beberapa sifat fisik unsur periode ketiga.
131BBa b 4 Kimia Unsur2) Energi ionisasiEnergi ionisasiadalah energi yangdiperlukan untukmelepaskanelektron yang tidakterikat dengan eratdari atom dalambentuk gas. Kecen-derungan energiionisasi unsur-unsurperiode ketiga di-tunjukkan padaGambar 4.11.Dari gambar tersebut terlihat bahwa energi ionisasi unsur-unsur periode ketiga bertambah dari kiri ke kanan.Peningkatan energi ionisasi ini berkaitan denganbertambahnya muatan inti, sehingga daya tarik inti ter-hadap elektron terluar makin besar. Data dari gambar jugamenunjukkan adanya penyimpangan, yaitu energi ionisasimagnesium ternyata lebih besar dari energi ionisasialuminium, sedangkan energi ionisasi fosfor lebih besardaripada belerang. Penyimpangan ini terjadi karena unsurgolongan IIA (Mg) dan golongan VA (P) mempunyaikonfigurasi elektron yang relatif stabil, yaitu konfigurasipenuh dan setengah penuh sehingga membutuhkan energiyang lebih besar untuk melepaskan elektronnya. Aluminiumdan belerang mempunyai satu elektron yang terikat agaklemah sehingga lebih mudah dilepaskan. Perhatikankonfigurasi elektron dari unsur-unsur tersebut berikut ini.Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. SggT itik leleh ( K)370,8922933168331738617288,8Titik didih (K)115613632740295355371823887,3E lekt ronega t ivitas0 ,91 ,21 ,51 ,82 ,12 ,53-E nergi ionis a si (kJmol–1)A finita s elektron (kJmol–1)4967385787861012100012511527–53230–44–134–72–200–34935NaMgAlSiPSClArGambar 4.11Grafik energiionisasi unsur-unsur periodeketiga.ArAlMgNaSiPSCl020040060080010001200140016001800kj mol–1Sumber: General Chemistry, Principles and ModernApplications, Petrucci R. H, Harwood W. S, danHerring G. FMg 1s2 2s2 2p6 3s2konfigurasi penuh, 3s2.Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1elektron 3p1 terikat agak lemah.
132MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Gambar 4.12Grafik titik lelehunsur-unsurperiode ketiga.Gambar 4.13Grafik titik didihunsur-unsurperiode ketiga.3) Titik didih dan titik lelehDari gambar 4.12 dapat dilihat bahwa titik didih dan titik lelehunsur-unsur periode ketiga bertambah secara bertahap dari kirike kanan dan mencapai puncaknya pada golongan IVA (Si),kemudian turun secara drastis pada golongan VA (P). Jadi,silikon mempunyaititik didih dan titikleleh tertinggi diantaraunsur-unsurseperiode. Sedangkantitik didih dan titikleleh terendah dimilikioleh argon.Kecenderungan titikdidih dan titik lelehunsur-unsur periodeketiga dapat dipahamisebagai berikut.ŠNatrium, magnesium, dan aluminium mempunyai ikatanlogam. Kekuatan ikatan logam meningkat dari natriumhingga aluminium sebagai akibat bertambahnya jumlahelektron valensi. Meningkatnya kekuatan ikatan logamini menyebabkan meningkatnya titik didih dan titik leleh.ŠSilikon mempunyaistruktur kovalen rak-sasa (seperti intan),setiap atom silikonterikat secara kovalenpada empat atomsilikon. Zat denganstruktur kovalen rak-sasa mempunyai titikdidih dan titik lelehyang sangat tinggi.ŠFosfor, belerang, klor,dan argon terdiri atas molekul nonpolar, sehingga hanyadiikat oleh gaya van der Waals yang relatif lemah. Hal inimenyebabkan titik didih dan titik lelehnya menjadi rendah.ArAlMgNaSiPSCl020040060080010001200140016001800kj mol–1ArAlMgNaSiPSCl0400800120016002000240028003200kj mol–1Sumber: General Chemistry, Principles and ModernApplications, Petrucci R. H, Harwood W. S, danHerring G. FSumber: General Chemistry, Principles and ModernApplications, Petrucci R. H, Harwood W. S, danHerring G. FP1s2 2s2 2p6 3s2 3p3konfigurasi setengah penuh, 3p3.S1s2 2s2 2p6 3s2 3p4satu elektron 3p berpasangan,sehingga cenderung mudah lepas.
133BBa b 4 Kimia UnsurAdapun gaya van der Waals tergantung pada massamolekul relatif, coba kalian perhatikan Gambar 4.12, titikleleh S8 (Mr = 256) > P4 (Mr = 124) > Cl2 (Mr = 71) >Ar (Ar = 40).Kerjakan di buku latihan kalian.1. Susun unsur-unsur periode ketiga berdasarkan energiionisasi, titik didih, dan titik lelehnya, mulai dari yangterkecil.2. Mengapa kecenderungan keelektronegatifan unsur periodeketiga sangat teratur?3. Mengapa silikon mempunyai titik leleh paling tinggidiantara unsur seperiode?4. Mengapa magnesium dan fosfor mempunyai energi ionisasiyang relatif besar?b. Sifat-sifat kimiaSifat-sifat kimia periode ketiga yang akan dibahas padabagian ini meliputi sifat logam dan nonlogam, sifat asam basa,serta daya pereduksi dan daya pengoksidasi.1) Sifat logam dan nonlogamSeperti yang telah disinggung sebelumnya bahwa unsur-unsurperiode ketiga, ada yang bersifat logam, metaloid, dannonlogam. Kecenderungannya dari kiri ke kanan sifatlogamnya semakin berkurang. Tiga unsur yang pertama, yaitunatrium, magnesium, dan aluminium merupakan logam sejati.Ketiganya menunjukkan kilap logam yang khas danmerupakan konduktor listrik dan panas yang baik. Senyawanatrium dan magnesium bersifat ionik, sedangkan sebagianbesar senyawa aluminium juga bersifat ionik. Natrium,magnesium, dan aluminium larut dalam larutan asammembentuk kation tunggal.2Na(s) + 2H+(aq) o2Na+(aq) + H2(g)Mg(s) + 2H+(aq) o Mg2+(aq) + H2(g)2Al(s) + 6H+(aq) o 2Al3+(aq) + 3H2(g)Aluminium bersifat amfoter, selain larut dalam asam jugadapat larut dalam basa kuat membentuk anion Al(OH)4– dangas hidrogen.
134MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 32Al(s) + 2OH–(aq) + 6H2O(l) o 2Al(OH)4–(aq) + 3H2(g)Aluminium tidak bereaksi dengan asam oksidator sepertiHNO3, sedangkan natrium dan magnesium dapat bereaksi.Hal ini terjadi karena terbentuknya lapisan oksida Al2O3 padapermukaan logam yang bersifat inert, sehingga reaksi hanyaberlangsung seketika dan akan terhenti.Secara kimia sifat logam menurun dari natrium kealuminium, sedangkan secara fisik justru meningkat. Hal inidapat dilihat pada Tabel 4.14 yang menunjukkankecenderungan peningkatan titik didih dan titik leleh darinatrium ke aluminium. Demikian pula dengan kekerasannatrium lebih kecil dari kekerasan magnesium danaluminium. Diantara ketiganya, aluminium merupakanlogam yang paling kuat, magnesium agak rapuh, sedangkannatrium merupakan logam yang paling lunak dan ringan.Peningkatan sifat logam dari Na ke Al berkaitan denganpertambahan elektron valensi, sehingga kekuatan ikatanantaratom dalam logam meningkat.Na 1s2 2s2 2p6 3s1 memiliki 1 elektron valensi.Mg 1s2 2s2 2p6 3s2 memiliki 2 elektron valensi,sehingga ikatan logamnya lebih kuat.Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 memiliki 3 elektron valensi,sehingga ikatan logamnya semakin kuat.Silikon tergolong metaloid, yaitu unsur yang memiliki sifatlogam dan nonlogam, di mana kekuatan logamnya sangat lemahdibandingkan logam sejati. Silikon bersifat semikonduktor. Setiapatom dalam silikon padat terikat pada empat atom silikon lainnyasecara kovalen membentuk jaring tiga dimensi yang dikenaldengan struktur kovalen raksasa (seperti yang dimiliki intan).Silikon dengan struktur yang demikian memiliki kekerasan,titik didih, dan titik leleh yang cukup tinggi.Fosfor, belerang, dan klor merupakan unsur nonlogam.Padatan ketiga unsur tersebut tidak dapat menghantarkanlistrik. Pada suhu kamar, fosfor, dan belerang berupa padatandan klor berupa gas. Fosfor dan belerang terdiri atas molekulpoliatom, yaitu P4 dan S8. Gaya yang bekerja dalam padatanadalah gaya dispersi. Molekul-molekul dalam padatan tersebutsaling bertarikan dengan gaya dispersi yang menyebabkantitik didih dan titik leleh unsur tersebut menurun jauh jikadibandingkan dengan silikon. Sedangkan klor terdiri atasJumlah elektronvalensi ditentukandari banyaknyaelektron pada kulityang paling luar.Contoh Na 1s2 2s22p6 3s1pada kulit terluaryaitu 3s1 terdapat 1elektron, makaelektronvalensinya 1.
135BBa b 4 Kimia Unsurmolekul diatomik (Cl2). Kemampuan membentuk ion negatifdari fosfor, belerang, dan klor menerangkan sifat logamketiganya secara kimia. Klor dan belerang membentuk aniontunggal, yaitu Cl– dan S2–, sedangkan fosfor membentuk anionpoliatom seperti PO43–dan PO33–.2) Sifat asam-basa hidroksida unsur periode ketigaSemua unsur periode ketiga dapat bereaksi membentukhidroksida M(OH)x, kecuali argon yang merupakan gasmulia. M adalah unsur periode ketiga selain argon dan xadalah nomor golongan. Hidroksida-hidroksida dari unsur-unsur periode ketiga dijelaskan sebagai berikut.ŠHidroksida dari natrium, magnesium, dan aluminiumcukup stabil, yaitu NaOH, Mg(OH)2, dan Al(OH)3.ŠHidroksida dari silikon, fosfor, belerang, dan klor tidakstabil karena melepaskan molekul air.Si(OH)4o SiO(OH)2 atau H2SiO3 + H2OP(OH)5o PO(OH)3 atau H3PO4 + H2OS(OH)6o SO2(OH)2 atau H2SO4 + 2H2OCl(OH)7o ClO3OH atau HClO4 + 3H2OSifat hidroksida dari unsur periode ketiga dipengaruhioleh energi ionisasi dari unsur tersebut.ŠJika energi ionisasi rendah, maka ikatan M–OH bersifationik dan hidroksida bersifat basa, dalam air akanmelepaskan ion OH–.MOH o M+ + OH–ŠJika energi ionisasi tinggi, maka ikatan M–OH bersifatkovalen. Ikatan O–H bersifat polar sehingga ikatantersebut dapat mengalami hidrolisis dan melepaskan ionH+. Dengan demikian larutannya bersifat asam.MOH o MO– + H+ŠKecenderungan energi ionisasi unsur periode ketigaadalah semakin bertambah dari natrium ke klor. Olehkarena itu sifat basa dari unsur-unsur di sebelah kiri lebihkuat, sedangkan unsur-unsur di sebelah kanan sifatasamnya lebih kuat. Untuk lebih jelas dalam memahamisifat asam-basa hidroksida unsur periode ketiga,perhatikan Tabel 4.15.
136MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Tabel 4.15 Sifat asam-basa hidroksida unsur periode ketiga.Berdasarkan Tabel 4.15, nampak bahwa NaOHmerupakan basa terkuat dari unsur periode ketiga danhidroksidanya mudah larut dalam air. Mg(OH)2 masihtergolong sebagai basa kuat, meskipun kekuatan basanyalebih lemah dibandingkan dengan NaOH. Aluminiumbersifat amfoter, demikian pula dengan hidroksidanyaAl(OH)3. Amfoter artinya senyawa tersebut dapatbersifat sebagai asam sekaligus sebagai basa. Dalamlingkungan basa kuat Al(OH)3 akan bersifat asam,sebaliknya dalam lingkungan asam kuat ia akan bersifatbasa.Reaksinya:Al(OH)3(s) + 3H+(aq)o Al3+(aq) + 3H2O(l)Al(OH)3(s) + OH–(aq)o Al(OH)4–(aq)Si(OH)4 atau H2SiO3 adalah asam silikat yang merupakanasam sangat lemah dan tidak stabil, mudah teruraimenjadi silika (SiO2) dan air. Meskipun demikian,garam-garam dari silikat banyak dikenal, contoh CaSiO3(gelas kalsium).P(OH)5 atau H3PO4 (asam fosfat) yang merupakan asamlemah. Selain asam fosfat, fosfor juga membentuk asamoksi yang lain, yaitu H3PO3 (asam fosfit ) dan H3PO2(asam hidrofosfat). Keduanya merupakan asam lemah.Gambar 4.14Garam kloridaunsur-unsurperiode ketiga.Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M. SRumus Kimia HidroksidaJenis IkatanS ifat Asam - BasaNaOHIonikBasa kuatMg(OH)2IonikBasa kuatAl(OH)3Ionik- kovalenAmfoterSi(OH)4 / H2SiO3KovalenAsam lemahP(OH)5 / H3PO4KovalenAsam lemahS(OH)6 / H2SO4KovalenAsam kuatCl(OH)7/ HClO4KovalenAsam kuatSumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M. S
137BBa b 4 Kimia UnsurS(OH)6 atau H2SO4 (asam sulfat) tergolong asam kuat.Selain asam sulfat, belerang juga membentuk asam oksiyang lain, yaitu H2SO3 (asam sulfit) yang merupakanasam lemah dan tidak stabil, mudah terurai menjadi SO2dan H2O.Cl(OH)7 atau HClO4 (asam perklorat) tergolong asamkuat. Selain asam perklorat, asam oksi lain yang dibentukoleh klor adalah HClO3 (asam klorat ), HClO2 (asamklorit), dan HClO (asam hipoklorit). Kekuatan asamHClO4 > HClO3 > HClO2 > HClO.3) Daya pereduksi dan daya pengoksidasi unsur periode ketigaDaya pereduksi dan daya pengoksidasi berkaitan dengankecenderungan melepas atau menyerap elektron. Zatpereduksi (reduktor) merupakan zat yang melepaskanelektron dalam suatu reaksi redoks atau zat yang mengalamioksidasi, sedangkan zat pengoksidasi (oksidator) merupakanzat yang menyerap elektron atau mengalami reduksi. Dengandemikian, semakin mudah zat melepaskan elektron, makadaya pereduksinya semakin kuat. Sebaliknya, semakin sulitsuatu zat untuk melepaskan elektron, maka daya oksidasinyamakin kuat.Harga potensial elektrode menyatakan kecenderungan untukmereduksi dan mengoksidasi reaksi-reaksi yang berlangsungdalam larutan. Jika harga potensial elektrodenya semakinpositif, maka makin mudah mengalami reduksi. Sebaliknya,semakin negatif harga potensial elektrodenya, makin mudahmengalami oksidasi. Berdasarkan penjelasan di atas, dapatdisimpulkan bahwa reduktor kuat mempunyai hargapotensial elektrode sangat negatif, sedangkan oksidator kuatmempunyai harga potensial elektrode sangat positif. Hargapotensial elektrode unsur-unsur periode ketiga diberikanpada Tabel 4.16.Kalian telahbelajar sifat fisikdan kimia unsur-unsur di periodeke-3. Buatrancanganpercobaan untukmenentukanketerangan sifatunsur periodeke-3. Jika kalianmengalamikesulitan, makacari literaturyang membahasmasalahtersebut, misal diinternet.Komunikasikandengan temankalian.KegiatanMandiriKegiatanMandiriTabel 4.16.Harga potensial elektrode beberapa unsur periode ketiga.Na+(aq)+ e–Æ Na(s)–2,71Mg2+(aq) + 2e–ÆMg(s)–2,37Al3+(aq) + 3e–ÆAl(s)–1,66SiO2(aq)+ 4H+(aq) + 4e–Æ Si(s)+ 2H2O–0,86S(s)+ 2e–Æ S2–(aq)–0,45Cl2(g)+ 2e–Æ 2Cl–(aq)+1,36ReaksiEo (Volt)Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S
138MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3C. Air SadahBerdasarkan data di atas dapat disimpulkan bahwa hargapotensial elektrode unsur periode ketiga meningkat darinatrium ke klor. Dengan kata lain, dari natrium ke klor dayapereduksi berkurang dan gaya pengoksidasi bertambah. Jadi,natrium merupakan pereduksi terkuat, sedangkan klormerupakan pengoksidasi terkuat.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Mengapa sifat logam unsur periode ketiga berkurang darinatrium ke klor?2. Jelaskan kecenderungan daya pereduksi unsur periodeketiga.3. Sifat hidroksida dari unsur periode ketiga dipengaruhienergi ionisasi dari unsur tersebut. Jelaskan apa yangdimaksud dari pernyataan tersebut.4. Apa yang dimaksud dengan gaya dispersi?5. Mengapa natrium dioksida termasuk basa kuat? Jelaskan.1. Pengertian air sadah, penyebab dan jeniskesadahanAir merupakan salah satu unsur terpenting dalamkehidupan. Air tersedia secara alami dan dapat diperoleh sebagaiair tanah, air hujan, dan lainnya. Air alam mengandung berbagaijenis mineral tergantung dari asal air itu. Contoh air yangbersumber dari tanah dan batuan dapat mengandung mineralkalsium sulfat (CaSO4), kalsium hidrogen karbonat Ca(HCO3)2,magnesium sulfat (MgSO4), dan magnesium hidrogen karbonatMg(HCO3)2. Air yang mengandung ion Ca2+ dan ion Mg2+ dalamjumlah banyak disebut aair s adah (hard water). Air sadahmenyebabkan sabun sukar berbuih karena ion-ion Ca2+ dan Mg2+mengendapkan sabun dan membentuk apa yang disebut scum.Sedangkan air yang sedikit atau sama sekali tidak mengandungion Ca+ dan Mg+ disebut aair lunak (soft water).
139BBa b 4 Kimia UnsurCa2+ (aq) + 2CH3(CH2)16COO–(aq) o Ca(CH3(CH2)16COO)2(s) ion stearat dari sabun endapan sabunAir sadah ditimbulkan oleh adanya senyawa kalsiumhidrogen karbonat. Senyawa ini terbentuk ketika air hujanmeresap ke dalam batu kapur yang mengandung senyawakalsium karbonat (CaCO3). Kalsium karbonat tidak larut dalamair, tetapi air hujan yang sedikit asam karena mengandungkarbon dioksida dapat bereaksi dengan batu kapur menghasilkankalsium hidrogen karbonat yang dapat larut dalam air. Reaksiyang terjadi sebagai berikut.CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) o Ca(HCO3)2(aq)batu kapur air hujan kalsium hidrogen karbonatKesadahan air dibedakan atas kesadahan sementara dankesadahan tetap. KKesadahan sementara (temporary hardness)disebabkan oleh garam-garam hidrogen karbonat, yaitu Ca(HCO3)2atau Mg(HCO3)2. KKesadahan tetap (permanent hardness) disebabkanoleh garam CaSO4, CaCl2, MgSO4, dan MgCl2.2. Penghilangan kesadahanKesadahan sementara dapat dihilangkan denganmendidihkan air tersebut, karena garam karbonat mengendappada pemanasan.Ca(HCO3)2(aq) pemanasa no CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)Adapun kesadahan tetap dapat dihilangkan dengan cara-cara berikut.a. Proses soda-kapurMenurut cara ini, air sadah direaksikan dengan soda Na2CO3dan kapur Ca(OH)2, sehingga ion-ion Ca2+ dan Mg2+diendapkan.Ca(HCO3)2(aq) + Ca(OH)2(aq) o 2CaCO3(s) + 2H2O(l)MgSO4(aq) + Ca(OH)2(aq) o Mg(OH)2(s) + CaSO4(aq)CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) o CaCO3(s) + Na2SO4(aq)b.Proses zeolitDengan cara ini, air sadah dialirkan melalui natrium zeolit,sehingga ion-ion Ca2+ dan Mg2+ akan diikat zeolit menggantikanion Na+ membentuk kalsium atau magnesium zeolit.c.Distilasi (penyulingan)Cara ini relatif mahal khususnya untuk produksi dalamjumlah besar.
140MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3d. Menggunakan resin penukar ionResin penukar ion kini banyak digunakan untuk melunakkanair, baik untuk kebutuhan rumah tangga maupun industri.Resin penukar ion mengandung ion-ion natrium bebas. Jikaair sadah dilewatkan melalui resin penukar ion, maka resinakan menahan ion-ion kalsium dan magnesium. Sehinggadiperoleh air lunak yang tidak lagi mengandung ion kalsiumdan magnesium, tetapi mengandung ion natrium yang tidakmenimbulkan kesadahan. Regenerasi resin penukar iondilakukan dengan mengalirkan larutan natrium kloridapekat melalui kolom. Air lunak yang dihasilkan dari prosesini mengandung ion natrium dalam kadar yang relatif tinggi.3. Keuntungan dan kerugian dari air sadahKalian pasti tahu sumur yang ada di rumah-rumah. Airsumur merupakan salah satu contoh air sadah. Air sadah dapatmenguntungkan dan merugikan bagi kehidupan kita.a. Keuntungan yang dapat diperoleh dari air sadah sebagai berikut.ŠMempunyai rasa yang lebih baik daripada air lunak.ŠMenyediakan kalsium yang diperlukan tubuh, misalnyauntuk pembentukan gigi dan tulang.ŠSenyawa timbal (dari pipa air) lebih sukar larut dalamair sadah. Timbal merupakan racun bagi tubuh.b.Kerugian yang ditimbulkan air sadah sebagai berikut.ŠMemboroskan sabunKarena air sadah menggumpalkan sabun membentukscum, sehingga sabun tidak akan berbuih sebelum ionCa2+ dan Mg2+ mengendap.ŠScum dapat meninggalkan noda pada pakaian, sehinggapakaian menjadi kusam.ŠMenimbulkan batu ketelBatu ketel adalah sejenis karang yang terbentuk pada dasarketel. Adanya batu ketel mengakibatkan penghantaranpanas dari ketel ke air berkurang, sehingga akanmemboroskan penggunaan bahan bakar. Selain itu, batuketel dapat menyumbat pipa saluran air panas, misalnyapada radiator.Buat kelompokbelajar denganjumlah 4 siswauntuk setiapkelompok.Rancang dankerjakan suatukegiatan untukmengenali airsadah dan caramenghilangkankesadahan itu.Buat laporankegiatan kalianselengkapmungkin dankomunikasikanbersama temandan guru kaliandi depan kelas.KegiatanMandiriKegiatanMandiri
141BBa b 4 Kimia Unsur3Kerjakan di buku latihan kalian.1. Jelaskan perbedaan air sadah dan air lunak. Mana yanglebih baik untuk air minum, mengapa?2. Jelaskan jenis kesadahan dan bagaimana caramenghilangkannya?3. Jelaskan keuntungan dan kerugian air sadah.4. Jelaskan cara penjernihan air sungai yang berwarna cokelatakibat lumpur dapat digunakan sebagai air minum.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Mengapa titik leleh magnesiumlebih tinggi dari pada titik lelehnatrium?2. Sebutkan 2 unsur periode ketigayang memiliki energi ionisasipaling besar, mengapa hal ituterjadi?3. Tuliskan reaksi antara natriumdengan asam nitrat dan aluminiumdengan asam nitrat. 4. Jelaskan mengapa Mg(OH)2 bersifatbasa, sedangkan P(OH)5 bersifatasam.5. Manakah asam yang lebih kuatH2SO4 atau HClO4? Jelaskan.6. Jelaskan cara menghilangkankesadahan tetap menggunakanresin penukar ion.7. Apa yang dimaksud dengan batuketel? Mengapa adanya batu ketelmemboroskan penggunaan bahanbakar?8. Tuliskan reaksi-reaksi yang terjadipada proses soda-kapur.D. Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logamdan Senyawanya1. Natriuma.Pembuatan natriumPembuatan natrium dapat dilakukan melalui proses Castner danproses Down. Proses Castner, yaitu dengan elektrolisis leburan NaOH,tetapi kini tidak digunakan lagi karena efisiensi arus sangat rendah.
142MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Melalui proses Down, yaitu dengan elektrolisis leburan NaCl(titik lebur 800 °C) yang ditambahkan kalsium klorida 58% dansedikit kalium fluorida untuk menurunkan suhu lebur menjadi500 °C. Pada elektrolisis ini, potensial reduksi ion Ca2+ lebihnegatif daripada ion Na+, sehingga hanya terjadi reduksi ion Na+.NaCl(l) o Na+(l) + Cl–(l)Katode: 2Na+(l) + 2e–o 2Na(l)Anode: 2Cl–(l)o Cl2(g) + 2e–Natrium cair yang terbentuk di katode mengapung di atas cairanNaCl, selanjutnya dikumpulkan pada kolektor.b. Kegunaan natrium dan senyawa natrium1) NatriumPenggunaan terpenting natrium saat ini adalah sebagaicairan pendingin (coolant) pada reaktor nuklir. Sebagaireduktor kuat, natrium digunakan dalam pengolahan logamLi, K, Zr, dan logam alkali yang lebih berat. Natrium jugadigunakan pada reduksi titanium (IV) klorida menjadi logamTi. Selain itu natrium juga digunakan untuk membuatsenyawa natrium yang tidak dapat dibuat dari NaCl, sepertinatrium peroksida. Sedikit natrium digunakan dalam lampunatrium yang digunakan untuk penerangan jalan.Gambar 4.15Sel Down untukpembuatanNatriumSumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M.S
143BBa b 4 Kimia Unsur2) Natrium hidroksida (NaOH)Natrium hidroksida dihasilkan melalui elektrolisis larutanNaCl. NaOH digunakan untuk pembuatan beberapasenyawa natrium, seperti NaOCl, NaClO3, dan NaCO3.Natrium hidroksida juga digunakan dalam industri pulp,kertas, sabun, tekstil, pengolahan bauksit, detergen,pemurnian minyak bumi serta untuk rayon dan serat lainnya.3) Natrium klorida (NaCl)Natrium klorida merupakan senyawa natrium yang palingbanyak diproduksi. Natrium klorida dibuat dari air laut ataugaram batu. Kegunaan natrium klorida antara lain untukbahan baku pembuatan natrium, klor, dan senyawa-senyawanatrium serta digunakan dalam industri susu, pengawetanikan dan daging, mencairkan salju, pengolahan kulit, dansebagai bumbu masak (garam dapur).4) Natrium karbonat (Na2CO3)Natrium karbonat berasal dari sumber alam yaitu trona,dapat juga diperoleh dari NaCl. Penggunaan utama senyawaini untuk pembuatan kaca, pembuatan bahan-bahan kimia,industri pulp dan kertas, serta bahan pelunak air.5) Natrium bikarbonat (NaHCO3)Natrium bikarbonat biasanya kita kenal soda kue. Digunakandalam industri kue dan makanan. Baking powder adalahcampuran serbuk NaHCO3 dengan suatu zat yang bersifat asam.2. Magnesiuma.Pembuatan magnesiumMagnesium merupakan unsur alkali tanah yang palingbanyak diproduksi. Sumber magnesium yang digunakan adalahair laut. Kadar magnesium dalam air laut hanya 0,13% tetapisudah cukup untuk diolah secara ekonomis. Proses pengolahanmagnesium dari air laut disebut proses Down. Proses tersebutdijelaskan sebagai berikut.ŠMagnesium diendapkan sebagai magnesium hidroksidadengan penambahan Ca(OH)2 ke dalam air laut. MeskipunCa(OH)2 kurang larut dalam air, namun kelarutannyalebih besar daripada Mg(OH)2. Reaksinya dapat dituliskansebagai berikut.Mg2+(aq) + Ca(OH)2(s) o Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)
144MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3ŠKemudian magnesium hidroksida diubah menjadi larutanmagnesium klorida dengan cara direaksikan dengan asamklorida. Reaksi yang terjadi adalahMg(OH)2(s)+2H+(aq)+2Cl–(aq)oMg2+(aq)+2Cl–(aq)+2H2O(l)Asam klorida Magnesium kloridaSelanjutnya magnesium klorida dikristalkan sebagaiMgCl2.6H2O.ŠUntuk memperoleh logam magnesium, harus mengelektrolisisleburan MgCl2.6H2O. Hal ini tidak dapat dilakukan langsungkarena pada pemanasan akan terbentuk MgO. Untukmengatasi hal tersebut harus ditambahkan magnesium kloridayang mengalami dehidrasi sebagian ke campuran leburannatrium dan kalsium klorida. Magnesium klorida akan melelehdan kehilangan air tetapi tidak mengalami hidrolisis.Campuran leburan ini dapat dielektrolisis dan magnesiumakan terbentuk pada katode. MgCl2(l) o Mg2+(l) + 2Cl–(l)Katode: Mg2+(l) + 2e–o Mg(s)Anode: 2Cl–(l) o Cl2(g) + 2e–Gambar 4.16Bagan pembuatanlogam magnesiumdari air lautdengan prosesDown.KONVERSITangkiSaringanMg2+(aq)Air laut masukkapurCaO(s)KonsentratMgCl2(aq)SaringanTangkiMg(OH)2(s)Ca(OH)2(aq)PengeringanMgCl2+nH20Cl2(g)HCl(aq)MgCl2(aq)LarutanPenguapanCl2(g)REDOKSElektrolisisMg(s) + Cl2(g)Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S
145BBa b 4 Kimia Unsurb. Kegunaan magnesium dan senyawanyaPenggunaan utama darimagnesium adalah untuk mem-buat logam-campur. Magnaliumadalah paduan magnesiumdengan aluminium yang merupa-kan logam kuat tapi ringan,resisten terhadap asam maupunbasa dan tahan korosi. Paduan inidigunakan untuk membuatkomponen pesawat terbang, baktruk, dan lainnya. Pembakaranmagnesium menghasilkan cahayayang sangat terang, sehingga unsur ini digunakan untuk membuatkembang api dan juga untuk blitz.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Hitung massa natrium yang dihasilkan pada elektrolisis,jika digunakan arus 900 ampere selama 9 jam.2. Jelaskan kegunaan dari natrium, natrium hidroksida,natrium klorida, natrium karbonat, natrium bikarbonat,dan natrium sulfat.3. Jelaskan proses pengolahan magnesium dari air laut dantunjukkan reaksi-reaksi yang terjadi.4. Berapa pH minimum untuk mengendapkan Mg(OH)2 dariair laut, jika kemolaran Mg2+ adalah 0,108 M? Ksp Mg(OH)2adalah 1,8 × 10–11.3. Aluminiuma.Pembuatan AluminiumAluminium merupakan salah satu logam terpenting dalamkerak bumi. Bijih aluminium yang digunakan untuk produksialuminium adalah bauksit. Pengolahan aluminium dari bauksitberlangsung dua tahap, yaitu tahap pemurnian dan peleburanalumina.1) Tahap pemurnian bauksitTahap pemurnian bertujuan untuk memperoleh Al2O3 murni(alumina). Pengolahan Al2O3 dari bauksit didasarkan padaGambar 4.17Campuranmagnesium danaluminium yangkuat dan ringansangat cocoksebagai komponenpesawat terbang.Sumber: Target Science, Chemistry,Brian O’ Pat.
146MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3sifat amfoter dari oksidaaluminium itu. Pengotor utamadalam bauksit yang terdiri atasSiO2, Fe2O3, dan TiO2. Apabilabauksit dilarutkan dalam larutanNaOH, maka Al2O3 akan larutsedangkan pengotornya tidak.Pengotornya dipisahkan denganpenyaringan. Reaksi yang terjadisebagai berikut.Al2O3(s) + 2OH–(l) + 3H2O(l) o 2Al(OH)4–(aq)Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtrat denganmengalirkan gas CO2 dan pengenceran. Persamaanreaksinya sebagai berikut.2Al(OH)4–(aq) + CO2(g) o 2Al(OH)3(s) +CO32–(aq) + H2O(l)Endapan Al(OH)3 disaring, dikeringkan lalu dipanaskan,sehingga diperoleh Al2O3 murni. Reaksi yang terjadi sepertidi bawah ini.2Al(OH)3(s) o Al2O3(s) + 3H2O(g)2) Tahap peleburan (Reduksi alumina)Pada tahap ini, reduksi alumina dilakukan melalui elektrolisismenurut proses Hall-Heroult. Elektrolisis lelehan Al2O3 tidakekonomis, karena ia mempunyai titik leleh yang sangat tinggi(kurang lebih 2000 oC). Karena itu dalam proses Hall-Heroult,Al2O3 dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalambejana dari baja berlapis grafit yang berfungsi sebagaikatode, sehingga elektrolisis dapat berlangsung pada suhukurang dari 1000 oC. Dalam proses ini digunakan batanggrafit sebagai anode.Reaksinya yang terjadi sebagai berikut.Al2O3(l) o 2Al3+(l) + 3O2–(l)Katode Al3+(l) + 3e–o Al(s)Anode 2O2–(l) o O2 (g) + 4e–Untuk memproduksi 1 kg aluminium rata-rata dihabiskan0,44 kg anode karbon.Gambar 4.18PenambanganBauksitSumber: Chemistry, The MolecularNature of Matter and Change,Silberberg M. S
147BBa b 4 Kimia Unsurb. Kegunaan aluminium dan senyawanya1) AluminiumAluminium merupakan salahsatu jenis logam yang banyakpenggunaannya. Penggunaanaluminium didasarkan padasifatnya yang khas, yaituŠringan (massa jenis 2,7 g cm–3)Šlogam yang sangat kuatŠtahan korosiŠmudah dibentukŠtidak beracunŠdapat dipadu dengan logam lain.Karena sifatnya itu, aluminium digunakan dalam berbagaihal antara lain.ŠIndustri otomotif, digunakan untuk membuat bak trukdan komponen kendaraan bermotor lainnya.ŠMembuat bingkai jendela, kusen, dan kerangka ruangperkantoran.ŠIndustri makanan digunakan untuk aluminium foil dankaleng aluminium untuk kemasan berbagai produkmakanan/minuman.ŠDigunakan untuk membuat alat-alat masak seperti panci,cangkir, ceret, dan lainnya.ŠMembuat kabel listrik, mainan, dan barang kerajinan.ŠUntuk membuat termit, yaitu campuran serbukaluminium dengan serbuk besi(III) oksida yang digunakanuntuk mengelas baja, misal untuk menyambung rel keretaapi. Campuran ini bereaksi sangat eksoterm sehinggamenghasilkan panas yang dapat melelehkan besi dan baja.2) Alumina (Al2O3)Aluminium oksida atau alumina dapat berupa kristal ion.Alumina meleleh pada 2053 oC dan tidak larut dalam air,sangat keras, dan stabil. Alumina dibedakan atas alfa-aluminadan gamma-alumina. Alfa-alumina adalah alumina yangsangat keras dan diperoleh dari pemanasan Al(OH)3 padasuhu di atas 1000 oC. Alfa-alumina di alam terdapat sebagaikorundum, yaitu suatu zat kristal yang sangat keras dandigunakan sebagai pengampelas. Korundum yangmengandung zat pengotor berwarna merah disebut batumanikam, jika pengotornya berwarna biru disebut permataGambar 4.19Aluminium (Al)Sumber:Dokumentasi Penerbit
148MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3nilam. Batu mulia seperti rubi,safir, ametis, dan topaz meru-pakan alfa-alumina yangmengandung senyawa logamtransisi yang memberi warnatertentu pada batu itu. Rubiberwarna merah karenamengandung senyawa krom (III),safir berwarna biru karenamengandung senyawa besi (II), besi (III), dan titanium (IV). Ametisberwarna violet karena mengandung senyawa krom (III) dantitanium (IV), sedangkan topaz berwarna kuning karenamengandung senyawa besi (III).Adapun gamma-alumina dapat diperoleh dari pemanasanAl(OH)3 di bawah suhu 450 oC. Gamma alumina dapatbereaksi dan larut dalam air. Gamma alumina digunakan untukpembuatan aluminium, untuk pasta gigi, industri keramik, danindustri gelas.3) Aluminium sulfat (Al2(SO4)3)Aluminium sulfat digunakan pada pengolahan air minum,yaitu untuk mempercepat koagulasi lumpur koloidal. Selainitu, aluminium sulfat juga digunakan dalam pembuatankertas.4) Aluminium hidroksida (Al(OH)3)Aluminium hidroksida yang terdapat pada antasiddigunakan untuk menetralkan asam lambung yang berlebih.Tahukah KalianTahukah Kalian??Untuk mengubah ion aluminiummenjadi aluminium diperlukan energibesar. Energi listrik sebanyak satufaraday (96500 coulomb) diperlukanuntuk menghasilkan 9 gram alumi-nium. Jika sel atau baterai dibuat darialuminium, maka setiap 9 gramaluminium yang bereaksi dapatmenghasilkan listrik 1 faraday.Sumber: Surabaya post,Kamis, 28 Juli 2005.Gambar 4.20Obat sakit maagmengandungMagnesiumhidroksida(Mg(OH)2) danAluminiumhidroksida(Al(OH)3)digunakan untukmenetralkan asamlambung (antasid).Sumber: Dokumentasi Penerbit
149BBa b 4 Kimia Unsur4. Besia.Pembuatan besiBesi adalah logam yangpaling murah diantara logam-logam yang dikenal manusia.Senyawa besi terdapat dalamsebagian besar batuan dantanah. Besi diolah dari bijihnyadalam suatu tungku yangdisebut tanur tiup (blast furnace)yang ditampilkan dalamGambar 4.21.Bahan yang digunakanpada pengolahan besi adalahbijih besi, kokas, dan batukapur. Kokas (C) berfungsisebagai reduktor, sedangkanbatu kapur (CaCO3) digunakansebagai fluks, yaitu bahan yang akan bereaksi dengan pengotordalam bijih besi dan memisahkan kotoran itu dalam bentuk cairankental yang disebut terak (slag). Komposisi bahan-bahan tersebuttergantung pada pengotor yang ada, baik bersifat asam maupunbasa. Pada umumnya pengotor dalam bijih besi bersifat asam,sehingga diperlukan fluks yang bersifat basa, yaitu CaCO3.Secara garis besar, proses yang terjadi pada tanur tiupdijelaskan sebagai berikut.ŠBijih besi, kokas, dan batu kapur diumpankan dari atas tanur,sementara udara panas ditiupkan dari bawah. Kokas akanterbakar pada bagian bawah tanur dengan membebaskankalor, sehingga suhu disekitarnya mencapai 2000 oC. Reaksiyang terjadi sebagai berikut.Pada peluncuran kapal ruang angkasa NASA, Columbiadigunakan 160.000 kilogram serbuk aluminium yangdicampur dengan zat pengoksidasi sebagai bahan bakarpadat untuk menembakkan roket. Reaksi yang berlangsungselama 2 menit menghasilkan energi yang cukup untukmenaikkan Columbia mencapai ketinggian lebih dari 43kilometer.Gambar 4.21Pembuatan besimenggunakantanur tiup.Sumber: Chemistry, The MolecularNature of Matter and Change,Silberberg M. S
150MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3C(s) + O2(g) o CO2(g) + kalorKetika bergerak naik, gas CO2 yang baru terbentuk bereaksilagi dengan kokas yang bergerak turun membentuk CO.CO2(g) + C(s) o2CO(g)ŠGas CO yang dihasilkan akan mereduksi bijih besi secarabertahap.Fe2O3Tahap 1oFe3O4Tahap 2 oFeOTahap 3 oFeTahap 1: 3Fe2O3 + COo 2Fe3O4 + CO2Tahap 2: Fe3O4 + COo 3FeO + CO2Tahap 3: FeO + COo Fe + CO2Reaksi keseluruhan:Fe2O3(s) + 3CO(g) o 2Fe(l) + 3CO2(g)Besi yang terbentuk pada proses tanur tiup berupa cairankarena suhu tanur yang sangat tinggi. Reaksi pembentukanterak yang menghilangkan pengotor dituliskan sebagaiberikut.CaCO3(s)o CaO(s) + CO2(s)CaO(s) + SiO2(s)o CaSiO3(l)3CaO(s) +P2O5o Ca3(PO4)2(l)Reaksi untuk pengotor yang larut dalam besi cair sebagaiberikut.MnO + C o Mn + COSiO2 + 2C o Si + 2COP2O5 + 5C o 2P + 5COBesi cair turun ke dasar tanur dan dikeluarkan secara bertahap,di mana terak dengan massa jenis yang lebih kecil mengapungdi atas besi cair. Lapisan terak dapat berfungsi sebagaipelindung besi cair dari oksidasi kembali. Terak dikeluarkandari saluran tersendiri dan dapat digunakan sebagai bahandasar pembuatan jalan raya atau bahan pupuk.Besi yang dihasilkan dari proses ini disebut besi gubal ataubesi kasar yang mengandung kira-kira 95 % besi, 3-4 %karbon, dan sisanya pengotor lain seperti Mn, Si, P, dan S.Besi gubal bersifat keras tapi rapuh. Sebagian besar besi guballangsung diolah menjadi baja dan sebagian lainnya dialirkanke dalam cetakan, sehingga diperoleh besi tuang (cast iron).
151BBa b 4 Kimia Unsurb. Kegunaan besi dan senyawanya1) BesiBesi banyak digunakan dalam kehidupan karena sifat besiyang mudah dimodifikasi. Bijih besi banyak tersebar di duniadan pengolahannya relatif murah dan mudah. Penggunaanutama besi adalah untuk membuat baja.2) BajaBaja merupakan istilah yangdigunakan untuk semua logam aliasi(campur) dari besi. Saat ini, baja dibuatdari besi gubal (besi kasar) denganmenggunakan tungku oksigen, yaitusuatu silinder raksasa dengan pelapisyang bersifat basa didalamnya (disebutconverter). Tungku ini berkapasitassekitar 200 ton besi cair, 80 ton besibekas, dan 18 ton kapur (CaO) sebagaifluks. Proses pembuatan baja dengantungku oksigen memerlukan waktusekitar 22 menit.Proses pembuatan baja dimulaidengan menuangkan campuranyang berupa cairan yang sangatpanas ke dalam tungku oksigen, kemudian ditiupkan oksigenmurni melalui pipa berpendingin. Gas oksigen ini akanmengoksidasikan karbon menjadi karbon monoksida,sedangkan pengotor lain dikeluarkan melalui terak. Karbon,belerang, dan fosfor keluar sebagai oksida berupa gas,sedangkan silikon oksida membentuk terak di atas besi.Setelah terak dipisahkan, pada leburan besi ditambahkankarbon, mangan, atau unsur lain sesuai kebutuhan. Kadarkarbon dalam baja berkisar antara 0,09 - 0,9 %. Beberapajenis baja yang banyak dibuat diberikan pada Tabel 4.17.Sumber: Chemistry,The Molecular Natureof Matter and Change,Silberberg M. SJenis baj aKomposisiS ifatManfaatStainlesssteel0,2 - 0,4% C7- 9% Ni14 - 18% CrTahan terhadap korosiMembuat alat-alat rumahtangga dan alat pemotongBaja wolfram0,4- 0,9% C5% WSangat kerasUntuk mata pahatdan mesin bubutBaja mangan0,4- 0,9% C10- 20% MnKeras dan kuatRel kereta api, pegas, kendaraanperang lapis baja dan mesinpenghancur batu magnetTabel 4.17. Beberapa jenis baja.Gambar 4.22Proses pembuatanbaja (steel).
152MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Kerjakan di buku latihan kalian.1. Jelaskan proses pemurnian bauksit.2. Mengapa yang ditambahkan dalam proses pemurnianbauksit adalah CaCO3 dan bukan NH4Cl? Apa fungsiCaCO3? Dapatkah CaCO3 diganti senyawa lain?3. Jelaskan proses pembuatan besi dan tuliskan reaksi-reaksiyang terjadi.4. Apa yang dimaksud dengan baja dan bagaimana caramembuatnya?5. Sebutkan jenis-jenis baja, komposisi, sifat, dan manfaatnya.5. NikelNikel adalah logam transisi yangdapat membentuk ion kompleks. Nikeldiperoleh dari bijih sulfida dengan carasebagai berikut.a.Bijih sulfida dipekatkan dengancara flotasi, kemudian konsentrat dileburmenjadi matte (75 % Ni, 5 % Cu, 1 % Fe,0,5 % Co, dan 22 % ZnS). Istilah mattedigunakan untuk campuran besi dengan tembaga sulfidayang diperoleh dari tahap antara peleburan bijih tembaga.Sumber: Kimia Unsur dan radiokimia, Hiskia AchmadBaja nikel35- 40% NiTahan terhadapgoyanganKomponen lampu pijarBajakromium-vanadium1- 10% Cr0,15 VKuat dan tahan terhadaptekanan/bebanAs rodaBaja silikon1- 15% SiKeras, kuat, dan sifatmagnetnya kuatMagnetDurion12 - 15% SiTahan karat, dan tahanasamPipa, ketel, dan kondensor.Invar36% NiKoefisien muai rendahAlat pengukur (meteran)Baja -sedang0,09 - 0,2% C0,05 - 1,0% Mn0,2 - 0,75% SiMudah dibentukBadan mobil, jarum, dan pipa.Baja krom8% Ni18% CrKeras dan tahan ausPembuatan alat-alat arlojiJenis bajaKomposisiSifatManfaatSumber: www.chromnicle.coGambar 4.23Nikel (Ni)
153BBa b 4 Kimia Unsurb.Nikel dalam matte dilarutkan dalam larutan ammonia yangmengandung oksigen.NiS(s) + 2O2(g) + 6NH3(aq) o [Ni(NH3)6]2+ (aq) + SO42– (aq)c.Setelah penyaringan, kompleks nikel ammonia direduksidengan hidrogen.[Ni(NH3)6]2+(aq) + H2(g) o Ni(s) + 2NH4(aq) + 4NH3(g)Nikel dapat digunakan untuk melapisi logam lain danmembuat aliasi, misalnya baja stainless steel dan nikrom.6. Tembagaa.Pembuatan tembagaKalkopirit (CuFeS2) merupakanbijih tembaga yang terpenting.Pengolahan tembaga relatif sulit,terutama memisahkan campurannyadari besi. Proses pengolahan tembagadilakukan melalui lima tahap sebagaiberikut.1) Tahap pengapunganPada tahap ini dapat diperolehbijih pekat yang mengandung 20-40 % Cu.2) Tahap pemangganganBijih pekat dari tahap pengapungan, kemudian dipangganguntuk mengubah besi sulfida menjadi besi oksida, sedangkantembaga tetap berupa sulfida.4CuFeS2 + 15O2o 2Cu2S + 2Fe2O3 + 6SO43) Tahap peleburanBijih yang sudah melalui pemanggangan kemudian dilebur,sehingga bahan tersebut mencair dan terpisah menjadi dualapisan, yaitu:Šmatte yang mengandung 30-60 % tembaga sebagai Cu2Sdan sedikit FeS,Šterak yang mengandung FeSiO3.4) Tahap pengubahanPada tahap ini, matte dipindahkan ke dalam tungku laindan ditiupkan udara, sehingga terjadi reaksi redoks yangmenghasilkan tembaga kasar (blister copper).2Cu2S(l) + 3O2(g) o 2Cu2O(l) + 2SO2(g)Gambar 4.24Kabel listrik daritembaga (Cu).Sumber: Dokumentasi Penerbit
154MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 32Cu2O(l) + Cu2S(l) o 6Cu(l) + SO2(g)Blister copper adalah tembaga yang mengandung gelembunggas SO2 beku. Tembaga ini mengandung 98-99 % Cu denganberbagai jenis pengotor seperti besi, seng, perak, emas, danplatina.5) Tahap pemurnian (refining)Pemurnian tembaga dilakukandengan elektrolisis. Tembaga kasardigunakan sebagai anode, sedangkanuntuk katodenya digunakan tembagamurni. Elektrolisis yang dilakukan padasuhu 50-60 oC dari larutan CuSO4 yangdiasamkan.b. Kegunaan tembagaTembaga adalah logam yang berwarna kuning kemerahandan tergolong logam yang kurang aktif. Penggunaan utamatembaga adalah untuk kabel listrik. Selain itu, tembagadigunakan untuk membuat paduan logam, seperti kuningan (Cudan Zn) dan perunggu (Cu dan Sn). Perunggu banyak digunakanuntuk perhiasan, senjata, lonceng, dan alat musik.7. TimahTimah adalah logam yang relatif lunak, berwarna putihperak, dan tahan karat. Timah diekstraksi dari bijihnya dengancara berikut.ŠBijih dicuci dan dipekatkan dengan cara magnetik.ŠDipanggang untuk menghilangkan arsen dan belerang.ŠReduksi dengan antrasit atau kokas.SnO2(s) + 2C(s) o Sn(l) + 2CO(g)Timah digunakan untuk membuat kaleng (tin plate) danmembuat aliasi logam, seperti perunggu (5-15 % Sn denganCu), solder (40 % dengan Pb), dan pewter (92 % Sn, 6 % Sb,dan 2 % Cu).Sumber: Chemistry, The Molecular Natureof Matter and Change, Silberberg M. SGambar 4.25Pemurniantembaga denganelektrolisis(electrorefining).
155BBa b 4 Kimia Unsur8. KromKrom merupakan salah satu logam transisi terpenting.Logam ini sangat mengkilap, keras, dan tahan karat. Sepuhankrom (chrome plating) banyak digunakan untuk peralatan sehari-hari, mobil, dan sebagainya, dikarenakan lapisan krom sangatindah, keras, dan melindungi logam lain dari korosi.Dalam bidang industri, krom diperlukan dalam duabentuk,yaitu krom murni dan aliasi besi-krom yang disebutferokrom. Logam krom diekstrak dari bijihnya dalam tahapanberikut.ŠKrom(III) dalam bijih diubah menjadi dikromat (VI).FeO.CrO3(s) + 4OH–(aq) + O2(g) o FeO(s) + CrO42–(aq) +2H2O(l)2CrO42–(aq) asamo Cr2O72-(aq)ŠReduksi Cr(VI) menjadi Cr(III).Na2Cr2O7(s) + 2C(s) 200°Co Cr2O3(s) + Na2CO3(s) + CO(g)ŠReduksi krom(III) oksida dengan aluminium (reaksi termit).Cr2O3(s) + 2Al(s) o Al2O3(s) + 2Cr(s)Dari seluruh proses tersebut akan diperoleh logam kromdengan kemurnian 97-99 %. Adapun ferokrom diperoleh darireduksi bijih dengan kokas atau silikon dalam tanur listrik.Reaksinya yang terjadi sebagai berikut.FeO.Cr2O3(s) + 4C(s) o FeCr(s) + 4CO(g)Penggunaan krom sangat terkenalkarena penyepuhan krom (chromiumplating) memberikan dua sifat, yaitudekoratif dan sifat kekerasan. Sepuhankrom banyak digunakan untukperalatan sehari-hari, komponen mobil(misal untuk lampu karena sifatnyayang mengkilap). Dalam industrilogam, krom digunakan untuk aliasidengan logam lain seperti nikel, besi,dan kobalt. Stainless steel merupakansalah satu jenis baja yang juga aliasidari nikel, besi, dan krom. LarutanK2Cr2O7 atau krom(III) oksida CrO3dalam asam sulfat pekat adalahGambar 4.26Reaksi termitSumber: Chemistry, TheMolecular Nature of Matterand Change, Silberberg M. S
156MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3oksidator kuat yang digunakan untuk mencuci alat laboratorium.Na2Cr2O7.2H2O dalam jumlah yang tidak sedikit digunakan dalampenyamakan kulit,menghasilkan kulit “samakan krom”. Senyawakrom juga dapat digunakan sebagai pigmen, yaitu PbCrO4 (kuningkrom) dan Cr2O3 (hijau krom).9. EmasEmas merupakan logam mulia yang tidak asing lagi dalamkehidupan manusia. Logam ini berwarna kuning mengkilap,tahan karat, mudah ditempa, ditarik, dan umumnya ditemukansebagai unsur bebas. Logam ini paling banyak dimanfaatkansebagai perhiasan. Emas diekstraksi dari bijihnya dengan prosessebagai berikut.ŠPemekatan bijih emas dengan cara flotasi.ŠKonsentrat diaduk dengan larutan NaCN, kemudian denganudara emas dioksidasi.4Au(s) + 8CN–(aq) + O2(g) + 2H2O(l) o 4Au(CN)2–(aq) + 4OH-(aq)ŠLarutan emas dipisahkan dengan penyaringan.ŠMenambahkan serbuk seng ke dalam filtrat, maka emas akanterpisah dari larutannya.2Au(CN)2– (aq) + Zn(s) o Zn(CN)42–(aq) + 2Au(s)Emas banyak digunakan untuk perhiasan seperti kalung,gelang, atau cincin. Emas juga dapat digunakan sebagaijaminan moneter dan komponen listrik berkualitas tinggi.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Jelaskan cara pembuatan nikel.2. Bagaimana reaksi elektrolisis tembaga? Apa fungsi elektrolisisdalam proses ekstraksi tembaga?3. Apa fungsi penambahan serbuk seng pada ekstraksi emas?4. Jelaskan proses untuk mendapatkan krom murni.5. Mengapa krom banyak digunakan untuk komponen mobildan senyawanya digunakan sebagai pigmen?
157BBa b 4 Kimia Unsur1. Hidrogena.Pembuatan HidrogenHidrogen adalah unsur dengan kelimpahannya terbesar dialam, tetapi hanya sedikit tertinggal di bumi. Hidrogen sangatreaktif, sehingga di bumi terdapat sebagai senyawa air danhidrokarbon. Kandungan hidrogen dalam air 11,1 % berat, gasalam 25 %, minyak bumi 14 %, dan pati 6 %. Hidrogen dibuatdengan berbagai cara, diantaranya sebagai berikut.E. Pembuatan dan Kegunaan Unsur Nonlogam danSenyawanyaTahukah KalianTahukah Kalian??Istilah karat digunakan untuk menyatakan kadar logam muliaseperti emas. Kadar 24 diberikan pada emas murni. Dengandemikian emas 22 karat mengandung 2224 bagian emas. Selainitu, istilah karat juga digunakan untuk menyatakan satuanmassa untuk batu mulia. Misalnya untuk intan, satu karat samadengan 0,2 gram.4Kerjakan di buku latihan kalian.1. Mengapa natrium tidak dapatdibuat dari elektrolisis larutan NaCl?2. Mengapa aluminium tidak cepatmengalami korosi, jika terkenaudara dan uap air?3. Pada elektrolisis lelehan natriumklorida digunakan arus sebanyak3 faraday, berapa gram logamnatrium dan berapa liter gas klor(STP) yang dihasilkan pada prosestersebut? Tuliskan reaksinya.4. Suatu bijih besi mengandung 92 %massa Fe2O3, berapa kg besi yangterdapat dalam 1 ton bijih besi?5. Tulis reaksi elektrolisis lelehanmagnesium klorida. Berapa grammagnesium yang dihasilkan, jikapada elektrolisis itu dialirkan arus1500 ampere selama 1 jam?
158MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3ŠMengalirkan uap air melalui besi panas3Fe(s) + 4H2O(g) o Fe3O4(s) + 4H2(g)ŠPada kilang minyak bumi, hidrogen merupakan hasil sampingdari cracking hidrokarbon. Gas hidrokarbon dialirkan melaluikatalis panas dan terurai menjadi hidrogen dan hidrokarbonlain. Hidrokarbon yang ringan seperti metana, dipanaskandengan uap air, kemudian dialirkan melalui katalis nikel krompada suhu 750 oC dan tekanan 10 atm.CH4(g) + H2O(g)Ni-Cr750 °C, 10 atmoCO(g) + 3H2(g)ŠHidrogen yang sangat murni (99,9 %), diperoleh darielektrolisis air.2H2O elektrolisiso 2H2(g) + O2(g)'H = +565 kJb. Kegunaan hidrogen1) Hidrogen sebagai bahan bakarHidrogen dapat digunakan sebagai bahan bakar, karena dapatterbakar dalam oksigen membentuk air dan menghasilkanenergi. Bersama oksigen dapat digunakan dalam sel bahanbakar menghasilkan energi listrik. Pembakaran hidrogen dapatmenghasilkan kalor sebanyak 286 kJ mol–1 hidrogen.2) Untuk sintesis amoniak (proses Haber)N2(g) + 3H2(g) o 2NH3(g)3) Untuk pembuatan margarinMinyak yang merupakan ester tidak jenuh diubah menjadisenyawa yang jenuh menggunakan katalis nikel Ramey.4) Hidrogen adalah gas yang paling ringan, sehingga seringdigunakan untuk balon meteorologi.5) Hidrogen digunakan sebagai cairan kriogenik, yaitu untukmenghasilkan suhu rendah.2. KarbonKarbon merupakan salah satu unsur yang memegangperanan penting dalam kehidupan. Karbon dikenal dalamberbagai bentuk, seperti intan, grafit, dan arang. Kelimpahankarbon sebagai unsur tersebut sangat kecil (kurang 10 %),sedangkan sekitar 50 % karbon terdapat sebagai karbonat(CaCO3) dan sisanya sebagai senyawa organik, seperti karbondioksida dan hidrokarbon. Berikut beberapa unsur maupunsenyawaan karbon dan kegunaannya.
159BBa b 4 Kimia Unsura.IntanIntan adalah zat padat yangbening berkilauan, mudah patahmenjadi berkeping-keping, dan memilikikekerasan yang paling tinggi diantaralogam lainnya. Dalam intan, tiap atomkarbon dihubungkan secara tetrahedralterhadap 4 atom lain dengan panjangikatan C – C |1,54 Å dan membentukjaringan kovalen berkelanjutan. Bentukjaringan yang demikian tidak memung-kinkan atom karbon bergerak secara individual dengan bebas,sehingga panas yang diterimanya akan diteruskan ke seluruhjaringan, akibatnya intan bersifat konduktor panas yang sangatbaik (kira-kira lima kali lebih baik dari tembaga). Untukmemutuskan ikatan kovalen dalam jaringan seperti itudibutuhkan energi panas yang sangat tinggi, sehingga intanmempunyai titik leleh | 4100 oC.Pemanfaatan intan berdasarkan pada sifat kekerasannyaadalah sebagai pelapis alat-alat pemotong gelas dan baja. Karenasifat mengkilap dan refleksinya, intan dimanfaatkan untuk batupermata yang mahal harganya. Batu permata buatan yang mirip,misalnya zirkonia kubus dan yttrium aluminium garnet. Dewasaini sedang dikembangkan pembuatan film-intan untuk melapisimicroprocessor chips, agar komputer tahan panas sebagai akibattahanan listrik dalam sirkuit listrik komputer. Intan buatandibuat dari grafit melalui pemanasan pada suhu sekitar 3300 oCdan tekanan sekitar 125000 atm.b. GrafitBerbeda dengan struktur intan, dalam grafit tiap atom karbondihubungkan secara bidang trigonal terhadap tiga atom karbon laindan membentuk lingkar enam dengan panjang ikatan C – C| 1,42 Å.Grafit berwarna hitam, lunak, dan mempunyai massa jenis lebihrendah dari intan (2,2 g cm–1). Grafit mempunyai titik lelehsangat tinggi, permukaannya halus-licin. Karena permukaannyayang halus-licin grafit dimanfaatkan sebagai berikut.ŠSebagai pelumas.ŠCampuran grafit dan lempung digunakan untuk membuatpensil dan bahan kosmetik.ŠAnode dalam batu baterai dan dalam berbagai proseselektrolisis.ŠKomponen dalam pembuatan komposit.Gambar 4.27Intan sintesis yangdibuat dari bahandasar grafit.Sumber: GeneralChemistry, Principles andModern Applications,Petrucci R. H, Harwood W.S, dan Herring G. F
160MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3c.Arang aktifPemanasan kayu tanpa udara akan menghasilkan arang.Arang karbon yang diaktifkan melalui pemanasan dengan uapuntuk membersihkan permukaannya disebut arang aktif. Arangaktif merupakan bahan penyerap yang sangat baik danmempunyai luas permukaan tinggi (600-2000 m2/g). Karena sifatadsorpsinya yang sangat baik, arang aktif digunakan sebagaiberikut.ŠMengusir uap yang berbahaya dalam udara.ŠMenyerap warna dan rasa yang tidak baik dari suatu cairanatau larutan tertentu.ŠMengalirkan air pada pabrik pemurnian air minum, buah-buahan (juice), madu, dan vodka.ŠSebagai obat sakit perut atau keracunan makanan (norit).d. Karbon hitamPada umumnya, karbon hitam dibuat dengan caradekomposisi termal senyawa hidrokarbon pada pembakaranterbuka, hasilnya berupa karbon serbuk halus dan sangat murni.Karbon hitam banyak digunakan sebagai berikut.ŠPigmen tinta, cat, kertas, dan plastik.ŠPenguatan dan pewarnaan karet (khususnya ban kendaraanbermotor).ŠMembuat ebonit.e.Karbon monoksida (CO)Gas CO tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasanamun sangat beracun. Karbon monoksida di udara berasal daripembakaran tak sempurna dalam mesin kendaraan bermotordan industri. Gas ini dapat berikatan dengan hemoglobin dalamdarah, sehingga menghalangi fungsi utama darah sebagaipengangkut darah. Meskipun karbon monoksida lebih dikenalsebagai senyawa yang berbahaya, tetapi masih ada manfaat yangdapat diambil darinya, yaituŠbahan baku pembuat metanol,Šreduktor pada pengolahan berbagai jenis logam,Škomponen dari berbagai jenis bahan bakar, seperti terlihatpada Tabel 4.18.Buat kelompokyang terdiri atas4 orang. Rancangcara pemurnianair dengan arangaktif. Buktikanapa rancangankalian sudahbenar.KegiatanMandiriKegiatanMandiri
161BBa b 4 Kimia UnsurTabel 4.18 Gas bahan bakar.f.Karbon dioksida (CO2)Karbon dioksida terbentuk dari hasil pembakaran bahanbakar seperti arang, minyak bumi, dan kayu. Karbon dioksidajuga dikeluarkan oleh manusia dan hewan dari hasil oksidasimakanan dalam tubuh. Karbon dioksida terdapat di udarasekitar 0,03 %; molaritasnya bisa naik menjadi 1 % jika suaturuang penuh sesak orang. Karbon dioksida tidak beracun, tetapijika kadarnya terlalu tinggi (10-20 %) dapat mengurangi kadaroksigen dalam darah, sehingga orang menjadi pingsan.Karbon dioksida merupakan komponen utama siklus karbondi alam. Jumlah CO2 yang sangat besar dihasilkan oleh aktivitasmanusia akan menggeser kesetimbangan proses alamiah.Peningkatan CO2 akan mengakibatkan “efek rumah kaca” (greenhouse effect), sehingga akan terjadi peningkatan suhu yangmengakibatkan es di kutub akan mencair dan menaikkanpermukaan samudra, dan membanjiri kota-kota pantai di seluruhdunia.Karbon dioksida dalam jumlah besar diperoleh daripembakaran residu penyulingan minyak bumi, hasil sampingproduksi urea, dan proses pembuatan alkohol dengan sistemperagian.Manfaat karbon dioksida dalam kehidupan kita sebagaiberikut.ŠSebagai pengisi alat semprot pemadam kebakaran karenaCO2 lebih berat dari udara sehingga dapat mengusir udarapada sekitar daerah yang disemprot.NamaKomposisi (%)S umberGas airCOH2CO2N240-5045-503-74-5Reaksi uap air dengan arang panas .C(s) + H2O(l)o CO(g) + H2(g)GasCOH2N220-355-1055-65Arang dibakar dalam udara uap air,pada kondisi yang menghasilka nkarbon monoksida dan hidrogen.Gas arangH2CH4CO45-5428-346-7Produk sampingan dalam pembuatankokas dengan penyulingan kering.Gas alamCH4C2H650-922-14Sumur gas dan minyak.Sumber: Kimia Unsur dan radiokimia, Hiskia Achmad
162MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3ŠKarbon dioksida padat disebut es kering (dry ice) yangdigunakan sebagai pendingin.ŠDigunakan pada berbagai macam minuman ringan (softdrink) berkarbonasi. Minuman bersoda mengandung CO2yang memberi rasa menyegarkan.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Bagaimana hidrogen murni dapat diperoleh?2. Jelaskan manfaat dari hidrogen.3. Jelaskan perbedaan intan dengan grafit.4. Apa kegunaan arang aktif?5. Apa yang kalian ketahui tentang gas karbon monoksida?3. NitrogenNitrogen sebagai unsur N2terdapat sebanyak 78 % dalam udara,dan senyawaan nitrogen (terutamaprotein) merupakan salah satu bahanpenyusun dari makhluk hidup.Kelimpahan nitrogen di kulit bumisekitar 0,03 %.Gas nitrogen merupakan gasyang tidak berwarna, tidak berbau,dan tidak berasa dengan titik leleh–210 °C dan titik didih –196 °C.Gas nitrogen termasuk unsur yangsukar bereaksi, kecuali pada suhu tinggi dengan bantuankatalisator. Gas nitrogen sukar bereaksi karena adanya kekuatanikatan rangkap tiga dari setiap unsur N2. Energi ikatan N2 sangattinggi, yaitu 946 kJ mol–1.Di laboratorium nitrogen dapat dibuat dengan memanaskanlarutan yang mengandung garam amoniak dan garam nitrit,dengan reaksi sebagai berikut.NH4+(aq) + NO2–(aq) o N2(g) + 2H2O(l)Gambar 4.28Amoniak cair yangdigunakan sebagaipenyubur tanah.Sumber: Chemistry, TheMolecular Nature of Matter andChange, Silberberg M.S
163BBa b 4 Kimia UnsurSecara komersial nitrogen diperoleh dengan cara pencairanudara. Penggunaan nitrogen sebagai berikut.ŠSebagian besar digunakan sebagai bahan untuk membuatamoniak, urea, amonium sulfat, dan asam nitrat.ŠDigunakan sebagai selubung gas inert untuk menghilangkanoksigen pada pembuatan alat elektronika.ŠNitrogen cair digunakan dalam industri makanan untukmempercepat proses pendinginan.a.AmoniakAmoniak merupakan senyawa yang sangat bermanfaat,sehingga dibuat secara komersial dalam jumlah besar. Gas amoniakberbau khas dan sangat menyengat dengan titik leleh –77,8 °C dantitik didih –33,4 °C.Pembuatan amoniak secara komersial menggunakan prosesHaber-Bosch dengan mereaksikan nitrogen dan hidrogen.N2(g) + 3H2(g) o 2NH3(g)Suhu yang digunakan pada reaksi di atas sekitar 500 °C dantekanan sebesar 300 atm. Katalis yang digunakan adalah Fe3O4;0,35 % K2O; 0,84 % Al2O3; dan sedikit CaO. Amoniak banyakdigunakan sebagai berikut.ŠPembuatan pupuk seperti urea dan ZA.ŠMensintesis senyawa nitrogen yang lain seperti HNO3,NH4NO3, dan KNO3.ŠSebagai pendingin (refrigerant) dalam pabrik es.ŠMembuat hidrazin, N2H4 yang digunakan untuk bahan bakarroket.ŠDigunakan dalam industri plastik, detergen, dan bahanpeledak.b. Asam nitratAsam nitrat, HNO3 merupakan senyawa kovalen yangberupa cairan tak berwarna. Larutannya pekat dan kurang stabil,sehingga secara perlahan mudah terurai oleh panas dan cahaya.Asam nitrat, asam sulfat, dan asam klorida merupakan asamkuat yang paling umum digunakan. Asam nitrat dapatmelarutkan semua logam, kecuali emas dan platina. Emas danplatina dapat larut dalam aqua regia yaitu campuran antaraasam klorida pekat dan asam nitrat pekat dengan perbandinganvolume 3 : 1.
164MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Secara komersial asam nitrat dibuat dengan cara oksidasiamoniak menggunakan proses Oswald. Pada proses ini amoniakdan udara terlebih dahulu dialirkan melalui katalis platina-rhodium pada suhu sekitar 950 °C. Agar reaksi dapat berlangsung,terlebih dahulu harus menggunakan pemanas listrik.4NH3(g) + 5O2(g) o 4NO(g) + 6H2O(l)Setelah didinginkan sampai 150 °C, gas NO dicampur udarauntuk menghasilkan nitrogen dioksida.2NO(g) + O2(g) o 2NO2(g)Nitrogen dioksida dan udara sisa dialirkan ke dasar menara,kemudian disemprotkan air pada suhu kira-kira 80 °C.4NO2(g) + O2(g) + 2H2O(l) o 4HNO3(aq)larutan yang diperoleh mengandung 70 % massa asam nitrat.Penggunaan asam nitrat:ŠDigunakan dalam industri pupuk.ŠBahan nitrasi pada selulosa, gliserol, dan toluen yangdigunakan sebagai bahan peledak.ŠBahan nitrasi pada senyawa organik untuk detergen, obat-obatan, zat warna, dan pestisida.4. SilikonSilikon banyak terdapat dalambentuk senyawa terutama sebagaisilika dan silikat. Kristal silika (SiO2)murni di alam ditemukan dalam tigabentuk poliformis, yang paling umumterdapat di alam adalah kuarsa.Silika mempunyai bentuk yangberagam karena jumlah pengotor yang runut di dalamnya,seperti pasir, akik, oniks, opal, ametis (batu kecubung), dan flint.Silikat merupakan senyawa silikon-oksigen yang palingmelimpah dari semua senyawa yang ada di kulit bumi.Kebanyakan batuan dan mineral adalah silikat dengan kisi - Si - O - Si - O -Gambar 4.29Muskovit (mika)
165BBa b 4 Kimia UnsurBeberapa silikat yang paling melimpah di alam disajikan padaTabel 4.19Tabel 4.19. Beberapa mineral silikat.a.Pembuatan silikonSilikon dibuat dari silika dengan kokas sebagai reduktor.Campuran silika dan kokas dipanaskan dalam tanur listrik padasuhu sekitar 3000 oC.SiO2(l) + C(s) o Si(l) + 2CO(g)Adapun pembuatan silikon murni dilakukan dengan langkah-langkah berikut.1) Silikon direaksikan dengan klor.Si(s) + 2Cl2(g) o SiCl4(aq)Silikon tetraklorida yang dihasilkan merupakan cairan yangmudah menguap dengan titik didih 58 oC.2) SiCl4 dimurnikan dengan distilasi bertingkat.3) Hasil distilasi direduksi dengan mengalirkan campuran uapSiCl4 dengan gas H2 melalui suatu tabung yang dipanaskan.SiCl4(g) + 2H2(g) o Si(s) + 4HCl(g)Pada akhir reaksi diperoleh silikon ultra murni denganpengotor sekitar 10–8 %.b. Kegunaan silikon dan senyawanya1) SilikonKegunaan utama silikon adalah untuk membuat transistor,chips komputer, dan sel surya. Silikon juga digunakan dalamberbagai aliase dengan besi (baja). Baja mengandung sekitar0,03 % silikon, sedangkan durion mengandung 15 % silikon.Baja ini bersifat keras tapi rapuh dan sangat tahan karat.Kelompok Mineral% dalamKulit BumiS truktur KhasRumus dan Nama UmumFeldsfar49Kristal besar dalam tigadimensi (seperti kotak)KAlSi3O8, ortoklaseNaAlSi3O8, albitCaAlSi2O8, anortitNa4Al3Si3O12Cl, sodalitKuarsa21Kristal besar dalam tigadimensi (seperti kotak)SiO2, silikaAmfibol ataupiroksena15Kristal besar dalam satudimensi (seperti rantai)CaSiO3, wolastonitNaAlSi2, jadeitCa2Mg5Si8O22(OH)2, tremolitsuatu asbesMika8Kristal besar dalam duadimensi (seperti lapisan)KAl2Si3AlO10(OH)2, muskovit.K2Li3Al4Si7O21(OHF)3, lepidolitSumber: Kimia Unsur dan Radio Kimia, Hiskia Achmad
166MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 32) Senyawa SilikonŠKuarsa digunakan untuk membuat cawan dan bejanalaboratorium lain yang akan dipanaskan sampai suhuyang sangat tinggi.ŠSilika dan silikat digunakan untuk membuat keramik,kaca, semen, dan porselin.ŠWater glass (Na2SiO3) digunakan untuk mengawetkantelur, sebagai bahan perekat, dan sebagai bahan pengisidalam detergen.ŠKorundum (SiC) digunakan sebagai ampelas.ŠSilika gel digunakan sebagai pengering dalam berbagaimacam produk karena sifatnya yang higroskopis.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Jelaskan kegunaan nitrogen.2. Jelaskan cara pembuatan amoniak.3. Jelaskan pembuatan asam nitrat.4. Jelaskan manfaat silikon dan senyawanya.5. Jelaskan proses pemurnian SiCl4 dengan distilasi bertingkat.5. Fosfora.Pembuatan fosforPada suhu biasa fosfor mempunyai beberapa bentuk alotrop.Yang terpenting adalah fosfor putih dan fosfor merah. Fosformenempati peringkat kesepuluh dalam kelimpahan unsur,terdapat sebagai fosfat dalam berbagai mineral. Mineral fosfat yangterpenting adalah fluoroapati, Ca5(PO4)3F dan fosforit yangmerupakan hidroksiapatit,Ca5(PO4)3OH.Unsur fosfor diproduksi daribatu fosfat yang dipanaskandengan silika dan kokas dalamtanur listrik.Gambar 4.30Fosfor yangbanyak dibuatuntuk kembangapi.Sumber: Chemistry, The MolecularNature of Matter and Change,Silberberg M. S
167BBa b 4 Kimia Unsur2Ca(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)1200-1450°Co6CaSiO3(l) + 10CO(g) + P4(g)'H = 3050 kJ.b. Kegunaan fosfor dan senyawanya1) FosforFosfor digunakan untuk pembuatanfosfat, korek api, kembang api,racun tikus, dan zat pembentukpaduan logam.2) Fosfor triklorida (PCl3)Fosfor triklorida adalah cairan yangmudah menguap dan mendidihpada suhu 76 oC. PCl3 digunakan sebagai bahan dasar untukmembuat berbagai senyawa fosfor, seperti POCl3 dankomponen dari pestisida.3). Fosforil klorida (POCl3)Senyawa ini digunakan sebagai komponen dalam zatpemadam kebakaran karena dapat memperlambatterjadinya nyala.4) Asam fosfat (H3PO4)Asam ini diproduksi secara besar-besaran untuk digunakanpada pembuatan pupuk superfosfat , zat aditif makanan,bahan pembersih lantai, insektisida, dan pembuatandetergen.5) Pupuk super fosfatFosfor tergolong unsur makro, yaitu unsur yang diperlukantumbuhan dalam jumlah banyak. Pupuk yang mengandungsenyawa Ca(H2PO4)2 disebut pupuk superfosfat karenamudah larut dalam air. Selain superfosfat, senyawa yangdigunakan sebagai pupuk fosfat adalah amonium fosfatsekunder, (NH4)2HPO4.6. OksigenOksigen merupakan unsur utama dalam kerak bumi, yaitusekitar 46,6 % massa kerak bumi, 89 % massa air, dan kuranglebih 21 % di atmosfer. Di alam oksigen dijumpai sebagai oksida,dalam senyawa organik, air, dan sebagai unsur bebas di atmosfer.a.Pembuatan oksigen1) Oksigen dapat dibuat dengan beberapa cara di laboratorium,yaitu:ŠPenguraian katalitik hidrogen peroksida2H2O2(aq)2MnOo2H2O(l) + O2(g)Sumber: DokumentasiPenerbitGambar 4.31Korek apimengandungfosfor.
168MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3ŠPenguaraian termal senyawa yang mengandung banyakoksigen2KMnO4(s) o K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)2KClO3(s) 2PbOo 2KCl(s) + 3O2(g)2KNO3(s) o 2KNO2(s) + O2(g)ŠReaksi antara peroksida dengan air.4NaO2(s) + 2H2O(l) o 4NaOH(aq) + 3O2(g)2) Pembuatan oksigen dalam industri (secara komersial)dilakukan dengan cara distilasi bertingkat udara cair danelektrolisis air2H2O(l) elektrolisiso 2H2(g) + O2(g)b. Kegunaan oksigenOksigen di udara berguna untuk pernapasan makhluk hidupdan untuk melangsungkan reaksi pembakaran. Adapun secarakomersial, penggunaan oksigen adalah sebagai berikut.ŠUntuk pernapasan penyelam, astronaut, dan penderitapenyakit tertentu.ŠOksigen digunakan dalam industri baja untuk mengurangikadar karbon dalam besi gubal.ŠBersama-sama dengan gas asetilena digunakan untukmengelas baja.ŠOksigen cair dengan hidrogen cair digunakan sebagai bahanbakar roket untuk mendorong pesawat ruang angkasa.ŠOksigen digunakan dalam industri kimia untuk mengoksidasikanberbagai zat.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Jelaskan perbedaan 2 alotropi fosfor.2. Jelaskan bagaimana pembentukkan fosfor dari bijihnya.3. Apa yang kalian ketahui tentang pupuk superfosfat?4. Jelaskan cara pembuatan okigen di laboratorium.5. Jelaskan kegunaan oksigen.
169BBa b 4 Kimia Unsur7. BelerangBelerang terdapat dalam duabentuk alotropi. Kedua alotropi iniadalah belerang rhombis yangberwarna kuning dan disebutbelerang-D (titik leleh 112,8 oC)serta belerang monoklin dandisebut belerang-E (titik leleh119,25 oC). Belerang rhombis akanberubah menjadi belerang monoklinpada suhu 95,6 oC. Satuan struktur kedua bentuk alotropi dalamkeadaan cair mengerut menjadi lingkar S8. Unsur ini mempunyaititik didih 444,6 oC.Belerang ditemukan di alam sebagai unsur bebas, sulfatmaupun sebagai bijih sulfida. Sebagai unsur bebas biasanyaditemukan dalam lapisan ± 150 m di bawah batu karang, pasir,atau tanah liat di daerah gunung berapi. Sulfida banyak ditemuidi daerah pegunungan, dalam bentuk blende (tidak mengkilap),glans (mengkilap dan berwarna gelap) serta kies (mengkilap danberwarna muda). Misal timbal glans (PbS), seng blende (ZnS),dan pyrit atau ijzerkies (FeS2).a.Pembuatan belerangBijih belerang yang terdapat di bawah permukaanditambang dengan proses Frasch. Pada proses ini pipa logam yangberdiameter 15 cm berisi dua pipa konsentrik yang lebih kecilditanam sampai menyentuh lapisan belerang. Uap air yangsangat panas (suhu sekitar 160oC dan tekanan 16 atm)dipompakan melalui pipa bagian luar sehingga belerang akanmeleleh. Selanjutnya dimasukkan udara bertekanan tinggi (20-25atm) melalui pipa terkecil, sehingga terbentuk busa belerang yangakan terpompa ke atas melalui pipa ketiga. Kemurnian belerangyang dihasilkan mencapai 99,5 %.Saat ini, proses Frasch bukan cara utama memperolehbelerang karena kebutuhan belerang lebih banyak berasal darihasil desulfurisasi minyak bumi. Desulfurisasi minyak bumidilakukan untuk mengurangi pencemaran akibat pembakaranbelerang dalam bahan bakar minyak.Gambar 4.32BelerangSumber:Dokumentasi Penerbit
170MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3b. Kegunaan belerangPenggunaan utama belerang adalah untuk membuat asamsulfat, sedikit belerang digunakan pada vulkanisasi karet untukindustri ban kendaraan.1) Asam sulfatSenyawa belerang yang terpenting dan banyak diproduksiadalah asam sulfat (H2SO4). Senyawa ini tergolong asam kuatyang mempunyai afinitas besar terhadap air dan sangathigroskopis. Pada pencampuran asam sulfat dengan air akanmenimbulkan banyak panas. Dalam industri, asam sulfatdibuat dengan dua cara, yaituŠProses kontakProses kontak menggunakan bahan baku SO2 yangdiperoleh dari pemanggangan sulfida atau belerang. GasSO2 yang terjadi dicampur dengan udara yang dialirkanmelalui katalisator kontak V2O5 pada suhu ± 400 oC. GasSO3 yang terbentuk dialirkan ke dalam larutan asamsulfat encer, sehingga akan terbentuk asam pirosulfat.Dengan menambahkan air ke dalam campuran ini akandiperoleh asam sulfat pekat dengan kadar sekitar 98 %.Dalam reaksi ini, V2O5 merupakan katalis oksidator,karena selain bertindak sebagai katalisator juga berfungsisebagai oksidator. Reaksi-reaksi yang terjadi selamaproses tersebut adalah sebagai berikut.Gambar 4.33Penambanganbelerang denganproses FraschSumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M. S
171BBa b 4 Kimia Unsur4FeS2(s) + 11O2(g) o 2Fe2O3(s) + 8SO2(g) (pemanggangan pyrit)atau S(s) + O2(g) o SO2(g) (pembakaran belerang) SO2(g) + V2O5o SO3(g) + V2O4(oksidasi katalitik) V2O4 + 12 O2(g) o V2O5SO2(g) + 12 O2(g) o SO3(g) (pembentukan SO3)SO3(g) + H2SO4 (aq) o H2S2O7(aq) (pembentukan pirosulfat)H2S2O7(aq) + H2O(l) o 2H2SO4(aq) (pembentukan asam sulfat)ŠProses bilik timbalProses bilik timbal menggunakan bahan baku yang samadengan proses kontak, tetapi menggunakan katalisatoruap nitroso, yaitu campuran antara NO dan NO2. Mula-mula SO2 dialirkan bersama asam nitrat ke dalam menaraGlover, sehingga asam nitrat akan terurai menjadi NO danNO2. Campuran gas bersama udara dan uap air dialirkanke dalam ruangan yang dilapisi timbal (bilik timbal),sehingga terbentuk asam nitrosil (HNOSO4). Ke dalam biliktimbal disemprotkan air, maka asam nitrosil teruraimenjadi asam sulfat, gas NO dan NO2 yang dihasilkandialirkan ke menara Gay Lussac untuk diubah menjadiasam nitrat lalu dialirkan balik ke menara Glover. Asamsulfat yang terbentuk dialirkan ke dalam bakpenampungan.Reaksi yang terjadi2SO2(g) + O2(g) + NO(g) + NO2(g) + H2O(l) o 2HNOSO4(aq)2HNOSO4(aq) + H2O(l) o 2H2SO4(aq) + NO(g) + NO2(g)Pada proses ini diperoleh asam sulfat yang kemurnian-nya lebih rendah (kadarnya 80 %) jika dibandingkandengan asam sulfat yang diperoleh melalui proses kontak.2) Penggunaan asam sulfatPenggunaan utama dari asam sulfat adalah untuk industripupuk dan detergen. Penggunaan lain adalah pada industrilogam untuk membersihkan permukaan logam dalamelektroplating, industri zat warna, bahan peledak, obat-obatan,pemurnian minyak bumi, dan pengisi aki.8. Halogena.Fluor dan senyawanyaUnsur fluor dihasilkan melalui elektrolisis HF dalam KF.Reaksinya sebagai berikut.+
172MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3Rancang danlakukan suatukegiatan untukmempelajarireaksi antaraiodida(I–) denganiodat(IO3–).Susun laporanselengkapmungkin tentanghasil kegiatankalian.Komunikasikandengan temankalian.KegiatanMandiriKegiatanMandiriAnode : 2F– (aq) o F2(g) + 2e–Katode: 2H+(aq) + 2e–o H2(g)Fluor digunakan untuk membuat senyawa klorofluorokarbon(CFC) atau lebih dikenal dengan nama freon. Freon digunakansebagai cairan pendingin. Dalam teknologi nuklir, fluor digunakanuntuk memisahkan isotop U-235 dari U-238. Adapun senyawa fluor,seperti garam fluorida digunakan dalam pasta gigi dan air minum,sedangkan hidrogen fluorida digunakan untuk membuat tulisanatau lukisan di atas kaca karena HF dapat melarutkan kaca.b. Klor dan senyawanyaKlor diproduksi secara komersial melalui elektrolisis larutannatrium klorida, yaitu2NaCl(aq) + 2H2O(l)elektrolisisoCl2(g) +H2(g) + 2NaOH(aq)Klor digunakan untuk klorasi hidrokarbon, pembuatantetraklorometana, pembuatan etil klorida untuk membuat TELyang digunakan sebagai zat aditif bensin dan untuk industriberbagai jenis pestisida. Selain itu, klor merupakan desinfektandalam air minum dan kolam renang, pemutih pada industri pulpdan kertas. Diantara senyawa klor, NaCl, dan HCl adalahsenyawa yang paling banyak kegunaannya. HCl digunakanuntuk membersihkan permukaan logam dari karat padaelektroplating dan menetralkan basa, sedangkan NaCl dapatdigunakan untuk membuat unsur lain.c.Brom dan senyawanyaBrom dapat dibuat dari reaksi suatu bromida dengan klor.Reaksinya yang terjadi2NaBr(aq) + Cl2(g) o 2NaCl(aq) + Br2(l)Brom digunakan untuk membuat etilenbromida(C2H4Br2),yaitu zat yang dicampurkan ke dalam bensin bertimbel. Bromjuga digunakan untuk membuat AgBr, yaitu bahan yang sensitifterhadap cahaya pada film fotografi.d. Iod dan senyawanyaIod dapat dibuat dari suatu iodida dengan gas klor. Reaksiyang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut.2KI(aq)+MnO2(s)+2H2SO4(aq)o K2SO4(s)+MnSO4(s)+2H2O(l)+ I2(s)Iod banyak digunakan untuk obat-obatan. Iodoform(CHI3)adalah antiseptik, larutan iod dalam alkohol disebut tinkur iodindan digunakan sebagai antiseptik untuk luka. Natrium iodat
173BBa b 4 Kimia Unsur(NaIO3) atau natrium iodida (NaI) dicampurkan ke dalam garamdapur, karena iod sangat penting untuk kesehatan. Kekuranganiod dapat menyebabkan penyakit gondok dan retardasi moral.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Bagaimana reaksi-reaksi yang terjadi pada proses kontak?2. Mengapa proses kontak lebih disukai daripada proses biliktimbal?3. Mengapa iodin sangat diperlukan tubuh? Jelaskankegunaan iodin yang lain.4. Bagaimana klor dapat diperoleh?5. Tuliskan reaksi elektrolisis HF.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Apa yang terbentuk pada anodesewaktu elektrolisis larutan natriumklorida encer?2. Misalkan suatu instalasi energisetiap harinya membuang 2,7 tonklor (dalam berbagai senyawaanklor) ke dalam aliran sungai denganaliran 50 ton per detik. Berapabanyak klor terdapat dalam air (dalam bagian per juta, ppm) yangdisebabkan oleh instalasi tersebut?3. Jelaskan mengapa pada prosesHaber digunakan suhu dan tekanansedang, padahal secara teoritissangat baik melakukan prosesHaber pada suhu dan tekanantinggi?54. Jelaskan dalam kaitan denganstrukturnya, mengapa intan lebihkeras, kurang liat, kurang dapatditempa, dan penghantar listrikyang buruk dibanding grafit?5. Pada pembakaran 5 ton karbonterjadi pembakaran yang kurangsempurna, sehingga terbentuk gasCO2 sebanyak 5 % dan sisanya gasCO. Berapa liter gas CO2 dan COyang terbentuk, jika pembakaranpada suhu 20 °C dan tekanan 2 atm?
174MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3F. Unsur-Unsur RadioaktifUnsur-unsur yang ada di alam ada yang bersifat radioaktif,yaitu dapat meluruh dengan sendirinya. Peluruhan yangdilakukan oleh unsur radioaktif disertai dengan pemancaransinar-sinar tertentu. Sifat-sifat tersebut biasanya dimiliki olehuusur-unsur dengan massa atom relatif di atas 207. Cabang kimiayang mempelajari tentang susunan dan struktur atom dari unsurradioaktif, pengolahannya dan cara kerja pengolahan tersebutadalah radiokimia. Isotop tak stabil suatu unsur yang dapatmeluruh dengan sendirinya(serta merta) dengan memancarkansinar tertentu disebut radioisotop atau isotop radioaktif,sedangkan isotop yang tidak radioaktif disebut isotop stabil.1. Sinar-sinar radioaktifSinar-sinar radioaktif secara umum mempunyai sifat dapatmenembus logam yang tipis, menghitamkan plat film, dapatdiuraikan oleh medan magnet menjadi 3 berkas sinar, yaitu sinaralfa, beta, dan gamma.a.Sinar alfa (D)Apa sinar alfa itu? Sinar alfa (D) merupakan radiasi partikelbermuatan positif dan merupakan inti helium (42He).Pemancaran sinar alfa mengakibatkan nomor atom berkurangdua sedangkan nomor massa berkurang empat.Sinar alfa dipancarkan oleh inti dengan kecepatan sekitar110 kecepatan cahaya. Sinar alfa memiliki daya tembus palinglemah di antara sinar radioaktif lainnya, karena memiliki massayang besar. Sinar alfa dapat dihentikan oleh selembar kertasbiasa. Di dalam medan magnet, sinar alfa membelok ke kutubmagnet.Penemu zatradioaktifpertama kaliadalah MarieSklodowska Curie.Tokoh KitaSumber: GeneralChemistry, Hill J. W,Petrucci R. H, Mc CrearyT. W, dan Perry S. SGambar 4.34Jenis-jenis sinardari bahanradioaktif.Sumber: General Chemistry, Principles and Modern Applications,Petrucci R. H, Harwood W. S, dan Herring G. F
175BBa b 4 Kimia Unsurb. Sinar beta (E)Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif.Sinar ini merupakan berkas elektron yang berasal dari inti danbermassa 11836 sma. Oleh karena sangat kecil, maka partikel betadianggap tidak bermassa dan dinotasikan 0–1e.Sinar beta mempunyai daya tembus lebih besar dari padasinar alfa, sedangkan daya pengionannya lebih kecil dari sinaralfa. Sinar beta dalam medan magnet membelok ke kutub positif.c.Sinar gamma (J)Sinar gamma merupakan radiasi elektromagnet berenergitinggi, tidak bermuatan, dan tidak bermassa. Sinar gammadihasilkan oleh inti yang tereksitasi dan biasanya mengikutipemancaran sinar alfa dan beta.Sinar gamma mempunyai daya tembus paling besardibandingkan sinar radioaktif lainnya. Sinar gamma tidakmembelok dalam medan magnet dan mempunyai dayapengionan paling lemah.2. Peluruhan radioaktifPada penjelasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa unsur yangmeluruh dengan sendirinya disebut unsur radioaktif. Unsur radioaktifmeluruh secara spontan menghasilkan partikel alfa dan beta.Unsur disebut juga atom mempunyai inti. Inti atom terdiriatas proton dan neutron. Jika inti atom terdiri atas proton danneutron dalam jumlah tertentu, maka disebut nuklida.Simbol nuklida secara umum dapat ditulis sebagai berikut.AZXdengan Z = nomor atom A = nomor massaAda 4 tipe nuklida, yaitua. Isotop merupakan kelompok nuklida dengan nomor atomsama sedangkan nomor massa berbeda. Misalnya 20482Pb,20682Pb, 20782Pb, 20882Pb.b.Isobar merupakan kelompok nuklida dengan nomor massasama sedangkan nomor atom berbeda. Misalnya 1416C dan147N.Nomor massa =jumlah proton +neutron.
176MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3c.Isoton merupakan kelompok nuklida dengan neutron samasedangkan nomor atom berbeda. Misalnya 31H dan 42He.d. Isomer inti merupakan nuklida dengan nomor atom dannomor massa sama tetapi berbeda dalam tingkat energinya.Isotop radioaktif me-luruh membentuk isotopstabil. Kestabilan intiisotop dipengaruhi olehangka banding antaraneutron dan proton.Nuklida dengan angkabanding jumlah neutrondan proton sama dengansatu (1np) merupakannuklida yang stabil.Nuklida paling stabiladalah inti yang mem-punyai nomor atom (Z)sampai 20, karenamemiliki nilai 1np.Kestabilan isotop dapatdigambarkan dengan pita kestabilan.Jenis radiasi yang dipancarkan dari peluruhan zat radioaktifdapat dilihat dalam tabel berikut.Tabel 4.20.Sifat radiasi dan partikel dasar penyusun inti.Sumber: General Chemistry, Principles andModern Applications, Petrucci R. H,Harwood W. S, dan Herring G. FPartikel DasarMassa RelatifMuatanSimbolJenisAlfa4+2D , 2He4partikelMegatron(beta)0–1E–, 01e–partikelPositron0+1E+, 01epartikelGamma00J11Pgelombang elektromagnetProton1+111HpartikelNeutron1010npartikelSumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. SGambar 4.35Pita kestabilan inti.
177BBa b 4 Kimia UnsurAda lima jenis peluruhan yang dapat dilakukan isotop untukmencapai kestabilan, yaitua. Pemancaran sinar alfa (D)Pemancaran sinar alfa terjadi pada isotop dengan z > 83.Contoh 23892Uo23490Th + 42D.b.Pemancaran sinar beta (E)Pemancaran sinar beta terjadi pada isotop yang terletak diatas pita kestabilan (np > isotop stabil).Contoh 146Co147N + E01c.Pemancaran positron (E+)Pemancaran E+ terjadi pada isotop yang terletak di bawahpita kestabilan (np < isotop stabil).Contoh 17170981FFEod. Tangkapan elektronTangkapan elektron terjadi pada inti yang mempunyai harganp terlalu kecil. Inti menangkap elektron dari orbital palingdalam dan sebuah proton berubah menjadi neutron disertaipancaran sinar X.Contoh 400400191180Ke ArX–o e.Pemancaran sinar gamma (J)Pemancaran sinar gamma terjadi pada inti yang tereksitasi.Contoh 23490Rao23491Pa+E01+J3. Penggunaan unsur radioaktifUnsur radioaktif dapat diaplikasikan dalam berbagai bidangdi kehidupan sehari-hari. Tahukah kalian kegunaan unsurradioaktif di sekitar kalian? Coba kalian perhatikan penjelasanberikut.Kegunaan unsur radioaktif antara lain adalaha. Reaksi inti sebagai sumber penghasil energi untukpembangkit tenaga listrik.
178MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 3b. Penentuan umur (dating) batuan atau fosil dengan rumust½ = 0,693Odengan t½ = waktu paruh ................... (satuan waktu)O= tetapan peluruhan ........ (satuan waktu–1)Rumus ini berasal dari rumus laju peluruhan, yaituv= O × Ndengan v= laju peluruhanO= tetapan peluruhan ............. (satuan waktu–1)N= jumlah nuklida radioaktif dalam contoh ............................................... (dmp g–1)Peluruhan merupakan reaksi orde satu, sehingga kelajuanhanya bergantung pada jumlah nuklida. Dengan demikianpersamaan laju dapat dituliskan sebagai berikut.0lntNtNO dengan N0= jumlah zat radioaktif mula-mula ... (dmp g–1)Nt= jumlah zat radioaktif yang masih tersisa pada waktu t........................ (dmp g–1)t= waktu peluruhan .................. (satuan waktu)O= tetapan peluruhan .............. (satuan waktu–1)Pengukuran keradioaktifan dapat digunakan untukmenentukan umur mineral atau benda lain. Salah satu contohterpenting adalah pengukuran umur dengan menggunakanradiokarbon. Di atmosfer, selalu terjadi penembakan nitrogenoleh sinar kosmik menghasilkan 14C yang radioaktif.147N(n,P)146C4Karbon ini merupakan bagian dari daur karbon di alam.Lama kelamaan terdapat kesetimbangan antara 14C yangditerima dan yang meluruh dalam tumbuh-tumbuhan maupunhewan, sehingga keaktifan jenis 14C mencapai 15,3 disintegrasiper menit per gram (dpm g–1). Ternyata keaktifan jenis ini tetapuntuk beberapa ribu tahun. Jika organisme hidup itu mati, makapengambilan 14C akan terhenti dan keaktifan ini menurun. Oleh
179BBa b 4 Kimia Unsurkarena itu, umur suatu bahan yang mengandung karbondiperkirakan dengan pengukuran keaktifan jenisnya.Ditemukan tulang binatang purba yang mempunyai keaktifan14C 2,75 dpm g–1. Perkirakan berapa tahun yang lampaubinatang itu hidup ? ( t½14C = 5668 tahun ).Jawab :Keaktifan 14C mula-mula = 15,3 dpm g–1.Dari rumus t½ = 0,693O 5668 = 0,693O maka O = 0,6935668Dari rumus 0lntNtNO –14–1–14–14–14–12,75 dpm gln1 22 10 tahun × 15 3 dpm gln 0,1791 22 10 tahun × 1 721 22 10 tahun × 172122 10 tahun × 14098 tahun––––,t,,t,,t,t,t  u  u uuJadi, binatang purba hidup 14098 tahun yang lampau.c.Dalam bidang kimia, diterapkan pada analisis pengenceranisotop. Ke dalam suatu larutan yang akan dianalisisditambahkan suatu larutan yang mengandung spesiradioaktif yang diketahui jumlahnya dan zat yang tidakdiketahui. Kemudian zat tersebut dipisahkan lalukeradioaktifannya ditentukan.d. Dalam bidang kedokteran, digunakan radioisotop sebagaiperunut dan juga untuk terapi kanker.e.Dalam bidang pertanian, digunakan radioisotop sebagaiperunut dan juga untuk memperoleh bibit unggul(pemuliaan tanaman).Contoh
180MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 36Kerjakan di buku latihan kalian.1. Tulis persamaan reaksi peluruhandi bawah inia. peluruhan beta dari 2813Alb.peluruhan positron dari 16Cc.penangkapan elektron dari 5626Fed. peluruhan gamma dari 11750Sne.pembelahan spontan dari 25496Cf2. Jelaskan tentang pita kestabilan inti.3.Sebutkan sifat dari sinar D, E, dan J?4. Ditemukan sebuah kayu yangmempunyai keaktifan karbon–14sebesar 7,2 dpm g–1. Berapa umurkayu tersebut? (diketahui waktuparuh karbon –14 adalah 5730tahun, keaktifan mula-mulakarbon –14 adalah 15 dpm g–1).1. Unsur di alam sebagian besar terdapat dalam bentuksenyawa atau campurannya. Unsur-unsur di alamterdapat di berbagai kulit bumi, atmosfer, udara, air sungaimaupun air laut. Unsur mempuyai sifat yang berlainandan secara garis besar dapat dikelompokan berdasarkanletak golongan dalam sistem periodik.2. Halogen merupakan unsur yang tertelak pada golonganVIIA. Unsur halogen merupakan unsur pembentuk garamdan memiliki elektron valensi 7, sehingga golongan unsurini lebih suka menerima elektron membentuk ion negatif.3. Sifat fisik golongan halogen antara lain dalam satugolongan dari atas ke bawah nomor atom, massa relatif,titik leleh, kerapatan, jari-jari atom, dan daya hantar naik,sedangkan afinitas elektron, keelektronegatifan, danpotensial reduksi menurun. Sedangkan sifat kimia dari ataske bawah kereaktifan, daya oksidasi bertambah sedangkankelarutannya dalam air berkurang.4. Logam alkali merupakan logam yang terletak padagolongan IA dalam tabel periodik. Gologan logam alkalimempunyai elektron valensi 1 sehingga lebih suka melepaselektron membentuk ion positif. Logam alkali dalam satugolongan dari atas ke bawah mempunyai sifat fisik sepertimassa atom, jari-jari atom, dan kerapatan, bertambah,sedangkan titik didih, titik leleh, energi ionisasi, dan dayahantar listriknya berkurang. Sifat kimia dari atas ke bawah
181BBa b 4 Kimia Unsursemakin reaktif. Semua logam alkali akan bereaksi denganair membentuk basa kuat. Demikian pula sifat dari logamalkali tanah.5. Unsur periode ketiga mengalami perubahan sifat, yaitu darikiri ke kanan dalam satu periode sifat logam semakinberkurang, demikian juga dengan titik leleh dan titik didih,sedangkan sifat keelektronegatifan dan energi ionisasisemakin besar.6. Air yang ada di alam tidak ada yang murni. Banyak mineralterlarut di dalam air. Air yang mengandung ion kalsium (Ca2+)dan ion magnesium (Mg2+) dalam jumlah yang berlebihdinamakan air sadah. Air sadah menyebabkan sabun sukarberbuih. Air sadah dapat dibedakan menjadi kesadahansementara dan kesadahan tetap. Kesadahan sementaramerupakan air yang mengandung garam-garam karbonat(Ca(HCO3)2 atau Mg(HCO3)2, yang dapat dihilangkandengan pemanasan. Kesadahan tetap disebabkan garamCaSO4, CaCl2, MgSO4, dan MgCl2. Kesadahan tetap tidakdapat dihilangkan dengan pemanasan melainkan harusdengan pengendapan atau distilasi atau resin penukar ion.7. Di antara sekian unsur-unsur di alam ada unsur yangbersifat radioaktif. Unsur radioaktif akan memancarkansinar radiasi. Sinar yang dipancarkan bervariasi sepertisinar alfa, beta, gamma, dan sebagainya.8. Kestabilan inti dipengaruhi oleh angka banding antaraneutron dan proton. Nuklida dengan angka bandingjumlah neutron dan proton sama dengan satu merupakannuklida yang stabil, sedangkan perbandingan yang lebihdari satu menyebabkan unsur menjadi tidak stabil. Nuklidapaling stabil adalah inti yang mempunyai nomor atom (Z)sampai 20, karena memiliki nilai np= 1.9. Unsur logam sebagian besar diperoleh dari senyawanyadengan cara elektrolisis leburannya . Misalnya golongan alkalidan alkali tanah. Aluminium diperoleh dengan carapengolahan bijih bauksit melalui dua tahap, yaitu pemurnianbauksit dan dilanjutkan dengan peleburan alumina diteruskanelektrolisis. Logam besi diperoleh dari oksidanya dengan caradireduksi dengan memakai kokas (karbon) sehingga diperolehlogam besi. Unsur nonlogam dapat diperoleh dari senyawanyadengan cara dioksidasi dan atau direduksi.
182MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 31. Unsur halogen yang tidak bereaksidengan emas adalah ....a. fluord. iodb.klore.astatinc.bromB. Pilih salah satu jawaban yang paling tepat pada buku latihan kalian.1 . Suatu larutan bening dialiri gas klor,ternyata larutan menjadi cokelat.Kemudian ditambahkan CCl4 dandikocok. Terbentuk dua lapisan dimana lapisan bawah berwarnaungu. Spesi halogen apa yangterdapat dalam larutan semula?Tuliskan reaksi yang terjadi.2. Afinitas elektron fluor lebih kecildari klor, tetapi mengapa fluorlebih reaktif dibandingkan denganklor?3. Apa yang dimaksud dengansenyawa hidrida? Bagaimanasenyawa ini terbentuk?4. Supaya tidak terjadi endapanMg(OH)2, berapa maksimal molMgCl2 yang dapat larut dalamlarutan yang mengandung cam-puran 0,1 M NH4Cl dan 0,1 MNH4OH? Ksp Mg(OH)2 = 4 × 10–10dan Kb = 10–5.5. Bandingkan kekuatan asam dariHClO4, H2SO4, H3PO4, dan H2SiO3.6. Bandingkan sifat NaH denganH2SO4 berdasarkan jenis ikatandan sifat asam-basanya.A. Jawab pertanyaan di bawah ini dengan benar pada buku latihan kalian.7. Molaritas ion Mg2+ dalam air lautsebesar 0,108 M. Hitung massamagnesium yang terdapat dalam10 liter air laut.(massa jenis air laut = 1,03 kg L–1).8. Seseorang yang menghirup karbonmonoksida dengan kemolaransedang selama waktu tertentu,misalkan dalam mobil yang tertutupdengan mesin yang tidak dimatikandan sistem pembuangan yang bocorakan menjadi letih, mengantukbahkan bisa meninggal. Mengapahal ini dapat terjadi?9. Waktu paruh suatu unsur radio-aktif adalah lima hari. Jika semuladisimpan sebanyak 16 gram unsuritu dan kemudian ternyata sisanyatinggal 0,5 gram; maka berapalama unsur tersebut disimpan.10. Diketahui reaksi peluruhansebagai berikut.2342024090822–1ThPbabDEoBerapa nilai a dan b?2. Senyawa antarhalogen yang tidakberbentuk gas adalah ....a. ClFd. BrFb. ClF3e.ICl3c.BrCl
183BBa b 4 Kimia UnsurUn sur HalogenEnergi Ionisasi(k J mol–1)K1686L1266M1146N10163. Unsur halogen yang merupakanreduktor terkuat adalah ....a. fluord. iodb.klore.astatinc.brom4. Unsur berikut yang diperoleh dariudara adalah ....a. fluord. natriumb.klore.magnesiumc.brom5. Tabel energi ionisasi unsur-unsurhalogen sebagai berikut.Berdasarkan data tersebut, urutanunsur halogen berdasarkan kenaikannomor atomnya adalah ....a. L, M, N, Kd. M, N, K, Lb.N, L, K, Me.K, L, M, Nc.K, N, M, L6. Unsur golongan alkali berikut yangmempunyai titik didih tertinggiadalah ....a. litiumd. rubidiumb.natriume.cesiumc.kalium7. Rumus struktur dolomit adalah ....a. SrSO4d.MgCa(CO3)2b.CaCO3e.Be3N2(SiO3)6c.CaSO4.2H2O8. Nama lain batu tahu adalah ....a. gipsd. pualamb.pitchblendee.kalsitc.batu kapur9. Unsur alkali tanah yang bersifatamfoter adalah ....a. beriliumd. bariumb.kalsiume.Stronsiumc.magnesium10. Jika logam magnesium dimasuk-kan ke dalam air, reaksi yangterjadi adalah ....a. 2Na(s)+2H2O(l) o Na2O2(s) +2H2(g) + energib.2Na(s) + H2O(l) o Na2O(s) +H2(g) + energic.2Na(s) + 3H2O(l)o Na2O(s) +3H2(g) + O2(g)s + energid. 4Na(s) + 2H2O(l) o 4NaH(s) +O2(g) + energie.2Na(s)+2H2O(l) o 2NaOH(aq) +H2(g) + energi11. Pasangan senyawa alkali tanahberikut yang keduanya sukar larutdalam air adalah ....a. MgCO3 dan BaSO4b.CaC2O4 dan MgCr4c.Mg(OH)2 dan Sr(OH)2d. MgSO4 dan Ba(OH)2e.Mg(OH)2 dan CaCrO412. Diantara garam-garam berikutyang bukan penyebab kesadahantetap adalah ....a. CaSO4d. MgSO4b.MgCl2e.CaCO3c.Ca(HCO3)213. Diantara reaksi-reaksi di bawahini, yang bukan reaksi pada tanurtiup adalah....a. CaO + SiO2o CaSiO3b.CaCO3o CaO + CO2c.3FeO o Fe + Fe2O3d. 3Fe2O3 + CO o 2Fe3O4 + CO2e.Fe3O4 + CO o Fe + CO2
184MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 314. Fungsi kalsium klorida dalamelektrolisis untuk memperolehnatrium adalah ....a. menurunkan titik lelehb.sebagai katalisatorc.menaikkan daya hantar listrikcampurand. memperbesar konsetrasi ionkloridae.mengikat air karena CaCl2bersifat higroskopis15. Unsur halogen yang terdapat padaTEL, yaitu suatu zat aditif padabensin adalah ....a. fluord. iodb.klore.astatinc.brom16. Urutan daya tembus sinarradioaktif dari terbesar ke terkeciladalah ....a.D, E, Jd.D, J, Eb.E, J, De.J, D, Ec.J, E, D17. Mula-mula disimpang radioisotopX yang mempunyai waktu paruh10 hari. Jika setelah disimpanselama 30 hari, maka masih tersisaradioisotop X itu sebanyak ....a.1X8d. 4Xb.1X16e.16Xc.1X418. Unsur yang mempunyai harganp =1 adalah ....a.11Hd.168Ob.73Lie.salah semuac.115B19. Waktu paruh 21084Po menjadi 20682Padalah 140 hari, setelah 560 hariunsur Po masih tersisa ... bagian.a.12d.116b.14e.13c.1920. Jika unsur radioaktif memancar-kan sinar alfa, maka terjadi unsurbaru dengan nomor massa....a. berkurang 4, nomor atombertambah 2b. berkurang 3, nomor atombertambah 2c.tetap, nomor atom bertambah 1d. tetap, nomor atom berkurang 1e.berkurang 4, nomor atom tetap
185UUji Kompetensi Se mester 11. Laboratorium SMA Sumber Mulyomembuat larutan NH3(aq) 14,8 Mdengan massa jenis 0,898 g mL–1.Berapa fraksi mol NH3 dalamlarutan tersebut?2. Dalam larutan asam, O2(g) meng-oksidasi Cr2+ menjadi Cr3+. O2direduksi dalam H2O. se lEqreaksiadalah 1,653 V. Berapa potensialelektrode standar untuk Cr2+/Cr3+?3. DiketahuiAl(s) Al3+(0,18 M) Fe2+(0,85 m) Fe(s)Hitung Esell dengan menggunakanpersamaan Nernst.4. Mengapa titik didih dan titik lelehunsur-unsur periode ketiga cende-rung tinggi dalam satu periode,seperti Na, Mg, dan Al? Jelaskan.5. Lengkapi persamaan reaksi intiberikut.a.2324111111NaNaH...o b.5915627025ConMn....o c.2240 01941HPu...Eo A. Jawab pertanyaan di bawah ini dengan benar pada buku latihan kalian.1. Larutan dalam air yang mempunyaititik beku terendah adalah ....a. larutan CO(NH2)2 0,005 Mb.larutan NaCl 0,005 Mc.larutan BaCl2 0,005 Md. larutan AlCl3 0,005 Me.larutan Fe2(SO4)3 0,005 M2. Laboratorium kimia di SMAWonoayu terdapat larutan kaliumsulfat 0,32 M; fruktosa 0,32 M,glukosa 0,32 M; dan bariumklorida 0,32 M. Larutan tersebutyang isotonik dengan larutan NaCl0,16 M adalah ....a. kalsium sulfat 0,32 Mb.fruktosa 0,32 Mc.barium klorida 0,32 Md. fruktosa dan glukosa 0,32 Me.semua jawaban salah3. Larutan mengandung 165 g zatterlarut non volatil, C6H12O6, danpelarut 685 g H2O. Tekanan uapair pada 25 °C adalah 23,8 mmHg.Tekanan uap jenuh larutan pada25 °C adalah ... mmHg.a. 23,1d. 23,4b.23,2e.23,5c.23,34. Logam X dapat mendesak logam Ydari larutannya. Logam Z dapatmendesak logam Y dari larutannya,logam Z tidak dapat mendesaklogam X dari larutannya. Urutanpotensial reduksi yang semakinpositif dari ketiga logam tersebutadalah ...a. X, Y, Zd. Z, X, Yb.Y, Z, Xe.Z, Y, Xc.X, Z, YB. Pilih salah satu jawaban yang paling tepat pada buku latihan kalian.UJI KOMPETENSI SEMESTER 1
186MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kela s XII IPA JILID 35. Bahan yang digunakan sebagaielektrode pada aki adalah ....a. Cu dan PbO2b.Zn dan Cuc.Pt dan Cd. Pb dan PbO2e.Zn dan PbO26. Pada sel aki, H2SO4 digunakansebagai elektrolit. Pada saatdigunakan menghasilkan listrikmaka kemolaran H2SO4 akan ....a. berkurangb.bertambahc.berkurang kemudianbertambahd. bertambah kemudianberkurange.tetap7. Proses perkaratan besi pada suhukamar ditentukan oleh adanya ....a. oksigen sajab.air dan nitrogenc.oksigen dan aird. air dan argone.air saja8. Proses kontak ialah suatu prosesuntuk membuat ....a. sodad. asam sulfatb.amoniake.asam nitratc.asam klorida9. Sifat berikut yang merupakan sifatdari unsur halogen adalah ....a. berupa logamb.bersifat oksidatorc.bersifat reduktord. titik didih tinggie.titik didih rendah10. Unsur yang uji nyalanya berwarnamerah tua adalah ....a. litiumd. natriumb.kaliume.rubidiumc.sesium11. Penemu zat radioaktif pertama kaliadalah ....a.Ernest Rutherfordb.Pierre dan Marie Curiec.J. Daltond.W.C. Rontegene.Henry Becquerel12. Urutan daya tembus sinarradioaktif dari yang paling besarke paling kecil adalah ....a.D, E, Jd.D, J, Eb.E, J, De.J, D, Ec.J, E, D13. Pada pembuatan sirop, kekentalandiukur dengan mengamati titikdidihnya. penelitian menun-jukkan bahwa sirop yang baikharus mendidih pada suhu 105 °C(Kb air = 0,5). Jika sirop itumemakai gula pentosa (Mr = 150),molaritas gula dalam sirop adalah....a. 30 %d. 60 %b.40 %e.75 %c.40 %14. Untuk mendapatkan unsur baruyang merupakan isobar dari suatuzat radioaktif diharapkanradioisotop tersebut memancarkanpartikel ....a. 2n, 2pd. sinar Eb.2p, 2ee.sinar Dc.p15. pembuatan natrium dapatdilakukan melalui proses ....a.Castnerd.Downb.Hall-Heroulte.distilasic.Castner dan Down