Nama Kelompok :Chandra GunawanSy. Ilyasha

LOGAM

1. MAGNESIUM

Magnesium didapatkan di alam dalam karnalit, KCl. MgCl2.6H2O dan magnesit, MgCO3. Logam magnesium dibuat dengan cara elektrolisis leburan senyawa kloridanya (MgCl2), dan untuk menurunkan titik lelehnya serta untukmenghemat pemakaian listrik, senyawa halida (KCl) perluditambahkan. Proses ini disebut dengan proses Downs. Sebagai anoda digunakan grafit, sedangkan katodanya dari baja. Pada proses ini dihasilkan juga gas klorin sebagai hasil sampingan.Pembawa muatan Mg2+ ←   MgCl2 →   Pembawa muatan Cl-

Katoda : Mg 2+ (aq) + 2e  →   Mg (s)

Anoda : 2Cl- (aq)   →   2Cl* + 2e2Cl*  →  Cl2 (g)

Setelah didapatkan logam Mg, maka proses selanjutnya adalah membuat Mg(OH)2 dengan proses Castner-Kellner. Pada proses ini larutan MgCl2 jenuh dialirkan dalam sel (seperti pada gambar) pada arah yang sama dengan aliran raksa sebagai katoda, sedangkananodanya berupa balok grafit. Larutan MgCl2 jenuh ini didapat dalam air laut dan di Stassfurt (German) sebagideposit karnalit, KCl. MgCl2.6H2O. Magnesium klorida diperoleh dari bahan dasar karnalit dengan cara kristalisasi bertingkat. MgCl2 dapat juga diperoleh darilogam Mg yang telah dibuat direaksikan denga HCl yang

merupakan asam non-oksidator dengan persamaan reaksi sebagai berikut:Mg(aq) + HCl(aq)   →   MgCl2(aq) + H2(g)

Pada elektrolisis, gas klorin dilepas pada anoda dan magnesium pada katoda yang larut dalam raksa dan dikeluarkan dari sel. Amalgam magnesium dilewatkan ke air dimana magnesium bereaksi membentuk 50% larutan MgCl2 dengan kemurnian tinggi, dan reaksi dikatalis olehadanya besi. Kemudian raksa dikembalikan ke dalam sel. Sehingga hasil dari proses ini adalah magnesium klorida, klorin, dan hidrogen.

2. NATRIUM

Logam alkali pada umumnya diperoleh dengan mengelektrolisislelehan garamkloridanya. Misalnya logam natrium dibuat denganmengelektrolisis campuran lelehan NaCl dan CaCl2.Fungsi CaCl2 pada proses ini adalah menurunkan titik lelehNaCl.Reaksi yang terjadi:

Campuran NaCl dan CaCl2 cair dimasukkan ke dalam sel downkemudian dialiri listrik. Ion Na+ direduksi di katoda menjadinatrium cair, sedangkan ion Cl– dioksidasi di anoda menjadigas Cl2. Natrium cair dikeluarkan melalui samping sel dan gasklor dikeluarkan melalui bagian atas sel.

Katoda

: Na+ (l) + e– → Na(l) (x2)

Anoda : 2Cl–(l) → Cl2(g) + 2e–

+2Na+(l) + 2Cl–

(l)→ 2Na(l) + Cl2(g

)katoda anoda

Gambar 1. Sel down untuk elektrolis leburan NaCl.2. Pembuatan Senyawa NatriumDua senyawa natrium yang penting untuk kita pelajari adalah

NaOH dan Na2CO3. NaOH dibuat dengan elektrolisis larutan NaCl.

Katoda

: 2H2O(l) + 2e- → 2OH–(aq) + H2(g)

Anoda : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e-

+2H2O(l) + 2Cl–(aq) → 2OH–(aq) + H2(g) + Cl2(g)

Na+ dalam larutan bergabung dengan OH– di katoda membentukNaOH. Na2CO3 dibuat dengan proses Solvay

Metode pembuatan Na2CO3 ini dikembangkan oleh Ernest Solvay(1838–1922) dari Belgia sebagai bahan bakunya adalah batukapur CaCO3.

Batu kapur dipanaskan untuk memperoleh gas CO2.

CO2(g) +H2O(l) → H2 CO3(aq)H2CO3(aq) +NH3(g) → NH4HCO3(aq)

Panas

CaCO3(s)

→ CaO(s) + CO2(g)

NH4HCO3(aq) + NaCl(aq) → NaHCO3(s) + NH4Cl

Endapan NaHCO3 dipisahkan dengan penyaringan kemudiandipanaskan

3. ALUMINIUMProses Hall, Senyawa, Unsur Kimia - Aluminium diperolehdengan elektrolisis lelehan bauksit Al2O3 dalam kriolitcair Na3AlF6. Kriolit cair diperlukan untuk menurunkantitik leleh bauksit. Proses pembuatan aluminium dikenaldengan proses Hall, karena cara ini ditemukan oleh CharlesMartin Hall (1863 - 1914) pada tahun 1886. 

Proses Hall meliputi dua tahap, yaitu sebagai berikut.a) Pemurnian Al2O3 dari bauksitKe dalam bauksit ditambahkan larutan NaOH pekatsehingga Al2O3 larut sedangkan zat lain tidak larut.

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

Larutan NaAlO2 diasamkan 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 sehinggaterurai menjadi Al2O3 dan uap air.

b) Elektrol isis Al2O3 dengan kriolit cair

Al2O3 mu rni dicampurdengan

Panas

2NaHCO3(s)

→ Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Panas

Al(OH)3

(s)→ Al2O3(s) +

3H2O(g)

kriolit Na3AlF6 untuk menurunkan titik leleh Al2O3. Dindingbejana untuk elektrolisis terbuat dari besi yang dilapisigrafit sekaligus sebagai katoda. Sebagai anodanya digunakanbatang-batang karbon yang dicelupkan ke dalam campuran.

Gambar 1. Sel Hall-Heroult untuk pembuatan aluminium dari elektrolisislelehan Al2O3 (larutan Al2O3 dalam kriolit).

Larutan Al2O3 dalam kriolit dimasukkan ke dalam sel Hall-Heroult, kemudian dialiri listrik. Ion Al3+ direduksi dikatoda menjadi Al cair dan ion O2– dioksidasi di anodamenjadi gas oksigen.

Reaksi yang terjadi:

Al2O3(l) → 2Al3+(l) + 3O2–(l)

Gas

oksigen yang terbentuk dapat bereaksi dengan anoda karbonmembentuk CO2 sehingga anoda semakin habis dan pada suatu saatharus diganti.

Katoda

: Al3+(l) + 3e– → Al(l) (x4)

Anoda : 2O2–(l) → O2(g) + 4e– (x3) +4Al3+(l) + 6O2–

(l)→ 4Al(l) + 3O2(g

)katoda anoda

Berikut ini adalah materi lainnya mengenai Proses Hall [1]

Aluminium dibuat melalui proses Hall-Héroult, suatu metodekomersial pembuatan aluminium melalui elektrolisis aluminiumoksida yang dilarutkan dalam lelehan kriolit, Na3AlF6.Campuran kriolit dielektrolisis pada suhu sekitar 950°C. Selelektrolisis ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Sel Hall-Heroult untuk produksi aluminium Aluminium oksidadielektrolisis dalam kriolit cair (elektrolit). Lelehan Al terbentuk pada

katode dan berkumpul di bawah sel, yang dikeluarkan secara berkala.Walaupun reaksi pada elektrolisis sangat rumit, tetapireaksi bersihnya dapat dituliskan seperti berikut

Anodekarbondibuat darikarbonasiminyak bumiyangharusdiganti secara kontinu sebab sering terkontaminasi oleh pengotor.Aluminium dibuat dalam jumlah besar untuk paduan logam. Logamaluminium murni bersifat lunak dan mudah terkorosi. Penambahansejumlah kecil logam lain, seperti Cu, Mg, atau Mn, aluminiumakan menjadi keras dan tahan terhadap korosi.

Katode : 4Al3+(aq) + 12e– → 4Al(l)Anode : 12O2–(aq) + 3C(s) → 3CO2(g) +

12e–

Reaksi sel

: 2[2Al3+ + 3O2–] + 3C(s) → 4Al(l) + 3CO2(g)[2Al3+ + 3O2–] = Al2O3

Beberapa aluminium digunakan untuk mengekstraksi logam lain.Logam kromium diperoleh melalui reduksi oksidanya olehserbuk aluminium. Reaksi Cr2O3 dengan aluminium bersifateksotermis.

Cr2O3(s) + 2Al(l) → Al2O3(l) + 2Cr(l) ∆H°= –536 kJ

Reaksi serupa diterapkan pada las listrik untuk menyambungbesi, yaitu campuran dari serbuk aluminium dan besi (III)oksida, yang disebut termit. Sekali campuran ini dibakar,reaksi berlangsung terus menghasilkan pijar tinggi bertaburbunga api.

Senyawa aluminium yang penting adalah alumina atau aluminiumoksida. Senyawa ini dibuat melalui pemanasan aluminiumhidroksida yang diperoleh dari bauksit dan dilakukan pada550°C. Alumina membentuk senyawa berpori atau berupa serbukpadat berwarna putih.

∆2Al(OH)3(s)

→ Al2O3(s) + 3H2O(l)

Alumina digunakan sebagai katalis, juga digunakan untukmemproduksi logam aluminium. Jika alumina diuapkan pada suhutinggi (2.045 °C), akan terbentuk corundum yang digunakan sebagaiampelas atau gerinda. Jika alumina diuapkan dengan logam pengotortertentu, akan diperoleh permata safir atau ruby. Ruby sintesismengandung 2,5% kromium oksida, Cr2O3 dalam alumina, dandigunakan terutama pada arloji dan sebagai asesoris permata.Dalam air, ion aluminium membentuk komplekshidrat, Al(H2O)6 3+ dan ion ini mudah terhidrolisis:

[Al(H2O)6]3+(aq) + H2O(l) ⇌ [Al(H2O)5OH]2+(aq) + H3O+(aq)

Aluminium sulfat oktadekahidrat, Al2(SO4)3.18H2O merupakan garam

aluminium yang dapat larut dalam air, dibuat melalui pelarutanbauksit dalam asam sulfat.

Aluminium sulfat digunakan dalam jumlah besar untuk perekatkertas. Pada proses ini, zat seperti lempung dari aluminiumsulfat ditambahkan ke dalam fiber selulosa untuk menghasilkanmaterial berpori menjadi halus.

Aluminium sulfat juga digunakan untuk mengolah air limbah daripulp kertas dan untuk menjernihkan air limbah. Jika basaditambahkan kepada larutan garam aluminium ini, endapan sepertigelatin dari aluminium hidroksida terbentuk.

Al3+(aq) + 3OH–(aq) → Al(OH)3(s)

Ion aluminium mengkoagulasi suspensi koloid yang selanjutnyamenyerap endapan aluminium hidroksida. Aluminium hidroksidasering diendapkan ke dalam fiber untuk menyerap celupan tertentu.Aluminium klorida heksahidrat, AlCl3.6H2O dapat dibuat melaluipelarutan alumina dalam asam klorida. Garam ini digunakan sebagaipenghilang bau keringat dan desinfektan.

Garam aluminium tidak berhidrat, AlCl3 tidak dapat dibuatmelalui pemanasan hidrat sebab akan terurai menghasilkan HCl.Aluminium klorida tak berhidrat diperoleh melalui reaksi serbukaluminium dengan gas klorin.

2Al(s) + 3Cl2(g) → 2AlCl3(s)

Padatan AlCl3 diyakini ionis, tetapi jika dipanaskan pada suhutitik lelehnya akan terbentuk senyawa kovalen Al2Cl6. Aluminiumklorida menyublim pada titik lelehnya (180 °C) danmolekul Al2Cl6 terdapat dalam uapnya. Struktur Al2Cl6 merupakandimer dari AlCl3 dengan klorin sebagai jembatannya.

Pada suhu lebih tinggi, molekul Al2Cl6 berwujud uap akanterdisosiasi menjadi molekul AlCl3 dengan struktur molekul

trigonal planar. Aluminium klorida tak berhidrat ini digunakansebagai katalis, misalnya pada pembuatan etilbenzena.

Gambar 3. Struktur dimer darimolekul AlCl3.

4. BESI

Tabel 1. Senyawa Besi dan Biloksnya [1]

Biloks Senyawa+2 FeS, FeSO4.7H2O, dan K4Fe(CN)6

+3 FeCl3, Fe2O3, K3[Fe(CN)6], danFe(SCN)3

Campuran +2 dan+3

Fe3O4 dan KFe[Fe(CN)6]

Di dalam air, garam besi(II) berwarna hijau terang akibatmembentuk ion Fe(H2O)6 2+. Besi(III) dalam bentukion Fe(H2O)6 3+ tidak berwarna, tetapi larutan garamnyaberwarna kuning-cokelat akibat terbentuknya ion Fe(OH)(H2O)5 2+ yang bersifat basa. [1]Besi diperoleh dari bijih besi dengan cara mereduksi bijihdalam tanur (tungku). Bahan-bahan yang diperlukan meliputi:

a) bijih besi (hematit) Fe3O2 sebagai bahan baku,b) batu kapur CaCO3 untuk mengikat zat pengotor,c) kokas (C) sebagai reduktor,d) udara untuk mengoksidasi C menjadi CO.

Proses yang terjadi pada pembuatan besi adalah :a) Bahan-bahan (biji besi, batu kapur, dan kokas) dimasukkanke dalam tungku dari puncak tanur.

Gambar 1. Tungku pengolahan besi.b) Udara panas dialirkan melalui dasar tanur sehinggamengoksidasi karbon menjadi gas CO2.C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H = -394 kJ

c) Kemudian gas CO2 bergerak naik dan bereaksi lagi dengankokas menjadi CO.

CO2(g) + C(s) → 2CO(g)  ∆H = + 173 kJ

d) Gas CO yang terjadi mereduksi bijih besi secara bertahapmenjadi besi.

3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 (pada suhu 500 °C)Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 (pada suhu 850 °C)FeO + CO → Fe + CO2 (pada suhu 1000 °C)

5. TEMBAGA

Senyawa, Unsur Kimia - Tembaga diperoleh dari bijihkalkopirit CuFeS2 melalui beberapa tahap, yaitu:1) Pengapungan (flotasi)

Bijih diserbukkan sampai halus kemudian dimasukkan ke dalamcampuran air dan minyak. Bagian bijih yang mengandung tembaga akandiselaputi oleh minyak sedangkan zat pengotornya terbawa oleh air.Udara ditiupkan ke dalam campuran dan mineral yang diselaputiminyak tadi dibawa ke permukaan oleh gelembung-gelembung udara danmengapung, sedangkan zat-zat pengotor diendapkan di bagian bawah.Dari pengapungan ini dapat diperoleh bijih pekat yang mengandung 20– 40% Cu.2) Pemanggangan

Bijih pekat hasil pengapungan selanjutnya dipanggang danterjadi reaksi

4Cu2FeS2(s) + 9O2(g) → 2Cu2S(s) + 2Fe2O3(s) + 6SO2(g)

3) ReduksiCu2S yang terjadi dipisahkan dari Fe2O3 kemudian dipanaskan dan

dialiri udara dan terjadi reduksi menjadi logam tembaga.

2Cu2S(s) + 3O2(g) → 2Cu2O(s) + 2SO2(g)Cu2S(s) + 2Cu2O(s) → 6Cu(s) + SO2(g)

4) ElektrolisisLogam tembaga yang diperoleh dari reduksi masih tercampur

dengan sedikit Ag, Au, dan Pt kemudian dimurnikan dengan caraelektrolisis. Tembaga yang tidak murni dipasang sebagai anoda dansebagai katoda digunakan tembaga murni, dengan elektrolitlarutan CuSO4. Tembaga di anoda teroksidasi menjadi Cu2+ kemudiandireduksi di katoda menjadi logam Cu.

Pada prosesini anodasemakinhabis dankatoda(tembagamurni) makin

bertambah besar, sedangkan Ag, Au, dan Pt diendapkan sebagai lumpuranoda sebagai hasil samping.

NON LOGAM

1. Pembuatan BelerangBelerang diperoleh dengan proses Frash yaitu dengan memasukkan

uap panas ke dalam tanah yang mengandung belerang melalui pipa agarmencair. Belerang yang telah mencair dipompa keluar dengan tekananudara.

Katoda : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)

Anoda : Cu(s) → Cu2+(aq)+ 2e–

+Cu(s) → Cu(s) +

katoda anoda

2. NITROGEN

Senyawa, Unsur Kimia - Nitrogen merupakan gas komponenterbesar penyusun udara yang meliputi ±78% massa. Dalam bidangindustri nitrogen diperoleh melalui destilasi bertingkat udaracair. Gas N2 memiliki titik didih yang lebih rendahdari O2 sehingga N2 mendidih lebih dahulu dan memisah dari campuranudara cair. Kemudian gas N2 dikompres dalam tangki khusus. Dalamlaboratorium gas nitrogen diperoleh dengan memanaskan larutan yangmengandung garam amonium (misalnya NH4Cl) dan garam nitrit(misalnya NaNO2).

Panas

NH4Cl(aq) + NaNO2(aq)

→ N2(g) + NaCl(aq) + 2H2O(l)

a) Amonia (NH3)Amonia merupakan bahan kimia industri yang sangat penting.

Amonia dibuat menurut proses Hober – Bosch dengan mereaksikannitrogen dan hidrogen pada suhu 400° – 500°C dan tekanan tinggisekitar 300 atm dengan katalisator serbuk besi.

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Di laboratorium amonia dibuat dengan mereaksikan garam amoniumdengan basa kuat.

NH4Cl + NaOH → NaCl + H2O + NH3

b) Asam NitratAsam nitrat merupakan asam kuat yang dapat melarutkan semua

logam kecuali emas dan platina. Emas dapat larut dalamcampuran HNO3 pekat dengan perbandingan volume 1 : 3.

Dalam bidang industri, asam nitrat diperoleh dengan prosesOstwald yaitu dengan mengoksidasi amonia, kemudianmelarutkan NO2 yang terjadi dalam air.

Katalis Pt

4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)750 -900 oC

Gas NO akan dioksidasi lagi menjadi NO2.

2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)NO2(g) + H2O(l) → 2HNO3(aq) + NO(g)

Di laboratorium, asam nitrat diperoleh dengan cara memanaskancampuran KNO3 dan H2SO4 pekat.

4.Pembuatan Iodin

3NaHSO4 + 2Na2SO4 + H2O I2 + 2NaIO3 + 5NaHSO3Atau :2IO3- + 5SO42- + 3H+ + H2O +I25HSO3-Endapan I2 yang terbentuk disaring dan dimurnikan dengan cara sublimasi

5. Pembuatan Bromin

Air laut mengandung ion bromida ( Br- ) denagn kadar 8 x 10-4. Dalam 1 liter air laut dapat diperoleh 3kilogram bromin (Br2).

Campuran udara dan gas Cl2 dialirkan melalui air laut. Cl2 akan mengoksidasi Br- menjadi Br. Udara mendesak Br2 untuk keluar dari larutan.2Cl- + Br2Cl2 + 2Br-

Br2 dalam air dapat mengalami hidrolisis sesusai reaksi. Br2 + H2O 2H+ + Br- + BrO-

Untuk mencegah hidrolissi, kesetimbangan akan digeser ke kiri dengan penambahan H+.