Halaman
49Anda tentu sering mendengar istilah unsur logam dan unsur nonlogam.Unsur-unsur tersebut memiliki beragam kegunaan sesuai dengan sifat-sifatnyayang khas. Contohnya, badan pesawat terbang harus memiliki berat yangcukup ringan dan tidak mudah terkorosi oleh udara lembap maka digunakanlogam aluminium yang memiliki massa jenis yang cukup ringan dan tidakmudah terkorosi. Contoh lainnya adalah pemanfaatan nitrogen sebagai bahanpembuatan pupuk. Masih banyak kegunaan dan sifat unsur-unsur kimia yangdapat Anda temukan di dalam bab ini.Bagaimanakah sifat, kelimpahan di alam, proses pembuatan, dan caramenentukan kadar unsur-unsur tersebut? Temukanlah jawabannya denganmenelusuri isi bab ini.Kimia UnsurPada bab ini, Anda akan diajak untuk dapat memahami karakteristik unsur-unsur penting,kegunaan dan bahayanya, serta terdapatnya di alam dengan cara mengidentifikasi kelimpahanunsur-unsur utama dan transisi di alam dan produk yang mengandung unsur tersebut,mendeskripsikan kecenderungan sifat fisik dan kimia unsur utama dan unsur transisi (titikdidih, titik leleh, kekerasan, warna, kelarutan, kereaktifan, dan sifat khusus lainnya), sertamenjelaskan manfaat, dampak, serta proses pembuatan unsur-unsur dan senyawanya dalamkehidupan sehari-hari.3B a b 3A.KelimpahanUnsur di AlamB.Sifat-Sifat UnsurC.Kegunaandan PembuatanUnsur-UnsurKimiadan SenyawanyaD.Penentuan KadarUnsur Kimiadalam SuatuProdukSumber:Science Discovery, 2000
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII50KupasTuntasTahukah Anda, apakah kesamaan antara velg ban kendaraan dan badanpesawat terbang? Kedua benda tersebut terbuat dari logam aluminium.Aluminium hanyalah salah satu contoh unsur kimia yang ditemukan dalamkehidupan sehari-hari. Selain aluminium, masih ada sekitar ratusan unsur.Unsur-unsur tersebut tersebar meruah di alam.Indonesia dikenal sebagai negara yang kaya dengan sumber daya alam,salah satunya logam-logam, seperti tembaga, nikel, dan emas. Daerah manasajakah yang merupakan daerah tambang logam? Mari, menyelidikinyadengan melakukan kegiatan berikut.A Kelimpahan Unsur di AlamDaerah Penghasil TambangTujuanMenyelidiki daerah penghasil tambang di IndonesiaAlat dan Bahan1. Media cetak2. InternetLangkah Kerja1. Carilah informasi mengenai daerah-daerah di Indonesia yang merupakandaerah tambang. Gunakan kata kunci yang berhubungan dengan logam,seperti logam, bijih logam, emas, baja, perak, aluminium, timah, besi, tembaga,nikel, hematit, magnetit, pirit, siderit, kriolit, bauksit, dan kasiterit.2. Lengkapi tabel berikut berdasarkan informasi yang Anda peroleh.Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.1 . Mineral apa saja yang mengandung logam besi?2 . Daerah mana saja yang merupakan tambang besi?3 . Mineral apa saja yang mengandung logam aluminium?4 . Daerah mana saja yang merupakan tambang aluminium?5 . Mineral apa saja yang mengandung logam timah?6 . Daerah mana saja yang merupakan tambang timah?7 . Mineral apa saja yang mengandung logam nikel?8 . Daerah mana saja yang merupakan tambang nikel?9 . Mineral apa saja yang mengandung logam tembaga?10. Daerah mana saja yang merupakan tambang tembaga?11. Mineral apa saja yang mengandung logam emas?12. Daerah mana saja yang merupakan tambang emas?13. Mineral apa saja yang mengandung logam perak?14. Daerah mana saja yang merupakan tambang perak?Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikan hasil yang diperoleh.Bandingkanlah hasil penyelidikan Anda dengan penjelasan berikut.Unsur-unsur kimia terdapat melimpah di kulit bumi dan lapisan atmosfer.Unsur-unsur tersebut dapat dikelompokkan menjadi unsur logam dannonlogam. Di kulit bumi, unsur-unsur kimia biasanya terdapat dalam bentuksenyawa yang terkandung dalam tanah dan batuan. Tabel berikutmenunjukkan komposisi unsur-unsur kimia di kulit bumi.Nama mineral yangmengandung unsur manganadalah ....A .bauksitB. kriolitC. piritD. pirolusitE.hematitPembahasanBauksit dan kriolit merupakanmineral aluminium. Pirit danhematit merupakan mineralbesi. Pirolusit (MnO2)merupakan mineral mangan.Jadi, mineral mangan adalah(D) pirolusit.UN 2003MineralUnsur UtamaDaerah PenghasilSelidikilah 3.1• Kelimpahan unsur• MineralKata Kunci1. Apakah perbedaan antaraunsur, senyawa, dancampuran?2. Tuliskan unsur-unsur darigolongan alkali, alkalitanah, halogen, dan gasmulia.3. Dalam tabel periodik,bagaimanakah sifatkeelektromagnetifan unsur-unsur?PramateriSoal
Kimia Unsur511. BesiBesi merupakan logam yang paling banyak digunakan. Di alam, besiterdapat dalam bentuk bijih besi, misalnya hematit (Fe2O3), magnetit (Fe3O4),siderit (FeCO3), dan pirit (FeS2). Daerah tambang bijih besi di Indonesiaterdapat di Cilacap, Jawa Tengah dan beberapa tempat di Jawa Timur. Adapundaerah pengolahan bijih besi dan industri baja terdapat di Cilegon, Banten.Logam besi bereaksi dengan asam klorida menghasilkan gas hidrogen.Fe(s) + 2 H+(aq) → Fe2+(aq) + H2(g)Asam sulfat pekat dapat mengoksidasi logam besi menjadi Fe2+. Besimemiliki bilangan oksidasi +2 dan +3. Contoh senyawa besi(II), seperti FeO(hitam), FeSO4.7 H2O (hijau), FeCl2 (kuning), dan FeS (hitam). Dengan adanyaoksigen, ion Fe2+ dalam larutan dapat teroksidasi menjadi ion Fe3+. Besi(III)oksida berwarna cokelat kemerahan dan besi(III) klorida berwarna hitamkecokelatan.2. AluminiumAluminium terdapat melimpah di dalam kulit bumi, jumlahnya sekitar8%. Dengan kelimpahan sebesar itu, aluminium merupakan unsur ketigaterbanyak setelah oksigen dan silikon serta merupakan unsur logam yangpaling melimpah. Namun, aluminium merupakan logam yang mahal karenapengolahannya yang sulit. Mineral aluminium yang bernilai ekonomis adalahbauksit (Al2O3.2 H2O). Mineral lainnya yang mengandung aluminium adalahortoklas (KAlSi3O8), beril (Be3Al2Si6O8), kriolit (Na3AlF6), dan korundum(Al2O3). Di Indonesia, bauksit banyak ditemukan di pulau Bintan dan Tayan(Kalimantan Barat).Aluminium memiliki massa jenis rendah (2,7 g/cm3), dapat diregangkan,mudah ditempa, dan merupakan konduktor listrik yang baik. Aluminiumtidak bereaksi dengan air. Aluminium bereaksi dengan asam klorida danbasa kuat, seperti persamaan reaksi berikut.2 Al(s) + 6 HCl(aq) → 2 AlCl3(aq) + 3 H2(g)2 Al(s) + 2 NaOH(aq) + 2 H2O(l) → 2 NaAlO2(aq) + 3 H2(g)3. TembagaTembaga merupakan logam yang kuat, dapat ditempa, tahan korosi,serta penghantar listrik dan panas yang baik. Bijih tembaga yang terpentingadalah berupa sulfida, seperti kalkosit (Cu2S) dan kalkopirit (CuFeS2).Penambangan tembaga di Indonesia terdapat di Papua, Sulawesi Utara, JawaBarat, dan beberapa daerah lain.Gambar 3.1Hematit merupakan mineralyang mengandung besi.Sumber:Chemistry for You, 2001Sumber:Science Encyclopedia, 2000;Chemistry (Chang), 2002abcGambar 3.2Mineral-mineral aluminium:(a) bauksit,(b) beril, dan(c) korundum.UnsurPersentase (%)OksigenSilikonAluminiumBesiKalsiumNatriumKaliumMagnesiumTitaniumHidrogenFosforManganUnsur-unsur lainnya46,6027,728,135,003,632,832,592,090,440,140,120,100,61Tabel 3.1Komposisi Unsur-Unsur Kimia di Kulit BumiSumber:Basic Concept of Chemistry, 1996
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII52Tembaga bereaksi dengan asam sulfat panas membentuk senyawatembaga(II) sulfat yang berwarna biru.Cu(s) + 2 H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + SO2(g) + 2 H2O(l)Tembaga memiliki bilangan oksidasi +1 dan +2. Tembaga denganbilangan oksidasi +1 kurang stabil dan mengalami reaksi disproporsionasidalam larutannya.2 Cu+(aq) → Cu(s) + Cu2+(aq)Semua senyawa tembaga(I) bersifat diamagnetik dan tidak berwarna,kecuali Cu2O (merah). Senyawa tembaga(II) bersifat paramagnetik danberwarna, contohnya CuO (hitam), CuSO4.5 H2O (biru), dan CuS (hitam).4. EmasLogam emas berwarna kuning dan relatif lunak. Emas merupakan logamyang paling mudah ditempa dan paling mudah memuai. Emas dapat ditempasedemikian tipisnya. Sebagai ilustrasi, 120.000 lembar yang ditumpukmemiliki tebal tidak lebih dari 1 cm. Dari 1 g emas dapat dibuat kawatsepanjang 2,5 km. Logam emas disebut juga logam mulia karena emas tidakbereaksi dengan oksigen dan tidak terkorosi di udara. Emas juga tidakbereaksi dengan asam atau basa. Daerah pertambangan emas di Indonesiaada di Aceh Barat, Lampung Selatan, Lebak (Jawa Barat), Kalimantan Tengah,dan Bengkulu. Selain dari hasil pertambangan, emas juga diperoleh darihasil samping pemurnian tembaga dan nikel.5. PerakPerak adalah logam yang berwarna putih dan sangat mengilap terutamasetelah digosok. Perak ditemukan dalam bentuk senyawa yang berupaklorida dan sulfida. Bijih perak yang berupa sulfida sering bercampur dengansulfida dari tembaga, nikel, arsen, dan antimon. Daerah pertambangan perakdi Indonesia terdapat di Cikotok (Banten), Gunung Bijih (Papua), danKalimantan Tengah. Cara penambangan yang digunakan adalah denganpertambangan terbuka dan tertutup. Produksi perak umumnya diperolehsebagai hasil sampingan pada pengolahan logam lain, seperti tembaga dantimbal.6. TimahTimah adalah logam yang berwarna putih perak, relatif lunak, tahankarat, dan memiliki titik leleh yang rendah. Ada dua jenis timah, yaitu timahputih dan timah abu-abu. Bijih timah yang terpenting adalah kasiterit (SnO2).Tempat penambangan bijih timah di Indonesia berada di Bangka, Belitung,dan pulau Kampar (Riau).7. NikelNikel adalah logam yang berwarna putih mengilap, sangat keras, dantidak mudah berkarat. Bijih nikel yang utama adalah nikel sulfida. Daerahpenambangan nikel ada di Koala (Maluku Utara), Soroako (Sulawesi Selatan),dan Maluku Utara.Anda mungkin telah mengetahui beberapa jenis logam dan mineral yangmengandungnya. Dalam kehidupan sehari-hari, beberapa unsur logammudah ditemui dalam bentuk produk-produk rumah tangga, bahan industri,dan perhiasan. Perhatikanlah gambar berikut.Sumber:Chemisry for You, 2001Gambar 3.3Bijih tembagaSumber:Chemisry, Matter and ItsChanges,2004Gambar 3.4Emas ditemukan di alamdalam bentuk logamnya.Sumber:Science Encyclopedia,2000Gambar 3.5Mineral kasiterit yangmengandung perak.
Kimia Unsur53Emas, perak, nikel, dan besi merupakan unsur logam. Selain unsur logam,terdapat juga unsur nonlogam. Contoh unsur nonlogam, di antaranyanitrogen, oksigen, karbon, dan sulfur. Tahukah Anda, dalam bentuk apakahunsur-unsur nonlogam terdapat di alam? Unsur-unsur nonlogam, sepertioksigen dan nitrogen kebanyakan terdapat di alam dalam bentuk gas,sebagian lagi dalam bentuk senyawa. Udara mengandung 78% gas nitrogen,21% gas oksigen, dan sisanya adalah gas-gas lain, seperti gas hidrogen,karbon dioksida, gas argon, gas helium, dan gas nitrogen dioksida.abcSumber:Science Discovery, 2000; Chemistry for You, 2001Gambar 3.6Contoh pemanfaatan logamdalam kehidupan sehari-hari:(a) peralatan rumahtangga,(b) bahan baku industri,(c) perhiasan.1.Tuliskanlah contoh unsur logam dan nonlogam,masing-masing tiga unsur.2.Apakah nama mineral yang mengandung unsurbesi?3.Apakah nama mineral yang mengandung unsuraluminium?4.Di manakah Anda dapat menemukan gas nitrogen?Soal PenguasaanMateri 3.1Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.B Sifat-Sifat Unsur1. Perbedaan Sifat Kimia dan Sifat FisisSetiap unsur kimia memiliki berbagai sifat yang membedakannya denganunsur yang lain. Di Kelas X, Anda telah mempelajari sifat fisis dan sifatkimia unsur. Untuk menyegarkan ingatan Anda tentang sifat-sifat unsur,mari lakukan kegiatan berikut.Sifat Kimia dan Sifat Fisis Unsur KimiaTujuanMenyelidiki perbedaaan sifat kimia dan sifat fisis unsur kimiaAlat dan BahanTabel periodikLangkah Kerja1. Amati tabel periodik unsur, lalu identifikasi informasi yang terdapat dalamtabel periodik.2. Tuliskan sifat-sifat yang dimiliki unsur.3. Kelompokkan sifat-sifat unsur berdasarkan sifat fisis dan kimianya.Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.1. Sifat-sifat apa saja yang merupakan sifat fisis?2. Sifat-sifat apa saja yang merupakan sifat kimia?Diskusikan hasil yang Anda peroleh dengan teman Anda.Selidikilah 3.2
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII54Sifat Fisis Unsur-Unsur KimiaTujuanMenyelidiki pengaruh sifat fisis unsur-unsur kimiaAlat dan BahanTabel periodikLangkah KerjaGunakanlah informasi dalam Tabel Periodik untuk melengkapi tabel berikut.IIAVIIABeMgCaSrBaRaFClBrIAtGolonganTitik Didih (°C) Titik Leleh (°C)WujudUnsur• Sifat fisis• Sifat kimiaKata KunciSelidikilah 3.3Bandingkanlah hasil penyelidikan Anda dengan penjelasan berikut.Sifat suatu unsur bermanfaat untuk menjelaskan, mengidentifikasi,memisahkan, dan mengelompokkan. Menjelaskan suatu unsur berdasarkansifatnya mirip dengan cara Anda ketika menjelaskan seseorang. Ada duajenis sifat unsur, yaitu sifat fisis dan sifat kimia. Sifat fisis menjelaskan bentukfisik unsur tersebut, misalnya warna, kerapuhan, kelenturan, konduktivitaslistrik, massa jenis, sifat magnet, kekerasan, nomor atom, kalor penguapan,titik leleh, dan titik didih. Adapun sifat kimia suatu zat meliputi bagaimanasuatu unsur dapat bereaksi dengan unsur lainnya, kecepatan reaksi jikabereaksi dengan unsur lain, jumlah panas yang dihasilkan dari suatu reaksidengan unsur lain, dan suhu ketika terjadi reaksi.Beberapa sifat unsur, baik fisis maupun kimia, dimuat dalam tabelperiodik unsur. Sifat-sifat fisis unsur yang diinformasikan dalam tabelperiodik adalah wujud pada suhu kamar, titik didih, titik leleh, dan massajenis. Sifat kimia unsur dapat diprediksi dari data pada tabel periodik, antaralain nomor atom, massa atom, struktur elektron, dan tingkat oksidasi. Daridata nomor atom, massa atom, struktur elektron, dan tingkat oksidasi suatuunsur dapat diketahui bagaimana suatu unsur bereaksi, dengan unsur apadapat bereaksi, dan senyawa yang dihasilkan dari reaksi tersebut.2. Sifat Fisis Beberapa UnsurDengan melihat tabel periodik, Anda dapat mengetahui wujud suatuunsur pada suhu kamar. Unsur-unsur kimia pada suhu kamar dapat berwujudpadat, cair, dan gas. Anda juga dapat mengetahui sifat fisis lainnya, sepertititik didih dan titik leleh. Menurut Anda, adakah hubungan antara wujudsuatu unsur dengan titik didih dan titik leleh yang dimiliki unsur tersebut?Mari, menyelidiki hal tersebut dengan melakukan kegiatan berikut.
Kimia Unsur55Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.1. Unsur-unsur apa saja yang berwujud padat?2. Bagaimana titik didih dan titik leleh unsur-unsur yang berwujud padatdibandingkan dengan suhu kamar?3. Unsur-unsur apa sajakah yang berwujud cair?4. Bagaimana titik didih dan titik leleh unsur-unsur yang berwujud cairdibandingkan dengan suhu kamar?5. Unsur-unsur apa sajakah yang berwujud gas?6. Bagaimana titik didih dan titik leleh unsur-unsur yang berwujud gasdibandingkan dengan suhu kamar?Diskusikan hasil yang Anda peroleh dengan teman Anda.Gambar 3.7Unsur-unsur golongan IIABandingkanlah hasil penyelidikan Anda dengan penjelasan berikut.Wujud suatu unsur berkaitan dengan titik didih dan titik leleh yangdimiliki unsur tersebut. Jika titik didih dan titik leleh suatu unsur lebih tinggidaripada suhu kamar (25 °C) maka unsur tersebut berwujud padat. Itulahsebabnya semua unsur golongan IIA berwujud padat karena titik didih dantitik leleh unsur-unsur golongan IIA di atas 25 °C.Jika titik didih dan titik leleh suatu unsur lebih rendah daripada suhukamar (25 °C) maka unsur tersebut berwujud gas. Itulah sebabnya, semuaunsur golongan VIIIA berwujud gas karena titik didih dan titik leleh unsur-unsur golongan VIIIA di bawah 25 °C.HeNeArKrXeRnVIIIAabGambar 3.8(a) Gas argon digunakansebagai pengisi lampubohlam.(b) Gas kripton digunakandalam laser untuk operasiretina mata.Dapatkah Anda sebutkankegunaan unsur gas muliayang lainnya?Unsur-unsur golongan VIIA ada yang berwujud padat, cair, dan gas.Unsur-unsur golongan VIIA yang berwujud padat memiliki titik didih dantitik leleh di atas 25 °C, sedangkan unsur berwujud gas memiliki titik didihdan titik leleh di bawah 25 °C. Bagaimana dengan bromin? Unsur ini memilikititik didih di atas 25 °C, tetapi titik lelehnya di bawah 25 °C. Hal inilah yangmenyebabkan unsur bromin berwujud cair.Sumber:Chemistry for You, 2001Berilum (Be)Magnesium(Mg)Kalsium (Ca)Stronsium (Sr)Barium (Ba)Radium (Ra)
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII56Daya pengoksidasihalogen:F2 > Cl2 > Br2 > I2Daya pereduksi halogen:I2 > Br2 > Cl2 > F2Oxidizing agent ofhalogen:F2 > Cl2 > Br2 > I2Reducting agent ofhalogen:I2 > Br2 > Cl2 > F2Anda HarusIngat3. Sifat Kimia Beberapa UnsurSelain memiliki sifat fisis, unsur-unsur juga memiliki sifat kimia. Sifat-sifat kimia tersebut, di antaranya daya pengoksidasi, daya pereduksi, danwarna nyala. Bagaimanakah daya pengoksidasi dan daya pereduksi unsur-unsur golongan halogen? Bagaimanakah warna nyala unsur-unsur golonganalkali dan alkali tanah? Ingin mengetahui jawabannya? Temukanlahjawabannya dengan melakukan kegiatan berikut.Bandingkanlah hasil penyelidikan Anda dengan penjelasan berikut.Larutan KI yang berwarna bening mengandung ion I–. Penambahanlarutan Cl2 menyebabkan warna larutan berubah menjadi cokelat. Warnacokelat ini merupakan warna larutan KI3. Setelah ditambahkan CCl4 dandikocok, akan dihasilkan dua lapisan, yaitu lapisan atas (I2 dalam KI3) danlapisan bawah (I2 dalam CCl4). Lapisan terbagi dua dan tidak bercampurkarena larutan KI3 dan CCl4 memiliki kepolaran dan massa jenis yang berbeda.Larutan yang kepolarannya berbeda tidak akan bercampur. Massa jenis CCl4lebih besar sehingga berada di lapisan bawah. Lapisan bawah memiliki warnaungu. Mengapa? Hal ini dapat dijelaskan oleh persamaan reaksi berikut.Cl2(g) + 2 I–(aq) → Cl–(aq) + I2(s)Dari persamaan reaksi tersebut dapat diketahui bahwa Cl2 mengoksidasiI– menjadi I2 yang ditandai dengan perubahan warna dari bening ke ungu.Mengapa Cl2 dapat mengoksidasi I–? Hal ini berkaitan dengan harga potensialreduksi unsur-unsur golongan halogen. Perhatikanlah tabel berikut.Daya Pengoksidasi dan Daya PereduksiUnsur-Unsur Golongan HalogenTujuanMenyelidiki daya pengoksidasi dan daya pereduksi unsur-unsur golonganhalogenAlat dan Bahan1.5 mL larutan KI3.Larutan CCl42.Cl24.Tabung reaksiLangkah Kerja1. Tuangkan 5 mL larutan KI ke dalam tabung reaksi. Amati warna larutan KI.2. Tambahkan Cl2 ke dalam tabung reaksi. Amati warna larutan setelahpenambahan Cl2.3. Tambahkan CCl4 ke dalam tabung reaksi, lalu kocok. Amati warna larutanpada lapisan bawah.Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.1. Bagaimana warna larutan setelah penambahan Cl2?2. Mengapa warna larutan setelah penambahan Cl2 berubah?3. Bagaimana warna larutan setelah penambahan CCl4 dan pengocokan?4. Mengapa warna larutan setelah penambahan CCl4 dan pengocokan berubah?5. Manakah potensial reduksi yang paling besar antara Cl2 dan I2?6. Apakah hubungan antara potensial reduksi dengan daya pengoksidasi dandaya pereduksi?Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikanlah hasil yang Anda peroleh.Gambar 3.9Fluorin berwujud gas,bromin berwujud cair,sedangkan iodin berwujudpadat.Sumber:Chemistry (Ann and PatrickFullick),2000You Must RememberSelidikilah 3.4
Kimia Unsur57KupasTuntasKupasTuntasReaksiPotensial Reduksi (E°)Nomor AtomF2(g) + 2 e–→ 2 F–(aq)Cl2(g) + 2 e–→ 2 Cl–(aq)Br2(g) + 2 e–→ 2 Br–(aq)I2(g) + 2 e–→ 2 I–(aq)+2,87+1,36+1,06+0,549173553Tabel 3.2Harga Potensial Reduksi Unsur-Unsur Golongan HalogenBerdasarkan data pada tabel, dapat disimpulkan bahwa dalam satu golongan,semakin besar nomor atom (dari atas ke bawah), harga potensial reduksi semakinkecil. Berarti, semakin ke bawah, sifat pengoksidasi semakin berkurang. Unsuryang potensial reduksinya lebih besar dapat mengoksidasi unsur yang potensialreduksinya lebih kecil. Cl2 dapat mengoksidasi I– karena potensial reduksi Cllebih besar daripada I. Dari penjelasan ini, Anda dapat meramalkan unsur-unsurmana saja dalam golongan halogen yang dapat mengoksidasi unsur lainnya. UnsurF dapat mengoksidasi unsur-unsur halogen lainnya, sedangkan unsur Cl dapatmengoksidasi unsur-unsur halogen lainnya, kecuali F. Kemudian, unsur Br hanyadapat mengoksidasi I, sedangkan unsur I tidak dapat mengoksidasi unsur lainnya.Lawan dari pengoksidasi adalah pereduksi. Semakin kecil nilai potensialreduksinya, sifat daya pereduksinya semakin besar. Jadi, unsur I memilikidaya pereduksi yang paling besar diikuti Br, Cl, dan F.Sifat kimia unsur yang lainnya adalah warna nyala. Lakukanlah kegiatanberikut untuk mengetahui warna nyala beberapa unsur golongan alkali danalkali tanah.Reaksi berikut dapatberlangsungkecualireaksiantara ....A . larutan KI dan gas Br2B. larutan KI dan gas Cl2C . larutan KCl dan gas Br2D. larutan KBr dan gas Cl2E. larutan KCl dan gas F2PembahasanGas Br2tidak mampumengoksidasi larutan KCl.Jadi, reaksi yang tidak dapatberlangsung adalah (C) larutanKCl dengan gas Br2.UMPTN 2000Sumber:Chemistry (McMurry), 2001Di antara unsur-unsur alkalitanah yang sifatnya miripdengan aluminium adalah ....A. MgB. BeC. RaD. CaE.SrPembahasanAluminium adalah logam yangbersifat amfoter, yaitu dapatmembentuk asam (HAIO2) danmembentuk basa Al(OH)3. Samaseperti logam Be dapatmembentuk asam H2BeO2 danmembentuk basa Be(OH)2.Jadi, unsur alkali tanah yangsifatnya mirip dengan aluminiumadalah (B) Be.UMPTN 1992Warna Nyala Unsur-Unsur Golongan Alkali dan Alkali TanahTujuanMenyelidiki warna nyala unsur-unsur golongan alkali dan alkali tanahAlat dan Bahan1. Kawat nikrom4. Kaca kobalt7. KCl9 . SrCl22. Spatula5. HCl pekat8.CaCl210. BaCl23. Pembakar bunsen6. NaClSebelum memulai percobaan carilah informasi mengenai senyawa yang akandigunakan, meliputi sifat kimia senyawa, cara penggunaan, dan penanganannya.Langkah Kerja1. Siapkan kawat nikrom yang bersih. Untuk memastikan bahwa kawat nikromtelah bersih, celupkan ujung kawat nikrom ke dalam larutan HCl pekat. Setelahitu, bakar menggunakan pembakar bunsen berkali-kali hingga bersih.2. Warna nyala setiap unsur dapat diuji dengan cara mencelupkan ujung kawatnikrom ke dalam larutan HCl pekat, lalu celupkan ke dalam setiap garamklorida dan bakar menggunakan pembakar bunsen. Gunakan kaca kobaltuntuk mengamati warna nyala kalium.3. Tuliskan hasil pengamatan Anda pada tabel berikut.Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.1. Bagaimana warna nyala setiap unsur?2. Mengapa nyala setiap unsur berbeda-beda?Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikanlah hasil yang Anda peroleh.Selidikilah 3.5NaClKClCaCl2SrCl2BaCl2NaKCaSrBaGaramUnsur yang Diamati Warna Nyala
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII58Bandingkanlah kesimpulan yang Anda peroleh dengan penjelasanberikut.Unsur-unsur golongan alkali dan alkali tanah dapat dibedakan dariwarna nyala yang dihasilkannya. Bagaimanakah warna nyala unsur-unsurtersebut? Perhatikanlah gambar berikut.Unsur-unsur tersebut memiliki warna nyala yang berbeda-beda karenasifat dari atomnya. Jika diberikan energi, kedudukan elektron dalam atomakan mengalami perubahan, yaitu berpindah ke kulit yang lebih tinggi(eksitasi). Setelah itu, elektron akan kembali ke keadaan dasar (stabil) sambilmelepaskan energi radiasi elektromagnetik. Pada saat unsur-unsur alkali danalkali tanah dipanaskan (diberi energi), elektron dalam atom alkali dan alkalitanah akan mengalami eksitasi, dan pada saat kembali ke keadaan stabil, setiapelektron akan melepaskan energi radiasi elektromagnetik berupa pancarannyala cahaya. Nyala setiap atom berbeda-beda dan sangat khas.Sumber:Jendela IPTEK: Kimia, 1993Gambar 3.10Warna nyala unsur-unsurgolongan alkali dan alkalitanahEnergiKeadaantereksitasiKeadaandasar (stabil)AbsorpsienergiKehilangan energiEmisi berupa pancarannyala cahayaEmisi berupa pancarannyala cahaya4. Keperiodikan Sifat Unsur SeperiodeUnsur-unsur kimia dalam tabel dapat juga dikelompokkan berdasarkanperiode. Bagaimanakah sifat unsur-unsur yang terletak dalam satu periode?Lakukanlah kegiatan berikut untuk mengetahui keteraturan sifat-sifat unsurperiode ketiga.Selidikilah 3.6Unsur Namemiliki warnanyala kuningUnsur K memilikiwarna nyalaunguUnsur Camemilikiwarna nyalamerah jinggaUnsur Srmemilikiwarna nyalamerah bataUnsur Bamemilikiwarna nyalahijauSifat Asam dan Basa Larutan Senyawa Unsur-Unsur Periode KetigaTujuanMenyelidiki sifat asam dan basa larutan senyawa unsur-unsur periode ketigaAlat dan Bahan1.Penjepit logam3. Pembakar bunsen2.Cawan porselen4. Pipet tetesGambar 3.11Diagram tingkat energi padaatom yang mengalamieksitasiLogam alkali dan alkali tanahdapat dibedakan dari warnanyala yang dihasilkannyaketika dibakar. Natriumberwarna kuning, kaliumberwarna ungu, kalsiumberwarna merah jingga,stronsium berwarna merahbata, dan barium berwarnahijau.Alkali metal and earth alkalimetal can be distinguishedby its colour when it isburned. Sodium is yellow,potassium is purple,calcium is red-orange,stroncium is red-brown, andbarium is green.Anda HarusIngatYou Must Remember
Kimia Unsur59KupasTuntas5 . Labu erlenmeyer11. Lakmus merah6 . Gabus labu berlubang12. Lakmus biru7 . Sendok bakar13. Larutan Al2(SO4)3 0,1 M8 . Rak dan tabung reaksi14. Larutan amoniak 1 M9 . Logam magnesium15. Larutan H2SO4 1 M10. Serbuk belerang16. Larutan NaOH 1 MSebelum memulai percobaan carilah informasi mengenai senyawa yang akandigunakan, meliputi sifat kimia senyawa, cara penggunaan, dan penanganannya.Langkah Kerja1. Ampelas sekitar 4 cm logam magnesium. Jepit salah satu ujungnya denganpenjepit logam. Bakar ujung lainnya dengan pembakar bunsen. Amati warnaabu hasil pembakaran.2. Kumpulkan abu hasil pembakaran ke dalam cawan porselen, lalu teteskan 5tetes air ke dalam cawan.3. Celupkan lakmus merah dan lakmus biru ke dalam larutan. Amati perubahanwarna lakmus.4. Masukkan sedikit belerang ke dalam sendok bakar yang telah dipasang gabuspenyumbat tabung. Bakarlah dengan menggunakan pembakar bunsen dilemari asam.5. Celupkan sendok bakar ke dalam labu erlenmeyer yang berisi air dan kertaslakmus merah dan biru. Amati perubahan warna lakmus.6. Tuangkan 2 mL larutan Al2(SO4)3 0,1 M ke dalam tabung reaksi. Teteskanlarutan amoniak hingga terbentuk endapan.7. Bagi endapan menjadi dua bagian. Masukkan setiap bagian ke dalam tabungreaksi. Teteskan larutan NaOH ke dalam tabung reaksi 1 dan larutan H2SO4ke dalam tabung reaksi 2. Amati reaksi yang terjadi.8. Tuliskan hasil pengamatan Anda pada tabel berikut.Unsur periode ketiga yangterdapat bebas di alam ....A . Si dan ClB. Cl dan ArC . P dan SD. S dan ClE.Ar dan SPembahasanArgon terdapat di udarasebagai gas mulia (bebas) dansulfur dijumpai di kawahgunung sebagai unsur bebas.Jadi, unsur periode ketiga yangterdapat bebas di alam adalah(E) Ar dan S.UMPTN 1999ZatPerubahan warnaSifatLakmus merahLakmus biruJawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.1. Senyawa apakah yang terbentuk dari hasil reaksi belerang dan air?2. Senyawa apakah yang terbentuk dari hasil reaksi magnesium dan air?3. Senyawa apakah yang terbentuk dari hasil reaksi Al2(SO4)3 dan amoniak?4. Bagaimanakah sifat senyawa yang terbentuk dari hasil reaksi Al2(SO4)3 danamoniak?Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikanlah hasil yang Anda peroleh.Bandingkanlah hasil penyelidikan Anda dengan penjelasan berikut.Unsur-unsur dalam periode ketiga terdiri atas unsur logam dannonlogam. Jika direaksikan dengan air, unsur-unsur tersebut dapatmembentuk senyawa asam atau basa. Unsur-unsur logam cenderungmembentuk senyawa basa, sedangkan senyawa nonlogam cenderungmembentuk senyawa asam. Sifat asam atau basa senyawa-senyawa tersebutdapat diamati dengan menggunakan kertas lakmus.Pembakaran logam Mg akan menghasilkan senyawa oksida MgO. Jikadireaksikan dengan air, MgO ini dapat membentuk senyawa basa Mg(OH)2.Mg(s) + O2(g) → MgO(s)MgO(s) + H2O(l) → Mg(OH)2(aq)Hasil pengujian dengan kertas lakmus menunjukkan bahwa Mg(OH)2bersifat basa karena kertas lakmus merah berubah menjadi biru, sedangkankertas lakmus biru tidak berubah warna.Sumber:Chemistry (Chang), 2002Gambar 3.12Magnesium terbakar di udaramembentuk magnesium oksidadan magnesium nitridamemancarkan warna nyala yangterang.
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII60Pembakaran unsur belerang akan menghasilkan senyawa oksida gas SO2.Jika direaksikan dengan air, SO2 ini dapat membentuk senyawa asam H2SO3.Bagaimanakah sifat senyawa ini? Kertas lakmus merah yang berada dalamlabu erlenmeyer tidak berubah, sedangkan kertas lakmus biru justru berubahmenjadi merah. Hal ini menunjukkan bahwa H2SO3 bersifat asam.S(s) + O2(g) → SO2(g)SO2(g)+ H2O(l) → H2SO3(aq)Reaksi antara Al2(SO4)3 dan amoniak (NH4OH) akan menghasilkanendapan Al(OH)3 dan larutan (NH4)2SO4 dengan reaksi sebagai berikut.Al2(SO4)3(s) + NH4OH(aq) → Al(OH)3(s) + (NH4)2SO4(l)Tahukah Anda, bagaimana sifat dari endapan Al(OH)3? Sifat ini dapat di-amati dengan mereaksikan endapan Al(OH)3 dengan senyawa asam atau basa.Al(OH)3(aq) + H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(aq) + H2O(l)Al(OH)3(aq) + NH4OH(aq) → Al(OH)4–(aq) + NH4+(aq)Al(OH)4–(aq) → AlO2–(aq) + 2 H2O(l)Al(OH)3 dapat bereaksi dengan asam dan basa sehingga Al(OH)3 disebutsenyawa amfoter.Berdasarkan penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa:Dari kiri ke kanan dalam sistem periodik unsur (semakin besar nomoratom), sifat logam semakin lemah, sifat nonlogam semakin kuat, sifatasam semakin kuat, dan sifat basa semakin lemah.5. KesadahanAir sadah (hard water) adalah air yang mengandung ion kalsium dan ionmagnesium. Ada dua jenis kesadahan, yaitu kesadahan sementara dankesadahan tetap. Kesadahan sementara adalah kesadahan yang disebabkanadanya garam bikarbonat dari magnesium dan kalsium, sedangkankesadahan tetap adalah kesadahan yang disebabkan adanya garam sulfat,klorida, dan nitrat dari magnesium dan kalsium. Air sadah merugikan karenamenyebabkan sabun tidak berbusa, bersifat mempercepat korosi, danmembentuk kerak pada peralatan logam. Bagaimanakah cara menghilangkankesadahan? Untuk mengetahuinya, lakukanlah kegiatan berikut.Sumber:Chemistry (Chang), 2002Gambar 3.13Sulfur terbakar di udaramembentuk sulfur dioksidamenghasilkan warna biru.Menghilangkan KesadahanTujuanMenyelidiki kesadahan air dan proses penghilangannyaAlat dan Bahan1. Gelas kimia 1 L4. Gelas ukur7. Kalsium bikarbonat2. Pembakar spiritus 5. Neraca8. Kalsium klorida3. Batang pengaduk6. Air bebas mineral9. Larutan natrium karbonat 1 MSebelum memulai percobaan carilah informasi mengenai senyawa yang akandigunakan, meliputi sifat kimia senyawa, cara penggunaan, dan penanganannya.Langkah Kerja1. Masukkan 5 gram serbuk kalsium bikarbonat ke dalam gelas kimia berisi 1 Lair bebas mineral. Kemudian, aduk hingga semua larut.2. Cuci tangan Anda menggunakan sabun dan air yang diperoleh padalangkah 1. Amati busa yang dihasilkan.3. Panaskan air tersebut sebanyak 500 mL hingga mendidih selama 1 jam.Air sadahKata KunciSelidikilah 3.7
Kimia Unsur61Bandingkanlah kesimpulan yang Anda peroleh dengan penjelasan berikut.Anda pasti telah mengetahui perbedaan antara kesadahan sementara dankesadahan tetap. Perbedaannya terletak pada kandungan anionnya. Kesadahansementara mengandung ion bikarbonat, sedangkan kesadahan tetapmengandung ion sulfat, klorida, dan nitrat. Kesadahan air dapat diamati daribusa sabun yang dihasilkan. Air yang bersadah busanya sedikit atau bahkantidak menghasilkan busa. Kesadahan sementara dapat dihilangkan dengan carapemanasan. Pemanasan air sadah sementara mengakibatkan garam bikarbonatakan terdekomposisi menjadi garam karbonat, gas karbon dioksida, dan air.Ca(HCO3)2(aq) → CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)Mg(HCO3)2(aq) → MgCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)Bagaimana dengan kesadahan tetap? Air yang mengandung kesadahantetap dapat dihilangkan dengan beberapa cara, di antaranya pengendapan,kondensasi, dan penukar ion. Penghilangan kesadahan tetap dengan carapengendapan merupakan cara yang banyak digunakan karena murah, mudah,dan praktis. Cara ini menghilangkan garam kalsium klorida atau magnesiumklorida dengan cara membentuk endapan garam karbonat.CaCl2(aq) + Na2CO3(aq) → CaCO3(s) + 2 NaCl(aq)MgCl2(aq) + Na2CO3(aq) → MgCO3(s) + 2 NaCl(aq)Cara lain menghilangkan kesadahan tetap adalah cara kondensasi danresin penukar ion. Pada cara kondensasi, air sadah dididihkan, lalu uapnyadiembunkan. Uap yang dihasilkan telah bebas air sadah. Adapun dengancara resin penukar ion, ion-ion yang terkandung dalam air sadah dihilangkandengan cara pengikatan ion-ion penyebab kesadahan oleh resin penukarion. Ada dua jenis resin penukar ion, yaitu resin penukar ion positif (kation)dan resin penukar ion negatif (anion).Pada bidang industri, air sadah sangat merugikan. Ketika air yangmengandung ion Ca2+ dan HCO3– dipanaskan akan terbentuk endapan CaCO3.Ca2+(aq) + 2 HCO3–(aq) → CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)Pembentukan CaCO3 akan menyebabkan terbentuknya lapisan padadinding bagian dalam pipa boiler yang dikenal dengan nama boiler scale.Lapisan yang terbentuk pada dinding bagian dalam pipa boiler tersebutmenyebabkan transfer panas terhambat sehingga dapat mengurangi efisiensidan daya tahan boiler. Menurut Anda, adakah keuntungan dari air sadahini? Bagaimana sikap Anda jika air di rumah Anda merupakan air sadah?4. Dinginkan, kemudian pisahkan endapannya.5. Selanjutnya, cuci tangan Anda menggunakan sabun dan larutan yang telahdipisahkan dari endapannya. Amati busa yang dihasilkan.6. Masukkan 5 gram serbuk kalsium klorida ke dalam gelas kimia berisi airbebas mineral 1 L. Kemudian, aduk hingga semua larut. Cuci tangan Andamenggunakan sabun dan air yang diperoleh. Amati busa yang dihasilkan.7. Tuangkan 50 mL natrium karbonat 1 M ke dalam 500 mL air sadah tetap.Aduk, lalu biarkan hingga endapan terpisah. Pisahkan endapan dan larutan.Cuci tangan Anda menggunakan sabun dan larutan yang telah dipisahkandari endapannya. Amati busa yang dihasilkan.Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.1. Apakah perbedaan antara kesadahan sementara dan kesadahan tetap?2. Apakah tanda bahwa air mengandung air sadah?3. Bagaimanakah cara menghilangkan kesadahan sementara?4. Bagaimanakah cara menghilangkan kesadahan tetap?Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikan hasil yang diperoleh.Sumber:Chemistry: Matter and ItsChanges,2004Gambar 3.14Pembentukan lapisan CaCO3pada dinding bagian dalampipaboiler.Kesadahan sementaraadalah kesadahan yangdisebabkan adanya garambikarbonat dari magnesiumdan kalsium, sedangkankesadahan tetap adalahkesadahan yang disebabkanadanya garam sulfat,klorida, dan nitrat darimagnesium dan kalsium.Temporary hardness iscaused by bicarbonate saltfrom magnesium andpottasium, while permanenthardness is caused bysulfate salt, cloride salt, andnitrate salt frommagnesium and potassium.Anda HarusIngatYou Must Remember
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII621. NonlogamUnsur-unsur yang termasuk nonlogam, di antaranya oksigen, nitrogen,karbon, dan fosfor. Tahukah Anda kegunaan dari unsur-unsur tersebut?Bagaimanakah cara mendapatkannya?a. OksigenDi alam, unsur oksigen terdapat dalam bentuk gas oksigen. Gas oksigendiperlukan dalam pembakaran dan proses metabolisme tubuh. Pada bidangindustri, oksigen digunakan sebagai zat pengoksidasi dan bahan bakupembuatan berbagai senyawa. Gas oksigen digunakan oleh penyelam,antariksawan, dan penderita penyakit tertentu untuk pernapasan. Campurangas oksigen dan nitrogen cair digunakan sebagai bahan bakar roket untukmendorong pesawat ruang angkasa.Pembuatan gas oksigen di laboratorium dilakukan dengan caramemanaskan KClO3 dengan menggunakan katalis MnO2.2 KClO3(s) → 2 KCl(s) + 3 O2(g)1.Jelaskanlah sifat fisis unsur-unsur golongan alkalitanah.2.Jelaskanlah sifat asam-basa unsur-unsur periodeketiga.3.Bagaimanakah cara membedakan unsur-unsurgolongan alkali dan alkali tanah?C Kegunaan dan Pembuatan Unsur-UnsurKimia dan SenyawanyaSoal PenguasaanMateri 3.2Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.• Kegunaan unsur kimia• Pembuatan senyawaKata KunciGambar 3.15Pembuatan gas oksigen dilaboratoriumKClO3 dan MnO2Botol terisi oleh gasoksigenBotol berisi gasoksigenBotol berisi air disiapkan untukditempatkan pada rangkaian alatSumber:Chemistry (Chang), 2002Adapun pembuatan gas oksigen pada skala industri dilakukan dengancara distilasi bertingkat.b. NitrogenUnsur nitrogen biasa digunakan sebagai pupuk, misalnya:1. Pupuk urea, CO(NH2)2, mengandung 46 % nitrogen2. Pupuk ZA (zwafel amonium), (NH4)2SO4, mengandung 21 % nitrogen4.Bagaimanakah cara menghilangkan kesadahansementara?5.Bagaimanakah cara menghilangkan kesadahantetap?6.Apakah dampak negatif air sadah pada bidangindustri?
Kimia Unsur633. Pupuk amonia atau NH34. Pupuk amonium nitrat atau NH4NO35. Pupuk kalium nitrat atau KNO3Pembuatan gas nitrogen di laboratorium dilakukan dengan caramenguraikan amonium nitrit melalui pemanasan.NH4NO2(s)→ 2 H2O(g) + N2(g)Pada skala industri, gas nitrogen diperoleh dengan cara distilasibertingkat udara cair. Mula-mula, udara disaring untuk membersihkan daridebu. Setelah itu, udara bersih dimampatkan sehingga suhu meningkat,kemudian dilakukan pendinginan. Pada tahap ini, air dan karbon dioksidasudah mencair dan dapat dipisahkan dengan cara mengalirkan melaluibeberapa menara pendingin. Menara-menara pendingin ini memiliki ukuranyang berbeda-beda. Mula-mula, udara dialirkan ke menara kecil, kemudiandialirkan ke menara yang lebih besar sehingga udara turun dan sebagianudara akan mencair. Udara yang belum mencair disirkulasikan lagi dengancara dialirkan kembali ke dalam kompresor.Selain digunakan sebagai pupuk, nitrogen juga digunakan sebagai bahanbaku pembuatan amonia pada skala industri. Amonia digunakan sebagai bahanpengawet dalam makanan kemasan untuk memperpanjang masa penggunaandan sebagai bahan pendingin. Amonia diperoleh melalui proses Haber-Bosch.N2(g) + 3 H2(g)R2 NH3(g) ΔH = –92,4 kJ/molGambar 3.16Proses pembuatan amoniamelalui proses Haber-BoschPembuatan amonia di laboratorium dilakukan dengan cara mereaksikanamonium klorida dengan natrium hidroksida.NH4Cl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + NH3(g)c. KarbonPernahkah Anda melihat pensil, intan, dan arang untuk membakar sate?Ketiga benda tersebut tersusun atas unsur yang sama, yaitu unsur karbon.Bentuk-bentuk yang berbeda dari unsur yang sama disebut alotrop. Meskipunarang, pensil, dan intan tersusun atas unsur yang sama, tetapi memiliki sifatyang berbeda.Intan dapat digunakan sebagai perhiasan, alat pemotong kaca, mata bor,dan sebagai ampelas benda yang sangat keras, seperti baja tahan karat. Intanmemiliki kegunaan seperti itu karena sifat-sifatnya. Intan merupakan zatSumber: Chemistry (Chang), 2002Gambar 3.17Arang, grafit, dan intan.Tahukah Anda perbedaan diantara ketiganya?Aliran gas yang mengandunghidrogen dan nitrogenRuang pendinginCampuran gas yang dihasilkan darireaktor didinginkan. Amonia dicairkan,kemudian dipisahkan. Nitrogen danhidrogen yang tidak bereaksidikembalikan.Campuran gas nitrogen-oksigen diberi tekanansampai 250 atm dandipanaskan sampai 450 °C.Reaktor yang terdiri atas katalis besi. Kesetimbangancampuran amonia (sekitar 50% terbentuk di sini).Sumber: Chemistry (Ann and Patrick Pullick), 2000
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII64padat yang bening berkilauan dan merupakan zat yang sangat keras. Selainintan alami, ada juga intan buatan yang dibuat dari grafit melalui pemanasanpada suhu 3.300 °C dan tekanan 125.000 atm.Grafit digunakan sebagai anode dalam batu baterai dan berbagai prosesindustri yang menggunakan elektrolisis. Grafit dapat pula digunakan sebagaibahan baku pembuatan pensil. Penggunaan lain dari grafit adalah sebagaibahan pelumas dan komponen dalam pembuatan paduan material (komposit).Grafit memiliki kegunaan seperti yang telah dituliskan karena sifatnya, yaituberwarna hitam, buram, dapat menghantarkan listrik, mudah dihancurkanmenjadi serbuk, licin, dan tahan panas.Arang dapat digunakan sebagai obat sakit perut. Arang memiliki sifatmengadsorpsi (menjerap) sehingga dapat digunakan untuk mengadsorpsizat warna dan bahan polutan lain dalam pengolahan air serta mengadsorpsizat warna yang terdapat dalam air tebu pada pengolahan gula. TahukahAnda, bagaimana cara memperoleh arang?d. FosforAda dua jenis unsur fosfor, yaitu fosfor putih dan fosfor merah. Fosforputih dibuat dengan cara memanaskan batuan fosfat, pasir, dan kokas.Adapun fosfor merah dibuat dengan cara memanaskan fosfor putih padasuhu 240 °C. Sebagian besar fosfor putih digunakan untuk membuat asamfosfat. Fosfor merah digunakan untuk membuat korek api jenis safety matches,yaitu korek api biasa.Unsur fosfor juga dapat digunakan untuk membuat senyawa fosfat,misalnya asam fosfat dan natrium trifosfat. Asam fosfat banyak digunakanuntuk membuat pupuk super fosfat. Selain itu, asam fosfat digunakan sebagaibahan detergen, bahan pembersih lantai, insektisida, dan makanan hewan.Senyawa natrium trifosfat dan Ca(H2PO4)2 digunakan dalam detergendengan tujuan untuk mengikat ion-ion kalsium/magnesium dari air sadah.Namun, di balik kegunaannya, senyawa fosfat menimbulkan dampak negatifbagi lingkungan. Penggunaan senyawa fosfat akan menyuburkanpertumbuhan eceng gondok dan ganggang. Jika tumbuhan ini mati, reaksipembusukannya akan menghabiskan oksigen terlarut sehingga mengganggukehidupan hewan air.e. Sulfur (Belerang)Sulfur terdapat di alam berupa mineral, seperti gips (CaSO4.2H2O) danpirit (FeS2). Sulfur juga terdapat di alam berupa gas, seperti H2S dan SO2.Sulfur digunakan antara lain dalam pembuatan pupuk, insektisida,fungisida, dan beberapa jenis peledak. Penggunaan sulfur paling banyakadalah pada pembuatan asam sulfat. Asam sulfat diperoleh melalui proseskontak dengan menggunakan katalis vanadium(V) oksida.Berikutpersamaan reaksi pada proses kontak.S(s) + O2(g) → SO2(g) ΔH = –297 kJ/mol2 SO2(g) + O2(g) ¶¶¶ lk¶¶ ¶25VO 2 SO3(g) ΔH = –191 kJ/molSO3(g) + H2SO4(l) → H2S2O7(l)H2S2O7(l) +H2O(l) → 2 H2SO4(l)Pensil yang biasa digunakanmemiliki perbedaan,seperti 2H, H, HB, dan2B. Menurut Anda, manayang memberikan warnalebih gelap pada kertas danpensil mana yang haruslebih sering diserut?Mengapa? Diskusikanlahbersama teman Anda.KimiaTantanganSumber:Chemistry for You,2002Sumber:Chemistry The MolecularScience,1997Gambar 3.18Fosfor merah digunakan untukkorek api.Pirit, mineralbesi dan sulfurSulfur murniSumber:Science Encyclopedia, 2000Gambar 3.19Sulfur dan mineralnya (pirit)
Kimia Unsur652. LogamSebagian besar unsur-unsur kimia merupakan logam, seperti besi,aluminium, dan timah. Apakah kegunaan dari logam? Bagaimanakah caramendapatkannya?a. Kegunaan LogamBesi adalah logam yang paling banyak kegunaannya. Besi banyakdigunakan untuk membuat baja. Baja yang dihasilkan sering digunakan untukmembuat mainan anak, perkakas dapur, industri kendaraan, konstruksibangunan, jembatan, dan rel kereta api. Ada juga baja yang digunakan untukmembuat gunting, obeng, kunci, sendok, dan panci. Baja yang digunakanuntuk membuat perkakas-perkakas tersebut adalah baja tahan karat. Pernahmendengar stainless steel? Stainless steel merupakan paduan antara besi,kromium (14–18 %) dan nikel (7–9 %). Sifatnya yang keras dan liat membuatstainles steel digunakan untuk membuat senjata dan kawat.Aluminium digunakan sebagai bahan baku pembuatan bak truk,komponen kendaraan bermotor, badan pesawat terbang, kusen pintu danjendela. Benda lain yang memanfaatkan aluminium, di antaranya kemasanberbagai jenis produk makanan, kabel listrik, perabotan rumah tangga, danbarang kerajinan.Selain dalam bentuk logam, aluminium juga banyak digunakan dalambentuk senyawanya, misalnya tawas dan alumina. Tawas yang memilikirumus kimia KSO4Al2(SO4)3.24H2O digunakan sebagai penjernih padapengolahan air minum. Bagaimana dengan alumina? Senyawa yang memilikirumus kimia Al2O3 ini terdapat dalam dua bentuk, yaitu alfa-alumina dangama-alumina. Gama-alumina diperoleh dari pemanasan Al(OH)3 pada suhudi bawah 500 °C, sedangkan alfa-alumina diperoleh dari pemanasan Al(OH)3pada suhu di atas 1.000 °C. Gama-alumina digunakan sebagai bahan bakupembuatan aluminium, pasta gigi, keramik, dan gelas. Adapun alfa-aluminayang dapat ditemukan di alam sebagai korundum digunakan untuk ampelasatau gerinda. Beberapa jenis batu mulia, seperti rubi, safir, dan topazmerupakan alfa-alumina yang mengandung senyawa unsur logam transisiyang memberi warna pada batu tersebut. Rubi berwarna merah karenamengandung senyawa kromium(III), safir berwarna biru karenamengandung senyawa besi(II), besi(III), dan titan(IV), sedangkan topazberwarna kuning karena mengandung besi(III).SO2 yang panas melewati penukar panas yangmenghasilkan uap. Uap yang dihasilkan dapatdigunakan untuk melebur padatan sulfur padaproses awal.Padatan sulfurSO3 melewati penyaring, kemudiandisemprotkan asam sulfat pekatsehingga menghasilkan larutan yangdinamakan oleum.SO3(g) + H2SO4(l) →H2S2O7(l)asam sulfatpekatOleum, untuk menghasilkan asamsulfat pekat (98% H2SO4) oleumdilarutkan dalam air.H2S2O7(l) + H2O(l) →2 H2SO4(l)Sulfur dioksida dioksidasi menjadi sulfur trioksidadengan adanya katalis vanadium(V) oksida.2 SO2(g) + O2(g)R2 SO3(g) ΔH = –191 kJ mol–1Pada suhu di atas1.000 °C, leburan sulfur bertemu denganudara keringS(s) + O2(g) →SO2(g)ΔH = –297 kJ mol–1Padatan sulfurdilebur, kemudiandisemprotkan kedalam tungkupembakaran.Sumber:Chemistry (Ann and Patrick), 2000Gambar 3.20Pembuatan asam sufat melaluiproses kontakSumber:Chemistry for You, 2001Gambar 3.21Penggunaanstainless steelpada peralatan bedah
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII66Logam-logam lainnya adalah timah, nikel, tembaga, perak, dan emas.Timah digunakan untuk membuat kaleng (tin plate) berbagai macam produkdan melapisi kaleng yang terbuat dari besi sehingga mencegah besi berkarat.Kegunaan lain timah adalah untuk membuat logam campur, misalnyaperunggu (paduan timah, tembaga, seng) dan solder (paduan timah dan timbal).Nikel digunakan untuk melapisi barang yang terbuat dari besi, tembaga,dan baja karena nikel memiliki sifat keras, tahan korosi, dan mudah mengilapjika digosok. Kegunaan lain dari nikel adalah untuk membuat paduan dengantembaga dan beberapa logam lain, misalnya monel (paduan Ni, Cu, Fe),nikrom (paduan Ni, Fe, Cr), dan alniko (paduan Al, Ni, Fe, Co).Tembaga banyak digunakan sebagai kawat listrik dan logam paduan.Beberapa logam paduan yang mengandung tembaga antara lain kupronikel(75% Cu dan Ni 25%) digunakan untuk membuat koin, duralium (Al 96%dan Cu 4%) digunakan untuk komponen pesawat, dan kuningan (Cu 70%dan Zn 30%) digunakan sebagai bahan alat musik dan berbagai aksesoris.Istilah emas dan perak tentu sudah tidak asing lagi bagi olahragawan.Emas dan perak biasanya digunakan sebagai bahan medali pemenangkejuaraan. Selain untuk medali, perak digunakan juga sebagai perkakasperak, barang kerajinan, dan perhiasan. Senyawa perak, seperti perakbromida dan perak iodida digunakan untuk pembuatan film dan kertas foto.Senyawa ini mudah terurai jika terkena cahaya, menghasilkan perak yangmenyebabkan terbentuknya bayangan pada negatif foto. Adapun kegunaanutama emas adalah sebagai perhiasan dan mata uang.b. Pengolahan LogamLogam-logam diperoleh atau dibuat dengan teknik yang dinamakanmetalurgi, yaitu proses pengolahan bahan-bahan alam menjadi logam. Bahan-bahan alam tersebut ditemukan di kerak bumi dan dikenal dengan istilahmineral, misalnya pirit, bauksit, dan aluminosilikat. Adapun mineral yangdapat dijadikan sumber untuk memproduksi logam secara komersial disebutbijih logam. Bijih logam biasanya berupa oksida, sulfida, karbonat, silikat,halida, dan sulfat.Pada industri metalurgi pengolahan bijih terbagi atas tiga tahapan, yaitupemekatan bijih, peleburan, dan pemurnian. Selain mengandung logam, bijihlogam juga mengandung batuan tak berharga yang disebut batureja. Untukitulah bijih logam dipekatkan untuk menghilangkan sebanyak mungkinbatureja. Bijih dihancurkan dan digiling sehingga butiran terlepas daribatureja. Selanjutnya, logam dipisahkan dengan cara fisis, sepertipengapungan (flotasi) dan penarikan dengan magnet.Peleburan (melting) adalah proses reduksi bijih menjadi unsur logamdengan menggunakan reduktor maupun elektrolisis. Zat reduktor yang dapatdigunakan adalah karbid, hidrogen, logam aktif atau dengan cara elektrolisis.Pemilihan reduktor ini bergantung pada kereaktifan setiap zat. Semakinreaktif logam, semakin sukar direduksi sehingga diperlukan reduktor yanglebih kuat. Logam yang kereaktifannya kecil, seperti tembaga dan emasdapat direduksi hanya dengan pemanasan. Logam dengan kereaktifansedang, seperti besi, nikel, dan timah, dapat direduksi dengan menggunakankarbon. adapun logam yang kereaktifannya tinggi, seperti magnesium danaluminium, dapat direduksi dengan elektrolisis. Untuk mengikat pengotorseringkali ditambahkan fluks. Fluks adalah suatu bahan yang dapat mengikatpengotor dan menghasilkan zat yang mudah mencair (terak).Tahap terakhir adalah pemurnian (refining) logam. Ada beberapa carapemurnian, di antaranya elektrolisis, distilasi, peleburan ulang, dan pemurnianzona. Elektrolisis biasanya digunakan untuk memurnikan tembaga dan nikel.Gambar 3.22Tembaga digunakan sebagaikabel listrik.Sumber:Science Discovery, 1991Phytomining(prosespenambangan logam denganmenggunakan tanaman) telahdicoba di California, tanamanStreptanthus polygaloidesditanam pada tanah yangbanyak mengandung nikel.Tanaman tersebut menyerapnikel hingga 1% dari massakeringnya. Tanaman dibakarmenjadi abu (bio-ores), laludilebur untuk menghasilkanlogamnya (nikel). Prosespembakaran tanaman menjadiabu menghasilkan energi yangdigunakan untuk menjalankangenerator listrik pada prosesekstraksi.Para peneliti sedangmengembangkan kemungkinanphytomininguntuk logam,seperti talium, timbal, kobalt,dan emas.F a k t aK i m i aPhytominingSumber:http://www.epa.gov
Kimia Unsur67Adapun proses distilasi digunakan untuk memurnikan seng dan raksa.Sedangkan proses peleburan ulang digunakan untuk memurnikan besi.Berikut ini akan diuraikan beberapa pengolahan logam, seperti besi,aluminium, timah, dan tembaga.1) Pengolahan besiPengolahan besi terdiri atas dua tahap, yaitu peleburan untuk mereduksibijih besi sehingga menjadi besi dan peleburan ulang untuk membuat baja.Peleburan besi dilakukan dalam blast furnance. Blast furnance adalah suatubangunan yang tingginya sekitar 30 meter dan memiliki diameter sekitar 8meter. Blast furnance terbuat dari baja tahan karat yang dilapisi dengan batatahan panas. Pereduksi yang digunakan adalah karbon.2 Fe2O3(s) + 3 C(s) → 4 Fe(s) + 3 CO2(g)Bijih besi, kokas, dan batu kapurdimasukkan dari atas250 °C3 Fe2O3 + CO→2 Fe3O4 + CO2Fe3O4 + CO→3 FeO+ CO2600 °CFeO+ CO→Fe + CO21.000 °C1.300 °CCO2 + C→2 CO2.000 °CC + O2→CO2TerakBesiUdarapanasSumber:Chemistry: Matter and Its Changes, 2004Gambar 3.23Pengolahan besi dari bijihnyaKe dalam blast furnance dimasukkan bijih besi yang terkotori pasir,karbon (kokas) sebagai zat pereduksi, dan batu kapur (CaCO3) untukmengikat kotoran pasir. Suhu reaksi yang tinggi menyebabkan besi mencair.Besi ini disebut besi cair atau besi gubal (pig iron).
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII68Besi cair dialirkan ke dalam cetakan untuk membuat besi tuang (cast iron)yang mengandung 3–4% karbon dan sedikit pengotor lain, seperti Mn, Si, P.Besi yang mengandung karbon sangat rendah (0,005–0,2%) disebut besi tempa(wrought iron).Batu kapur berfungsi untuk mengikat pengotor yang bersifat asam,seperti SiO2 membentuk terak. Mula-mula, batu kapur terurai membentukkalsium oksida (CaO) dan karbon dioksida (CO2).CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)Kemudian, kalsium oksida bereaksi dengan pasir membentuk kalsiumsilikat yang merupakan komponen utama dalam terak.CaO(s) + SiO2(s) → CaSiO3(l)Terak ini mengapung di atas besi cair dan harus dikeluarkan dalam selangwaktu tertentu.Besi lebih bagus jika digunakan dalam bentuk baja karena baja tahankorosi. Baja dapat dibuat dengan cara peleburan ulang besi gubal. Mula-mula,kadar karbon dalam besi gubal diturunkan dari 3–4% menjadi 0–1,5%. Caranya,yaitu mengoksidasikannya dengan oksigen. Kemudian, Si, Mn, P, sertapengotor lain dibuang dengan cara membuat terak. Terakhir, ke dalam lelehanbesi ditambahkan logam, seperti Cr, Ni, Mn,V, Mo, dan W sesuai denganjenis baja yang diinginkan. Penambahan logam ini untuk mencegah pengaratanpada baja. Pencegahan pengaratan baja juga dapat dilakukan denganmenggunakan lapisan pelindung, menggunakan logam yang dapatdikorbankan, atau melindunginya secara katodik.2) Pengolahan aluminiumPengolahan aluminium dilakukan dengan proses Hall-Heroult. Prosesini terdiri atas 2 tahap, yaitu pemurnian bauksit untuk memperoleh aluminamurni dan peleburan/reduksi alumina dengan elektrolisis. Dalam pemurnianbauksit, bauksit direaksikan dengan NaOH membentuk NaAl(OH)4.Kemudian, larutan disaring dan filtrat yang mengandung NaAl(OH)4diasamkan dengan mengalirkan gas CO2. Aluminium akan mengendapsebagai Al(OH)3. Terakhir, Al(OH)3 disaring, dikeringkan, dan dipanaskansehingga diperoleh Al2O3 yang tidak berair.Lelehan Al dapat dibentuk di sini(+)(–)Lelehan elektrolit(campuran Na3AlF6 – Al2O3)Lelehan AlElektrodekarbonLegendaKimiaSumber:Jendela IPTEK: Kimia,1993Sir Henry Bessemer(1813 – 1898) membuatperubahan besar dalamproses mengubah besi corlangsung menjadi bajadengan membakar campuranini dalam alat konservasibaja yang dibuatnya. Prosesyang lebih singkat dan biayaproduksi yang lebih rendahmembuat baja langsungtersedia dalam jumlah besaruntuk pertama kalinya.Gambar 3.24Elektrolisis aluminiumSumber:Chemistry: Matter and Its Changes, 2004Tahap selanjutnya adalah peleburan alumina menggunakan selelektrolisis. Sel ini terdiri atas wadah besi berlapis grafit yang sekaligusberfungsi sebagai katode, sedangkan yang bertindak sebagai anode adalahgrafit. Campuran Al2O3 dan kriolit (Na3AlF6) dipanaskan hingga mencairsampai pada suhu 950 °C untuk kemudian dielektrolisis.2 Al2O3(l) + 3 C(s) → 4 Al(l) + 3 CO2(g)
Kimia Unsur69Aluminium yang dihasilkan berwujud cair dan terkumpul di dasarwadah. Lelehan aluminium lalu dikeluarkan secara periodik ke dalam cetakanuntuk menghasilkan aluminium batangan.3) Pengolahan timahSeperti halnya pengolahan logam lainnya, tahap awal pengolahan timahadalah pemekatan. Setelah dipekatkan, bijih timah dipanggang hinggaarsenik dan belerang terpisahkan dalam bentuk oksida-oksida yang mudahmenguap. Kemudian, bijih timah yang telah dipisahkan itu direduksi denganmenggunakan karbon. Timah cair yang terkumpul di dasar tanur kemudiandialirkan ke dalam cetakan untuk mendapatkan timah batangan. Oleh karenatimah ini masih tergolong kasar maka perlu dimurnikan. Pemurnian timahdapat dilakukan dengan dua teknik, yaitu High Tention Separator dan MagneteSeparator.4) Pengolahan tembagaBijih tembaga dihaluskan dengan alat peremuk batuan. Bijih dicampurair sehingga terbentuk slurry (bubur), lalu dimasukkan ke tangki sel flotasiagar terpisah dari mineral pengotor. Akhirnya, diperoleh konsentrat Cudalam bentuk logam Cu dengan kadar tinggi.Sumber:Chemistry: Matter and Its Changes, 2004Gambar 3.25Proses pemurnian tembagamenggunakan elektrolisis.Carilah informasi dari media cetak atau situs internet mengenai dampak yangditimbulkan terhadap lingkungan dengan adanya proses penambangan emas padasuatu wilayah.Kerjakanlah secara berkelompok dan presentasikan hasil yang diperoleh di depan kelas.Buktikanoleh Anda1.Tuliskanlah contoh unsur-unsur nonlogam besertakegunaannya.2.Tuliskanlah contoh unsur-unsur logam besertakegunaannya.3.Jelaskanlah tahap-tahap dalam pengolahan suatulogam.Soal PenguasaanMateri 3.3Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.Proses selanjutnya adalah penghilangan air yang dilakukan dalam pabrikdewatering plant. Tahap akhirnya adalah ekstraksi tembaga murni darikonsentrat tembaga dengan cara elektrolisis (dengan arus listrik).
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII701. Bahan PemutihBahan kimia yang biasa digunakan sebagai pemutih pakaian adalahnatrium hipoklorit dan hidrogen peroksida. Kedua bahan kimia ini berwujudcair dan bersifat multifungsi. Selain sebagai pemutih, natrium hipoklorit danhidrogen peroksida dapat juga digunakan sebagai desinfektan. Natriumhipoklorit lebih banyak digunakan daripada hidrogen peroksida. Kadarnatrium hipoklorit dapat ditentukan dengan cara titrasi. Bagaimana caranya?Lakukanlah kegiatan berikut.Penentuan Kadar Natrium Hipoklorit dalam Bahan PemutihTujuanMenentukan kadar natrium hipoklorit dalam bahan pemutihAlat dan Bahan1. Buret2. Erlenmeyer3. Botol semprot4. Tisu5. Cairan pemutih pakaian6. Kalium iodida (KI)7. Larutan Na2S2O3 0,1 M8. Larutan amilum 2%9. Larutan H2SO4 1 MSebelum memulai percobaan carilah informasi mengenai senyawa yang akandigunakan, meliputi sifat kimia senyawa, cara penggunaan, dan penanganannya.Langkah Kerja1. Encerkan cairan pemutih pakaian sebanyak 10–15 kali.2. Isi buret dengan larutan Na2S2O3 0,1 M. Tuangkan sebanyak 25 mL cairanpemutih ke dalam labu erlenmeyer.3. Tuangkan 5 mL H2SO4 1 M dan masukkan 1 g KI ke dalam labu erlenmeyer,lalu goyang-goyang hingga larut.4. Titrasi dengan Na2S2O3 0,1 M hingga larutan berwarna kuning.5. Tambahkan 5 mL amilum 2%. Kocok, kemudian lanjutkan titrasi hingga terjadiperubahan warna larutan dari biru menjadi tidak berwarna.6. Ulangi langkah kerja nomor 1–4.7. Catat hasil pengamatan Anda pada tabel berikut.Selidikilah 3.8TitrasiVolume Na2S2O3 (mL) Volume Cairan Pemutih (mL)D Penentuan Kadar Unsur Kimiadalam Suatu Produk8. Gunakan rumus perhitungan berikut untuk menentukan konsentrasi natriumhipoklorit.V Na2S2O3 × N Na2S2O3 = V NaOCl × N NaOCl
Kimia Unsur71Tentukan massa nitrogen pada 100 kg pupuk urea (CO(NH2)2).JawabUntuk menghitung massa unsur dalam suatu senyawa, perlu diketahuipersentasenya terlebih dahulu.% nitrogen =n × N×100% UrearrAM=2 × 14×100%60 = 46,67%massa nitrogen = 46,67 ×100 kg100massa nitrogen = 46,67 kgJadi, massa nitrogen pada 100 kg pupuk urea adalah 46,67 kg.Contoh3.19 . Tentukan massa NaClO dalam larutan.10. Tentukan kadar massa per volume NaClO dalam cairan pemutih.11. Carilah informasi kadar massa per volume NaClO dalam cairan pemutih,lalu bandingkan dengan hasil yang Anda peroleh.Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikanlah hasil yang Anda peroleh.2. PupukTanaman membutuhkan unsur-unsur N, P, dan K untuk pertum-buhannya. Nitrogen diperlukan untuk protein pada daun dan batang, fosfordiperlukan untuk mempercepat pertumbuhan akar dan pematangan buah,dan kalium berguna untuk melindungi tanaman dari penyakit.Tanaman tidak selalu memperoleh unsur-unsur N, P, dan K dari dalamtanah. Oleh karena itu, petani biasanya menaburkan pupuk untuk mem-peroleh kualitas tanaman yang baik.Amonia cair dapat digunakan langsung sebagai pupuk dengan carapenyuntikan pada tanah. Akan tetapi, cara ini memiliki beberapa kekurangan.Amonia akan menyebabkan tanah menjadi bersifat basa dan nitrogenmenjadi berkurang karena adanya penguapan gas amonia. Akan lebihmudah untuk menyebarkan pupuk dalam bentuk padatan. Untukmendapatkan pupuk nitrogen yang berupa padatan, kita dapat mereaksikanamonia dan asam. Ingatkah Anda bahwa garam dapat terbentuk dari reaksiasam dan basa?Asam sulfat dapat menetralisasi larutan amonia menghasilkan garamamonia sulfat.2 NH3(aq) + H2SO4(aq) → (NH4)2SO4(aq)Unsur nitrogen di dalam pupuk dapat diperoleh dari pupuk amoniumsulfat (NH4)2SO4, amonium nitrat NH4NO3, dan urea CO(NH2)2. Untukmenentukan kadar unsur tersebut dalam pupuk, perhatikanlah contoh berikut.KupasTuntasDalam 50 gram pupuk urea(CO(NH2)2) terdapat 21 gramnitrogen. Kemurnian pupuktersebut adalah ....(Ar H = 1 g/mol, C = 12 g/mol,N = 14 g/mol, O = 16 g/mol)A.42%B.75%C .80%D.90%E.100%Pembahasan=×× ureamassa ureamassa N2 NrrMA6021 gram214=×× = 45 gram=×0000massa ureaurea100massa pupuk q 0000451009050Jadi, Kemurnian pupuk urea(CO(NH2)2) adalah (D) 90%.UM–UGM 20041.Bagaimanakah cara menentukan kadar natriumhipoklorit pada bahan pemutih? Jelaskan.2.Berapakah persentase nitrogen dari pupuk(NH4)2SO4 dan NH4NO3?Soal PenguasaanMateri 3.4Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII721.Unsur-unsur kimia di alam terbagi atas unsur logamdan nonlogam.2.Unsur logam contohnya besi, aluminium, tembaga,emas, dan perak. Unsur-unsur logam didapatkandari penambangan mineral-mineralnya di kulitbumi. Kegunaan unsur-unsur logam di antaranya:a.bahan baku baja;b.industri kendaraan;c.konstruksi bangunan;d.perabot rumah tangga; dane.badan pesawat terbang.3.Unsur nonlogam contohnya nitrogen, oksigen,sulfur, helium, dan fosfor. Unsur nonlogamdiperoleh dengan cara pemisahan seperti distilasidan ekstraksi. Kegunaan unsur-unsur nonlogam diantaranya:a.pembuatan pupuk;b.industri; danc.metabolisme tubuh.Rangkuman4.Setiap unsur memiliki sifat fisis dan sifat kimiasendiri yang membedakannya dengan unsurlainnya.5.Sifat fisis menjelaskan bentuk fisik unsur tersebut,seperti titik leleh, titik didih, warna, kelenturan,konduktivitas listrik, dan kerapuhan.6.Sifat kimia suatu zat meliputi bagaimana suatuunsur dapat bereaksi dengan unsur lainnya,kecepatan reaksi jika bereaksi dengan unsur lain,jumlah panas yang dihasilkan dari suatu reaksidengan unsur lain, dan suhu ketika terjadi reaksi.7.Unsur golongan alkali dan alkali tanah dapatdiidentifikasi melalui warna nyala api yangdihasilkan ketika unsur tersebut dibakar.8.Air sadah (hard water) adalah air yang me-ngandung ion kalsium dan ion magnesium. Adadua jenis kesadahan, yaitu kesadahan sementaradan kesadahan tetap. Di bidang industri, airsadah menimbulkan kerugian.
Kimia Unsur73P e t aKonsepterdiri atasLogamcontohBesiAluminiumHematit, magnetit, pirit, dan sideritPeleburan pada blastfurnacemineralkegunaanmineralkegunaanNonlogamcontohNitrogenOksigenkegunaanDiperlukan untukmetabolisme tubuh,zat pengoksidasikegunaanpembuatandi industripembuatandi industriBahan baku baja,industri kendaraan,dan konstruksibangunanBauksit, beril, kriolit,dan korundumProses Hall-HeroultBahan badanpesawat terbang,perabot rumahtanggaDistilasi bertingkatBahan bakupembuatan amoniadan pupukDistilasi bertingkatpembuatandi industripembuatandi industriBagaimanakah pendapat Anda setelah mempelajarimateriKimia Unsur ini? Menyenangkan, bukan? Banyak halyang menarik tentang materi Kimia Unsur ini. Misalnya, Andaakan dapat membedakan berbagai unsur logam ataunonlogam.Tujuan Anda mempelajari bab ini adalah agar Anda dapatmengidentifikasi kelimpahan unsur-unsur utama dan transisidi alam dan produk yang mengandung unsur tersebut,mendeskripsikan kecenderungan sifat fisik unsur utama dantransisi, (kereaktifan, kelarutan, titik didih, titik leleh,kekerasan, warna, dan sifat khusus lainnya), sertamenjelaskan manfaat, dampak dan proses pembuatan unsur-unsur dan senyawanya dalam kehidupan sehari-hari. ApakahAnda dapat mencapai tujuan belajar tersebut? Jika Andamengalami kesulitan dalam mempelajari materi tertentupada bab ini, bertanyalah kepada guru kimia Anda. Anda pundapat berdiskusi dengan dengan teman-teman untukmemecahkan permasalahan-permasalahan yang berkenaandengan materi Kimia Unsur ini. Belajarlah dengan baik.Pastikanlah Anda menguasai materi ini.Kaji DiriUnsur kimia
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII74A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dan kerjakanlah pada buku latihan Anda.1.Berikut ini yang merupakan unsur logam adalah ....A.besi, fosfor, nikel, dan tembagaB.sulfur, karbon, iodin, dan nitrogenC.perak, seng, emas, dan kromD.perak, boron, aluminium, dan timahE.silikon, boron, nikel, dan besi2.Dari beberapa mineral di bawah ini:1.kriolit4.kasiterit2.siderit5.hematit3.kalkopiritMineral yang merupakan sumber penghasil unsurbesi adalah ....A.1 dan 3B.2 dan 4C.4 dan 5D.2 dan 5E.3 dan 43.Sifat fisis unsur menjelaskan segala sesuatu yangberhubungan dengan kondisi fisika unsur tersebut.Berikut ini merupakan sifat fisis suatu unsur, kecuali ....A.konduktivitas listrikB.kalor penguapanC.nomor atomD.titik lelehE . titik didih4.Sifat oksidator suatu unsur dapat ditentukan dari ....A.harga potensial reduksiB.warna nyala unsurC.harga potensial oksidasiD.kepolaranE.massa jenis5.Berikut ini adalah pasangan logam yang relatifpaling reaktif dan tidak reaktif ....A.besi-kromB.alumunium-nikelC.natrium-emasD.krom-besiE.kalsium-besi6.Seorang ahli kimia ingin menentukan jenis unsuryang terkandung dalam suatu logam maka diamengambil sampelnya lalu membakarnya sehinggadidapat warna nyala merah jingga. Kira-kira, unsuryang diuji oleh ahli kimia tersebut adalah ....A.N aB.KC.CaD.SrE.Ba7.Tidak seperti nonlogam, logam akan terasa sangatpanas jika diletakkan di bawah sinar matahari. Halini terjadi karena ....A.memiliki sifat konduktivitas listrik yang baikB.merupakan isolatorC.memiliki kalor penguapan yang rendahD.merupakan penghantar panas yang baikE.memiliki sifat kekerasanGunakan deret unsur berikut untuk soal no. 8, 9, dan 10.K Ca Se Br Kr8 . Urutan keasaman dari oksida unsur-unsur tersebutadalah ....A.Ca, K, Se, Br, KrB.K, Ca, Se, Kr, BrC.K, Ca, Se, Br, KrD.Kr, Se, Ca, K, BrE.Kr, Br, Se, Ca, K9 . Urutan unsur yang semakin reaktif ....A.Ca, K, Se, Br, KrB.K, Ca, Se, Kr, BrC.K, Ca, Se, Br, KrD.Kr, Se, Ca, K, BrE.Kr, Br, Se, Ca, K10. Dari deret unsur-unsur tersebut, sifat-sifat kimiayang dapat disimpulkan antara lain ....A.harga keelektronegatifan Br > SeB.harga keelektronegatifan Kr < BrC.Se lebih mudah menerima elektron daripada KD.a dan c benarE.b dan a benar11. Air yang akan digunakan dalam sebuah industrilogam ternyata mengandung kalsium klorida,akibatnya air tersebut harus diolah dahulu denganlangkah tepat, seperti ....A.memanaskan air tersebutB.menyaringnya dengan saringan ultrafiltrasiC.menambahkan natrium karbonatD.menambah resin penukar ionE.menambahkan HCl12. Berikut ini adalah unsur-unsur yang dapat mem-bentuk molekul diatomik, kecuali ....A.hidrogen, fluorin, nitrogenB.fluorin, klorin, oksigenC.bromin, fluorin, iodinD.nitrogen, oksigen, heliumE.nitrogen, fluorin, klorin13. Salah satu bentuk unsur yang dapat digunakansebagai obat sakit perut adalah ....A.intanB.grafitC.fosfor putihD.fosfor merahE.arangEvaluasi Materi Bab 3
Kimia Unsur7514. Produk-produk yang merupakan logam campurandengan tembaga sebagai salah satu unsurnyaadalah ....A.monel, kupronikel, duraliumB.kupronikel, nikrom, alnikoC.kupronikel, alniko, stainless steelD.stainless steel, alniko, aluminaE.duralium, nikrom, alniko15. Hall-Heroult merupakan proses yang dilakukandalam pengolahan ....A.besiB.alumuniumC.timahD.tembagaE.nikel16. Unsur-unsur A, B, dan C, terletak pada periode ke-3sistem periodik. Oksida unsur A dalam air meng-hasilkan larutan yang memiliki pH < 7, sedangkanunsur B dengan air bereaksi menghasilkan gashidrogen. Percobaan lain menunjukkan bahwaunsur C dapat bereaksi baik dengan larutan asammaupun larutan basa. Susunan unsur-unsurtersebut dalam sistem periodik, dari kiri ke kananadalah ....A.A, C, BB.C, A, BC.B, A, CD.A, B, CE.B, C, A17. Berikut sifat-sifat logam aluminium, kecuali ....A.dapat bereaksi dengan asam kuatB.larut dalam larutan NaOHC.dengan larutan basa kuat menghasilkan H2D.merupakan oksidator kuatE.dengan HNO3 pekat menghasilkan oksidanitrogen18. Kandungan yang terdapat dalam baja tahan karat(stainless steel) adalah ....A.12% – 18% CrB.10% V dan 6% CoC.11% – 14% MnD.25% Ni dan 14% MnE.18% Cr dan 8% Ni19. Pupuk urea bagi tumbuh-tumbuhan merupakansumber unsur ....A.hidrogenB.fosforusC.nitrogenD.kaliumE.karbon20. Diketahui senyawa-senyawa berikut.1.kriolit3.kaporit2.bauksit 4.kalpiritPasangan senyawa yang mengandung aluminiumadalah ....A.1 dan 2B.1 dan 4C.2 dan 3D.2 dan 4E.3 dan 421. Belerang dapat ditemukan dalam berbagai bentuk padasuhu kamar. Bentuk-bentuk ini dikenal sebagai ....A.isotopB.alotropC.isomerD.homologE.polimer22. Jelaga (arang) dan intan yang berkilauan mengandungunsur yang sama, yaitu ....A.oksigenB.nitrogenC.karbonD.fosforusE.iodin23. Nama bijih yang digunakan dalam pembuatanaluminium adalah ....A.piritB.seng sulfidaC.bauksitD.fosforE.iodin24. Senyawa berikut yang bersifat asam kuat adalah ....A.Mg(OH)2B.SiO(OH)2C.ClO3(OH)D.NaOHE.PO(OH)325. Gas nitrogen tidak digunakan sebagai ....A.pengisi bola lampu pijarB.bahan baku pembuatan amoniakC.bahan bakar roketD."pengusir" oksigen pada industri makananE.penghambat pembusukan pada sayuran danbuah-buahanB. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar.1.Dalam susunan unsur halogen, mengapa unsur Fmerupakan oksidator yang paling kuat di antaraunsur lainnya dalam satu golongan?2.Mengapa besi tidak digunakan sebagai bahan untukmembuat perhiasan? Jelaskan.3.Bagaimanakah cara mendapatkan besi baja?4.Dalam penambangan tembaga, keuntungan sam-pingannya adalah mendapatkan emas dan perak.Mengapa? Jelaskan.5.Tuliskanlah metode-metode yang digunakan dalampengolahan logam.6.Apakah yang dimaksud dengan air sadah, ke-sadahan sementara, dan kesadahan tetap?
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII767.Suatu bijih besi mengandung 80% besi(III) oksida. Dari2 ton bijih besi tersebut, berapa gram besi murni yangdapat diperoleh? ( Ar Fe = 56 g/mol, O = 16 g/mol)8.Tuliskanlah sifat periodik unsur periode ketiga.a.Logam dan nonlogamb.Keasamanc.Reduktor dan oksidator9 . Tuliskanlah logam penyusun aliasi berikut.a.Perunggub.Kuninganc.Stainless steel10. Apakah fungsi kriolit pada pengolahan aluminium?Soal Tantangan1.Kita semua pasti pernah memasak, baik itu memasakmi rebus, menggoreng telor, atau yang lainnya.Apabila kita perhatikan, perkakas yang digunakanseperti ketel akan mengandung kerak terutama padabagian dasarnya. Apakah sebenarnya kerak padadasar ketel tersebut? Mengapa hal tersebut dapatterjadi?2.Pembuatan gas oksigen di laboratorium dilakukandengan cara memanaskan KClO3 dengan meng-gunakan katalis MnO2 dan dihasilkan gas oksigendalam jumlah sedikit. Akan tetapi, dalam suatuproses industri kebutuhan akan oksigen diperlukandalam jumlah banyak. Bagaimana cara mengatasimasalah tersebut? Jelaskan.
Kegiatan Semester 177Pengaruh Mg dan Ca dalam Kesadahan airAir sadah adalah air yang mengandung ion Mg2+ dan Ca2+.Kesadahanmenjadi masalah di dalam kehidupan sehari-hari. Bagaimanakah mengetahuikesadahan air? Berikut ini langkah-langkah yang harus Anda lakukan.Alat dan Bahan1.Air ledeng2.Air sumur3.Air suling4.Air sadah (air yang mengandung CaSO4, MgSO4, CaCl2, dan MgCl2)5.Gelas bening (4 buah)a.Mengamati pengaruh Mg dan Ca di dalam air1.Berilah nomor pada masing-masing gelas, kemudian isilah dengansebanyak 50 mL air ledeng, air sumur, air suling, dan air sadah.2.Tambahkanlah 5 mL larutan sabun/detergen pada masing-masing gelaskemudian aduk. Amati buih yang terjadi. Apakah bertahan dalam 30detik? Tambahkan larutan sabun jika buih yang terbentuk masih dapathilang.3.Buatlah tabel pengamatan seperti berikut ini.Kegiatan Semester 1Larutan Air SadahKalsiumsulfatMagnesiumsulfatKalsiumkloridaMagnesiumkloridaVolume Sabun yangDiperlukan (mL)PengamatanAir yang DiujiAir ledengAir sumurAir sulingVolume Sabun yangDiperlukan (mL)Pengamatan4.Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan Anda. Manakah air yangtermasuk air sadah dan bukan air sadah?5.Susunlah laporan kegiatan dari hasil eksperimen Anda. Penyusunanlaporan meliputi:a.PendahuluanBab ini menjelaskan tentang latar belakang penelitian dan tujuanpenelitian.77
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII78b.Alat dan BahanBab ini memuat seluruh alat dan bahan yang digunakan selamapenelitian.c.Metode PenelitianMetode atau cara penelitian dapat Anda uraikan secara ringkas padabab ini.d. TeoriBab ini meliputi teori-teori yang mendasari kegiatan yang diambildari berbagai sumber. Lengkapilah dengan informasi mengenaiberbagai keuntungan dan kerugian dari air sadah ini.e.Hasil dan PembahasanPada bab ini Anda dapat menguraikan fakta-fakta dan data yangAnda peroleh selama eksperimen. Pembahasan dilengkapi denganreaksi-reaksi kimia yang terjadi.f.KesimpulanPada bab ini Anda dapat mengutarakan kesimpulan yang dapatAnda ambil dari hasil kegiatan eksperimen.g.Daftar PustakaSumber-sumber pustaka yang Anda dapatkan dimuat dalam daftarpustaka.Kegiatan Semester 1 ini dikerjakan secara berkelompok antara 3–5 orang.Jika Anda menemukan kesulitan selama pelaksanaan kegiatan, Anda dapatmendiskusikannya dengan guru kimia. Presentasikanlah hasil kegiatan Andadi kelas dan diskusikanlah bersama kelompok lain.