alkali & alkali tanah
Post on 21-Oct-2015
148 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
1
BAHAN AJAR KIMIA KELAS XII IPA /1MA DARUL ULUM MUHAMMADIYAH GALUR
TAHUN PELAJARAN 2013/2014
Sukir, M.Sc
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
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
Unsur Golongan Alkali (IA)
Logam
Tabel Perbandingan Unsur
4Endah Wahyuningtyas
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
KegunaanCaesium (Cs)
Litium | Natrium | Kalium | Rubidium | Caesium | Fransium | tabel
19Endah Wahyuningtyas
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
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
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
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
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
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
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
27Endah Wahyuningtyas
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
Logam Sr
Logam Ba
Logam Ca
29Endah Wahyuningtyas
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
46
47
48
49
50
51
top related