"LOGAM ALKALI"

UNSUR-UNSUR LOGAM ALKALI

1. Unsur Logam AlkaliUnsur-unsur golongan IA terdiri dari Litium (Li),Natrium (Na),Kalium(K),Rubidium (Rb), Sesium (Cs) dan Fransium (Fr).Kecuali hydrogen ,unsur-unsur dalam golongan ini lebih dikenal dengan istilah logam alkali.Dinamakan logam karena memiliki sifat sifat logam seperti mempunyai permukaan yang mengkilap serta mempunyai daya hantar panas dan listrik yang baik.Disebut alkali karena bereaksi dengan air dan membentuk senyawa hidroksida yang bersifat alkali atau basa.Logam alkali bersifat sangat reaktif dikarenakan di kulit terluar mereka, mereka hanya mempunyai 1 elektron dan ini menyebabkan logam-logam Alkali menjadi sangat tidak stabil (stabil jika 2 atau 8). Sehingga di alam untuk menstabilkan ikatan mereka, mereka akan mengikat unsur-unsur lain.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.Adapun keberadaan logam alkali di alam :UnsurPersen di kerak bumiKeberadaan di alam

Litium0,0007% di bebatuan bekuDalam spodumene LiAl(SiO3)2

Natrium2,8 %Dalam garam batu NaC,sendawa Chili NaNo3, karnalit KMgCl3.6H2o,trona Na5(Co3)2.(HCO3).2H2O dan air laut

Kalium2,6 %Dalam silvit (KCl), garam petre KNO3 dan karnalit KCl.MgCl2.6H2O

Rubidium0,0078 %Dalam lepidolit

Sesium0.0003 %Dalam polusit (Cs4Al4Si9O26).H2o dan sedikit dalam lepidolit

FransiumSangat sedikitBerasal dari peluruhan Aktinium (Ac).Bersifar radioaktif dengan waktu paro 21,8 menit

2. SIFAT SIFAT LOGAMA. Sifat Fisis LogamUnsurJari-jari logam (pm)Jari-jari ionik (pm)Energi ionisasi (kJ/mol)KeeloktronegatifanBilangan Oksidasi

Litium160745201,0+1

Natrium1901024960,9+1

Kalium2401384190,8+1

Rubidium2501494030,8+1

Sesium2701703760,7+1

Fransium-1.1943800,7+1

Sifat atomik logamDari tabel diatas terlihat adanya keteraturan sifat atom logam alkali dari Li ke Fr.- Nilai jari-jari atom bertambah dari Li ke Fr- Nilai energi ionisasi berkurang dari Li ke Fr- Nilai keeloktronegatifan berkurang dari Li ke Fr- Nilai bilangan oksidasi sama dengan +1

-Struktur unsur logam alkaliAtom-atom logam alkali terikata satu sama lainnya dengan ikatan logam.Kekuatan ikatan logam dipengaruhi oleh rapat muatan ion positif dan rapat muatan awan electron. Meski muatan ion positif dan muatan awan elektron dari unsure unsure logam alkali sama,namun jari jari atom makin besar dalam satu golongan. Dengan demikian rapat muatan ion positif dan rapat muatan awan elektron berkurang sehinga tarik menarik ion positif dan muatan awan electron semakin lemah.Dikatakan,kekuatan ikatan logam berkurang dari Li ke Fr.Ikatan logam membentuk suatu struktur kristal. Semua logam alkali memiliki struktur kecil yang sama,yakni struktur kubus pusat badan (bcc),dengan faktor kerapatan atom per unit sel 0,68.UnsurKerapatan (kg/m3)Kekerasan (Mohr)*Titik leleh(oC)Titik didih (oC)HfusHv(kJ/mol)Daya hantar panas (W/cmK)Daya hantar listrik (M-1cm-1)

Litium5300,61811.3423,001460,8470,108

Natrium9700,5988832,60971,410,210

Kalium8600,4637602,33801,020,139

Rubidium1.5300,3396862,19720,5820,078

Sesium1.8800,2296692,09680,3590,049

Fransium--27677--0,1500.030

Dari tabel diatas, dapat kita lihat adanya keteraturan sifat-sifat fisika logam alkali.Secara umum,keteraturan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut : Kerapatan bertambah dari Li ke FrNilai kerapatan bergantung pada massa atom,jari jari atom dan factor kerapatan per unit.Nilai kerapatan semakin besar dengan pertambahan massa atom dengan factor kerapatan dan sebaliknya semakin kecil dengan pertambahan jari-jari atom. Semua logam alkali memiliki nilai struktur memiliki nilai faktor kerapatan atom per unit sel yang sama. Jadi, nilai kerapatan logam alkali hanya dipengaruhi massa atom dan jari-jari atom.Dari tabel diatas bahwa massa atom dan jari jari atom meningkat dari atom Li ke Fr. Karena nilai kerapatan bertambah,maka jelas bahwa kenaikan nilai massa atom lebih dominan dibandingkan kenaikan jari-jari atom. Hal ini dapat dibuktikan secara sederhana yakni dengan membandingkan massa atom dan pangkat tiga jari-jari atom (Mr/r3)

- Kekerasan berkurang dari Li ke Fr Penurunan nilai kekerasan dapat diketahui dari penurunan kekuatan ikatan logam dari Li ke Fr. Hal ini disebabkan tarik menarik antara ion positif dengan awan electron semakin melemah akibat bertambahnya jari jari atom dari Li ke Fr.

- Titik leleh dan Hfus berkurang dari Li ke Fr- Titik didih dan Hv berkurang dari Li ke Fr

- Daya hantar listrik dan daya hantar panas secara umum berkurang dari Li ke Fr Logam alkali memiliki daya hantar listrik dan panas yang baik karena ikatan logamnya. Di dalam ikatan logam, terdapat elektron-elektron valensi yang bergerak bebas. Daya hantar panas dan listrik logam alkali ditentukan oleh pergerkan elektron elektron valensi bebasnya. Semakin mudah elektron elektron valensi ini bergerak, maka semakin besar pula daya hantar listrik dan panasnya. Sebaliknya, semakin sulit elektron -elektron ini bergerak, semakin berkurang pula daya hantar listrik dan panasnya. Satu hal yang menghambat pergerakan elektron elektron adalah kemungkinannya untuk bertumbukan dengan ion-ion positif itu sendiri. Seperti telah dijelaskan, semua logam alkali dari Li ke Fr mempunyai elektron valensi yang sama, yakni 1. Akan tetapi ukuran ion-ion positif logam alkali bertambah dari Li ke Fr. Oleh karena itu kemungkinan untuk elektron- elektron valensi bertumbukan dengan ion-ion positif semakin bertambah. Dengan kata lain,daya hantar listrik dan panas cenderung berkurang dari Li ke Fr.

B. SIFAT KIMIA LOGAM Logam alkali merupakan logam yang sangat mudah reaktif.Semakin reaktif loggam tersebut makansemakin mudah elektron tersebut melepaskan elektron.Sehingga energi ionisasi alkali cenderung rendah. Logam alkali memiliki energi ionisasi yang semakin rendah dari atas ke bawah sehingga kereaktifan logam alkali semakin meningkat dari atas ke bawah. Hampir semua senyawa logam alkali bersifat ionik dan mudah larut dalam air.Unsur

LiNaKRb & Cs

a) Dengan udara

Perlahan-lahan terjadiCepat terjadi Na2O dan Na2O2Cepat terjadi K2OTerbakar terjadi Rb2O dan Cs2O

b) Dengan air 2L(s)+2H2O(l) 2LOH (aq)+H2(g)

c) Dengan asam kuat 2L+2H (l)2L+ + H2(g)

d) Dengan halogen 2L+ X2(g)2LH

Warna nyala apiMerahKuningUngu-

3. Reaksi reaksi logam alkam alkali Logam alkali adalah logam yang sangat reaktif sehingga mudah bereaksi dengan zat lain membentuk senyawa logam alkali. Ada 4 jenis reaksi yang akn dibahas,yakni reaksi logam alkali dengan air,oksigen,halogen dan hidrogen. Reaksi logam alkali dengan airLogam alkali bereaksi dengan air membentuk senyawa hidroksida dan gas H2. Jika M adalah logam alkali maka persamaan umumnya adalah2M(s) + 2H2O(I) 2MOH(aq) + H2(g)Senyawa logam alkali yang terbentuk :Senyawa hidroksidaContoh reaksi :o 2Li(S) + 2H2O(I) 2LiOH(aq) +H2(g)o 2Na(s) + 2H2O(I)2NAOH(aq)+ H2(g)o 2K(s) +2H2O(I)2KOH(aq) + H2(g)o 2Rb(s) + 2H2O(I)2RbOH(aq) + H2(g)o 2Cs(s) + 2H2O(I)2CsOH(aq) + H2(g)Ket : Reaksi berlangsung semakin hebat dengan pertambahan nomor atom dari Li ke Cs

Reaksi logam alkali dengan oksigenLogam alkali bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa oksida,senyawa peroksida, dan senyawa superoksida. Jika M adalah logam alkali maka persamaan umumnya adalah :4M(s) + O2 (g)2M2O(s) oksida (O2-)2M(s) + O2 (g) M2O2(s) peroksida (O22-)M(s) + O2 (g) MO2 (s) superoksida (O2-)Senyawa logam alkali yang terbentuk :Senyawa oksida, peroksida dan superoksidaSenyawa oksigen dihasilkan apabila reaksi melibatkan jumlah oksigen terbatas. Sedangkan senyawa peroksida dan superoksida diperoleh dari reaksi dengan jumlah oksigen berlebih.Contoh reaksi :o 4Li(s) + O2(g) 2Li2O(s) . K(s) + O2(g) KO2(s)o 4Na(s) + O2(g) 2Na2O(s) .Rb (s) + O2(g) RbO(s)o 4K(s) + O2(g) 2K2O(s) . Cs(s) + O2(g) CsO2(s)o 2Na(s) + O2(g) Na2O2(s) Reaksi logam alkali dengan halogenLogam alkali bereaksi dengan halogen membentuk senyawa halida. Jika M adalah logam alkali dan X adalah halogen maka persamaan umumnya adalah 2M(s) + X2(g) 2MX (s)Senyawa logam alkali yang terbentuk :Senyawa halidaContoh reaksi :o 2Li(s) + F2(g) 2LiF(s) . 2Rb(s) + F2(g) 2RbF(s)o 2Na(s) + Cl2(g) 2NaCl(s) . 2Cs(s) + Cl2(g) 2CsCl(s)o 2K(s) + Br2(g) 2KBr(s)4. Reaksi logam alkali dengan hidrogenLogam alkali bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hydrogen. Jika M adalah logam alkali maka persamaan umumnya adalah :2M(s) + H2(s) 2MH(s)Senyawa HidridaSenyawa hidrida adalah senyawa ionik kristal yang berwarna putih.Contoh reaksi : o 2Li(s) + H2(g) 2LiH(s) . 2Rb(s) + H2(g)2RbH(s)o 2Na(s) + H2(g) 2NaH(s) . 2Cs(s) + H2(g)2CsH(s)o 2K(s) + H2(g) 2KH(s)

4. .Sumber atau Pembuatan senyawa logam alkali Selain jenis-jenis senyawa yang dihasilkan dari reaksi-reaksi logam alkali,ada beberapa senyawa logam alkali penting lainnya antara lain :- Na2CO3(Natrium Karbonat ) Sumber atau pembuatannya : Awalnya Na2CO3 diperoleh dari abu pembakaran rumput laut. Karena jumlahnya terbatas Na2CO3 mulai disintesis dengan cara mereaksika CaCo3 dengan NaCl menggunakan Proses Solvay.Reaksi keseluruhannya adalah :CaCo3(s) + 2NaCl(s) Na2CO3 + CaCl2(aq)Na2CO3 juga dapat diperoleh dari mineral trona,Na5(CO3)2.(HCO3).2H2O. Mineral ini dihancurkan, lalu dipanaskan agar terurai menjadi Na2CO32Na5(CO3)2 . (HCO3).2H2O. 5Na2CO3 + 5H2O + CO2Na2CO3 yang dihasilkan harus dimurnikan lebih lanjut,dengan cara melarutkannya ke dalam air, menyaring dan memanaskannya- K2CO3 (Kalium karbonat )Sumber atau pembuatnnya :K2CO3 diperoleh dari abu pembakaran kayu dan tanaman. Tanaman tumbuh baik dengan menyerap unsur K. Kebutuhan tanaman pada lahan pertanian dapat diperoleh dari pupuk yang mengandung K.- Na2SO4 (Natrium Sulfat) dan NaHSO4(natrium hidrogen sulfat )Na2SO4 dan NaHSO4 adalah hasil samping pembuatan HCl menggunakan reaksi antara H2SO4 dan NaCl.H2SO4 + NaClNahSO4 + HClH2SO4 + 2NaClNa2SO4 + 2HCl- NaHCO3 (Natrium bikarbonat )Sumber Atau pembuatannya :Senyawa ini dibuat dari reaksi :CO2(g) + NaOH (aq)NaHCO3(aq)Jika NaHCO3 dipanaskan akan diperoleh Na2CO32NaHCO3(aq)Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)4. Proses Ekstraksi Logam Alkali Logam alkali bersifat sangat reaktif sehingga hanya dapat diekstraksi dari senyawanya menggunakan metode elektrolisis atau metode reduksi. Logam Li dan Na diekstraksi dengan metode elektrolisis.Sedangkan logam K,Rb.Cs dengan metode tersebut karena logam-logam tersebut cenderung larut dalam larutan garamnya.- Li(Litium) Metode elektrolisisnya :Sumber logam Li adalah mineral spodumene [LiAl(SiO3]. Spodumene dipanaskan pada suhu 100oC lalu dicampur dengan H2SO4 panas dan dilarutkan ke air untuk memperoleh larutan LiSO4. Kemudian LiSO4 direaksikan dengan Na2CO3 untuk membentuk Li2CO3 yang sukar larutLiSO4 + Na2CO3 Li2CO3(s) + Na2SO4Setelah itu Li2CO3 direaksikan dengan HCl untuk membentuk LiClLi2CO3(s) + 2HCl2LiCi +H2O +CO2Li dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan LiCl sebagai berikut : Katode : Li+(i) + e-Li(i) Anode : Cl-(i) Cl2(g) + e-Karena titik leleh LiCl tinggi ( > 600oC), biaya elektrolisis menjadi mahal. Namun biaya dapat ditekan dengan cara menambahkan KCl (55% LiCl dan 45% KCl) yang dapat menurunkan titik leleh menjadi 430oC- Natrium (Na)Metode ElektrolisisSumber utama logam Na adalah garam batu dan air laut. Na hanya dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan NaCl menggunakan sel downKatode : Na+(i) + e-Na(i)Anode : Cl-(i) Cl2(g) + e-- Kalium (K)Metode ReduksiSumber utama logam K adalah silvit (KCl). Logam K diperoleh dengan metode reduksi dimana lelehan KCl direaksikan dengan Na. Na + KCl K + NaClReaksi ini berada dalam kesetimbangan. Karena K yang terbentuk mudah menguap,maka K dapat dikeluarkan dari sistem dan kesetimbangan akan bergeser ke kanan untuk terus memproduksi K.- Rubidium (Rb)Metode reduksiLogam Rb dibuat dengan mereduksi lelehan senyawa RbCl. Na + RbCl Rb + NaClReaksi ini berada dalam kesetimbangan. Karena Rb mudah menguap, maka Rb dapat diproduksi terus dengan cara yang sama seperti K- Sesium (Cs)Metode reduksiLogam Cs dapat dibuat dengan mereduksi lelehan senyawa CsCl Na + CsCl Cs + NaClReaksi berada dalam kesetimbangan. Karena Cs mudah menguap, maka Cs dapat diproduksi terus dengan cara yang sama seperti K.5. Aplikasi Logam alkali dalam kehidupan sehari-hariAplikasi logam alkali sangat luas mulai dari rumah tangga, industri, kedokteran hingga pembangkit tenaga nuklir. Aplikasi logam umumnya dalam bentuk senyawanya karena sifatnya yang sangat reaktif. Jika diaplikasikan dalam bentuk unsurnya, maka diperlukan kondisi tertentu.- Litium1. Li digunakan pada baterai untuk alat pacu jantung,kalukulator, jam , kamera dan lainnya2. Li digunakan dalam paduan logam Mg dan Al.Paduan ini bersifat sangat ringan tetapi kuat sehingga dimanfaatkan untuk komponen pesawat terbanga)b)- Natrium1. Uap Na digunakan pada lampu jalanan untuk memberikan warna kuning2. Lelehan Na sebagai pendingin pada reaktor nuklir tipe LMFBR (Liquid-Metal Fast Breader Reactor)3. NaOH digunakan untuk membuat produk, seperti rayon,kertas dan sabun4. Na digunakan dalam pembuatan tetra etil & dipakai untuk menurunkan angka oktan bensin5. Senyawa Na seperti garam NaCl,NaNo2,NaNo3 dan Na2SO3 digunakan pada makanan6. Senyawa Na2CO3 digunakan untuk bahan celup tekstil, penyamakan kulit dan deterjen untuk melunakkan air sadah1) 2)3)- Kalium1. Senyawa KNO3 dan KCl digunakan sebagai bahan peledak dan kembang api atau petasan. KNO3 menyuplai oksigen untuk membakar bahan bakar2. Pupuk NPK mengandung K yang penting bagi pertumbuhan tanaman3. Di dalam tubuh, K (dan Na) diperlukan sel saraf untuk mengrim sinyal-sinyal listrik. Di dalam dunia kedokteran, gerakan ion-ion Na dan K dalam sel otak digunakan untuk mengukur gelombang otak1) 2)- RubidiumRb memiliki potensial ionisasi yang rendah dan digunakan pada sel fotolistrik seperti fotomultipuler, untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik.Rb juga digunakan sebagai osilator untuk aplikasi seperti navigasi dan komunikasi di militer

- Sesium1. Cs digunakan pada sel fotolistrik. Jika terkena cahaya, Cs akan melepas elektronnya yang akan tertarik menuju ke elektrode positif pada sel dan menyebabkan timbulnya arus listrik2. Cs digunakan sebagai standar satuan detik pada jam atomik sesium standar karena vibrasi atomya (