unsur alkali dan alkali tanah xii ipa-2

GOLONGAN ALKALI

&

GOLONGAN ALKALI

TANAH

Oleh :Balqis Al-KhansaLouise.Tuahta.PNussela Gayu MahatinSyiva AprilliaVerdyansyah Trialdi Putra

GOLONGAN ALKALI TANAH

GOLONGAN ALKALI

Sifat Periodik Sifat Fisik Sifat Kimia Unsur

SIFAT UNSUR GOLONGAN

ALKALI

Golongan ini bersifat alkali ataubasa. Logam alkali yang sangat

reaktif ini bersifat lunak danmudah diiris.


•Logam alkali hanya memiliki satu elektron valensisehingga sangat mudah melepaskan elektronnya(energi ionisasinya kecil). •Logam alkali digolongkan ke dalam zat pereduksi(reduktor kuat).•Unsur-unsur alkali dalam sistem periodik dari atas kebawah jari-jari atomnya semakin besar dan energiionisasinya semakin kecil (mudah melepas elektron)•Logam alkali sulit mengalami reduksi tetapi mudahmengalami oksidasi

SIFAT PERIODIK LOGAM ALKALI


•Tabel Data Sifat Periodik Logam Alkali

SifatUnsu

r

Elektron

Valensi

Jari-jariAtom

(Å)

Keelektro-negatifan

EnergiIonisasi(kJ/mol)

PotensialReduksi

(Volt)

Li 2s1 1,52 0,98 520,2 -3,045

Na 3s1 1,86 0,93 495,8 -2,7109

K 4s1 2,27 0,82 418,8 -2,924

Rb 5s1 2,47 0,82 403,0 -2,925

Cs 6s1 2,65 0,79 375,7 -2,923

SIFAT PERIODIK LOGAM ALKALI


SIFAT FISIK LOGAM ALKALI

Tabel Data Sifat Fisik Logam Alkali

•Terlihat bahwa semua logam alkali memiliki titik lelehdan titik didih diatas suhu ruangan (25°C)

SifatUnsur

Kerapatan(g/mL)

Titik Leleh(°C)

Titik Didih(°C)

Li 0,534 180,54 1347

Na 0,971 97,81 903,8

K 0,862 63,65 774

Rb 1,532 38,89 688

Cs 1,878 28,40 678,4


SIFAT FISIK LOGAM ALKALI

•Semua unsur logam alkali berwujud padatpada suhu ruangan. Khusus sesium, jikasuhu lingkungan pada saat pengukuranmelebihi 28°C, unsur ini akan berwujud cair

•Kerapatan unsur Li, Na, dan K yang lebihkecil dari 1,0 g/mL dapat diartikan bahwaketiga logam tersebut sangat ringan


Logam Alkali termasuk logam yang sangat reaktifkarena logam ini merupakan pereduksi kuat. Logam Alkali juga dapat membentuk basa kuat.

1) Kereaktifan Logam AlkaliLogam Alkali merupakan unsur yang sangat reaktifdan mudah membentuk ion positif. Selain disebabkanoleh jumlah elektron valensi yang sedikit dan ukuranjari-jari atom yang besar, sifat ini juga disebabkanharga energi ionisasinya yang lebih kecil dibandingkanunsur logam golongan lain.

SIFAT KIMIA UNSUR LOGAM ALKALI


Dari litium ke sesium, nomor atom dan ukuran jari-jariatom semakin besar, sedangkan harga energi ionisasi semakinkecil sehingga logam Alkali semakin reaktif. Kereaktifan logamAlkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air, unsur-unsur halogen, hidrogen, oksigen, dan belerang. Litiumjuga dapat bereaksi dengan gas Nitrogen membentuksenyawa nitrida. a) Reaksi Logam Alkali dan Air


2L(s) + 2H2O(l) 2LOH(aq) + H2(g)Logam Alkali Air Basa Gas Hidrogen


Reaksi tersebut sangat eksoterm sehingga dapat menimbulkanledakan hebat. Semakin besar nomor atom, ledakan yang terjadi semakin hebat dan sifat basa logam alkali semakin kuat.

Berikut ini adalah contoh reaksi logam natrium dankalium dengan air

Kalium lebih reaktif dibanding natrium sehingga reaksikalium dengan air berlangsung lebih cepat dibandingkannatrium dengan air


2Na(s) + 2H2O(l) 2NaOH(aq) + H2(g)

2K(s) + 2H2O(l) 2KOH(aq) + H2(g)


b) Reaksi Logam Alkali dan HalogenUnsur halogen bersifat sebagai pengoksidasi. Reaksiyang terjadi antara logam alkali dan unsur halogen berlangsung dengan hebat yang menghasilkan garamhalida reaksinya berlangsung :


2L(s) + X2 → 2LXLogam alkali Halogen Garam halida


c) Reaksi Logam Alkali dan Gas Hidrogenreaksi yang berlangsung antara suatu logam alkali

dan gas hidrogen menghasilkan senyawa hidrida

Senyawa hidrida adalah senyawa yang mengandung atom hidrogen dengan bilangan oksidasinegatif.


2L(s) + H2(g) → 2LH(s) Logam alkali Gas hidrogen Hidrida logam alkali


d) Reaksi Logam Alkali dan OksigenLogam alkali mudah bereaksi dengan oksigen (mudah

terbakar) membentuk senyawa oksida (bilangan oksidasi O=-2), peroksida (bilangan oksidasi O=-1), atau superoksida(bilangan oksidasi O=-1/2)

Dalam reaksi ini, digunakan udara kering sebagaisumber oksigen. Dari unsur litium ke fransium, kecenderunganlogam untuk mnenghasilkan senyawa peroksida atausuperoksida semakin besar karena sifat logam alkali dari ataske bawah dalam sistem periodik semakin reaktif.



1. Reaksi untuk menghasilkan oksida

Jika alkali direaksikan dengan oksigen akandihasilkan oksida alkali. Untuk menghasilkan oksidalogam alkali, jumlah oksigen harus dibatasi dandigunakan suhu yang rendah (di bawah 180˚C)


4L(s) + O2(g) → 2L2O(s)Logam alkali gas oksigen oksida logam alkali


2. Reaksi untuk menghasilkan peroksida dansuperoksida

Jika logam natrium dan oksigen direaksikandengan disertai pemanasan, akan dihasilkan senyawaperoksida. Untuk menghasilkan peroksida logamkalium, rubidium, dan sesium, jumlah oksigen yang direaksikan harus dibatasi. Jika jumlah oksigen initidak dibatasi, akan dihasilkan senyawa peroksida



Contoh-contoh senyawa peroksida, diantaranyanatrium peroksida (Na2O2), kalium peroksida(K2O2), rubidium peroksida (Rb2O2), dan sesiumperoksida (Cs2O2).


2L(s) + O2(g) → L2O2 (s)Logam alkali gas oksigen peroksida logam alkali

L(s) + O2 (g) → LO2 (s)Logam alkali gas oksigen superoksida logam alkali


e) Reaksi logam alkali dan belerangSenyawa logam alkali dapat bereaksi dengan belerangmenghasilkan senyawa sulfida

f) Reaksi logam alkali dan nitrogen logam alkali yang dapatbereaksi dengan nitrogen adalah litium menghasilkan senyawalitium nitrida


2L(s) + S(s) → L2S(s)Logam alkali belerang sulfida

6Li(s) + N2(g) → 2Li3N(s)Litium nitrogen litium nitrida


2) Sifat Logam dan Sifat Basa AlkaliLogam alkali atau oksida alkali dapat bereaksi dengan

air membentuk senyawa basa kuat LOH. Semakin ke bawah, sifat logam alkali semakin kuat. Oleh karena itu, sifat basagolongan alkali semakin ke bawah juga semakin kuat.

3) Kelarutan Basa LOHBasa senyawa alkali semuanya mudah larut dalam air,

kelarutannya dalam air semakin ke bawah semakin besar. Berikut beberapa kelarutan basa dari alkali yang diukur padasuhu 18˚C dalam 100mL air, yaitu LiOH = 12,04 gr, NaOH = 116,4 gr, dan KOH = 142,9 gr.



4) Warna Nyala Logam Alkali Setiap atom, jika diberi energi akan mengalami

perubahan kedudukan elektron (akan mengalami eksitasi) dan memancarkan energi radiasi elektromagnetik untukkembali ke tingkat dasar (keadaan stabil).

Menurut Niels Bohr, besarnya energi yang dipancarkan oleh setiap atom jumlahnya tertentu(terkuantitasi) dalam bentuk spektrum emisi. Sebagiananggota spektrum terletak di dekat sinar tampaksehingga akan memberikan warna-warna yang jelas dankhas untuk setiap atom.



Litium (Li) menghasilkan warna merah, Natrium(Na) warna kuning, kalium (K) warna ungu, rubidium (Rb) warna merah dan sesium (Cs) warna biru.

Untuk mengetahui warna nyala dari logam-logam alkali, Anda harus mengeksitasi unsur-unsurlogam tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan caramembakar (uji nyala) senyawa-senyawanya.


Sifat Periodik Sifat Fisik Sifat Kimia

SIFAT UNSUR GOLONGAN

ALKALI TANAH

Unsur golongan ini bersifatbasa, sama seperti unsur

golongan alkali, namun tingkatkebasaannya lebih lemah. Senyawa Be(OH)2 bersifat

amfoter.


Logam alkali tanah memiliki jari-jari atom yang besar dan harga energi ionisasinya kecil. Berarti, atom-atom unsur golongan alkali tanah mudah melepaskanelektron.

Mudah melepaskan elektron, artinya mudahmengalami oksidasi sehingga unsur ini bersifatpereduksi kuat. Akan tetapi, karena elektron valensinyaterdiri atas dua elektron, sifat pereduksinya tidaksekuat unsur golongan alkali yang memiliki satuelektron valensi.

Hal ini dapat dilihat dari gejala reaksinya denganair yang tidak sehebat unsur golongan alkali.

SIFAT PERIODIK ALKALI TANAH


Dari berilium ke barium, nomor atom dan jari-jari semakin besar, sedangkan harga energi ionisasisemakin kecil. Berarti, sifat pereduksinya semakinkuat. Sifat pereduksi kuat ini ditunjukan olehpotensial reduksinya yang besar dan negatif.



Tabel data sifat periodik logam alkali tanah


SifatUnsur

ElektronValensi

Jari-jariAtom

(Å)

Keeletro-negatifan

EnergiIonisasi(kJ/mol)

PotensialReduksi(Volt)

Be 2s² 1,13 1,57 899,4 -1,70

Mg 3s² 1,60 1,31 737,7 -2,375

Ca 4s² 1,97 1,00 589,8 -2,76

Sr 5s² 2,15 0,95 549,5 -2,89

Ba 6s² 2,17 0,89 502,9 -2,90


Titik didih dan titik leleh logam alkali tanahlebih tinggi daripada suhu ruangan. Olehkarena itu, unsur-unsur logam alkali tanahberwujud padat pada suhu ruangan.

SIFAT FISIK LOGAM ALKALI TANAH


Tabel Data Sifat Fisik Logam Alkali

Perhatikan bahwa kerapatan logam alkali lebih besardaripada kerapatan logam alkali sehingga logam alkali tanah bersifat lebih keras dibandingkan logam alkali

SIFAT FISIK LOGAM ALKALI TANAH

SifatUnsur

Kerapatan(g/mL)

Titik Leleh(°C)

Titik Didih(°C)

Be 1,848 1283 2484

Mg 1,738 648,8 1105

Ca 1,55 839 1484

Sr 2,54 769 1384

Ba 3,51 725 1640


Alkali tanah termasuk logam yang mudahbereaksi dengan unsur nonlogam. Pada bagian ini, Anda dapat mempelajari kereaktifan sifat basa, dansifat diagonal alkali tanah.

1) Kereaktifan Alkali TanahLogam alkali tanah bersifat pereduksi kuat. Semakinke bawah, sifat pereduksi ini semakin kuat. Hal iniditunjukkan oleh kemampuan bereaksi dengan air yang semakin meningkat dari berilium ke barium.

SIFAT KIMIA ALKALI TANAH


Selain dengan air, unsur logam alkali tanah juga dapatbereaksi dengan gas oksigen, halogen, dan nitrogen

a) Reaksi dengan AirBerilium tidak bereaksi dengan air, sedangkan magnesium hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam Ca, Sr, Ba, dan Ra dapat bereaksi dengan air dingin.Reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagaiberikut


L(s) + 2H2O(l) → L(OH) 2(aq) + H2 (g)Alkali tanah air basa gas hidrogen


b) Reaksi dengan OksigenDengan pemanasan, berilium dan magnesium

dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida Be dan Mg yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung padapermukaan logam. Jika pemanasan diteruskan, logam-logam ini akan terbakar.

Logam alkali tanah yang terletak di bawah Mg bersifat mudah membentuk oksida, bahkan jika jumlahoksigen berlebih, akan membentuk peroksida denganreaksi sebagai berikut


2L(s) + O2 (g) → 2LO(s) (oksida alkali tanah)L(s) + O2 (g) → LO2(s) (peroksida alkali tanah)


c) Reaksi dengan NitrogenLogam alkali tanah yang terbakar di udara, selainmembentuk senyawa oksida juga membentuk senyawanitrida. Berarti, nitrogen yang ada di udara bereaksidengan logam alkali tanah.

d) Reaksi dengan HalogenSemua unsur logam alkali tanah dapat bereaksi denganunsur halogen membentuk garam halida


3L(s) + N2(g) → L3N2 (s)Alkali tanah nitrogen nitrida alkali tanah

L + X2 → LX2

Alkali tanah Halogen Garam Halida


2) Sifat Logam dan Sifat Basa L(OH)2

Dari berilium ke barium, sifat logam dan sifat basalogam alkali tanah semakin kuat. Logam berilium bersifatamfoter sehingga senyawa Be(OH)2 bersifat amfoter pula, yaitu dapat bereaksi baik dengan asam maupun denganbasa. Jika senyawa Be(OH)2 bereaksi dengan asam, berarti senyawa Be(OH)2 bersidat basa dan akanmelepaskan ion OH-


Be(OH)2(aq) + 2HCl(aq) → BeCl2(aq) + 2H2O(l) Basa Asam Garam Air


Jika senyawa Be(OH)2 bereaksi dengan basa, berarti senyawa Be(OH) 2 bersifat asam. Untukmemudahkan penulisan reaksi ionisasinya, senyawaBe(OH) 2 ditulis sebagai H2BeO2 sehingga terlihat jelasbahwa senyawa tersebut akan melepaskan dua ion H+

dalam reaksi berikut.


H2BeO2(aq) + 2NaOH(aq) → Na2BeO2(aq) + 2H2O(l)Asam Basa Garam Air


3) Kelarutan Basa L(OH)2

Sifat basa dari Be(OH)2 ke Ba(OH)2 semakinkuat. Hal ini berkaitan dengan kelarutan basa dalamair dari Be(OH)2 ke Ba(OH)2 yang semakin besar. Semakin banyak basa terlarut, kemungkinan ionisasimembentuk OH- semakin besar sehingga basasemakin kuat.



Data Kelarutan Unsur Golongan Alkali Tanah

Keterangan* Kelarutan diukur dari bentuk basa anhidrat yang dilarutkandalam 100mL air pada suhu 18˚C


Senyawa L(OH)2 Kelarutan* (g/100mL)

Be(OH)2 Kecil sekali

Mg(OH)2 0,001

Ca(OH)2 0,17

Sr(OH)2 0,77

Ba(OH)2 3,7


4) Sifat DiagonalLogam alkali dan logam alkali tanah serta logam

alkali tanah dan unsur golongan IIIA memilikikemiripan sifat. Misalnya, Li dan Mg serta Be dan Al. Sebagai contoh, unsur Be dan Al, keduanya bersifatamfoter.



5) Kelarutan dan Pengendapan Senyawa Alkali Tanah a) KelarutanTabel Kelarutan Senyawa Alkali Tanah


senyawaionL2+

L(OH)2 LSO4 LCO3 LCrO4 LCO3

Mg2+ 1x10-3 35,43 0,1 73,0 2,03

Ca2+ 0,17 0,20 1,3x10-3 0,40 5,6x10-4

Sr2+ 0,77 1,1x10-2 1,1x10-3 0,12 4,6x10-3

Ba2+ 3,7 2,3x10-4 2,3x10-3 3,8x10-4 8,6x10-3


Berdasarkan tabel di atas, kelarutan basa alkali tanah L(OH)2 dari magnesium ke barium semakin besar. Hal ini sesuai dengan sifat basanya, yaitu dari magnesium ke barium semakin kuat.

Jika kelarutan suatu zat semakin besar, berartisemakin banyak zat tersebut yang larut dan kemungkinanterionisasinya juga semakin besar. Semakin banyak ion OH-yang dihasilkan, berarti sidat basa semakin kuat. Di dalam air, senyawa basa Mg(OH)2 bersifat sukar larut, Ca(OH)2 sedikit larut, Sr(OH)2 dan Ba(OH)2 mudah larut.



Sifat kelarutan garam sulfat dari logam alkali tanah berkebalikan dengan sifat kelarutan basanya. Dari magnesium ke barium, kelarutannya semakinkecil yang berarti semakin sukar larut. Di dalam air, garam sulfat MgSO4 bersifat mudah larut, CaSO4

sedikit larut, sedangkan SrSO4 dan BaSO4 sukar larut.



Garam-garam lainnya dari logam alkali tanahmemiliki kelarutan dalam air yang bervariasi. GaramMgCO3 sedikit larut, sedangkan CaCO3, SrCO3, danBaCO3 sukar larut. Di dalam air, garam kromat MgCrO4

bersifat mudah larut, CaCrO4 dan SrCrO4 sedikit larut, sedangkan BaCrO4 sukar larut. Di dalam air, garamoksalat MgC2O4 sedikit larut, sedangkan CaC2O4, SrC2O4, dan BaC2O4 sukar larut.



b) PegendapanPengendapan suatu garam yang sukar larut

dalam air dapat digunakan untuk analisis kuantitatif, yaitu mengidentifikasi suatu kation logam alkali tanah. Untuk garam yang memiliki harga Ksp kecil(sukar larut), jika kationnya (misalnya Ba2+) dicampurdengan anion (misal, SO4

2-) akan membentukendapan BaSO4.

Beberapa endapan memiliki warna danintensitas warna yang berbeda sehingga data tersebut dapat digunakan untuk analisis kualitatif.



Tabel Reaksi Pengendapan Logam Alkali Tanah


Ion LogamAlkali Tanah

Pereaksi

Na2SO4

1MK2CrO4

1MNaOH

1MNa2CO3

1MNa2C2O4

1M

Mg2+ Tidak adaendapan

Tidak adaendapan

Endapanputih, tebal

Endapanputih

Tidak adaendapan

Ca2+ Endapanputih, tipis

Tidak adaendapan

Endapanputih, tipis

Endapanputih

Endapanputih, tipis

Sr2+ Endapanputih

Endapankuning pucat,

tipis

Tidak adaendapan

Endapanputih, tebal

Endapanputih

Ba2+ Endapanputih, tebal

Endapankuning

Tidak adaendapan

Endapanputih, tebal

Endapanputih, tebal


Berikut merupakan contoh analisis kuantitatif untukion logam alkali tanah. a. Suatu larutan yang mengandung ion logam alkali

tanah dimnasukkan ke dalam tiga buah tabungreaksi yang berbeda, kemudian ditambahkanpereaksi sebagai berikut

GambarKesimpulan: Larutan yang diuji mengandung ion Sr2+



b. Suatu larutan yang mengandung ion logam alkali tanah dimasukkan ke dalam tiga buah tabung reaksiyang berbeda. Selanjutnya, ke dalam masing-masingtabung tersebut ditambahkan pereaksi sebagaiberikut.

Gambar

Kesimpulan: Larutan yang diuji mengandung ion Ca2+



6) Warna Nyala Logam Alkali TanahSeperti unsur logam alkali, unsur golongan alkali

tanah juga memberikan warna-warna khas jika garam dariunsur-unsur logam tersebut dibakar. Pembakaran unsurkalsium (Ca) warna jingga merah, stronsium (Sr) warnamerah bata, dan barium (Ba) hijau. Itulah sebabnya unsur-unsur golongan alkali tanah sering digunakan untukmembuat kembang api. Kekhasan warna nyala dari kationlogam tersebut dapat digunakan untuk mengidentifikasi(analisis kualitatif) suatu senyawa.


unsur alkali dan alkali tanah xii ipa-2

Education