Logam alkali tanah

KI 2231Logam golongan utamasemester II 2008/2009

Djulia Onggo

Logam alkali tanah

• Logam alkali tanah berfungsi sebagai reduktor, dan terbentuk ion M2+, karena potensial elektroda standar sangat negatif

• Magnesium digunakan pada reaksi Thermit untuk ekstraksi logam Titan

TiCl4 +2Mg → Ti + 2 MgCl2• Logam Ca, Sr dan Ba dapat bereaksi dengan

air atau asam menghasilkan hidrogen walaupun tidak sereaktif alkali.

Logam alkali tanah

Ketika dipanaskan logam alkali tanah dapat bereaksi dengan

• Oksigen membentuk oksida• Nitrogen membentuk nitrida• Belerang membentuk sulfida• Halogen membentuk halidaTuliskan persamaan reaksinya!

Sumber

• Beryl Be3Al2[Si6O18]=3BeO·Al2O3 ·6SiO2 emerald• Dolomit CaCO3, MgCO3

• Magnesite MgCO3

• Carnalite KCl,MgCl26 H2O• Kapur, marmer CaCO3

• Gypsum CaSO42H2O• Barytes BaSO4

Data alkali tanah

Proses DOW produksi Mg

Senyawa Alkali tanah

• Halida• Oksida dan hidroksida• Karbida• Garam karbonat dan sulfat

Halida• Berilium halida anhidrous bersifat

kovalen. • BeF2 larut dalam air membentuk

[Be(OH2)4]2+

• BeCl2 dalam fasa gas berupa monomerik dengan struktur linier, pada keadaan padat memiliki struktur polimerik

Berilium klorida

Halida dari Mg, Ca, Sr dan Ba

• MF2 berupa ionik dengan titik lebur tinggi, dalam air larut sebagian.

• MX2 dengan X = Cl, Br dan I, berupa padatan yang mudah larut dalam air, MX2 anhidrat digunakan untuk pengering (penarik air)

Elektrolisis leburan MgCl2

Oksida alkali tanah

Oksida alkali tanah bersifat basa, kecuali BeO amfoter

• Berilium oksida dibuat dari pembakaran Be dengan oksigen, merupakan padatan putih, tidak larut dalam air

• Oksida lainnya dibuat dari dekomposisi termal garam karbonatnya

• Reaksi MgO dengan air berlangsung lambat membentuk hidroksida yang tak larut.

• Reaksi oksida alkali tanah lainnya dengan air sangat eksotermik dan sekaligus menyerap CO2 di udara

Reaksi kimia

M M+2 + 2e-

Be(s) + 2H2O(l) No Reaction

Mg(s) + H2O(g) MgO (s) + H2(g)

M(s) + 2H2O(l) M(OH)2(aq) + H2(g) M = Ca, Sr, or Ba

karbida

• Reaksi oksida menjadi karbida merupakan proses penting dalam industri:

CaO + C → CaC2 + CO (2300K)CaC2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + CaH2

Garam sulfat

Kelarutan dalam air menurun dari atas ke bawah• Karena ∆H hidrasi menurun ( Mg2+ =1920

kJ/mol, Ba2+ = 1360 kJ/mol)Penggunaan garam sulfat• Gypsum, CaSO4·2H2O:

– Pemanasan gypsum menghasilkan Plaster of Paris CaSO4·½H2O.

– Digunakan sebagai ‘drywall and casting’.• BaSO4 digunakan sebagai X-ray imaging.

Garam karbonat

• Garam karbonat dari alkali tanah tidak larut dalam air

• Pemanasan garam karbonat menghasilkanoksida dan kestabilan termal meningkat dari atas ke bawah– Kalsium karbonat lebih mudah terurai dibanding

barium karbonat– Penguraian karbonat menjadi anion O2- yang terikat

kuat dengan ion M2+ membentuk senyawa ionik yang lebih stabil dari pada garam karbonatnya

Stalagmit & stalagtit

CO2 + H2O → H3O+ + HCO3-

Ka = 4.4×10-7

HCO3- + H2O → H3O+ + CO3

2-

Ka = 4.7×10-11

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

Air sadah

• Mengandung ion HCO3

-.– Ketika dipanaskan

menghasilkan CO32-,

CO2 and H2O.– ion CO3

2- bereaksi dengan ion multivalent membentuk endapan, CaCO3, MgCO3

Air sadah permanen

• Mengandung ion-ion selain karbonat yaitu SO4

2-, HSO4-. Biasanya dilunakkan

dengan penambahan natrium karbonat untuk mengendapkan ion-ion Ca2+ danMg2+.

Kompleks alkali tanah• Berilium membentuk kompleks dengan air, bil

koordinasi = 4, tetapi ion alkali tanah lainnya membentuk kompleks dengan bil koordinasi = 6 atau lebih.

• Dalam bentuk padat, [Ca(OH2)6]2+ dinyatakan sebagai CaCl2 6H2O dan CaBr26H2O

• Alkali tanah merupakan ASAM KERAS jadi suka bergabung dengan ligan BASA KERAS, contoh Mg(II) dan Ca(II) dengan EDTA membentuk kompleks yang larut dalam air (penentuan kesadahan air-kompleksometri)

Kompleks EDTA

Hubungan diagonal Li-Mg

• Keduanya bereaksi dengan nitrogen membentuk nitrida

• Keduanya bereaksi dengan oksigen membentuk oksida

• Garam karbonat dari keduanya mudah terdekomposisi ketika dipanaskan

• Garam nitrat dari keduanya terdekomposisi ketika dipanaskan menghasilkan N2O4

• Hidroksidanya larut sebagian dalam air

Hubungan diagonal Be-Al

• Be dan Al bereaksi dengan larutan alkali menghasilkan hidrogen

• Hidratnya bersifat asam• Hidroksidanya bersifat amfoter• Keduanya membentuk kompleks halida

Soal latihan• Sumber utama logam alkali tanah X adalah mineral

karbonatnya. Logam X bereaksi dengan air dingin membentuk senyawa D yang merupakan basa kuat. Larutan D digunakan untuk uji kualitatif adanya karbondioksida. X bereaksi dengan hidrogen membentuk zat yang dapat berfungsi sebagai pengering.

• Tuliskan persamaan reaksi antara X dengan air dan hidrida X dengan air

• Jelaskan uji kualitatif karbondioksida dengan larutan D

Soal latihan

• Mengapa magnesium oksida sukar larut dalam air tetapi kalsium oksida mudah larut?

• Mengapa magnesium hidroksida sukar larut dalam air tetapi barium hidroksida mudah larut?

• Mengapa magnesium sulfat mudah larut dalam air tetapi barium sulfat sukar larut?

Soal latihan• Barium peroksida dapat dibuat dari reaksi

kesetimbangan barium oksida dengan oksigen pada tekanan dan temperatur tertentu.

• Ketika 1 g campuran oksida direaksikan dengan asam sulfat, terbentuk 1,49 g endapan putih dan larutan peroksida.

• Larutan tersebut bereaksi dengan KI dalam asam menghasilkan 1,18x10-3 mol iodin

• Tuliskan persamaan reaksi-reaksi di atas, hitung massa oksida-oksida yang terkandung dalam sampel tsb.