Golongan Alkali dan Alkali Tanah

Logam alkali

Unsur unsur golongan 1a terdiri dari Hidrogen (H), Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), rubidium (Rb) sesium, ( ), Fransium (Fr) Logam-logam alkali dan alkali tanah disebut juga logam-logam blok s karena hanya terdapat satu atau dua elektron pada kulit terluarnya. Elektron terluar ini menempati tipe orbital s (sub kulit s) dan sifat logam-logam ini seperti energi ionisasi  (IE) yang rendah, ditentukan oleh hilangnya elektron s ini membentuk kation. Golongan 1 Logam Alkali yang kehilangan satu elektron s1 terluarnya menghasilkan ion M+ dan Golongan 2 Logam Alkali Tanah yang kehilangan dua elektron s2 terluarnya menghasilkan ion M2+. Sebagai akibatnya, sebagian besar senyawa dari unsur-unsur Golongan 1  dan 2 cenderung bersifat ionik.

1) Golongan Alkali

a. Sifat Periodik : - Sulit mengalami reduksi dan mudah mengalami oksidasi

- Bereaksi dengan air membentuk senyawa hidroksida atau basa

- Termasuk zat pereduksi kuat (memiliki 1 buah elektron)

b. Sifat Fisik : – Semua unsur berwujud padat pada suhu ruangan. Khusus Sesium (Cs) berwujud cair pada suhu di atas 28°

- Unsur Li, Na, K sangat ringan

- Memiliki warna yang jelas dan khas , seperti :

Litium (Li) merah

Natrium (Na) kuning

Kalium (K) ungu

Rubidium (Rb) merah

Sesium (Cs) biru

c. Sifat Kimia : – Sangat reaktif

- Dapat membentuk senyawa basa kuat

- Mudah larut dalam air (kelarutannya semakin ke bawah semakin besar)

d. Sifat Logam dan Sifat Basa :

- Dapat bereaksi dengan air membentuk senyawa basa kuat LOH.

- Semakin ke bawah sifatnya semakin kuat

Sifat – sifat lainya

Logam Alkali sangat reaktif, karena itu harus disimpan dalam minyak. Sifat yang umum dimiliki oleh logam alkali adalah sebagai konduktor panas yang

baik, titik didih tinggi, permukaan berwarna abu-abu keperakan. Atom logam alkali bereaksi dengan melepaskan 1 elektron membentuk ion

bermuatan +1. Na → Na+ + 1 e-. Susunan elektron dari 2.8.1 o 2.8, yang merupakan konfigurasi elektron gas mulia.

Sifat lain  logam alkali, memiliki titik leleh rendah, densitas rendah, sangat lunak.

Kecenderungan golongan alkali dengan meningkatnya nomor atom adalah:

Titik leleh dan titik didih menurun Unsur lebih reaktif

Ukuran Atom membesar (jari-jari makin besar)

Densitas meningkat proportional dengan meningkatnya massa atom.

Kekerasan menurun

KEGUNAAN SENYAWA-SENYAWA ALKALIA. Natrium Hidroksida (NaOH)- Dalam dunia perdagangan dikenal dengan nama kaustik soda aau

soda api.- Digunakan sebagai penetral asam; bahan baku pembuatan sabun

deterjen, kertas, serat rayon, bahan pemisah belerang dari minyak bumi

B. Natrium Karbonat (Na2CO3)– Dalam dunia predagangan dikenal dengan nama soda.

Terdapat dua eis soda,yaitu soda hablur (kristal) dengan rumus Na2CO3. 10H2O dan soda kering yang tidak mengandung air Kristal yang disebut sodex dengan rumus Na2CO3

– Natrium karbonat dibuat menurut proses Solvay, yaitu:– a. Gas Amonia (NH3) dan gas CO2 dialirkan ke dalam

lerutan jenuh garam dapur yang panas.NaCl(aq) + CO2(g) + NH3(aq) +

H2O(l)sCl(aq)b. NaHCO3 yang terbentuk dipisahkan dengan cara

penyaring, lalu dipanaskan (3300C) sehingga terjadi reaksi:2NaHCO3(s)aCO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

Kegunaan Na2CO3 adalah untuk pembuatan kaca, pelunak air sadah, penghilang noda minyak, bahan industri pulp dan kertas, serta industri deterjenC. Natrium Bikarbonat ( NaHCO3)- Natrium bikarbonat dikenal dengan nama soda kue. Campuran

NaHCO3, asam tartrat, dan tepung gandum gandum dipakai dalam membuat roti.Jika adonan yag megandung NaHCO3 dipanggangmaka NaHCO3 akan menjadi empuk karena adanya rongga-rongga di dalamnya.

- NaHCO dapat dihasilkan dengan mengalirkan gas CO2 ke dalam larutan Na2CO3 jenuh pada suhu normal.Na2CO3(aq)+H2O(l)+CO(g) 2NaHCO3(aq)

2) Golongan Alkali Tanah

Dibandingkan dengan logam alkali pada periode yang sama :

Titik leleh dan titik didih lebih tinggi, lebih keras, lebih kuat dan lebih padat. Hal ini disebabkan karena terdapat dua delokalisas elektron per ion dalam kristal yang memberikan gaya elektronik lebih besar dengan muatan ion . M2+ yang lebih tinggi.

Sifat kimia sangat mirip misalnya dalam pembentukan senyawa ionik tetapi berbeda dalam rumus dan reaktivitas lebih rendah karena energi ionisasi (IE) pertama lebih tinggi dan terdapatnya energi ionisasi kedua membentuk ion M2+ yang stabil.

Bilangan oksidasi senyawa selalu +2 di dalam senyawa.o Dua elektron s terluar lepas. Sedangkan energi ionisasi ketiga sangat

tinggi untuk membentu ion +3.

Golongan 2 yang stabil membentuk konfigurasi elektron gas mulia.

Contoh : ion kalsium, Ca2+, is 2,8,8 atau 1s22s22p63s23p6 atau[Ar]

Pada umumnya makin ke bawah dalam satu golongan nomor atom cenderung makin meningkat.

Energi Ionisasi pertama atau kedua menuruno Karena jari-jari atom makin besar akibat adanya ekstra kulit yang terisi.

Elektron terluar sangat jauh dari inti sehinga tertarik lemah oleh inti sehingga lebih sedikit energi yang diperlukan untuk melepaskannya.

Potensial energi selalu meningkat dengan urutan . … ke 3 > 2 > 1, karena muatan inti yang sama menarik sedikit elektron yang rata-rata lebih dekat dengan inti. TETAPI dengan catatan IE ke 2 untuk golongan 1, IE ke 3 untuk golongan 2 menunjukkan peningkatan yang luar biasa dibandingkan IE sebelumnya.

Jari-jari Atom atau ionik meningkat:o Disebabkan adanya kulit yang lebih banyak.o Jari-jari golongan 2 lebih kecil dari pada golongan 1.karena tarikan

elektron dengan jumlah kulit yang sama.o Biasanya jari-jari ion holongan 2 M2+ lebih kecil dari pada golongan 1 M+

pada periode yang sama karena muatan inti meningkat.

Pada umumnya (tidak selalu) titik didih dan titik leleh menuruno Disebabkan peningkatan jari-jari ion dan meningkatnya muatan.

Lebih reaktif karena makin ke bawah makin mudah membentuk ion. Electronegativity cenderung menurun: Pola rumus molekul:

o Rumus umum dapat ditulis  M2O atau rumus ionik (M+)2O2- dimana M adalah  Li sampai Fr atau Be sampai Ra.

Sifat Berilium Magnesium Kalsium Strontium BariumNomor atom 4 12 20 38 56KonfigurasiElektron

[He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar]4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2

Jari-jari atom (Ao) 1.11 1.60 1.97 2.15 2.17Jari-jari ion (Ao) 0.30 0.65 0.99 1.13 1.35Energi ionisasi I (kj/mol)-Tingkat I (kj/mol)-Tingkat II (kj/mol)-Tingkat III (kj/mol)

899175714848

73814517733

5911454912

59010644210

5039653430

Rapatan (g/cm3) 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51Keelektronegatifan (skala Pauling)

1.5 1.2 1.0 1.0 0.9

Potensial reduksi (volt) -1.70 -2.38 -2.76 -2.89 -2.90Titik leleh (oC) 1278 649 839 769 725Titik didik (oC) 2970 1090 1484 1384 1640

Sifat Logam alkai tanah.

a. Sifat periodik :- mudah mengalami oksidasi

- termasuk zat pereduksi kuat ( memiliki 2 buah elektron,

- sehingga tidak sekuat golongan alkali)

b. sifat fisik :- 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) : Hijau

c. Sifat kimia :- Mudah bereaksi dengan unsur non logam

- Bersifat reaktif

d. sifat logam dan sifat basa alkali tanah :

- Semakin kebawah sifat logam dan sifat basa semakin kuat

Reaksi-reaksi unsur alkali dan alkali tanah

a) Dengan oksigen

Membentuk oksida

4M + O2 2M2O

2L + O2 2LO

(Be dan Mg harus dipanaskan)

Membentuk peroksida

2M + O2 M2O2 (dipanaskan dengan udara)

L + O2 LO2

(Ba mudah, Sr dengan tekanan tinggi, CaO2 sulit)

Contoh :

4Na + O2 2 Na2O

2Ca + O2 2 CaO

2Mg + O2 2 MgO

(dipanaskan)

2K + O2 K2O2 Ba + O2 BaO2

b) Dengan Halogen (X2)

Membentuk halida

2M + X2 2MX L + X2 LX2

Contoh

2Na + Cl2 2NaCl Ca + F2 CaF2

c) Dengan Belerang

Membentuk sulfida

2M + X2 2MX L + X2 LX2

Contoh

2Na + S Na2S Mg + S MgS

d) Dengan Air

Air tereduksi menjadi H2 dan hasil lainnya adalah basa

M + H2O H2 + MOH L + H2O H2 + L (OH)2

Contoh

2Na + H2O H2 + NaOH

Ca + H2O H2 + Ca (OH)2

e) Dengan Hidrogen

Membentuk hidrida, bilangan oksida H = -1

2M + H2 2MH L + H2 LH2

Contoh

2K + H2 2KH Mg + H2 MgH2

f) Dengan Nitrogen

Membentuk nitrida

6M + N2 2M3N (hanya Li yang bisa)

3L + N2 L3N2 (dengan pemanasan)

Contoh

6Li + N2 2Li3N 3 Mg + N2 Mg3N2

g) Dengan Asam

Larut dengan cepat menghasilkan gas.

M + 2H+ M+ + H2 L + 2H+ L2+ + H2

Contoh

2K + 2HCl 2 KCl + H2

Mg + 2HCl MgCl2 + H2

Kesadahan Air

1) Pengertian

Air Sadah : air yang mengandung kation “alkali tanah” seperti : Mg2+, Ca2+ atau bermuatan 2+, (Fe2+, Mn2+).

2) Penyebab

Karena Kation “Logam multivalen dapat bereaksi dengan sabun membentuk suatu endapan sehingga mengurangi kemampuan sabun. Dan kation ” tersebut dengan adanya anion” yang terlarut dalam air akan menyebabkan terjadinya kerak.

Pasangan Kation “Penyebab kesadahan & Anion” Utama

Kation Penyebab Kesadahan Anion

Ca2+

Mg2+

Sr2+

Fe2+

Mn2+

HCO3-

SO4 2-

Cl-

NO3-

SiO3 2-

Ciri-ciri air sadah :

- Sabun sukar berbusa

- Terjadinya pembentukan kerak pada ketelkap dan pipa uap pada saat menguapkan air

3) Jenis Kesadahan Air

Kesadahan Sementara (Air sudah bikarbonat)

Jika mengandung ion bikarbonat (HCO3-)

Senyawa Ca(HCO3)2 atau Mg(HCO3)2

Dapat dihilangkan secara fisika dengan pemanasan sehingga air terbebCa(HCO3)2 (aq) dipanaskan CaCO3 (s) + H2O (aq) + CO2 (q)

Kesadahan Tetap (Air sudah non bikarbonat)

Jika mengandung anion bikarbonat

(dari kation Ca2+ atau Mg2+ ), berupa : Cl-, NO3-, dan SO4

2-

Dapat dihilangkan melalui reaksi kimia dan pereaksi yang digunakan adalah larutan karbonat, yaitu : Na2CO3 (aq)

Atau K2CO3 (aq)

Mg(NO3)2 (aq) + K2CO3 (aq) MgCO3 (s) + 2KNO3 (aq)

as dari ion Ca2+ atau Mg2+

KEGUNAAN LOGAM ALKALI TANAH DAN SENYAWA ALKALI TANAH

a. BeriliumTembaga dengan 2% Be digunakan untuk pegas dan sambungan listrik.Oleh karena mempunyai daya serap radiasi yang sangat rendah, maka Be digunakan untuk membuat jedela sinar X dan berbagai komponen reaktor atom

b. Magnesium dan senyawanyaMg(OH)2 digunakan sebagai obat untuk megurangi asam lambung.MgSO4.7H2O (garam Inggris) sebagai obat pencahar.MgO (magnesia)sebagai bata keras tahan api untuk melapisi tanur dan pembakaran semen.

c. Kalsium dan senyawanyaSebagai reduktor atau pengikat zat pengotor dalam elektrolisis.Ca(OH)2 sebagai penghilang kesadahan tetap, untuk mengapur dinding, sebagai bahan pembuat serbuk pengelantang dan kaporit.CaSO4. 2H2O (gips) digunakan sebagai bahan plester untuk perban tulang yang patah.

d. StrontiumUnsur Sr digunakan dalam nyala api/suar untuk orang yang selamat dari kecelakaan kapal laut.Sr digunakan untuk membuat cahaya merah pada kembang api.

e. Barium dan senyawanya

Ba dalam bentuk senyawanya Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api

f. RadiumRadium memancar sinar gamma dalam perawatan penderita kanker.Radium merupakan sumber neutron