Kimia UnsurUnsur-unsur Periode Ketiga

Sifat fisis

1. Titik cair dan titik didih

Dari Na, mg ke al semakin tinggi ataumeningkat. untuk Si titk leleh dan titik didihsangat tinggi. P, S, Cl dan Ar titik leleh dan didihrelatif rendah.

2. Energi ionisasi

Dipengaruhi oleh bertambahnya muatan inti, sehingga daya tarik inti terhadap elektron terluarsemakin besar, hal ini menyebabkan energiionisasi dari kiri ke kanan semakin besar. Tetapiada perkecualian pada unsur Mg dan P, hal initerjadii karena konfigurasi elektron pada unsurtsb relatif stabil.

3. Sifat logam dan nonlogam

• Logam : Na, Mg, Al

• Semilogam : Si (Hanya Si yang tergolong semi

logam dan bersifat semi

konduktor.)

• Nonlogam : P, S, Cl, Ar (padatan P, S, dan Cl

tidak menghantarkan listrik. Secara

kimia, sifat nonlogam dari P, S,

dan Cl tercermin dari

kemampuannya membentuk ion

negatif.)

Na Mg Al

Logam sejati Logam sejati Logam sejati

Konduktor yang baik Konduktor yang baik Konduktor yang baik

Menunjukkan kilap

logam yang khas

Menunjukkan kilap

logam yang khas

Menunjukkan kilap

logam yang khas

Semua senyawa bersifat

ionik

Semua senyawa bersifat

ionik

Sebagian senyawa

bersifat ionik

Larut dalam asam

membentuk kation

tunggal

Larut dalam asam

membentuk kation

tunggal

Larut dalam asam

membentuk kation

tunggal

Sifat logam secara kimia

Na>Mg>Al

Sifat logam secara kimia

Na>Mg>Al

Sifat logam secara kimia

Na>Mg>Al

Sifat fisis : logam yang

ringan dan lunak

Sifat fisis : lebih keras

dari Na tapi agak rapuh

Lebih kuat dari Na dan

Mg

Sifat Pereduksi Dan Pengoksidasi

Daya pereduksi unsur-unsur periode ketigaberkurang dari kiri ke kanan, sebaliknya dayapengoksidasinya bertambah.kecenderungan tersebutsesuai dengan energi ionisasi yang cenderungbertambah dari kiri ke kanan. Na, Mg, Al tergolongpereduksi kuat, tetapi berkurang dari Na ke Al.

• Na bereaksi hebat dengan air (mudah mereduksiair) membentuk natrium hidroksida dan gas hidrogen.

• Mg hanya bereaksi lambat dengan air pada suhukamar dan sedikit lebih cepat dengan air mendidih

• Al sama sekali tidak bereaksi dengan air tetapibereaksi dengan uap air panas membentuk ( AL2O3) dan gas hidrogen

SIFAT ASAM –BASA HIDROKSIDA

Rumus

kimia

hidroksid

a

NaOH Mg(OH)2 AL(OH)3 Si(OH)4

(H2SiO3)

P(OH)5

(H3PO4)

S(OH)6

(H2SO4)

Cl(OH)7

(HClO4)

Jenis

ikatan

Ionik Ionik Ionik-

kovalen

Kovalen Kovalen Kovalen Kovalen

Sifat

asam-

basa

Basa kuat Basa kuat Amfoter Asam

sangat

lemah

Asam

lemah

Asam

kuat

Asam

sangat

kuat

Pembuatan Unsur-unsur Periode 3

1. Natrium

Natrium dibuat dari

elektrolisis lelehan

Natrium Klorida yang

dicampur dengan

kalsium klorida (Sel

Downs)

2. Magnesium

Pembuatan

magnesium dilakukan

melalui elektrolisis

lelehan garam

kloridanya.

3. ALUMINIUM

Mineral yang dapat dijadikan sumber

komersial aluminium hanya bauksit.

Bauksit mengandung aluminium sebagai

aluminium oksida (Al2O3).

Pengolahannya berlangsung dalam 2 tahap.

Tahap pertama adalah pemurnian bauksit

sehingga diperoleh alumina. Tahap kedua

adalah peleburan (reduksi) alumina.

TAHAP PERTAMA

• Bauksit yang dihasilkan dari tambang dihancurkankemudian dihaluskan menjadi serbuk menggunakanalat-alat tertentu, biasanya Ballmil.

• Setelah halus ditambahkan larutan NaOH pekat untukmelarutkan Al2O3 yang ada dalam bauksit sedangkanzat lain tidak larut.

Al2O3(s) + 2NaOH(aq) ―→ 2NaAlO2(aq) + H2O(l)

• Setelah dilakukan pemisahan larutan NaAlO2diasamkan sehingga terbentuk endapan Al(OH)3.

NaAlO2(aq) + H2O(l) + HCl(aq) ―→ Al(OH)3(s) + NaCl(aq)

• Endapan Al(OH)3 disaring kemudian dipanaskan padasuhu sekitar 1150 C sehingga terurai menjadi Al2O3dan uap air.

Al(OH)3(s) ―→ Al2O3(s) + 3H2O(g)

TAHAP KEDUA

• Al2O3 yang didapat akan direduksi menjadi aluminium secara

elektrolisis dalam suatu bejana yang disebut sel Hall-Heroult.

• Sebelum proses elektrolisis dilangsungkan alumina dilelehkan

terlebih dahulu dalam kriolit. Fungsi kriolit disini untuk menurunkan

titik leleh alumina yang awalnya sekita 2000 C menjadi 900 C.

• Lelehan alumina yang diperoleh kemudian dimasukan ke dalam

suatu bejana untuk proses elektrolisis yang disebut sel Hall-Heroult.

Bejana yang digunakan terbuat dari besi dilapisi grafit yang

sekaligus bertindak sebagai katoda. Sedangkan anoda digunakan

batang-batang grafit yang dicelupkan ke dalam larutan.

• Ketika arus listrik dijalankan ion-ion Al3+ yang ada dalam larutan

akan bergerak menuju katoda, yang kemudian direduksi menjadi

aluminium cair sedangkan ion-ion O2ˉ akan bergerak menuju anoda

kemudian dioksidasi menjadi gas oksigen. Berikut reaksi yang terjadi

dalam sel elektrolisis

Al2O3(l) ―→ 2Al3+(aq) + 3O2‾(aq)

Katoda : Al3+(l) + 3e ―→Al(l) 4

Anoda : 2O2‾(l) ―→ O2(g) + 4e 3

4Al3+(aq) + 6O2‾(aq) ―→ 4Al(l) + 3O2(g)

• Aluminium cair yang diperoleh dialirkan

keluar dari sel kemudian suhu diturunkan suhu

agar diperoleh aluminium padat. Aluminium

yang diperoleh dalam bentuk cair karena suhu

di dalam sel elektrolisis melebihi titik leleh

aluminium yang hanya 660 C.

• Oksigen yang dihasilkan pada anoda dapat

bereaksi dengan grafit yang digunakan

membentuk gas karbon dioksida dan karbon

monooksida

4. SILIKON

Silikon dibuat dengan mereduksi kuarsa (quartz) atau sering disebut juga

dengan silika ataupun silikon dioksida dengan kokas (C) sebagai reduktor.

Proses reduksi ini dilangsungkan di dalam tungku listrik pada suhu 3000 C.

Reaksi yang terjadi adalah:

SiO2(l) + 2C(s) –––→ Si(l) + 2CO2

Silikon yang diperoleh kemudian didinginkan sehingga diperoleh padatan

silikon. Namun silikon yang diperoleh dengan cara ini belum dalam keadaan

murni. Agar diperoleh silikon dalam bentuk murni diawali dengan

mereaksikan padatan silikon yang diperoleh melalui cara di atas direaksikan

dengan gas klorin (Cl2) sehingga terbentuk silikon tetraklorida (SiCl4), suatu

zat cair yang mudah menguap (titik didih 58 C).

Si(s) + Cl2(g) –––→ SiCl4(g)

SiCl4 kemudian dimurnikan dengan distilasi bertingkat. Selanjutnya, SiCl4

direduksi dengan mengalirkan campuran uap SiCl4 dengan gas H2 melalui

suatu tabung yang dipanaskan sehingga terbentuk Si, berikut reaksinya:

SiCl4 (g) + 2H2(g) –––→ Si(s) + 4HCl(g)

5. FOSFOR

Di alam, fosforus terdapat dalam bentuk

senyawa, terutama sebagai fosfat. Sumber

fosforus terpenting yaitu batuan fosfat, suatu

bahan kompleks yang mengandung flourapatit

(Ca3(PO4)2.CaF2). Senyawa Ca3(PO4)2

dipisahkan dari batuan fosfat kemudian

dipanaskan dengan pasir (SiO2) dan kokas (C).

Uap fosforus yang terbentuk ditampung dalam

air.

6. BELERANG

Deposit belerang dicairkan dengan

mengalirkan air super panas melalui pipa

bagian luar dari suatu susunan tiga pipa

konsentris.

Belerang cair kemudian dipaksa keluar dengan

memompakan udara panas.

Selanjutnya, belerang dibiarkan membeku.

Karena, belerang tidak larut dalam air, maka

belerang yang diperoleh dengan cara ini

mencapai kemurnian sampai 99,6%.

7. KLORIN

Sumber utama klorin dalam industri adalah

elektrolisis larutan NaCl.

2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH

Bersama dengan klorin, proses ini

menghasilkan gas hidrogen dan natrium

hidroksida

8. ARGON

Argon bersumbar dari atmosfer di peroleh dengan pemanasanudara kering dengan CaC2 menurut cara ini gas O2 gas N2 bereaksi dengan CaC2 dan menghasilkan Argon. Persamaan kimianya :

Udara + 3 CaC2 → CaCN2 + 2 CaO + 5C + Ar

Cara industri dihasilkan dengan penyulingan sebagian udaracair (destilasi fraksionasi udara cair). Gas mulia di industridiperoleh sebagai hasil samping dalam industri pembuatangas nitrogen dan gas oksigen dengan proses destilasi udaracair.

• Pertama-tama udara kering difilter untuk dibersihkan daridebu.

• Kemudian udara bersih itu dikompresikan dengankompresor. Pemadatan udara ini menyebabkan suhu udarameningkat kemudian udara yang telah dikompresikan inididinginkan pada menara pendingin pada tahap ini air dankarbon dioksida sudah beku dan dapat dipisahkan.

• Setelah melalui menara pendingin udara kemudiandiekspansikan kepipa yang lebih besar sehingga suhuakan semakin turun dan sebagian udara akan mencair, sedangkan udara yang belum cair disirkulasikan lagi kekompresor.

• Udara yang sudah cair kemudian dialirkan ke kolomdestilasi untuk dipisahkan antara oksigen dan nitrogen.

• Pada kolom pemisahan, gas argon bercampur denganbanyak gas oksigen dan sedikit gas nitrogen karena titikdidih gas argon (-189,4 0C) tidak jauh beda dengan titikdidih gas oksigen (-182,8 0C). Untuk menghilangkangas oksigen dilakukan proses pembakaran secarakatalitik dengan gas hidrogen, kemudian dikeringkanuntuk menghilangkan air yang terbentuk. Adapun untukmenghilangkan gas nitrogen, dilakukan cara destilasisehingga dihasilkan gas argon dengan kemurnian99,999%.

KEGUNAAN1. Natrium

• Na sebagai cairan pendingin pada reaktor nuklir. Dan

membuat senyawa Na yang tidak dapat dibuat dari

senyawa NaCl.

• NaCl bahan baku membuat Na, klorin, dan senyawa Na,

mengawetkan ikan dan daging, mencairkan salju di jalan

raya, pengolahan kulit, sebagai bumbu masak.

• NaOH dalam indrustri sabun , detergen, kertas,

pengolahan bauksit, tekstil, plastik, pemurnian minyak

bumi.

• Na2CO2 untuk embuatan kaca.

• Natrium karbonat untuk soda kue.

2. Magnesium

• Untuk membuat logam campuran.

• Magnalium untuk komponen pesawat

terbang, rudal, bak truk.

• Untuk membuat kembang api karena

pembakaran Mg menghasilkan cahaya yang

sangat terang.

3. Aluminium

• Aluminium :

– Sektor industri otomotif : untuk membuat bak truk dan

komponen kendaraan bermotor lainnya, untuk membuat

badan pesawat

– Pembangunan rumah : untuk kusen pintu dan jendela

– Sektor industri makanan : aluminium foil dan kaleng

aluminium

– Sektor lain : untuk kabel listrik, kabel rumah tangga, dan

kerajinan.

• Aluminium sulfat :

Digunakan pada pengolahan air minum, yaitu untuk

mempercepat koagulasi lumpur koloidal

4. Silikon

– Si digunakan untuk pembuatan komponen

elektronik

– Silika digunakan sebagai gelas dan keramik

– Asbes digunakan untuk insulator seperti pakaian

pelindung panas

– Pasir silika untuk campuran semen

– Senyawa silika atau kaolin untuk membuat

tembikar

– Silikon karbida digunakan untuk tungku, pipa

termokopel, bahan abrasif, alat pemotong, dan

komponen mekanik

5. Fosfor

– Sebagai pupuk dalam bentuk senyawanya

– Fosfor merah digunakan di ujung korek api

– Fosfor putih untuk bom asap

6. Sulfur / Belerang

– Belerang dapat mengikat molekul-molekul karet

yang panjang sehingga tidak selip melalui proses

vulkanisir

– Belerang bersama KNO3 Karbon digunakan

dalam membuat serbuk mesiu

– Kebanyakan belerang digunakan untuk

memproduksi senyawa asam sulfat

7. Chlor

• Dipakai pada proses pemurnian air

• Cl2 dipakai pada disinfectanKCl digunakan sebagai pupukZnCl2 digunakan sebagai solder

• NH4Cl digunakan sebagai pengisi batereDigunakan untuk menghilangkan tinta dalamproses daur ulang kertasDipakai untuk membunuh bakteri pada air minumDipakai pada berbagai macam industriPVC, polimer vinikloridaKlorat dan perklorat untuk bahan peledak danroket

8. Argon

• Sebagai pengisi bola lampu karena Argon tidakbereaksi dengan kawat lampu

• Dipakai dalam industri logam sebagai inert saatpemotongan dan proses lainnya

• Untuk membuat lapisan pelindung padaberbagai macam proses

• Untuk mendeteksi sumber air tanah

• Dipakai dalam roda mobil mewah

• Pembuatan silikon

• Lampu bohlam (pink dan biru)