Alkali Tanah
1.1 Pengertian Alkali Tanah
Logam alkali
tanah ,yaitu unsur-unsur golongan II A, terdiri atas Berilium (Be), Magnesium
(Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Unsur-unsur
II A umumnya ditemukan di dalam tanah berupa senyawa tak larut, sehingga
disebut logam alkali tanah (alkaline earth metal).
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-logam ini
memiliki dua elektron valensi. Pada pembentukan ion positif kedua elektron
valensinya dilepaskan, sehingga terbentuk ion logam bermuatan +2.
a.
Berilium.
Berilium tidak
begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada.
Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be₃Al₂(SiO₆)₃], dan Krisoberil [Al₂BeO₄].
b.
Magnesium.
Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang
terdapat di kerak bumi, dengan 1,9% keberadaannya. Di alam magnesium bisa
bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl₂], Senyawa Karbonat [MgCO₃], Dolomit
[MgCa(CO₃)₂], dan Senyawa Epsomit [MgSO₄.7H₂O].
c.
Kalsium.
Kalsium adalah
logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium menjadi
nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4% keberadaanya. Di
alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO₃], Senyawa Fospat [CaPO₄],
Senyawa Sulfat [CaSO₄], Senyawa Fourida [CaF].
d.
Stronsium.
Stronsium berada di kerak bumi
dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit
[SrSO₄], dan Strontianit.
e.
Barium.
Barium berada di kerak bumi
sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin
[BaSO₄], dan Mineral Witerit [BaCO₃].
1.2 Sifat-Sifat Fisik Alkali
Tanah
Unsur logam alkali tanah (IIA) ini terdiri dari Be,
Mg, Ca, Sr, Ba, dan Ra. Golongan ini mempunyai sifat-sifat yang mirip dengan
golongan IA. Perbedaannya adalah bahwa golongan IIA ini mempunyai konfigurasi
elektron ns2 dan merupakan reduktor yang kuat. Meskipun lebih keras dari golongan
IA, tetapi golongan IIA ini tetap relatif lunak, perak mengkilat, dan mempunyai
titik leleh dan kerapatan lebih tinggi.
1.3 Sifat-Sifat Kimia Alkali
Tanah
Kereaktifan logam
alkali tanah meningkat dari berilium ke barium. Fakta ini sesuai dengan yang
diharapkan . Oleh karena, dari berilium ke barium jari-jari atom bertambah
besar sehingga energi ionisasi serta keelektronegatifan berkurang. Akibatnya,
kecendrungan untuk melepas elektron membentuk senyawa ion makin besar. Semua
senyawa dari kalsium, strontium, dan barium, yaitu logam alkali tanah yang
bagian bawah, berbentuk senyawa ion, tetapi magnesium membentuk beberapa
senyawa kovalen sedangkan senyawa-senyawa berilium bersifat kovalen.
Sifat kimia logam
alkali tanah bermiripan dengan logam alkali, tetapi logam alkali tanah kurang
reaktif dari logam alkali seperiode. Jadi, berilium kurang reaktif dibandingkan
litium, magnesium kurang reaktif dibandingkan terhadap natrium, dan seterusnya.
Hal itu disebabkan jari-jari atom logam alkali tanah lebih kecil sehingga
energi pengionan lebih besar. Lagi pula logam alkali tanah hanya
satu.Kereaktifan kalsium, stronsium,dan barium dan tidak terlalu berbeda dari
logam alkali, tetapi berilium dan magnesium jauh kurang aktif.
Unsur golongan ini bersifat basa,
sama seperti unsur golongan alkali, namun tingkat kebasaannya lebih lemah.
Senyawa Be(OH)2 bersifat amfoter. Artinya bisa bersifat asam atau pun basa.
Sedangkan unsur Ra bersifat Radioaktif. Semua logam alkali tanah merupakan
logam yang tergolong reaktif, meskipun kurang reaktif dibandingkan dengan unsur
alkali. Alkali tanah juga memiliki sifat relatif lunak dan dapat menghantarkan
panas dan listrik dengan baik, kecuali Berilium. Logam ini juga memiliki
kilapan logam.
Logam alkali
tanah memiliki jari-jari atom yang besar dan harga ionisasi yang kecil. Dari
Berilium ke Barium, nomor atom dan jari-jari atom semakin besar. Selain itu
semua logam alkali tanah juga mempunyai kecenderungan teratur mengenai
keelektronegatifan yang semakin kecil dan daya reduksi yang semakin kuat dari
Berilium ke Barium.
·
Reaksi Kimia Logam Alkali Tanah
Kemiripan sifat
logam alkali tanah disebabkan oleh kecenderungan melepaskan dua elektron
valensi. Oleh karena itu senyawanya mempunyai bilangan oksidasi +2, sehingga
logam alkali tanah diletakkan pada golongan II A. Alkali tanah termasuk logam
yang reaktif, namun Berilium adalah satu-satunya unsur alkali tanah yang kurang
reaktif, bahkan tidak bereaksi dengan air. Logam alkali tanah bersifat
pereduksi kuat. Semakin ke bawah, 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 bisa
bereaksi dengan Oksigen, Nitrogen, dan Halogen.
a.
Reaksi
dengan air
Berilium tidak
bereaksi dengan air, sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya
dapat bereaksi dengan air panas. Logam Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium
bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin. Contoh reaksi logam
alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut,
Ca(s) + 2H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) +
H₂(g)
b.
Reaksi
dengan Oksigen atau udara
Adanya pemanasan
yang kuat menyebabkan logam alkali tanah terbakar di udara membentuk oksida dan
nitrida.Logam alkali tanah, kecuali Be dan Mg dengan udara juga dapat
berlangsung, tetapi terjadinya korosi yang berlanjut dapat dihambat karena
lapisan oksida yang terbentuk melekat kuat pada permukaan logam. Dengan
pemanasan, Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida
Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada
permukaan logam.Barium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO₂)
2Mg(s) + O₂ (g) → 2MgO(s)
Ba(s) + O₂(g) (berlebihan) →
BaO₂(s)
Pembakaran Magnesium di udara
dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium
Nitrida (Mg₃N₂)
4Mg(s) + ½ O₂(g) + N₂ (g) → MgO(s)
+ Mg₃N₂(s)
Bila Mg3N₂ direaksikan dengan air
maka akan didapatkan gas NH₃
Mg₃N₂(s) + 6H₂O(l) → 3Mg(OH)₂(s) +
2NH₃(g)
c.
Reaksi dengan hidrogen
Adanya pemanasan
menyebabkan logam allkali tanah dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk
senyawa hidrogen.
àM(s)
+ H₂(g) --> MH₂(s)
d.
Reaksi
dengan Nitrogen
Logam alkali
tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida
dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah.
Contoh,
3Mg(s) + N₂(g) → Mg₃N₂(s)
e.
Reaksi Logam Alkali Tanah Dengan Halogen
Semua logam
Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida,
kecuali Berilium.Lelehan halida dari berilium mempunyai daya hantar listrik
yang buruk .Hal itu menunjukkan bahwa halida berilium bersifat kovalen.Oleh
karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F-,
maka BeCl₂ berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion.
Contoh,
Ca(s) + Cl₂(g) → CaCl₂(s)
f.
Reaksi
dengan Asam dan Basa
Semua logam dan
alkali tanah bereaksi dengan asam kuat ( seperti HCl) membentuk garam dan gas
hidrogen.Reaksi makin hebat dari Be ke Ba.
M(s)
+ 2HCl(aq) --> MCl₂(aq) + H₂(g)
Salah satu unsur logam alkali
tanah yaitu Be, memiliki sifat amfoter. Berilium selain dapat bereaksi dengan
asam kuat juga dapat bereaksi dengan basa kuat.
Be(s) + 2NaOH (aq) --> Na₂Be(OH)₄ + H₂(g) + H₂O(l)
BeO(s) + 2NaOH(aq) --> Na₂Be(OH)₄(aq) + H₂O(l)
Be(OH)₂(s) + 2NaOH(aq) -- > Na₂Be(OH)₄(aq)
g. Reaksi dengan belerang
Reaksi
logam alkali tanah dengan belerang menghasilkan senyawa sulfida.
M
(s) + S (s) -) ---> MS(s)
Berikut
adalah tabel sifat fisik dan kimia logam Alkali Tanah
|
Beberapa
sifat umum dari logam alkali tanah dapat dilihat pada tabel berikut: Beberapa
Sifat Umum Logam Alkali Tanah
|
|||||
|
Sifat
Umum
|
Be
|
Mg
|
Ca
|
Sr
|
Ba
|
|
Nomor
Atom
|
4
|
12
|
20
|
38
|
56
|
|
Konfigurasi
Elektron
|
[He]
2s2
|
[Ne]
3s2
|
[Ar]
4s2
|
[Kr]
5s2
|
[Xe]
6s2
|
|
Titik
Leleh
|
1553
|
923
|
1111
|
1041
|
987
|
|
Titik
Didih
|
3043
|
1383
|
1713
|
1653
|
1913
|
|
Jari-jari
Atom (Angstrom)
|
1.12
|
1.60
|
1.97
|
2.15
|
2.22
|
|
Jari-jari
Ion (Angstrom)
|
0.31
|
0.65
|
0.99
|
1.13
|
1.35
|
|
Energi
Ionisasi I (KJ mol-1)
|
900
|
740
|
590
|
550
|
500
|
|
Energi
Ionisasi II (KJ mol-1)
|
1800
|
1450
|
1150
|
1060
|
970
|
|
Elektronegativitas
|
1.57
|
1.31
|
1.00
|
0.95
|
0.89
|
|
Potensial
Elektrode (V)
M2+
+ 2e à M
|
-1.85
|
-2.37
|
-2.87
|
-2.89
|
-2.90
|
|
Massa
Jenis (g mL-1)
|
1.86
|
1.75
|
1.55
|
2.6
|
3.6
|
Berdasarkan Tabel
diatas dapat diamati juga hal-hal sebagai berikut,
1.
Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron
valensi ns². Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam
alkali, kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi
ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali.
2.
Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M²⁺ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M⁺ dari alkali,
mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua electron valensinya,
sehingga lebih stabil sebagai ion M²⁺.
3. Jari-jari atomnya yang lebih
kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah
membentuk kristal dengan susunan yang lebih
rapat,
sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa
jenisnya lebih tinggi.
4.
Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan
yang cukup besar, kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung
membentuk ikatan kovalen.
5.
Potensial elektrode (reduki) standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang
rendah (negatif). Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan
reduktor yang cukup kuat, bahkan kalsium, stronsium, dan barium mempunyai daya
reduksi yang lebih kuat daripada natrium.
6. Titik didih dan titik leleh
logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena itu,
unsur-unsur logam alkali tanah berwujud padat pada suhu ruangan.
1.4 Proses Pembuatan Logam Alkali
Tanah
Ekstraksi
adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa. Logam alkali tanah dapat di
ekstraksi dari senyawanya. Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua
cara, yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis.
·
Magnesium
diperoleh dengan proses Down. Langkahnya pertama mengendapkan sebagai
Mg(OH)2 kemudian diubah menjadi MgCl2 dan dikristalkan
sebagai MgCl2.6H2O. Leburan kristal dielektrolisis.
·
Dengan
elektrolisis leburan garamnya.
Contoh:
|
CaCl2(l)
|
-->
|
Ca2+
(l)
|
+
2Cl- (l)
|
|||
|
Katoda
|
:
|
Ca2+
(l)
|
+
2 e-
|
-->
|
Ca
(s)
|
|
|
Anoda
|
:
|
2Cl- | ---> |
2Cl2
(g)
|
+
2 e-
|
|
|
---------------------------------------------------
|
||||||
|
Ca2+
(l)
|
+
2Cl- (l)
|
-->
|
Ca
(s)
|
+
Cl2 (l)
|
||
Contoh
Setelah
mendapatkan lelehan MgCl₂ kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan
magnesium
Katode : Mg²⁺ + 2e- à Mg
Anode : 2Cl- à Cl₂ + 2e-
1.5 Kegunaan Logam Alkali Tanah
Katode : Mg²⁺ + 2e- à Mg
Anode : 2Cl- à Cl₂ + 2e-
1.5 Kegunaan Logam Alkali Tanah
·
Berilium (Be)
a.
Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuatakan tetap bermasa
lebih ringan. Biasanya paduan inidigunakan pada kemudi pesawat Zet.
b.
Berilium digunakan pada kaca dari sinar X.
c.
Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d.campuran
berilium dan tembaga banyak dipakai pada alatlistrik, maka Berilium sangat
penting sebagai komponentelevisi.
·
Magnesium (Mg)
a. Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang padakembang api dan
pada lampu Blitz.
b. Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karenasenyawa MgO
memiliki titik leleh yang tinggi.
c. Senyawa Mg(OH)₂ digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam
yang terdapat di mulut dan mencagahterjadinnya kerusakan gigi, sekaligus
sebagai pencegah maag.
·
Kalsium (Ca)
a. Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kuedan
plastik.
b. SenyawaCaSO₄ digunakan untuk membuat Gips yang berfungsiuntuk membalut
tulang yang patah.
c. Senyawa CaCO₃ biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen
dan cat tembok.Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.
d. Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat
dehidrator,dapat juga mengeringkan gas dan mengikatKarbondioksida pada cerobong
asap.
e.Ca(OH)₂ digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan jugasebagai sumber
basa yang harganya relatif murah.
f. Kalsium Karbida (CaC₂) disebut juga batu karbit merupakan bahan
untuk pembuatan gas asetilena (C₂H₂) yang digunakan untuk pengelasan.
g. Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsisebagai
pembentuk tulang dan gigi.
·
Stronsium (Sr)
a. Stronsium dalam senyawa Sr(NO₃)₂ memberikan warna
merah apabila digunakan untuk bahan kembang api.
·
Barium (Ba)
a. BaSO₄ digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karenamampu
menyerap sinar X meskipun
beracun.
b. BaSO₄ digunakan sebagai pewarna pada plastic karena memilikikerapatan
yang tinggi dan warna terang.
c. Ba(NO₃)₂ digunakan untuk memberikan warna hijau padakembang api
- Semua unsurnya berwujud padat pd suhu ruangan
- Kerapatan logam alkali tanah lebih besar, shg logam
alkali Tanah lebih keras
-Jika garam dari unsur-unsur logam di bakar, akan
memberi warna keras, seperti:
- Kalsium (Ca) : jingga, merah- Stronsium (Sr) : Merah bata- Barium (Br) : HijauMudah bereaksi dengan unsur non logam- Bersifat reaktif
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Silahkan memberi masukan yang membangun.terima kasih