alkali & alkali tanah

51
1 BAHAN AJAR KIMIA KELAS XII IPA /1 MA DARUL ULUM MUHAMMADIYAH GALUR TAHUN PELAJARAN 2013/2014 Sukir, M.Sc

Upload: syukuraji

Post on 21-Oct-2015

155 views

Category:

Documents


27 download

DESCRIPTION

ALKALI & ALKALI TANAH

TRANSCRIPT

Page 1: Alkali & Alkali Tanah

1

BAHAN AJAR KIMIA KELAS XII IPA /1MA DARUL ULUM MUHAMMADIYAH GALUR

TAHUN PELAJARAN 2013/2014

Sukir, M.Sc

Page 2: Alkali & Alkali Tanah

TUJUAN PEMBELAJARAN1. Mengidentifikasi unsur dan senyawa alkali

dan alkali tanah.2. Mengidentifikasi sifat-sifat unsur alkali dan

alkali tanah.3. Mengidentifikasi reaksi nyala senyawa

logam alakli dan alkali tanah.4. Menjelaskan cara menghilangkan kesadahan

air melalui percobaan.

5. Menyebutkan kegunaan unsur dan senyawalogam alkali dan alkali tanah.

2Endah Wahyuningtyas

Page 3: Alkali & Alkali Tanah

Termasuk golongan IA dalam daftar periodik, a.l. Na, Li, K, Rb, Cs dan Fr.

Alkali sangat reaktif, di alam ditemukan dalam bentuksenyawanya. a.l . Garam batu dan air laut, NaCl,sendawa chili, NaNO3,

UnsurKelimpahan dlm kulitbumi (%) Mineral dan sumber

Li 0,0018 Spodumene , LiAlSi2O6

Na 2,63 Garam batu, NaCl; sendawachili, NaNO3

K 2,40 Silvit,KCl,karnalit,KMgCl3(H2O)6

Rb 0,0078 Lepidolit

Cs 0,0003 Polusit, CsAl4Si9O26H2O

Fr kecil -3Endah Wahyuningtyas

Page 4: Alkali & Alkali Tanah

Unsur Golongan Alkali (IA)

Logam

Tabel Perbandingan Unsur

4Endah Wahyuningtyas

Page 5: Alkali & Alkali Tanah

Sifat Fisis

Nomor atom : 3Konfigurasi e- : [He] 2s1

Massa Atom relatif : 6,939Jari-jari atom : 1,34 ÅTitik Didih : 1.336 CTitik Lebur : 181 CElektronegatifitas : 1Energi Ionisasi : 520,2 kJ/molTingkat Oks. Max : 1+Struktur Atom : Kristal

LogamWujud : Padat

Litium| Natrium| Kalium| Rubidium| Caesium| Fransium| tabelLitium| Natrium| Kalium| Rubidium| Caesium| Fransium| tabel

5Endah Wahyuningtyas

Page 6: Alkali & Alkali Tanah

Kegunaan

Aliasi Li dan Pb untuk pembungkus kabel lunak

Aliasi Li dan Al untuk menambah daya tahan terhadap

korosi aluminium

Litium| Natrium| Kalium| Rubidium| Caesium| Fransium| tabel

6Endah Wahyuningtyas

Page 7: Alkali & Alkali Tanah

Catatan

Merupakan logam lunak, bewarna putih keperakan, reaktifBereaksi dengan halogen berlangsung sangat cepat, membentuk

halida logam.Bereaksi dengan gas hidrogen membentuk senyawa putih berbentuk

kristal yang disebut hidrida. Reaksi terjadi dengan lambat padasuhu kamar.

Tidak semua logam alkali bereaksi dengan nitrogen, hanya litiumyang membentuk Litium Nitrit .

Bereaksi dengan oksigen berlangsung sangat cepat membentuksenyawa oksida.

Bereaksi dengan air membentuk gas hidrogen dan Litium hidroksida.Bereaksi dengan Amonia membentuk gas hidrogen dan logam

amida.

Litium| Natrium| Kalium| Rubidium| Caesium|Fransium| tabel

7Endah Wahyuningtyas

Page 8: Alkali & Alkali Tanah

Sifat Fisis

Nomor atom : 11Konfigurasi e- : [Ne] 3s1

Massa Atom relatif : 22,98977Jari-jari atom : 2,23 ÅTitik Didih : 892 CTitik Lebur : 495 CElektronegatifitas : 1Energi Ionisasi : 495 kJ/molTingkat Oks. Max : 1+Struktur Atom : Kristal

LogamWujud : Padat

Litium| Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

8Endah Wahyuningtyas

Page 9: Alkali & Alkali Tanah

KegunaanNatrium (Na)

Litium| Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

•Dipakai dalam pebuatan ester

•NACl digunakan oleh hampir semua makhluk

•Na-benzoat dipakai dalam pengawetan makanan

•Na-glutamat dipakai untuk penyedap makanan

•Isi dari lampu kabut dalam kendaraan bermotor

•NAOH dipakai untuk membuat sabun, deterjen, kertas

•NAHCO3 dipakai sebagai pengembang kue

•Memurnikan logam K, Rb, Cs

•NACO3 Pembuatan kaca dan pemurnian air sadah

9Endah Wahyuningtyas

Page 10: Alkali & Alkali Tanah

Catatan

Litium| Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

Merupakan logam lunak, bewarna putih keperakan, reaktifBereaksi dengan cepat dengan air membentuk sodium hidroksida dan hidrogenDapat bereaksi dengan Alkohol namun lebih lambat dibanding dengan airTidak bereaksi terhadap nitrogenMerupakan komponen terbesar kedua yang larut di air lautMudah ditemui pada sumber air alami

Dihasilkan dengan elektrolisis lelehan NaClProsesnya disebut proses Downs, yaitu dengan menambah 58% CaCl2 dan KF pada elektrolisis lelehan NaCL. Tujuan penambahan untuk menurunkan titik lebur NaCl hingga mencapai 550 C

10Endah Wahyuningtyas

Page 11: Alkali & Alkali Tanah

Sifat Fisis

Nomor atom : 19Konfigurasi e- : [Ar] 4S1

Massa Atom relatif : 39,102Jari-jari atom : 1,96 ÅTitik Didih : 766 CTitik Lebur : 64CElektronegatifitas : 0,8Energi Ionisasi : 418,8 kJ/molTingkat Oks. Max : 1+Struktur Atom : Kristal

LogamWujud : Padat

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

11Endah Wahyuningtyas

Page 12: Alkali & Alkali Tanah

Kegunaan

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

KNO3 : sebagai pupuk dan sebagai oksidator korek api

Aliasi Na dan K digunakan sebagai cairan pendingin untuk reaktor atom.

12Endah Wahyuningtyas

Page 13: Alkali & Alkali Tanah

Catatan Kalium (K)

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

Reaksi Pentinga. reaksinya dengan O2 menghasilkan

· Senyawa oksida (M2O)· Senyawa peroksida (M2O2)· Senyawa superoksida (MO2)

b. dapat bereaksi dengan unsur N2, S, P, H2, Cl2· 6M + N2 → 2M3N (M : hanya Li)· 2M + S → M2S· 3M + P → M3P· 2M + H2 → 2MH· M + Cl2 → 2MCl( M : semua logam alkali)

c. reaksinya dengan H2O2M + H2O → 2MOH + H2

d. reaksinya dengan NH32M + NH3 → 2NMH2 + H2

13Endah Wahyuningtyas

Page 14: Alkali & Alkali Tanah

Sifat Fisis

Nomor atom : 37Konfigurasi e- : [Kr] 5s1

Massa Atom relatif : 85,47Jari-jari atom : 1,48 ÅTitik Didih : 688 CTitik Lebur : 39,3 CElektronegatifitas : 0,8Energi Ionisasi : 403 kJ/molTingkat Oks. Max : 1+Struktur Atom : KristalWujud : Padat

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

14Endah Wahyuningtyas

Page 15: Alkali & Alkali Tanah

KegunaanRubidium (Rb)

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

Aliasi Rb dan Ca untuk membentuk Aliasi dengan Na dan K untuksel foto listrik

15Endah Wahyuningtyas

Page 16: Alkali & Alkali Tanah

Catatan

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

Reaksi Pentinga. reaksinya dengan O2 menghasilkan

· Senyawa oksida (M2O)· Senyawa peroksida (M2O2)· Senyawa superoksida (MO2)

b. dapat bereaksi dengan unsur N2, S, P, H2, Cl2

· 6M + N2 → 2M3N (M : hanya Li)· 2M + S → M2S· 3M + P → M3P· 2M + H2 → 2MH· M + Cl2 → 2MCl( M : semua logam alkali)

c. reaksinya dengan H2O2M + H2O → 2MOH + H2

d. reaksinya dengan NH32M + NH3 → 2NMH2 + H2

16Endah Wahyuningtyas

Page 17: Alkali & Alkali Tanah

Sifat Fisis

Nomor atom : 55Konfigurasi e- : [Xe] 6s1

Massa Atom relatif : 132,905Jari-jari atom : 1,69 ÅTitik Didih : 671CTitik Lebur : 28,4 CElektronegatifitas : 0,7Energi Ionisasi : 375,7 kJ/molTingkat Oks. Max : 1+Struktur Atom : kristalWujud : cair

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

17Endah Wahyuningtyas

Page 18: Alkali & Alkali Tanah

Catatan

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

Reaksi Pentinga. reaksinya dengan O2 menghasilkan

· Senyawa oksida (M2O)· Senyawa peroksida (M2O2)· Senyawa superoksida (MO2)

b. dapat bereaksi dengan unsur N2, S, P, H2, Cl2

· 6M + N2 → 2M3N (M : hanya Li)· 2M + S → M2S· 3M + P → M3P· 2M + H2 → 2MH· M + Cl2 → 2MCl( M : semua logam alkali)

c. reaksinya dengan H2O2M + H2O → 2MOH + H2

d. reaksinya dengan NH32M + NH3 → 2NMH2 + H2

18Endah Wahyuningtyas

Page 19: Alkali & Alkali Tanah

KegunaanCaesium (Cs)

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

19Endah Wahyuningtyas

Page 20: Alkali & Alkali Tanah

Sifat Fisis

Nomor atom : 87Konfigurasi e- : [Rn] 7s1

Massa Atom relatif : 223Jari-jari atom : -ÅTitik Didih : - CTitik Lebur : 27 CElektronegatifitas : 2,45Energi Ionisasi : - kJ/molTingkat Oks. Max : 1+Struktur Atom : -Wujud : cair

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

20Endah Wahyuningtyas

Page 21: Alkali & Alkali Tanah

Kegunaan

Dipakai sebagai bahan dasar pembuatan asam sulfat

Digunakan dalam baterai

Dipakai pada fungisida dan pembuatan pupuk

Digunakan pada korek dan kembang api

Digunakan sebagai pelarut dalam berbagai proses

Fransium (Fr)Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

21Endah Wahyuningtyas

Page 22: Alkali & Alkali Tanah

Catatan

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel

22Endah Wahyuningtyas

Reaksi Pentinga. reaksinya dengan O2 menghasilkan

· Senyawa oksida (M2O)· Senyawa peroksida (M2O2)· Senyawa superoksida (MO2)

b. dapat bereaksi dengan unsur N2, S, P, H2, Cl2

· 6M + N2 → 2M3N (M : hanya Li)· 2M + S → M2S· 3M + P → M3P· 2M + H2 → 2MH· M + Cl2 → 2MCl( M : semua logam alkali)

c. reaksinya dengan H2O2M + H2O → 2MOH + H2

d. reaksinya dengan NH32M + NH3 → 2NMH2 + H2

Page 23: Alkali & Alkali Tanah

Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel|

Sifat Fisis Li Na K Rb Cs

Titik didih (C) 1342 883 759 688 671

Titik leleh ( c ) 180,5 97,7 63,3 39,3 28,4

Energi ionisasi ( KJ/mol) 520,2 495,8 418,8 403 375,7

Jari-jari ion (A) 0,60 0,95 1,33 1,48 1,69

Konfigurasi elektron 2.1 2.8.1 2.8.8.1 2.8.18.8.1 2.8.18.18.8.1

keelektronegatfan 1,0 0,9 0,8 0,8 0,7

Kerapatan (g/cm3) 0,534 0,971 0,862 1,532 1,873

Struktur kristal bcc bcc bcc bcc bcc

Reaksi nyala Merah kuning ungu - -

23Endah Wahyuningtyas

Page 24: Alkali & Alkali Tanah

Unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam golIIA dalam tabel periodik unsur, a.l. Be, Mg,Ca, Sr, Ba dan Rd.

Di alam ditemukan sebagai senyawanya.Unsur Kelimpahan (%) Mineral dan sumber

Be ? Beril, Be3Al2(SiO3)6

Mg 1,93 Magnesit, dolomit, silikat, air laut

Ca 3,39 Dolomit, batu kapur, silikat,

Sr 0,02 Selestit, SrSO4

Ba 0,04 Barit, BaSO4

Rd 10-10 Pekblende

24Endah Wahyuningtyas

Page 25: Alkali & Alkali Tanah

Air sadah adalah air yang mengandungmengandung mineral Ca dan Mg dalambentuk senyawa klorida, sulfat, karbonat ataubikarbonat dalam jumlah banyak.

Kesadahan sementara : kesadahan yangdisebabkan garam-garam karbonat danbikarbonat dari Ca dan Mg.

Kesadahan tetap : kesadahan yangdisebabkan garam-garam klorida dan sulfatdari Ca dan Mg. 25Endah Wahyuningtyas

Page 26: Alkali & Alkali Tanah

Menghilangkan kesadahan sementara :

o Ca(HCO3)2 (aq) CaCO3 (s) + H2O + CO2(g)

o Ca(HCO3)2 (aq) + Ca(OH)2 (aq) CaCO3 (s) + H2Oo Ca(HCO3)2 (aq) + NH3 (aq) CaCO3 (s) + (NH4)2CO3

Menghilangkan kesadahan tetap:CaSO4 (aq) + Na2CO3 (aq) CaCO3 (s) + Na2SO4(aq)

26Endah Wahyuningtyas

Page 27: Alkali & Alkali Tanah

27Endah Wahyuningtyas

Page 28: Alkali & Alkali Tanah

SimbolSimbol Konfigurasi Konfigurasi elektronelektron

BeBe [He]2s2[He]2s2

MgMg [Ne]3s2[Ne]3s2

CaCa [Ar]4s2[Ar]4s2

SrSr [Kr]5s2[Kr]5s2

BaBa [Xe]6s2[Xe]6s2

RaRa [Rn]7s2[Rn]7s228Endah Wahyuningtyas

Page 29: Alkali & Alkali Tanah

Logam Sr

Logam Ba

Logam Ca

29Endah Wahyuningtyas

Page 30: Alkali & Alkali Tanah

Atomic Radius/nm Atomic Radius/nm Ionic Radius/nm (MIonic Radius/nm (M2+2+) )

Be Be 0.113 0.113 0.034 0.034

Mg Mg 0.160 0.160 0.078 0.078

Ca Ca 0.197 0.197 0.106 0.106

Sr Sr 0.215 0.215 0.127 0.127

Ba Ba 0.217 0.217 0.143 0.143

30Endah Wahyuningtyas

Page 31: Alkali & Alkali Tanah

Energi ionisasi (kJ Energi ionisasi (kJ molmol--11 )1st)1st

Energi ionisasi (kJ Energi ionisasi (kJ molmol--11 ) 2nd) 2nd

Be Be 899.4 899.4 1757.1 1757.1

Mg Mg 737.7 737.7 1450.7 1450.7

Ca Ca 589.7 589.7 1145 1145

Sr Sr 549.5 549.5 1064.2 1064.2

Ba Ba 502.8 502.8 965.1 965.1

31Endah Wahyuningtyas

Page 32: Alkali & Alkali Tanah

Magnesium, Mineral utama yang mengandungmagnesium adalah carnellite, magnesite dan dolomite.Kelimpahan magnesium terletak pada urutankedelapan pada kulit bumi.

Kalsium, ditemukan dalam kapur, limestone,gypsum, flourite. Stalaktit dan stalaknit mengandungkalsium karbonat. Kelimpahan kalsium terletak padaurutan kelima pada kulit bumi.

32Endah Wahyuningtyas

Page 33: Alkali & Alkali Tanah

Berilium tidak bereaksi dengan air atau uap air meskipun dalam suhu tinggi.

Magnesium bereaksi dengan uap air menghasilkan magnesium oksida dan hidrogen.

Magnesium murni memiliki kemampuan bereaksi yang kecil terhadap air dingin.

Kalsium, strontium, dan barium

Unsur-unsur ini dapat bereaksi dengan air dingin dengan pengadukan kuat menghasilkan hidroksida dan hidrogen.

Persamaan reaksi unsur-unsur ini adalah :X(s) + 2H2O(l) X(OH)2(aq) + H2(g)Hidroksida yang dihasilkan kelarutannya meningkat dari atas ke bawah dalam satu golongan.

33Endah Wahyuningtyas

Page 34: Alkali & Alkali Tanah

Semua logam kecuali berilium membentuk oksida di udara pada temperature kamar.

Semua logam membentuk oksida normal. Logam Sr dan Ba dapat membentuk peroksida

2Mg(s) + O2(g) ------> MgO(s) [normal oxide]

Semua oksida dalam air bersifat basa kecuali BeO sedangkan MgO hanya sedikit membentuk hidroksida.

34Endah Wahyuningtyas

Page 35: Alkali & Alkali Tanah

Logam alkali tanah bereaksi dengan halogen membentuk Halida (MX2)Logam Golongan IIA mereduksi gas klor dengan pemanasan membentuk klorida.

Semua logam kecuali berelium dapat mereduksi air dan asam menghasilkan hydrogen

Logam panas alkali tanah merupakan pereduksi cukup kuat untuk mereduksi gas nitrogen dan membentuk nitrida

35Endah Wahyuningtyas

Page 36: Alkali & Alkali Tanah

Rumus Umum oksida yang terbentuk adalah MO semuanya dalah kristal putih dan bersifat basa

Oksida logamnya diperoleh dari reaksi antara logam dan oksigen serta diperoleh dari pemanasan karbonatnya

Oksida dari logam alkali tanah dalam air bersifat basa.

36Endah Wahyuningtyas

Page 37: Alkali & Alkali Tanah

Halida alkali tanah umumnya bersifat hidrat. Garam anhidratnya dapat diperoleh dengan pemanasan.

Halida dari Mg dan Ca menyerap air dan larut dalam air

Kelarutan halide dalam air menurun dari atas ke bawah dalam satu golongan. Kecuali flouridanya mempunyai kecenderungan berlawanan.

Semua halide bersifat ionic kecuali berelium. Kalsium klorida anhidrat adalah contoh yang

mempunyai kiemampuan menyerap air –yang kuat sehingga digunakan sebagai pengering.

37Endah Wahyuningtyas

Page 38: Alkali & Alkali Tanah

Hidroksida alkali tanah adalah basa Bronsted

Mg(OH)2 tidak larut dalam air tetapi kelarutan dan kekuatan basanya naik dari atas ke bawah dalam satu golongan.

Kalsium hidroksida digunakan untuk uji keasaman gas karbon dioksida

38Endah Wahyuningtyas

Page 39: Alkali & Alkali Tanah

Garam okso mempunyai rumus umum XOnm-. X adalah unsure non logam seperti C, N dan S

Garam okso magnesium dan kalsium sering berada dalam keadaan terhidratnya.

Karbonatnyan, MCO3, semuanya larut dalam air dan kelarutannya menurun dari atas ke bawah dalam satu golongan.

Kecenderungan yang sama juga dijumpai untuk garam, MSO4, tetapi magnesium sulfat larut dalam air sedangan sisanya sangat tidak larut dalam air.

Garam Okso yang lain adalah nitrat, M(NO3)2. Garam nitrat dapat dipewroleh dengan reaksi di bawah ini :

M(OH)2 + 2 HNO3→ M(NO3)2 + 2 H2O39Endah Wahyuningtyas

Page 40: Alkali & Alkali Tanah

Logam berelium dapat dibuat dengan :

Reduksi BeF2 dengan magnesium atau Ca Elektrolisis BeCl2.

Magnesium dibuat dalam skala besar dengan proses :

Elektrolisis garam halidanyaReduksi dari dolomite terkalsinasi dengan

alloy ferrosilicon

40

Page 41: Alkali & Alkali Tanah

Terdapat dalam mineral beryl, [Be3Al2(SiO3)6]. Logam ini digunakan untuk membuat alloy tembaga dan

nikel dengan kekuatan yang tinggi. Bila serbuk logamnya dibakar akan bereaksi dengan udara

menghasilkan BeO and Be3N2. Isolasi berelium dibuat dengan pemanggangan mineral

beryl dengan sodium hexafluorosilicate, Na2SiF6, padasuhu 700°C menghasilkan berelium flourida yang larutdalam air, kemudian diendapkan sebagai hidroksidanyaBe(OH)2 dengan pengaturan pH hingga 12.

Berelium murni diperoleh dengan elektrolisis leburanBeCl2.

Metode lain adalah melibatkan reduksi berelium flouridadengan magnesium pada suhu 1300oC.

41

Page 42: Alkali & Alkali Tanah

Magnesium bereaksi dengan ammonia dan gas nitrogen pada temperature tinggi membentuk Mg3N2.

Digunakan secara luas untuk konstruksi karena ringan Digunakan untuk membuat reagen Grignard.

42Endah Wahyuningtyas

Page 43: Alkali & Alkali Tanah

Logam Kalsium secara komersial dibuat dari elektrolisis leburan kalsium klorida.

Kalsium klorida dibuat dari kalsium karbonat dan asam klorida. Kalsium klorida juga diperoleh dari hasil samping proses Solway untuk membuat natrium karbonat.

Dalam skala kecil kalsium dapat dibuat melalui reduksi of CaO dengan aluminium atau reduksi CaCl2 dengan logam natrium.

43Endah Wahyuningtyas

Page 44: Alkali & Alkali Tanah

Stronsium tidak pernah ada sebagai unsur bebasnya.

Stronsium lebih lunak dibandingkan kalsium Stronsium berwarna keperakan bila baru dipotong

tapi segera berwarna kekuningan karena terbentuk oksidanya.

Isolasi, secara komersial dibuat dalam skala kecil dengan elektrolisis leburan strontium chloride, SrCl2. Sr juga dapat diisolasi dari reduksi SrOdengan aluminium

44

Page 45: Alkali & Alkali Tanah

45

Isolasi, Logam barium tersedia secara komersial. Barium dibuat dalam skala kecil dengan elektrolisis leburan barium klorida. Barium juga dapat diperoleh dari reduksi BaO dengan Al

6BaO + 2Al 3Ba + Ba3Al2O6

Page 46: Alkali & Alkali Tanah

46

Page 47: Alkali & Alkali Tanah

47

Page 48: Alkali & Alkali Tanah

48

Page 49: Alkali & Alkali Tanah

49

Page 50: Alkali & Alkali Tanah

50

Page 51: Alkali & Alkali Tanah

51