BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Unsur merupakan zat tunggal yang tidak dapat diuraikan secara kimia menjadi zat lain yang lebih sederhana. Jenis unsur tidaklah terlalu banyak. Di alam hanya 90 jenis unsur.
Beberapa golongan unsur dalam sistem periodik yang sangat menarik untuk dipelajari tersendiri yaitu unsur-unsur yang sangat reaktif dan unsur-unsur yang sangat sukar bereaksi dengan unsur lain. Unsur-unsur yang sukar bereaksi dengan unsur lain yaitu unsur yang terdapat pada golongan gas mulia, sedangkan unsur-unsur yang sangat reaktif meliputi unsur pada golongan alkali dan alkali tanah.
Logam alkali dan alkali tanah adalah zat pereduksi yang sangat kuat, karena begitu mudah kehilangan elektron. Mereka mudah bergabung dengan kebanyakan unsur non-logam, membnetuk senyawa ion seperti halida, oksida, dan sulfida.
Logam alkali adalah unsur-unsur yang termasuk golongan IA (kecuali hidrogen) yaitu litium, natrium, kalium, rubidium, cesium, dan fransium. Unsur-unsur ini memiliki susunan elektron pada kulit terluar ns1 dan merupakan reduktor kuat.
Dalam percobaan ini, akan dibahas beberapa sifat-sifat unsur golongan, akan terlihat bagaimana perbedaan kereaktifan golongan IA dan golongan IIA dan bagaimana menentukan kelarutan garam sulfat dan garam hidroksida dari endapan yang terbentuk, selain itu dapat diketahui reaksi yang terjadi pada unsure golongan IA dan golongan IIA.
1.2 Tujuan
− Mengetahui perbedaan garam sulfat dengan garam hidroksida.
− Mempelajari beberapa sifat unsur golongan IA dan IIA.
− Mengetahui kereaktifan unsur-unsur golongan IA dan golongan IIA.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Definisi unsur yaitu suatu zat tunggal yang tidak dapat diuraikan menjadi zat-zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia sederhana. Sedangkan sistem periodik unsur adalah susunan yang menggambarkan suatu letak keadaan, periode, golongan, dan unsur kimia. Sistem periodik unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atom (kenaikan jumlah proton dan muatan inti). Sistem periodik dibagi menjadi periode yaitu unsur-unsur yang terletak dalam baris yang horizontal dan golongan yaitu unsur yang terletak dalam kolom yang vertikal.
A. Golongan IA (Alkali)
Disebut juga unsur alkali karena sifat logam ini membentuk basa-basa yang kuat. Dalam sistem periodik terletak terletak pada lajur paling kiri. Unsur-unsur alkali merupakan unsur-unsur logam dengan satu elektron pada elektron terluarnya. Unsur-unsur yang terletak dalam logam alkali adalah Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cesium (Cs), dan Fransium (Fr). 
Dibandingkan dengan unsur-unsur lain yang seperiode unsur-unsur alkali adalah unsur yang paling elektropositif. Paling mudah melepaskan elektron valensinya. Hal ini sesuai dengan sifat keperiodikan unsur dalam sistem periodik. Unsur-unsur alkali yang nomor atomnya terkecil dibanding unsur lain yang seperiode. Gaya tarik intinya paling lemah dan untuk mencapai susunan elektron gas mulia cukup melepaskan 1 elektron valensinya. Dalam golongan unsur-unsur alkali makin ke bawah makin kuat sifat logamnya. Hal ini disebabkan karena makin lemahnya gaya tarik intinya terhadap elektron-elektronnya yang terjauh, maka makin mudah melepaskan elektronnya. Unsur-unsur yang banyak terdapat di alam adalah unsur Natrium (Na) dan Kalium (K). Sedangkan yang paling sedikit adalah unsur Fransium (Fr) yang bersifat radioaktif sehingga mudah berubah menjadi unsur lain.
1. Sifat-Sifat Unsur Alkali
a. Unsur alkali adalah unsur-unsur logam putih mengkilap seperti kaca atau perak, padat tapi lunak pada suhu normal kecuali Kalium (K) dan Fransium (Fr) cair. Logam berwarna putih keperakan dengan kilap logam yang khas. Tapi, permukaan yang baru diiris segera menjadi buram karena bereaksi dengan udara.
b. Unsur-unsur alkali dapat bereaksi dengan air pada suhu biasa membentuk basa dan gas hidrogen yang disertai pembebasab banyak energi. Reaksinya:
2M + 2H2 Þ 2MOH + H2
- Natrium dan Kalium mengapung di atas air, karena massa jenis logam lebih kecil daripada air.
- Reaksi antara Natrium dan Kalium dengan air bersifat eksoterm. Kalor reaksinya menyebabkan logam Kalium dan Natrium yang belum bereaksi mencair. Hal itu juga bahwa titik air logam itu bersifat relatif rendah.
- Reaksi Natrium dan Kalium dengan air membentuk basa dan hidrogen.
c. Unsur-unsur alkali bervalensi 1 dalam semua senyawa.
d. Basa yang berasal dari logam alkali adalah basa kuat. Semakin bertambah atomnya, makin kuat sifat kebebasannya.
e. Logam-logam alkali bersifat reduktor kuat, makin ke bawah makin kuat reduktornya.
f. Dengan unsur-unsur elektronegatif membentuk senyawa ionik dan dengan asam membentuk garam.
g. Merupakan unsur yang sangat reaktif.
2. Sifat-sifat kimia atau reaksi-reaksi logam alkali juga sangat bersamaan. Berikut hasil-hasil reaksi logam alkali:
a. Reaksi dengan air. Telah disebutkan bahwa logam alkali bereaksi dengan air membentuk basa dan gas hidrogen. 2L + 2H2O Þ 2LOH + H2 (L= logam alkali).
b. Reaksi dengan Hidrogen. Logam alkali dengan Hidrogen membentuk vindna, suatu senyawa ion yang hidrogennya mempunyai biloks-1.
c. Reaksi dengan Oksigen. Logam alkali dalam Oksigen membentuk oksida, perioksida, atau superoksida. Dari Litium ke Cesium, daya ikat terhadap Oksigen meningkat. Litium membentuk oksida biasa. Suatu senyawa ion yang mengandung ion 02- (bilangan oksida= -2). Oleh karena itu sangat mudah bereaksi dengan air dan Oksigen, maka logam alkali biasanya disimpan dalam cairan yang inert seperti minyak tanah (kerosin) atau di dalam botol yang diisolasi. Walaupun demikian, permukaan logam itu sedikit demi sedikit bereaksi juga.
3. Jari-jari Atom
Dari Li sampai Fr jari-jari atom semakin besar. Hal ini sesuai dengan kenaikan nomor atomnya. Dengan semakin besarnyajari-jari atom maka jarak antara inti atom dan elektron valensinya semakin besar pula. Oleh karena itu elektron valensinya makin lemah dan makin mudah melepas elektronnya.
4. Energi Ionisasi
Karena dari Li sampai Fr elektron valensinya makin mudah dilepas maka energi ionisasinya semakin kecil dari Li sampai Fr. Hal ini disebabkan energi yang diperlukan untuk melepas elektron valensi semakin kurang.
5. Keelektronegatifan
Unsur-unsur alkali adalah unsur-unsur elektronegatif. Dengan demikian besar keelektronegatifannya relatif rendah dibandingkan unsur lainnya. Dari Li sampai Fr keelektronegatifannya berkurang. Hal ini disebabkan jari-jarinya semakin berkurang. Unsur-unsur logam alkali tidak terdapat dalam keadaan bebas di alam, melainkan terdapat dalam bentuk NaCl pada air laut juga pada garam. Na dan K adalah unsur keenam dan ketujuh paling banyak dalam kerak bumi. Kedua unsur ini sangat penting dalam kehidupan. Sedangkan unsur-unsur yang lain hanya sedikit terdapat di alam.
B. Golongan IIA (Alkali Tanah)
Dalam sistem periodik unsur alkali tanah terdapat pada golongan IIA, yaitu lajur di sebelah kanan golongan logam alkali. Unsur-unsur golongan ini disebut logam alkali tanah karena unsur-unsur ini bersifat alkali (basa) seperti unsur-unsur golongan IA, unsur-unsur golongan IIA (alkali tanah) yaitu:
a. Berilium (Be)
b. Magnesium (Mg)
c. Kalsium (Ca)
d. Stronsium (Sr)
e. Barium (Ba)
f. Radium (Ra)
Seperti halnya unsur-unsur alkali tanah sangat reaktif walaupun tak sereaktif unsur alkali.
1. Sifat-Sifat Unsur Alkali Tanah
a. Merupakan unsur-unsur logam reaktif oleh karena itu di dalam alam tak terdapat dalam keadaan bebas.
b. Pada suhu biasa merupakan zat padat berwarna putih mengkilap seperti perak.
c. Merupakan logam bivalen yang memiliki a elektron pada kulit terluarnya, oleh karena itu bilangan oksidasi unsur alkali tanah dalam senyawa adalah +2.
d. Unsur-unsur alkali tanah sangat reaktif.
e. Dapat bereaksi dengan air pada suhu biasa, membentuk basa dan Hidrogen, tetapi biasanya jauh lebih kecil dibanding logam alkali.
Reaksinya: M + 2H2O Þ M(OH)2 + H2
f. Dapat membentuk garam dengan energi unsur elektronegatif.
g. Basa yang dari unsur-unsur alkali tanah adalah basa kuat, kecuali Mg(OH)2. Basa lemah dan Ba(OH)2 basa atmosfer, artinya disamping dapat bereaksi dengan asam, dapat juga bereaksi dengan basa kuat, sifatnya basa logam alkali tanah makin ke bawah makin kuat.
2. Jari-Jari Atom
Seperti pada logam alkali, dari Ba sampai Ra jari-jari atom bertambah besar sehingga kedua elektron valensinya semakin mudah dilepas.
3. Energi Ionisasi
Unsur-unsur logam alkali tanah mempunyai 2 elektron valensi. Ionisasinya dapat terjadi dengan melepaskan satu elektron valensi (energi ionisasi pertama) dan kedua (energi ionisasi kedua).
M Þ M+ + e- (ionisasi ke-1)
M Þ M2+ + 2e- (ionisasi ke-2)
Ionisaisnya dari atas ke bawah semakin kecil karena jari-jari semakin besar.
4. Keelektronegatifan
Unsur-unsur alkali tanah lebih keelektronegatifan ketimbang alkali. Hal ini disebabkan jari-jari atomnya semakin besar, sehingga semakin sulit untuk mengikat elektronnya.
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
− Gelas kimia
− Gunting
− Hot plate
− Penjepit tabung
− Pinset
− Pipet tetes
− Rak tabung reaksi
− Tabung reaksi
3.1.2 Bahan
− Aquades
− Indikator PP
− Larutan BaCl2 0,1 M
− Larutan CaCl2 0,1 M
− Larutan H2SO4 1 M
− Larutan NaOH 1 M
− Logam Kalium
− Pita Magnesium
3.2 Prosedur Percobaan
3.2.1 Kelarutan Garam Sulfat
− Disiapkan 2 tabung reaksi yang bersih
− Diisi masing-masing tabung dengan CaCl2 0,1 M, BaCl2 0,1 M 1 pipet.
− Ditambahkan 1 ml larutan H2SO4 1 M Kedalam masing-masing tabung reaksi
− Diamati endapan yang terbentuk (dibnadingkan endapan yang ada pada setiap tabung reaksi)
3.2.2 Kelarutan Garam Hidroksida
− Disiapkan 2 tabung reaksi yang bersih
− Diisi masing-masing tabung dengan CaCl2 0,1 M, BaCl2 0,1 M 1 pipet.
− Ditambahkan 1 ml larutan NaOH 1 M Kedalam masing-masing tabung reaksi
− Diamati endapan yang terbentuk (dibnadingkan endapan yang ada pada setiap tabung reaksi)
3.2.3 Reaktifitas Unsur
a) Reaktivitas Pita Magnesium
− Disiapkan gelas kimia berisi aquades secukupnya
− Dipanaskan hingga mendidih
− Dimasukkan pita Mg
− Diamati dan perhatikan reaksi yang terjadi(ditandai dengan adanya gelembung-gelembung gas)
− Ditambahkan indikator PP
− Diamati perubahan warna yang terjadi
b) Reaktifitas Logam Kalium
− Disiapkan gelas kimia berisi aquades secukupnya
− Dimasukkan logam kalium kedalam gelas kimia
− Ditambahkan indikator PP
− Diamati perubahan warna yang terjadi
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Tabel Pengamatan
No. | Perlakuan | Pengamatan |
1 | Kelarutan garam sulfat a. Larutan CaCl2 + larutan H2SO4 - Dicampurkan larutan CaCl2 dan larutan H2SO4 di tabung reaksi. - Diamati b. Larutan BaCl2 + larutan H2SO4 - Dicampurkan larutan BaCl2 dan larutan H2SO4 di tabung reaksi. - Diamati | - larutan bening dan tidak ada endapan di dalamnya. - larutan yang tercampur menjadi putih dan mengeruh serta terdapat endapan di dasar tabung reaksi. |
2 | Kelarutan Garam Hidroksida a. larutan CaCl2 + larutan NaOH - Dicampurkan larutan CaCl2 dan larutan NaOH di tabung reaksi. - Diamati b. Larutan BaCl2 + larutan NaOH - Dicampurkan larutan BaCl2 dan larutan NaOH di tabung reaksi - Diamati | - Larutan yang tercampur menjadi putih dan mengeruh serta terdapat banyak endapan di dasar tabung reaksi. - Larutan yang tercampur menjadi putih dan mengeruh serta terdapat sedikit endapan di dasar tabung reaksi. |
3 | Reaktifitas unsur a. Pita Mg + 2 ml H2O + indikator pp - Dipanaskan campuran antara Mg dan H2O - Ditambah indikator pp b. Logam K + 2 ml H2O + indikator pp - Dicampurkan logam K dan H2O di dalam gelas kimia. - Ditambahkan indikator pp | - reaksi berlangsung sangat lambat sehingga perlu adanya pemanasan, muncul gelembung pada pita Mg, larutan berwarna bening. - larutan mengalami perubahan warna karena bersifat basa. Warna yang terbentuk warna merah lembayung, karena termasuk basa lemah dari alkali. - reaksi yang terjadi secara spontan dan terdapat gelembung pada larutan ketika kalium dimasukkan muncul letupan-letupan kecil. - larutan mengalami perubahan warna menjadi merah lembayung dan bersifat basa kuat. |
4.2 Reaksi
4.2.1 Reaksi Kelarutan Garam Sulfat
- BaCl2 + H2SO4 ® BaSO4 + 2HCl
- CaCl2 + H2SO4 ® CaSO4 + 2HCl
4.2.2 Reaksi Kelarutan Garam Hidroksida
- BaCl2 + 2KOH ® Ba(OH)2 + 2KCl
- CaCl2 + 2KOH ® Ca(OH)2 + 2KCl
4.2.3 Reaksi Reaktivitas Unsur
− Mg + 2H2O ® Mg(OH)2 + H2
− Mg(OH)2 + Indikator PP
- 2 K +2H2O ® 2KOH +H2
KOH + PP
4.3 Pembahasan
Logam alkali (golongan IA) merupakan unsure yang sangat reaktif dan mudah membentuk ion positif. Selain disebabkan oleh jumlah electron valensi yang sedikit dan ukuran jari-jari atom yang besar, sifat ini juga disebabkan oleh harga ionisasimnya lebih kecil dibandingkan unsure logam golongan lain. Kereaktifan logam alkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air, unsure-unsur halogen, hydrogen oksigen dan belerang, kereaktifan ini dipengaruhi oleh electron valensi dari unsure-unsur dan energi ionisasinya.
Logam alkali tanah (golongan IIA) bersifat pereduksi kuat. Semakin kebawah, sifat pereduksi ini semakin kuat. Hal ini ditunjukkan oleh kemampuan bereaksi dengan air yang semakin meningkat dari berilium ke barium. Selain dengan air, unsur logam alkali tanah juga dapat bereaksi dengan gas oksigen, hidrogen, nitrogen. Senyawa logam alkali tanah kelarutannya meningkat dari berilium ke barium.
Sifat fisik logam alkali, memiliki titik leleh dan titik didih di atas suhu ruangan(25oC). Semua unsur logam alkali berwujud padat pada suhu ruangan khusus sesium, jika suhu lingkungan pada saat pengukuran melebihi 28oC, unsur alkali berwujud cair.
Sifat fisik logam alkali tanah berwujud padat pada suhu ruangan, kerapatan logam alkali tanah lebih besar dari kerapatan logam alkali sehingga logam alkali tanah bersifat lebih keras dari logam alkali.
Apabila kita membandingkan kereaktifan antara golongan IA dan golongan IIA, maka akan diperoleh bahwa golongan IA yang lebih reaktif. Hal ini dikarenakan pada golongan IA memiliki jari-jari atom yang lebih besar dibandingkan dengan golongan IIA, selain itu, karena golongan Ia melepas elektron relatif lebih sedikit, sehingga daya reaktifnya semakin kuat, sednagkan golongan IIA melepas dua elektron valensinya. Karena memiliki kereaktifan yang kuat, maka tanpa dipanaskan logam kalium juga dapat bereaksi. Fungsi ditetesi indikator PP yaitu untuk melihat perubahan warna larutan basa yang terbentuk mengindikasikan tingkat kebasaan larutan tersebut. Dimana fungsi indikator PP sendiri adalah untuk mengidentifikasi ion OH- pada larutan. Jika semakin tua larutan, maka semakin kuat tingkat kebasaan larutan tersebut.
Dalam larutan garam sulfat golongan IIA memiliki sifat kelarutan yang kecil dimana kelarutan garam sulfat dari atas ke bawah dalam satu golongan semakin kecil. Sebaliknya pada larutan garam hidroksida golongan IA memiliki sifat kelarutan garam yang besar, dimana semakin kebawah dalam satu golongan maka akan semakin besar.
Berdasarkan hasil percobaan didapatkan bahwa pada percobaan kelarutan garam sulfat, apabila BaCl2 ditambahkan H2SO4 didapatkan endapan yang banyak berwarna putih susu pekat, dan apabila CaCl2 ditambahkan H2SO4 didapatkan endapat yang sedikit berwarna putih susu. Hal ini dikarenakan semakin kecil endapan, maka semakin besar kelarutan garam tersebut, sehingga dapat disimpulkan bahwa garam sulfat dalam satu golongan semakin kebawah kelarutannya semakin kecil. Garam sulfat adalah hasil reaksi dari asam sulfat dengan larutan basa.
Percobaan kelarutan garam hidroksida, apabila BaCl2 ditambah NaOH dihasilkan endapan yang sedikit dan berwarna putih yang membentuk larutan koloid, dan apabila CaCl2 ditambahkan NaOH didapatkan endapan yang banyak berwarna putih susu yang membentuk larutan koloid. Jadi hasil kelarutannya, semakin besar dari atas kebawah dalam satu golongan, garam hidroksida adalah hasil reaksi dari natrium hidroksida dengan suatu asam lemah. Ksp adalah hasil kali kelarutan dalam suatu senyawa. Ksp garam sulfat golongan IIA yaitu CaSO4 9,1x10-6, SrSO4 7,6x 10-1, BaSO4 1,1x10-10. Ksp garam hidroksida golongan IIA yaitu Be(OH)2 2x10-18,Mg(OH)2 1,8x10-11 Ca(OH)2 5,5x10-6, Sr(OH)2 3,2x10 -4 dan Ba(OH)2 5x10 -3.
Percobaan reaktivitas unsur dadapatkan bahwa apabila logam kalium ditambahkan aquades serta indikator PP menghasilkan warna merah lembayung muda , dan pita magnesium ditambahkan aquades yang sudah dipanaskan seta diberi indikator PP mengkasilkan warna merah lembayung tua, jadi dapat dinyatakan bahwa reaksi logam kalium tingkat kebasaannyalemah sedangkan reaksi pita magnesium tingkat kebasaannya kuat. Karena semakin tua warna larutan, maka tingkat kebasaan larutan tersebut akan semakin besar.
Dalam melakukan percobaan sifat-sifat unsur terdapat beberapa kesalahan yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:
− Saat melakukan percobaan, praktikan tidak menggunakan alat pengaman, sehingga saat mencampurkan unsur kurang ketelitian dikarenakan takut terkena larutan tersebut.
− Reaksi pita magnesium dengan aquades yang telah dipanaskan tidak terjadi reaksi secara optimal, karena pita magnesium terlalu cepat didicampurkan ke aquades sebelum aquades tersebut mendidih, hal itu dapat mempengaruhi hasil kali kelarutan tersebut.
− Saat mengambil logam kalium tidak menggunakan pinset, sehingga terdapat kesusahan dalam mencampurkan kedalam aquades.
BAB 5
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
− Kereaktifan untuk unsure logam alkali dan alkali tanah semua sama, yaitu kereaktifan dari unsure-unsurnya bertambah dari atas ke bawah dan pada dasarnya kereaktifan lagam alkali dan alkali tanah berkaitan dengan energi ionisasinya yang rendah, sehingga mudah melepaskan electron
− Kelarutan garam sulfat dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin kecil, sedangkan kelarutan garam hidroksida, dalam satu golongan dari atas kebawah semakin besar.
− Sifat unsure golongan alkali yaitu: konfigurasi electron valensi adalah ns1, energi ionisasi relative rendah, serta dalam satu golongan energi ionisasi, titik didih dan titik leleh, dari ats ke bawah semakin kecil. Sedangkan sifat unsure golongan alkali tanah yaitu: jari-jari atom lebih kecil dari golongan alkali, merupakan logam yang lunak dan dapat menghantarkan listrik dan panas yang baik serta konfigurasi electron valensinya ns2.
5.2 Saran
Percobaan yang dilakukan sebaiknya tidak hanya terbatas pada BaCl2 dan CaCl2 tetapi unsure yang lain juga agar lebih banyak perbandingan, seperti MgCl2 dan SrCl2.
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James. 1999. Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Binarupa Aksara
Petrucci, Ralph, H. 1987. Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga
Suhartono. 1983. Ilmu Kimia. Yogyakarta: Gadjah Mada
Tidak ada komentar:
Posting Komentar