Senyawa Aluminium(Al), Pb, dan Sn

Aluminum, Al, berada sebagai aluminosilikat di kerak bumi dan lebih melimpah daripada besi.

Mineral aluminum yang paling penting dalammetalurgi adalah bauksit, AlOx (OH)3-2x (0 < x

Bijih bauksit yang masih mengandung SiO2, TiO2, dan Fe2O3 sebagai pengotor Al2O3.

Al2O3 larutan dalam NaOH Aluminat, yang diencerkan dengan sedikit asam membentuk endapan Al(OH)3

Endapan Al(OH)3 dipanaskan akan Al2O3 Al2O3 mempunyai titik leleh sangat tinggi shg tak

dapat langsung dielektrolisis Al2O3 dilarutkan dalam leburan kreolit Na3AlF6 yang

mempunyai ttk leleh lbh rendah dan suhu operasi 950 0c Al yang dihasilkan mencapai 99,6%,

Reaksinya ; katoda : Al, dan O2 di anoda.

Reaksi logam aluminium dengan asam atau basa Logam aluminum melarut dalam asam mineral, kecuali

asam nitrat pekat, dan dalam larutan hidroksida akanmenghasilkan gas hidrogen. Dalam larutan HCl

2Al + 6 HCl 2 AlCl3 + 3H2Dalam larutan basa

2Al + 6H2O + 2NaOH 2NaAl(OH)4 + 2H2Dalam larutan natrium karbonat pekat

2Al + Na2CO3 + 2H2O 2NaAlO3 + CO2 + 2H2

Reaksi aluminium dengan unsur non logam Aluminum di udara aluminium oksida, dan dengan

halogen membentuk aluminium halida Aluminium di udara panas membentuk aluminium oksida

4Al +3 O2 2Al2O32Al + 3Cl2 2AlCl3

Aluminium hidrida Aluminium hidrida ditambahkan ke dalam larutan AlCl3

dalam etoksi-etana akan membentuk endapan putih dari (AlH3)n. 4 LiH + AlCl3 LiAlH4 + 3 LiClLitium Aluminium hidrida adalah reduktor dan digunakan secara luas dalam kimia organik.

Aluminium oksida Aluminium oksida digunakan sebagai katalis sebagai

abrasif, dalam produksi dari gems sintetis, dalam semen, dan sebagai penutup atau dnding furnace. Aluminium oksida larut dalam larutan asam dan alkali dan menunjukkan sifat amfoter

Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2OAl2O3 + 2 NaOH 2 NaAlO3 + H2O

Larutan aluminium aluminat digunakan untuk pelunakan air dan kalium aluminat dapat dihasilkan dalam bnetuk kristal.

Senyawa organo-aluminum digunakan dalam jumlah besar untuk polimerisasi olefin, dan di industri dihasilkan dari logam aluminum, hidrogen, dan olefin seperti reaksi berikut:

2 Al + 3H2 + 6CH2=CHR Al2(CH2=CHR)6Senyawa ini berupa dimer kecuali yang

mengandung gugus hidrokarbon yang meruah. Misalnya, trimetilaluminum, Al2(CH3)6, adalah dimer dengan gugus metil menjembataniatom aluminum dengan ikatan tuna elektron(Senyawa organoaluminum sangat reaktif danterbakar secara spontan di udara).

Senyawa ini bereaksi dengan hebat dengan air danmembentuk hidrokarbon jenuh, denganaluminium berubah menjadi aluminiumhidroksida sesuai reaksi berikut:

Al2(CH2=CHR)6 + 3 H2O Al(OH)3 + 3C2H6

Aluminium dalam asam sulfat panas membentuk aluminum sulfat berupa kristal putih, mengikat molekul air [ Al2(SO4)3.18H2O] . Dpt digunakan sebagai pemadam api jenis busa.

Jika alat pemadam api teraktifkan, Al2(SO4)3 dan NaHCO3dicampur dengan bantuan senyawa pengemulsi, maka akan dihasilkan aluminium mengendap sebagai hidroksida, dan bikarbonat (HCO3

-)diubah menjadi CO2 dan H2O. Campuran aluminium hidroksida [Al(OH)3] dan CO2 berupa busa

dimantapkan oleh senyawa pengemulsi. Busa akan menyelimuti benda yang terbakar dan memadamkan api

Al2(SO4)3 + 6 HCO3- 2 Al(OH)3(p) + 3SO4

2- + 6CO2 (g) Aluminium sulfat [Al2(SO4)3] digunakan dalam industri kertas dan

karton, pewarna penolak air, dan penolak api pada tekstil, sebagai aditif pada makanan, dan dalam pengolahan limbah cair dan perusahaan air minum.

Larutan alumium sulfat dan kalium sulfat dicampurkan kalium aluminium sulfat [KAl(SO4)3.12H2O]. Garam ini dikenal dengan nama tawas, yang berfungsi sebagai pewarna tekstil.

Al foil dipotong dan ditimbang (a gram)

Masukan Al foil ke dalam larutan KOH (2M) sambil diaduk dan dipanaskan

Dinginkan

Lakukan penyaringan

Filtrat ditambah asam sulfat (1:1) tetes demi tetes sambil diaduk sampai pada pH 2-3

Panaskan sampai volume tinggal setengahnya

Dinginkan sampai terjadi kristal

Lakukan penyaringan

Kristal yang terjadi didiamkan & ditimbang

Al + KOH K Al(OH)4 + H2

K Al(OH)4 + H2SO4 K2SO4 + Al(OH)3 (pth) + H2O

Al(OH)3 + H2SO4 Al2(SO4)3 + H2O

K2SO4 + Al2(SO4)3 + H2O --panas -- --

dingin-- KAl(SO4)2. 12 H2O (tawas)

Kegunaan : pewarna penolak air dan penolak api pada tekstil, sbg aditif makanan, dan pengolahan limbah cair

Kalium aluminium sulfat .12H2O mengkristal dan dikenal dengan nama alum atau tawas

Alum digunakan dalam pewarnaan tekstil, tekstil yang diwarnai dicelupkan ke dalam larutan alum dan dipanaskan dengan uap, terhidrolisis mengendapkan Al(OH)3 ke atas serat kain dan mengadsorpsi zat warna

Larutan amonium. Al3+ + NH3 + H2O Al(OH)3 + NH3

Larutan NaOH, Al3+ + 3OH- Al(OH)3 Endapan larut dalam larutan NaOH berlebihan

Al(OH)3 + OH- Al(OH)4

Jika larutan ini + lar amonium NH3 dan endapan pth.

Al(OH)4- + NH4

+ Al(OH)3+NH3 + H2O

Al(OH)4- + H+ Al(OH)3 + H2O

Larutan Na fosfat endapan putih

Al3+ + PO43- AlPO4

Timah mempunyai beberapa isotop, di antaranya adalah Sn, 118Sn (24.22%) dan 120Sn (33.59%) adalahyang paling melimpah.

Timah logam ada sebagai timah (timah abu-abu), yang stabil di bawah 13.2oC dan tin yang stabilpada suhu yang lebih tinggi.

208Pb (52.4%) adalah isotop timbal paling melimpah. Timbal adalah hasil akhir peluruhan radioaktif alamidan memiliki 82 proton. Pb dgn NA adalah sangatstabil.

Bilangan oksidasi divalen dan tetravalen adalahsebagai ion Pb2+ kecuali dalam senyawaorganologam.

PbO2 adalah senyawa timbal tetravalen yang denganmudah menjadi timbal divalen, jadi PbO2 oksidatoryang sangat kuat.

Walaupun tetraetil timbal sebelumnya digunakansebagai bahan anti ketuk dalam bensin

Unsur golongan 4 yang mempunyai sifat logam meskipun dengan elektropositip rendah

Ikatan logam yang rendah, titik didih rendah, mudah dibentuk, liat, dan mempunyai titik leleh dan titk didih rendah

Ke dua logam ini meunjukkan bilangan oksidasi +2 dan +4

Timah dan timbal oksida bersifat amfoter, meskipun timbal dioksida lebih bersifat asam dan merupakan oksidator

Ke dua logam membentuk senyawa organologam

Timah mempunyai tiga alotropi, yaituTimah abu-abu, timah putih, dan timah bentuk rombis.

Timah abu-abu adalah stabil di bawah13 0C. jika timah putih didinginkan di bawah suhu ini secara pelan membentuk

kristal berwarna abu-abu. Perubahan dengan cepat terjadi pada suhu -40 0C

Kristal putih merupakan bentuk kristal yang umum untuk timahdan stabil pada suhu 13 0C dan 162 0C

Timah rombis : stabil pada suhu antara 162 0C dan titik lebur (232 0C) Timah bereaksi dengan udara panas membentuk SnO2

Sn + O2 SnO2 Reaksi timah dengan uap air

Sn + 2 H2O SnO2 + H2 Reaksi timah dengan larutan asam klorida

Sn + 2 HCl SnCl2 + H2 Dengan asam nitrat adanya udara membentuk endapan putih dari SnO2. Reaksi timah dengan alkali pekat menghasilkan gas hidrogen , sesuai

persamaan reaksiSn + 2 NaOH Na2 Sn O2 + H2

Reaksi dengan klorin membentuk SnCl4 dan reaksi lebih cepat bila dipanaskan Sn + 2Cl2 SnCl4

Potensial reduksi standar (E0) = - 0,13 V /SHE Reaksi dengan udara membentuk endapan

kuning2Pb + O2 2PbO

Pada pemansaan suhu > 450 0C membentuk Pb3O4

6Pb O + O2 2 Pb3O4 Dengan air lunak melarutkan Pb membentuk

Pb(OH)2 Asam klorida mempengaruhi Pb. Asam sulfat

pekat melarutkan Pb pada pemanasan, sedangkan asam nitrat menyerang Pb baik encer maupun pekat.

PbO dihasilkan dari pemanasan Pb nitrat

2Pb(NO3)2 2PbO + 4 NO2 + O2 PbO bereaksi dgn HNO3 encer garam nitrat

PbO + HNO3 Pb(NO3)2 + H2O PbO2 diproduksi pada pemanasan Pb di udara

pada suhu 450 0C. PbO2 dicampur PbO digunakan sebaga zat anti korosi dalam cat. Jika Pb3O4 dicampur dgn HNO3 encer dipanaskan akan berubah dari merah menjadi coklat.

Pb3O4 + HNO3 Pb(NO3)2 + PbO2 + H2O

PbO2 dengan HCl pekat gas Cl2PbO2 +4HCl PbCl2 + 2H2O + Cl2

Oksida timbal digunakan di industri aki, gelas, pemoles keramik, semen, cat pelindung logam, korek api, dan peledak.Oksida timbal juga sebagai bahan bau pembuat senyawa lain.

Pigmen berdasar timbal yang digunakan sebagai pemoles keramik dan pernah digunakan secara luas dalam industri cat adalah timbal karbonat yang bersifat basa.

Klorida dari timah digunakan di industri. Senyawa SnCl2 digunakan di lab sebagai reduktor besi (III) menjadi besi (II). timah oksida digunakan sebagai penggosok perhiasan dan SnS2 digunakan sebgai pigmen dan sebagai bahan elektroplating.

Larutan HCl endapan putih yang larut dalam HCl berlebihan dan dalam amonian endapan putih tak berubahPb 2+ + HCl PbCl2 + 2H

+

PbCl2 + 2Cl - [PbCl4]

2-

PbCl2+2NH3+2H2O Pb(OH)2+ 2NH4++2Cl

Larutan asam sulfat encer (ion sulfat)Pb2+ + H2SO4 PbSO4 + 2H

+

PbSO4 larut dalam asam sulfat pekat PbSO4 + H2SO4 Pb

2+ + 2HSO4

Larutan kromat Pb 2+ + CrO4

2- PbCrO4

PbCrO4 + 2H+ 2Pb 2+ + Cr2O7

2- + 2H2OPbCrO4 + 4OH - = [Pb(OH)4 ]

2- + CrO42-

Larutan asam encer (HCl, H2SO4)Sn + 2H+ = Sn 2+ + H2

Larutan asam nitrat encerSn+H+ + NO3

- Sn2++NH4

+ + 3H2O Larutan asam nitrat pekat

Sn+HNO3+(x-2)H2O 4NO+3SnO2.xH2O Lar asam sulfat pekat

Sn+H2SO4 Sn4++ SO4

2- +2SO2+4H2O Air raja mudah melarutkan timah

Sn + 4HNO3+12HCl Sn4++12Cl- +4NO+8H2O

Lar merkurium (II) kloridaSn 2+ + Hg2Cl2 Hg2Cl2 + Sn

4+ + 2Cl-

Sn 2+ + Hg2Cl2 2Hg + Sn 4+ + 2Cl

Larutan NaOH endpan pth larut dalam alkali berlebihan Sn 2+ + 2OH - = Sn(OH)2 Sn(OH)2 + 2OH

- = [Sn(OH)4]2-. Sn(OH)2 tak larut dalam

amonia

Logam ini terletak tepat setelah logam transisi, tetapitidak berkelakuan seperti logam transisi karenaorbitalnya d-nya penuh.

Seng (Zn) dan cadmium (Cd) menunjukkan sifatkereaktifan pertengahan antara keras dan lunakseperti magnesium.

Merkuri adalah logam lunak dan merupakan cairan, cenderung terikat pada fosfor atau belerang.

Merkuri membentuk senyawa monovalen atau divalen tetapi monovalen merkuri sebenarnya adalah Hg2

2+. Ion ini mengandung ikatan Hg-Hg, dan merkurinya berkatenasi lebih lanjut menghasilkan misalnya Hg4(AsF6)2 .

Kadmium dan merkuri bersifat racun, khususnya senyawa merkuri dan kadmium organik sangat beracun dan harus ditangani dengan sangat hati-hati.

Logam ini merupakan logam setelah deret transisi , meskipun logam ini dapat membentuk senyawa kompleks yang merupakan karakteristik dari l logam transisi

Logam ini mempunyai ikatan logam yang lemah danmempunyai titik lebur dan titik didih lebih rendah daripada logam unsur transisi. Merkuri atau raksa adalah cairan pada suhu kamar

Bilangan oksidasi semua logam dalam senyawa adalah +2, dan Hg dapat mempunyai bilangan oksidasi +1. Dan dua atom Hg dapat bergabung membentuk ikatan kovalen tunggal dalam bentuk ion ( Hg-Hg) +

Zn dan Cd bereaksi dengan asam membebaskan gas hidrogen, sedangkan Hg merupakan logam mulia

Seng oksida dan seng hidroksida bersifat amfoter, dan seng bereaksi dengan soda kaustik. Kadmium dan mercuri oksida merupakan oksida basa.

Derajad hidrasi senyawa ketiga logam ini turun dari zn ke Hg. Garam seng adalah terhidratasi dengan kuat, sedangkan senyawa merkuri adan bersifat anhidrat

Zn dan Cd merupakan logam yang reaktif dengan potensial reduksi standar (E0) = -0,76 V untuk Zn dan Cd = - 0, V, sedangkan Hg adalah + 0,85 Volt

Ketiga logam mengalami oksidasi di udara membentuk oksida

2Zn + O2 2ZnO

2Hg + O2 2HgO Zn dan Cd bereaksi dengan asam klorida, sedangkan

Hg tidakbereaksi dengan asam klorida, tetapi ketiga logam ini bereaksi dengan asam sulfat pekat., misalnya Hg dengan asam sulfat

Hg + H2SO4 HgSO4 (p) + H2O + SO2 (g)

Pemanasan Zn di udara ZnO

Dengan air tak bereaksi

Asam encer ; (HCl) Zn 2+

Zn + 2H+ Zn 2+ + H2Asam nitrat atau asam sulfat pekat gas NO2 atau

SO2Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2O + SO2

Dengan halogen bereaksi langsung

Zn + Cl2 ZnCl2Dengan larutan alkali melalui pemanasan zincat

Zn + 2OH - H2 + ZnO22-

ZnO dalam keadaan dingin berwarna putih dan bila panas berwarna kuning. ZnO digunakan sebagai pigmen dalam cat. ZnO diatmosfer

ZnO + H2SO4 ZnSO4 + H2O

ZnO + 2OH - ZnO22- + H2O

ZnCl2 digunakan sbg katalis dalam beberapa reaksi organik. Dan dihasilkan dari reaksi Zn + HCl kemudian dipanaskan.

Larutan Zn 2+ ditambah amonia kompleks seng tetra-amin

Zn 2+ + 4NH3 Zn(NH3)42+

Larutan NaOH; Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2 Endapan larutan dalam asam dan NaOH berlebihan.

Zn(OH)2 +2H+ = Zn2++2H2O

Zn(OH)2 + 2OH- = [Zn(OH)4]

2-

Larutan amonia Zn

2++ 2NH3 + 2H2O = Zn(OH)2 + NH4 +

Zn(OH)2 + 4NH3 = [Zn(NH3)4] 2+ + 2OH-

Lar dinatrium hidrogen fosfat

3Zn 2+

+ 2HPO4 2-

= Zn3(PO4)2 + 2H+

Jika ada amonium seng amonium fosfat

3Zn 2+ + 2HPO4 2- + NH4 + = Zn(NH3)(PO4)2 + H+

Bijih : mercuri sulfida sebagai cinnabar, HgS

Harga otensial standar : 0,85 V/SHE

Bereaksi dengan udara HgO

Tidak bereaksi dengan air

Bereaksi dengan asam nitrat encer NO, dan dengan asam nitrat pekat NO2

Hg + HNO3 Hg(NO3)2 + H2O + NO

Hg + HNO3 Hg(NO3)2 + H2O + NO2 Hg tidakbereaksi dengan alkali

Hg2Cl2 (kalomel) dibuat dari reaksi Hg +HgCl2 Hg + HgCl2 Hg2Cl2 Kalomel digunakan sbg elektroda kalomel

yangs ecara luas digunakan untuk mengukur potensial logam.

Dengan amonia Hg dan amono klorida hitam

Hg2Cl2 + NH3 Hg + Hg(NH3)Cl + NH4Cl

Hg dengan Cl2 HgCl2 HgCl2 larut dalam air dan direduksi melalui

dua proses oleh ion Sn 2+

HgCl2 + Sn 2+ Hg2Cl2 + Sn

4+ + 2Cl

HgCl2 + Sn 2+ = 2Hg + Sn 4+ + 2Cl

Hg 2+ + I - HgI2 yang tidak larut dalam ir tetapi larut dalam KI sesuai reaksi:

KI + HgI2 KHgI3. senyawa ini adalah kompleks yang dalam alkali disebut larutan Nrsslers dan dgn amonia -> endapan coklat

Jelaskan cara pemisahan Al, Zn, dan Hg

Jelaskan pemisahan & manfaat Pb , Sn

Jelaskan proses elektroplating timah (Sn)

Tuliskan reaksi pembuatan dan jelaskan proses pembuatannya

1. Kalomel (Hg2Cl2) dan HgCl2.

2. CdCl2, ZnCl2, Pb(NO3)2, SnCl2, ZnSO4, AlCl3, Al(SO4)3,