ISOLASI LOGAM GOLONGAN IIA DAN MASALAH LINGKUNGAN

YANG TERKAIT

Makalah

Oleh:

M. Agus Radiansyah (0810923019)

Triana Nur Hayati (0810923027)

Rahmatina Amalia (0810923021)

Rizky Prayoga Darwadi (0810923023)

Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Brawijaya

2011

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Logam golongan II A dalam sistem periodik unsur disebut juga golongan alkali tanah.

Logam alkali tanah terdiri atas enam unsur yaitu : Berilium (Be), Magnesium (Mg), Calcium

(Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba),  dan Radium (Ra). Seperti logam alkali, maka logam alkali

tanah pun tidak terdapat bebas di alam.

Logam alkali tanah dalam sistem periodik terletak pada golongan IIA. Atom logam-

Unsur golongan II A disebut logam alkali tanah karena unsur pada golongan II A memiliki

kemiripan sifat seperti logam yang bersifat basa jika direaksikan dengan air tetapi oksidasinya

sukar larut dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi. Unsur alkali tanah

memiliki reaktifitas tinggi, sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik , unsur ini

mudah bereaksi dengan oksigen, dan logam murni yang ada di udara.

Oleh sebab itu, dalam makalah ini akan dibahas tentang cara isolasi unsur golongan

alkali tanah dan manfaatnya dalam bidang lingkungan.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara isolasi unsur-unsur golongan IIA?

2. Bagaimana pengaruh logam berilium terhadap penyakit berilium kronis (CBD)?

3. Bagaimana pengaruh magnesium terhadap tanaman?

4. Bagaimana barium dapat digunakan dalam bidang kesehatan?

5. Bagaimana peran radium dalam bidang kesehatan?

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui proses isolasi unsur-unsur golongan II A.

2. Untuk mengetahui pengaruh logam berilium terhadap penyakit berilium kronis (CBD).

3. Untuk mengetahui pengaruh magnesium terhadap tanaman.

4. Untuk mengetahui peranan barium dalam bidang kesehatan

5. Untuk mengetahui peranan radium dalam bidang kesehatan

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Isolasi Logam Golongan IIA

2.1.1 Isolasi Berilium

Berilium sangat bermanfaat untuk menunjang kehidupan manusia. Namun, keberadaan

berilium di alam tidak dapat ditemukan dalam bentuk murninya. Berilium tersebut ditemukan

di alam dalam bentuk senyawa sehingga untuk mendapatkannya perlu dilakukan isolasi.

Isolasi berilium dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu (Anonim1, 2010):

Metode Reduksi Be F2

Pada metode ini diperlukan berilium dalam bentuk BeF2 yang dapat diperoleh dengan cara

memanaskan beril dengan Na2SiF6 pada suhu 700-750 oC. Setelah itu dilakukan leaching

(ekstraksi cair-padat) terhadap flour dengan air kemudian dilakukan presipitasi (pengendapan)

dengan Ba(OH)2 pada pH 12. Reaksi yang terjadi adalah (Anonim1, 2010):

BeF2 + Mg → MgF2 + Be

Metode Elektrolisis BeCl2

Untuk mendapatkan berilium juga  dapat dilakukan dengan cara elektrolisis dari lelehan BeCl2

yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik,

sehingga ditambahkan NaCl. BeCl2 tidak dapat menghantarkan listrik karena BeCl2 bukan

merupakan larutan elektrolit. Reaksi yang terjadi adalah (Anonim1, 2010):

Katoda : Be2+ + 2e- → Be

Anode : 2Cl- → Cl2 + 2e-

2.1.2. Ekstraksi Magnesium (Mg)

Metode Reduksi

Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomit [MgCa(CO3)2]

karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium. Dolomite

dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. lalu MgO.CaO. dipanaskan dengan FeSi sehingga

menghasilkan Mg(Anonim1, 2010):

2[MgO.CaO] + FeSi → 2Mg + Ca2SiO4 + Fe

Metode Elektrolisis

Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air

alut dengan CaO. Reaksi yang terjadi(Anonim1, 2010):

CaO + H2O → Ca2+ + 2OH-

Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2

Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2

Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O

Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan

magnesium

Katode : Mg2+ + 2e- → Mg

Anode : 2Cl- → Cl2 + 2e-

2.1.3. Ekstraksi Kalsium (Ca)

Metode Elektrolisis

Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk

mendapatkan kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa

CaCl2. Reaksi yang terjadi (Anonim1, 2010):

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca).

Reaksi yang terjadi (Anonim1, 2010):

Katoda ; Ca2+ + 2e- → Ca

Anoda ; 2Cl- → Cl2 + 2e-

Metode Reduksi

Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan

mereduksi CaCl2 oleh Na. Reduksi CaO oleh Al (Anonim1, 2010):

6CaO + 2Al → 3Ca + Ca3Al2O6

Reduksi CaCl2 oleh Na

CaCl2 + 2 Na → Ca + 2NaCl

2.1.4. Ekstraksi Strontium (Sr)

Metode Elektrolisis

Strontium (Sr) didapatkan dengan cara mengelektrolisis lelehan SrCl2. Lelehan SrCl2 bisa

didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4]. Karena senyawa selesit merupakan sumber utama

Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi (Anonim1, 2010):

katode ; Sr2+ +2e- → Sr

anoda ; 2Cl- → Cl2 + 2e-

2.1.5. Ekstraksi Barium (Ba)

Metode Elektrolisis

Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses

menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi

(Anonim1, 2010):

katode : Ba2+ +2e- → Ba

anoda : 2Cl- → Cl2 + 2e-

Metode Reduksi

Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi

yang terjadi (Anonim1, 2010):

6BaO + 2Al → 3Ba + Ba3Al2O6

2.1.6. Isolasi Radium

Radium merupakan unsur logam alkali tanah yang  reaktif, berwarna putih perak dan

merupakan unsur yang bersifat radioaktif. Unsur radium terdapat dalam jumlah yang sedikit

di alam dan terdapat bersama-sama dengan biji uranium (Anonim2, 2010).

Cara isolasi radium yaitu dengan cara elektrolisis lelehan garam radium klorida. Pada

elektroda negatif radium membentuk amalgam dengan raksa. Dengan memanaskan amalgam

dalam tabung silika yang dialiri gas nitrogen pada tekanan rendah akan menguapkan raksa,

dan meninggalkan radium murni yang berwarna putih (Anonim2, 2010).

2.2 Pengaruh Logam Berilium terhadap Penyakit Berilium Kronis (CBD).

Berilium juga memiliki dampak negatif terutama dari segi kesehatan. Pada  setiap

individu  rentan mengalami efek akibat berilium yang menyebabkan penyakit paru-paru yang

disebut penyakit berilium kronis (CBD). Penyakit ini akan melemahkan kondisi individu yang

menderitanya dan tidak dapat disembuhkan serta sering pula berakibat fatal (Prastiono, 2010).

Respon kekebalan terhadap berilium terpicu ketika unsur yang dihirup tanpa sadar

dideteksi oleh sel-sel penampak antigen (APC). Spesies berilium yang tidak diketahui

berfungsi sebagai antigen yang terikat ke molekul HLA (antigen leukosit manusia) pada

permukaan APC. Antigen berilium selanjutnya dibawa ke sel T (sel darah putih dengan

peranan utama dalam respon kekebalan) (Prastiono, 2010).

Berilium memiliki kecenderungan tinggi untuk menggantikan atom-atom hidrogen

pada ikatan hidrogen yang kuat. Ikatan-ikatan ini yang sering terbentuk antara asam-asam

amino yang mengandung gugus karboksilat dan alkohol, membantu memberikan kerangka

dasar yang mendukung struktur dan fungsi protein. Dengan memperluas model ini ke sistem

biologis yang nyata, terlihat bahwa berilium menggantikan keseluruhan atom ikatan hidrogen

kuat (12 atom) pada transferrin. Transferrin merupakan sebuah protein transport zat besi yang

ditemukan dalam plasma darah. Ini merupakan sebuah jalur potensial bagi berilium untuk

memasuki sel dengan reseptor-reseptor transferrin. Terkait dengan kecenderungannya untuk

menggantikan atom-atom dalam ikatan hidrogen, berilium diketahui membentuk kelompok-

kelompok polimetalik dengan gugus-gugus karboksilat. Sehingga telah diduga bahwa

berilium juga akan membentuk kelompok-kelompok pada protein yang memiliki banyak

residu karboksilat di sekitarnya. Sebuah temuan yang menarik adalah bahwa molekul HLA

dari pasien CBD mengandung jumlah residu karboksilat yang lebih besar dibanding molekul

HLA dari orang yang tidak menderita CBD (Prastiono, 2010).

2. 3 Pengaruh Magnesium terhadap Tanaman

Magnesium memegang peranan amat penting dalam proses kehidupan hewan dan

tumbuhan. Magnesium terdapat di dalam klorofil, yaitu yang digunakan oleh tumbuhan hijau

untuk fotosintesis (Hidayat, 2009).

Magnesium adalah aktivator yang berperan dalam transportasi energi beberapa enzim

di dalam tanaman. Unsur ini sangat dominan keberadaannya di daun , terutama untuk

ketersediaan klorofil. Jadi magnesium sangat diperlukan untuk memperlancar proses

fotosintesis. Unsur itu juga merupakan komponen inti pembentukan klorofil dan enzim di

berbagai proses sintesis protein. Kekurangan magnesium menyebabkan sejumlah unsur tidak

terangkut karena energi yang tersedia sedikit. Akibatnya terbentuk sel-sel berukuran besar

tetapi encer. Jaringan menjadi lemah dan jarak antar ruas panjang. Ciri-ciri persis seperti

gejala etiolasi-kekurangan cahaya pada tanaman. Gejala Kekurangan adalah Muncul bercak-

bercak kuning di permukaan daun tua. Hal ini terjadi karena Mg diangkut ke daun muda.

Daun tua menjadi lemah dan akhirnya mudah terserang penyakit, terutama embun tepung

(powdery mildew). Sementara kelebihan Mg tidak menimbulkan gejala ekstrim (Hidayat,

2009).

Magnesium (Mg) mempunyai peranan penting bagi tanaman dalam proses

metabolisme fosfat, respirasi tanaman dan aktivitas enzim, dan merupakan unsur hara makro

yang penting dalam klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis (Hidayat, 2009).

Unsur Mg merupakan bagian pembentuk klorofil, oleh karena itu kekurangan Mg yang

tersedia bagi tanaman akan menimbulkan gejala - gejala yang tampak pada bagian daun,

terutama pada daun tua. Klorosis tampak pada diantara tulang-tulang daun, sedangkan tulang-

tulang daun itu sendiri tetap berwarna hijau. Bagian diantara tulang-tulang daun itu secara

teratur berubah menjadi kuning dengan bercak kecoklatan. Daun-daun ini mudah terbakar

oleh terik matahari karena tidak mempunyai lapisan lilin, karena itu banyak yang berubah

warna menjadi coklat tua/kehitaman dan mengkerut (Hidayat, 2009).

2. 4 Barium sebagai Media Kontras Barium Sulfat (BaSO4)

Dalam ilmu kesehatan, barium digunakan dalam pengujian beberapa masalah yang

terjadi pada saluran pencernaan, misalnya ulserasi dan penyempitan saluran pencernaan.

Barium yang digunakan merupakan barium sulfat (BaSO4) yang berbentuk serbuk berwarna

putih. Barium sulfat tersebut dilarutkan dahulu pada air agar mudah ditelan dan dicerna oleh

pasien. Barium sulfat seperti segelas susu kental atau milkshake yang cair. Serbuk barium

sulfat homogen, sangat lembut, dan berwarna putih sangat mirip dengan susu. Serbuk barium

sulfat sebaiknya disimpan pada suhu ruangan (±25°C). Rasa barium sulfat kurang enak,

terkadang membuat pasien ingin muntah, dan ini tergantung bagaimana cara penyajian

terhadap pasien. Beragam gambaran rasa BaSO4 ada yang hambar, seperti puding vanila yang

lengket, hingga agak asam, dengan rasa yang menyengat setelah dirasakan dan dapat

memberikan sensasi panas setelah diminum (Anonim3, 2011).

Barium sulfat tidak larut dalam air, dalam penggunaanya selalu dicampur dengan air

agar lebih mudah dicerna pasien. Setelah dicampur dengan air menyebabkan rasa tidak enak

seperti mengendap dan lengket pada dinding-dinding atau lumen organ tubuh dalam. Barium

sulfat merupakan bahan kimia, dan apabila terkontaminasi barium karbonat dapat menjadi

sangat beracun. Barium sulfat dihasilkan dalam proses pemecahan senyawa asam sulfat

terlebih dahulu untuk menghasilkan asam sulfat secara dilusi. Reduksi dengan melakukan

pemanasan menggunakan arang menghasilkan barium sulfide (Anonim3, 2011):

BaSO4 + 4C + panas → BaS + 4CO

Sebelum melakukan pengujian ini, pasien diberikan beberapa prosedur persiapan,

misalnya jika pasien sembelit maka akan diberikan pencahar satu malam sebelum makan

barium, pasien tidak diperbolehkan untuk makan atau minum apa pun selama delapan jam

sebelum tes karena sinar-x akan lebih mudah dibaca jika tidak ada partikel makanan di

saluran pencernaan, pasien diharuskan memberitahu dokter bila memiliki diabetes sehingga

dapat diputuskan bersama waktu terbaik bagi untuk melakukan tes, wanita hamil tidak

diperbolehkan melakukan tes ini (Anonim4, 2011).

Dalam banyak tes barium, pasien mungkin akan diberi suntikan untuk mengendurkan

otot. Ini dapat diberikan langsung ke pembuluh darah (IV) atau ke dalam otot (IM) pasien. Ini

akan membantu dengan rasa kram dan memberikan hasil tes yang lebih baik. Bila pasien

memiliki glaukoma, ahli radiologi akan melarang menggunakan obat ini dan menyarankan

menggunakan alternatif lain dapat digunakan.Pasien akan diminta oleh untuk berdiri atau

berbaring di beberapa posisi yang berbeda, sedangkan x-ray diambil. Mesin x-ray

dihubungkan ke monitor televisi dan foto atau rekaman video dapat diambil jika diperlukan.

Umumnya, prosedur membutuhkan waktu sekitar 20 menit (Anonim4, 2011).

Dalam beberapa kasus, beberapa x-ray mungkin diperlukan, selama tiga sampai enam

jam, untuk memeriksa usus kecil dan kolon (usus besar). Pasien mungkin diminta untuk

menelan barium sehingga dokter dapat mengamati saat menelan. Pasien juga mungkin

diminta untuk menelan barium dengan kepala miring (kepala di bawah) pada mesin x-ray

untuk membantu dokter memahami cara kerja kerongkongan. Dalam beberapa makanan

barium, minuman ini bersoda karena mengandung bahan-bahan yang menimbuLkan gas. Gas

ini membantu untuk melapisi perut dan usus dua belas jari sehingga ahli radiologi dapat

mendapatkan pandangan yang jelas dari lapisan perut. Pasien mungkin dilarang untuk

bersendawa (Anonim4, 2011).

2. 5 Radium untuk Terapi Kanker

Radium terkandung di dalam mineral uranium dan bisa diambil dari sampah hasil

pemrosesan uranium. Deposit uranium yang besar terletak di Ontario, Kanada, negara bagian

New Meksiko dan Utah di AS, dan di Australia. Dimasa yang lampau Indonesia banyak

menggunakan Radium-226 sebagai sumber radiasi yang dipakai dalam brachyteraphy.

Brachyteraphy adalah suatu radioterapi dengan zat radioaktif sebagai sumber radiasinya.

Brachyteraphy dilakukan dengan cara penyinaran pada jarak sangat dekat bahkan pada

kondisi tertentu sumber radiasi dimasukkan kedalam tubuh pasien. Biasanya digunakan untuk

terapi kanker leher rahim (Cotton, 1989).

Untuk keperluan medis, radium yang digunakan mempunyai aktivitas maksimum 4

GBq (100 mg) dengan aktivitas rata-rata sumber sekitar 200 MBq (5,6 mg) untuk yang

berbentuk jarum dan sekitar 260 MBq (7mg) untuk yang berbentuk kapsul. Sedangkan untuk

pemakaian non medis, radium digunakan dalam aktivitas yang lebih tinggi, misalnya sumber

nuetron Ra-Be mempunyai aktivitas sekitar 20 GBq (5000 mg) dan pemakaian lainnya sekitar

40 GBq (1000 mg).

Selain dalam bidang kedokteran, Radium -226 juga dimanfaatkan sebagai penangkal

petir. Di negara maju sudah sejak sekitar tahun 1960 an pemakaian Ra-226 baik dalam bidang

kedokteran maupun dalam penangkal petir sudah dihentikan, namun demikian di beberapa

negara lain sumber Ra-226 hingga saat ini masih ada dengan pemakaian yang sudah mulai

berkurang(Syukri, 2000).

KESIMPULAN

Isolasi berilium dapat dilakukan dengan cara mereduksi BeF2 menggunakan logam Mg

dan dengan elektrolisis BeCl2 ditambah NaCl. Isolasi logam magnesium dilakukan dengan

ektraksi mineral dolomite dan elektrolisis MgCl2. Logam kalsium didapat dari elektrolisis

batu kapur dan pereduksian CaO oleh logam Al. Stronsium merupakan hasil dari elektrolisis

SrCl2 yang didapat dari senyawa SrSO4. Logam Barium didapat dari mineral barit yang

diubah menjadi BaCl2 dan kemudian dielektrolisis serta merupakan hasil reduksi BaO oleh

Al. Radium diisolasi dari elektrolisis lelehan garam radium klorida.

Berilium dapat menyebabkan penyakit pada manusia yang disebut Chronic Beryllium

Disease yang menjangkiti paru-paru. Logam magnesium merupakan activator dalam

transportasi energy dalam tanaman dan merupakan unsur utama dalam daun sebagai penyusun

klorofil. Magnesium juga berperan dalam proses metabolism fosfat pada tanaman. Logam

barium dapat digunakan sebagai indicator beberapa penyakit yang terjadi dalam tubuh

manusia, barium yang digunakan merupakan senyawa barium sulfat. Radium dapat

digunakan dalam terapi kanker.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1, 2011, Pembuatan Alkali Tanah, http://repository.usu.ac.id/, Diakses pada 05 Maret

2011.

Anonim2, 2011, Unsur Radium (Ra) Golongan IIA. http://bloggerscience.com/, Diakses pada

05 Maret 2011.

Anonim3, 2011, Barium Meal, http://www.betterhealth.vic.gov.au/, Diakses pada 6 Maret

2011.

Anonim4, 2011, Barium Test Media Kontras BaSO4, http://siavent.blogspot.com/, Diakses

pada 6 Maret 2011.

Cotton, Albert., Wilkinson, Geofrey. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : Universitas

Indonesia.

Hidayat, Taufik, 2009, Magnesium (Mg) dan Pengaruh Defesiensinya terhadap Tanaman,

http://thophick.blogspot.com/, Diakses pada 05 Maret 2011.

Prastiono, Imam, 2010, Berilium (Be), http://impras7.wordpress.com/, Diakses pada 05 Maret

2011.

Syukri,S. 2000. Kimia Dasar Jilid 2.Bandung : Penerbit ITB.