LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK I

(UNSUR-UNSUR ALKALI TANAH)

Penyusun: Sri Rizka Fadila Guci/ 1205735

Kelompok 6

Rizha Virly/ 1205718

Sherly Destia Rahyu/ 1205715

Silvia Utari/ 1205711

Umul Khairi MS/ 1205734

Dosen: Miftahul Khair S.si, M.si

Asisten Dosen:

Zettry

Prambudi Ayuman

Ana Maulina

LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2014

Daftar IsiLAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK I............................................................................1

(UNSUR-UNSUR ALKALI TANAH)..................................................................................................1

Daftar Isi................................................................................................................................................2

Daftar Tabel...........................................................................................................................................3

UNSUR-UNSUR ALKALI TANAH....................................................................................................4

A. Tujuan............................................................................................................................................4

B. Teori Dasar....................................................................................................................................4

Kecenderungan Golongan Alkali Tanah............................................................................................4

Sifat Umum Senyawa Alkali Tanah...................................................................................................5

Karakter inonik..............................................................................................................................5

Kelarutan garam alkali tanah.........................................................................................................5

Faktor Entalpi................................................................................................................................6

Faktor Entropi................................................................................................................................6

C. Alat dan Bahan..............................................................................................................................7

Alat....................................................................................................................................................7

Bahan.................................................................................................................................................7

D. Prosedur Kerja...............................................................................................................................8

Eksperimen 1: reaksi dengan air........................................................................................................8

Eksperimen 2: sifat asam basa...........................................................................................................8

Eksperimen 3: kestabilan termal karbonat alkali tanah......................................................................8

Eksperimen 4: kelarutan beberapa senyawa unsur alkali tanah..........................................................8

E. Hasil Pengamatan..........................................................................................................................9

1. Reaksi dengan Air.....................................................................................................................9

2. Sifat Asam Basa.........................................................................................................................9

3. Kestabilan Termal Karbonat......................................................................................................9

4. Kelarutan Beberapa Senyawa Unsur Alkali Tanah....................................................................9

F. Diskusi.........................................................................................................................................10

Eksperimen 1: reaksi dengan air......................................................................................................10

Eksperimen 2: sifat asam basa.........................................................................................................10

Eksperimen 3: kestabilan termal karbonat.......................................................................................11

Eksperimen 4: kelarutan bebera senyawa alkali tanah.....................................................................11

G. Kesimpulan..................................................................................................................................14

H. Daftar Pustaka.............................................................................................................................15

Daftar Tabel

Tabel 1 data beberapa sifat logam alkali tanah............................................................................................4

Tabel 2 Faktor Entropi pada proses pelarutan MgCl2 dan NaCl..................................................................6

Tabel 3 Faktor Entropi pada proses pelarutan MgCl2 dan NaCl (dinyatakan dalam T ∆ S).........................6

UNSUR-UNSUR ALKALI TANAH

A. Tujuan

Mempelajari sifat-sifat unsur alkali tanah.

B. Teori Dasar

Unsur-unsur blok s dalam sistim periodic adalah unsur-unsur yang paling reaktif.

Semua unsur alkali sangat reaktif. Unsur-unsur alkali tanah kurang reaktif bila dibandingkan

dengan unsur alkali. Kereaktifan unsur-unsur alkali menunjukkan kecenderungan perubahan

yang jelas. (Tim Kimia Anorganik, 2014)

Potensi reduksi logam-logam berilium jauh lebih kecil dari pada logam alkali tanah

yang lain. Hal ini menunjukkan bahwa sifat elektro positif berilium jauh lebih kecil

digandingkan logam alkali tanah yang lain. Berilium tidak bereaksi dengan air, reaksinya

dengan uap air membentuk BeO masih diragukan. Magnesium tidak bereaksi dengan air

dingin, tetapi bereaksi dengan air panas dan membentuk lapisan oksida pelindung.

(Andromeda dkk, 2003)

Kecenderungan Golongan Alkali Tanah

Golongan alkali tanah terdiri atas Be, Mg, Ca, Sr, Ba, dan Ra. Anggota pertama,

berilium brsifat mendekati semi-logam, dan oleh karena itu lebih baik dibicarakan

terpisah, dan anggota terakhir radium bersifat radioaktif sehingga sifat-sifat kimia tidak

banyak diketahui secara mendalam.

Tabel 1 data beberapa sifat logam alkali tanah

Karakteristika 4Be 12Mg 20Ca 38Sr 56Ba 88Ra

Konfigurasi Elektron [2He]

2s2

[10Ne]

3s2

[18Ar]

4s2

[36Kr]

5s2

[54Xe]

6s2

[86Rn]

7s2

Titik leleh/ oC 1283 649 839 768 727 ~700

Titik didih/ oC 2770 1107 1487 1384 1850 ~1700

Densitas/ g cm-3 (20 oC) 1,85 1,74 1,54 2,58 3,65 5,5

Jari-jari atomik/ pm 111 160 197 215 217 -

Jari-jari ionic M2+/ pm - 86 114 132 149 -

Energy ionosasi Idan II /

kJ mol-1 (0K)

900

1757

738

1450

590

1145

550

1058

503

958

509

975

Potensial reduksi standar -1,85 -2,36 -2,36 -2,89 -2,91 -2,92

∆ H atomisasi/ kJ mol-1 149 149 164 175 -

Elektronegatifan 1,5 1,2 1,0 1,0 0,9 -

Warna nyala - - Merah bata krimson (merah tua) hijau -

Logam alkali tanah berwarna putih keperakan dan mempunyai densitas (rapatan)

relatif rendah yang semakin besar dengan naiknya nomor atom kecuali (tabel 1). Ikatan

metalik logam-logam alkali tanah lebih kuat daripada ikatan metalik logam alkali

sebagaimana ditunjukkan oleh data entalpi atomisasi, data titik leleh, dan kekerasan yang

lebih besar pula. Walaupun densitas naik dengan naiknya nomor atom seperti halnya

golongan alkali, titik leleh, dan entalpi atomisasi berubah hanya sedikit saja berbeda dari

golongan alkali. Logam alkali tanah kurang reaktif dari pada logam-logam yang lain.

Sebagai contoh, Ca, Sr, dan Ba bereaksi dengan air dingin dan reaksinya paling hebat

untuk barium menurut persamaan reaksi:

Ba(s )+2H 2 O(l)⟶Ba(OH )2(aq)+H 2(g )

Sifat Umum Senyawa Alkali Tanah

Karakter inonik

Ion logam alkali tanah selalu mempunyai tingkat oksidasi +2, dan senyawanya

bersifat stabil, padatan bersifat ionik, tak berwarna kecuali hadirnya anionik

berwarna.sebagian sifat kovalen dijumpai untuk senyawa magnesium, terlebih- lebih

senyawa berilium didominasi oleh ikatan kovalen.

Kelarutan garam alkali tanah

pada umumnya garam alkali tanah yang larut dalam air adalah garam dari

anionik valensi tunggal seperti nitrat dan klorida, sedangkan yang sukar larut adalah

garam dari anionik valensi ganda seperti karbonat, dan fosfat. Beberapa anion khusus

menunjukkan kecenderungan kelarutan yang cukup mencolok; misalnya untuk garan

sulfat, dari atas ke bawah dalam golongannya menunjukkan kecenderungan mudah

larut menjadi sukar latur; sebaliknya, hidroksidanya menunjukkan kelarutan yang

semakin membesar.

Faktor Entalpi

Tahap pertama siklus entalpi yaitu penguapan kisi Kristal. Garam kation

dipositif (alkali tanah) membutuhkan energy penguapan kisi ktistal kira-kira sebesar

tiga kali lipat dari energy yang sama untuk garam kation monopositif (alkali), karena

adanya gaya atraksi elektrostatik yang jauh lebih besar dalam garam kation dipositif.

Tambahan pula, bagi tiap mol garam kation dipositif, tiga ion (M2+ dan X-) bagi garam

kation monopositif.

Tabel 2 Faktor Entropi pada proses pelarutan MgCl2 dan NaCl

senyawa Energy Kisi kJ/ mol- Entalpi Hidrasi / kJ mol- ∆ H /kJmol-

MgCl2 + 2526 -2659 -133

NaCl + 788 -784 +4

Faktor Entropi

Entropi kisi magnesium klorida hamper satu setengah kali entropi kisi natrium

klorida (Tabel 3). Hal ini paralil dengan jumlah ion gas yang dihasilkan yaitu tiga ion

gas untuk tiap molekul MgCl2 dan dua ion gas untuk tiap NaCl. Tetapi karna densitas

muatan ion Mg2+ jauh lebih besar daripada densitas muatan ion Na+, maka entropi

hidrasi untuk ion Mg2+ negative jauh lebih besar daripada entropi hidrasi untuk Na+.

Lapisan molekul-molekul air diseputar ion Mg2+ yang terikat kuat merupakan

lingkungan yang jauh lebih teratur sehingga secara keseluruhan faktor entropi tidk

mendukung proses pelarutan garam MgCl2.

Tabel 3 Faktor Entropi pada proses pelarutan MgCl2 dan NaCl (dinyatakan dalam T ∆ S)

senyawa Entropi Kisi/ kJ mol- Entropi Hidrasi / kJ mol- ∆ S / kJ mol-1

MgCl2 +109 -143 -34

NaCl +68 -55 +13

(Sugiarto, 2001)

C. Alat dan Bahan

Alat

Tabung reaksi

Penjepit Tabung

Pipa Penyalur Gas

Gelas Kimia 400 ml

Corong

Bahan

Kertas

Larutan indicator

Serbuk Mg

Pita Mg

Logam kalsium

Magnesium oksida

Kalsium oksida

Barium hidroksida

Mg klorida

Kalsium klorida

Magnesium karbonat

Kalsium karbonat

Barium karbonat

Air Kapur

D. Prosedur Kerja

Eksperimen 1: reaksi dengan air

Sekeping logam kalsium

Dimasukkan kedalam gelas kimia yang berisi

air dingin

Amati reaksi

Dilakukan kembali dengan logam Magnesium

Eksperimen 2: sifat asam basa

0,01 g magnesium oksida, kalim hidroksida dan barium hidroksida

Masing-masing zat dimasukkan kedalam tabung

reaksi

Menambahkan 10 ml air ke dalam masing-masing

tabung reaksi kemudian kocok.

Ditambahkan 2 tetes indikator universal ke dalam

masing-masing tabung

Eksperimen 3: kestabilan termal karbonat alkali tanah

Garam karbonat, kalsium, dan barium

Masing-masing zat dimasukkan ke dalam tabung

reaksi

Dipanaskan beberapa menit

Timbul gas dan air keruh

Eksperimen 4: kelarutan beberapa senyawa unsur alkali tanah

ion logam alkali tanah (Mg2+, Ca2+, Ba2+)

2 ml zat dimasukkan ke dalam tabung reaksi

yang berbeda

Ditambahkan volume yang sama larutan ion

hidroksida 0.1 M kedalam masing-masing

tabung

Endapan

Dilakukan percobaan yang mirip dengan ion

sulfat dan ion karbonat

E. Hasil Pengamatan

1. Reaksi dengan Air

Persamaan Reaksi Pengamatan

Mg+ H 2O → Tidak bereaksi dengan air dingin

Ca+H 2O → Tidak bereaksi dengan air dingin

2. Sifat Asam Basa

Persamaan Reaksi pH

MgO+H 2 O→ Mg (OH )2(s ) 8

Ca(aq )2+¿+2 H 2 O(aq )→ Ca(OH )2(s )+H 2(g)¿ 10

Ba(aq)2+¿+2 H 2O(aq)→ Ba(OH )2 (s)+H 2(g )¿ 7

3. Kestabilan Termal Karbonat

Persamaan Reaksi Timbulnya gas Kekeruhan relatif air kapur

MgCO3→ - -

CaCO3 →CaO(s)+CO2(g) Ada gelembung Keruh

BaCO3 →BaO(s)+CO2 (g) Ada gelembung Keruh

4. Kelarutan Beberapa Senyawa Unsur Alkali Tanah

Persamaan Reaksi OH SO4 CO4

MgO+H 2 O→ Banyak endapan Tidak ada endapan Keruh, tidak

ada endapan

Ca(OH )2+H 2 O→ Tidak ada endapan Tidak ada endapan Banyak

endapan

Ba(OH )2+H 2O → Endapan putih Endapan putih Sedikit

endapan

F. Diskusi

Eksperimen 1: reaksi dengan air

Pada reaksi antara logam magnesium dengan air, menurut hasil pengamatan tidak

terjadi reaksi (Mg tidak terlarut). Reaksi antara magnesium dengan air menghasilkan gas

hidrogen.

Reaksinya sebegai berikut:

Mg(s )+H 2O(l )→ MgO(s)+H 2(g )

Menurut reaksi diatas adanya gas hidrogen dapat dilihat oleh adanya gelembung-

gelembun gas, namun hal ini tidak ditemukan pada saat praktikum, kemungkinan karena

logam Mg bereaksi sangat lambat pada suhu dingin. Sehingga reaksi tidak terlihat pada

waktu yang cepat.

Pada reaksi pita magnesium dengan air yang dipanaskan, terjadi reaksi tetapi

lambat, dan tampak gelembung gas hidrogen serta membentuk larutan asam.

Reaksi yang terjadi adalah:

MgO( s )+H 2 O(aq )→ Mg (OH )2( s )

Air panas digunakan untuk mempercepat reaksi. Logam magnesium merupakan

unsur elektron positif dan reduktor kuat serta kurang reaktif. Dari hasil pengamatan, Mg

dengan menggunakan air panas reaksi terjadi lebih cepat daripada dengan air dingin, hal

ini di tunjukkan dengan lebih cepatnya terbentuk gelembung gas pada tabung reaksi. Hal

in menunjukkan bahwa suhu mempercepat reaksi.

Eksperimen 2: sifat asam basaPada eksperimen 2 yaitu sifat asam basa, ketika reaksi MgO dengan air

menghasilkan larutan bening dan terdapat endapan putih dilapisan bawahnya. Setelah itu

mengukut pH dengan kertas indikator dan pH-nya adalah 8. Hasil pengamatan

menunjukkan bahwa laruta bersifat basa, dengan reaksinya sebagai berikut:

MgO( s )+H 2 O(aq )→ Mg (OH )2( s )

Mg2+¿+2OH−¿→ Mg (OH )

2 ( s)¿ ¿

Logam ini bersifat sebagai alkalis (pembentuk basa). Mg(OH)2 digolongkan basa

lemah dan MgO dalam air bersifat basa sehingga disebut oksida basa, karena hidroksida

larut dalam air dn kelarutannya makin besar dengan bertambahnya endapan putih yaitu

Mg(OH)2, hal ini dikarnakan larutan tersebut leewat jenuh atau Ksp larut < konsentrasi

ion-ionnya sehingga dalam air.

Pada teaksi antara Ca(OH)2 dengan air menghasilkan yang keruh da terdapat

endapan putih. Setelah itu diukur pH-nya dengan menggunakan kerta indikatorr dan

ternyata pH-nya adalah 10 yang menunjukkan larutan bersifat basa kuat yang di sebut

kapur, dengan raksi yang terjadi adalah:

Ca(OH )2 →Ca2+¿+2 OH −¿ ¿¿

Ca(aq )2+¿+2H2 O(s )→ Ca(OH )2(s )+ H2(g)¿

Reaksi dengan Ba(OH)2 dengan air menghasilkan larutan yang keruh terdapat

endapan. Setelah itu diukur pH-nya dengan kertas indikator adalah 7. Hasil uji

menunjukan bahwa larutan bersifat netral. Tapi seharusnya adalah larutan bersifat basa

kuat karena dengan bertambahnya nomor ataom dan makin besarnya jari-jari sehingga

makin mudah melepas ion OH-. Dengan reaksinya adalah:

B a(aq)2+¿+2 H 2 O(s )→ Ba(OH )2(s )+H 2(g)¿

Eksperimen 3: kestabilan termal karbonat

Pada percobaan ini dilakukan dengan memanaskan kasium karbonat dan barium

karbonat, dimana arium karbonat lebih cepat terbntuk gelembung gas CO2 dibandingkan

kalsium karbonta. Akibat tebentuknya gelembung gas CO2 air kapur menjadi keruh.

Reaksi yang terjadi yaitu:

CaCO3 (s)→CaO(s)+CO2 (g)

BaCO3 (s)→ BaO(s)+CO2(g )

Eksperimen 4: kelarutan bebera senyawa alkali tanah

Reaksi antara logam alkao tanah dengan ion OH-

Pada reaksi Mg2+ dengan ion hidroksida menghasilkan larutan yang keruh dan

terdapat endapan. Reaksi yang terjadi adalah:

Mg2+¿+2OH−¿→ Mg (OH )

2 ( s)¿ ¿

Reaksi ion Ca2+ dengan ion hidroksoda tidak terjadi perubahan atau tidak ada

endapan dan larutan menjadi keruh. Seharusnya pada reaksi ion Ca2+ dengan ion

hidroksoda terbentuk endapan dan larutan menjadi keruh yang lebih banyak

dibandingkan reaksi ion Mg2+ dengan ion hidroksida. Hal ini terjadi karena kesalahan

yang dilakukan pada proses percobaan. Dan reaksi yang terbentuk adalah:

Ca(aq )2+¿+2 H 2 O(aq )→ Ca(OH )2(s )¿

Dalam reaksi ion Ba+ dengan ion hidroksida menghasilkan larutan yang keruh

dan endapan yang lebih banyak dibandingkan ion Mg2+ dan ion Ca2+ , dan reaksinya

adalah:

Ba(aq)2+¿+2 H 2O(aq)→ Ba(OH )2 (s)¿

Reaksi logam alkali tanah dengan ion SO42-

Reaksi antara ion Mg2+ dengan ion sulfat menghasilkan larutan bening tanpa

terbentuknya endapan. Reaksi yang terjadi:

Mg(aq)2+¿+SO4(aq)

2−¿→ MgSO4 (aq)¿¿

MgSO4 yang dihasilkan mudah larut dalam air.

Reaksi antara logam Ca2+ dengan ion sulfat menghasilkan larutan tetap bening

dan tanpa tebentuk endapan, seharusnya pada percobaan ini terbentuk endapan putih

(CaSO4). Reaksi yang terjadi adalah:

Ca(aq )2+¿+SO4(aq)

2−¿→ CaSO4 (s)¿¿

Reaksi ini akan menghasilkan kalsium sulfat CaSO4 merupakan zat padat putih.

Kesalahan yang terjadi disebabkan kesalahan pada saat melakukan percobaan.

Reaksi antara logam Ba2+ dengan ion sulfat menghasilkan larutan yang putih

keruh dan terdapat endapan putih yang banyak. Reaksi yang terbentuk adalah:

Ba(aq)2+¿+SO4(aq)

2−¿→BaSO4 (s)¿¿

Reaksi ini menghasilkan endapan putih (BaSO4).

Reaksi antara alkali tanah dengan ion CO32-

Pada reaksi Mg2+ dengan ion karbonat menghasilkan larutan yang bening dan

terdapat tanpa endapan. Reaksi yang terjadi adalah:

Mg(aq)2+¿+CO3(aq )

2−¿→MgCO3 (s)¿¿

Reaksi ini menghasilkan magnesium karboant yaitu zat padat putih.

Reaksi antara ion Ca2+ dengan ion karboanta menghasilkan larutan putih keruh

dan terdapat endapan yang sedikit dibandingkan dengan ion Mg2+. Seharusya

endapan yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan ion Mg2+ kelarutan ion Ca2+

lebih kecil dibandingkan dengan ion Mg2+. Reaksinya sebagai berikut:

Ca(aq )2+¿+CO3(aq)

2−¿→CaCO3(s )¿¿

Reaksi ion Ba2+ dengan ion karboanta menghasilkan larutan putih keruh dan

endapan yang lebih sedikit. Seharusnya endapan yang dihasilkan lebih sedikit karean

kelarutan ion Ba2+ dalam karboant lebih sedkit. Reaksinya yang terjadi adalah:

Ba(aq)2+¿+CO3(aq)

2−¿→BaCO3 (s)¿¿

Kesalahan-kesalahan yang terjadi selama percobaan terjadi karena:

1. Kurang teliti dalam melihat peurabahan pada larutan

2. Zat yang digunakan salah

3. Zat yang digunakan untuk percobaan terlalu sedikit atau terlalu banyak.

G. Kesimpulan

1. Pita Mg lebih cepat bereaksi dengan air panas dibandingkan air dingin karena

keanikan suhu mempengaruhi laju reaksi.

2. Urutan kebasaan alkali tanah adalah Mg(OH)2 < Ca(OH)2 < Ba(OH)2

3. Tingkat kekeruhan air kapur adalah CaCO3 < BaCO3

4. Kelarutan ion-ion alkali tanah dalam hidroksida yaitu Mg2+ < Ca2+< Ba2+

5. Kelarutan ion-ion alkali tanah dalam in sulfat adalah Mg2 +> Ca2+ > Ba2+

6. Kelarutan ion-ion alkali tanah dalam ion karbonat adalah Mg2+ > Ca2+ > Ba2+

H. Daftar Pustaka 

Andromeda dkk. (2003). Kimia Anorganik III (p. 23). Padang: Forum Heds FMIPA UNP.

Sugiarto, K. H. (2001). Kimia Anorganik II (pp. 51–54). Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta.

Tim Kimia Anorganik. (2014). penuntun praktikum kimia anorganik 1. Padang: universitas negeri padang.