TUGAS KELOMPOK KIMIA ANORGANIK IKRISTAL MgO

Disusun oleh: Arimbi Wahyu Ningdyah Candra Wijaya Obed

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNIVERSITAS TANJUNGPURAPONTIANAK 2011

KATA PENGANTAR

Rasa syukur yang dalam kami sampaikan ke hadiran Tuhan Yang Maha Pemurah, karena berkat kemurahanNya makalah ini dapat kami dengan selesaikan dengan tepat waktu. Dalam makalah ini kami membahas tentang Kristal Magnesium Oksida MgO, Makalah ini dibuat dalam rangka memperdalam pemahaman tentang kristal secara umum dan kristal MgO secara khususnya.Dalam proses pembuatan makalah ini mungkin terdapat kekurangan serta kehilafan.Kami mohon maaf sebesar-besarnya.Tiada gading yang retak,kesempurnaan hanya milik Tuhan,maka kritik dan saran yang membangun kami harapkan. .

Pontianak, 16 November 2011

Penulis

1. Pengertian Kristal Kristal berasal dari bahasa Yunani yaitu krustallos yang berarti es atau sesuatu yang menyerupai es. Kristal adalah suatu padatan yang atom, molekul, atau ion penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga dimensi. Zat padat terbentuk dari kristal yang mempunyai jarak antara atom satu dan antara lainnya tertentu sehingga akan membentuk bangun geometri tertentu pula. Bentuk-bentuk geometri inilah yang merupakan dasar bentuk kristal suatu zat. Bentuk geometri terkecil dari krsital disebut sel satuan.

Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua atom-atom dalam padatannya "terpasang" pada kisi atau struktur kristal yang sama, tapi, secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga menghasilkan padatan polikristalin. Misalnya, kebanyakan logam yang kita temui sehari-hari merupakan polikristal. 2. Struktur Kristal Struktur kristal yang akan terbentuk dari suatu cairan tergantung pada kimia cairannya sendiri, kondisi ketika terjadi pemadatan, dan tekanan ambien. Proses terbentuknya struktur kristalin dikenal sebagai kristalisasi. Walaupun tidak mudah untuk menyatakan bagaimana atom tersusun dalam padatan, namun ada hal-hal yang diharapkan menjadi faktor penting yang menentukan terbentuknya polihedra koordinasi susunan atom-atom. Secara ideal, susunan polihedra koordinasi paling stabil adalah yang memungkinkan terjadinya energi per satuan volume yang minimum. Keadaan tersebut dicapai jika: (1) kenetralan listrik terpenuhi, (2) ikatan kovalen yang diskrit dan terarah terpenuhi, (3) gaya tolak ion-ion menjadi minimal, (4) susunan atom serapat mungkin. Meski proses pendinginan sering menghasilkan bahan kristalin, dalam keadaan tertentu cairannya bisa membeku dalam bentuk non-kristalin. Dalam banyak kasus, kristal terjadi karena pendinginan yang terlalu cepat sehingga atom-atomnya tidak dapat mencapai lokasi kisinya. Suatu bahan non-kristalin biasa disebut bahan amorf atau seperti gelas. Terkadang bahan seperti ini juga disebut sebagai padatan amorf, meskipun ada perbedaan jelas antara padatan dan gelas. Proses pembentukan gelas tidak melepaskan kalor lebur jenis

(Bahasa Inggris: latent heat of fusion). Karena alasan ini banyak ilmuwan yang menganggap bahan gelas sebagai cairan, bukan padatan.

Struktur kristal terjadi pada semua kelas material, dengan semua jenis ikatan kimia. Hampir semua ikatan logam ada pada keadaan polikristalin; logam amorf atau kristal tunggal harus diproduksi secara sintetis, dengan kesulitan besar. Kristal ikatan ion dapat terbentuk saat pemadatan garam, baik dari lelehan cairan maupun kondensasi larutan. Kristal ikatan kovalen juga sangat umum. Contohnya adalah intan, silika dan grafit. Material polimer umumnya akan membentuk bagian-bagian kristalin, namun panjang molekul-molekulnya biasanya mencegah pengkristalan menyeluruh. Gaya Van der Waals lemah juga dapat

berperan dalam struktur kristal. Contohnya, jenis ikatan inilah yang menyatukan lapisanlapisan berpola heksagonal pada grafit.

Kebanyakan material kristalin memiliki berbagai jenis cacat kristalografis. Jenis dan struktur cacat-cacat tersebut dapat berefek besar pada sifat-sifat material tersebut. Istilah "kristal" memiliki makna yang sudah ditentukan dalam ilmu material dan fisika zat padat, dalam kehidupan sehari-hari "kristal" merujuk pada benda padat yang menunjukkan bentuk geometri tertentu, dan kerap kali sedap di mata. Berbagai bentuk kristal tersebut dapat ditemukan di alam. Bentuk-bentuk kristal ini bergantung pada jenis ikatan molekuler antara atom-atom untuk menentukan strukturnya, dan juga keadaan terciptanya kristal tersebut. Bunga salju, intan, dan garam dapur adalah contoh-contoh kristal.

Beberapa material kristalin mungkin menunjukkan sifat-sifat elektrik khas, seperti efek feroelektrik atau efek piezoelektrik. Kelakuan cahaya dalam kristal dijelaskan dalam optika kristal. Dalam struktur dielektrik periodik serangkaian sifat-sifat optis unik dapat ditemukan seperti yang dijelaskan dalam kristal fotonik. 3. Kisi Ruang Bravais Dan Susunan Atom Pada Kristal Kisi ruang (space lattice) adalah susunan titik-titik dalam ruang tiga dimensi di mana setiap titik memiliki lingkungan yang serupa. Titik dengan lingkungan yang serupa itu disebut simpul kisi (lattice points). Simpul kisi dapat disusun hanya dalam 14 susunan yang berbeda, yang disebut kisi-kisi Bravais. Jika atom-atom dalam kristal membentuk susunan teratur yang berulang maka atomatom dalam kristal haruslah tersusun dalam salah satu dari 14 bentuk kisi-kisi tersebut. Perlu dicatat bahwa setiap simpul kisi bisa ditempati oleh lebih dari satu atom, dan atom atau kelompok atom yang menempati tiap-tiap simpul kisi haruslah

identik dan memiliki orientasi sama sesuai dengan pengertian simpul kisi. Kristal yang sempurna merupakan susunan atom secara teratur dalam kisi ruang, sehingga susunan atom tersebut dapat dinyatakan secara lengkap dengan menyatakan posisi atom dalam suatu kesatuan yang berulang. Kesatuan yang berulang di dalam kisi ruang itu disebut sel unit (unit cell). Jika posisi atom dalam padatan dapat dinyatakan dalam sel unit ini, maka sel unit itu merupakan sel unit struktur kristal. Rusuk dari suatu sel unit dalam struktur kristal haruslah merupakan translasi kisi, yaitu vektor yang menghubungkan dua simpul kisi. Jika sel unit disusun bersentuhan antar bidang sisi, mereka akan mengisi ruangan tanpa meninggalkan ruang kosong dan membentuk kisi ruang. Satu kisi ruang yang sama mungkin bisa dibangun dari sel unit yang berbeda; akan tetapi yang disebut sel unit dipilih yang memiliki geometri sederhana dan mengandung hanya sejumlah kecil simpul kisi. Sel unit dari 14 kisi Bravais. 4. Jenis-Jenis Kristal 4.1 Kristal Ionik Walau sangat jarang ditemui kristal yang 100% ionik, namun beberapa kristal memiliki ikatan ionik yang sangat dominan sehingga dapat disebut sebagai kristal ionik. Contoh: NaCl, MgO, SiO2, LiF. Dalam kristal ionik, polihedra anion (polihedra koordinasi) tersusun sedemikian rupa sehingga tercapai kenetralan listrik dan energi ikat per satuan volume menjadi minimum, seimbang dengan terjadinya gaya tolak antar muatan yang sejenis. Gaya tolak yang terbesar terjadi antar kation karena muatan listriknya terkonsentrasi dalam volume yang kecil; oleh karena itu polihedra koordinasi harus tersusun sedemikian rupa sehingga kation saling berjauhan. Jika polihedra koordinasi berdimensi kecil, di mana anion mengelilingi kation bermuatan besar, maka polihedra haruslah terhubung sudut ke sudut agar kation saling berjauhan; hubungan sisi ke sisi sulit diharapkan apalagi hubungan bidang ke bidang. Jika bilangan koordinasi besar dan muatan kation kecil, atom-atom bisa tersusun lebih rapat yang berarti hubungan sisi ke sisi bahkan bidang ke bidang antar polihedron koordinasi bisa terjadi, tanpa menyebabkan jarak antar kation terlalu dekat. Kation membentuk polihedra koordinasi kation berbentuk oktahedron, tetrahedron tegak, ataupun tetrahedron terbalik. Pada kristal dengan karakter ionik yang sangat dominan, posisi kation yang menempati sebagian dari ruang sela yang tersedia adalah sedemikian rupa sehingga terjadi jarak antar kation rata-rata menjadi maksimal. Pada kristal yang tidak murni ionik, ikatan kovalen atau metal menentukan juga posisi-posisi ion. 4.2 Kristal Molekul

Jika dua atau lebih atom terikat dengan ikatan primer, baik berupa ikatan ion ataupun ikatan kovalen, mereka membentuk molekul yang diskrit. Dalam membentuk padatan kristal, ikatan yang terjadi antar molekul sub-unit ini berupa ikatan yang kurang kuat. Kristal yang terbentuk pada situasi ini adalah kristal molekul, yang sangat berbeda dari kristal unsur dan kristal ionik. Pada es (H2O), ikatan primernya adalah ikatan kovalen dan ikatan sekunder antar sub-unit adalah ikatan dipole yang lemah. Atom O [He] 2s2 2p4 memiliki enam elektron di kulit terluar dan akan mengikat dua atom H 1s1 . Oleh karena itu molekul air terdiri dari satu atom oksigen dengan dua ikatan kovalen yang dipenuhi oleh dua atom hidrogen dengan sudut antara dua atom hidrogen adalah 104o. Dalam bentuk kristal, atom-atom hidrogen mengikat molekul-molekul air dengan ikatan ionik atau ikatan dipole hidrogen. Kebanyakan polimer (yang akan kita lihat lebih lanjut) yang terbentuk oleh lebih dari dua macam atom, memiliki keti-dak-teraturan yang membuat ia tidak mengkristal. Walaupun demikian ada polimer yang berpenampang simetris dan mudah mengkristal, seperti polytetrafluoroethylene (Teflon). 4.3. Ketidak-Sempurnaan Kristal Dalam kenyataan, kristal tidaklah selalu merupakan susunan atom-atom identik yang tersusun secara berulang di seluruh volumenya. Kristal biasanya mengandung ketidaksempurnaan, yang kebanyakan terjadi pada kisi-kisi kristalnya. Karena kisi-kisi kristal merupakan suatu konsep geometris, maka ketidak-sempurnaan kristal juga diklasifikasikan secara geometris. Kita mengenal ketidak-sempurnaan berdimensi nol (ketidak-sempurnaan titik), ketidak-sempurnaan berdimensi satu (ketidak-sempurnaan garis), ketidak-sempurnaan berdimensi dua (ketidaksempurnaan bidang). Selain itu terjadi pula ketidak-sempurnaan volume dan juga ketidak-sempurnaan pada struktur elektronik. Ketidak sempurnaan titik. Ketidak-sempurnaan titik terjadi karena beberapa sebab, seperti ketiadaan atom matriks (yaitu atom yang seharusnya ada pada suatu posisi dalam kristal yang sempurna), hadirnya atom asing, atau atom matriks yang berada pada posisi yang tidak semestinya. Ketidak-sempurnaan yang umum terjadi pada kristal unsur murni Kekosongan: tidak ada atom pada tempat yang seharusnya terisi. Interstisial: atom dari unsur yang sama (unsur sendiri) berada di antara atom matriks yang seharusnya tidak terisi atom, atau atom asing yang menempati tempat tersebut (pengotoran).

5. Magnesium

Magnesium ialah unsur kimia di dalam jadual berkala yang mempunyai simbol Mg, nomor atom 12 dan jisim atom 24.31. Magnesium merupakan unsur yang kelapan paling berlimpah di bumi dan merangkumi 2% daripada kandungan kerak Bumi dari segi berat, manakala adalah unsur ketiga terbanyak yang terlarut dalam air laut. Logam alkali bumi ini banyak digunakan dalam pengaloian logam, contohnya dalam pembuatan aloi aluminiummagnesium, yang biasanya dinamakan "magnalium" atau "magnelium". Magnesium agak kuat, berwarna putih keperakan dan ringan (satu pertiga lebih ringan daripada aluminium). Magnesium berubah kusam apabila terdedah kepada udara, tetapi berlainan dengan logam-logam alkali, penyimpanan dalam persekitaran yang bebas oksigen tidaklah diperlukan kerana ia akan membentuk satu lapisan pelindung oksida yang sukar ditembus atau diasingkan. Dalam bentuk serbuk, logam ini terbakar dengan nyalaan putih apabila terdedah kepada keadaan lembap. Magnesium sukar terbakar jika dalam bentuk pukal, dan adalah lebih mudah untuk dibakar jika dipotong dalam bentuk jalur nipis. Magnesium menghasilkan cahaya putih yang terang apabila dibakar dalam udara. Ini digunakan pada zaman awal fotografi di mana serbuk magnesium digunakan sebagai sumber pencahayaan (serbuk kilat). Kemudiannya, pita magnesium digunakan dalam mentol denyar yang dinyala secara elektrik. Serbuk magnesium masih digunakan dalam pembuatan mercun dan nyala marin apabila cahaya putih terang diperlukan. 6. Oksida Oksida adalah senyawa kimia yang sedikitnya mengandung sebuah atom oksigen serta sedikitnya sebuah unsur lain. Sebagian besar kerak bumi terdiri atas oksida. Oksida terbentuk ketika unsur-unsur dioksidasi oleh oksigen di udara. Pembakaran hidrokarbon menghasilkan dua oksida utama karbon, karbon monoksida, dan karbon dioksida. Bahkan materi yang dianggap sebagai unsur murni pun seringkali mengandung selubung oksida. Misalnya aluminium foil memiliki kulit tipis Al2O3 yang melindungi foil dari korosi. Oksidaoksida dari unsur-unsur periode III : Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P4O10, SO3, Cl2O7, P4O6, SO2, Cl2O. Oksida-oksida pada barisan pertama dikenal sebagai oksida-oksida tertinggi dari tiap unsur. Oksida-oksida ini adalah saat di mana unsur-unsur periode 3 berada pada keadaan oksidasi tertinggi. Pada oksida-oksida ini, semua elektron terluarnya terlibat dalam

pembentukkan ikatan mulai dari natrium yang hanya memiliki satu elektron terluar hingga klor dengan 7 elektron terluar. 7. Magnesium Oksida Magnesium oksida merupakan oksida basa sederhana, karena mengandung ion oksida. Namun demikian, sifat basanya tidak sekuat natrium oksida karena ion oksidanya tidak terlalu bebas. Dalam contoh natrium oksida, padatan dipengaruhi bersama oleh daya tarik antara ion 1+ dan 2-. Dalam magnesium oksida, daya tarik yang ada adalah antara 2+ dan 2-. Ini memerlukan energi yang lebih untuk memecahnya. Meskipun dipengaruhi oleh faktor-faktor lain (seperti pelepasan energi ketika ion positif menarik air pada bentuk larutannya), pengaruh dari hal ini adalah reaksi yang melibatkan magnesium oksida akan selalu kurang eksotermik daripada natrium oksida. Magnesium oksida (MgO) atau magnesia merupakan salah satu jenis bahan keramik yang mempunyai titik lebur yang tinggi yaitu sekitar 3073 K, digunakan pada temperatur refractory yang tinggi, electrical insulation, 10 pembungkus makanan, kosmetik dan hal-hal yang berkenaan dengan bidang farmasi. Magnesium oksida adalah suatu mineral padat putih yang dapat terbentuk secara alami dari magnesium dan oksida, dibentuk oleh suatu ikatan ionik antara satu atom magnesium dan satu atom oksida yang membentuk struktur kristal FCC

Tabel Karakteristik MgO (Web element, 2008)

2.2 fisis

No

Sifat-sifat

Nilai

1 2 3 4 5 6

Struktur kristal Warna Bentuk Densitas Titik didih Titik leleh

FCC Putih Kristal padat 3600 Kg.m-3 3600 oC 2830 oC

8.Crystal (Kristal Tunggal Magnesium Oksida)

Magnesium Oksida Kristal Tunggal atau MgO adalah substrat kristal tunggal yang sangat baik untuk film tipis Ferro magnetik, Foto-elektronik dan bahan Tc superkonduktor tinggi. Merah Optronics menggunakan metode busur mencair khusus untuk tumbuh kemurnian kristal MgO tinggi dalam ukuran sampai dengan 2 "x2" x1 "dan mempekerjakan metode CMP untuk mempersiapkan substrat berkualitas tinggi dengan kehalusan tingkat atom. Fisik Properti Struktur kristal Pembelahan kristal pesawat Pertumbuhan metode Khas Kemurnian Khas Pengotor (ppm) Titik lebur Kristal Kemurnian Pembelahan kristal pesawat Kepadatan Membusuk konstan Ekspansi termal Transmisi optik kubus = 4,216 Angstrom (1 Angstrom = 10-10m) Khusus Arc Melting > 99,95% Ca 40, A1 15, Si 10, Fe 50, Cr 10, B 5, C 10 2852 C > 99,95% 3.58g/cm3 9.8 12,8 10 -6 / C > 90% @ 200-400nm> 98% 500-1000nm

Magnesium oksida juga merupakan oksida basa sederhana, karena mengandung ion oksida juga. Namun demikian, sifat basanya tidak sekuat natrium oksida karena ion oksidanya tidak terlalu bebas. Dalam contoh natrium oksida, padatan dipengaruhi bersama oleh daya tarik antara ion 1+ dan 2-. Dalam magnesium oksida, daya tarik yang ada adalah antara 2+ dan 2-. Ini memerlukan energi yang lebih untuk memecahnya.

Meskipun dipengaruhi oleh faktor-faktor lain (seperti pelepasan energi ketika ion positif menarik air pada bentuk larutannya), pengaruh dari hal ini adalah reaksi yang melibatkan magnesium oksida akan selalu kurang eksotermik daripada natrium oksida. 8.1 Reaksi dengan air Jika anda mengocok beberapa serbuk putih magnesium oksida dengan air, tak ada sesuatu yang dapat diamati tidak terlihat terjadinya reaksi. Namun demikian, jika anda menguji pH cairan tersebut, anda akan menemukan bahwa nilai pH-nya sekitar 9 menunjukkan bahwa ia sedikit basa. Harus ada sedikit reaksi dengan air untuk menghasilkan ion hidroksida dalam larutan. Beberapa magnesium hidroksida dibentuk pada reaksi itu, tetapi hampir tidak larut dan juga tidak ada ion hidroksida pada larutan.

8.2 Reaksi dengan asam Magnesium oksida berreaksi dengan asam seperti yang anda harapkan pada oksida logam sederhana. Sebagai contoh, ia bereaksi dengan asam klorida encer yang hangat untuk menghasilkan larutan magnesium klorida.

Kristal MgO memiliki srtuktue mirip dengan NaCl,tiap atom Mg dikelilingi oleh enam buah atom oksigen dan sebalinknya 1 atom oksigen dikelilingi enam atom maggnesiun.sehingga mwnghasilkan tipe koordinasi 6:6,kisi secara keseluruhan dapat dibentuk kubik dengan atom oksigen dan magnesium disetiap sudutnya. Magnesium (Mg) diperoleh dgn beberapa cara. Salah satunya adalah dari batuan dolomite & air laut, yg mengandung 0,13% Mg. Pertama-tama dolomite dikalsinasi mjadi campuran CaO/MgO dr mana kalsium akn dihilangkan dgn penukar ion menggunakan air laut. Kesetimbangannnya disukai krn kelarutan Mg(OH)2 lebih rendah daripada Ca(OH)2 : Ca(OH)2.Mg(OH)2 + Mg2+ 2 Mg(OH)2 + Ca2+ Proses yg paling penting utk mdapatkan logam adalah pertama, elektrrolisis leburan campuran halida (misalnya MgCl2 + CaCl2 + NaCl) dari logam yg paling kurang elektropositif, Mg, ditampung, kemudian reduksi MgO atau dolomite yang dikalsinasi (MgO.CaO). yang terakhir dipanaskan dgn ferosilikon : CaO.MgO + FeSi => Mg + silikat Ca dan Fe Dan Mg didistilasi. mgO dpt dipanaskan dgn batu bara pada 20000 & logamnya ditampung dgn pencucian cepat dari kesetimbangan bersuhu tinggi yg berjalan ke kanan .Beberapa kegunaan Magnesium (Mg) seperti pada Mg(OH)2 yaitu utk mengobati penyakit maag & menetralisir asam lambung, magnesium klorida (MgCl2.6H2O) digunakan dlm pembuatan kain katun, kertas, semen, & keramik. Magnesium sulfat (MgSO4.7H2O) yg dikenal dgn garam Inggris (Epsom salt) dan magnesium oksida (MgO), digunakan pd pembuatan kosmetik & obat pencuci perut. Sedangkan campuran Magnesium (Mg), aluminium & baja digunakan pd bahan pembuatan bagian-bagian pesawat, kaki atau tangan buatan, vacuum cleaner, alat-alat optic & furniture.

9.1 Energi Kisi Kristal MgO Para peneliti di Cambridge University baru-baru mengatakan ini "Salah satu bidang untuk penelitian pengganti parsial semen adalah keluarga yang baru muncul dari reaktif magnesium (MgO) semen. Formulasi semen ini dikembangkan dan dipatenkan beberapa tahun yang lalu oleh ilmuwan Australia John Harrison, yang memadukan PC dan MgO reaktif dalam proporsi yang berbeda tergantung pada aplikasi yang dimaksud, mulai dari beton struktural untuk unit batu berpori. Mereka telah dikembangkan dengan penekanan kuat pada berbagai keuntungan keberlanjutan atas PC dan telah menerima publisitas signifikan termasuk liputan di New Scientist dan The Guardian. Reaktif MgO adalah manfactured pada suhu jauh lebih rendah (600-750 deg C) dari PC dan, di blok berpori di bawah kondisi yang sesuai menyembuhkan, reaktif MgO akan karbonat dengan menyerap CO2 dan, sebagai hasilnya, memperoleh kekuatan yang signifikan .. Potensi penyerapan CO2 yang signifikan dalam unit batu berpori yang mengandung MgO reaktif sebagai komponen semen dan peningkatan signifikan yang terkait dalam kekuatan adalah subyek makalah ini "

9.2 Suhu Rendah MgO dikalsinasi lebih Reaktif Pada rentang temperatur antara (250 C - 800 C + +), MgCO3 terurai menjadi magnesium oksida dan karbon dioksida dengan entalpi reaksi 118,28 kJ / mol seperti ditunjukkan dalam diagram di sebelah kiri. Proses ini disebut kalsinasi: MgCO3 - {250-800 C} => MgO + CO2 Di atas sekitar 500 C proses akan mencapai mencapai penyelesaian dengan konversi 100% untuk MgO.

Energi kisi dari kristal padat adalah energi yang dibutuhkan untuk memisahkan sepenuhnya satu mol senyawa ionik padat menjadi gas ion nya. Hal ini didasarkan pada tahi lalat dan berlaku untuk atom dalam kisi-kisi dan merupakan ukuran hasil stabilisasi betapa banyak dari mengatur ion malah dibebankan dalam padatan ionik. Semakin setiap atom magnesium dan oksigen dikelilingi oleh atom lain dari magnesium dan oksigen dalam cara yang tertib, semakin kristal dan memerintahkan struktur dan semakin tinggi energi kisi. Tinggi suhu kalsinasi hasil dalam produk kristal yang jauh lebih teratur dari kalsinasi suhu rendah. Dengan kalsinasi suhu yang lebih rendah, tidak hanya terdapat permukaan yang lebih, mereka lebih teratur dengan jumlah yang lebih tinggi situs koordinat tak jenuh. Meskipun telah di masa lalu mendefinisikan reaktivitas dengan mengacu pada energi kisi bisa seperti didefinisikan dengan benar dalam hubungannya dengan proporsi situs jenuh koordinat dibandingkan dengan situs jenuh. Karena keduanya tidak mungkin untuk langsung mengukur ilmuwan dengan minat dalam pembicaraan MgO tentang luas permukaan spesifik (SSA atau Blaine) menjadi faktor yang relevan untuk reaktivitas. SSA atau Blaine, mengkoordinasikan kejenuhan dan energi kisi semua terkait. Semakin tinggi luas permukaan spesifik permukaan lebih ada seperti di sudut atau celah dan ketidaksempurnaan lain dan lebih banyak atom yang dekat ke permukaan yang tidak terkoordinasi jenuh dan karena itu dapat dilepaskan dengan mudah oleh molekul air sangat polar. Proton memilukan dianggap mekanisme pembubaran oleh Stumm dan Marini, namun menurut Fruwirth et. al. ada mekanisme lain pada pH yang lebih tinggi. Jika suhu kalsinasi tinggi maka seperti mungkin diharapkan beberapa kelebihan energi lebih dari apa yang dibutuhkan untuk reaksi dekomposisi ditunjukkan pada diagram masuk ke menciptakan kristalit lebih teratur lebih besar dan dengan demikian diubah menjadi energi kisi. Energi yang digunakan untuk mengurangi entropi dari kristal Namun entropi lebih yang hilang ke sistem melalui panas yang terbuang. (Lihat pembahasan mengenai entropi bawah) Kekuatan ikatan coulomb kurang di permukaan, di dll sudut dan atom terikat secara ionik substansial beberapa magnesium dan oksigen lebih sedikit energi kisi (karena ada permukaan yang lebih, sudut dll) dari sejumlah besar atom terikat secara ionik magnesium dan oksigen . Dibutuhkan energi untuk menempatkan mereka bersama-sama dan energi untuk menarik mereka terpisah. Pada suhu yang lebih tinggi kelebihan energi tersedia dan atom lebih bersemangat untuk mengisi mengkoordinasikan posisi jenuh dalam kisi kristal sehingga mengurangi entropi dari kristal. Energi kisi MgO-olah itu adalah kristal tunggal periklas

adalah 3795 Kj mol-1 dan merupakan penghalang energi utama yang harus diatasi untuk hidrasi terjadi. Entropi termodinamika (S) memiliki dimensi energi dibagi oleh suhu, dan sebuah unit dari joule per kelvin (J / K) dalam Sistem Satuan Internasional. Jika K suhu kalsinasi lebih tinggi maka untuk jumlah energi yang sama, entropi harus mengurangi dan atom dalam kisi kristal yang lebih teratur. Semakin tinggi suhu kalsinasi semakin besar pengurangan entropi dari kristal karena urutan atom. Termodinamika suhu tinggi menghasilkan entropi rendah dan kristal lebih teratur. Kristal yang lebih teratur memiliki situs koordinasi yang kurang jenuh dan energi kisi yang lebih rendah. Mereka karena itu kurang reaktif. Sebaliknya temperatur yang lebih rendah meningkatkan entropi (J / K mengurangi) dan kristal kurang memerintahkan dan lebih reaktif. TecEco menjelaskan reaktivitas dalam hal energi kisi total magnesia seperti penghalang kinetik utama yang harus diatasi dan itu tentu saja pengaruh dan energi solvasi aktivasi. Magnesium oksida kristalin, atau periklas, memiliki energi kisi dihitung dari 3795 Kj mol-1 yang harus diatasi untuk itu untuk pergi ke solusi atau untuk reaksi terjadi. Sayangnya tidak energi kisi atau proporsi situs koordinasi tak jenuh dapat diukur secara langsung dan tidak dengan mudah dapat dihitung yang mungkin mengapa tidak istilah umumnya digunakan untuk menggambarkan reaktivitas magnesium dan luas permukaan spesifik (SSA atau Blaine) atau kadang hasilnya dari tes reaktivitas seperti dengan asam sitrat yang digunakan. 9.3 Termodinamika Pembubaran Reaktif MgO Hukum Hess atau hukum penjumlahan konstanta panas membuat jelas bahwa jumlah energi yang hanya bergantung pada negara-negara dari reaktan dan keadaan produk, tapi tidak pada langkah-langkah perantara. Ketika mempertimbangkan mengapa magnesium hidrat dan seberapa cepat, baik perubahan entalpi dan entropi harus dipertimbangkan. Pertama saya akan mempertimbangkan perubahan entalpi dengan memecah proses ke dalam tahap teoretis dan menganalisis mereka sesuai dengan hukum Hess.

9.4 Perubahan yang Terjadi dalam Proses Pembubaran. MgO memiliki energi kisi yang sangat tinggi menunjukkan kekuatan yang kuat ikatan ionik. Terlepas dari daya tarik yang kuat antara ion positif (kation) dan ion negatif (anion) MgO akan larut dalam air tergantung pada jumlah cacat permukaan. Mana pernah ada cacat permukaan energi kisi kurang karena kekuatan coulomb yang bekerja antara partikel kurang. Jumlah koordinasi ion permukaan atau sudut menurun membuat mereka terkoordinasi tak jenuh dan tersedia untuk pembubaran dalam air yang sangat polar. Sebuah sampel MgO yang telah kristalit sangat kecil dengan banyak cacat statistik akan memiliki jumlah yang lebih besar dari atom terkoordinasi tak jenuh dan dengan demikian berada pada keadaan energi yang lebih rendah daripada sampel sesuai dengan kristalit terbentuk dengan baik MgO. Semakin rendah suhu kalsinasi semakin besar jumlah cacat, semakin rendah energi kisi keseluruhan dan pembubaran lebih mudah dalam air (hidrasi) terjadi. Cacat terjadi pada suhu rendah karena ada energi cukup untuk membangun kisi tertata dengan baik. Pada suhu yang lebih tinggi atom dapat menyesuaikan diri dalam koordinasi jenuh dan kristal tumbuh lebih mudah. Lihat pembahasan tentang entropi bawah Termodinamika judul 'dari Pembubaran Reaktif MgO "di atas. Lihat situs web Kimia Doc Brown .

Air terdiri dari sangat molekul polar karena perbedaan elektronegativitas yang besar antara hidrogen dan oksigen (O> H maka polaritas ikatan -OH +). Ketika garam larut dalam air proses solvasi terjadi di mana ion-ion menjadi terlarut oleh asosiasi dengan molekul pelarut air. Dalam kasus air sebagai pelarut, proses ini disebut hidrasi dan eksoterm karena melibatkan partikel datang bersama-sama melalui gaya antarmolekul.

Ion magnesium berpikir untuk menghasilkan Mg + + ion baik dan Mg berikatan secara kovalen (H2O) 6] + + ion dalam larutan dan banyak spesies lainnya kadang-kadang fana juga. Ion terlarut yang lebih besar daripada ion unsolvated yang membuat jarak antara ion positif dan negatif pusat yang lebih besar, dan oleh hukum-hukum elektrostatika, gaya tarik menarik yang lemah. Proses hidrasi, jika zat adalah "larut" Oleh karena itu selalu eksoterm. Kisi kristal yang kuat MgO dipecah oleh proses solvasi. Seperti melarutkan ion menjadi bebas untuk bergerak di dalam pelarut air. Entalpi Hsolution solusi (senyawa) didefinisikan sebagai panas yang diserap atau dilepaskan ketika 1 mol senyawa (zat terlarut) larut dalam suatu pelarut untuk membentuk sebuah 'jauh' larutan encer di mana tidak ada perubahan panas terjadi lebih lanjut. Nilai tergantung pada struktur dan kekuatan ionik dan entalpi kisi hidrasi dari ion konstituen. Proses solvasi melibatkan peningkatan entropi - solusi yang lebih teratur (pengaturan lebih mungkin) dari cairan murni pelarut dan lebih teratur kisi MgO dengan susunan yang mungkin sangat terbatas. Proses cenderung untuk pergi jika ada peningkatan entropi. Lihat juga pembahasan tentang entropi bawah Termodinamika judul 'dari Pembubaran Reaktif MgO "di atas. 9.5 aktor-faktor yang Mempengaruhi kinetik Pembubaran MgO Terlepas dari pentingnya proses pembubaran MgO, masih ada beberapa perdebatan mengenai mekanisme yang tepat. Kami menduga bahwa ini adalah karena dominasi dari berbagai mekanisme tergantung pada pH dan mungkin juga reaktivitas. Dengan atom kalsinasi suhu tinggi memiliki lebih banyak energi dan lebih mampu mengambil posisi dalam kristal dimana pasukan sekitarnya coulomb adalah dinetralkan. yaitu mereka memiliki keseimbangan yang menarik dan menjijikkan. Cacat diminimalkan dan saturasi mengkoordinasikan dimaksimalkan. Dengan suhu kalsinasi rendah pada kristalit sisi lain dengan cacat banyak terbentuk dan ada energi cukup untuk meminimalkan kekuatan coulomb. Hasilnya adalah dominan atom permukaan dengan koordinat tak jenuh yang mudah merenggut keluar seperti di daerah lembah, Kinks, adatoms, teras dan langkah-langkah dalam diagram di bawah dari permukaan kristal MgO memiliki struktur kubik. Entropi juga

meningkat - lihat juga pembahasan tentang entropi bawah Termodinamika judul 'dari Pembubaran Reaktif MgO "di atas.

9.6 Blok Diagram menunjukkan Cacat Magnesium Oksida Permukaan dari Berbagai Jenis dan Associated jenuh Koordinat Menurut Fruwirth et. al. "Para kinetika disolusi dan hidrasi kristal MgO tunggal dan sampel bubuk diteliti berkenaan dengan H+ dan Mg2+ konsentrasi dan suhu. Tingkat pembubaran berputar cakram MgO dalam solusi buffer ditentukan dari pengukuran [Mg2+ ] dan orangorang dari kristal dan pecahan bubuk ditentukan oleh pH dan analisis konduktivitas Derajat hidrasi dianalisis dengan cara metode termogravimetri.. Beberapa pengendali-laju proses tergantung pada pH hadir pada suhu kamar. (1) Pada pH 7 langkah pengendalian-laju adsorpsi adalah OH-diikuti dengan Mg2+ dan OHdesorpsi yang mengarah ke tingkat maksimum. Proses ini merupakan bagian dari reaksi pembubaran keseluruhan. MgO + H2O Mg2+ + 2OH-.Proses-proses netralisasi diinterpretasikan dalam hal termodinamika ireversibel menghasilkan ketergantungan linier dari tingkat pada pH atau pH-PMG. Hal ini disimpulkan dari pengukuran konduktivitas dan pemindaian mikroskop elektron selama dan setelah percobaan hidrasi bahwa tingkat hidrasi dikendalikan oleh laju disolusi dalam kondisi tertentu. Setelah periode jenuh Mg(OH)2 mengendap istimewa pada permukaan MgO, sehingga reaksi kisi MgO dapat dikecualikan. Semua proses menjalani akselerasi Arrhenius dengan meningkatnya suhu (aktivasi energi, 70 kJ mol-1) dan reaksi keseluruhan tersebut kemudian dibatasi oleh proton dan OH-difusi. " Penting untuk dicatat bahwa pada pH tinggi seperti dalam semen hidrolik ini penulis menemukan "tingkat hidrasi dikendalikan oleh laju disolusi dalam kondisi tertentu" dan dari atas laju disolusi jelas sebanding dengan jumlah relatif tak jenuh koordinasi situs yang menentukan energi kisi keseluruhan. Dari analisis teoritis atas kalsinasi tersebut, termodinamika dan kinetika jelas bahwa tingkat hidrasi tergantung pada tingkat pelarutan yang merupakan fungsi dari suhu calcination.The tinggi suhu kalsinasi, semakin lambat laju hidrasi.