PERCOBAAN IV

Judul Percobaan : Unsur-unsur Alkali tanah

Hari/Tanggal : Kamis/ 13 April 2006

Tempat : Laboratorium Kimia FKIP UNLAM Banjarmasin

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan pada percobaan ini yaitu mempelajari sifat unsur-unsur alkali larutan.

II. DASAR TEORI

Unsur-unsur Bloks S dalam sistem periodik adalah unsur-unsur yang paling

reaktif. Unsur-unsur alkali tanah kurang reaktif bila dibandingkan dengan unsur

alkali. Kereaktifan unsur-unsur alkali menunjukkan kecendrungan perubahan yang

jelas.

Unsur-unsur alkali jarang larut dalam air. Unsur-unsur ni biasanya ditemukan

dalam tanah berupa senyawa yang tidak larut, maka disebut logam alkali tanah

(alkaline earth metal). Logam-logam alkali tanah terdiri dari Berilium (Be),

Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stransium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra).

Logam alkali tanah yang paling banyak terdapat di alam adalah kalisium dan

magnesium, yang menempati peringkat ke-5 dan ke-8 sebagai atom terbanyak pada

kulit bumi. Sementara unsur yang paling sedikit dari golongan II A adalah radium

sebab bersifat radioaktif sehingga mudah berubah menjadi unsur lain. Dalam

percobaan ini akan dipelajari beberapa sifat dari Mg, Ca, dan Ba.

Dibandigkan dengan unsur-unsur alkali, unsur-unsur alkali tanah mempunyai

titik leleh, kerapatan, dan kekerasa yang tinggi. Sebab ikatan logam antara atom-

atomnya kuat. Sehingga logam alkali tanah lebih bersifat logam dibandingkan logam

alkali. Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan air, udara, halogen, hidrogen,

belerang, asam dan basa kuat, meskipun tidak semuanya dapat bereaksi.

Logam magnesium banyak dijumpai disumbernya, yaitu air laut, sedangkan

kalsium banyak dijumpai yaitu batu kapur (CaCO3).

37

III. ALAT DAN BAHAN

Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah :

- Tabung reaksi

- Pejepit tabung

- Gelas kimia

- Pemanas

Sedangkan bahan-bahan yang digunakan adalah :

- Kertas saring - Air panas

- Indikator pp - 0,01 g MgO

- Logam Ca - 0,01 g Ca(OH)2

- Serbuk Mg - 0,01 g Ba(OH)2

IV. PROSEDUR KERJA

Eksperimen 1. Reaksi dengan air

1. Memasukkan sekeping logam kalsium ke dalam air dingin yang terdapat dalam

gelas kimia.

2. Mengamati reaksi dan memeriksa hasil reaksi.

3. Melakukan dengan logam magnesium seperti pada gambar dibawah ini,

membiarkan percobaan ini sampai setengah jam dan memeriksa hasilnya.

Air panas

Serbuk Mg dibungkus dengan kertas saring

38

Eksperimen 2. Sifat asam-basa

1. Memasukkan ke dalam tiga tabung reaksi masing-masing 0,01 gram magnesium

oksida, 0,01 gram kalsium hidroksida dan 0,01 barium hidroksida.

2. Menambahkan 10 mL air ke dalam masing-masing tabung reaksi, kemudian

mengocok.

3. Menambahkan 2 tetes larutan indikator universal ke dalam masing-masing tabung

dan memeriksa pH larutan dalam masing-masing-masing tabung.

4. Menjelaskan bagaimana perubahan pH dari masing-masing tabung.

5. Menulis persamaan reaksi

6. Menjelaskan apakah sama hasilnya jika sebagai pengganti magnesium oksida

digunakan magnesium hiodroksida.

7. Membandingkan sifat basa hidroksida dengan jari-jari ion.

Eksperimen 3. Hidrolisis klorida

Klorida ion melarut dalam air membentuk ion hidrat sederhana. Misalnya

alumunium klorida bereaksi dengan air membentuk alumunium hidroksida. Kekuatan

hidrolisis klorida alkali tanah dapat diperkirakan dengan cara memanaskan klorida

hidrat dan memeriksa gas yang terbentuk.

1. Dalam kamar asam, memanaskan klorida hidrat dari magnesium, kalsium dan

barium dalam tabung reaksi dan memeriksa asam klorida yang terbentuk.

2. Menjelaskan apakah ada klorida yang terhidrolisis dan apakah ada kecendrungan

dalam hidrolisis.

3. Menuliskan klorida mana yang lebih bersifat kovalen.

Eksperimen 5. Kelarutan beberapa senyawa unsur alkali tanah

1. Memasukkan 2 mL larutan 0,1 M ion logam alkali tanah (Mg2+, Ca2+, Ba2+) dalam

tabung reaksi yang berbeda.

2. Menambahkan volume yang sama larutan hidroksida 0,1 M ke dalam masing-

masing tabung. Mencatat endapan yang terbentuk.

39

3. Melakukan percobaan yang mirip tetapi sebagai pengganti ion hidroksida

menggunakan ion sulfat dan ion karbonat.

V. DATA PENGAMATAN

No Perlakuan Hasil Pengamatan

1 Reaksi dengan air- Sekeping logam Ca + H2O - Tidak reaksi (Ca tidak larut dalam

air- Serbuk Mg dibungkus kertas saring

dimasukkan dalam air panas- Terdapat gelembung-gelembung

gas pada tabung reaksi

2. Sifat asam - basa- 0,01 gr MgO + 10 mL air + 1 tetes

indikator pp- Larutan bening ada endapan putih

(+++) setelah ditambah pp larutan berwarna merah PH = 8

- 0,01 gr Ca(OH)2 + 10 mL air - Larutan bening ada endapan putih (+)

+ 2 tetes indikator pp - Larutan berwarna merah sangat muda PH = 11

- 0,01 gr Ba(OH)2 + 10 mL air - larutan bening ada endapan putih (++)

+ 2 tetes indikator pp - Larutan berwarna merah muda PH = 8

3. Hidrolisis KloridaMemanaskan dalam kama asam- MgCl2 - MgCl2 larut dan tidak terbentuk

gas- CaCl2 - Terlarut, terbentuk gas- BaCl2 - Tidak larut terbentuk gas

4. Kelarutan beberapa senyawa unsur alkali tanam

* - 2 ml Mg2+ 0,1N + 2 mL OH- 0,1 N - Larutan keruh, terdapat endapan putih (++)

- 2 ml Ca2+ 0,1N + 2 mL OH- 0,1 N - Larutan tetap bening, tidak terbentuk endapan

- 2 ml Ba2+ 0,1N + 2 mL OH- 0,1 N - Larutan agak keruh, terdapat endapan putih sedikit (+)

* - 2 ml Mg2+ 0,1N + 2 mL SO42- 0,1 N - Larutan tetap bening, tidak

terbentuk endapan

40

- 2 ml Ca2+ 0,1N + 2 mL SO42- 0,1 N - Larutan tetap bening, tidak

terbentuk endapan- 2 ml Ba2+ 0,1N + 2 mL SO4

2- 0,1 N - Larutan putih susu, terdapat endapan putih banyak (+++)

* - 2 ml Mg2+ 0,1N + 2 mL CO32- 0,1 N - Larutan agak keruh, terdapat

endapan putih sedikit (+) - 2 ml Ca2+ 0,1N + 2 mL CO3

2- 0,1 N - Larutan putih keruh, terdapat endapan (++)

- 2 ml Ba2+ 0,1N + 2 mL CO32- 0,1 N - Larutan terbentuk 2 lapisan atas

bening, bawah putih keruh, endapan (+++)

VI. ANALISIS DATA

1. Reaksi dengan air

Pada reaksi antara logam kalsium dengan air, menurut hasil pengamatan tidak

terjadi reaksi (Ca tidak terlarut). Seharusnya reaksi antara kalsium dengan air

menghasilkan gas hidrogen.

Reaksi yang terjadi adalah :

Ca (s) + H2O (aq) CaO (s) + H2 (g)

Menurut reaksi di atas adanya gas hidrogen dapat dilihat oleh adanya gelembung-

gelembung gas, namun hal ini tidak ditemukan oleh praktikan, kemungkinan karena

kekurangtelitian praktikan dalam mengamati hasil percobaan.

Pada reaksi antara serbuk magnesium dengan air, terjadi reaksi yang lambat,

karena pada proses ini diperlukan air panas dan waktunya 30 menit sehingga

menghasilkan gelembung-gelembung gas yang merupakan gas hidrogen dan

membentuk larutan basa.

Reaksi yang terjadi adalah :

Mg (s) + H2O (aq) Mg(OH)2 (s) + H2 (g)

Percobaan tersebut menggunakan air panas untuk mempercepat reaksi.

Logam magnesium merupakan unsur elektropositif dan reduktor kuat serta kurang

41

reaktif. Mg(OH)2 yang dihasilkan pada reaksi dapat dipakai sebagai antisida (obat

maag) untuk menetralkan HCl yang berlebih dalam lambung.

Kereaktifan logam alkali tanah bertambah dengan kenaikan nomor atom.

Dalam reaksi ini, logam alkali tanah bertindak sebagai reduktor dan zat yang

direduksi, dari nomor atomnya maka dapat disimpulkan bahwa Ca lebih reaktif dari

pada Mg.

2. Sifat Asam – Basa

Pada eksperimen 2, reaksi antara MgO dengan air menghasilkan larutan

bening dan terdapat endapan putih (+++), setelah ditambahkan 2 tetes indikator PP

larutan berwarna merah tua dengan pH = 8, berarti larutan ini bersifat basa.

Reaksinya adalah

MgO (s) + H2O (aq) Mg(OH)2 (s)

Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 (s)

Logam magnesium ini bersifat alkalis (pembentuk basa). Mg(OH)2 tergolong basa

lemah dan MgO dalam air bersifat basa sehingga disebut oksida basa.

Bila MgO diganti dengan Mg(OH)2 maka hasilnya akan sama yaitu Mg(OH)2

larut dalam air, karena hidroksida larut dalam air dan kelarutannya makin besar

dengan bertambahnya nomor atom.

Reaksi MgO dengan air menghasilkan endapan putih yaitu Mg(OH)2. Hal ini

dikarenakan larutan tersebut lewat jenuh atau Ksp larut < hasil kali konsentrasi ion-

ionnya sehingga larut dalam air.

Pada reaksi antara Ca(OH)2 dengan air, larutan bening dan terdapat endapan

putih sedikit (+) dan saat ditambahkan 2 tetes indikator PP larutan berwarna merah

sangat muda dan pH = 11. Hal ini menunjukkan bahwa larutan tersebut bersifat basa

kuat yang disebut kapur.

42

Reaksi yang terjadi :

Ca(OH)2 Ca2+ + 2 OH-

Ca2+(aq) + 2 H2O(aq) Ca(OH)2 (s) + H2 (g)

Kegunaan Ca(OH)2 adalah untuk mengapuri tembok, pengolahan air limbah, untuk

produksi gula dan lain-lain.

Reaksi antara Ba(OH)2 dengan air menghasilkan larutan berwarna bening dan

terdapat endapan putih agak banyak (++). Setelah ditambahkan 2 tetes indikator PP

larutan berwarna merah muda dan pHnya = 8. Reaksi ini menghasilkan larutan

Ba(OH)2 dan membebaskan gas H2.

Reaksinya adalah :

Ba2+ (aq) + 2 H2O (aq) Ba(OH)2 + H2 (aq)

Seharusnya pada eksperimen kedua ini harga pH yang dihasilkan pH

Mg(OH)2 < Ca(OH)2 < Ba(OH)2, tetapi menurut hasil pengamatan pH Ca(OH)2

yang paling besar yaitu 11, sedangkan pH Mg(OH)2 = pH Ba(OH)2 yaitu = 8. Hal ini

mungkin dikarenakan kesalahan praktikan dalam melakukan prosedur percobaan.

Berdasarkan sistem periodik untuk unsur alkali tanah dalam 1 golongan,

kekuatan basanya akan meningkat dengan bertambahnya nomor atom sehingga

Ba(OH)2 yang merupakan basa paling kuat dibandingkan Ca(OH)2 dan Mg(OH)2.

Selain dari itu jari-jari ion Ba lebih besar dari pada jejari ion atau Mg. Jejari ion Ba

adalah 1,3 – Ca adalah 0,99 dan Mg adalah 0,65, sehingga dapat dituliskan kekuatan

basanya.

Mg(OH)2 < Ca(OH)2 < Ba(OH)2

3. Hidrolisis KloridaPada percobaan ini ialah memanaskan masing-masing garam alkali tanah

MgCl2, CaCl2 dan BaCl2 di dalam kamar asam. Perlakuan ini untuk mengamati

apakah ada gas HCl yang dihasilkan. Klorida ion melarut dalam air membentuk ion

hidrat sederhana. Banyak klorida kovalen atau agak kovalen, mengalami hidrolisis

menghasilkan klorida dan oksida/hidroksidanya.

43

Ketika garam MgCl2 dipanaskan, tidak terbentuk gas HCl, sedangkan BaCl2

dan CaCl2 yang dipanaskan dengan pembakaran bunsen menghasilkan gas HCl. Ini

artinya Ca dan Ba memiliki kekuatan hidrolisis klorida alkali tanah yang lebih besar

dibandingkan Ma.

Reaksinya adalah :

CaCl2 (s) + 2 H2O Ca(OH)2 + 2 HCl

BaCl2 (s) + 2 H2O Ba(OH)2 + 2 HCl

4. Kelarutan Beberapa Senyawa Unsur Alkali Tanah

a. Reaksi antara logam alkali tanah dengan ion OH-

Pada reaksi antara larutan Mg2+ dengan ion OH- menghasilkan larutan yang

keruh dan terdapat endapan putih.

Reaksinya adalah :

Mg2+ (aq) + 2OH- (aq) Mg(OH)2 (s)

Berdasarkan literatur Ksp Mg(OH)2 adalah 1,5 x 10-11

Reaksi antara ion kalsium (Ca2+) dengan ion hidroksida OH- menghasilkan

larutan yang tetap bening dan tidak terbentuk endapan. Seharusnya pada reaksi

terbentuk endapan putih yang disebut kapur. Hal ini mungkin disebabkan kesalahan

praktikan dalam melakukan prosedur kerja. Reaksinya adalah :

Ca2+(aq) + 2OH- (aq) Ca(OH)2

Berdasarkan literatur Ksp Mg(OH)2 adalah 7,9 x 10-6

Reaksi antara ion barium (Ba2+) dengan ion hidroksida OH- menghasilkan

larutan yang agak keruh dan terbentuk endapan putih sedikit

Reaksinya adalah :

Ba2+(aq) + 2OH- (aq) Ba(OH)2

Berdasarkan literatur Ksp Mg(OH)2 adalah 5,0 x 10-3

Pada percobaan ini terjadi kesalahan, seharusnya endapan yang dihasilkan

oleh Mg(OH)2 lebih banyak dibandingkan dengan Ca(OH)2 dan endapan Ca(OH)2

lebih banyak dibandingkan dengan Ba(OH)2. Hal ini juga dapat dilihat dari harga

Ksp masing-masing, semakin kecil harga Ksp maka semakin sukar zat tersebut larut

44

atau makin mudah mengendap, sehingga dapat ditulis urutan kelarutan ion-ion alkali

tanah dalam ion hidroksida adalah

Mg2+ < Ca2+ < Ba2+

Dapat disimpulkan bahwa Ba2+ lebih mudah larut dalam ion hidroksida dibandingkan

ion Ca2+ dan Mg2+.

b. Reaksi antara logam alkali tanah dengan ion SO42-

Reaksi antara ion Mg2+ dengan ion sulfat (SO42-) menghasilkan larutan bening

dan tidak terbentuk endapan.

Reaksinya adalah :

Mg2+ (aq) + SO42- (aq) MgSO4 (aq)

Reaksi ini menghasilkan magnesium sulfat (MgSO4) yang dikenal sebagai garam

inggris yang mudah larut dalam air. Dapat dijumpai secara alami pada MgSO4 . H2O

Reaksi antara ion Ca2+ dengan ion SO42- menghasilkan larutan yang tetap

bening dan terdapat endapan, seharusnya pada reaksi ini terbentuk endapan putih

(CaSO4).

Reaksi yang terjadi :

Ca2+(aq) + SO42- (aq) CaSO4 (aq)

Reaksi ini menghasilkan kalsium sulfat CaSO4 yang merupakan zat padat putih dan

banyak ditemui dalam bentuk kristal sebagai anhidrat dan dehidrat CaSO4.H2O (Gibs

atau alabaster).

Berdasarkan literatur Ksp CaSO4 adalah 2,4 x 10-5.

Kesalahan yang terjadi mungkin disebabkan karena kesalahan praktikan dalam

melakukan prosedur percobaan.

Reaksi antara ion Ba2+ dengan ion SO42- menghasilkan larutan menghasilkan

larutan yang berwarna putih susu dan terdapat endapan putih banyak.

Reaksinya adalah :

Ba2+ (aq) + SO42- (aq) BaSO4 (s)

Reaksi ini menghasilkan endapan barium sulfat BaSO4

Berdasarkan literatur Ksp CaSO4 adalah 1,8 x 10-10.

45

Dilihat dari analisis di atas dan harga Ksp dapat disimpulkan bahwa Mg2+

mudah larut dalam SO42-, Ca2+ sedikit larut dan Ba2+ sukar larut dalam ion SO4

2-.

Jadi garam-garam sulfat alkali tanah menunjukkan fenomena yang sebaliknya

dari garam-garam hidroksida yaitu kelarutannya menurun dengan kenaikan nomor

atom atau makin kebawah makin sukar larut.

Kelarutan ion Alkali tanah dalam ion sulfat (SO42-) adalah :

Ba2+ < Ca2+ < Mg2+

c. Reaksi antara logam alkali tanah dengan ion CO32-

Reaksi antara ion Mg2+ dengan ion karbonat (CO32-) menghasilkan larutan

yang agak keruh dan terdapat endapan putih sedikit (+).

Reaksinya adalah :

Mg2+ (aq) + CO32- (aq) MgCO3 (s)

Reaksi ini menghasilkan magnesium karbonat yaitu zat padat putih yang sedikit larut

dalam air.

Berdasarkan literatur Ksp MgCO3 adalah 1 x 10-5.

Reaksi antara ion Ca2+ dengan ion CO32- menghasilkan larutan putih keruh dan

terdapat endapan putih agak banyak (++).

Reaksi yang terjadi :

Ca2+ (aq) + CO32-

(aq) CaCO3 (s)

Berdasarkan literatur Ksp CaCO3 adalah 4,8 x 10-9.

Reaksi antara ion Ba2+ dengan ion CO32- menghasilkan larutan yang terbentuk

2 lapisan yaitu atas (bening) dan bawah (putih keruh), terdapat endapan putih banyak

(+++).

Reaksinya adalah :

Ba2+ (aq) + CO32-

(aq) BaCO3 (s)

Reaksi ini menghasilkan endapan barium karbonat BaCO3

Berdasarkan literatur Ksp BaCO3 adalah 8,1 x 10-9.

46

Menurut analisis di atas menunjukkan bahwa garam-garam karbonat praktis

tidak larut dalam air. Berdasarkan harga Ksp, kelarutan ion logam alkali tanah dalam

ion karbonat dapat diurutkan sebagai berikut :

Kelarutan ion Alkali tanah dalam ion sulfat (SO42-) adalah :

Ba2+ < Ca2+ < Mg2+

Jadi ion Mg2+ lebih mudah larut dalam ion karbonat.

VII. KESIMPULAN

1. Reaksi logam Ca dengan air menghasilkan CaO dan gas H2, sedangkan logam Mg

bereaksi dengan air menghasilkan CaO dan gas H2, tetapi Mg lebih cepat bereaksi

dibandingkan Ca.

2. Logam alkali tanah merupakan reduktor kuat dan sangat elektropositif.

3. Logam alkali tanah yang berupa MgO4 atau Mg(OH)2, Ca(OH)2 dan Ba(OH)2 bila

direaksikan dengan air menghasilkan larutan yang bersifat basa yang semakin

meningkat dengan bertambahnya nomor atom dalam 1 golongan.

4. Kelarutan senyawa alkali tanah yaitu :

a. Dalam 1 golongan dari atas kebawah makin mudah larut dalam ion hidroksida

Mg2+ < Ca2+ < Ba2+

b. Dalam 1 golongan dari atas kebawah makin sukar larut dalam ion sulfat

Mg2+ > Ca2+ > Ba2+

c. Dalam 1 golongan dari atas kebawah makin sukar larut dalam ion karbonat

Mg2+ > Ca2+ > Ba2+

47

DAFTAR PUSTAKA

Anshory, Irfan. 1998. Kimia SMU 3. Erlangga. Jakarta.

Purba, Michael. 2003. Kimia 2000 SMU Kelas 3. Erlangga. Jakarta.

Tim Dosen Kimia Anorganik. 2006. Petunjuk Praktikum Kimia Anorganik. FKIP

UNLAM. Banjarmasin.

48

Lembar Jawaban

Unsur-unsur Alkali Tanah

1. Ca (s) + 2 H2O Ca(OH) 2 (s) + H2(g)

Mg (s) + 2 H2O Mg(OH) 2 (s) + H2(g)

2. Mg dalam bentuk serbuk lebih reaktif dari Mg (pita) dan Ca. Mg serbuk >Mg pita

> logam Ca.

3. Zat yang direduksi adalah gas H2

Mg + 2 H2O Mg(OH) 2 + H2

0 +1 +2 0 Reduksi Oksidasi

4. Perubahan PH pada masing-masing tabung

a. MgO + H2O + PP pH = 8

b. Ca(OH) 2 + H2O + PP pH = 11

c. Ba(OH) 2 + H2O + PP pH = 8

5. Mg2+ + H2O Mg(OH) 2

Ca2+ + H2O Ca(OH) 2 (s) + H2 (g)

Ba2+ + H2O Ba(OH) 2 + H2 (g)

6. Jika Mg(OH) 2 sebagai pengganti MgO hasilnya akan sama yaitu Mg(OH) 2 yang

larut dalam air

Mg2+ + H2O Mg(OH) 2 + H2

7. Sifat basa hidroksida dengan jari-jari ion

Mg(OH)2 < Ca(OH)2 < Ba(OH)2

8. Ada klorida yang terhidrolisis yaitu Ca dan Ba yang ditandai dengan adanya gas

HCl.

9. Klorida yang lebih bersifa kovalen ialah Ba dan Ca.

49

50