GOLONGAN ALKALI 1. Keberadaan Di Alam. Senyawa-senyawa mengandung alkali yang ditemukan di alam dapat dilihat pada tabel berikut : Unsur Li Na Kelimpahannya di Alam Dalam Spodumen LiAl (SiO3) Dalam garam batu (NaCl), Sendawa Chili (NaNO3), Kriolit (NaAlF6), Boraks (Na2B4O7).IOH2O), Albit (Na2NO.Al2O3.3SiO2), di kulit bumi tersebar sebagai natron (Na2CO3.IOH2O) K Rb Cs Fr Di kulit bumi sebagai mineral silvit (KCl), Karnalit (KCl.MgCl.6H2O), Sendawa ( KNO), Feldspar (K2O.Al2O3.3SiO2) Dalam Lepidolit Dalam Polusit (Cs4Al4Si9O26.H2O), Mineral Fosfat trivilit Sangat sedikit karena bersifat radioaktif, terbentuk dari peluruhan aktinium 2. Sifat fisika (sifat fisis). Dari sifat fisis logam alkali yang tercantum pada tabel 2.1, dapat kita temukan adanya keteraturan titik leleh, titik didih, dan hantar listrik dan panas dari unsur lithium dan fransium. a. Titik Leleh. Dari lithium ke fransium, titik lelehnya semakin menurun. Hal ini disebabkan titik leleh ditentukan oleh jenis ikatan dan kekuatan ikatan logam yang dimiliki unsur alkali. Semakin kuat ikatan logamnya, semakin tinggi titik lelehnya. Ini berarti dari lithium ke fransium ikatan logamnya semakin lemah. b. Titik Didih. Dari lithium ke fransium, titik didihnya semakin menurun yang dapat dijelaskan seperti pembahasan di atas. c. Daya Hantar Listrik Dan Panas. Dari lithium ke fransium, daya hantar listrik dan panas semakain menurun, kecuali pada logam natrium dan kalium yang semakin bertambah karena electron valensi ada atom Na dan K mudah bergerak bebas. Sifat fisis Li Na K Rb Cs Fr

Kerapatan (Kg/m3) Titik leleh ( oC) Titik didih (oC) Daya hantar listrik (M-1 cm-1) Daya hantar panas (W/cmK) 3. Sifat kimia.

530 181 1342 0.847

970 98 883 1.41

860 63 760

1530 39 686

1880 29 686

27 677

0.108 0.210 0.139 0.078 0.078 0.030 1.02 0.582 0.582 0.150

Bila ditinjau konfigurasi electron unsur alkali, terdapat hanya satu electron valensi pada subkulit S. ketika bereaksi, atom unsur alkali cenderung melepaskan satu electron saja. Oleh karena itu, unsur alkali tergolong logam yang sangat reaktif. Unsur alkali dapat bereaksi dengan air. Di dalam air, logam Kalium bereaksi hebat. Sehingga menimbulkan letupan sangat keras dan nyala api berwarna ungu muda. Logam natrium juga bereaksi hebat dengan air dan menimbulkan letupan api berwarna kuning. Logam lithium juga bereaksi dengan air, tetapi tidak sereaktif logam kalium dan natrium. Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2Li (s)+2H2O(l) 2LiOH(aq)+H2(g) 2Na(s)+22H2O(l) 2HaOH(aq)+H2(g) 2K(s)+2H2O(l) 2KOH(aq)+H2(g) Berdasarkan reaksinya dengan air tersebut, dapat disimpulkan bahwa logam K lebih reaktif dibanding logam Li. Hal itu menunjukkan bahwa reaksifitas logam alkali dari Li ke Fr semakin bertambah. Dikarenakan semakin bertambahnya jari-jari atom dari Li ke Fr yang menyebabkan daya tarik menarik antara inti atom dengan electron valensi semakin lemah sehingga semakin mudah melepas electron valensi tersebut. 4. Proses pembuatan Tingkat oksidasi logam alkali dalam senyawanya selalu +1. oleh karena itu, semua reaksi pembuatan logam alkali dari senyawanya tergolong raksi reduksi. a. Lithium.

Logam lithium dibuat dengan elektrolisis campuran lelehan licl dan kcl cair penambahan kcl cair berfungsi untuk menurunkan titik leleh LiCl. reaksi pada sel elektrolisis katode Katode Anode : Li+(l)+e Li : 2Cl- Cl2+2e

b. Natrium. Logam natrium dibuat dengan elektrolisis campuran NaCl dan NaF cair. Raksi yang terjadi Katode Anode : Na++e Na : 2Cl Cl2+2e

c. Kalium. Logam natrium dibuat dengan elektrolisis campuran KCl dan Ca+Cl2 cair. Reaksi yang terjadi Katode Anode : K++l K : 2Cl- Cl2+Ze

Dapat juga dengan cara reduksi lelehan KCl dengan logam Na pada suhu 850 oC. KCl + Na K+NaCl Reaksi reduksi-reduksi di atas merupakan reaksi kesemtimbangan. d. Rubidium Dan Sesium. Logam Rb dan Cs dibuat dengan cara mereduksi lelehan halide garamnya dengan logam Na. RbCl+Na NaCl+Rb CsCl+Na NaCl+Cs 5. Kegunaan. Kebanyakan logam alkali digunakan dalam bentuk senyawa. Penggunaan dalam bentuk logamnya memerlukan kondisi tertentu. a. litium (Li). Logam Li yang tidak terlalu reaktif digunakan dalam baterai untuk kalkulator, jam, kamera, dan alat pacu jantung. Paduan logam Li dengan magnalium digunakan pada komponen pesawat terbang, karena paduan logam ini sangat ringan tetapi kuat.

b. Natrium (Na). Digunakan sebagai bahan pendingin pada reactor nuklir. Lelehan natrium mengambil panas yang dihasilkan reaksi fisis dan panas tersebut ditafsirkan oleh natrium cair ke bagian luar reactor untuk menguapkan air. Uap yang timbul dipakai untuk menjalankan generator listrik. Disunakan juga pada lampu penerangan di jalan raya. c. Kalium (K). Untuk membuat kalium super oksida, KO2 yang digunakan dalam masker gas. Di dalam tubuh, kalium bersama natrium dipergunakanoleh sel-sel saraf untuk mengirim sinyal-sinyal litrik. Digunakan pula untuk mengukur gelombang otak. d. Rubidium (Rb). Digunakan pada filament sel foto listrik (mengubah E.cahaya E listrik). e. Sesium (Cs). Digunakan sebagai katode pada lampu-lampu elektronik. Jika terkena cahaya, menyebabkan timbulnya arus litrik.

GOLONGAN ALKALI TANAH. 1. Keberadaan Di Alam. Logam alkali tanah adalah nama unsur-unsur yang terletak pada golongan IIA pada sistem periodik unsur, yaitu berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra). Logam-logam yang terletak pada golongan IIA ini dinamakan alkali tanah karena pada umumnya ditemukan dalam tanah berupa mineral batuan 2. Sifat Fisika. Dari atas ke bawah dalam system periodic, jari-jari atom secara periodik meningkat. Penambahan tersebut menyebabkan penurunan energi pengionan dan keelektronegatifan. Titik leleh dan titik didihnya cenderung menurun dari berilium ke barium. Sifat fisis unsur alkali tanah dapat dilihat pada tabel. Sifat fisis Kerapatan (Kg/m3) Titik leleh ( oC) Titik didih (oC) 3. Sifat Kimia. Logam alkali tanah bereaksi baik dengan air kecuali dengan loga magnesium yang hanya bereaksi dengan air panas, dan berilium tidak bereaksi. Logam alkali tanah juga beraksi dengan udara membentuk oksida dan nitrida. Semua logam alkali tanah bereaksi dengan asam kuat membantuk garam dan gas hydrogen. Reaksinya semakin hebat dari berilium ke barium. 4. Proses Pembuatan. Diantara logam alkali tanah, yang paling banyak diproduksi adalah magnesium. Magnesium diolah dari air laut melalui proses Downs sebagai berikut. Mula-mula air laut dicampur dengan CaO sehingga magnesium diendapkan sebagai Mg(OH)2. kemudian endapan disaring dan direaksikan dengan larutan HCL pekat, sehingga diperoleh lautan MgCl2. Selanjutnya larutan diuapkan sehingga diperoleh kristal MgCl2. kristal dicairkan lalu dielektrolisis. MgCl2 Mg+Cl2 Br Mg Ca Sr Ba 1848 1738 1550 2630 3510 1287 650 842 777 727 2469 1090 1484 1382 1870 Ra 5000 700 1737

Berilium diperoleh dengan cara mereduksi garam halidnya dengan magnesium, kalsium, strontium dan barium hx dapat dibuat dalam jumlah yang sedikit dan diperoleh melalui reduksi halidnya dengan logam natrium. 5. Kegunaan . a. Berilium. Berilium merupakan logam yang ringan dan keras. oleh karena itu, paduan tembaga dengan berilium digunakan untuk pegas dan klip berilium mempunyai penampang lintang dengan daya absorpsi yang kecil terhadap radiasi sehingga digunakan pada industri tenaga nuklir. berilium transparan terhadap sinar X sehingga digunakan dalam tabung sinar X. b. Magnesium. Logam magnesium digunakan untuk membuat magnalium (paduan logam magnesium-aluminium) yang bersifat kuat, ringan, dan tahan korosi. Paduan logam ini cocok untuk membuat komponen pesawat terbang. Juga dibuat untuk kembang api dan blitz. Senyawa magnesium: MgO untuk batu keras tahan api. Mg (OH)2 sebagai obat magg MgSO4.7H2O sebagai obat pencahar c. Kalsium. CaO (kapur tohor) fluks pada industri baja untuk mengikat pengatur membentuk terak, juga mengeringkan zat Ca(OH)2 (kapur mati) menetralkan asam pada berbagai proses industri. CaSO4.2H2O (gips) membentuk gips baker (sebagai pembalut bagi penderita patah tulang serta membuat cetakan gigi). d. Strontium. Digunakan untuk membuat kembang api yang menghasilkan warna merah terang.

GOLONGAN HALOGEN 1. Keberadaan di alam. Di alam, halogen ditemukan dalam bentuk senyawaanya karena bersifat sangat reaktif. Unsur halogen terbanyak Unsur Flourin Klorin Bromin Lodin Astatin Terdapatnya Di Alam Dalam senyawa flourspar (CaF2), kriolit (Na3AlF6), dan Flouroapatit (Ca5 (PO4)3F) Dalam senyawa NaCl, KCl, MgCl, dan CaCl2 yang terkandung dalam air laut dengan kadar terbanyak NaCl (2.8% massa air laut). Dalam senayawa bromida yang ditemukan pada air laut dan mineral. Dalam senyawa Natrium lodat (NalO3) ditemukan dalam jumlah berlimpah di Chili dan USA. Dalam kerak bumi sangat sedikit

2. Sifat fisika. Di alam, unsur-unsur halogen ditemukan dalam bentuk molekul diatomiks. Kemampuan fisik unsur halogen. Unsur Flourin Klorin Bromin Lodin Astatin Kenampakan fisik Gas berwarna kuning pucat. Gas berwarna kuning kehijauan Cair berwarna orange kecokelatan Padat berwarna abu-abu kehitaman, uap berwarna violet Bersifat radioaktif, sangat tidak stabil Dalam jumlah kecil terkandung dalam uranit Kerapatan. Kenaikan nilai kerapatan yang sangat drastic dari Cl ke Br terjadi karena adanya perubahan fase gas (F, Cl) ke fase cair (Br). Membuktikan bahwa gaya London mempengaruhi sifat fisis unsur tersebut. Titik leleh. Dipengaruhi oleh kekuatan gaya London. Semakin kuat gaya London yang terjadi antar molekul-molekul unsur halogen, maka semakin tinggi titik lelehny. Titik didih.

Titik didih halogen bertambah dari F ke At. 3. Sifat kimia. Unsur-unsur halogen kekurangan satu electron dibandingkan dengan unsur gas mulia terdekatnya. Sehingga halogen cenderung melengkapi kekurangan electron tersebut. Oleh karena itu, jiak unsur-unsur halogen bereaksi dengan logam, akan membentuk ion halide bermuatan -1 (X-). Akan tetapi, jika bereaksi dengan unsur non halogen atau beberapa logam dengan tingkat oksidasi tinggi akan membentuk senyawa kovalen sederhana. Tabel 3.10 sifat 3 kimia halogen pada pembentukan senyawa. (Kj/mol) (Kj/mol) 4. Proses pembuatan. a. Di Laboratorium. Halogen dibuat dengan cara mengoksidasi ion halide (X-), kecuali gas florin (F2). Karena disamping bersifat racun, tidak ada oksidator yang mampu mengoksidasi senyawa florida (F-). b. Di Bidang Industri. Pembuatan Flourin. Flourin diperoleh melalui proses elektrolisis garam kalium hydrogen flourida (KHF2) dilarutkan dalam HF cair, ditambahkan LiF 3% untuk menurunkan suhu sampai 100oC. Elektrolisis dilaksanakan dalam wajah baj dengan katode baja dan anode karbon. Campuran tersebut tidak boleh mengandung air karena F2yang terbentukakan menoksidasinya. KHF2 > K+ + HF2HF2 > H+ + 2FKatode : 2H+ + 2e- > H2 Energi ikatan X-X Sifat-sifat Kalor pembentukan standar NaX (Kj/mol) Kalor atomisasi X2 79 158 121 242 112 193 107 151 Flourin -573 Klorin -414 Bromin -361 Lodin -228

Anode

: 2F- > F2 + 2e-

Pembuatan Klorin. Proses downs yaitu elektrolisis leburan NaCl (NaCl cair). Sebelum dicairkan, NaCl dicampurkan dahulu dengan sedikit NaF agar titik lebur turun dari 800oC menjadi 600oC. Katode : Na+ 2e- > Na Anode : 2Cl- > Cl2 + 2eUntuk mencegah kontak (reaksi) antara logam Na dan Cl2 yang tebentuk, digunakan diafragma lapisdan besi tipis. Proses gibbs, yaitu elektrolisis larutan NaCl. Katode : 2H2O + 2e- > 2OH- + H2 Anode : 2Cl- > Cl2 + 2eProses deacon Reaksi :4HCl + O2 > 2H2O Berlangsung pada suhu 430oC dan tekanan 200 atm. Hasil reaksinya teercampur 44% N2. Pembuatan Bromin Air laut mengandung ion bromida (Br-) dengan kadar 8 x 10-4.dalam 1 liter air laut dapat diperoleh 3 kilogram bromin (Br2). Campuran udara dan gas Cl2 dialirkan melalui air laut. Cl2 akan mengoksidasi Br- menjadi Br. Udara mendesak Br2 untuk keluar dari larutan. Cl2 + 2Br- > 2Cl- + Br2 Pembuatan Lodin. Di alam, senyawa lodin terdapat dalam NaIO3, yang tecampur dengan NaNO3, untuk memisahkan NaIO3 dilakukan kristalisasi sehingga NaIO3 tertinggal dalam larutan. Kemudian ditambahkan reduktor natrium hidrosulfit, NaIO3 sehingga terjadi reaksi berikut 2NaIO3 + 5NaHSO3 > 3NaHSO4 + 2Na2SO4 + H2O + I2 Endapan I2 yang terbentuk disaring dan dimurnikan dengan sublimasi. 5. Kegunaan halogen. a. Fluorin

1. Asam flourida digunakan untuk mengukir (mengetsa) gelas. 2. Reaksi : CaSiO3 + 8HF > H2SiF6 + CaF2 + 3H2O 3. Natrium heksafluoroksilikat ( Na2SiF6 ) digunakan untuk bahan campuran pasta gigi. 4. Natrium fluorida ( NaF ) untuk mengawetkan kayu. 5. Belerang hexafluorida ( SF6 ) sebagai insulator. 6. Kriolit ( Na3AlF6 ) sebagai bahan pelarut dalam pengolahan bahan aluminium. 7. Freon-12 ( CF2Cl2 ) sebagai zat pendingin pada kulkas dan AC. 8. Teflon digunakan sebagai pada peralatan mesin. b. Klorin 1. Asam klorida ( HCl ) digunakan pada industri logam. Untuk mengekstrasi logam tersebut. 2. Natrium klorida ( NaCl ) digunakan sebagai garam dapur. 3. Kalium klorida ( KCl ) sebagai pupuk tanaman. 4. Amoniumklorida ( NH4Cl ) sebagai bahan pengisi batu baterai. 5. Natrium hipoklorit ( NaClO ) digunakan sebagai pengelontang ( breaching agent ) untuk kain dan kertas.ClO? + zat pewarna ? Cl- + zat tak berwarna 6. CaOCl2/( Ca2+ )( Cl- )( ClO- ) sebagai serbuk pengelontang atau kapur klor. 7. Kalsium hipoklorit ([Ca( OCl2 )2 ] sebagai zat disenfekton pada air ledeng. 8. Kalium klorat (KCl) bahan pembuat mercon dan korek api. 9. Seng klorida (ZnCl2) sebagai bahan pematri (solder). c. Bromin 1. Natrium bromide (NaBr)sebagai obat penenang saraf 2. Perak bromide(AgBr)disuspensikan dalam gelatin untuk film fotografi 3. Metil bromide(CH3Br)zat pemadam kebakaran 4. Etilen dibromida(C2H4Br2)ditambahkan pada bensin untuk mengubah Pb menjadi PbBr2. d. Lodin 1. Sebagai obat antiseptic

2. Mengidentifikasi amilum 3. Kalium Iodat(KIO3)ditambahkan pada garam dapur 4. Iodoform(CHI3)merupakan zat organic 5. Perak Iodida(AgI)digunakan dalam film fotografi.

GOLONGAN GAS MULIA. 1. Keberadaan di alam. Sumber utama gas mulia, kecuali radon dan udara. Komposisi unsur-unsur gas mulia di udara dapat dilihat dari tabel. Unsur Nitrogen Oksigen Argon* Karbon dioksida Neon* Helium* Metana Kripton* Hidrogen Nitrogen oksida Lambang N2 O2 Ar CO2 Ne He CH4 Kr H2 NO2 Persentase (volume) 78.084 20.948 0.934 0.0314 0.00182 0.00052 0.0002 0.00011 0.0005 0.0005 0.000008

Xenon* Xe Tabel 1.1 unsur-unsur gas mulia (*) di udara kering. 2. Sifat Fisika.

Berdasarkan data fisis gas mulia, terlihat juga adanya keteraturan pada nilai kerapatan, titik leleh, dan titik didih dari unsur He hingga Rn. Gas mulia merupakan molekul monoatomik. Oleh karena itu, sifat gas mulia inert, maka gaya antar molekul yang terjadi antara atom-atom unsur gas mulia berupa gaya London (gaya disperse). a. Kerapatan. Kerapatan gas mulia dipengaruhi oleh massa atom, jari-jari atom, dan kekuatan gaya London. Kerapatan bertambah dari He ke Rn karena bertambahnya massa atom, berkurangnya jari-jari danbertambahnya kekuatan London. b. Titik Leleh. Titik leleh dipengaruhi oleh jenis dan kekuatan ikatan. Titik leleh bertambah dari He ke Rn. Hal ini dikarenakan kekuatan gaya London semakin bertambah.

c.

Titik Didih. Titik didih bertambah dari HE ke Rn karena pertambahan kekuatan gaya London. 3. Sifat Kimia. Selama bertahun-tahun unsur-unsur grup VIIA disebut sebagai gas inert (tak bereaksi), sebab masing-masing nampaknya sama sekali tak reaktif secara kimia. Dunia kimia terguncang dan tergetar ketika pada tahun 1962 ahli kimia Canada Neil Bartlett membuat sebuah senyawaan stabil yang dianggap mempunyai rumus XePtF6. Ahli riset lainnya menunjukkan bahwa xenon dapat bereaksi langsung dengan folurin untuk membentuk senyawaan-senyawaan biner sederhana. Seperti XeF2, XeF4, dan XeF6 istilah lamban (inert) tidak lagi sesuai. Kebanyakan ahli kimia mulai menyebut keluarga itu gas mulia. Sama seperti unsur-unsur yang tak reaktif dan yang secara kimia bersifat menyendiri seperti emas dan platinum disebut logam mulia. Radon bereaksi spontan dengan flour pada suhu kamar, sementara xenon memerlukan pemanasan atau permulaan reaksi secara fotokimia. Krypton bereaksi denga flour hanya bila keduanya dikenakan penyinaran/pelepasan muatan listrik. 4. Kegunaan. a. Helium. Helium memiliki titik didih paling rendah yaitu -269 oC. oleh karena itu, helium digunakan untuk pendingin koil logam pada alat scanner tubuh, danpendingin bagi penelitian bersuhu rendah. Helium juga digunakan sebagai pelarut gas yang digunakan para penyelam karena kelarutan helium dalam darah para penyelam jauh lebih kecil dibandingkan gas nitrogen. Helium dengan gas nitrogen digunakan sebagai pengisi bola lampu pijar karena campuran ini tidak bereaksi denga filament tungsten. Helium juga digunakan sebagai pengisi balon udara karena bersifat inert. b. Neon. Gas neon jika dimasukkan ke dalam tabung bertekanan rendah yang diberi tegangan listrik dan memancarkan cahaya merah. Tabung ini banyak digunakan sebagai lampu reklame. Neon cair digunakan sebagai cairan

pendingin pada reactor nuklir, meskipun suhu yang dihasilkan tidak serendah helium cair. c. Argon. Gas argon digunakan sebagai pengisi bola lampu listrik. Sebab argon juga tidak bereaksi dengan wolfram yang pijar. Gas argon juga dimanfaatkan untuk menciptakanlingkunga/atmosfer inert terutama pada pembuatan kristal silicon dan germanium yang ultra murni dalamperalatan semikonduktor. d. Krypton. Oleh karena krypton menghasilkan cahaya dengan intensitas tinggi, maka digunakan dalam laser untuk merawat retina di belakang mata. Dalam system pengukuran, spectrum atom krypton digunakan ntuk menetapkan ukuran panjang satu meter yang didefinisikan sebagai 1.650.763,73 kali panjang gelombang garis ungu-merah pada spectrum atom krypton. e. Xenon. Xenon digunakan untuk menghasilkan cahaya terang pada lampu blitz (flash gun). Karen amempunyai sifat anestensi (pemati rasa), gas xenon juga digunakan untuk membius pasien pada proses pembedahan. f. Radon. Radon merupakan gas mulia yang bersifat radioaktif. Sehingga sinar yang dipancarkannya dapat digunakan dalam terapi penyakit kanker. Unsur-unsur golongan VII A dalam sistem periodik tergolong unsur-unsur blok p karena terakhir pada atom unsur ini mengisi subkulit p. Unsur-unsur ini terdiri dari flourin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iodin (I).

Unsur Periode Tiga di Alam dan Pengolahannya 1. Keberadaan Di Alam Unsur Natirum Keberadaannya di Alam Merupakan unsur peringkat kelima sesudah oksigen pada kulit bumi. Di alam terdapat sebagai ion Na+ dalam endapan garam, dan Magnesium dakam air laut misalnya NaCl. Merupakan unsur peringkat kedelapan sesudah oksigen pada kulit bumi. Di alam terdapat sebagai ion Mg+ dalam endapan garam, dan Alumunium dalam air laut terutama sebagai karbonat MgCO3 yang sukar larut. Merupakan unsur peringkat ketiga sesudah oksigen pada kulit bumi. Di alam terdapat sebagai mineral bauksit Al2O3.xH2O dan krolit Silikon Na3AIF6 Merupakan unsur peringkat kedua sesudah oksigen pada kulit bumi. Di alam terdapat sebagai pasir kuarsa, SiO2, albit, NaAISi3O8, Fosforus anortit, Ca(AISiO4)2, muskavit, KAI2(AISi3O10)(OH)2 Merupakan unsur peringkat kedua belas sesudah oksigen pada kulit bumi. Di alam terdapat sebagai fluoroapatit, Ca5(PO4)3F, fosforusit, Sulfur Ca3(PO4)2, hidroksi apatit, Ca5(PO4)3(OH). Merupakan unsur peringkat keempat belas sesudah oksigen pada kulit bumi. Di alam terdapat sebagai kawah vulkanik (keadaan bebas), sebagai sulfat dan sulfida, gelena, PbS, pirit, FeS23, zinc Klorin Argon blende, ZnA Merupakan unsur peringkat keenambelas sesudah oksigen pada kulit bumi. Di alam terdapat sebagai ion Cl- dalam air laut. Hanya terdapat dalam jumlah kecil di udara sebagai unsur bebas

2. Cara Pembuatan Pada subpokok bahasan ini hanya akan dibahas empat unsur, yaitu alumunium, silikon, fosforus, dan sulfur a. Alumunium Dalam industri, aluminium diperoleh dengan cara elektrolisis aluminium oksida cair. Aluminium oksida diperoleh dari bausit, yaitu aluminium oksida hidrat yang mengandung pengotor, misalnya besi (III) oksida dan silikon (IV) oksida, melalui langkah-langkah sebagai berikut :

a. Bauksit yng masih kotor direaksikan dengan lrutan NaOH pekat. Al2O3 dan SiO2 larut, tetapi Fe2O3 dan kotoran lain yang tidak larut disaring dengan alat filtrasi. Al2O3(s) + 2NaOH(aq) + 3H2O(1) 2NaAl(OH)4(aq) b. Setelah disaring, filtraynya diecerkan dengan air, dan direaksikan dengan gas CO2 untuk mengendapkan aluminium hidroksida 2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) 2Al(OH)3(s) + Na2CO3(aq) + H2O(l) c. Selanjutnya produk disaring untuk memperoleh Al(OH)3. setelah itu dipanaskan agar diperoleh Al2O3. 2Al(OH)3(s) Al2O3(s) + 3H2O(g) d. Al2O3 dilarutkan dlam lelehan kriolit (Na3AlF6). Campuran ini kemudian dimasukkan ke dalm sel elektrolisis, yang terdiri dari anode dan katode karbon. Al2O3 dalam lelehan kriolit, akan terurai menjadi Al3+ dan ion O2-. Reaksi elektrolis yang terjadi : Katode Anode : 4Al3+(l) + 12e 4Al(l) : 6O2-(l) 3O2 (g) + 12e 4Al(l) + 3O2(g) 2Al2O3(l) 4Al(l) + 3O2(g) Lelehan aluminium yang terbentuk pada katode membentuk lapisan di dasar sel dan secara berkala dikeluarkan dari sel. Oleh karena proses ini berlangsung pada suhu tinggi (850oC), maka elektrode karbon dapat habis bereaksi dengan oksigen yang dibebaskan. Untuk itu, secara periodik elektrode karbon perlu diganti. b. Silikon Dalam industri, silikon diperoleh dengan cara memanaskan pasir kuarsa (SiO2) dengan kokas (C) pada suhu sekitar 3000oC dalam tanur listrik. Reaktan ditambahkan dari atas tanur. SiO2(s) + 2C(s) Si(l) + 2CO(g) Lelehan Si yang dihasilkan akan membentuk padaran pada suhu 1410oC. Silikon ini cukup murni jika digunakan pada pembuatan aliase dengan logam lain.

Sel : 4Al3+(l) + 6O2-(l)

Namun, untuk beberapa penggunaan seperti transistor, chips komputer, dan sel surya, diperlukan silikon ultra murni. Silikon yang diperoleh dari tanur listrik harus diolah terlebuh dahulu, dengan cara memanaskannya dengan Cl2. Si(S) + 2Cl2 (g) SiCl4(l) Oleh karena SiCl4 merupakan zat cair yang mudah menguap, maka pemurnian dilakukan dengan proses distilasi. Selanjutnya, SiCl4 direduksi dengan mengalirkan campuran uap SiCl4 dengan gas H2 melalui suatu tabung yang dipanaskan hingga diperoleh silikon ultra murni. SiCl4(g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g) c. Fosforus fosforus dikenal dalam dua bentuk aloptropi, yaitu fosforus putih (P4) dan fosforus merah. Fosforus putih lebih bersifat racun dan lebih reaktif dari fosforus merah. Oleh karena dapat terbakar sendiri di udara, biasanya fosforus putih disimpan dalam air. Fosforus putih tidak larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut organik, misalnya pelarut karbon disulfida. Fosforus putih diperoleh dengan mereduksi fosforit, Ca3(PO4)2, dalam batuan fosfat degan cara dipanaskan dengan kokas dan pasir silika, SiO2, pada suhu 1400-1500oC sehingga terjadi reaksi sebagai berikut. 2Ca3(PO4)2(s) + 6SiO(s) + 10C(s) 6CaSiO3(s) + 10CO(g) + P4 (g) Bebatuan fosfat, kokas, dan pasir silika dimasukkan dari atas tungku, kemudian campuran ini dipanaskan. Uap fosforus yang dihasilkan keluar, kemuudian dilewatkan melalui presipitator elektostastis. Fungsi presipator adalah untuk menangkap debu. Setelah itu, uap fosforus masuk ke menara air dan disemprot dengan air pada suhu 70oC. Fosforus dalam bentuk cair yang dihasilkan akan dikeluarkan lewat bagian bawah. d. Belerang (Sulfur) Di alam, dikenal dua bentuk aloptropi belerang padat, yaitu belerang rombik dan belerang monoklin. Belerang yang biasa kita lihat berwarna kuning adalah belerang rombik yang stabil di bawah suhu 95,5oC. Di atas suhu 95,5oC, belerang rombik berubah menjadi belerang monoklin, yang selanjutnya mencair pada suhu 113oC.

Belerang banyak terdapat dalam kulit bumi. Belerang yang ditemukan di daerah vulkanik kemungkinan merupakan hasil reaksi antara gas SO2 dan H2S yang terdapat dalam gas vulkanik. 8SO2(g) + 16H2O(l) + 3S8(s) Deposit belerang (S) yang terdapat di bawah permukaan, ditambang dengan suatu metode, yaitu proses Fransch. Lubang dibor dan tiga pipa konsentris dimasukkan ke dalam lubang. Air super panas (150oC) dimasukkan untuk melelehkan belerang. Adanya udara bertekanan menyebabkan campuran udara, air, dan lelehan belerang dipaksa naik ke permukaan melalui pipa. Penggunaan utama dari belerang adalah untuk pembuatan asam sulfat. Dalam industri, asam sulfat diproduksi dengan dua proses kontak dan proses bilik timbel. 3. Sifat Fisika Dan Kimia. Sifat-sifat 1. Sifat Atomik a.Jari-jari ionik (pm) b.Jari-jari atom (pm) c.Energi (Kj/mol) d.Keelektronegatifan e.Bilangan oksidasi Sifat fisis a.Kerapatan (Kg/m3) b.Titik leleh (oC) c.Titik didih (oC) 4. Kegunaan. Belerang. Penggunaan utama dari belerang adalah untuk pembuatan asam sulfat. Silikon. Dapat membantu dalam penggunaan seperti transistor, chips komputer, dan sel surya. 970 98 883 1740 649 1107 2702 660 2519 2330 1410 2355 1820 29 277 2070 27 444 3,214 1,78 -101 -35 -189 -186 102 190 1.0 +1 72 160 738 1.2 +2 544 118 578 1.5 +3 26 111 789 1.8 +4 17 102 1013 2.1 +6 29 102 1000 2.5 +6 80 99 1250 3.0 +7 98 1520 0 Na Mg Al Sl P S Cl Ar

ionisasi 496

PERIODE 4 1. Keberadaan Di Alam. Unsur Skandium (Sc) Keberadaan di alam Skandium terutama terdapat pada mineral tortveitil (kira-kira 34% massa Sc). Terdapat bersama mineral lainnya, seperti monazite dan gadolinite. Titanium (Ti) Merupakan unsur peringkat ke-10 dalam kulit bumi (0.6% massa) biasanya terdapat dalam bentuk mineral rutile (TiO2) atau ilmenite (FeTiO3). Vanadium (V) Tersebar luas di seluruh kulit bumi (0.02% massa) dengan sumber utamanya mineral : vanadite (Pb(VO4)2), patronite (VS4), vanadinite (Pb5(VO4)3Cl), dan carnotite (K2(UO2)VO4.3H2O. Kromium (Cr) Mangan (Mn) Terdapat dalam mineral chromite (FeO.Cr2.O3) Terdapat relatif cukup melimpah di kulit bumi (0.1% massa). Terutama ditemukan sebagai batu kawi atau pirolusite (MnO2), dan rodocrosite (MnCO3) Besi (Fe) Merupakan logam berat yang paling melimpah dalam kulit bumi (sekitar 4.7%). Ditemukan dalam mineral : hematite (Fe2O3), magnetite (Fe3O4), limonite (Fe2O3.H2O), siderite (FeCO3), dan pyrite (FeS2). Relatif jarang, tetapi dapat ditemukan dalam mineral smaltite (CoAs2), Kobalt (Co) Nikel (Ni) Tembaga (Cu) dan kobalt (CoAsS). Merupakan unsur peringkat ke-24 dalam kulit bumi. Ditemukan dalam mineral millerite (NiS) dan pentlandite (NiS FeS). Ditemukan dalam bentuk unsur bebas di sekitar kawah vulkanik dan sebagai senyawa oksida, seperti cuprite (Cu2O), senyawa sulfida, seperti calcosite (Cu2S) dan calcopirite (CuFeS2), dan senyawa karbonat, seperti malachite (Cu2(OH)2CO3). Ditemukan dalam mineral : zink blende/spalerite (ZnS), Zincite (ZnO), Zink (Zn) dan smitsonite (ZnCO3).

Di alam, sebagian besar unsur transisi terdapat sebagai bijih. Oleh karena itu, untuk memperoleh logam murni dari bijihnya diperlukan proses reduksi.

Untuk memperoleh logam murni, diperlikan tiga macam proses utama, yaitu ekstraksi bijih logam, reduksi bijih logam menjadi logam, dan pemurnian mejadi logam. 2. Cara Pembuatan. Pembuatan Baja. Campuran logam besi dan logam-logam tertentu seperti kromium, nikel, vanadium, dan beberapa logam transisi lainnya disebut baja. Proses yang harus dilakaukan pada pengubahan (konversi) besi gubal menjadi baja adalah sebagai berikut. 1. Menurunkan kadar karbon dari 3 4% menjadi 0 1.5%. 2. menghilangkan pengotor seperti silikon dan fosforus. 3. menambahkan logam-logam campur seperti nikel dan kromium, sesuai jenis baja yang diproduksi. Mula-mula, proses konversi ini dilakukan dalam konverter Bessemer. Namun, karena kualitas baja yang dihasilkan kuran gbisa dipertahankan, kemudian digunakan tungku terbuka (open hearth furnace). Akan tetapi, masih ada permasalahan, yaitu harga tungku yang mahal dan prosesnya yang berlangsung lambat. Kini, proses konversi besi gubal menjadi baja dilakukan dalam tungku oksigen (basic oxygen furnace). Pada proses ini digunakan tanur yang dapat berputar secara mendatar dan tegak. Tanur diisi langsung dengan leburan besi tuang dan kapur. Oksidasi karbon dan zat pengotor lainnya dilangsungkan dengan meniupkan oksigen murni melalui pipa. Gas oksigen menyusup ke dalam leburan besi dan mengoksidasi zat pengotor dengan cepat. Kalor yang dibebaskan dapat mempertahankan suhu dalam tanur tetap tinggi, sehingga baja dalam keadaan lebur dapat dituangkan ke dalam cetakan. Sebanyak 300 ton besi tuang dapat diolah menjadi baja dalam waktu 40 menit. Konversi besi gubal menjadi baja dengan cara ini banyak digunakan karena prosesnya sangat cepat. Daftar beberapa jenis baja berdasarkan sifatnya. Jenis Baja mangan Baja krom Nikel Unsur tambahan 11-14% Mn 12-18%Cr 25%Nl sifat Sangat keras Tahan karat dan panas Kuat dan tahan karat

Stainless steel

18% Cr dan 8% Ni

Tahan karat

3. Sifat-Sifat Fisika Dan Kimia. Unsur-unsur transisi menunjukkan persamaan secara mendatar dalam sifat fisis dan kimia. Persamaan mendatar sifat unsur transisi ini kontras dengan perubahan sifat secara bertahap unsur blok S dan blok P dalam satu periode, disebabkan elektron terakhir dari unsur transisi mengisi orbital d yang terletak di sebelah dalam yang kurang menetukan sifat kimia. Unsur-unsur transisi bersifat logam, karena mudah melepaskan elektronnya untuk berubah menjadi ion positif atau kation. Sifat unsur-unsur transisi ini didukung oleh sifat-sifat fisisnya. Logam transisi memiliki titik leleh dan didih yang relatif tinggi dan bersifat keras. Karena logam memiliki elektron valensi yang bebas bergerak atau mudah berpindah dari satu orbital lainnya. Suatu ketika elektron valensi ini akan terdelokasiasi pada suatu tempat dalam logam tersebut sebagai awan elektron yang bermuatan negatif. Antar inti atom logam bermuatan positif dengan awan elektron bermuatan negatif terjadi tarik-menarik yang kuat, sehingga terbentuk ikatan yang disebut ikatan logam. Tabel 6.2 sifat-sifat sisis unsur transisi periode IV Sifat Jari-jari atom (A) Jari-jari ion M2+ (A) Titik leleh ( oC) Titik didih (oC) Rapatan (gr cm-3)Kekerasan (skalaMohs)Energi ionisasi (Kj/mol)

Sc 1,44 1541 2831 3,0 631 1,3 -2,10

Ti 1,32 1,00 1660 3287 4,5 658 1,5 -1,20

V 1,22 0,93 1890 3380 6,0 650 1,6 -1,20 -0,86

Cr 1,18 0,87 1857 1672 7,2 9,0 652 1,6 0,91 -0,86

Mn 1,17 0,81 1244 1962 7,9 5,0 7,17 1,5 -1,91 -0,74

Fe 1,17 0,75 1535 2750 7,9 4,5 759 1,8 -0,44 -0,04

Co 1,16 0,74 1495 2870 8,9 758 1,8 -0,28 -0,40

Ni 1,15 0,80 1453 2732 8,9 737 1,86 -

Cu 1,17 0,87 1083 2567 8,9 3,0 745 1,9 -

Zn 1,25 0,88 220 907 7,1 2,5 906 1,6 -0,76 -

Keelektronegatifan E red M (aq)(volt) E red M (aq)(volt)o 3+ o 2+

-0,25 +0,34