ALUMUNIUM, Al (Ar : 26,98) Alumunium adalah logam putih, yang liat dan dapat ditempa; bubuknya berwarna abu-abu. Ia melebur pada 659 . Bila terkena udara, objek-objek alumunium teroksidasi pada permukaannya, tetapi lapisan oksida ini melindungi objek dari oksida lebih lanjut. Asam klorida encer dengan mudah melarutkan logam ini, pelarutnya lebih lambat dalam asam sulfat encer atau asam nitrat encer: 2Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2

Proses pelarutan dapat dipercepat dengan menambahkan sedikit merkurium(II) klorida pada campuran. Asam klorida pekat juga melarutkan alumunium: 2Al + 6HCl 2Al3+ + 3H2 + 6Cl-

Asam sulfat pekat melarutkan alumunium dengan membebaskan belerang dioksida: 2Al + 6H2SO4 2Al3+ + 3SO42- + 3SO2 + 6H2O

Asam nitrat pekat membuat logam menjadi positif. Dengan hidroksida-hidroksida alkali, terbentuk larutan tetrahidroksoaluminat: 2Al + 2OH- + 6H2O 2[Al(OH)4]- + 3H2

Alumunium adalah tervalen dalam senyawa-senyawanya. Ion-ion alumunium (Al3+) membentuk garam-garam yang tak berwarna dengan anion-anion yang tak berwarna. Halida, nitrat, dan sulfatnya larut dalam air; larutan ini memperlihatkan reaksi asam karena hidrolisis. Alumunium sulfida dapat dibuat hanya dalam keadaan padat saja, dalam larutan air ia terhidroloisis dan terbentuk alumunium hidroksida, Al(OH)3. Alumunium sulfat membentuk garam-garam rangkap dengan sulfat dari kationkation monovalen dengan bentuk-bentuk kristal yang menarik, yang disebut tawas (alum, aluin).

Reaksi-reaksi ion alumunium(III) Pakailah larutan 0.33 M alumunium klorida, AlCl3, atau larutan 0.166 M alumunium sulfat, Al2(SO4).16H2O, atau tawas kalium, K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O, untuk mempelajari reaksi-reaksi ini. 1. Larutan amonium: endapan putih seperti gelatin, yaitu alumunium hidroksida Al(OH)3, yang larut sedikit dalam reagensia berlebihan. Kelarutan berkurang dengan adanya garam-garam ammonium, disebabkan oleh efek ion sekutu. Sebagian kecil endapan masuk ke dalam larutan sebagai alumunium hidroksida koloid (sol alumunium hidroksida): sol ini berkoagulasi pada pendidihan atau pada penambahan garam-garam yang larut (misalnya: ammonium klorida), dengan menghasilkan endapan alumunium hidroksida, yang dikenal sebagai gel alumunium hidroksida. Untuk menjamin pengendapan yang sempurna dengan larutan amonia, larutan alumunium itu ditambahkan dengan sedikit berlebihan, dan campuran dididihkan sampai cairan

sedikit berbau amonia. Bila baru diendapkan, ia mudah melarut dalam asam kuat dan basa kuat, tetapi setelah dididihkan ia menjadi sangat sedikit larut: Al3+ + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4+

2. Larutan natrium hidroksida: endapan putih alumunium hidroksida: Al3+ + 3OHAl(OH)3

Endapan melarut dalam reagensia berlebihan, pada mana ion-ion tetrahidroksoaluminat terbentuk: Al(OH)3 + OH[Al(OH)4]-

Reaksi ini adalah reaksi reversible, dan setiap reagensia yang akan mengurangi konsentrasi ionhidroksil dengan cukup, akan menyebabkan reaksi berjalan dari kanan ke kiri, dengan akibat mengendapnya alumunium hidroksida. Ini dapat dihasilkan dengan larutan ammonium klorida (konsentrasi ion-hidroksil berkurang karena terbentuknya basa lemah ammonia, yang mudah dikeluarkan sebagai gas ammonia dengan pemanasan) atau dengan penambahan suatu asam; dalam hal yang terakhir ini, asam yang sangat berlebihan menyebabkan hidroksida yang diendapkan melarut lagi. [Al(OH)4]- + NH4+ [Al(OH)4]- + H+ Al(OH)3 + 3H+ Al(OH)3 + NH3 + H2O Al(OH)3 + H2O Al3+ + 3H2O

Pengendapan alumunium hidroksida oleh larutan natrium hidroksida dan ammonia tak akan terjadi bila ada serta asam tartarat, asam sitrat, asam sulfosalisilat, asam malat, gula, dan lainlain senyawa hidroksi organik, karena pembentukan garam-garam kompleks yang larut. Maka zat-zat organik ini harus diuraikan dengan pemijaran perlahan-lahan atau dengan menguapkan dengan asam sulfat pekat atau asam nitrat pekat sebelum alumunium dapat diendapkan dalam pengerjaan analisis kualitatif yang biasa. 3. Larutan amonium sulfida: endapan putih dari alumunium hidroksida: 2Al3+ + 3S2- + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2S

Ciri-ciri khas endapan adalah sama seperti yang disebut dalam reaksi 2. 4. Larutan natrium asetat: tak diperoleh endapan dalam larutan netral, dingin, tetapi dengan mendidihkan dengan reagensia berlebihan, terbentuk endapan bervolume besar alumunium asetat basa Al(OH)2CH3COO: Al3+ + 3CH3COO- + 2H2O Al(OH)2CH3COO + 2CH3COOH

5. Larutan natrium fosfat: endapan putih alumunium fosfat yang seperti gelatin: Al3+ + HPO42AlPO4 + H+

Reaksi ini reversible; asam-asam kuat melarutkan endapan. Tetapi endapan tak larut dalam asam asetat (perbedaan dari fosfat-fosfat alkali tanah, yang larut). Endapan dapat juga dilarutkan dalam natrium hidroksida: AlPO4 + 4OH[Al(OH)4]- + PO43-

6. Larutan natrium karbonat: endapan putih alumunium hidroksida, karena natrium karbonat menetralkan asam yang dibebaskan pada hidrolisis alumunium, ketika mana terbentuk gas karbon dioksida: Al3+ + 3H2O CO32- + 2H+ Al(OH)3 + 3H+ H2CO3 H2O + CO2

Endapan melarut dalam reagensia berlebihan: Al(OH)3 + CO32- + H2O [Al(OH)4]- + HCO3-

7. Uji kering (uji pipa tiup): senyawa-senyawa alumunium bila dipanaskan dengan natrium karbonat di atas arang dalam nyala pipa tiup, menghasilkan zat padat putih yang tak dapat dileburkan, yang berkilau ketika panas. Jika residu dibasahkan dengan satu dua tetes larutan kobalt nitrat dan dipanaskan lagi, kita peroleh suatu massa biru yang tak terleburkan (biru Thenard, atau kobalt meta-aluminat). Penting sekali untuk tidak memakai larutan kobalt nitrat berlebihan, karena ini menghasilkan kobalt oksida hitam, Co3O4, pada pemijaran, yang menutupi warna dari biru Thenard itu. 2Al2O3 + 2Co2+ + 4NO32CoAl2O4 + 4NO2 + O2

Cara lain untuk melakukan uji ini adalah dengan merendam beberapa kertas saring tak berabu dalam larutan garam aluminium, menambahkan satu dua tetes larutan kobalt nitrat dan lalu memijarkan kertas saring dalam krus; residu berwarna biru.

KALSIUM, Ca (Ar: 40,08) Kalsium adalah logam putih perak yang agak lunak. Ia melebur pada 845 . Ia terserang oleh oksigen atmosfer dan udara lembab; pada reaksi ini terbentuk kalsium oksida dan atau kalsium hidroksida. Kalsium menguraikan air dengan membentuk kalsium hidroksida dan hydrogen.

Kalsium membentuk kation kalsium(II), Ca2+, dalam larutan-larutan air. Garam-garamnya biasanya berupa bubuk putih dan membentuk larutan yang tak berwarna, kecuali bila anionnya berwarna. Kalsium klorida padat bersifat higroskopis dan sering digunakan sebagai zat pengering. Kalsium klorida dan kalsium nitrat larut dengan mudah dalam etanol atau dalam campuran 1+1 dari etanol bebas-air dan dietil eter. Reaksi-reaksi ion kalsium Untuk mempelajari reaksi-reaksi ini dapat dipakai larutan kalsium klorida, CaCl2.6H2O, 0,5 M. 1. Larutan amonia: tak ada endapan, karena kalsium hidroksida larut cukup banyak. Dengan zat pengendap yang telah lama dibuat, mungkin timbul kekeruhan karena terbentuknya kalsium karbonat. 2. Larutan amonium karbonat: endapan amorf putih kalsium karbonat : Ca2+ + CO32CaCO3

Dengan mendidihkan, endapan menjadi berbentuk kristal. Endapan larut dalam air yang mengandung asam karbonat berlebihan (misalnya, air soda yang baru dibuat), karena pembentukan kalsium hidrogen karbonat yag larut: CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2HCO3-

Dengan mendidihkan, endapan muncul lagi, karena karbon dioksida keluar selama proses itu sehingga reaksi berlangsung kea rah kiri. Ion-ion barium dan strontium bereaksi serupa. Endapan larut dalam asam, bahkan dalam asam asetat: CaCO3 + 2H+ Ca2+ + H2O + CO2 Ca2+ + H2O + CO2 + 2CH3COO-

CaCO3 + 2CH3COOH

Kalsium karbonat larut sedikit dalam larutan garam-garam amonium dari asam kuat. 3. Asam sulfat encer: endapan putih kalsium sulfat: Ca2+ + SO42CaSO4

CaSO4 larut cukup berarti dalam air (0,61 g Ca2+; 2,06 g CaSO4 atau 2,61 g CaSO4.2H2O -1; Ks = 2,3 10-4); yaitu larut lebih banyak daripada barium atau strontium sulfat. Dengan adanya etanol, kelarutannya menjadi jauh lebih sedikit. Endapan melarut dalam asam sulfat pekat, panas: CaSO4 + H2SO4 2H+ + [Ca(SO4)2]2-

Kompleks yang sama akan terbentuk jika endapan dipanaskan dengan larutan amonium sulfat 10 persen:

CaSO4 + SO42-

[Ca(SO4)2]2-

Meskipun pelarutan dalam amonium sulfat mungkin tak sempurna, ion-ion kalsium dapat dideteksi dalam filtrat dengan oksalat, setelah dinetralkan dengan ammonia. 4. Kalsium sulfat jenuh: tak terbentuk endapan (perbedaan dari strontium dan barium). 5. Larutan amonium oksalat: endapan putih kalsium oksalat, segera dari larutan-larutan pekat dan lambat dari larutan-larutan encer: Ca2+ + (COO)22Ca(COO)2

Pengendapan dipermudah dengan menjadikan larutan bersifat basa dengan ammonia. Endapan praktis tak larut dalam air (6,53 mg Ca(COO)2 -1; Ks = 2,6 10-9), tak larut dalam asam asetat, tetapi larut dengan mudah dalam asam-asam mineral. 6. Larutan kalium kromat: tak terjadi endapan dari larutan-larutan encer, tak pula dari larutanlarutan pekat dengan adanya asam asetat.