analikekimmbq: November 2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas terselesaikannya makalah ini. Kami juga berterima kasih kepada teman-teman kami yang senantisa mendukung kami untuk menyelesaikan makalah ini sesegera mungkin. Makalah ini kami buat satu jilid yang berisi tentang “Alkali dan Alkali Tanah”.

Makalah ini menjelaskan tentang keberadaan alkali dan alkali tanah di alam, sifat-sifat alkali dan alkali tanah, dan kegunaan alkali dan alkali tanah itu sendiri. Dalam tiap subbab yang dibahas merupakan informasi yang sesuai dengan materi yang sedang dibahas. Makalah ini disajikan secara sistematis sehingga memudahkan siswa untuk memahaminya.

Akhir kata, manusia tidak ada yang sempurna, begitu pula dengan makalah ini. Jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat kami nantikan demi kesempurnaan makalah ini

Penyusun

Kubang,29 november 2014

DAFTAR ISI

Kata Pengantar

Daftar Isi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Rumusan Masalah

1.3 Tujuan Masalah

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Logam Alkali Tanah

2.2 Sifat Fisis Logam Alkali Tanah

2.3 Sifat Kimia Logam Alkali Tanah

2.4 Proses Ekstraksi Logam Alkali Tanah

2.5 Keberadaan Di Alam

2.5 Aplikasi Logam Alkali Tanah

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan

3.2 Saran

Daftar Pustaka

0ini � i � x۳ mso-header-margin:.5in; mso-footer-margin:.5in; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} /* List Definitions */ @list l0 {mso-list-id:74402752; mso-list-type:hybrid; mso-list-template-ids:2109929494 67698699 67698691 67698693 67698689 67698691 67698693 67698689 67698691 67698693;} @list l0:level1 {mso-level-number-format:bullet; mso-level-text:; mso-level-tab-stop:none; mso-level-number-position:left; margin-left:3.0in; text-indent:-.25in; font-family:Wingdings;} ol {margin-bottom:0in;} ul {margin-bottom:0in;} -->

LOGAM ALKALI TANAH

Pembimbing : Iwat Andawati S.Pd

Disusun oleh :

Ø Apri Irwansyah

Ø Fini Tri Mulyani

Ø Manapiah Anadiroh

Ø Rizka Septiana

Kelas : XII Program IPA

Mata Pelajaran : Kimia

SMA NUR EL-FALAH KUBANG PETIR SERANG

TAHUN AJARAN 2014- 2015

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seringkali kita tidak menyadari bahwa hidup kita tidak lepas dari suatu zat bernama unsur. Betapa tidak, bahkan suatu bahan yang jumlahnya sedikit dan tanpa sadar kita konsumsi sehari-hari merupakan mineral yang sangat penting bagi manusia, antara lain bagi metabolisme tubuh, penghubung antar syaraf, kerja jantung, dan pergerakan otot adalah salah satu unsur logam golongan II A atau lazim disebut alkali tanah yang bernama Kalsium.

Selain memiliki dampak positif, pemanfaatan unsur dan senyawa alkali tanah juga menimbulkan dampak negatif terhadap kelangsungan hidup manusia dan sekitarnya.Misalnya, Berilium dan garamnya merupakan bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik.Untuk itu, kita harus mengenali bagaimana sifat dari masing-masing unsur dan senyawa tersebut, sehingga dalam memanfaatkannya kita dapat menghindari dampak negatif yang timbul akibat unsur atau senyawa tersebut.

Dalam makalah ini, akan dibahas pengertian alkali tanah, beberapa kecenderungan sifat dari logam alkali tanah, cara pembuatannya reaksi yang terjadi keberadaan dialam dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa pengertian alkali tanah?

2. Bagaimana sifat fisik dan sifat kimia unsure alkali tanah?

3. Bagaimana reaksi alkali tanah dengan unsure lain?

4. Keberadaannya dialam?

5. Apa kegunaan alkali tanah?

1.3 Tujuan Masalah

1. Mengetahui unsure alkali tanah

2. Mengetahui sifat-sifat fisik dan kimia unsure alkali tanah

3. Mengetahui reaksi alkali tanah dengan unsure lain

4. Mengetahui keberadaan alkali tanah dialam

5. Mengetahui kegunaan alkali tanah

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Logam Alkali Tanah

Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA. Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu : Berilium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Di sebut logam karena memiliki sifat sifat seperti logam. Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air. Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air, dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerk bumi. Oleh sebab itu, istilah “alkali tanah” biasa digunakan untuk menggambarkan kelompok golonga II A.

Tiap logam memiliki kofigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A, setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar. Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu : 1s²2s²2p⁶3s² atau (Ne) 3s². Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik. Karena, elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan, agar mencapai kestabilan.

Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi, sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik , unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen, dan logam murni yang ada di udara, membentuk lapisan luar pada oksigen.

2.2 Sifat Fisis Logam Alkali Tanah

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.

2.3 Sifat Kimia Logam Alkali Tanah

A. Kereaktifan 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

Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum	Keterangan
2M_(s) + O_2(g)à 2MO_(s)	Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M_(s) + O_2(g) à MO_{2 (s)}	Ba mudah, Sr dengan tekanan tinggi, Be, Mg, dan Ca, tidak terjadi
M_(s) + X_2(g) à MX_{2 (s)}	X: F, Cl, Br, dan I
M_(s)+S_(s) à MS _(s)
M_(s) + 2H₂O_(l) à M(OH)₂ _(aq) + H_{2 (g)}	Be tidak dapat, Mg perlu pemanasan
3M_(s)+ N_{2 (g)}à M₃N_{2 (s)}	Reaksi berlangsung pada suhu tinggi, Be tidak dapat berlangsung
M_(s)+ 2H⁺_(aq) à M²⁺_(aq)+ H_{2 (g)}	Reaksi cepat berlangsung
M_(s)+ H_{2 (g)} à MH_{2 (s)}	Perlu pemanasan, Be dan Mg tidak dapat berlangsung

a. Reaksi logam alkali tanah 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) + H_2(g)

b. Reaksi logam alkali tanah dengan oksigen

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) + O_{2 (g)} → 2MgO_(s)

Ba_(s)+ O_{2(g) (berlebihan)}→ BaO_2(s)

Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg₃N₂)

4Mg_(s) + ½ O_2(g)+ N_{2 (g)}→ MgO_(s) + Mg₃N_2(s)

Bila Mg₃N₂ direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH₃

Mg₃N_2(s)+ 6H₂O_(l) → 3Mg(OH)_2(s)+ 2NH_3(g)

c. Reaksi logam alkali tanah 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)+ N_2(g)→ Mg₃N_2(s)

d. Reaksi logam alkali tanah dengan halogen

Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida, kecuali Berilium. 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) + Cl_2(g)→ CaCl_2(s)

B. KelarutanSenyawa Logam Alkali Tanah

logam alkali tanah yang sukar larut dalam air. Hal ini dapat dilihat pada nilai tetapan hasil kelarutan (Ksp) beberapa senyawa logam alkali tanah pada Tabel 4.12.

harga Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Ksp) Senyawa Alkali Tanah

NO	OH^-	SO₄^2-	CrO₄^2-	CO₃^2-	C₂O₄^2-
Be²⁺	1,6 x 10^-22	Besar	Besar	-	-
Mg²⁺	8,9 x 10^-12	8,6 x 10^-5	Besar	7,9 x 10^-8	8,6 x 10^-5
Ca²⁺	1,3 x 10^-6	2,4 x 10^-5	7,1 x 10^-4	4,7 x 10^-9	1,3 x 10^-9
Sr²⁺	3,2 x 10^-4	7,6 x 10^-7	3,6 x 10^-5	7,0 x 10^-10	5,6 x 10^-8
Ba²⁺	5,0 x 10^-3	1,5 x 10^-9	8,5 x 10^-11	1,6 x 10^-9	1,5 x 10^-8

Tabel Tetapan hasil kelarutan beberapa senyawa alkali tanah

Untuk memisahkan kation logam alkali tanah didasarkan pada kelarutan kation terhadap pelarut tertentu. Pemisahan dapat dilakukan dengan menambahkan pereaksi yang akan mengendapkan salah satu kation dan meninggalkan kation yang lain. Adapun pemisahan sempurna terjadi jika perbedaan kelarutan kation cukup besar

2.4 PROSES EKSTRAKSI 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.

A. Ekstraksi Berilium (Be)

a. Metode reduksi

Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF₂. Sebelum mendapatkan BeF_2,kita harus memanaskan beril [Be3Al₂(SiO₆)₃] dengan Na₂SiF₆ hingga 700 ⁰C. Karena beril adalah sumber utama berilium.

BeF₂+ Mg à MgF₂+ Be

b. Metode Elektrolisis

Untuk mendapatkan berilium juga kita dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl₂ yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl₂ tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang terjadi adalah :

Katoda : Be²⁺+ 2e^-à Be

Anode : 2Cl^- à Cl₂ + 2e^-

B. Ekstraksi Magnesium (Mg)

a. Metode Reduksi

Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomit [MgCa(CO₃)₂] karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. lalu MgO.CaO. dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg.

2[ MgO.CaO] + FeSi à 2Mg + Ca₂SiO₄ + Fe

b. Metode Elektrolisis

Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO. Reaksi yang terjadi :

CaO + H₂O à Ca²⁺+ 2OH^-

Mg²⁺+ 2OH^-à Mg(OH)₂

Selanjutnya Mg(OH)₂direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl₂

Mg(OH)₂ + 2HCl à MgCl₂ + 2H₂O

Setelah mendapatkan lelehan MgCl₂ kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium

Katode : Mg²⁺ + 2e^- à Mg

Anode : 2Cl^- à Cl₂ + 2e^-

C. Ekstraksi Kalsium (Ca)

a. Metode Elektrolisis

Batu kapur (CaCO₃) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO₃dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl₂. Reaksi yang terjadi :

CaCO₃ + 2HCl à CaCl₂+ H₂O + CO₂

Setelah mendapatkan CaCl_2,kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi :

Katoda ; Ca²⁺+ 2e^-à Ca

Anoda ; 2Cl^- à Cl₂ + 2e^-

b. Metode Reduksi

Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl₂ oleh Na. Reduksi CaO oleh Al

6CaO + 2Al à 3 Ca + Ca₃Al₂O₆

Reduksi CaCl₂oleh Na

CaCl₂ + 2 Na à Ca + 2NaCl

D. Ekstraksi Strontium (Sr)

a. Metode Elektrolisis

Untuk mendapatkan Strontium (Sr), Kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl₂. Lelehan SrCl₂bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO₄]. Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi ;

katode ; Sr²⁺ +2e^-à Sr

anoda ; 2Cl^- à Cl₂ + 2e^-

E. Ekstraksi Barium (Ba)

a. Metode Elektrolisis

Barit (BaSO₄) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl₂ barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl_2.Reaksi yang terjadi :

katode ; Ba²⁺ +2e^-à Ba

anoda ; 2Cl^- à Cl₂ + 2e^-

b. Metode Reduksi

Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :

6BaO + 2Al à 3Ba + Ba₃Al₂O_6.

2.5 Keberadaan Di Alam

Logam alkali tanah memilii sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali :

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(SiO ₆)₃], dan Krisoberil [Al₂BeO₄].

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]

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]

Stronsium. Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO₄], dan Strontianit

Barium. Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin [BaSO₄], dan Mineral Witerit [BaCO₃]

2.6 Aplikasi Logam Alkali Tanah

Ø Berilium (Be)

1. Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat, akan tetapi bermasa lebih ringan. Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Zet.

2. Berilium digunakan pada kaca dari sinar X.

3. Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir

4. Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik, maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi.

Ø Magnesium (Mg)

1. Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu Blitz.

2. Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi.

3. Senyawa Mg(OH)₂ digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencagah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag

4. Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga biasa digunakan pada alat alat rumah tangga.

Ø Kalsium (Ca)

1. Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kue dan plastik.

2. Senyawa CaSO₄ digunakan untuk membuat Gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah.

3. Senyawa CaCO₃ biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok.Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.

4. Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator,dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap.

5. Ca(OH)₂ digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah

6. Kalsium Karbida (CaC₂) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C₂H₂) yang digunakan untuk pengelasan.

7. Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi.

Ø Stronsium (Sr)

1. Stronsium dalam senyawa Sr(no₃)₂ memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api.

2. Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer.

3. Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator).

Ø Barium (Ba)

1. BaSO₄ digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun.

2. BaSO₄ digunakan sebagai pewarna pada plastic karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang.

3. Ba(NO₃)₂ digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Selain itu alkali tanah juga punya manfaat bagi kehidupan manusia, baik dibidang industry, rumah tangga maupun dalam bidang kesehatan.

3.2 Saran

Sebaiknya kita sebagai siswa tidak hanya mempelajari golongan alkali tanah hanya dibuku saja, akan lebih baik apabila kita juga bisa langsung belajar dari alam dan mengaplikasikan serta mengaitkannya dengan ilmu yang ada. Sehingga kita dapat memanfaatkan golongan alkali tanah.