alkaline earth metal (repaired)
TRANSCRIPT
LOGAM ALKALI TANAHUnsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur-unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsur-unsur Golongan 2 Alkali Tanah Logam
KONFIGURASI ELEKTRON
Berelium (Be) = 1s2 2s2
Magnesium (Mg) = 1s2 2s2 2p6 3s2
Kalsium (Ca) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Stronsium (Sr) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
Barium (Ba) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
Golongan alkali tanah elemennya semua adalah logam yang mengilap warna putih keperakan
Logam alkali tanah yang tinggi dalam rangkaian reaktivitas logam tapi tidak setinggi logam alkali golongan 1A
KEJADIAN DAN EKSTRASI
Unsur-unsur ini semuanya ditemukan di kerak bumi tetapi tidak dalam bentuk elemen mereka begitu reaktif Sebaliknya mereka didistribusikan secara luas dalam struktur batuan Mineral utama yang ditemukan adalah magnesium carnellite magnesite dan dolomit Kalsium dapat ditemukan di kapur batu kapur gipsum dan anhydrite Magnesium adalah kedelapan unsur paling berlimpah di kerak bumi dan kalsium adalah kelima
Unsur dalam magnesium Grup ini hanya diproduksi dalam skala besar Hal ini diekstrak dari air laut dengan penambahan kalsium hidroksida yang mengendap keluar kurang larut magnesium hidroksida Hidroksida ini kemudian dikonversi ke klorida yang electrolysed dalam sel Downs untuk mengekstrak logam magnesium
SIFAT FISIK
1 Lebih keras dan padat dibandingkan natrium dan kalium
2 Memiliki titik leleh yang lebih tinggi Disebabkan oleh kehadiran dua valensi elektron pada setiap atom yang mengarah pada ikatan logam yang lebih kuat daripada terjadi di golongan 1A
3 Tiga elemen ini memberikan karakteristik warna ketika dipanaskan dalam api
Putih cemerlang Mg
Merah bata Ca
Merah Sr
Hijau Ba
4 Jari-jari atom dan ion semakin besar (dari atas ke bawah) Jari-jari ion jauh lebih kecil daripada jari-jari atom Hal ini karena atom mengandung dua elektron dalam tingkat s relatif jauh dari nukleus dan inilah elektron yang dikeluarkan untuk membentuk ion Sisa elektron dengan demikian dalam tingkat lebih dekat ke inti dan di samping meningkatnya biaya nuklir efektif menarik elektron menuju inti dan mengurangi ukuran ion
SIFAT KIMIA
Sifat-sifat kimia unsur-unsur Kelompok 2 didominasi oleh mengurangi tenaga yang kuat dari logam Unsur-unsur menjadi semakin turun elektropositif di golongan
Begitu dimulai reaksi dengan oksigen dan klorin yang kuat
2mg (s) + O2 (g) reg 2MgO (s)
Ca (s) + Cl2 (g) reg CaCl2 (s)
Semua logam kecuali berilium membentuk oksida di udara pada suhu kamar yang menumpulkan permukaan logam Barium begitu reaktif akan disimpan dalam minyak
Semua logam kecuali berilium mengurangi air dan asam encer hidrogen
Mg (s) + 2H + (aq) reg Mg (aq) + H2 (g)
Magnesium bereaksi hanya perlahan-lahan dengan air kecuali air mendidih tetapi kalsium bereaksi cepat bahkan pada suhu kamar dan membentuk suspensi putih berawan hemat larut kalsium hidroksida
Kalsium strontium dan barium dapat mengurangi gas hidrogen ketika dipanaskan membentuk hidrida
Ca (s) + H2 (g) reg CaH2 (s)
Logam panas juga cukup kuat reduktor untuk mengurangi gas nitrogen dan membentuk nitrida
3mg (s) + N2 (g) reg Mg3N2 (s)
Magnesium dapat mengurangi dan terbakar karbon dioksida
2mg (s) + CO2 (g) reg 2MgO (s) + C (s)
Ini berarti bahwa kebakaran magnesium tidak dapat dipadamkan dengan menggunakan alat pemadam kebakaran karbon dioksida
OKSIDA
Oksida logam alkali tanah memiliki MO rumus umum dan mendasar Mereka biasanya disiapkan dengan memanaskan hidroksida atau karbonat untuk melepaskan gas karbon dioksida Mereka memiliki entalpi kisi tinggi dan titik leleh Peroksida MO2 dikenal untuk semua elemen ini kecuali berilium sebagai Be2 + kation terlalu kecil untuk menampung anion peroksida
HIDROKSIDA
Kalsium strontium dan barium oksida bereaksi dengan air untuk membentuk hidroksida
CaO (s) + H2O (l) reg Ca (OH) 2 (s)
Kalsium hidroksida dikenal sebagai kapur mati Hal ini larut dalam air dan larutan alkali ringan yang dihasilkan dikenal sebagai air kapur yang digunakan untuk menguji gas asam karbon dioksida
HALIDA
Semua golongan 2 halida biasanya ditemukan dalam bentuk terhidrasi kecuali ion berilium klorida Kalsium klorida anhidrat memiliki afinitas yang kuat seperti air itu digunakan sebagai agen pengeringan
IONISASI OKSIDASI SERIKAT DAN ENERGI
Dalam semua senyawa logam ini memiliki jumlah oksidasi 2 dan dengan sedikit pengecualian mereka adalah senyawa ionik Alasan untuk ini dapat dilihat dengan pemeriksaan konfigurasi elektron yang selalu memiliki dua elektron pada tingkat kuantum luar Elektron ini relatif mudah untuk menghapus tetapi menghilangkan elektron yang ketiga jauh lebih sulit karena dekat dengan nukleus dan dengan penuh kulit kuantum Hal ini menyebabkan pembentukan M2 + Energi ionisasi mencerminkan susunan elektron ini Dua yang pertama energi ionisasi yang relatif rendah dan yang ketiga sangat jauh lebih tinggi
Alkali tanah
Elemen ndash elemen logam alkali tanah ditemukan dalam kelompok kedua tabel periodik Semua unsur alkali tanah memiliki jumlah oksidasi +2 membuat mereka sangat reaktif Karena reaktivitas logam yang bersifat basa tidak ditemukan bebas di alam
KONFIGURASI LOGAM ALKALI TANAH
Berilium (Be) 1s2 2s2 Magnesium (Mg) 1s2 2s2 2p6 3s2 Kalsium (Ca) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Strontium (Sr) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 Barium (Ba) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 Radium (Ra) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
INFORMASI UMUM
1 Nama BERILIUMSimbol BeAtom Nomor 4Massa Atom 9012182 amuTitik leleh 12780 deg C (155115 K 23324 deg F)Titik didih 29700 deg C (324315 K 53780 deg F)Jumlah Proton Elektron 4Jumlah Neutron 5Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal HexagonalMassa jenis 293 K 18477 gcm3Warna abu
Struktur atom
[Bohr Model of Berilium]Jumlah Tingkat Energi 2
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1798Penemu Fredrich WohlerNama Asal Dari mineral berylPenggunaan pesawat ruang angkasa peluru kendali pesawatDiperoleh Dari beryl chrysoberyl
2 Nama MAGNESIUMSimbol MgAtom Nomor 12Massa Atom 24305 amuTitikleleh 6500 deg C (92315 K 12020 deg F)Titik didih 11070 deg C (138015 K 20246 deg F)Jumlah Proton Elektron 12Jumlah Neutron12Klasifikasi Alkali TanahStruktur kristal HexagonalMassa jenis 293 K 1738 gcm3Warna keabu-abuan
Struktur atom
[Bohr Model of Magnesium]Jumlah Tingkat Energi 3
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Magnesia (Kota)Penggunaan pesawat rudalDiperoleh dari air laut
3 Nama KALSIUMSimbol Ca
Atom Nomor 20Massa Atom 40078 amuTitik Leleh 8390 deg C (111215 K 15422 deg F)Titik didih 14840 deg C (175715 K 27032 deg F)Jumlah Proton Elektron 20Jumlah Neutron 20Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 155 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of Calcium]Jumlah Tingkat Energi 4
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 8Keempat Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata latin calcis (jeruk nipis)Penggunaan bentuk-bentuk kehidupan untuk tulang dan kerangDiperoleh Dari kapur batu gamping marmer 35 dari kerak
4 Nama STRONTIUMSimbol SrAtom Nomor 38Massa Atom 8762 amuTitik leleh 7690 deg C (104215 K 14162 deg F)Titik didih 13840 deg C (165715 K 25232 deg F)Jumlah Proton Elektron 38Jumlah Neutron 50Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 254 gcm3Warna kuning
Struktur atom
[Bohr Model of Strontium]Jumlah Tingkat Energi 5
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 8Kelima Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1790Penemu A CrawfordNama Asal Setelah Strotian (kota Skotlandia)Penggunaan suar kembang api warna merahDiperoleh Dari celestite strontianite
5 Nama BARIUMSimbol BaAtom Nomor 56Massa Atom 137327 amuTitik leleh 7250 deg C (99815 K 13370 deg F)Titik didih 11400 deg C (141315 K 20840 deg F)Jumlah Proton Elektron 56Jumlah Neutron 81Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 351 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of barium]Jumlah Tingkat Energi 6
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 18Kelima Energi Level 8Keenam Energi Level 2
Fakta
Tanggal Discovery 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata Yunani barys (berat)Penggunaan Kedokteran aplikasi antara lainDiperoleh Dari barytine whiterite
6 Nama RADIUMSimbol RaAtom Nomor 88Massa Atom (2260) amuTitik leleh 7000 deg C (97315 K 12920 deg F)Titik didih 17370 deg C (201015 K 31586 deg F)Jumlah Proton Elektron 88Jumlah Neutron 138Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 50 gcm3Warna ke perak perakan
Struktur atom
[Bohr Model of Radium]Jumlah Tingkat Energi 7
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 32Kelima Energi Level 18Keenam Energi Level 8Ketujuh Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1898Penemu Pierre dan Marie CurieNama Asal Dari kata Latin jari-jari (ray)Penggunaan mengobati kankerDiperoleh dari bijih uranium
ALKALI TANAH1 DEFINISI ALKALI TANAH
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu Berilium (Be) Magnesium (Mg) Calcium (Ca) Stronsium (Sr) Barium (Ba) dan Radium (Ra) Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu 1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2 Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik Karena elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan agar mencapai kestabilan
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen dan logam murni yang ada di udara membentuk lapisan luar pada oksigen
2 SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya Jadi dalam satu golongan (dari atas ke bawah) jari-jari atomnya semakin besar Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom
Jari-Jari Ion Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1 Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya Maka EI 1lt EI 2 lt EI 3 Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan Dalam satu periode
(dari kiri ke kanan) EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif Semakin negatif harga afinitas elektron semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga afinitas elektronnya semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga afinitas elektronnya semakin besar Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif kecuali golongan IIA dan VIIIA Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 07 sampai 4 Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga keelektronegatifan semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga keelektronegatifan semakin besar
Sifat Logam dan Non Logam Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI) Makin besar harga EI makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam
Kereaktifan Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) mula-mula kereaktifan menurun tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA)
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
1 Nomor Atom 4 12 20 38 562 Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3 Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
4 Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
2 Memiliki titik leleh yang lebih tinggi Disebabkan oleh kehadiran dua valensi elektron pada setiap atom yang mengarah pada ikatan logam yang lebih kuat daripada terjadi di golongan 1A
3 Tiga elemen ini memberikan karakteristik warna ketika dipanaskan dalam api
Putih cemerlang Mg
Merah bata Ca
Merah Sr
Hijau Ba
4 Jari-jari atom dan ion semakin besar (dari atas ke bawah) Jari-jari ion jauh lebih kecil daripada jari-jari atom Hal ini karena atom mengandung dua elektron dalam tingkat s relatif jauh dari nukleus dan inilah elektron yang dikeluarkan untuk membentuk ion Sisa elektron dengan demikian dalam tingkat lebih dekat ke inti dan di samping meningkatnya biaya nuklir efektif menarik elektron menuju inti dan mengurangi ukuran ion
SIFAT KIMIA
Sifat-sifat kimia unsur-unsur Kelompok 2 didominasi oleh mengurangi tenaga yang kuat dari logam Unsur-unsur menjadi semakin turun elektropositif di golongan
Begitu dimulai reaksi dengan oksigen dan klorin yang kuat
2mg (s) + O2 (g) reg 2MgO (s)
Ca (s) + Cl2 (g) reg CaCl2 (s)
Semua logam kecuali berilium membentuk oksida di udara pada suhu kamar yang menumpulkan permukaan logam Barium begitu reaktif akan disimpan dalam minyak
Semua logam kecuali berilium mengurangi air dan asam encer hidrogen
Mg (s) + 2H + (aq) reg Mg (aq) + H2 (g)
Magnesium bereaksi hanya perlahan-lahan dengan air kecuali air mendidih tetapi kalsium bereaksi cepat bahkan pada suhu kamar dan membentuk suspensi putih berawan hemat larut kalsium hidroksida
Kalsium strontium dan barium dapat mengurangi gas hidrogen ketika dipanaskan membentuk hidrida
Ca (s) + H2 (g) reg CaH2 (s)
Logam panas juga cukup kuat reduktor untuk mengurangi gas nitrogen dan membentuk nitrida
3mg (s) + N2 (g) reg Mg3N2 (s)
Magnesium dapat mengurangi dan terbakar karbon dioksida
2mg (s) + CO2 (g) reg 2MgO (s) + C (s)
Ini berarti bahwa kebakaran magnesium tidak dapat dipadamkan dengan menggunakan alat pemadam kebakaran karbon dioksida
OKSIDA
Oksida logam alkali tanah memiliki MO rumus umum dan mendasar Mereka biasanya disiapkan dengan memanaskan hidroksida atau karbonat untuk melepaskan gas karbon dioksida Mereka memiliki entalpi kisi tinggi dan titik leleh Peroksida MO2 dikenal untuk semua elemen ini kecuali berilium sebagai Be2 + kation terlalu kecil untuk menampung anion peroksida
HIDROKSIDA
Kalsium strontium dan barium oksida bereaksi dengan air untuk membentuk hidroksida
CaO (s) + H2O (l) reg Ca (OH) 2 (s)
Kalsium hidroksida dikenal sebagai kapur mati Hal ini larut dalam air dan larutan alkali ringan yang dihasilkan dikenal sebagai air kapur yang digunakan untuk menguji gas asam karbon dioksida
HALIDA
Semua golongan 2 halida biasanya ditemukan dalam bentuk terhidrasi kecuali ion berilium klorida Kalsium klorida anhidrat memiliki afinitas yang kuat seperti air itu digunakan sebagai agen pengeringan
IONISASI OKSIDASI SERIKAT DAN ENERGI
Dalam semua senyawa logam ini memiliki jumlah oksidasi 2 dan dengan sedikit pengecualian mereka adalah senyawa ionik Alasan untuk ini dapat dilihat dengan pemeriksaan konfigurasi elektron yang selalu memiliki dua elektron pada tingkat kuantum luar Elektron ini relatif mudah untuk menghapus tetapi menghilangkan elektron yang ketiga jauh lebih sulit karena dekat dengan nukleus dan dengan penuh kulit kuantum Hal ini menyebabkan pembentukan M2 + Energi ionisasi mencerminkan susunan elektron ini Dua yang pertama energi ionisasi yang relatif rendah dan yang ketiga sangat jauh lebih tinggi
Alkali tanah
Elemen ndash elemen logam alkali tanah ditemukan dalam kelompok kedua tabel periodik Semua unsur alkali tanah memiliki jumlah oksidasi +2 membuat mereka sangat reaktif Karena reaktivitas logam yang bersifat basa tidak ditemukan bebas di alam
KONFIGURASI LOGAM ALKALI TANAH
Berilium (Be) 1s2 2s2 Magnesium (Mg) 1s2 2s2 2p6 3s2 Kalsium (Ca) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Strontium (Sr) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 Barium (Ba) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 Radium (Ra) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
INFORMASI UMUM
1 Nama BERILIUMSimbol BeAtom Nomor 4Massa Atom 9012182 amuTitik leleh 12780 deg C (155115 K 23324 deg F)Titik didih 29700 deg C (324315 K 53780 deg F)Jumlah Proton Elektron 4Jumlah Neutron 5Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal HexagonalMassa jenis 293 K 18477 gcm3Warna abu
Struktur atom
[Bohr Model of Berilium]Jumlah Tingkat Energi 2
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1798Penemu Fredrich WohlerNama Asal Dari mineral berylPenggunaan pesawat ruang angkasa peluru kendali pesawatDiperoleh Dari beryl chrysoberyl
2 Nama MAGNESIUMSimbol MgAtom Nomor 12Massa Atom 24305 amuTitikleleh 6500 deg C (92315 K 12020 deg F)Titik didih 11070 deg C (138015 K 20246 deg F)Jumlah Proton Elektron 12Jumlah Neutron12Klasifikasi Alkali TanahStruktur kristal HexagonalMassa jenis 293 K 1738 gcm3Warna keabu-abuan
Struktur atom
[Bohr Model of Magnesium]Jumlah Tingkat Energi 3
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Magnesia (Kota)Penggunaan pesawat rudalDiperoleh dari air laut
3 Nama KALSIUMSimbol Ca
Atom Nomor 20Massa Atom 40078 amuTitik Leleh 8390 deg C (111215 K 15422 deg F)Titik didih 14840 deg C (175715 K 27032 deg F)Jumlah Proton Elektron 20Jumlah Neutron 20Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 155 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of Calcium]Jumlah Tingkat Energi 4
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 8Keempat Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata latin calcis (jeruk nipis)Penggunaan bentuk-bentuk kehidupan untuk tulang dan kerangDiperoleh Dari kapur batu gamping marmer 35 dari kerak
4 Nama STRONTIUMSimbol SrAtom Nomor 38Massa Atom 8762 amuTitik leleh 7690 deg C (104215 K 14162 deg F)Titik didih 13840 deg C (165715 K 25232 deg F)Jumlah Proton Elektron 38Jumlah Neutron 50Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 254 gcm3Warna kuning
Struktur atom
[Bohr Model of Strontium]Jumlah Tingkat Energi 5
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 8Kelima Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1790Penemu A CrawfordNama Asal Setelah Strotian (kota Skotlandia)Penggunaan suar kembang api warna merahDiperoleh Dari celestite strontianite
5 Nama BARIUMSimbol BaAtom Nomor 56Massa Atom 137327 amuTitik leleh 7250 deg C (99815 K 13370 deg F)Titik didih 11400 deg C (141315 K 20840 deg F)Jumlah Proton Elektron 56Jumlah Neutron 81Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 351 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of barium]Jumlah Tingkat Energi 6
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 18Kelima Energi Level 8Keenam Energi Level 2
Fakta
Tanggal Discovery 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata Yunani barys (berat)Penggunaan Kedokteran aplikasi antara lainDiperoleh Dari barytine whiterite
6 Nama RADIUMSimbol RaAtom Nomor 88Massa Atom (2260) amuTitik leleh 7000 deg C (97315 K 12920 deg F)Titik didih 17370 deg C (201015 K 31586 deg F)Jumlah Proton Elektron 88Jumlah Neutron 138Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 50 gcm3Warna ke perak perakan
Struktur atom
[Bohr Model of Radium]Jumlah Tingkat Energi 7
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 32Kelima Energi Level 18Keenam Energi Level 8Ketujuh Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1898Penemu Pierre dan Marie CurieNama Asal Dari kata Latin jari-jari (ray)Penggunaan mengobati kankerDiperoleh dari bijih uranium
ALKALI TANAH1 DEFINISI ALKALI TANAH
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu Berilium (Be) Magnesium (Mg) Calcium (Ca) Stronsium (Sr) Barium (Ba) dan Radium (Ra) Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu 1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2 Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik Karena elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan agar mencapai kestabilan
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen dan logam murni yang ada di udara membentuk lapisan luar pada oksigen
2 SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya Jadi dalam satu golongan (dari atas ke bawah) jari-jari atomnya semakin besar Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom
Jari-Jari Ion Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1 Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya Maka EI 1lt EI 2 lt EI 3 Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan Dalam satu periode
(dari kiri ke kanan) EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif Semakin negatif harga afinitas elektron semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga afinitas elektronnya semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga afinitas elektronnya semakin besar Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif kecuali golongan IIA dan VIIIA Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 07 sampai 4 Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga keelektronegatifan semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga keelektronegatifan semakin besar
Sifat Logam dan Non Logam Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI) Makin besar harga EI makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam
Kereaktifan Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) mula-mula kereaktifan menurun tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA)
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
1 Nomor Atom 4 12 20 38 562 Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3 Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
4 Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Logam panas juga cukup kuat reduktor untuk mengurangi gas nitrogen dan membentuk nitrida
3mg (s) + N2 (g) reg Mg3N2 (s)
Magnesium dapat mengurangi dan terbakar karbon dioksida
2mg (s) + CO2 (g) reg 2MgO (s) + C (s)
Ini berarti bahwa kebakaran magnesium tidak dapat dipadamkan dengan menggunakan alat pemadam kebakaran karbon dioksida
OKSIDA
Oksida logam alkali tanah memiliki MO rumus umum dan mendasar Mereka biasanya disiapkan dengan memanaskan hidroksida atau karbonat untuk melepaskan gas karbon dioksida Mereka memiliki entalpi kisi tinggi dan titik leleh Peroksida MO2 dikenal untuk semua elemen ini kecuali berilium sebagai Be2 + kation terlalu kecil untuk menampung anion peroksida
HIDROKSIDA
Kalsium strontium dan barium oksida bereaksi dengan air untuk membentuk hidroksida
CaO (s) + H2O (l) reg Ca (OH) 2 (s)
Kalsium hidroksida dikenal sebagai kapur mati Hal ini larut dalam air dan larutan alkali ringan yang dihasilkan dikenal sebagai air kapur yang digunakan untuk menguji gas asam karbon dioksida
HALIDA
Semua golongan 2 halida biasanya ditemukan dalam bentuk terhidrasi kecuali ion berilium klorida Kalsium klorida anhidrat memiliki afinitas yang kuat seperti air itu digunakan sebagai agen pengeringan
IONISASI OKSIDASI SERIKAT DAN ENERGI
Dalam semua senyawa logam ini memiliki jumlah oksidasi 2 dan dengan sedikit pengecualian mereka adalah senyawa ionik Alasan untuk ini dapat dilihat dengan pemeriksaan konfigurasi elektron yang selalu memiliki dua elektron pada tingkat kuantum luar Elektron ini relatif mudah untuk menghapus tetapi menghilangkan elektron yang ketiga jauh lebih sulit karena dekat dengan nukleus dan dengan penuh kulit kuantum Hal ini menyebabkan pembentukan M2 + Energi ionisasi mencerminkan susunan elektron ini Dua yang pertama energi ionisasi yang relatif rendah dan yang ketiga sangat jauh lebih tinggi
Alkali tanah
Elemen ndash elemen logam alkali tanah ditemukan dalam kelompok kedua tabel periodik Semua unsur alkali tanah memiliki jumlah oksidasi +2 membuat mereka sangat reaktif Karena reaktivitas logam yang bersifat basa tidak ditemukan bebas di alam
KONFIGURASI LOGAM ALKALI TANAH
Berilium (Be) 1s2 2s2 Magnesium (Mg) 1s2 2s2 2p6 3s2 Kalsium (Ca) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Strontium (Sr) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 Barium (Ba) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 Radium (Ra) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
INFORMASI UMUM
1 Nama BERILIUMSimbol BeAtom Nomor 4Massa Atom 9012182 amuTitik leleh 12780 deg C (155115 K 23324 deg F)Titik didih 29700 deg C (324315 K 53780 deg F)Jumlah Proton Elektron 4Jumlah Neutron 5Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal HexagonalMassa jenis 293 K 18477 gcm3Warna abu
Struktur atom
[Bohr Model of Berilium]Jumlah Tingkat Energi 2
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1798Penemu Fredrich WohlerNama Asal Dari mineral berylPenggunaan pesawat ruang angkasa peluru kendali pesawatDiperoleh Dari beryl chrysoberyl
2 Nama MAGNESIUMSimbol MgAtom Nomor 12Massa Atom 24305 amuTitikleleh 6500 deg C (92315 K 12020 deg F)Titik didih 11070 deg C (138015 K 20246 deg F)Jumlah Proton Elektron 12Jumlah Neutron12Klasifikasi Alkali TanahStruktur kristal HexagonalMassa jenis 293 K 1738 gcm3Warna keabu-abuan
Struktur atom
[Bohr Model of Magnesium]Jumlah Tingkat Energi 3
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Magnesia (Kota)Penggunaan pesawat rudalDiperoleh dari air laut
3 Nama KALSIUMSimbol Ca
Atom Nomor 20Massa Atom 40078 amuTitik Leleh 8390 deg C (111215 K 15422 deg F)Titik didih 14840 deg C (175715 K 27032 deg F)Jumlah Proton Elektron 20Jumlah Neutron 20Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 155 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of Calcium]Jumlah Tingkat Energi 4
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 8Keempat Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata latin calcis (jeruk nipis)Penggunaan bentuk-bentuk kehidupan untuk tulang dan kerangDiperoleh Dari kapur batu gamping marmer 35 dari kerak
4 Nama STRONTIUMSimbol SrAtom Nomor 38Massa Atom 8762 amuTitik leleh 7690 deg C (104215 K 14162 deg F)Titik didih 13840 deg C (165715 K 25232 deg F)Jumlah Proton Elektron 38Jumlah Neutron 50Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 254 gcm3Warna kuning
Struktur atom
[Bohr Model of Strontium]Jumlah Tingkat Energi 5
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 8Kelima Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1790Penemu A CrawfordNama Asal Setelah Strotian (kota Skotlandia)Penggunaan suar kembang api warna merahDiperoleh Dari celestite strontianite
5 Nama BARIUMSimbol BaAtom Nomor 56Massa Atom 137327 amuTitik leleh 7250 deg C (99815 K 13370 deg F)Titik didih 11400 deg C (141315 K 20840 deg F)Jumlah Proton Elektron 56Jumlah Neutron 81Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 351 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of barium]Jumlah Tingkat Energi 6
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 18Kelima Energi Level 8Keenam Energi Level 2
Fakta
Tanggal Discovery 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata Yunani barys (berat)Penggunaan Kedokteran aplikasi antara lainDiperoleh Dari barytine whiterite
6 Nama RADIUMSimbol RaAtom Nomor 88Massa Atom (2260) amuTitik leleh 7000 deg C (97315 K 12920 deg F)Titik didih 17370 deg C (201015 K 31586 deg F)Jumlah Proton Elektron 88Jumlah Neutron 138Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 50 gcm3Warna ke perak perakan
Struktur atom
[Bohr Model of Radium]Jumlah Tingkat Energi 7
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 32Kelima Energi Level 18Keenam Energi Level 8Ketujuh Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1898Penemu Pierre dan Marie CurieNama Asal Dari kata Latin jari-jari (ray)Penggunaan mengobati kankerDiperoleh dari bijih uranium
ALKALI TANAH1 DEFINISI ALKALI TANAH
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu Berilium (Be) Magnesium (Mg) Calcium (Ca) Stronsium (Sr) Barium (Ba) dan Radium (Ra) Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu 1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2 Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik Karena elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan agar mencapai kestabilan
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen dan logam murni yang ada di udara membentuk lapisan luar pada oksigen
2 SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya Jadi dalam satu golongan (dari atas ke bawah) jari-jari atomnya semakin besar Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom
Jari-Jari Ion Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1 Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya Maka EI 1lt EI 2 lt EI 3 Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan Dalam satu periode
(dari kiri ke kanan) EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif Semakin negatif harga afinitas elektron semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga afinitas elektronnya semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga afinitas elektronnya semakin besar Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif kecuali golongan IIA dan VIIIA Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 07 sampai 4 Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga keelektronegatifan semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga keelektronegatifan semakin besar
Sifat Logam dan Non Logam Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI) Makin besar harga EI makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam
Kereaktifan Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) mula-mula kereaktifan menurun tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA)
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
1 Nomor Atom 4 12 20 38 562 Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3 Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
4 Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Alkali tanah
Elemen ndash elemen logam alkali tanah ditemukan dalam kelompok kedua tabel periodik Semua unsur alkali tanah memiliki jumlah oksidasi +2 membuat mereka sangat reaktif Karena reaktivitas logam yang bersifat basa tidak ditemukan bebas di alam
KONFIGURASI LOGAM ALKALI TANAH
Berilium (Be) 1s2 2s2 Magnesium (Mg) 1s2 2s2 2p6 3s2 Kalsium (Ca) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Strontium (Sr) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 Barium (Ba) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 Radium (Ra) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
INFORMASI UMUM
1 Nama BERILIUMSimbol BeAtom Nomor 4Massa Atom 9012182 amuTitik leleh 12780 deg C (155115 K 23324 deg F)Titik didih 29700 deg C (324315 K 53780 deg F)Jumlah Proton Elektron 4Jumlah Neutron 5Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal HexagonalMassa jenis 293 K 18477 gcm3Warna abu
Struktur atom
[Bohr Model of Berilium]Jumlah Tingkat Energi 2
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1798Penemu Fredrich WohlerNama Asal Dari mineral berylPenggunaan pesawat ruang angkasa peluru kendali pesawatDiperoleh Dari beryl chrysoberyl
2 Nama MAGNESIUMSimbol MgAtom Nomor 12Massa Atom 24305 amuTitikleleh 6500 deg C (92315 K 12020 deg F)Titik didih 11070 deg C (138015 K 20246 deg F)Jumlah Proton Elektron 12Jumlah Neutron12Klasifikasi Alkali TanahStruktur kristal HexagonalMassa jenis 293 K 1738 gcm3Warna keabu-abuan
Struktur atom
[Bohr Model of Magnesium]Jumlah Tingkat Energi 3
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Magnesia (Kota)Penggunaan pesawat rudalDiperoleh dari air laut
3 Nama KALSIUMSimbol Ca
Atom Nomor 20Massa Atom 40078 amuTitik Leleh 8390 deg C (111215 K 15422 deg F)Titik didih 14840 deg C (175715 K 27032 deg F)Jumlah Proton Elektron 20Jumlah Neutron 20Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 155 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of Calcium]Jumlah Tingkat Energi 4
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 8Keempat Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata latin calcis (jeruk nipis)Penggunaan bentuk-bentuk kehidupan untuk tulang dan kerangDiperoleh Dari kapur batu gamping marmer 35 dari kerak
4 Nama STRONTIUMSimbol SrAtom Nomor 38Massa Atom 8762 amuTitik leleh 7690 deg C (104215 K 14162 deg F)Titik didih 13840 deg C (165715 K 25232 deg F)Jumlah Proton Elektron 38Jumlah Neutron 50Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 254 gcm3Warna kuning
Struktur atom
[Bohr Model of Strontium]Jumlah Tingkat Energi 5
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 8Kelima Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1790Penemu A CrawfordNama Asal Setelah Strotian (kota Skotlandia)Penggunaan suar kembang api warna merahDiperoleh Dari celestite strontianite
5 Nama BARIUMSimbol BaAtom Nomor 56Massa Atom 137327 amuTitik leleh 7250 deg C (99815 K 13370 deg F)Titik didih 11400 deg C (141315 K 20840 deg F)Jumlah Proton Elektron 56Jumlah Neutron 81Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 351 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of barium]Jumlah Tingkat Energi 6
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 18Kelima Energi Level 8Keenam Energi Level 2
Fakta
Tanggal Discovery 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata Yunani barys (berat)Penggunaan Kedokteran aplikasi antara lainDiperoleh Dari barytine whiterite
6 Nama RADIUMSimbol RaAtom Nomor 88Massa Atom (2260) amuTitik leleh 7000 deg C (97315 K 12920 deg F)Titik didih 17370 deg C (201015 K 31586 deg F)Jumlah Proton Elektron 88Jumlah Neutron 138Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 50 gcm3Warna ke perak perakan
Struktur atom
[Bohr Model of Radium]Jumlah Tingkat Energi 7
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 32Kelima Energi Level 18Keenam Energi Level 8Ketujuh Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1898Penemu Pierre dan Marie CurieNama Asal Dari kata Latin jari-jari (ray)Penggunaan mengobati kankerDiperoleh dari bijih uranium
ALKALI TANAH1 DEFINISI ALKALI TANAH
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu Berilium (Be) Magnesium (Mg) Calcium (Ca) Stronsium (Sr) Barium (Ba) dan Radium (Ra) Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu 1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2 Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik Karena elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan agar mencapai kestabilan
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen dan logam murni yang ada di udara membentuk lapisan luar pada oksigen
2 SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya Jadi dalam satu golongan (dari atas ke bawah) jari-jari atomnya semakin besar Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom
Jari-Jari Ion Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1 Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya Maka EI 1lt EI 2 lt EI 3 Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan Dalam satu periode
(dari kiri ke kanan) EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif Semakin negatif harga afinitas elektron semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga afinitas elektronnya semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga afinitas elektronnya semakin besar Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif kecuali golongan IIA dan VIIIA Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 07 sampai 4 Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga keelektronegatifan semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga keelektronegatifan semakin besar
Sifat Logam dan Non Logam Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI) Makin besar harga EI makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam
Kereaktifan Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) mula-mula kereaktifan menurun tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA)
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
1 Nomor Atom 4 12 20 38 562 Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3 Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
4 Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1798Penemu Fredrich WohlerNama Asal Dari mineral berylPenggunaan pesawat ruang angkasa peluru kendali pesawatDiperoleh Dari beryl chrysoberyl
2 Nama MAGNESIUMSimbol MgAtom Nomor 12Massa Atom 24305 amuTitikleleh 6500 deg C (92315 K 12020 deg F)Titik didih 11070 deg C (138015 K 20246 deg F)Jumlah Proton Elektron 12Jumlah Neutron12Klasifikasi Alkali TanahStruktur kristal HexagonalMassa jenis 293 K 1738 gcm3Warna keabu-abuan
Struktur atom
[Bohr Model of Magnesium]Jumlah Tingkat Energi 3
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Magnesia (Kota)Penggunaan pesawat rudalDiperoleh dari air laut
3 Nama KALSIUMSimbol Ca
Atom Nomor 20Massa Atom 40078 amuTitik Leleh 8390 deg C (111215 K 15422 deg F)Titik didih 14840 deg C (175715 K 27032 deg F)Jumlah Proton Elektron 20Jumlah Neutron 20Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 155 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of Calcium]Jumlah Tingkat Energi 4
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 8Keempat Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata latin calcis (jeruk nipis)Penggunaan bentuk-bentuk kehidupan untuk tulang dan kerangDiperoleh Dari kapur batu gamping marmer 35 dari kerak
4 Nama STRONTIUMSimbol SrAtom Nomor 38Massa Atom 8762 amuTitik leleh 7690 deg C (104215 K 14162 deg F)Titik didih 13840 deg C (165715 K 25232 deg F)Jumlah Proton Elektron 38Jumlah Neutron 50Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 254 gcm3Warna kuning
Struktur atom
[Bohr Model of Strontium]Jumlah Tingkat Energi 5
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 8Kelima Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1790Penemu A CrawfordNama Asal Setelah Strotian (kota Skotlandia)Penggunaan suar kembang api warna merahDiperoleh Dari celestite strontianite
5 Nama BARIUMSimbol BaAtom Nomor 56Massa Atom 137327 amuTitik leleh 7250 deg C (99815 K 13370 deg F)Titik didih 11400 deg C (141315 K 20840 deg F)Jumlah Proton Elektron 56Jumlah Neutron 81Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 351 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of barium]Jumlah Tingkat Energi 6
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 18Kelima Energi Level 8Keenam Energi Level 2
Fakta
Tanggal Discovery 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata Yunani barys (berat)Penggunaan Kedokteran aplikasi antara lainDiperoleh Dari barytine whiterite
6 Nama RADIUMSimbol RaAtom Nomor 88Massa Atom (2260) amuTitik leleh 7000 deg C (97315 K 12920 deg F)Titik didih 17370 deg C (201015 K 31586 deg F)Jumlah Proton Elektron 88Jumlah Neutron 138Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 50 gcm3Warna ke perak perakan
Struktur atom
[Bohr Model of Radium]Jumlah Tingkat Energi 7
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 32Kelima Energi Level 18Keenam Energi Level 8Ketujuh Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1898Penemu Pierre dan Marie CurieNama Asal Dari kata Latin jari-jari (ray)Penggunaan mengobati kankerDiperoleh dari bijih uranium
ALKALI TANAH1 DEFINISI ALKALI TANAH
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu Berilium (Be) Magnesium (Mg) Calcium (Ca) Stronsium (Sr) Barium (Ba) dan Radium (Ra) Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu 1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2 Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik Karena elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan agar mencapai kestabilan
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen dan logam murni yang ada di udara membentuk lapisan luar pada oksigen
2 SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya Jadi dalam satu golongan (dari atas ke bawah) jari-jari atomnya semakin besar Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom
Jari-Jari Ion Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1 Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya Maka EI 1lt EI 2 lt EI 3 Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan Dalam satu periode
(dari kiri ke kanan) EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif Semakin negatif harga afinitas elektron semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga afinitas elektronnya semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga afinitas elektronnya semakin besar Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif kecuali golongan IIA dan VIIIA Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 07 sampai 4 Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga keelektronegatifan semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga keelektronegatifan semakin besar
Sifat Logam dan Non Logam Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI) Makin besar harga EI makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam
Kereaktifan Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) mula-mula kereaktifan menurun tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA)
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
1 Nomor Atom 4 12 20 38 562 Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3 Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
4 Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Atom Nomor 20Massa Atom 40078 amuTitik Leleh 8390 deg C (111215 K 15422 deg F)Titik didih 14840 deg C (175715 K 27032 deg F)Jumlah Proton Elektron 20Jumlah Neutron 20Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 155 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of Calcium]Jumlah Tingkat Energi 4
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 8Keempat Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata latin calcis (jeruk nipis)Penggunaan bentuk-bentuk kehidupan untuk tulang dan kerangDiperoleh Dari kapur batu gamping marmer 35 dari kerak
4 Nama STRONTIUMSimbol SrAtom Nomor 38Massa Atom 8762 amuTitik leleh 7690 deg C (104215 K 14162 deg F)Titik didih 13840 deg C (165715 K 25232 deg F)Jumlah Proton Elektron 38Jumlah Neutron 50Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 254 gcm3Warna kuning
Struktur atom
[Bohr Model of Strontium]Jumlah Tingkat Energi 5
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 8Kelima Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1790Penemu A CrawfordNama Asal Setelah Strotian (kota Skotlandia)Penggunaan suar kembang api warna merahDiperoleh Dari celestite strontianite
5 Nama BARIUMSimbol BaAtom Nomor 56Massa Atom 137327 amuTitik leleh 7250 deg C (99815 K 13370 deg F)Titik didih 11400 deg C (141315 K 20840 deg F)Jumlah Proton Elektron 56Jumlah Neutron 81Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 351 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of barium]Jumlah Tingkat Energi 6
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 18Kelima Energi Level 8Keenam Energi Level 2
Fakta
Tanggal Discovery 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata Yunani barys (berat)Penggunaan Kedokteran aplikasi antara lainDiperoleh Dari barytine whiterite
6 Nama RADIUMSimbol RaAtom Nomor 88Massa Atom (2260) amuTitik leleh 7000 deg C (97315 K 12920 deg F)Titik didih 17370 deg C (201015 K 31586 deg F)Jumlah Proton Elektron 88Jumlah Neutron 138Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 50 gcm3Warna ke perak perakan
Struktur atom
[Bohr Model of Radium]Jumlah Tingkat Energi 7
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 32Kelima Energi Level 18Keenam Energi Level 8Ketujuh Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1898Penemu Pierre dan Marie CurieNama Asal Dari kata Latin jari-jari (ray)Penggunaan mengobati kankerDiperoleh dari bijih uranium
ALKALI TANAH1 DEFINISI ALKALI TANAH
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu Berilium (Be) Magnesium (Mg) Calcium (Ca) Stronsium (Sr) Barium (Ba) dan Radium (Ra) Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu 1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2 Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik Karena elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan agar mencapai kestabilan
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen dan logam murni yang ada di udara membentuk lapisan luar pada oksigen
2 SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya Jadi dalam satu golongan (dari atas ke bawah) jari-jari atomnya semakin besar Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom
Jari-Jari Ion Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1 Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya Maka EI 1lt EI 2 lt EI 3 Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan Dalam satu periode
(dari kiri ke kanan) EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif Semakin negatif harga afinitas elektron semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga afinitas elektronnya semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga afinitas elektronnya semakin besar Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif kecuali golongan IIA dan VIIIA Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 07 sampai 4 Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga keelektronegatifan semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga keelektronegatifan semakin besar
Sifat Logam dan Non Logam Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI) Makin besar harga EI makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam
Kereaktifan Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) mula-mula kereaktifan menurun tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA)
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
1 Nomor Atom 4 12 20 38 562 Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3 Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
4 Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
[Bohr Model of Strontium]Jumlah Tingkat Energi 5
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 8Kelima Energi Level 2
Fakta
Tanggal penemuan 1790Penemu A CrawfordNama Asal Setelah Strotian (kota Skotlandia)Penggunaan suar kembang api warna merahDiperoleh Dari celestite strontianite
5 Nama BARIUMSimbol BaAtom Nomor 56Massa Atom 137327 amuTitik leleh 7250 deg C (99815 K 13370 deg F)Titik didih 11400 deg C (141315 K 20840 deg F)Jumlah Proton Elektron 56Jumlah Neutron 81Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 351 gcm3Warna Silver
Struktur atom
[Bohr Model of barium]Jumlah Tingkat Energi 6
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 18Kelima Energi Level 8Keenam Energi Level 2
Fakta
Tanggal Discovery 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata Yunani barys (berat)Penggunaan Kedokteran aplikasi antara lainDiperoleh Dari barytine whiterite
6 Nama RADIUMSimbol RaAtom Nomor 88Massa Atom (2260) amuTitik leleh 7000 deg C (97315 K 12920 deg F)Titik didih 17370 deg C (201015 K 31586 deg F)Jumlah Proton Elektron 88Jumlah Neutron 138Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 50 gcm3Warna ke perak perakan
Struktur atom
[Bohr Model of Radium]Jumlah Tingkat Energi 7
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 32Kelima Energi Level 18Keenam Energi Level 8Ketujuh Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1898Penemu Pierre dan Marie CurieNama Asal Dari kata Latin jari-jari (ray)Penggunaan mengobati kankerDiperoleh dari bijih uranium
ALKALI TANAH1 DEFINISI ALKALI TANAH
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu Berilium (Be) Magnesium (Mg) Calcium (Ca) Stronsium (Sr) Barium (Ba) dan Radium (Ra) Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu 1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2 Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik Karena elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan agar mencapai kestabilan
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen dan logam murni yang ada di udara membentuk lapisan luar pada oksigen
2 SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya Jadi dalam satu golongan (dari atas ke bawah) jari-jari atomnya semakin besar Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom
Jari-Jari Ion Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1 Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya Maka EI 1lt EI 2 lt EI 3 Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan Dalam satu periode
(dari kiri ke kanan) EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif Semakin negatif harga afinitas elektron semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga afinitas elektronnya semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga afinitas elektronnya semakin besar Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif kecuali golongan IIA dan VIIIA Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 07 sampai 4 Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga keelektronegatifan semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga keelektronegatifan semakin besar
Sifat Logam dan Non Logam Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI) Makin besar harga EI makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam
Kereaktifan Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) mula-mula kereaktifan menurun tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA)
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
1 Nomor Atom 4 12 20 38 562 Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3 Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
4 Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Tanggal Discovery 1808Penemu Sir Humphrey DavyNama Asal Dari kata Yunani barys (berat)Penggunaan Kedokteran aplikasi antara lainDiperoleh Dari barytine whiterite
6 Nama RADIUMSimbol RaAtom Nomor 88Massa Atom (2260) amuTitik leleh 7000 deg C (97315 K 12920 deg F)Titik didih 17370 deg C (201015 K 31586 deg F)Jumlah Proton Elektron 88Jumlah Neutron 138Klasifikasi Alkali TanahStruktur Kristal KubusMassa jenis 293 K 50 gcm3Warna ke perak perakan
Struktur atom
[Bohr Model of Radium]Jumlah Tingkat Energi 7
Energi Tingkat Pertama 2Kedua Energi Level 8Ketiga Energi Level 18Keempat Energi Level 32Kelima Energi Level 18Keenam Energi Level 8Ketujuh Energi Level 2
Fakta
Tanggal Penemuan 1898Penemu Pierre dan Marie CurieNama Asal Dari kata Latin jari-jari (ray)Penggunaan mengobati kankerDiperoleh dari bijih uranium
ALKALI TANAH1 DEFINISI ALKALI TANAH
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu Berilium (Be) Magnesium (Mg) Calcium (Ca) Stronsium (Sr) Barium (Ba) dan Radium (Ra) Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu 1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2 Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik Karena elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan agar mencapai kestabilan
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen dan logam murni yang ada di udara membentuk lapisan luar pada oksigen
2 SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya Jadi dalam satu golongan (dari atas ke bawah) jari-jari atomnya semakin besar Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom
Jari-Jari Ion Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1 Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya Maka EI 1lt EI 2 lt EI 3 Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan Dalam satu periode
(dari kiri ke kanan) EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif Semakin negatif harga afinitas elektron semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga afinitas elektronnya semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga afinitas elektronnya semakin besar Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif kecuali golongan IIA dan VIIIA Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 07 sampai 4 Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga keelektronegatifan semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga keelektronegatifan semakin besar
Sifat Logam dan Non Logam Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI) Makin besar harga EI makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam
Kereaktifan Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) mula-mula kereaktifan menurun tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA)
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
1 Nomor Atom 4 12 20 38 562 Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3 Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
4 Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
ALKALI TANAH1 DEFINISI ALKALI TANAH
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu Berilium (Be) Magnesium (Mg) Calcium (Ca) Stronsium (Sr) Barium (Ba) dan Radium (Ra) Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu 1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2 Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik Karena elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan agar mencapai kestabilan
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen dan logam murni yang ada di udara membentuk lapisan luar pada oksigen
2 SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya Jadi dalam satu golongan (dari atas ke bawah) jari-jari atomnya semakin besar Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom
Jari-Jari Ion Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1 Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya Maka EI 1lt EI 2 lt EI 3 Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan Dalam satu periode
(dari kiri ke kanan) EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif Semakin negatif harga afinitas elektron semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga afinitas elektronnya semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga afinitas elektronnya semakin besar Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif kecuali golongan IIA dan VIIIA Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 07 sampai 4 Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga keelektronegatifan semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga keelektronegatifan semakin besar
Sifat Logam dan Non Logam Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI) Makin besar harga EI makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam
Kereaktifan Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) mula-mula kereaktifan menurun tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA)
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
1 Nomor Atom 4 12 20 38 562 Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3 Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
4 Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
(dari kiri ke kanan) EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif Semakin negatif harga afinitas elektron semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga afinitas elektronnya semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga afinitas elektronnya semakin besar Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif kecuali golongan IIA dan VIIIA Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 07 sampai 4 Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) harga keelektronegatifan semakin kecil Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan) harga keelektronegatifan semakin besar
Sifat Logam dan Non Logam Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI) Makin besar harga EI makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah Dalam satu golongan (dari atas ke bawah) sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam
Kereaktifan Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron Dalam satu periode (dari kiri ke kanan) mula-mula kereaktifan menurun tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA)
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
1 Nomor Atom 4 12 20 38 562 Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3 Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
4 Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
5 Jari-jari Atom (Angstrom) 112 160 197 215 222
6 Jari-jari Ion (Angstrom) 031 065 099 113 135
7 Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
8 Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
9 Elektronegativitas 157 131 100 095 089
10 Potensial Elektrode (V) -185 -237 -287 -289 -290
11 Massa Jenis (g mL-1) 186 175 155 26 36
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1 berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2 Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali
2 Meskipun energi ionisasinya tinggi tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya sehingga lebih stabil sebagai ion M2+
3 Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi
4 Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen
5 Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif) Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat bahkan kalsium stronsium dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium
6 Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan Oleh karena itu unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan
3 GOLONGAN ALKALI TANAH
1 Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4 Unsur ini beracun bervalensi 2 berwarna abu-abu baja kukuh ringan tetapi mudah pecah Berilium adalah logam alkali tanah yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya tembaga berilium)
SIFAT-SIFAT
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 13 lebih besar daripada besi baja Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik tak magnetik dan tahan karat asam nitrat Berilium juga mudah ditembus sinar-X dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutronjuta partikel alfa]) Pada suhu dan tekanan ruang berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi)
KEGUNAAN
bull Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium (Be dapat menyerap panas yang banyak) Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas kekuatan tinggi dan kekerasan sifat yang nonmagnetik dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam) Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan mold elektroda pengelasan bintik pegas peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik
bull Karena ketegaran ringan dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi peluru berpandu kapal terbang dan satelit komunikasi
bull Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi
bull Dalam bidang litografi sinar X berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik
bull Karena penyerapan panas neutron yang rendah industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator
bull Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop berbagai alat komputer pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan ketegaran dan kestabilan dimensi
bull Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi dan juga titik lebur yang tinggi seterusnya bertindak sebagai perintang listrik
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
bull Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis
WAWASAN
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943 Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal dan diagnosis pembedaan adalah sulit Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949 kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir penerbangan pemurnian logam berilium peleburan Alloy berkandungan berilium pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium)
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan
PENGARUH KESEHATAN
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μgmsup3) keadaan akut dapat terjadi Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut
Sebagian orang (1-15) akan menjadi sensitif terhadap berilium Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD) dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 02 μgmsup3) Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan dan juga sasak nafas CBD dapat menyebabkan anoreksia penyusutan berat badan dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini Jumlah penduduk pada umumnya jarang
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (000003-00002 μgmsup3)
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 004 μgmsup3 berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak Kemungkinan pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit Satu lagi ujian darah yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT) mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 001 μgmsup3 Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari atau 2 μgmsup3 dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama Lambang Nomor atom Berilium Be 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 2 s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9012182(3) gmol
Konfigurasi electron 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 185 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1690 gcmsup3
Titik lebur 1560 K (1287 degC 2349 degF)
Titik didih 2742 K (2469 degC 4476 degF)
Kalor peleburan 7895 kJmol
Kalor penguapan 297 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 16443 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal Heksagonal
Bilangan oksidasi 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas 157 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 8995 kJmol
2nd 17571 kJmol
3rd 148487 kJmol
Jari-jari atom 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) 112 pm
Jari-jari kovalen 90 pm
2 Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 2431 Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2 berat kulit bumi serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut Logam alkali
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut ldquomagnaliumrdquo atau ldquomagneliumrdquo
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom magnesium Mg 12
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 3 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 243050(6) gmol
Konfigurasi electron [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 1738 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 1584 gcmsup3
Titik lebur 923 K (650 degC 1202 degF)
Titik didih 1363 K (1090 degC 1994 degF)
Kalor peleburan 848 kJmol
Kalor penguapan 128 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 24869 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI ATOM
Struktur Kristal segi enam
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Elektronegativitas 131 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 7377 kJmol
2nd 14507 kJmol
3rd 77327 kJmol
Jari-jari atom 150 pm
Jari-jari atom (terhitung) 145 pm
Jari-jari kovalen 130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3 Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia antara lain bagi metabolisme tubuh penghubung antar saraf kerja jantung dan pergerakan otot
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA
bull Mengaktifkan saraf
bull Melancarkan peredaran darah
bull Melenturkan otot
bull Menormalkan tekanan darah
bull Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
bull Menjaga keseimbangan cairan tubuh
bull Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
bull Mencegah penyakit jantung
bull Menurunkan resiko kanker usus
bull Mengatasi kram sakit pinggang wasir dan reumatik
bull Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
bull Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
bull Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
bull Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
bull Memulihkan gairah seks yang menurunmelemah
bull Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah umur 20 tahun tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1 per tahun Dan setelah umur 50 tahun jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30 Kehilangan akan mencapai 50 ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu banyak keringat gelisah sesak napas menurunnya daya tahan tubuh kurang nafsu makan sembelit berak-berak insomnia kram dsb
INFORMASI UMUM
Nama Lambang Nomor atom Kalsium Ca 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 4 s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40078(4)gbullmolminus1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 8 2
SIFAT FISIKA
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 155 gbullcmminus3
Massa jenis cairan pada titik didih 1378 gbullcmminus3
Titik leleh 1115 K (842 degC 1548 degF)
Titik didih 1757 K (1484 degC 2703 degF)
Kalor peleburan 854 kJbullmolminus1
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Kalor penguapan 1547 kJbullmolminus1
Kapasitas kalor (25 degC) 25929 Jbullmolminus1bullKminus1
Tekanan uap PPa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada TK 864 956 1071 1227 1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas 100 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5898 kJbullmolminus1
2nd 11454 kJbullmolminus1
3rd 49124 kJbullmolminus1
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen 174 pm
4 Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38 Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Stronsium Sr 38
Deret kimia Golongan alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 5 s
Penampilan Perak-putih-metalik
Massa atom 8762(1) gmol
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Konfigurasi electron [Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 264 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 6980 gcmsup3
Titik lebur 1050 K (777 degC 1431 degF)
Titik didih 1655 K (1382 degC 2520 degF)
Kalor peleburan 743 kJmol
Kalor penguapan 1369 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 264 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas 095 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5495 kJmol
2nd 10642 kJmol
3rd 4138 kJmol
Jari-jari atom 200 pm
Jari-jari atom (terhitung) 219 pm
Jari-jari kovalen 192 pm
5 Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Barium Ba 56
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 6 s
Penampilan Putih keperakan
Massa atom 137327(7) gmol
Konfigurasi electron [Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 351 gcmsup3
Massa jenis cair pada titik lebur 3338 gcmsup3
Titik lebur 1000 K (727 degC 1341 degF)
Titik didih 2170 K (1897 degC 3447 degF)
Kalor peleburan 712 kJmol
Kalor penguapan 1403 kJmol
Kapasitas kalor (25 degC) 2807 J(molbullK)
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k pada TK 911 1038 1185 1388 1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Elektronegativitas 089 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5029 kJmol
2nd 9652 kJmol
3rd 3600 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
Jari-jari atom (terhitung) 253 pm
Jari-jari kovalen 198 pm
6 Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik) Radium berwarna hampir putih bersih namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi Isotopnya yang paling stabil Ra-226 mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama Lambang Nomor atom Radium Ra 88
Deret kimia alkali tanah
Golongan Periode Blok 2 7 s
Penampilan metalik putih keperak-perakan
Massa atom 226 gmol
Konfigurasi electron [Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit 2 8 18 32 18 8 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 55 gcmsup3
Titik lebur 973 K (700 degC 1292 degF)
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Titik didih 2010 K (1737 degC 3159 degF)
Kalor peleburan 85 kJmol
Kalor penguapan 113 kJmol
Tekanan uap PPa 1 10 100 1k 10k 100k
pada TK 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi 2 (oksida basa)
Elektronegativitas 09 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st 5093 kJmol
2nd 9790 kJmol
Jari-jari atom 215 pm
4 REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas Logam Kalsium Stronsium Barium dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut
Ca(s) + 2H2O(l) rarr Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logamBarium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) rarr 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) rarr BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + frac12 O2(g) + N2 (g) rarr MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) rarr 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah Contoh
3Mg(s) + N2(g) rarr Mg3N2(s)
d Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida kecuali Berilium Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F- maka BeCl2 berikatan kovalen Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion Contoh
Ca(s) + Cl2(g) rarr CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) agrave 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) agrave MO2 (s) Ba mudah Sr dengan tekanan tinggi Be Mg dan Ca tidak terjadi
M(s) + X2(g) agrave MX2 (s) X F Cl Br dan I
M(s) + S(s) agrave MS (s)
M(s) + 2H2O (l) agrave M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) agrave M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) agrave M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) agrave MH2 (s) Perlu pemanasan Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
5 PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis
1 Ekstraksi Berilium (Be)
a Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2 Sebelum mendapatkan BeF2 kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiFnot6 hingga 700 0C Karena beril adalah sumber utama berilium
BeFnot2 + Mg agrave MgF2 + Be
b Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl Karena BeClnot2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga ditambahkan NaCl Reaksi yang terjadi adalah
Katoda Be2+ + 2e- agrave Be
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
2 Ekstraksi Magnesium (Mg)
a Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2] Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgOCaO lalu MgOCaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg
2[ MgOCaO] + FeSi agrave 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO Reaksi yang terjadi
CaO + H2O agrave Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- agrave Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl agrave MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode Mg2+ + 2e- agrave Mg
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
3 Ekstraksi Kalsium (Ca)
a Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca) Untuk mendapatkan kalsium kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2 Reaksi yang terjadi
CaCO3 + 2HCl agrave CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2 kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca) Reaksi yang terjadi
Katode Ca2+ + 2e- agrave Ca
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2not oleh Na Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al agrave 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na agrave Ca + 2NaCl
4 Ekstraksi Strontium (Sr)
a Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr) kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2not Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4] Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr) Reaksi yang terjadi
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
katode Sr2+ +2e- agrave Sr
anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
5 Ekstraksi Barium (Ba)
a Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba) Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2 Reaksi yang terjadi
Katode Ba2+ +2e- agrave Ba
Anode 2Cl- agrave Cl2 + 2e-
b Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al Reaksi yang terjadi
6BaO + 2Al agrave 3Ba + Ba3Al2O6
6 KEBERADAAN DI ALAMLogam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali
1 Berilium Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3] dan Krisoberil [Al2BeO4]
2 Magnesium Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 19 keberadaannya Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2] Senyawa Karbonat [MgCO3] Dolomit [MgCa(CO3)2] dan Senyawa Epsomit [MgSO47H2O]
3 Kalsium Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi dengan 34 keberadaanya Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3] Senyawa Fospat [CaPO4] Senyawa Sulfat [CaSO4] Senyawa Fourida [CaF]
4 Stronsium Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 003 Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4] dan Strontianit
5 Barium Barium berada di kerak bumi sebanyak 004 Di alam barium dapat membentuk senyawa Mineral Baritin [BaSO4] dan Mineral Witerit [BaCO3]
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
7 APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1 Berilium (Be)
a Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat akan tetapi bermassa lebih ringan Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet
b Berilium digunakan pada kaca dari sinar X
c Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi
2 Magnesium (Mg)
a Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
b Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi
c Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi sekaligus sebagai pencegah maag
d Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga
3 Kalsium (Ca)
a Kalsium digunakan pada obat obatan bubuk pengembang kue dan plastik
b Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah
c Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas
d Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap
e Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah
f Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
g Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
4 Stronsium (Sr)
a Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api
b Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer
c Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator)
5 Barium (Ba)
a BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun
b BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang
c Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah Logam alkali tanah umumnya reaktif tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali
Unsurndashunsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1 Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawaMagnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3 Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit CaCO3MgCO3 Mineral utama berilium adalah beril Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang) dan emerald (hijau tua) Stronsium terdapat dalam celestit SrSO4 dan stronsianat SrCO3 Barium ditemukan dalam barit BaSO4 dan iterit BaCO3 Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium sebagai unsur radioaktif
2 Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
Kalsium stronsium barium dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2 Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi serta cukup kuat untuk menggores kaca Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali
Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2 Akibatnya unsurunsur cukup reaktif Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik Pada suhu kamar berilium tidak bereaksi dengan air magnesium bereaksi agak lambat dengan air tetapi lebih cepat dengan uap air Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar Reaksinya
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O(1048641) ⎯⎯rarr
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida Barium dapat membentuk peroksida Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700degC Kalsium stronsium dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯rarr
⎯M⎯gI2⎯rarrMgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi misalnya magnesium nitrida
Mg(s) + N2(g)⎯⎯rarrMg3N2(s)
Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas Stronsium berwarna krimson barium hijau-kuning dan magnesium putih terang
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api
3 Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2 Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan CaCO3 terurai membentuk oksida
⎯rarrCaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(1048641)⎯⎯rarr
Selanjutnya Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida
MgCl2(aq) + 2H2O(1048641)Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯rarr
Setelah kering garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis
Mg(1048641) + Cl2(g)rarrMgCl2(1048641) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯700⎯
Kulit kerangtiram merupakan sumber kalsium
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO Kemudian direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon) Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi Oleh karena massa jenis paduan MgndashAl ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain seperti berilium dan uranium Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯rarr
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2 juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan
⎯rarr3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al(1048641) ⎯1⎯200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras digunakan sebagai elektrode pada accu Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang sehingga accu dapat diperbarui Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum seperti thorium
⎯rarrTh(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca(1048641)⎯1⎯000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida BeCl2 Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2 Selain itu berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium
⎯CrarrMgF2(1048641) + Be(s)BeF2(1048641) + Mg(1048641)⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal Ini disebabkan manfaatnya tinggi Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja Adapun barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa
4 Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat murah dan melimpah di alam Jika dipanaskan hingga 900degC karbonat terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida yang secara komersial dikenal sebagai kapur tohor Kapur tohor digunakan pada pembuatan baja Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi Reaksinya tergolong asam-basa Lewis
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-
dengan Ca(OH)2 semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯rarr2CaCO3(s)+ 2H2O(1048641) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1400degC akan menjadi MgO yang bersifat agak inert MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis) Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700degC akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien Senyawa penting dari barium adalah BaSO4 Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat racun tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium racunnya dapat diabaikan
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
- Alkali tanah
-