Golongan 13

KI 2231Unsur golongan utamasemester II 2008/2009

Djulia Onggo

Unsur gol 13

• Bervariasi:– B non logam, – Al logam tapi banyak kemiripan dengan B, – Ga, In, Tl logam

• Bil oksidasi umumnya + 3, Tl +1– Senyawa B2Cl4 bukan berarti B berbilangan

oksidasi +2, melainkan ada ikatan B-B– Senyawa GaCl2 adalah Ga(GaCl4)

sumber

• Boraks Na2[B4O5(OH)4].8H2O• Ernite Na2[B4O5(OH)4].2H2O• Bauxite• Cryolite Na3[AlF6]• Aluminosilikat: Clay, Mica Feldspar

Sifat fisik unsur gol 13

Sifat fisik unsur gol 13

Penggunaan• Boron

– Borosilikat sebagai bahan gelas, lensa optik, bahan keramik

– B(OH)3 flame retardant, buffer, anti bakteri, anti serangga• Aluminium sebagai logam yang tahan karat, untuk

mereduksi oksida logam pada “proses Thermit”• Alumina:

– Corundum (α alumina) sangat keras untuk ampelas– Alumina sebagai batu permata, ruby sintetik sebagai

komponen pada Laser– Alumina sebagai fasa stasioner pada chromatography

Reaksi termit

2 Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + Fe(s)

Penggunaan

• Ga & In– Bahan transistor, LED, Laser dioda,

photodetector, solar sel, integrated circuit (IC)– GaN komponen DVD player, lapis film laptop,

LCD– ITO Indium Tin oxide coating

• Thallium (Tl):– Tl-sulfat sangat toxic, racun semut & tikus

Kereaktifan

• B inert• Al langsung teroksidasi jadi Al2O3

• Ga, In, Tl – larut dalam asam menghasilkan Ga(III), In(III)

dan Tl(I)– Bereaksi dengan halogen pada 298K

menghasilkan MX3 kecuali 2Tl + 2Br2 → Tl(TlBr4)3Tl + 2I2 → Tl3I4

Struktur boron(a) Susunan 12 atom boron dalam

B12 cluster. (b)Unsur boron mengandung

jaringan B12 clusters. PadatanBoron sangat keras dan memilikititik lebur tinggi (sekitar 2200oC)

Hidrida

• Hidrida unsur gol 13 sangat sensitif thd udara dan air, kerja dengan hidrida menggunakan teknik vakum

• Diboran B2H6 gas tdk berwarna, mudah terdekomposisi dengan air, bereaksi dengan oksigen menghasilkan ledakan

Halida

• BF3 merupakan senyawa kekurangan elektron, berupa cair pada 298K, membentuk adduct Et2OBF3

• Tetrafluoroborat BF4- anion berukuran

besar, untuk mengendapkan kation• BCl4-, BBr4

-, BI4- hanya stabil bila berikatan dengan kation besar [Bu4N]+

Struktur diboran

Diboran, B2H6 senyawa hidrida unik 2atom H terikat pada 2 atom B yang berbeda, ini disebut ikatanpusat tiga. (a) model ball-and-stick(b) model space-filling

Stuktur anion borat

Aluminium

Ekstraksi aluminiumEktraksi dilakukan dengan menggunakan natrium hidroksida.

•Besi akan mengendap sebagai besi(III) oksida•aluminium akan larut sebagai Al(OH)4

-.

Selanjutnya larutan aluminium tersebut direaksikan dengan CO2 membentuk endapan aluminium hidroksida.

ekstraksi logam aluminium dari aluminium oksida menggunakan metoda elektrolisis.

Pemurnian bauksit

Dengan OH-

endapan Fe(OH)3lalu disaring

Tambahkan CO2utk mengasamkan

Al(OH)4-

Terbentuk endapan Al(OH)3.

elektrolisis aluminiumAluminium oksida dilebur bersama dengan kriolit (Na3AlF6) dan leburan ini dielektrolisis menggunakan grafit sebagai elektroda.Reaksi

Katoda : 2Al3+ + 6e → 2AlAnoda : 3 O2- → 1,5 O2 + 6e

Oksigen hasil elektrolisis dapat mengoksidasi elektroda grafit, sehingga lama kelamaan anoda akan habis.

Proses elektrolisis memang mahal, untuk menangulanginya dapat digunakan tenaga listrik yang berasal dari tenaga air.

Impure Al2O3 (s) + 2OH- (aq) 2AlO2- (aq) + H2O (l)

AlO2- (s) + H3O+ (aq) Al(OH)3

(s)

2Al(OH)3 (s) Al2O3 (s) + 3H2O (g)∆

Anoda:Katoda:

Elektrolisis Aluminium

3[2O2- O2 (g) + 4e-]4[Al3+ + 3e- Al (l)]

2Al2O3 4Al (l) + 3O2 (g)

sifat aluminiumAluminium bersifat kuat, tahan korosi, mudah ditempa dan mudah dibentuk.

Secara kimia aluminium sangat reaktif namun terpasifkan.

Eo = -1,67 volt lebih negatif dari logam Zn (Eo = -0,76 Volt)

Aluminium dengan HCl seolah-olah tidak bereaksi,karena aluminium reaktif terhadap oksigen dan bereaksi membentuk aluminium oksida yangmelapisi logam aluminium didalamnya.Lapisan oksida tersebut memiliki ketebalan sekitar 10-8 m, dapat dirusak oleh logam merkuri.

Aluminium oksida

Merupakan oksida amfoter artinya dapat bereaksi dengan asam kuat maupun basa kuat.

Aluminium oksida yang mengandung pewarna merupakan batuan untuk perhiasan: batu manikam(Rubby) merah, permata nilam (blue saphire)mengandung pewarna biru.

Aluminium oksida berbentuk powder (bubuk)banyak digunakan sebagai penyerap pada kromatografi.

Aluminium klorida

Aluminium klorida AlCl3, Diperoleh dari reaksi aluminium dengan gas khlor pada suhu tinggi. Pada suhu rendah berada pada bentuk dimernya yaitu Al2Cl6.Aluminium klorida ini digunakan sebagai bahan katalis Friedel Craft.

Aluminium halida

Aluminium sulfat

Aluminium sulfat bahan pembuat tawas. Tawas: garam rangkapM+M3+(SO4)2 12 H2O dimanaM+ adalah ion kalium atau amonium sedangkan M3+

adalah aluminium (III) atauion berbilangan oksidasi +3lainnya seperti Titan, Chrom,Mangan, besi dan kobalt.

Daur ulang aluminium