Alkali Tanah
A.Pengertian Alkali Tanah
Logam alkali tanah ,yaitu
unsur-unsur golongan II A, terdiri atas Berilium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium
(Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Unsur-unsur II A umumnya
ditemukan di dalam tanah berupa senyawa tak larut, sehingga disebut logam
alkali tanah (alkaline earth metal).
Seperti logam alkali, maka logam
alkali tanah pun tidak terdapat bebas di alam. Logam alkali tanah dalam sistem
periodik terletak pada golongan IIA. Atom logam-logam ini memiliki dua elektron
valensi. Pada pembentukan ion positif kedua elektron valensinya dilepaskan,
sehingga terbentuk ion logam bermuatan +2.
a.Berilium.
Berilium
tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak
ada. Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril
[Be3Al2(SiO 6)3], dan Krisoberil [Al2BeO4].
b.Magnesium.
Magnesium
berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9%
keberadaannya. Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida
[MgCl2], Senyawa Karbonat [MgCO3], Dolomit [MgCa(CO3)2], dan Senyawa Epsomit
[MgSO4.7H2O].
c.Kalsium.
Kalsium
adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium
menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4%
keberadaanya. Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3], Senyawa
Fospat [CaPO4], Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF].
d. Stronsium.
Stronsium berada di kerak bumi
dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit
[SrSO4], dan Strontianit.
e. Barium.
Barium berada di kerak bumi
sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin
[BaSO4], dan Mineral Witerit [BaCO3].
B. Sifat-Sifat Fisik Alkali Tanah
Unsur logam alkali tanah (IIA) ini terdiri dari Be, Mg, Ca,
Sr, Ba, dan Ra. Golongan ini mempunyai sifat-sifat yang mirip dengan golongan
IA. Perbedaannya adalah bahwa golongan IIA ini mempunyai konfigurasi elektron
ns2 dan merupakan reduktor yang kuat. Meskipun lebih keras dari golongan IA,
tetapi golongan IIA ini tetap relatif lunak, perak mengkilat, dan mempunyai
titik leleh dan kerapatan lebih tinggi.
Sifat fisis
alkali tanah dapat dilihat pada tabel dibawah ini ;
C. Sifat-Sifat Kimia Alkali Tanah
Kereaktifan
logam alkali tanah meningkat dari berilium ke barium. Fakta ini sesuai dengan
yang diharapkan . Oleh karena, dari berilium ke barium jari-jari atom bertambah
besar sehingga energi ionisasi serta keelektronegatifan berkurang. Akibatnya,
kecendrungan untuk melepas elektron membentuk senyawa ion makin besar. Semua
senyawa dari kalsium, strontium, dan barium, yaitu logam alkali tanah yang
bagian bawah, berbentuk senyawa ion, tetapi magnesium membentuk beberapa
senyawa kovalen sedangkan senyawa-senyawa berilium bersifat kovalen.
Sifat
kimia logam alkali tanah bermiripan dengan logam alkali, tetapi logam alkali
tanah kurang reaktif dari logam alkali seperiode. Jadi, berilium kurang reaktif
dibandingkan litium, magnesium kurang reaktif dibandingkan terhadap natrium,
dan seterusnya. Hal itu disebabkan jari-jari atom logam alkali tanah lebih
kecil sehingga energi pengionan lebih besar. Lagi pula logam alkali tanah hanya
satu.Kereaktifan kalsium, stronsium,dan barium dan tidak terlalu berbeda dari
logam alkali, tetapi berilium dan magnesium jauh kurang aktif.
Unsur golongan ini bersifat basa,
sama seperti unsur golongan alkali, namun tingkat kebasaannya lebih lemah.
Senyawa Be(OH)2 bersifat amfoter. Artinya bisa bersifat asam atau pun basa.
Sedangkan unsur Ra bersifat Radioaktif. Semua logam alkali tanah merupakan
logam yang tergolong reaktif, meskipun kurang reaktif dibandingkan dengan unsur
alkali. Alkali tanah juga memiliki sifat relatif lunak dan dapat menghantarkan
panas dan listrik dengan baik, kecuali Berilium. Logam ini juga memiliki
kilapan logam.
Logam
alkali tanah memiliki jari-jari atom yang besar dan harga ionisasi yang kecil.
Dari Berilium ke Barium, nomor atom dan jari-jari atom semakin besar. Selain
itu semua logam alkali tanah juga mempunyai kecenderungan teratur mengenai
keelektronegatifan yang semakin kecil dan daya reduksi yang semakin kuat dari
Berilium ke Barium.
D. Reaksi Kimia Logam Alkali Tanah
Kemiripan sifat
logam alkali tanah disebabkan oleh kecenderungan melepaskan dua elektron
valensi. Oleh karena itu senyawanya mempunyai bilangan oksidasi +2, sehingga
logam alkali tanah diletakkan pada golongan II A. Alkali tanah termasuk logam
yang reaktif, namun Berilium adalah satu-satunya unsur alkali tanah yang kurang
reaktif, bahkan tidak bereaksi dengan air. Logam alkali tanah bersifat
pereduksi kuat. Semakin ke bawah, sifat pereduksi ini semakin kuat. Hal ini
ditunjukkan oleh kemampuan bereaksi dengan air yang semakin meningkat dari
Berilium ke Barium. Selain dengan air unsur logam alkali tanah juga bisa
bereaksi dengan Oksigen, Nitrogen, dan Halogen.
a.Reaksi dengan air
Berilium tidak
bereaksi dengan air, sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya
dapat bereaksi dengan air panas. Logam Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium
bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin. Contoh reaksi logam
alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut,
Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) +
H2(g)
b.Reaksi dengan Oksigen atau
udara
Adanya
pemanasan yang kuat menyebabkan logam alkali tanah terbakar di udara membentuk
oksida dan nitrida.Logam alkali tanah, kecuali Be dan Mg dengan udara juga
dapat berlangsung, tetapi terjadinya korosi yang berlanjut dapat dihambat
karena lapisan oksida yang terbentuk melekat kuat pada permukaan logam. Dengan
pemanasan, Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida
Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada
permukaan logam.Barium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) → 2MgO(s)
Ba(s) + O2(g) (berlebihan) →
BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara
dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium
Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + ½ O2(g) + N2 (g) →
MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air
maka akan didapatkan gas NH3
Mg3N2(s) + 6H2O(l) → 3Mg(OH)2(s)
+ 2NH3(g)
c.Reaksi dengan hidrogen
Adanya
pemanasan menyebabkan logam allkali tanah dapat bereaksi dengan hidrogen
membentuk senyawa hidrogen.
àM(s) +
H2(g) MH2(s)
d. Reaksi dengan Nitrogen
Logam
alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa
Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali
Tanah. Contoh,
3Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s)
e.Reaksi Logam Alkali Tanah
Dengan Halogen
Semua
logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida,
kecuali Berilium.Lelehan halida dari berilium mempunyai daya hantar listrik
yang buruk .Hal itu menunjukkan bahwa halida berilium bersifat kovalen.Oleh
karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F-,
maka BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion.
Contoh,
Ca(s) + Cl2(g) → CaCl2(s)
f.Reaksi dengan Asam dan Basa
Semua
logam dan alkali tanah bereaksi dengan asam kuat ( seperti HCL) membentuk garam
dan gas hidrogen.Reaksi makin hebat dari Be ke Ba.
àM(s) +
2HCL(aq) MCl2(aq) + H2(g)
Salah satu unsur logam alkali
tanah yaitu Be, memiliki sifat amfoter. Berilium selain dapat bereaksi dengan
asam kuat juga dapat bereaksi dengan basa kuat.
Be(s) + 2NaOH (aq)
Na2Be(OH)4 + H2 (g)à+ H2O(l)
BeO(s) + 2NaOH(aq)
Na2Be(OH)4(aq)à+ H2O(l)
Be(OH)2(s) + Na2Be(OH)4(aq)à2NaOH(aq)
g.Reaksi dengan belerang
Reaksi logam alkali tanah dengan
belerang menghasilkan senyawa sulfida.
M (s) + S (s) -) MS(s)
Berikut adalah tabel sifat fisik
dan kimia logam Alkali Tanah
Beberapa sifat umum dari logam
alkali tanah dapat dilihat pada tabel berikut: Beberapa Sifat Umum Logam
Alkali Tanah
|
|||||
Sifat Umum
|
Be
|
Mg
|
Ca
|
Sr
|
Ba
|
Nomor Atom
|
4
|
12
|
20
|
38
|
56
|
Konfigurasi Elektron
|
[He] 2s2
|
[Ne] 3s2
|
[Ar] 4s2
|
[Kr] 5s2
|
[Xe] 6s2
|
Titik Leleh
|
1553
|
923
|
1111
|
1041
|
987
|
Titik Didih
|
3043
|
1383
|
1713
|
1653
|
1913
|
Jari-jari Atom (Angstrom)
|
1.12
|
1.60
|
1.97
|
2.15
|
2.22
|
Jari-jari Ion (Angstrom)
|
0.31
|
0.65
|
0.99
|
1.13
|
1.35
|
Energi Ionisasi I (KJ mol-1)
|
900
|
740
|
590
|
550
|
500
|
Energi Ionisasi II (KJ mol-1)
|
1800
|
1450
|
1150
|
1060
|
970
|
Elektronegativitas
|
1.57
|
1.31
|
1.00
|
0.95
|
0.89
|
Potensial Elektrode (V)
M2+ + 2e à M
|
-1.85
|
-2.37
|
-2.87
|
-2.89
|
-2.90
|
Massa Jenis (g mL-1)
|
1.86
|
1.75
|
1.55
|
2.6
|
3.6
|
Berdasarkan
Tabel diatas dapat diamati juga hal-hal sebagai berikut,
1. Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai
elektron valensi ns2. Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan
logam alkali, kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan
energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali.
2. Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari
ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari
alkali, mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua electron
valensinya, sehingga lebih stabil sebagai ion M2+.
3. Jari-jari atomnya yang lebih
kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah
membentuk kristal dengan susunan yang lebih
rapat, sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan
massa jenisnya lebih tinggi.
4. Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan
keelektronegatifan yang cukup besar, kedua hal ini menyebabkan berilium dalam
berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen.
5. Potensial elektrode (reduki) standar logam alkali tanah menunjukkan
harga yang rendah (negatif). Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah
merupakan reduktor yang cukup kuat, bahkan kalsium, stronsium, dan barium mempunyai
daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium.
6. Titik didih dan titik leleh
logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena itu,
unsur-unsur logam alkali tanah berwujud padat pada suhu ruangan.
E. Proses Pembuatan Logam Alkali Tanah
Ekstraksi
adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa. Logam alkali tanah dapat di
ekstraksi dari senyawanya. Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua
cara, yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis.
·
Magnesium diperoleh dengan proses Down. Langkahnya pertama
mengendapkan sebagai Mg(OH)2 kemudian diubah menjadi MgCl2
dan dikristalkan sebagai MgCl2.6H2O. Leburan kristal
dielektrolisis.
·
Dengan elektrolisis leburan
garamnya.
·
Isolasi berilium
Berilium sangat bermanfaat untuk menunjang kehidupan manusia. Namun,
keberadaan berilium dialam tidak dapat ditemukan dalam bentuk murninya.
Berilium tersebut ditemukan dialam dalam bentuk bersenyawa sehingga untuk
mendapatkannya perlu dilakukan isolasi. Isolasi berilium dapat dilakukan dengan
2 metode (Indri M.N. 2009):
- Metode reduksi BeF2
- Metode elektrolisis BeCl2
Metode Reduksi
Pada metode ini diperlukan berilium dalam bentuk BeF2 yang dapat
diperoleh dengan cara memanaskan beryl dengan Na2SiF6
pada suhu 700-750oC. Setelah itu dilakukan leaching (ekstraksi
cair-padat) terhadap flour dengan air kemudian dilakukan presipitasi
(pengendapan) dengan Ba(OH)2 pada PH 12 (Greenwood N.N and
Earnshaw A , 1997).
Reaksi yang terjadi adalah (Indri M.N. 2009):
BeF2+
Mg
MgF2 + Be
Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium juga dapat dilakukan dengan cara
elektrolisis dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena
BeCl2tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan
NaCl. BeCl2tidak dapat menghantarkan listrik karena BeCl2
bukan merupakan larutan elektrolit. Reaksi yang terjadi adalah (Indri M.N.
2009):
Katoda : Be2++ 2e- Be
Anode : 2Cl-Cl2 + 2e-
1. Ekstraksi Berilium (Be)
• Metode
reduksi
Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan
mereduksi BeF2. Sebelum mendapatkan BeF2, kita harus memanaskan beril
[Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiF6 hingga 700 0C. Karena beril adalah sumber utama
berilium
BeF2 + Mg à MgF2 + Be
• Metode
Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium juga kita dapat mengekstraksi
dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl2 tidak dapat
mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang
terjadi adalah
Katoda : Be2+ + 2e- à Be
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
2. Ekstraksi
Magnesium (Mg)
• Metode
Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomit
[MgCa(CO3)2] karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan
magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. lalu MgO.CaO.
dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg.
2[ MgO.CaO] + FeSi à 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
• Metode
Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa
didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO. Reaksi yang terjadi :
CaO + H2O à Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- à Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk
membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl à MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat
mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode : Mg2+ + 2e- à Mg
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
3. Ekstraksi
Kalsium (Ca)
- Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber
utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan kalsium, kita dapat
mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang terjadi
:
CaCO3 + 2HCl à CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat
mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi :
Katoda ; Ca2+ + 2e- à Ca
Anoda ; 2Cl- à Cl2 + 2e-
- Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat
dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2 oleh Na.
Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al à 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na à Ca + 2NaCl
4. Ekstraksi Strontium (Sr)
- Metode Elektrolisis
Untuk
mendapatkan Strontium (Sr), Kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis
lelehan SrCl2. Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4].
Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang
terjadi ;
katode ; Sr2+ +2e- à Sr
anoda ; 2Cl- à Cl2 + 2e-
5. Ekstraksi
Barium (Ba)
- Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama
untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa
diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi :
katode ; Ba2+ +2e- à Ba
anoda ; 2Cl- à Cl2 + 2e
- Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis, barium
bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :
6BaO + 2Al à 3Ba + Ba3Al2O6.
F. Kegunaan Logam Alkali Tanah
·
Berilium (Be)
a. Berilium digunakan untuk
memadukan logam agar lebih kuatakan tetap bermasa lebih ringan. Biasanya paduan
inidigunakan pada kemudi pesawat Zet.
b. Berilium digunakan pada kaca
dari sinar X.
c. Berilium digunakan untuk
mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
d.campuran berilium dan tembaga
banyak dipakai pada alatlistrik, maka Berilium sangat penting sebagai
komponentelevisi.
·
Magnesium (Mg)
a. Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang padakembang api dan
pada lampu Blitz.
b. Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karenasenyawa MgO
memiliki titik leleh yang tinggi.
c. Senyawa Mg(OH)2digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam
yang terdapat di mulut dan mencagahterjadinnya kerusakan gigi, sekaligus
sebagai pencegah maag.
· Kalsium (Ca)
a. Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kuedan
plastik.
b. SenyawaCaSO4 digunakan untuk membuat Gips yang berfungsiuntuk membalut
tulang yang patah.
c. Senyawa CaCO3biasa digunakan untuk bahan bangunan sepertikomponen semen
dan cat tembok.Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.
d. Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat
dehidrator,dapat juga mengeringkan gas dan mengikatKarbondioksida pada cerobong
asap.
e.Ca(OH)2digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan jugasebagai sumber
basa yang harganya relatif murah.
f. Kalsium Karbida (CaC2) disebut juga batu karbit merupakan bahan
untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan.
g. Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsisebagai
pembentuk tulang dan gigi.
· Stronsium (Sr)
a. Stronsium dalam senyawa Sr(no3)2 memberikan
warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api.
· Barium (Ba)
a. BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karenamampu
menyerap sinar X meskipun beracun.
b. BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastic karena memilikikerapatan
yang tinggi dan warna terang.
c. Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan
warna hijau padakembang api
- Semua unsurnya berwujud padat pd suhu ruangan
- Kerapatan logam alkali tanah lebih besar, shg logam alkali Tanah lebih
keras
-Jika garam dari unsur-unsur logam di bakar, akan memberi warna keras,
seperti:
- Kalsium (Ca) : jingga, merah
- Stronsium (Sr) : Merah bata
- Barium (Br) : Hijau
Mudah bereaksi dengan unsur non logam
- Bersifat reaktif
No comments:
Post a Comment