|
LOGAM ALKALI
KIMIA ANORGANIK
25 FEBRUARI
2013
PITRI, RESTY,
RIRIN, SOWEL, WINDA
FTK- UIN SUSKA
RIAU
|
BAB
I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Golongan IA disebut juga logam alkali. Logam alkali melimpah dalam mineral
dandi air laut. Khususnya, natrium di kerak
bumi adalah keempat setelah Al, Fe, dan Ca.Walaupun keberadaan ion
natrium dan kalium telah dikenali sejak lama, sejumlah usahauntuk mengisolasi logam ini dari larutan air
garamnya gagal sebab kereaktifannya yangtinggi pada air. Kalium dan
natrium diisolasi dengan mengelektrolisis garam leleh KOHatau NaOH oleh H. Davy di abad ke-19. Litium
ditemukan sebagai unsur baru di tahun1817, dan Davy mengisolasi Litium
dari Li2O dengan elektrolisis. Rubidium dan Cesiumditemukan sebagai unsur baru
dengan teknik spektroskopi tahun 1861. Fransiumditemukan dengan menggunakan teknik radiokimia tahun 1939, kelimpahan
alaminyasangat rendah.
Sifat-sifat logam golongan 1.Terlihat di tabel , titik leleh, titik didih dan
kerapatan logam alkali rendah danlogam-logam itu sangat lunak. Karena
kulit elektron terluarnya hanya mengandung satuelektrons, energi ionisasi
logam-logam ini sangat rendah, dan kation mono logam alkaliterbentuk dengan mudah. Analisis kualitatif logam
alkali dapat dilakukan dengan ujinyala dengan menggunakan garis
luminisensinya yang khas. Khususnya garis-D oranyedari Natrium digunakan dalam
lampu natrium. Logam alkali dioksidasi oleh air danakanmelepaskan gas hidrogen karena rendahnya potensial reduksi logam-logam
tersebut.Logam alkali yang lebih berat dari litium bereaksi hebat dengan
air, oleh karena itu harusditangani dengan sangat hati-hati.
Unsur-unsur golonga IA memiliki kelimpahan di alam yang cukup besar
sehinggabanyak dimanfaatkan dalam kehidupan
sehari-hari. Pemanfaatan unsur golongan IAmelingkupi beberapa bidang, antara lain bidang lingkungan, industri, dan
lain-lain.Oleh karena itu
disini kami membahas mengenai logam alkali.
B. Tujuan
Adapun
tujuan penulisan dalam pembuatan makalah ini yaitu untuk mengetahui logam alkali
lebih jelas, pengolongan logam alkali, kecendrungan logam alkali, sifat-sifat
umum logam alkali, kelarutan garam-garam alkali, warna nyala, kemiripan litium
dengan logam alkali tanah, dan oksida logam alkali.
C. Metode Penulisan
Adapun
metode penulisan yang penulis lakukan adalah metode tinjauan pustaka yaitu
dengan mencari buku-buku yang berkaitan serta merangkum isi pembahasan dalam
makalah yang singkat.
D. Rumusan Masalah
1. Bagaimana
penggolongan logam alkali?
2. Bagaimana
kecendrungan logam alkali?
3. Bagaimana
sifat-sifat umum logam alkali?
4. Bagaimana kelarutan garam-garam alkali?
5. Bagaimana
warna nyala logam alkali dan kemiripan litium dengan logam alkali tanah?
6. Bagaimana oksida logam alkali?
7. Bagaimana
Ekstraksi logam alkali?
8. Apa manfaat logam alkali?
BAB
II
PEMBAHASAN
A.
PENGGOLONGAN
LOGAM ALKALI
Logam alkali adalah unsur-unsur golongan
IA (kecuali hydrogen), yaitu litium, natrium, kalium, rubidium, sesium, dan
fransium. Kata alkali berasal dari bahasa arab yang berarti abu. Air abu
bersifat basa. Oleh karena logam-logam
golongan IA membentuk bsa-basa kuat yang larut air, maka disebut logam alkali.[1]
Golongan IA atau dikenal dengan nama golongan “Alkali” adalah kelompok
unsur yang bersifat logam. Unsur-unsur ini digolongkan pada golongan sama
karena memiliki kesamaan “jumlah elektron valensi (elektron pada kulit terluar)
berjumlah 1”, dapat dilihat dari
tabel 1 dari konfigurasi elektronnya sebagai berikut : [2]
Tabel 1. Konfigurasi Elekron
No atom
|
unsur
|
Jumlah elektron/kulit
|
Konfigurasi elektron
|
3
|
litium
|
2, 1
|
[He]2s1
|
11
|
natrium
|
2, 8, 1
|
[Ne]3s1
|
19
|
kalium
|
2, 8, 8, 1
|
[Ar]4s1
|
37
|
rubidium
|
2, 8, 18, 8, 1
|
[Kr]5s1
|
55
|
caesium
|
2, 8, 18, 18, 8, 1
|
[Xe]6s1
|
87
|
fransium
|
2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
|
[Rn]7s1
|
Macam-macam
logam alkali:
a.
Natrium
Natrium atau sodium adalah unsur kimia
dalam tabel periodik yang memiliki simbol Na dan nomor atom 11.Natrium adalah
logam reaktif yang lunak, keperakan, dan seperti lilin, yang termasuk ke logam
alkali yang banyak terdapat dalam senyawa alam (terutama halite).Dia sangat
reaktif, apinya berwarna kuning, beroksidasi dalam udara, dan bereaksi kuat
dengan air, sehingga harus disimpan dalam minyak.Karena sangat reaktif, natrium
hampir tidak pernah ditemukan bentuk unsur murni.Sifat utama
Seperti logam alkali lainnya, natrium adalah unsur reaktif yang lunak, ringan, dan putih keperakan, yang tak pernah berwujud sebagai unsur murni di alam.Natrium mengapung di air, menguraikannya menjadi gas hidrogen dan ion hidroksida. Jika digerus menjadi bubuk, natrium akan meledak dalam air secara spontan. Namun, biasanya ia tidak meledak di udara bersuhu di bawah 388 K.
Seperti logam alkali lainnya, natrium adalah unsur reaktif yang lunak, ringan, dan putih keperakan, yang tak pernah berwujud sebagai unsur murni di alam.Natrium mengapung di air, menguraikannya menjadi gas hidrogen dan ion hidroksida. Jika digerus menjadi bubuk, natrium akan meledak dalam air secara spontan. Namun, biasanya ia tidak meledak di udara bersuhu di bawah 388 K.
b.
Rubidium
Rubidium dapat menjelma dalam
bentuk cair pada suhu ruangan.Ia merupakan logam akali yang lembut,
keperak-perakan dan unsur akali kedua yang paling elektropositif. Ia terbakar
secara spontan di udara dan bereaksi keras di dalam air, membakar hidrogen yang
terlepaskan. Dengan logam-logam alkali yang lain, rubidium membentuk amalgam
dengan raksa dan campuran logam dengan emas, cesium dan kalium. Ia membuat
lidah api bewarna ungu kekuning-kuningan. Logam rubidium juga dapat dibuat
dengan cara mereduksi rubidium klorida dengan kalsium dan dengan beberapa
metoda lainnya.
Karena rubidium sangat mudah
diionasi, unsur ini pernah dipikirkan sebagai bahan bakar mesin ion untuk
pesawat antariksa.Hanya saja, cesium sedikit lebih efisien untuk hal ini. Unsur
ini juga pernah diajukan untuk digunakan sebagai fluida penggerak turbin uap
dan untuk generator elektro-panas menggunakan prinsip kerja magnetohydrodynamic
dimana ion-ion rubidium terbentuk oleh energi panas pada suhu yang tinggi dan
melewati medan magnet. Ion-ion ini lantas mengantar listrik dan bekerja seperti
amature sebuah generator sehingga dapat memproduksi aliran listrik.Rubidium
juga digunakan sebagai getter dalam tabung-tabung vakum dan sebagai komponen
fotosel.Ia juga telah digunakan dalam pembuatan kaca spesial. RbAg4I5 sangat
penting karena memiliki suhu ruangan tertinggi sebagai konduktor di antara
kristal-kristal ion. Pada suhu 20 derajat Celcius, konduktivitasnya sama dengan
larutan asam sulfur. Sifat ini memugkinkan rubidium digunakan pada aplikasi
untuk baterai super tipis dan aplikasi lainnya.
c.
Kalium
Kalium tidak ditemukan tersendiri
di alam, tetapi diambil melalui proses elektrolisis hidroksida. Metoda panas
juga lazim digunakan untuk memproduksi kalium dari senyawa-senyawa kalium
dengan CaC2, C, Si atau Na. Permintaan terbanyak untuk kalium adalah
untuk pupuk.Kalium merupakan bahan penting untuk pertumbuhan tanaman dan
ditemukan di banyak tanah.Campuran logam natrium dan kalium (NaK) digunakan
sebagai media perpindahan panas.Banyak garam-garam kalium seperti hidroksida,
nitrat, karbonat, klorida, klorat, bromida, ioda, sianida, sulfat, kromat dan
dikromat sangat penting untuk banyak kegunaan.
d.
Fransium
Elemen ini ditemukan pada tahun
1993 oleh Marguerite Perey, ilmuwan Curie Institute di Paris.Fransium yang
merupakan unsur terberat seri logam-logam alkali, muncul sebagai hasil
disintegrasi unsur actinium.Ia juga bisa dibuat secara buatan dengan membombardir
thorium dengan proton-proton. Walau fransium secara alami dapat ditemukan di
mineral-mineral uranium, kandungan elemen ini di kerak bumi mungkin hanya
kurang dari satu ons.Fransium juga merupakan elemen yang paling tidak stabil di
antara 101 unsur pertama di tabel periodik.Ada 33 isotop fransium yang
dikenal.Yang paling lama hidup 223Fr (Ac, K), anak 227Ac, memiliki paruh waktu
selama 22 menit.Ini satu-satunya isotop fransium yang muncul secara alami.
Karena isotop-isotop fransium lainnya sangat labil, sifat-sifat fisik mereka
diketahui dengan cara teknik radiokimia. Sampai saat ini unsur belum pernah
dipersiapkan dengan berat yang memadai atau diisolasi.
e.
Litium
Litium tidak ditemukan sebagai
unsur tersendiri di alam; ia selalu terkombinasi dalam unit-unit kecil pada
batu-batuan berapi dan pada sumber-sumber mata air. Mineral-mineral yang
mengandung litium contohnya: lepidolite, spodumeme, petalite, dan amblygonite.
Di Amerika Serikat, litium diambil
dari air asin di danau Searles Lake, di negara bagian California dan Nevada.
Deposit quadramene dalam jumlah besar ditemukan di California Utara. Logam ini
diproduksi secara elektrolisis dari fusi klorida.Secara fisik, litium tampak
keperak-perakan, mirip natrium (Na) dan kalium (K), anggota seri logam alkali.Litium
bereaksi dengan air, tetapi tidak seperti natrium. Litium memberikan nuansa
warna pelangi yang indah jika terjilat lidah api, tetapi ketika logam ini
terbakar benar-benar, lidah apinya berubah menjadi putih.
Produksi
logam litium dan senyawa-senyawanya menjadi berkali lipat. Karena logam ini
memiliki spesifikasi panas yang tertinggi di antara benda-benda padat,
seringkali digunakan pada aplikasi transfer panas.Tetapi perlu diingat bahwa
logam ini sangat mudah aus atau korosif dan perlu penanganan tertentu.Litium
digunakan sebagai bahan campuran logam, sintesis senyawa organik dan aplikasi
nuklir.Unsur ini juga digunakan sebagai bahan anoda pada baterai karena
memiliki potensial elektrokimia yang tinggi.Elemen litium digunakan pula untuk
pembuatan kaca dan keramik spesial.Kaca pada teleskop di gunung Palomar
mengandung litium.Bersama dengan litium bromida, keduanya digunakan pada sistem
pendingin dan penghangat ruangan.Lithium stearat digunakan untuk sebagai
lubrikasi suhu tinggi.Senyawa-senyawa litium lainnya digunakan pada sel-sel
kering dan baterai.
f.
Sesium
Sesium merupakan logam alkali yang terdapat di lepidolite, pollucte
(silikat aluminum dan Sesium basah) dan di sumber-sumber lainnya.Salah satu
sumber terkaya yang mengandung Sesium terdapat di danau Bernic di Manitoba,
Kanada. Deposit di danau tersebut diperkirakan mengandung 300.000 ton pollucite
yang mengandung 20% Sesium. Unsur ini juga dapat diisolasi dengan cara
elektrolisis fusi sianida dan dengan beberapa metoda lainnya. Sesium murni yang
bebas gas dapat dipersipkan dengn cara dekomposisi panas Sesium azida.
Sifat-sifat Karakteristik metal ini dapat dilihat pada spektrum yang
memiliki dua garis biru yang terang dan beberapa di bagian merah, kuning dan
hijau. Elemen ini putih keperak-perakan, lunak dan mudah dibentuk.Sesium
merupakan elemen akalin yang paling elektopositif.Sesium, galium dan raksa
adalah tiga logam yang berbentuk cair pada suhu ruangan.Sesium bereaksi
meletup-letup dengan air dingin, dan bereaksi dengan es pada suhu di atas 116
derajat Celsius.Sesium hidroksida, basa paling keras yang diketahui, bereaksi
keras dengan kaca.[3]
B.
KECENDRUNGNAN GOLONGAN ALKALI
Unsur golongan IA (kecuali hydrogen) mempunyai kecendrungan melepaskan
elekron. Akibatnya, unsur ini bersifat logam, karena oksidanya dalam air
membentuk larutan basa (alkalis), contohnya .[4]
Logam
biasanya dipikirkan sebagai padatan yang rapat, karas dan dan tidak reaktif.
Kenyataannya, logam-logam alkali berlawanan dari sifat-sifat ini, yaitu rapatan
massa rendah, lunk dan sangat reaktif. Semua logam alkali (Li, Na, K, Rb, Cs,
dan Fr) berkenampakan mengkilat, berwarna keperakan, mempunyai konduktivitas
listrik dan panas yang tinggi.Logam alkali bersifat sangan lunak dan semakin
lunak dengan kenaikan nomor atom.Sebagian besar logam mempunyai titik leleh
yang sangat tinggi, tetapi alkali mempunyai titik leleh rendah, semakin rendah
dengan naiknya nomor atom.
Kelunakan dan kerendahan titik leleh logam-logam alkali dapat dikaitkan dengan sangat lemahnya ikatan metalik dalam unsur-unsur ini.Entalpi atomisasi logam-logam umumnya berharga 400-600 kJ mol-1, tetapi untuk logam-logam alkali nilai ini sangat lebih rendah (78-162 kJ mol-1).Ternyata terdapat hubungan antara sifat lunak dan rendahnya titik leleh dengan rendahnya entalpi atomisasi. Terlebih lagi adalah sifat rapatan massa (densitas) logam alkali. Sebagian besar logam mempunyai densitas 5-15 g cm-1, tetapi densitas logam alkali jauh lebih rendah 0,52-1,87 g cm-1.[5]
Kelunakan dan kerendahan titik leleh logam-logam alkali dapat dikaitkan dengan sangat lemahnya ikatan metalik dalam unsur-unsur ini.Entalpi atomisasi logam-logam umumnya berharga 400-600 kJ mol-1, tetapi untuk logam-logam alkali nilai ini sangat lebih rendah (78-162 kJ mol-1).Ternyata terdapat hubungan antara sifat lunak dan rendahnya titik leleh dengan rendahnya entalpi atomisasi. Terlebih lagi adalah sifat rapatan massa (densitas) logam alkali. Sebagian besar logam mempunyai densitas 5-15 g cm-1, tetapi densitas logam alkali jauh lebih rendah 0,52-1,87 g cm-1.[5]
Kecendrungan
sifat logam alkali sangat teratur. Dari atas ke bawah secara berurutan semakan
besar:
1.
Jari-jari
atom dan jari-jari ion
2.
Massa
atom dan massa jenisnya
3.
Keelektropositifan
4.
Sifat
reduktor
Sementara
itu, dari atas ke bawah secara berurutan semakin kecil:
1.
Energi
ionisasi
2.
Afinitas
elektron
3.
Keelektronegatifan
4.
Titik
leleh
5.
Titik
didih
Titik leleh yang cukup rendah menunjukkan bahwa logam alkali
merupakan logam yang lunak.Lunaknya logam bertambah dengan bertambahnya nomor
atom.
Hubungan
jari-jari dengan kereaktifan logam alkali:
Dalam satu golongan dari atas ke bawah jari-jari atom bertambah
besar sehingga jarak antara inti dengan elektron kulut terluar bertambah
besar.Dengan demikian besarnya energi untuk melepas elektron valensinya (energi
ionisasi) semakin kecil.dengan semakin kecil harga energi ionisasi maka dari
atas ke bawah ( Li ke Cs ) semakin besar kereaktifannya.[6]
C.
SIFAT UMUM SENYAWA LOGAM ALKALI
Unsur-unsur
logam alkali semuanya logam yang sangat reaktif dengan sifat-sifat fisika
ditunjukkan pada Tabel 2.Logam alkali sangat reaktif dalam
air.Oleh karena tangan kita mengandung air, logam alkali tidak boleh disentuh
langsung oleh tangan.
Tabel 2. Sifat-Sifat
Fisika Logam Alkali
Sifat Sifat
|
Li
|
Na
|
K
|
Rb
|
Cs
|
Titik leleh (°C)
|
181
|
97,8
|
63,6
|
38,9
|
28,4
|
Titik didih (°C)
|
1347
|
883
|
774
|
688
|
678
|
Massa jenis (g cm–3)
|
0,53
|
0,97
|
0,86
|
1,53
|
1,88
|
Keelektronegatifan
|
1,0
|
0,9
|
0,8
|
0,8
|
0,7
|
Jari-jari ion ( )
|
0,9
|
1,7
|
1,5
|
1,67
|
1,8
|
Semua unsur
golongan IA berwarna putih keperakan berupa logam padat, kecuali cesium
berwujud cair pada suhu kamar.Logam alkali Natrium merupakan logam lunak dan
dapat dipotong dengan pisau.Logam alkali Kalium lebih lunak dari natrium. Pada
Tabel 2.Tampak bahwa logam litium, natrium, dan kalium
mempunyai massa jenis kurang dari 1,0 g cm–3. Akibatnya, logam tersebut
terapung dalam air.Akan tetapi, ketiga logam ini sangat reaktif terhadap air
dan reaksinya bersifat eksplosif disertai nyala.[7]
Sifat-sifat
fisika logam alkali seperti lunak dengan titik leleh rendah menjadi petunjuk
bahwa ikatan logam antaratom dalam alkali sangat lemah.Ini akibat jari-jari
atom logam alkali relatif besar dibandingkan unsur-unsur lain dalam satu
periode.Penurunan titik leleh dari logam alkali litium ke cesium disebabkan
oleh jari-jari atom yang makin besar sehingga mengurangi kekuatan ikatan
antaratom logam.Logam-logam alkali merupakan reduktor paling kuat, seperti
ditunjukkan oleh potensial reduksi standar yang negatif.
Tabel 3. Potensial Reduksi Standar Logam Alkali
Logam Alkali
|
Li
|
Na
|
K
|
Rb
|
Cs
|
Potensial reduksi (V)
|
–3,05
|
–2,71
|
–2,93
|
–2,99
|
–3,02
|
Keelektronegatifan
logam alkali pada umumnya rendah (cesium paling rendah), yang berarti logam
tersebut cenderung membentuk kation.Sifat logam alkali ini juga didukung oleh
energi ionisasi pertama yang rendah, sedangkan energi ionisasi kedua sangat
tinggi sehingga hanya ion dengan biloks +1 yang dapat dibentuk oleh logam
alkali.Semua logam alkali dapat bereaksi dengan air.Reaksi logam alkali
melibatkan pergantian hidrogen dari air oleh logam membentuk suatu basa kuat
disertai pelepasan gas hidrogen.
2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)
Kereaktifan
logam alkali terhadap air menjadi sangat kuat dari atas ke bawah dalam tabel
periodik. Sepotong logam litium jika dimasukkan ke dalam air akan bergerak di
sekitar permukaan air disertai pelepasan gas H2. Logam alkali Kalium
bereaksi sangat dahsyat disertai ledakan dan nyala api berwarna ungu. Dalam
udara terbuka, logam alkali bereaksi dengan oksigen membentuk oksida.Logam
alkali Litium membentuk Li2O, natrium membentuk Na2O,
tetapi produk yang dominan adalah natrium peroksida (Na2O2).Jika
kalium dibakar dengan oksigen, produk dominan adalah kalium superoksida (K2O),
suatu senyawa berwarna kuning-jingga.Oksida ini merupakan senyawa ion dari ion
K+ dan ion O2–.
Sifat-sifat logam Alkali:
1. Sangat reaktif
2. Bereaksi dengan halogen membentuk garam
3. Bereaksi dengan air membentuk basa kuat
4. Elektron terluar 1
5. Lunak
6. Titik lebur rendah
7. Massa Jenis rendah
8. Potensial untuk ionisasi sangat rendah
9. Tingkat elektronegativitas : Li > Na > K > Rb > Cs > Fr
10. Tingkat reaktivitas : Li < Na < K < Rb < Cs < Fr
11. Titik lebur dan titik uap : Li > Na > K > Rb > Cs > Fr
D.
KELARUTAN GARAM – GARAM ALKALI
Logam-logam Golongan I, dan sampai batas
tertentu bagi Cr, Sr, Ba, Eu, dan Yb, larut dalam amonia memberikan larutan
berwarna biru bila diencerkan.[8]Larutan
amonia dan amina digunakan secara luas dalam sintesis organik dan anorganik.
Larutan ini kestabilannya sedang, tetapi reaksi ini
Na +
Dapat terjadi secara fotokimia dan
dikatalisis oleh garam-garam logam transisi.[9]
Garam-garam dari semua asam telah
diketahui; biasanya tidak berwarna, berbentuk kristal, padatan ionik. Warna
timbul dari anion-anion yang berwarna, kecuali bilamana kerusakan diinduksi
dalam kisi, misalnya, dengan radiasi, juga menyebabkan pusat warna, melalui penjebakan elektron dalam lubang (lihat
larutan amonia di atas).
Sifat-sifat sejumlah senyawaan lithium berbeda dari senyawaan unsur-unsur Golongan I
lainnya, namun mirip dengan senyawaan Banyak sifat anomali timbul dari ukuran yang paling kecil dan pengaruhnya dalam energi
kisi. Sebagai tambahan bagi contoh yang telah diberikan, dicatat bahwa LiH
stabil sampai kira-kira sedangkan NaH terdekomposisi pada . stabil sedangkan tidak terdapat pada . Lithium hidroksida
terdekomposisi pada nyala merah menjadi , sedangkan hidroksida
lainnya MOH tersublimasi tanpa berubah; LiOH dapat dianggap kurang larut
dibandingkan hidroksida lainnya. Karbonatnya, secara termal kurang
stabil relatif terhadap dan daripada karbonat logam alkali yang lain.
Kelarutan garam mirip dengan Jadi LiF cukup larut (0,27 g/ 100 g pada ) dan mengendap dalam
larutan dalam amonia; LiCl, LiBr, LiI dan, khususnya
LiCl larut dalam etanol, aseton dan asetilasetat;
LiCl larut dalam piridin.
Garam-garam logam alkali umumnya
dicirikan oleh titik leleh yang tinggi, oleh hantaran listrik lelehannya, dan
kemudahannya larut dalam air. Mereka kadang-kadang terhidrasi bilamana
anion-anionnya kecil, seperti dalam halida, karena energi hidrasi ion-ion
tersebut tidak cukup untuk mengimbangi energi yang diperlukan untuk memperluas
kisi. Ion mempunyai energi hidrasi yang besar, dan
seringkali terhidrasi dalam padatan garamnya bila garam-garam yang sama dari
alkali yang lain tidak terhidrasi, . 3 . Bagi garam-garam asam kuat, garam Li biasanya paling
larut dalam air di antara garam-garam logam alkali, sedangkan bagi
asam-asam lemah garam Li biasanya kurang larut daripada garam-garam unsur
lainnya.
Terdapat sedikit reaksi pengendapan yang penting mengenai ion-ion tersebut.Salah
satu contoh adalah pengendapan dengan larutan 4, diaminodifenilmetana (L) dalam metanolat
garam-garam Li dan Na, misalnya, Umumnya makin besar ion garam-garam tidak larutnya makin beragam. Jadi
Na mempunyai beberapa garam tidak larut; campuran Na-Zn dan Na-Mg uranil asetat
, yang mengendap secara
kuantitatif darilarutan asam asetat encer, sangat berguna bagi analisis.
Garam-garam dari ion-ion yang lebih berat, dengan anion-anion yang
lebih besar seperti relatif tidak larut dan membentuk basa untuk
analisis gravimetri.[10]
Logam alkali bersifat sangat reaktif
sehingga selalu ditemukan di alam dalam bentuk senyawanya.[11]Dan
tidak ditemukan dalam keadaan bebas di alam, tetapi sebagai ion positif dalam senyawa ion.Kebanyakan senyawanya larut
dalam air sehingga logam ini banyak terdapat di air laut.[12]
Garam batu (NaCl), silvit (KCl), dan
karnalit (KMg) berasal dari endapan
yang terbentuk akibat penguapan laut dahulu kala.Karena perbedaan kelarutan,
garam-garam mengendap tidak bersamaan, tetapi satu per satu sehingga terbentuk
lapisan-lapisan garam yang relatif murni. Garam ditambang dengan cara
menyemprotkan air untuk melarutkan garam, kemudian memompa larutan garam
tersebut ke permukaan.[13]
Logam alkali umumnya dibuat dengan
mengelektrolisis cairan garamnya atau hidroksidanya, natrium biasanya dapat
dibuat dengan mengelektrolisis NaCl cair.Garam alkali halida yang terbanyak di
bumi adalah NaCl, sehingga kebanyakan senyawa natrium dibuat dari NaCl.
Akibatnya senyawa natrium lebih murah dibandingkan senyawa kalium dan logam
alkali yang lain.[14]
E. WARNA
NYALA
Sifat penting logam alkali adalah
mempunyai spektrum emisi yang dihasilkan bila larutan garamnya dipanaskn dalam
nyala bunsen, atau mengalirkan muatan listrik pada uapnya. Warna spektrum itu
dapat dipakai dalam ananalisa kualitatif, yang disebut tes nyala.Nyala garam
litium berwarna merah, garam natrium berwarna kuning cemerlang, garam kalium
berwarna ungu.[15]Dalam
kehidupan sehari-hari warna nyala logam alkali dapat dilihat pada lampu.[16]
Ketika atom diberi energi (dipanaskan) elektronnya akan tereksitasi ke
tingkat yang lebih tinggi. Ketika energi itu dihentikan, maka elektronnya
akankembali lagi ke tingkat dasar sehingga memancarkan energi radiasi
elektromagnetik.
Menurut Neils Bohr, besarnya energi yang dipancarkan oleh setiap atom
jumlahnya tertentu (terkuantitas) dalam bentuk spektrum emisi. Sebagian anggota
spektrum terletak di daerah sinar tampak sehingga akan memberikan warna-warna
yang jelas dan khas untuk setiap atom.
Warna-warna yang ada pada tabel tersebut hanya merupakan panduan.Hampir
setiap orang yang melakukan uji nyala berbeda dalam mengamati dan menjelaskan
warna yang terjadi. Sebagai contoh, beberapa orang menggunakan kata
"merah" beberapa kali untuk menunjukkan beberapa warna yang bisa
sangat berbeda satu sama lain. Disamping itu, ada juga yang menggunakan kata
seperti "merah padam" atau "merah tua" atau "merah
gelap", tapi tidak semua orang mengetahui perbedaan antara kata-kata yang
dipakai untuk menunjukkan warna ini.
Asal-usul warna nyala
Warna nyala dihasilkan dari pergerakan elektron
dalam ion-ion logam yang terdapat dalam senyawa. Sebagai contoh, sebuah ion
natrium dalam keadaan tidak tereksitasi memiliki struktur 1s2 2s2 2p6 . Jika
dipanaskan, elektron-elektron akan mendapatkan energi dan bisa berpindah ke
orbital kosong manapun pada level yang lebih tinggi -sebagai contoh, berpindah
ke orbital 7s atau 6p atau 4d atau yang lainnya, tergantung pada berapa banyak
energi yang diserap oleh elektron tertentu dari nyala. Karena sekarang elektron-elektron
berada pada level yang lebih tinggi dan lebih tidak stabil dari segi energi,
maka elektron-elektron cenderung turun kembali ke level dimana sebelumnya
mereka berada-tapi tidak musti sekaligus. Sebuah elektron yang telah
tereksitasi dari level 2p ke sebuah orbital pada level 7 misalnya, bisa turun
kembali ke level 2p sekaligus. Perpindahan ini akan melepaskan sejumlah energi
yang dapat dilihat sebagai cahaya dengan warna tertentu. Akan tetapi, elektron
tersebut bisa turun sampai dua tingkat (atau lebih) dari tingkat sebelumnya.
Misalnya pada awalnya di level 5 kemudian turun sampai ke level 2.
Masing-masing perpindahan elektron ini melibatkan sejumlah energi tertentu yang
dilepaskan sebagai energi cahaya, dan masing-masing memiliki warna tertentu.
Sebagai akibat dari semua perpindahan elektron ini, sebuah spektrum garis yang
berwarna akan dihasilkan. Warna yang anda lihat adalah kombinasi dari semua
warna individual.Besarnya lompatan/perpindahan elektron dari segi energi,
bervariasi dari satu ion logam ke ion logam lainnya. Ini berarti bahwa setiap
logam yang berbeda akan memiliki pola garis-garis spektra yang berbeda,
sehingga warna nyala yang berbeda pula.[17]
F.
KEMIRIPAN LITIUM DENGAN LOGAM ALKALI TANAH
Litium dalam banyak hal menunjukkan sifat yang berbeda
dari anggota alkali lainnya tetapi justru mirip dengan logam alkali tanah,
sifat-sifat ini yaitu :
a.
Kekerasan
litium (terbesar dalam golongan alkali) mirip dengan kekerasan logam alkali
tanah.
b.
Mirip dengan
logam alkali tanah tetapi berbeda dari logam alkali; litium membentuk oksida
“normal” Li2O, bukan dioksida(2-) ataupun dioksida(1-).
c.
Litium adalah satu-satunya logam alkali yang membentuk
senyawa nitride seperti halnya semua logam alkali tanah.
d.
Demikian juga litium adalah satu-satunya logam alkali
yang membentuk senyawa dikarbida(2-), Li2C2 yang sering disebut litium
asetilida, seperti halnya logam alkali tanah yang membentuk senyawa
dikarbida(2-).
e.
Tiga garam litium yaitu karbonat, posfat, dan
fluorida, mempunyai kelarutan sangat rendah, ketiga anion ini dengan logam
alkali tanah membentuk garam yang tak larut.
f.
Litium
membentuk banyak senyawa organometalik (senyawa koordinasi oleh atom karbon
organic) seperti halnya magnesium. Dalam banyak hal senyawa garam, litium dan
magnesium menunjukkan banyak kesamaannya termasuk sifat kovalensinya yang
relatif tinggi.[18]
G. OKSIDA LOGAM ALKALI
Oksida
logam alkali atau alkali tanah kurang lebih akan larut dalam air dan
menunjukkan sifat basa. Natrium oksida Na2O adalah contoh
khas oksida basa.
Na2O(s)
+ H2O → 2Na+(aq) + 2OH¯(aq)
(aq)
menunjukkan bahwa spesi ini ada dalam larutan dalam air. Bahkan bila oksida ini
sedikit larut dalam air, oksida ini tetap basa bila bereaksi dengan air.
Semua
oksida logam golongan IA bersifat mudah larut dalam air.Kelarutan ini disebabkan
terjadinya reaksi hidrolisis ion oksida menjadi ion hidroksida. Sifat basa
kuatnmya disebabkan oleh OH- contohnya:K2O(S)
+ H2O 2KOH(aq)
ion
oksida, kecuali berilium oksida Semua oksida logam mempunyai titik leleh di
atas 19000C yang menunjukkan sebagai senyawa ionik yang mengandung
merupakan senyawa kovalen.
Logam
alkali bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa oksida, senyawa peroksida, dan
senyawa superoksida. Persamaan umumnya adalah sebagai berikut:
a.
Senyawa
oksida (O2-)
Oksida
adalah senyawa biner suatu unsur dengan oksigen.Sebagain besar oksida diperoleh
langsung dengan mereaksikan unsurnya langsung dengan oksigen.oksida biner dari
unsurnya melengkapi ranah jenis ikatan mulia yang benmar-benar ionic sampai
yang benar-benar kovalen. Oksida dapat diklasifikasikan ke dalam lima
golongan,yaitu oksida logam, oksida nonlogam, oksida amfoter, oksida netral dan
oksida campuran.Contoh reaksi logam alkali dengan oksigen menghasilkan oksida :
4Na(s)
+ O2(g) → 2NaO(s)
b.
Senyawa
peroksida (O22-)
Senyawa
peroksida yang banyak digunakan adalah hydrogen peroksida H2O2,
yaitu untuk pemutih pulp kertas, tekstil, kulit, lemak dan minyak rambut. Dalam
industry digunakan sebagai pereaksi kimia organic, polimer, obat-obatan, dan
produksi makanan.Hydrogen peroksida encer digunakan dalam rumah tangga untuk
antiseptic ringan dan pemutih kain.
Hidrogen
peroksida murni merupakan cairan tak berwarna yang membeku pada -0,46oC
dan mendidih 150,2oC. Cairannya lebih kental dari pada air dengan
massa jenisnya 1,44225 g/mL (pada 25oC)
Namun
strukturnya tidak planar, tetapi membentuk struktur yang disebut skew-chain
Hidrogen
peroksida mempunyai nilai pKa = 11,75, bersifat asam sangat lemah dan sebagai
proton akseptor, seperti ditunjukan dalam reaksi berikut ini :
H2O2
(aq) + H3O+(aq) H2O(aq) + H3O+
(aq)
Namun
demikian, hydrogen peroksida merupakan oksidator kuat dalam suasana asam maupun
basa. Ini terlihat dari potensial reduksi standarnya :
H2O2 (aq) + 2H+(aq)
+ 2e- 2 H2O
E0=+1,77 V (1)
O2(g) + 2H+(aq)
+ 2e- ↔ H2O2
(aq)
E0=+0,69 V (2)
HO2-(aq) + H2O
+ 2e- ↔ 3OH-(aq)
E0=+0,87 V (3)
Laju
reaksi Hidrogen peroksida mudah terurai menjadi air dan oksigen setelah
disimpan lama. Reaksinya, sebagai berikut:
2 H2O2
(l) → 2 H2O + O2(g) ∆H= -197 kJ/mol
Penguraian
ini dipercepat oleh adanya, panas , ion logam berat, dan kotoran. Bahkan air
dan oksigen yang menjadi produk penguraiannya juga mempercepat proses
penguraian selanjutnya. Terbentuknya oksigen dari hasil penguraian itu dapat
memicu terjadinya ledakan dan api. Oleh karena itu hydrogen peroksida pekat
harus disimpan dalam botol plastic khusus yang bagian dalamnya dilapisi lilin
dan tidak boleh menggunakan botol gelas. Permukaan gelas umumnya mengandung
alkali yang dapat mempercepat proses penguraian.
2M(s)
+ O2(g) → M2O2(s)
Contoh
reaksi logam alkali dengan oksigen menghasilkan peroksida :
2K(s)
+ O2(g)→ K2O2(s)
c.
Senyawa
superoksida
(O2-)
Senyawa
superoksida Na, K, dan Rb dibuat dari peroksidanya. Dalam sistem tertutup
seperti pada kapal selam, kalium superoksida digunakan untuk menghilangkan gas
karbon dioksida hasil pernafasan para kru kapal selam.
Reaksinya
sebagai berikut :
4 KO2
(s) + 2CO2 (g) ↔2K2CO3 (s) + 3O2
(g)
Reaksi
diatas memungkinkan terjadinya regenerasi gas oksigen yang diperlukan untuk
pernafasan.
Superoksida
ionic, MO2, dibentuk oleh interaksi O2 dengan K, Rb, atau
Cs sebagai padatan Kristal kuning sampai jingga. NaO2 dapat
diperoleh hanya dengan reaksi Na2O2 dengan O2
pada 300 atm dan 500°C. LiO2 tidak dapat diisolasi. Superoksida
alkali tanah, Mg, Zn, dan Cd hanya terdapat dalam konsentrasi kecil sebagai
larutan padat dalam peroksida. Ion O2- mempunyai satu
elektron tidak berpasangan. Superoksida adalah zat pengoksidasi yang sangat
kuat. Mereka bereaksi kuat dengan air :
2 O2-
+ H2O → O2 + HO2- + OH-
2 HO2-
→ 2OH- + O2 (lambat)
Reaksi
dengan CO2, yang melibatkan intermediet peroksokarbonat, diguanakan
untuk menghilangkan CO2 dan meregenerasi O2 dalam system
tertutup (misalnya kapal selam). Reaksi keseluruhan adalah : 4MO2(s)
+ 2CO2(g) → 2M2CO3(s) + 3O2(g
Contoh
reaksi logam alkali dengan oksigen menghasilkan oksida
Rb(s)
+ O2(g)→ RbO2(s)
Senyawa
oksida dihasilkan apabila reaksi melibatkan jumlah oksigen terbatas; sedangkan
senyawa peroksida dan superoksida diperoleh dari reaksi dengan jumlah oksigen
berlebih.
H.
EKSTRASI LOGAM
ALKALI
Logam-logam alkali adalah reduktor kuat sehingga tidak mungkin diperoleh
dengan mereduksi oksidanya. Oleh karena itu logam-logam ini diperoleh dengan
cara elektrolis. Elektrolis larutan dalam air, tidak berhasil memperoleh logam
kecuali menggunakan katoda merkuri yang menghasilkan amalgam.Akan tetapi sukar
memperoleh logam murni dari amalgam.
Natrium diperoleh dengan proses Down yaitu elektrolisis leburan NaCl (titik
lebur 8000C) yang ditambahkan CaCl2 58% dan sedikit KF
untuk menurunkan suhu lebur sampai 5050C. Cara lama ialah menurut
proses Castner (elektrolisis leburan NaOH), tetapi kini tidak digunakan lagi
karena efisiensi arus sangat rendah.
Beberapa reaksi penting diantaranya :
1.
Reaksi
antara logam-logam alkali dan oksigen menghasilkan oksida, M2O,
peroksida, M2O2, dan superoksida, dan MO2.
Li → Li2O
Na → Na2O + Na2O2
K → K2O2
+ KO2
Rb → RbO2
Cs → CsO2
2.
Reaksi logam
alkali (M) dengan unsur-unsur bukan logam halogen, N2, S, P dan H2
2 M + Cl2
→ 2 MCl
6 M + N2
→ 2 M3N
2 M +
S → M2S
3.
Reaksi
dengan air
2 M + 2
H2O → 2 MOH + H2
4.
Dengan asam
encer
2 M + 2
H+ → 2 M+ + H2
5.
Gas amonia
pada 4000C
2 M + 2
NH3 → 2 MNH2 + H2
6.
Aluminium
klorida dengan pemanasan
3
M + AlCl3 → 3 MCl + Al
I. KEGUNAAN LOGAM
ALKALI
1.
Aliasi Na/K digunakan sebagai cairan pendingin untuk
reaktor atom
2.
Pembuatan tetraetiltimbal (IV)
Pb + 4 C2H5Cl → (C2H5)4P
+ NaCl
3.
Aliasi Li/Pb untuk pembungkus kabel yang lunak
4.
Aliasi Li/Al untuk menambah daya tahan korosi Al
5.
Rb dan Ca membentuk aliasi dengan Na dan K untuk sel
fotolistrik
6.
Na dipakai untuk mereduksi titanium (IV) klorida
menjadi logam Ti
Manfaat beberapa senyawa
1.
Natrium Hidrosida (NaOH)
a Untuk
pembuatan beberapa senyawa Natrium, sepertiNaOCl, NaClO3, Na2CO3
b
Untuk rayon
dan serat lainnya
c
Untuk pulp
dan kertas
d
Untuk sabun
dan detergen non sabun
e
Untuk
pemurnian Bauksit
2. Natrium
Karbonat (Na2CO3)
a
Pembuatan
kaca
b Pembuatan Natrium Silikat yang
digunakan untuk pembuatan kertas, proteksi logam, detergen
c
Untuk
menghilangkan kesadahan air
3.
Soda cuci (Na2CO3) sebagai,
pelunak kesadahan air, zat pembersih (cleanser) peralatan rumah tangga,
industry gelas.
4.
Natrium hidroksi karbonat (NaHCO3) atau
soda kue sebagai campuran pada minuman dalam botol (beverage) agar
menghasilkan.
5.
Natrium Nitrat (NaNO3), pupuk sebagai
pereaksi dalam pembuatan senyawa nitrat yang lain.
6.
Natriun Nitrit (NaNO2), untuk pembuatan zat
warna (proses diazotasi), pencegaha korosi.
7.
Natrium Sulfat (Na2SO4) atau garam glauber sebagai
obat pencahar (cuci perut), zat pengering untuk senyawa organic.
8.
Kalium Oksida (KO2) digunakan sebagai
converter CO2 pada alat bantuan pernapasan. Gas CO2 yang
dihembuskan masuk kedalam alat dan bereaksi dengan KO2 menghasilkan O2.
9.
Kalium Klorida (KCl) sebagai bahan pembuat logam
kalium dan KOH
10.
Kalium Hidroksida (KOH) sebagai bahan pembuat sabun
mandi, elektrolit batu baterai batu alkali.
11.
Kalium Bromida (KBr) sebagai obat penenang saraf
(sedative), pembuat plat potografi.
12.
KClO3 sebagai bahan korek api, mercon, zat
peledak, ditambahkan pada garam dapur sebagai sumber iodium sehingga dikenal
sebagai garam beriodium.
13.
K2CrO4 sebagai indicator dalam
titrasi argontomeri.
BAB III
PENUTUP
A.
KESIMPULAN
Dapat ditarik
kesimpulan bahwa Dalam sistim periodik logam alkali terdapat pada kolom pertama
paling kiri sering juga disebut dengan ”Golongan IA”, terdiri dari: lithium
(Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) dan francium (Fr).
Disebut logam alkali karena oksidanya dapat bereaksi dengan air menghasilkan
larutan yang bersifat basa (alkaline). Logam Alkali juga memiliki sifat-sifat
fisika dan kimia, seperti logam alkali berbentuk padatan kristalin, merupakan
penghantar panas dan listrik yang baik, merupakan reduktor paling kuat, mudah
bereaksi dengan air, sehingga logam harus disimpan dalam minyak tanah, dan
lain-lain.
B.
SARAN
Bagi para pembaca makalah ini, sebaiknya tidak merasa
puas, karena masih banyak ilmu-ilmu yang didapat dari berbagai sumber.Sebaiknya
mencari sumber lain untuk lebih memperdalam materi mengenai Kimia Unsur
Alangkah baiknya jika mempelajari juga unsur-unsur
kimia yang lain dalam tabel periodik.
[2]
Anonim, Golongan IA Alkali, Diakses
dari http://catatankimia.com/catatan/golongan-ia-alkali.html pada 19 Februari 2013,
pukul 23:01
[3]Anonim,
Golongan IA Alkali, Diakses dari http://silvia261.wordpress.com/2010/11/20/makalah-kimia-golongan-alkali/
pada tanggal 19 Febuari 2013, pukul 23:23
[5]Anonim,
Golongan IA Alkali, Diakses dari http://nu2nklupphnaruti.blogspot.com/2010/06/logam-alkali.htm
pada tanggal 19 Febuari, Pukul 23:25
[6]Anonim,
kecendrungan golongan alkali, diakses dari
http://njuliyanti.blogspot.com/2012/03/kata-pengantar-puji-syukur-kita.html
pada tanggal 19 Febuari 2013, Pukul 23:26
[8]Cotton
dan Wilkinson, Kimia Anorganik Dasar, UI-Press,
Jakarta, 2007, h.253.
[9]Ibid. Hal.254.
[10]Ibid. hal. 255-256.
[11] Johari dan Rachmawati, Kimia SMA dan MA untuk kelas XII, PT.Gelora Aksara
Pratama,Erlangga, Jakarta, 2008, h.110.
[12]Syukri. S, Op.cit, h.606.
[13] Johari dan Rachmawati, Op.Cit., h.110-111.
[14]Syukri.S, Op.Cit., h. 606-607.
[16] Tine Maria Kuswati, Sains Kimia 3 SMA Kelas XII, Bumi
Aksara, Jakarta, 2007, h. 120.
[17]Dwi
Agustina Romiyah, Warna Nyala Logam
alkali, http://iniblognyaromi.blogspot.com/2010/03/warna-nyala-logam-alkali_815.html,
diakses pada 19 Februari 2013.
[18]
Joko Susilo, Logam Alkali, http://jokosusilo35.blogspot.com/p/logam-alkali.html,
diakses 19 Februari 2013.
Komentar
Posting Komentar