Kimia Unsur

KIMIA UNSUR

1. GAS MULIA

a. Sifat fisis: - Jari-jari atom bertambah

- Energi ionisasi berkurang

- Affinitas elektron bertambah (positif)

- Titik leleh bertambah } molekul monoatomik

- Titik didih bertambah }gaya London (dispersi)

- Kerapatan/densitas bertambah

(CATATAN: affinitas elektron (+) penyerapan elektron disertai penyerapan energi ;

affinitas elektron (-) disertai pelepasan energi )

b. Sifat kimia : - Stabil / sukar bereaksi

- Kereaktifan bertambah

- Hanya bereaksi dengan unsur-unsur yang sangat elektronegatif ( F dan O)

c. Senyawa gas mulia : - XePtF₆ (Neil Bartlett- 1962)

- Xe, Rn, Kr dapat bereaksi dengan fluorin

- He, Ne, dan Ar sukar bereaksi

(belum berhasil dibuat senyawanya)

d. Kegunaan: - alat penerang kegelapan (lampu neon)

- bola lampu listrik (gas argon)

- untuk zat pendingin (helium cair atau neon cair)

- pernafasan para penyelam dan penderita asma (helium dengan oksigen)

- bidang kesehatan dan terapi ( radon untuk terapi kanker ; xenon untuk

anestetik)

2. HALOGEN

Berasal dari kata Yunani halos ( = garam) dan genes ( = pembentuk)

a.Sifat fisis : - Jari-jari atom bertambah ; jari-jari ion X^- bertambah

- Energi ionisasi berkurang

- Affinitas elektron berkurang (negatif)

- Keelektronegatifan berkurang

- Titik leleh bertambah

- Titik didih bertambah

- Kerapatan/densitas bertambah

- Potensial reduksi standar (E^o)berkurang (positif)

- Energi ikatan X-X berkurang , kecuali fluorin energi ikatnya lebih kecil

daripada klorin karena kecilnya jari-jari atom F, sehingga gaya tolak

besar

- Terdapat sebagai molekul diatomik (X₂)

- Mengalami dissosiasi ( X₂ (g) à 2 X (g) )

- Pada suhu kamar flurin dan klorin berupa gas; bromin – cair ; iodin –

padat (menyublim)

- Warna dan aroma tertentu :

fluorin (fluere = mengalir)– kuning muda ;

klorin (chloros = hijau) – hijau muda ;

bromin (bromos = pesing) – merah ; larutan bromin – coklat merah

tua ; iodin (iodes = ungu) hitam , larutan iodin – coklat ; larutan iodin

dalam pelarut tak beroksigen – merah ungu ; uap iodin – ungu

- mudah larut dalam pelarut non polar ; tetapi juga larut dalam air

(berkurang dari Fluorin ke Iodin)

2 F₂(g) à H₂O(l) à 4 HF + O₂(g)

I₂ (s) + I ^– (aq) çà I₃ ^– (aq)

b. Sifat kimia : - Kereaktifan berkurang (Fluorin sangat reaktif)

- Reaksi dengan logam mengahsilkan halida logam dengan biloks tertinggi

- Reaksi dengan hidrogen membentuk hidrogen halida (HX)

- Reaksi dengan nonlogam dan metaloid

Khusus dengan unsur P, As, Sb :

P₄ + 6Cl₂ à 4 PCl₃ (halogen terbatas)

P₄ + 10 Cl₂ à 4 PCl₅ (halogen berlebih)

- Reaksi dengan air : X₂ + H₂O ßà HX + HXO

Khusus untuk fluorin : F₂ + H₂O ßà 2 HF + ½ O₂

- Reaksi dengan basa :

X₂ + NaOH à NaX + NaXO + H₂O (suhu kamar)

X₂ + NaOH à NaX + NaXO₃ + H₂O (suhu tinggi)

- Daya oksidasi halogen menurun

(Fluorin merupakan oksidator terkuat, iodin oksidator terlemah)

- Daya reduksi halida bertambah

( I ^- merupakan reduktor terkuat, F ^– merupakan reduktor terlemah)

- Reaksi pendesakan halogen :

Halogen bagian atas dapat mengusir/mendesak halogen yang dibawahnya

c. Kegunaan : 1. Fluorin: - fluorin untuk membuat freon (CFC) ; memisahkan isotop U-235

danU-238

- garam fluorin untuk pasta gigi

- HF untuk mensketsa kaca

2. Klorin: - bahan baku industri plastik, karet sintetis

- pembuatan CCl₄ ; TEL; industri pestisida

- bahan desinfektan, pemutih (NaClO = clorox)

3. Bromin: - untuk pembuatan etilenbromida (zat aditif bensin bertimbal)

- untuk membuat AgBr (film fotografi)

4. Iodin : - untuk obat-obatan / antiseptik (iodoform, tinktur iodin)

- membuat AgI (film fotografi)

- dicampurkan dalam garam dapur (NaIO₃)

3. LOGAM ALKALI

a. Sifat fisis : - Jari-jari atom bertambah, jari-jari ion bertambah

- Titik leleh berkurang

- Titik didih berkurang

- Kerapatan bertambah

- Energi ionisasi berkurang

- Keelektronegatifan berkurang

- Kekerasan berkurang, kecuali Kalium lebih keras daripada Natrium

- Potensial reduksi standar (E^o) bertambah, kecuali Lithium paling besar

b. Sifat kimia: - Reaksi dengan air (Li bereaksi pelan; Na bereaksi hebat, K, Rb, Cs

meledak jika dimasukkan ke dalam air)

2L(s) + 2 H₂O(l) à 2LOH(aq) + H₂(g)

- Reaksi dengan hydrogen

2L(s) + H₂(g) à 2LH(s)

- Reaksi dengan oksigen

4L(s) + O₂(g) à 2L₂O(s) L = logam alkali

Jika oksigen berlebih:

2Na(s) + O₂(g) à Na₂O₂(s)

L (s) + O2(g) à LO2(s) L = K, Rb, Cs

- Logam alkali reaktif terhadap air dan oksigen, karena itu disimpan dalam

cairan inert seperti minyak tanah

- Reaksi dengan halogen

2L(s) + X2 (g) à 2LX(s)

- Warna nyala : - Li merah , Na kuning , K ungu, Rb merah, Cs biru

c. Kegunaan: Natrium - untuk membuat senyawa –senyawa natrium

- untuk lampu kuning pada kendaraan atau lampu jalanan di daerah

Berkabut

4. LOGAM ALKALI TANAH

a. Sifat fisis : - Jari-jari atom bertambah, jari-jari ion bertambah

- Titik leleh berkurang

- Titik didih berkurang

- Kerapatan bertambah

- Energi ionisasi berkurang

- Keelektronegatifan berkurang

- Kekerasan berkurang

- Potensial reduksi standar (E^o) bertambah, kecuali Be E^o relatif kecil

(karena Energi ionisasi Be pertama dan kedua realtif besar

(CATATAN: Sifat fisis logam alkali tanah lebih besar dibanding logam alkali seperiode, karena alkali tanah mempunyai 2 elektron valensi sehingga ikatan logam lebih kuat)

b. Sifat Kimia : - Reaksi dengan air (Mg bereaksi lambat dengan air dingin, lebih cepat

dengan air panas; Be tidak bereaksi dengan air)

meledak jika dimasukkan ke dalam air)

M(s) + 2 H₂O(l) à M(OH)₂(aq) + H₂(g)

- Reaksi dengan halogen

M(s) + X₂ (g) à MX₂(s)

- Reaksi dengan udara

2M(s) + O₂(g) à 2MO(s)

3M(s) + N₂(g) à M₃N₂(s)

- Reaksi dengan asam kuat (reaksi makin hebat dari Be ke Ba

M(s) + 2HCl(aq) à MCl₂(aq) + H2(g)

- Warna nyala : Be putih, Mg putih, Ca jingga- merah , Sr merah, Ba

hijau-kuning

(CATATAN : Be bersifat amfoter (dapat bereaksi dengan asam kuat maupun dengan basa kuat

Be(s) + 2NaOH(aq) + 2H₂O(l) à Na₂Be(OH)₄ (aq) + H₂(g)

ATAU: Be(s) + 2NaOH(aq) à Na₂BeO₂ + H₂(g) )

Reaksi khusus : Be(OH)₂ + HCl(aq) à BeCl₂ + H2O

Be(OH)₂ + 2NaOH à Na₂BeO₂ + 2H₂O atau

Be(OH)₂ + 2NaOH à Na₂Be(OH)₄ (aq)

- Kelarutan senyawa logam alkali tanah

Ion	OH -	SO4 2-	CO3 2-	CrO4 2-	C2O4 2-
Be 2+	+ (putih)	–	+ – (putih)	–	–
Mg 2+	+ (putih)	–	+ – (putih)	–	+– (putih)
Ca 2+	+ – (putih)	+ – (putih)	++ (putih)	–	+ (putih)
Sr 2+	–	+ (putih)	++ (putih)	+ – (kuning)	+ (putih)
Ba 2+	–	+ (putih)	++ (putih)	+ (kuning)	++ (putih)

(Keterangan : – = larut ; +– = sedikit larut ; + = tidak larut (sukar larut) )

5. AIR SADAH

Air sadah (hard water): air yang mengandung ion kalsium dan ion magnesium dalam jumlah yang cukup banyak

Penyebab utama kesadahan : kalsium hidrogen karbonat

CaCO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l) à CaH(CO₃)₂ (aq)

Batu kapur air hujan

Jenis kesadahan :

a. Kesadahan sementara (temporary hardness) { Ca(HCO₃)₂ dan Mg(HCO₃)₂ }

Cara menghilangkan : pemanasan

Reaksi : Ca(HCO₃)₂ à CaCO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l)

b. Kesadahan tetap (permanent hardness)

Cara menghilangkan :

1. Ditambah Natrium karbonat

CaSO₄ + Na₂CO₃ à CaCO₃(s) + Na₂SO₄ (aq)

2. Destilasi

3. Resin penukar ion

Keuntungan dan kerugian air sadah :

Keuntungan Kerugian

1. Persediaan kalsium banyak 1. Pemborosan sabun

2. Rasa lebih baik 2. Membentuk scum(pakaian kusam)

3. Senyawa Pb sukar larut 3. Membentuk karang

6. UNSUR PERIODE 3

a. Sifat fisis : - Jari-jari atom berkurang

- Titik leleh dan titik didih meningkat secara bertahap dan mencapai

puncaknya pada golongan IVA, kemudian turun secara drastis pada

golongan VA

Na, Mg, Al tinggi (ikatan logam); Si tertinggi (struktur kovalen raksasa);

P, S, Cl, rendah (molekul non polar); Ar terendah (monoatomik, Mr

kecil)

- Energi ionisasi bertambah

(Penyimpangan pada Mg (konfigurasi penuh) dan P (konfigurasi

setengah penuh)

- Keelektronegatifan bertambah

- Sifat logam berkurang , sifat non logam betambah

b. Sifat kimia : - Daya reduksi berkurang , daya oksidasi betambah

(Na reduktor terkuat , Cl oksidator terkuat)

- Na reaktif dengan air. Mg lambat, Al bereaksi dengan uap air panas

membentuk Al₂O₃ dan gas H₂

- Si dapat bereaksi dengan klorin (SiCl₄) dan oksigen (SiO₂)

- Reaksi P dengan halogen dan oksigen

P4(s) + 6Cl₂(g) à 4PCl₃(g) (klorin terbatas)

P4(s) + 10Cl₂(g) à 4PCl₃ (g) (klorin berlebih)

P4(s) + 3Cl₂(g) à P₄O₆(g) (oksigen terbatas)

P4(s) + 5Cl2(g) à P₄Cl₁₀ (g) (oksigen berlebih)

- Sifat basa menurun , sifat asam meningkat

HClO₄ asam terkuat

CATATAN :

1. Al bersifat amfoter seperti Be

Reaksi : 2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H₂O(l) à 2NaAl(OH)₄ (aq) + 3H₂(g)

ATAU: 2Al(s) + 2NaOH(aq) à 2NaAlO₂ + H₂(g) )

Reaksi khusus : Al(OH)₃ + 3HCl(aq) à AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + NaOH à NaAlO₂ + 2H₂O atau

Al(OH)₃ + NaOH à NaAl(OH)₄ (aq)

2. ALOTROPI : Suatu keadaan dimana suatu unsure mempunyai 2 bentuk berbeda karena

Proses pemanasan (sifat kimia sama, sifat fisika berbeda)

Ada 2 alotropi : - monotrop (bentuk kristal sama)

- enantiotrop (bentuk kristal beda)

Contoh : a. Phospor (monotrop)

Phospor putih (tetrahedron) <>oC > Phospor merah (polimer tetrahedron)

- sangat reaktif - tidak reaktif

- bersinar dalam gelap - tidak bersinar

- bersifat racun - tidak beracun

- mudah meleleh - sukar meleleh

- larut dalam CS₂ - tidak larut dalam CS₂

b. Belerang (enantiotrop)

S₈ (rombis) <>oC > S₈ (monoklin)

7. PENAMAAN ION KOMPLEKS

L = ion pusat (akseptor elektron)

X = Ligan (donor elektron) / penggeliling; dibagi 2 yaitu :

· Netral seperti H₂0 (aquo) ; NH₃ (amin)

· Anion seperti Cl^- (kloro) ; CN^- (siano) ; F^- (fluoro)

n = S ligan

m = muatan ion kompleks

Contoh Penamaan Senyawa :

Pada penamaan senyawa kompleks, ligan disebut lebih dahulu dari ion pusatnya.

Ion pusat = Co ³⁺

Ligan = F^-

Bil koordinasi = 6

Muatan ion kompleks = -3

Jadi penamaannya : ion heksa fluoro kobaltat (III)

Ion pusat = Zn ²⁺

Ligan = NH₃

Bil koordinasi = 4

Muatan ion kompleks = +2

Jadi Penamaanya : ion tetramin Seng (II)

Tetra amin tembaga (II) sulfat

8. UNSUR-UNSUR TRANSISI

a. SIFAT-SIFAT UMUM TRANSISI

1. SIFAT LOGAM.

2. BERSIFAT PARAMAGNETIK ( Sedikit tertarik ke dalam medan magnet )

3. MEMBENTUK SENYAWA-SENYAWA YANG BERWARNA

4. MEMPUNYAI BEBERAPA TINGKAT OKSIDASI

5. MEMBENTUK BERBAGAI MACAM ION KOMPLEKS

6. BERDAYA KATALITIK

a.1. SIFAT LOGAM UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

· Tergolong logam(dalam sifat fisis maupun kimia)

· Memiliki energi ionisasi kecuali Zink relative rendah ; keelektronegatifan yg relative rendah.

· Akan membentuk kation tunggal dengan biloks +1, +2, +3

· Dengan oksidasi yang rendah , senyawa transisi bersifat ionik

a.2. SIFAT MAGNET(berdasar perilakunya dalam medan magnet)

· Diamagnetik : Zat sedikit ditolak oleh medan

· Paramagnetik :Sedikit ditarik oleh medan

· Feromagnetik :Ditarik kuat ke dalam medan magnet (co : Fe, Co, Ni )
Sifat magnet zat berkaitan dengan konfigurasi elektronnya.Semakin banyakk electron tak berpasangan semakin bersifat paramagnetic.

a.3. WARNA SENYAWA UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT
Warna senyawa ini berkaitan dengan adanya subkulit d yang terisi tidak penuh
misal : senyawa Sc ³⁺ dsn Ti ⁴⁺ tidak berwarna → subkulit 3dnya kosong

a. 4. TINGKAT OKSIDASI UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT
Unsur transisi periode empat memiliki tingkat oksidasi yang berbeda-beda:
Contoh : MnSO₄ ; MnO₂ ; K₂MnO₄ ; KMnO₄
+2 +4 6+ +7

Bilangan oksidasi tertinggi = u + 2 ;

dimana u = banyaknya electron yang tak berpasangan

PEMBUATAN UNSUR-UNSUR TRANSISI

BESI

· Diolah dalam suatu tungku (tanur tiup/ blast furnace)

· Bahan-bahan dalam pengolahan besi : Bijih besi, Kokas (C)→Reduktor, dan batu kapur (CaCo3) →Fluks

_· Tahapan Pembuatan Besi
At 250 °C
3Fe₂O₃ +CO → 2Fe₃O₄ + CO₂

At 600 °C
Fe₃O₄ +CO → 3FeO + CO₂

At 1000 °C
FeO +CO → Fe + CO₂

At 1300 °C
CO₂ + C → 2CO

At 2000 °C
C+ O₂ → CO₂

Rx total :

Fe₂O₃ + 3CO(g) 2Fe(l) + 3CO₂(g)

· Hasil dari tanur tiup (besi Gubal/ pig iron) berupa 95% besi dan 3-4% karbon, dan pengotor lainnya (Mn, Si, dll)

· Sebagian besar, gubal dapt diproses menjadi baja atau dicetak menjadi besi tuang.

· Besi tempa = besi Gubal dengan pengurangan carbon (lebih lunak dan tidak rapuh)

· Adalah logam yang paling luas dan banyak penggunaannya (14X), karena :
1. Biji besi melimpah
2. Pengolahan mudah dan murah
3. Sifat besi mudah dimodifikasi

· Kegunaan utama besi adalah untuk membuat baja ; logam-logam campur dari besi

· Cara pembuatan dari besi gubal :
1. Menurunkan kadar karbon dr 3-4% menjadi 0-15%
2. Menghilangkan pengotor (Si, Mn, P)
3. Menambahkan logam campur sesuai jenis baja yang dibuat (Ni, Cr)

Tembaga

· Adalah logam berwarna kuning merah dan logam yang kurang aktif.

· Bijih tembaga terpenting ialah kalkopirit (CuFeS₂)

· Pemurnian tembaga dapat menggunakan elektrolisis.

· Penggunaan utama : Kabel listrik, selain itu = pembuat paduan logam

Contoh : Perunggu (Cu + Sn) dan Kuningan (Cu + Zn)) , perhiasan, senjata, alt music,

lonceng, dll

Timah, Kromium, Emas

TIMAH

· Timah adalah logam yang relative lunak, putih karat, tahan karat, terutama digunakan untuk kaleng kemasan)

· Kegunaan lain Timah adalah untuk logam campur,

Contoh: perunggu=timah, tembaga, dan zink ; solder=timah, timbel

· Kromium adalah logam sangat mengkilap, keras, tahan lama.

· Lebih dari separo produksinya digunakan industry logam dan sepertiganya refraktori (pelapis tahan panas tanur suhu tinggi, hingga 1857°C)

· Dalam industry: untuk membuat paduan (aliase) dengan besi, nikel, dan kobalt.

· Stainless steel mengandung 14% Kromium.

· Biasa dibuat pernik kendaraan bermotor.

EMAS

· Emas= logam mulia, kuning mengkilap, tahan karat, mudah ditempa, dapt diukur.

· Ditemukan sebagai unsur bebas.

· Punya massa jenis besar, sehingga pemisahannya dengan diayak.

· Butiran emas dapat dipisah menggunakan raksa, dan emas dapat dipisahkan dengan pemanasan.

.