OLEHTiyas Abror Huda

atSMA Negeri

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari,kita sering mendengar sepeti tembaga,besi, emas dan

perak. Posisi unsur-unsur tersebut dalam table periodic terletak pada golongan

transisi periode ke empat dan ke lima. Disini kami hanya menjelaskan tentang

unsur-unsur transisis periode ke empat. Ada jam yang terbuat dari logam, tidak

berat ketika dipakai, tidak berkarat ketika kena air, dan tetap mengilap walaupun

sudah lama dipakai. Salah satu bahan yang digunakan dalam pembuatan jam tangan

adalah titanium. Vanadium adalah logam abu-abu yang keras dan tersebar luas

dikulit bumi sekitar 0,02 % massa. Kromium, terletak pada golongan VI B periode

keempat dan merupakan salah satu logam yang penting. Bijih mangan yang utama

adalah pirolusit (MnO2). Besi bersifat logam dan terletak pada golongan VIII B

periode empat dalam tabeln periodic. Besi di dunia, dengan produksi tahunan

mendekati satu miliar ton merupakan logam penting dalam peradaban modern.

Kobalt di alam diperoleh sebagai bijih smaltit (CoAs2) dan kobaltit (CoAsS) yang

biasanya berasosiasi dengan Ni dan Cu. Bijih nikel di alam banyak ditemukan

dalam mineral petlantdit [(Fe,Ni)9S8) dan garnirit [(Ni, Mg)SiO3. nH2O]. Kawat

tembaga yang berwarna kuning dan digunakan untuk kawat listrik. Zink di alam

merupakan senyawa yang tersebar luas sebagai bijih tambang. Umumnya senyawa

tersebut adalah zink blende (ZnS) dan calamine (ZnCO3). Untuk mengetahui lebih

lanjut mengenai unsur-unsur lain maka dibuatlah makalah ini.

1

1.2 Tujuan

1. Untuk mengetahui Sumber dan kelimpahan unsur-unsur transisi

2. Untuk mengetahui sifat fisika dan sifat kimia unsur-unsur transisi

3. Untuk mengetahui cara isolasi dan pembuatan unsur-unsur transisi

4. Untuk mengetahui reaktifitas unsur-unsur transisi

5. Untuk mengetahui senyawaan unsur-unsur transisi dan reaksinya dengan unsur

lain

6. Untuk mengetahui jenis ikatan yang terbentuk

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Sumber dan Kelimpahan

Unsur unsur yang termasuk periode keempat meliputi tembaga (Cu), seng (Zn),

skadium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), kromium (Cr), mangan (Mn), besi

(Fe), kobalt (Co), dan nikel (Ni). Unsur transisi dapat ditemukan dikerak bumi

terutama sebagai bijih mineral (bijih logam) dengan kadar tertentu.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam uraian berikut:

a. Besi (Fe)

Besi merupakan logam yang cukup melimpah dalam kulit bumi (4,7%). Besi

murni berwarna putih kusam yang tidak begitu keras dan sangat reaktif

terhadap zat oksidator sehingga besi dalam udara lembap teroksidasi oleh

oksigen dengan cepat membentuk karat.

b. Cobalt (Co)

Walaupun kobalt relatif jarang terdapat di alam, tetapi dapat ditemukan dalam

bijih smaltit (CoAs2) dan kobaltit (CoAsS) dalam kadar yang memadai jika

3

diproduksi secara ekonomis. Kobalt bersifat keras, berwarna putih kebiruan,

dan banyak digunakan untuk membuat paduan, seperti baja perak (stainless

steel). Baja perak merupakan paduan antara besi, tembaga, dan tungsten yang

digunakan dalam instrumentasi dan alat-alat kedokteran.

c. Nikel (Ni)

Kelimpahan nikel dalam kulit bumi berada pada peringkat ke-24, terdapat

dalam bijih bersama-sama dengan arsen, antimon, dan belerang. Logam nikel

berwarna putih seperti perak dengan konduktivitas termal dan listrik tinggi,

tahan terhadap korosi, dan digunakan untuk melapisi logam yang lebih reaktif.

d. Tembaga (Cu)

Tembaga (Cu) merupakan unsur yang jarang ditemukan di alam (precious

metal). Tembaga umumnya ditemukan dalam bentuk senyawanya, yaitu bijih

mineral, seperti Pirit tembaga (kalkopirit) CuFeS2, bornit (Cu3FeS3), kuprit

(Cu2O), melakonit (CuO), malasit (CuCO3.Cu(OH)2). Tembaga memiliki sifat

4

konduktor listrik sangat baik sehingga banyak digunakan sebagai penghantar

listrik, misalnya untuk kabel listrik. Selain itu, tembaga tahan terhadap cuaca

dan korosi. Walaupun tembaga tidak begitu reaktif, tetapi dapat juga terkorosi.

Warna kemerah-merahan dari tembaga berubah menjadi kehijau-hijauan akibat

terkorosi oleh udara membentuk patina.

e. Seng (Zn)

Seng (Zn) terdapat di alam sebagai senyawa sulfida seperti seng blende (ZnS),

sebagai senyawa karbonat kelamin (ZnCO3), dan senyawa silikat seperti

hemimorfit (ZnO.ZnSiO3.H2O).

f. Scandium (Sc)

Scandium ditemukan di alam bersama unsur-unsur lantanida dan memiliki sifat

yang sama dengan unsur tersebut. Scandium merupakan logam yang jarang

ditemukan. Kandungan unsur ini diperkirakan antara 5 sampai 30 ppm, dan

hanya ditemukan pada beberapa tambang mineral. Pengguanan scandium

5

secara komersil sangat terbatas yaitu salah satunya sebagai komponen dalam

lampu-lampu berintesitas tinggi.

g. Vanadium (V)

Vanadium merupakan unsur yang cukup banyak terdapat (0,02% kerak bumi)

dan ditemukan pada beberapa macam bijih. Metalurgi vanadium tidak

sederhana, tetapi vanadium murni (99,99%) dapat dihasilkan. Vanadium (V)

terdapat dalam senyawa karnotit (K-uranil-vanadat) [(K2(UO2)2 (VO4)2.3H2)],

dan vanadinit (Pb5(VO4)3Cl).

h. Titanium (Ti)

Titanium merupakan logam kesembilan terbanyak, meliputi 0,6% kerak bumi.

Tiga sifat fisik yang menyebabkan Ti banyak digunakan adalah rapatannya

rendah, kekuatan struktur yang tinggi, dan tahan terhadap korosi. Titanium (Ti)

terdapat dalam mineralrutil (TiO2) yang terdapat dalam bijih besi sebagai

ilmenit  (FeTi)2O3 dan ferrotitanate (FeTiO3) juga terdapat dalam karang,

silikat, bauksit batubara, dan tanah liat.

6

i. Crom (Cr)

Walaupun hanya ditemukan sekitar 122 ppm dalam kerak bumi, krom

merupakan salah satu yang terpenting dalam industry logam. Bijih utama dari

kromium di alam adalah kromit (FeO.Cr2O2) dan sejumlah kecil dalam

kromoker.

j. Mangan (Mn)

Mangan (Mn) bijih utamanya berupa pirulosit (batu kawi) (MnO2), dan

rodokrosit (MnCO3) dan diperkirakan cadangan Mn terbesar terdapat di dasar

lautan.

7

Berikut adalah sumber dan kelimpahan unsur-unsur transisi deret kedua dan ketiga :

1. Zirkonium (Zr) Dan Hafnium (Hf)

Zirkonium ditemukan dalam jumlah banyak di bintang-bintang tipe S, dan juga

telah diidentifikasikan dalam matahari dan meteor. Analisis bebatuan bulan

yang diambil dari berbagai misi Apollo menunjukkan kandungan zirkonium ya

ng tinggi, dibandingkan dengan bebatuan bumi. Beberapa mineral sumber

zirkonium :

- Baddeleyite (ZrO2)

- Zirkon (ZrSiO2)

Untuk memisahkan ion zirkonium dan hafnium digunakan metode penukar ion

atau ekstraksi-pelarut secara bertingkat.

2. Niobium (Nb) Dan tantalum (Ta)

Unsur ini ditemukan dalam mineral niobit (atau kolumbit), niobit-tantalit,

paroklor dan euksenit. Niobium dengan kadar tinggi ditemukan bergabung

bersama karbonatit (batuan karbon-silikat), sebagai salah satu komponen

penyusun paroklor. Bijih kaya niobium ditemukan di daerah Kanada, Brazil,

Nigeria, Zaire, dan di Rusia. Kelimpahan niobium 10-12 kali lebih besar

daripada tantalum pada kulit bumi.

3. Molibdenum (Mb) Dan Wolfram (W)

Molibdenum juga didapat sebagai hasil samping operasi penambangan tembaga

dan wolfram. Molibdenum diperoleh dari proses reduksi serbuk molibdi

trioksida yang dimurnikan atau ammonium molibdate , dengan hidrogen.

Kelimpahan kedua unsur ini berkisar 10-4% pada batuan metalurgi. Beberapa

mineral sumber utama molibdenum (Mo) dan wolfram (W) antara lain :

- Molibdenit (MoS2) dan wulfenit (PbMoO4), MgMoO4

- Scheelite (CaWO4) dan wolframite [Fe(Mn)WO4]

8

4. Technetium (Tc) Dan Rhenium (Re)

Rhenium diperoleh dari mineral molibdenite (MoS) atau dari bijih Cu.

Technetium diperoleh dari peluruhan uranium. Rhenium digunakan untuk

paduan Pt-Re untuk katalis perengkahan minyak

bumi. Technetium karena merupakan unsur radioaktip digunakan untuk

scanning pada dunia kedokteran.

2.2 Sifat fisika dan kimia unsur-unsur transisi periode ke empat

Semua unsur- unsure periode ke empat ditemukan di alam dalam bentuk senyawa.

Adapun sifat-sifat dari unsur-unsur transisi adalah sebagai berikut :

Unsur Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Jari-jari atom

(nm)0,16 0,15 0,14 0,13 0,14 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13

Titik leleh (0C)154

01680 1900 1890 1240 1540 1500 1450 1080 420

Titik didih (0 C)237

03260 3400 2480 2100 3000 2900 2730 2600 910

Kerapatan

(g/cm3)3,0 4,5 6,1 7,2 7,4 7,9 8,9 8,9 8,9 7,1

E ionisasi I

(kJ/mol)6,30 660 650 6500 720 760 760 740 750 910

E ionisasi II

(kJ/mol)

124

01310 1410 1590 1510 1560 1640 1750 1960 1700

E ionisasi III 239 2650 2870 2990 3260 2960 3230 3390 3560 3800

9

(kJ/mol) 0

E0 red M2+ (aq) - - -1,2 -0,91 -1,19 -0,44 -0,28 -0,25 +0,34 0,76

E0 red M3+ (aq) -2,1 -1,2-0,-

86-0,74 -0,28 -0,04 +0,44 - - -

Kekerasan

( skala mohs)- - - 9,0 5,0 4,5 - - 3,0 2,5

Unsur transisi periode keempat mempunyai sifat-sifat khas yang membedakannya

dari unsur golongan utama. Sifat-sifat khas unsur transisi berkaitan dengan adanya

sub kulit d yang terisi penuh.

1. Sifat logam

Semua unsur transisi periode keempat bersifat logam, baik dalam sifat kimia

maupun dalam sifat fisis. Harga energy ionisasi yang relatif rendah sehingga,

mudah membentuk ion positif. Demikian pula, harga titik didih dan titik

lelehnya relative tinggi (kecuali Zn yang membentuk titik didih dan titik leleh

relatif rendah). Hal ini disebabkan orbital subkulit d pada unsur transisi banyak

orbital yang kosong atau tersisi tidak penuh. Adanya orbital yang kosong

memungkinkan atom-atom membentuk ikatan kovalen (tidak permanen)

disamping ikatan logam. Orbital subkulit 3d pada seng terisi penuh sehingga

titik lelehnya rendah. Bandingkan dengan unsur utama yang titik didih dan titik

lelehnya juga relatif rendah.

2. Sifat magnet

Adanya elektron-elektron yang tidak berpasangan pada sub kulit d

menyebabkan unsur-unsur transisi bersifat paramagnetik (sedikit ditarik ke

dalam medan magnet). Makin banyak elektron yang tidak berpasangan, maka

makin kuat pula sifat paramagnetknya. Pada seng dimana orbital pada sub kulit

d terisi penuh, maka bersifat diamagnetik (sedikit ditolak keluar medan

magnet).

3. Membentuk senyawa-senyawa berwarna

Senyawa unsur transisi (kecuali skandium dan seng), memberikan bermacam

warna baik padatan maupun larutannya. Warna senyawa dari unsur transisi

10

juga berkaitan dengan adanya orbital sub kulit d yang terisi tidak penuh.

Peralihan elektron yang terjadi pada pengisian subkulit d (sehingga terjadi

perubahan bilangan oksidasi) menyebabkan terjadinya warna pada senyawa

logam transisi.

Senyawa dari Sc3+ dan Ti4+ tidak berwarna karena subkulit 3d-nya kosong,

serta senyawa dari Zn2+ tidak berwarna karena subkulit 3d-nya terisi penuh,

sehingga tidak terjadi peralihan elektron.

4. Mempunyai beberapa tingkat oksidasi

Kecuali Sc dan Zn, unsur-unsur transisi periode keempat mempunyai beberapa

tingkat oksidasi. Bilangan oksidasi yang mungkin bergantung pada bilangan

oksidasi yang dapat dicapai kestabilannya.

Kestabilan senyawa logam transisi diantaranya bergantung pada jenis atom

yang mengikat logam transisi, senyawa berbentuk Kristal atau larutan, PH

dalam air. Kestabilan bilangan oksidasi yang tinggi dapat dicapai melalui

pembentukan senyawa dengan oksoanion, fluoride, dan oksofluorida.

Senyawa yang dibentuk pada umumnya berwarna. Hal ini disebabkan karena

konfigurasi elektron unsur transisi menempati sub kulit d, elektron-elektron

pada orbital d yang tidak penuh memungkinkan untuk berpindah tempat.

Elektron dengan energi rendah akan berpindah ke tingkat energi yang lebih

tinggi (tereksitasi) dengan menyerap warna misalnya energi cahaya dengan

panjang gelombang tertentu karena energi yang diserap besarnya pun tertentu.

Struktur elektron pada orbital d yang bebeda akan mengasilkan warna yang

pula.

Warna senyawa unsur-unsur transisi periode keempat dengan bilangan

oksidasi

     

Biloks

Unsur

+2 +3 +4 +5 +6 +7

Sc - Tidak Tidak - - -

11

berwarn

a

berwarna

Ti - Ungu Biru - - -

V Ungu Hijau - Mera

h

Jingga -

Cr Biru Hijau - - Hijau -

Mn Merah

muda

- - - - Ungu

Fe Hijau

muda

Kuning - - - -

Co Merah

muda

Biru - - - -

Ni Hijau - - - - -

Cu Biru - - - - -

Zn Tidak

berwarna

- - - - -

Adapun sifat-sifat kimia dari unsur –unsur transisi sebagai berikut :

1. Jari-Jari Atom

Jari-jari atom berkurang dari Sc ke Zn, hal ini berkaitan dengan semakin

bertambahnya elektron pada kulit 3d, maka semakin besar pula gaya tarik

intinya, sehingga jarak elektron pada jarak terluar ke inti semakin kecil.

2. Energi Ionisasi

Energi ionisasi cenderung bertambah dari Sc ke Zn. Walaupun terjadi

sedikit fluktuatif, namun secara umum Ionization Energy (IE) meningkat

12

dari Sc ke Zn. Kalau kita perhatikan, ada sesuatu hal yang unik terjadi pada

pengisian elektron pada logam transisi. Setelah pengisian elektron pada

subkulit 3s dan 3p, pengisian dilanjutkan ke kulit 4s tidak langsung ke 3d,

sehingga kalium dan kalsium terlebih dahulu dibanding Sc. Hal ini

berdampak pada grafik energi ionisasinya yang fluktuatif dan selisih nilai

energi ionisasi antar atom yang berurutan tidak terlalu besar. Karena ketika

logam menjadi ion, maka elektron pada kulit 4s-lah yang terlebih dahulu

terionisasi.

3. Konfigurasi Elektron

Kecuali unsur Cr dan Cu, Semua unsur transisi periode keempat mempunyai

elektron pada kulit terluar 4s2, sedangkan pada Cr dan Cu terdapat pada

subkulit 4s1.

Sifat Kimia dan Fisika unsur-unsur transisi deret kedua dan ketiga adalah sebagai

berikut :

1. Jari-jari. Jari-jari logam dan ion untuk unsur transisi periode kedua dan ketiga

lebih besar dibanding periode pertama.

2. Tingkat Oksidasi. Untuk unsur transisi periode kedua dan ketiga, pada tingkat

oksidasi tinggi umumnya lebih stabil daripada unsur periode pertama.

3. Kimia Larutan. Ion akuo dari unsur transisi periode kedua dan ketiga pada

keadaan valensi rendah dan sedang tidak umum didapatkan atau tidak terlalu

penting.

4. Ikatan Logam-logam. Umumnya unsur-unsur transisi periode kedua dan ketiga

akan lebih mudah untuk membentuk ikatan M-M daripada unsur transisi

periode I.

5. Sifat Magnetik. Umumnya unsur-unsur periode kedua dan ketiga mempunyai

sifat magnetik yang sedikit penggunaannya dibandingkan dengan unsur transisi

periode pertama.

6. Stereokimia. Unsur-unsur transisi periode kedua dan ketiga umumnya

mempunyai bilangan koordinasi yang lebih tinggi yaitu VIII dan VIII

dibandingkan unsur transisi periode pertama, dengan pengecualian untuk unsur

platina bilangan koordinasi tertinggi 6.

13

2.3 Cara Pembuatan dan Isolasi Unsur-Unsur Transisi

1. Cara pembuatan Titanium

Produksi titanium yang makin banyak disebabkan karena kebutuhan dalam

bidang militer dan industry pesawat terbang makin meningkat. Hal ini

disebabkan karena titanium lebih disukai daripada aluminium dan baja.

Aluminium akan kehilangan kekuatannya pada temperatur tinggi dan baja

terlalu rapat (mempunyai kerapatan yang tinggi).

Langkah awal produksi titanium dilakukan dengan mengubah bijih rutil yang

mengandung TiO2 menjadi TiCl4, kemudian TiCl4 dureduksi dengan Mg pada

temperature tinggi yang bebas oksigen.

Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :

TiO2 (s) + C(s) + 2Cl2(g) → TiCl4(g) + CO2(g)

TiCl4(g) + 2Mg(s) → Ti(s) + 2MgCl2(g)

Reaksi dilakukan pada tabung baja. MgCl2 dipindahkan dan dielektrolisis

menjadi Mg dan Cl2. Keduanya kemudian didaurulangkan. Ti didapatkan

sebagai padatan yang disebut sepon. Sepon diolah lagi dan dicampur dengan

logam lain sebelum digunakan.

2. Cara pembuatan Vanadium

Produksi vanadium sekitar 80% digunakan untuk pembuatan baja. Dalam

penggunaannya vanadium dibentuk sebagai logam campuran besi. Fero

vanadium mengandung 35% - 95% vanadium. Ferrovanadium dihasilkan

dengan mereduksi V205 dengan pereduksi campuran silicon dan besi. SiO2

14

yang dihasilkan direaksikan dengan CaO membentuk kerak CaSiO3(l).

reaksinya sebagai berikut.

2 V205(s) + 5Si(s) → { 4V(s) + Fe(s) } + 5 SiO2(s)

SiO2(s) + CaO(s) → CaSiO3

Kemudian ferrovanadium dipisahkan dengan CaSiO3.

3. Cara Pembuatan kromium

Krom merupakan salahsatu logam yang terpenting dalam industry logam dari

bijih krom utama yaitu kromit, Fe(CrO2)2 yang direduksi dapat dihasilkan

campuran Fe dan Cr disebut Ferokrom.

Reksinya sebagai berikut :

Fe(CrO2)2(s) +4C(s) → Fe(s)+2Cr(s) + 4CO(g)

Ferokrom ditambahkan pada besi membentuk baja.

4. Cara pembuatan mangan

Logam mangan diperoleh dengan :

1. Mereduksi oksida mangan dengan natrium, magnesium, alumunium, atau

dengan proses elektrolisis.

2. Proses aluminothermy dari senyawa MnO2, persamaan reaksinya :

Tahap 1 : 3MnO2 (s) Mn3O4 (s) + O2 (g)

Tahap 2 : 3Mn3O4 (s) + 8Al (s) 9Mn (s) + 4Al2O3 (s)

5. Cara pembuatan Besi

Bahan dasar : Bijih besi hematit Fe2O3, magnetit Fe3O4, bahan tambahan batu

gamping, CaCO3 atau pasir (SiO2). Reduktor kokes (C). Reduksi dengan gas

CO, dari pembakaran tak sempurna C.

Reaksi yang terjadi :

15

a. Reaksi pembakaran.

Udara yang panas dihembuskan , membakar karbon terjadi gas CO2 dan

panas. Gas CO2 yang naik direduksi oleh C menjadi gas CO.

C + O2 → CO2

CO2 + C → 2CO

b. Proses reduksi

Gas CO mereduksi bijih.

Fe2O3 + 3CO 2 Fe + 3 CO2

Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4 CO2

Besi yang terjadi bersatu dengan C, kemudian meleleh karena suhu tinggi

(1.5000C)

6. Cara Pembuatan Kobalt

Kobalt di alam diperoleh sebagai biji smaltit (CoAs2) dan kobaltit (CoAsS)

yang biasanya berasosiasi dengan Ni dan Cu. Untuk pengolahan biji kobalt

dilakukan sebagai berikut :

Pemanggangan :

CoAs (s) → Co2O3(s) + As2O3(s)

Co2O3(s) + 6HCl → 2 CoCl3(aq) + 3 H2O(l)

Zat-zat lain seperti Bi2O3 dan PbO diendapkan dengan gas H2S

Bi2O3(s) + 3 H2S(g) → Bi2S3 (aq) + 3 H2O(l)

PbO(s) + H2S(g) → PbS(s) + H2O(l)

Pada penambahan CoCO3 (s) dengan pemanasan akan diendapkan As dan Fe

sebagai karbonat. Dengan penyaringan akan diperoleh CoCl3. Tambahan zat

pencuci mengubah CoCl3 menjadi Co2O3. Selanjutnya CoCO3 direduksi dengan

gas hydrogen, menurut reaksi :

Co2O3 (s) + H2(g) → 2 CO(s) + 3 H2O (g)

16

Penggunaan kobalt antara lain sebagai aloi, seperti alnico, yaitu campuran Al,

Ni, dan Co.

7. Cara pembuatan nikel

Proses pengolahan biji nikel dilakukan untuk menghasilkan nikel matte yaitu

produk dengan kadar nikel di atas 75 persen. Tahap-tahap utama dalam proses

pengolahan adalah sebagai berikut:

- Pengeringan di Tanur Pengering bertujuan untuk menurunkan kadar air bijih

laterit yang dipasok dari bagian Tambang dan memisahkan bijih yang

berukuran 25 mm.

- Kalsinasi dan Reduksi di Tanur untuk menghilangkan kandungan air di

dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan

sulfidasi.

- Peleburan di Tanur Listrik untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi

sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan terak

8. Cara pembuatan tembaga

Pada umumnya bijih tembaga mengandung 0,5 % Cu, karena itu diperlukan

pemekatan biji tembaga. Langkah-langkah pengolahan bijih tembaga adalah

seperti skema berikut:

Reaksi proses pengolahannya adalah :

1.      2 CuFeS2(s) + 4 O2 800 0 C Cu2S(l) + 2 FeO (s) + 3 SO2 (g)

2.      FeO(s) + SiO2 (s) 14000C FeSiO3 (l)

Cu2S dan kerak FeSiO3 (l) dioksidasi dengan udara panas, dengan reaksi

sebagai berikut :

2 Cu2S(l) + 3 O2 (g) → 2 Cu2O(l) + 2 SO2(g)

2 Cu2O(l) + Cu2S(s) → 6 Cu(l) + SO2 (g)

3 Cu2S(l) + 3 O2 → 6 Cu(l) + 3 SO2(g)

17

Pada reaksi oksidasi tersebut diperoleh 98% - 99% tembaga tidak murni.

Tembaga tidak murni ini disebut tembaga blister atau tembaga lepuh.

Tembaga blister adalah tembaga yang mengandung gelembung gas SO2

bebas.

9. Cara pembuatan zink

Logam seng telah diproduksi dalam abad ke-13 di India dengan mereduksi

calamine dengan bahan-bahan organik seperti kapas. Logam ini ditemukan

kembali di Eropa oleh Marggraf di tahun 1746, yang menunjukkan bahwa

unsur ini dapat dibuat dengan cara mereduksi calamine dengan arang. Bijih-

bijih seng yang utama adalah sphalerita (sulfida), smithsonite (karbonat),

calamine (silikat) dan franklinite (zine, manganese, besi oksida). Satu metoda

dalam mengambil unsur ini dari bijihnya adalah dengan cara memanggang

bijih seng untuk membentuk oksida dan mereduksi oksidanya dengan arang

atau karbon yang dilanjutkan dengan proses distilasi.

2.4 Reaktifitas Unsur-unsur Transisi

Bersifat kurang reaktif. Hal ini terkait dengan jumlah electron di subkulit ns dan

(n-1)d nya yang lebih banyak dibanding logam utama. Akibatnya lebih besar

energi yang dibutuhkan untuk melepas electron-elektron blok d dibanding blog s

pada periode yang sama. Hal ini tampak dari perbandingan nilai energy ionisasi

kedua logam.

2.5 Senyawaan dan Reaksinya dengan Unsur Lain

a. Scandium (Sc)

Salah satu bentuk senyawa yang ditemukan dalam unsure Skandium adalah

Skandium Clorida (ScCl3), Logam juga dapat diperoleh melalui proses

elektrolisis dengan reaksi sebagai berikut :

2Sc (s) + 3 Cl3 (g) → 2ScCl3 (s)

18

elektrolisa ini berasal dari leburan dari potassium, lithium, scandium klorida

pada suhu 700-800 0C.

Reaksi dengan air

Ketika dipanaskan maka Skandium akan larut dalam air membentuk larutan

yang terdiri dari ion Sc (III) dan gas hidrogen

2Sc(s) + 6H2O(aq) → 2Sc3+(aq) + 6OH-(aq) + 3H2(g)

Reaksi dengan oksigen

Pada reaksi dengan udara atau pembakaran secara cepat maka akan

membentuk scandium (III)oksida

4Sc(s) + 3O2(g)→ 2Sc2O3(s)

Reaksi dengan halogen

Skandium sangat reaktif ketika bereaksi dengan semua unsur halogen

membentuk trihalida

2Sc(s) + 3F2(g) → 2ScF3(s)

2Sc(s) + 3Cl2(g) → 2ScCl3(s)

2Sc(s) + 3Br2(l) → 2ScBr3(s)

2Sc(s) + 3I2(s) → 2ScI3(s)

Reaksi dengan asam

Skandium mudah larut dalam asam klrida untuk membentuk larutan yang

mengandung ion Sc (III) dan gas hidrogen

2Sc(s) + 6HCl(aq) → 2Sc3+(aq) + 6Cl-(aq) + 3H2(g)

b. Titanium (Ti)

Senyawaan :

Titanium Tetraklorida

TiCl4 merupakan senyawa titanium terpenting. Senyawa ini merupakan bahan

baku untuk membuat senyawa Ti yang lain. Metode pembuatan TiCl4 biasanya

berdasarkan reaksi antara rutil (TiO2) dengan karbon dan Cl2 (g).

TiO2 (p) + 2C (p) + 2Cl2 (g) Δ TiCl4 (g) + 2CO (g)

19

TiCl4 merupakan cairan tak berwarna (tb -26oC ; td 136oC). molekul TiCl4

berbentuk tetrahedral Cl-Ti-Cl dengan sudut ikatan 109,5oC. hidrolisis TiCl4

jika dikenakan uap lembab, merupakan bahan dasar pembentukan granat.

TiCl4 (p) + 2H2O → TiO2 (p) + 4HCl (aq)

Titanium Dioksida ( TiO2)

Produksi TiO2 murni merupakan reaksi penting dari TiCl4. Campuran gas TiCl4

dan O2 dilewatkan melalui tabung silica pada suhu sekitar 700oC dan reaksinya

yaitu :

TiCl4 (g) + O2 (g) Δ TiO2 (p) + 2Cl2 (g)

TiO2 bersifat amfoter walaupun tidak terlalu larut dalam bentuk asam atau

basa. Terlarut secara lambat dalam H2SO4 (aq) pekat dan dapat membentuk

Kristal sulfat.

Metalurgi Titanium

Langkah awal produksi Ti adalah pengubahan bijih rutil menjadi TiCl4. TiCl4

yang sudah dimurnikan selanjutnya direduksi menjadi Ti dengan menggunakan

zat pereduksi yang baik. Proses kroll menggunakan Mg.

TiCl4 (g) + 2Mg (p) 850°C Ti(p) + 2MgCl2 (p)

Reaksi dilakukan pada tabung baja. MgCl dipindahkan dan dielektrolisis

menjadi Mg dan Cl2, keduanya lalu didaur ulangkan. Ti didapatkan sebagai

padatan yang disebut sepon.

Reaksinya :

Reaksi dengan Air

Titanium akan bereaksi dengan air membentuk Titanium dioksida dan

hydrogen.

Ti(s) + 2H2O(g) → TiO2(s) + 2H2(g)

Reaksi dengan Udara

Ketika Titanium dibakar di udara akan menghasilkan Titanium dioksida

dengan nyala putih yang terang dan ketika dibakar dengan Nitrogen murni

akan menghasilkan Titanium Nitrida.

20

Ti(s) + O2(g) → TiO2(s)

2Ti(s) + N2(g) →TiN(s)

Reaksi dengan Halogen

Reaksi Titanium dengan Halogen menghasilkan Titanium Halida. Reaksi

dengan Fluor berlangsung pada suhu 200°C.

Ti(s) + 2F2(s) → TiF4(s)

Ti(s) + 2Cl2(g) → TiCl4(s)

Ti(s) + 2Br2(l) → TiBr4(s)

Ti(s) + 2I2(s) → TiI4(s)

Reaksi dengan Asam

Logam Titanium tidak bereaksi dengan asam mineral pada temperatur normal

tetapi dengan asam hidrofluorik yang panas membentuk kompleks anion

(TiF6)3-

2Ti(s) + 2HF (aq) → 2(TiF6)3-(aq) + 3 H2(g) + 6 H+(aq)

Reaksi dengan Basa

Titanium tidak bereaksi dengan alkali pada temperatur normal, tetapi pada

keaaan panas.

c. Vanadium (Vn)

Ferrovanadium dihasilkan dengan mereduksi V2O5 dengan silica dan

penambahan besi. SiO2 berkombinasi dengan CaO membentuk terak cair

kalsium silikat.

2V2O5 + 5Si ( + Fe ) Δ 4V ( + Fe ) + 5SiO2

Ferrovanadium

SiO2 (p) + CaO (p) Δ CaSiO3 (c)

Sekitar 80% produksi vanadium digunakan untuk pembuatan baja. Baja yang

mengandung vanadium digunakan pada peralata yang membutuhkan kekuatan

dan kelenturan, seperti pegas dan alat-alat mesin berecepatan tinggi

Vanadium Oksida (V2O5)

21

Jika logam oksida berada pada bilangan oksidasi rendah (mempunyai rapat

muatan rendah ) oksidanya bersifat basa. Dengan bertambahnya tingkat

oksidasi pada atom pusat maka sifat asamnya meningkat. Oksida vanadium

pada bilangan oksidasi +2 dan +3 bersifat basa, pada +4 dan +5 bersifat

amfoter.

Oksida ini sangat penting yaitu penggunaannya sebagai katalis, misalnya pada

reaksi SO2 (g) menjadi SO3 (g) pada metode kontan untuk memproduksi asam

sulfat.

Vanadium oxo halida :

Contoh : VOX3 (X = F, Cl, Br), VO2F, VO2Cl, VOF3, dibuat dengan

mereaksikan antara V2O5 dengan F2 pada temperatur tertentu.

-Ion dioksovanadium dan vanadium kompleks.

Dibuat melalui pengasaman ion vanadat

VO43- + H+ VO2+, (VO2(H2O)4]+

d. Krom (Cr)

Reaksi kromium dengan udara

Logam kromium tidak bereaksi dengan udara atau oksigen pada suhu kamar

Reaksi kromium dengan air

Logam kromium tidak bereaksi dengan air pada suhu kamar.

Reaksi kromium dengan halogen

a.  Fluorida

Kromium bereaksi langsung dengan fluorin, F2, pada suhu 400°C, dan 200-300

atmosfer untuk membentuk kromium (VI) fluorida, CRF6.

Cr (s) + 3F2 (g) → CRF6 (s)     [kuning]

Di bawah kondisi ringan, kromium (V) bereaksi dengan fluorida, membentuk

CRF5

2Cr (s) + 5F2 (g) → 2CrF5 (s)      [merah]

2Cr (s) + 3F2 (g) → 2CrF3 (s)     [hijau]

b. Klorida

22

Di bawah kondisi yang masih ringan, logam kromium dapat bereaksi dengan

unsur klorin, Cl2 membentuk CrCl3.

2Cr (s) + 3Cl2 (g) → 2CrCl3 (s)     [merah-violet]

Selain membentuk kromium triklorida, CrCl3, reaksi kromium dengan klorida

juga dapat membentuk kromium diklorida, CrCl2 dan kromium tetraklorida,

CrCl4

c.  Bromida

Di bawah kondisi yang masih ringan, logam kromium dapat bereaksi dengan

unsur bromida, Br2 membentuk CrBr3.

2Cr (s) + 3BR2 (g) → 2CrBr3 (s)     [sangat hijau]

Selain membentuk kromium tribromida, CrBr3, reaksi kromium dengan

bromida juga dapat membentuk kromium dibromida, CrCl2 dan kromium

tetrabromidaa, CrCl4

d. Iodida

Di bawah kondisi yang masih ringan, logam kromium dapat bereaksi dengan

unsur iodida, I2 membentuk CrI3

2Cr (s) + 3I2 (g) → 2CrI3 (s)     [hijau gelap]

Selain membentuk kromium triiodida, CrI3, reaksi kromium dengan iodida juga

dapat membentuk kromium diiodida, CrI2 dan kromium tetraiodida, CrI4

Reaksi kromium dengan asam

Logam kromium larut dalam asam klorida encer membentuk larutan Cr(II)

serta gas hidrogen, H2. Dalam keadaan tertentu, Cr(II) hadir sebagai ion

kompleks [Cr(OH2)6]2+. Hasil yang sama terlihat untuk asam sulfat, tetapi

kromium murni tahan terhadap serangan. Logam kromium tidak bereaksi

dengan asam nitrat, HNO3.

Contoh reaksi kromium dengan asam klorida:

Cr(s) + 2HCl(aq) → Cr 2+ (aq) + 2Cl - (aq) + H 2 (g)

Oksida

Reaksi kromium dengan oksida dapat membentuk beberapa senyawa,

diantanya: Kromium dioksida, CrO2, Kromium trioksida, CrO3, Dikromium

trioksida, Cr2O3 dan Trikromium tetraoksida, Cr3O4.

23

e. Mangan (Mn)

Reaksi dengan air

Mangan bereaksi dengan air dapat berubah menjadi basa secara perlahan dan

gas hidrogen akan dibebaskan sesuai reaksi:

Mn(s) + 2H2O → Mn(OH)2 +H2

Reaksi dengan udara

Logam mangan terbakar di udara sesuai dengan reaksi:

3Mn(s) + 2O2 → Mn3O4(s)

3Mn(s) + N2 → Mn3N2(s)

Reaksi dengan halogen

Mangan bereaksi dengan halogen membentuk mangan (II) halida, reaksi:

Mn(s) +Cl2 → MnCl2

Mn(s) + Br2 → MnBr2

Mn(s) + I2 → MnI2

Mn(s) + F2 → MnF2

Selain bereaksi dengan flourin membentuk mangan (II) flourida, juga

menghasilkan mangan (III) flourida sesuai reaksi:

2Mn(s) + 3F2 → 2MnF3(s)

Reaksi dengan asam

Logam mangan bereaksi dengan asam-asam encer secara cepat menghasilkan

gas hidrogen sesuai reaksi:

Mn(s) + H2SO4 → Mn2+(aq) + SO42-(aq) + H2(g)

Berikut adalah senyawaan unsur-unsur transisi deret kedua dan ketiga :

Zirkonium oksida, (ZrO2) merupakan kristal putih yang keras dan tidak larut

(mp 27000C),tahan terhadap asam dan basa, memiliki sifat mekanis yang baik

digunakan untuk tungku furnace.

Senyawa oksigen. Nb2O5 dan Ta2O5 meruapakan serbuk putih yang bersifat

inert. Tidak larut dengan semua asam kecuali dengan HF pekat, larut dalam

leburan NaOH dan NaHSO4.

24

1. Oksida : Beberapa oksida yang umum seperti : MoO3(putih), WO3(kuning),

MoO2 dan WO2

- Trioksida dibuat memanaskan logam dengan senyawa lain seperti sulfida

dalam oksigen.

- Dioksida dibuat dengan mereduksi trioksida dengan hidrogen atau NH3 pada

suhu ± 4700C.

2. Halida, MOF6 dan WF6 dibuat dengan reaksi flourinasi terhadap logamnya.

Kedua halida tersebut mudah terhidrolisis.

- Mo2Cl10 dibuat melalui klorinasi logamnya.

- WCl6 dibuat melalui klorinasi logamnya.

1. Oksida : beberapa oksida yang dikenal dari unsur ini : Rhenium Technetium

Oksida Warna Oksida Warna

Re2O3.xH2O = Hitam TeO2 = Hitam

ReO2 = Coklat

ReO3 = Merah

Re2O3 = Biru Te2O7 = Kuning

Re2O7 = Kuning

2. Halida : beberapa halida yang dikenal :

- ReF6 dan ReF7 yang bersifat volatil

- Re2Cl10 diperoleh dari reaksi klorinasi pada T 5500C

Terdekomposisi Re2Cl6

2.6 Jenis Ikatan yang Terbentuk

Jenis ikatan yang terbentuk pada unsur logam transisi adalah ikatan logam. Ikatan

logam adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat penggunaan bersama elektron-

elektron valensi antar atom-atom logam. Sifat-sifat unsur peralihan deret pertama (

Z = 21 sampai Z = 29 ) memiliki titik cair tinggi, daya hantar listrik yang baik dan

kekerasan sedang sampai tinggi adalah akibat dari cepat tersedianya elektron dan

orbital untuk membentuk ikatan logam.

25

Kita telah mengetahui bahwa unsur logam terutama senyawa logam golongan IA

dan IIA dapat membentuk senyawa ionic dengan unsur non logam. Di lain pihak ,

kita telah pula mengetahui bahwa beberapa senyawa logam mempunyai sifat

kovalen yang nyata , misalnya BeCl2 dan AlCl3. Senyawa logam-logam peralihan

menunjukkan sifat ionic dan kovalen. Umumnya senyawa logam peralihan dengan

bilangan oksidasi rendah bersifat ionic sehingga jenis ikatan yang terbentuk adalah

ikatan ionic dan dengan bilangan oksidasi tinggi (misalnya TiCl4) bersifat kovalen

sehingga jenis ikatan yang terbentuk adalah ikatan kovalen.

Pada unsur peralihan orbital d merupakan penyebab terpenting pada

pembentukkan ikatan kimia, sebaliknya orbital s dan p kurang penting.

Kebanyakan perbedaan sifat antara unsur peralihan dan utama yaitu bilangan

oksidasi ganda dan tunggal,pembentukan ion kompleks , warna , sifat magnetism

dan aktivitas katalistik dapat ditelaah berdasarkan orbital-orbital yang berperan

pada pembentukan ikatan. Selain itu semakin banyak elektron bebas dalam suatu

atom logam memungkinkan ikatan antaratom semakin kuat sehingga sifat logam

dari unsur itu juga semakin kuat. Pengaruh nyata dari kekuatan ikatan antaratom

pada logam transisi tercermin dari sifat kekerasan tinggi, kerapatan tinggi, titik

didih dan titik leleh yang juga tinggi, serta sifat hantaran listrik yang lebih baik.

26

BAB III

PENUTUP

1. Unsur unsur yang termasuk periode keempat meliputi tembaga (Cu), seng (Zn),

skadium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), kromium (Cr), mangan (Mn), besi

(Fe), kobalt (Co), dan nikel (Ni).

2. Unsur – unsur golongan transisi periode keempat diperoleh dari dalam bumi

dengan cara metalurgi. Proses metalurgi meliputi konsentrasi, reduksi, dan

pemurnian.

3. Unsur transisi dapat ditemukan dikerak bumi terutama sebagai bijih mineral (bijih

logam) dengan kadar tertentu. Bijih besi merupakan mineral terbanyak di alam

setelah O, Si, dan Al

4. Unsur-unsur transisi bersifat logam, mempunyai bilangan oksidasi positif maka

sering disebut logam transisi.

5. Mudah dibuat lempengan atau kawat dan mengkilap,sifatnya makin lunak dari kiri

ke kanan dan dapat menghantarkan arus listrik.

6. Jari-jari logam dan ion untuk unsur transisi periode kedua dan ketiga lebih besar

dibanding periode pertama.

7. Untuk unsur transisi periode kedua dan ketiga, pada tingkat oksidasi tinggi

umumnya lebih stabil daripada unsur periode pertama.

27

DAFTAR PUSTAKA

Cotton F, Albert. 2009. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : Universitas Indonesia

Muchtaridi,Sandri Justiana. 2007. Kimia Tiga. Jakarta : Yudistira.

Petrucci, Ralp H. 1987. Kimia Dasar jilid 3. Jakarta : Erlangga

www.google.com

28