Monday, July 22, 2013

Sifat Kimia dan Fisika Golongan IIA, 2A, Alkali Tanah, Tabel, Contoh, Reaksi

Sifat Kimia dan Fisika Golongan IIA, 2A, Alkali Tanah, Tabel, Contoh, Reaksi - Anggota unsur alkali tanah adalah berelium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), dan unsur radioaktif radium (Ra). Di antara unsur-unsur ini Mg dan Ca yang terbanyak terdapat di kerak bumi. Atom-atom golongan ini memiliki konfigurasi elektron np6(n + 1)s2 kecuali Be. Kerapatan unsur-unsur golongan ini lebih besar dari unsur alkali dalam satu periode. Unsur-unsur ini mempunyai dua elektron valensi yang terlibat dalam ikatan logam. Oleh karena itu dibandingkan dengan unsur golongan IA, unsur-unsur ini lebih keras, energi kohesinya lebih besar, dan titik lelehnya lebih tinggi.

Titik leleh unsur-unsur alkali tanah tidak berubah secara teratur karena mempunyai struktur kristal yang berbeda. Misal unsur Be dan Mg memiliki struktur kristal heksagonal terjejal, sedangkan struktur kristal unsur Sr berbentuk kubus berpusat muka dan struktur kristal unsur Ba berbentuk kubus berpusat badan.

a. Sifat Fisika Golongan IIA

Perhatikan sifat-sifat fisika unsur alkali tanah pada tabel berikut.

Tabel 2. Sifat-Sifat Unsur Alkali Tanah

Sifat
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Nomor atom
4
12
20
38
56
Konfigurasi elektron
2s2
3s2
4s2
5s2
6s2
Massa atom relatif (Ar)
9,01216
34,305
40,08
87,62
137,34
Titik leleh (K)
1.553
924
1.124
1.073
1.123
Kerapatan (gcm-3)
1,86
1,74
1,55
2,54
3,59
Entalpi peleburan (kJmol-1)
11,6
9,0
8,0
9,2
7,7
Titik didih (K)
3.040
1.380
1.710
1.650
1.910
Entalpi penguapan (kJmol-1)
293
129
150
139
151
Energi ionisasi pertama (kJmol-1)
900
740
590
548
502
Keelektronegatifan
1,5
1,2
1,0
1,0
0,9
Jari-jari kovalen (pm)
90
130
174
192
198
Jari-jari ion (M+) (pm)
3
65
99
113
135
Potensial elektrode standar (V)
-1,70
-2,34
- 2,87
- 2, 89
- 2,90
Entalpi hidrasi M+ (kJmol-1)
-2981
- 2082
- 1760
- 1600
- 1450
Daya hantar molar (ohm-1cm2 mol-1)
90,0
106,1
119,0
118,9
127,2
Jumlah isotop di alam
1
3
6
4
7

Kalsium, stronsium, barium, dan radium membentuk senyawa ion bermuatan +2. Magnesium kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium lebih dominan kovalen. Sifat-sifat golongan alkali tanah ditunjukkan pada Tabel 1. [1]

Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun. Hal ini disebabkan jarak antar atom pada logam alkali tanah bertambah panjang. Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi, serta cukup kuat untuk menggores kaca. Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium, tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali. [1]

Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik. Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang. Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2. Akibatnya, unsur-unsur cukup reaktif. Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke bawah dalam sistem periodik. [1]

b. Sifat Kimia Golongan IIA

Sifat kimia unsur alkali tanah sama dengan sifat kimia unsur alkali. Unsur alkali tanah terdapat dalam alam sebagai ion dipositif (positif dua). Kalsium, stronsium, dan barium memiliki sifat yang serupa, namun magnesium dan berelium berbeda dengan ketiga unsur tersebut yaitu kurang aktif. Semua unsur alkali tanah merupakan penyumbang elektron. Unsur alkali tanah tergolong reduktor yang kuat.

Unsur alkali tanah mudah bereaksi dengan unsur non logam membentuk senyawa ion misal halida, hidrida, oksida, dan sulfida. Unsur alkali tanah, kecuali berelium dan magnesium bereaksi dengan air.

1) Reaksi-reaksi kimia yang utama pada alkali tanah adalah seperti berikut.

a) Reaksi antara logam-logam alkali dan oksigen.

2M + O2 → 2MO
M + O2 → MO2

b) Reaksi logam alkali (M) dengan unsur-unsur halogen, S, N2, H2O, dan H2.

M + X2 → MX2
M + S → MS
M + H2 → MH2
M + 2H2O → M(OH)2 + H2
3M + N2 → M3N2

c) Reaksi dengan asam.

M + 2H+ → M2+ + H2

d) Reaksi dengan gas amonia dengan katalis.

M + 2NH3 → M(NH2)2 + H2

Pada suhu kamar, berilium tidak bereaksi dengan air, magnesium bereaksi agak lambat dengan air, tetapi lebih cepat dengan uap air. Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar. Reaksinya : [1]

Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)

Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida. Barium dapat membentuk peroksida. Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700 °C. [1]

Kalsium, stronsium, dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida. Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2. [1]

Ca(s) + H2(g)
CaH2(s)




∆/MgCl2

Mg(s) + H2(g)
MgH2(s)

Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida, dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi, misalnya magnesium nitrida:

Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s)

Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas. Stronsium berwarna krimson, barium hijau-kuning, dan magnesium putih terang. [1]

2) Kelarutan

Garam-garam oksalat, sulfat, kromat, dan karbonat dari alkali tanah umumnya sukar larut dalam air. Kamu sudah mempelajari sifat-sifat unsur alkali dan alkali tanah, bagaimana cara mengidentifikasi sifat-sifat umum dari unsur alkali dan alkali tanah tersebut?

Untuk menjawab pertanyaan di atas, mari kita lakukan kegiatan berikut.

Percobaan / Praktikum Identifikasi Sifat Umum Unsur Alkali dan Alkali Tanah :

A. Tujuan

Mengidentifikasi sifat umum unsur alkali dan unsur alkali tanah.

B. Alat dan Bahan

- Tabung reaksi 
- Penjepit 
- Gelas piala 
- Kawat nikrom 
- Pemanas bunsen 
- Kaca kobalt 
- Larutan kalsium klorida 
- Larutan stronsium klorida 
- Larutan barium klorida 
- Larutan asam klorida encer
- Larutan magnesium uranil asetat
- Larutan natrium kobalt nitrit
- Larutan kalium kromat
- Larutan asam klorida pekat
- Larutan asam sulfat
- Larutan kalium klorida
- Larutan barium nitrat
- Larutan natrium klorida
- Larutan litium klorida

C. Cara Kerja

1. Uji Nyala

a. Celupkan ujung kawat nikrom yang pijar ke dalam larutan asam klorida encer untuk membersihkannya.
b. Celupkan ujung kawat nikrom yang telah bersih ke dalam larutan asam klorida pekat, kemudian ke dalam larutan litium klorida yang diperiksa. Selanjutnya masukkan ujung kawat ke dalam nyala api.
c. Catat warna nyala yang ditimbulkannya.
d. Ulangi langkah a sampai dengan c untuk:

1) Larutan natrium klorida
2) Larutan kalium klorida
3) Larutan kalsium klorida
4) Larutan stronsium klorida
5) Larutan barium klorida

2. Pengendapan Unsur

Ambil 4 tabung reaksi dan masukkan masing-masing ke dalam tabung reaksi seperti berikut.

a. Tabung A diisi dengan stronsium klorida dan kalium kromat.
b. Tabung B diisi dengan kalium klorida dan natrium kobalt nitrit.
c. Tabung C diisi dengan larutan natrium klorida dan magnesium uranil asetat.
d. Tabung D diisi dengan larutan barium nitrat dan asam sulfat.

D. Hasil Percobaan

1. Uji nyala

No.
Senyawa
Warna Nyala
1.
litium klorida

2.
natrium klorida

3.
kalsium klorida

4.
stronsium klorida

5.
barium klorida


2. Pengendapan

No.
Senyawa
Pengamatan
1.
stronsium klorida + kalium kromat

2.
kalium klorida + natrium kobalt nitrit

3.
natrium klorida + magnesium uranil asetat

4.
barium nitrat + asam sulfat


E. Analisa Hasil Percobaan
  1. Bagaimana warna nyala dari unsur alkali dan unsur alkali tanah?
  2. Bagaimana reaksi yang terjadi pada percobaan pengendapan?
  3. Apakah kesimpulan dari percobaan ini?
Tabel 2. Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air [1]


Hidroksida
Karbonat
Sulfat
Be
Tidak larut
Larut
Mg
Tidak larut
Sedikit larut
Larut
Ca
Sedikit larut
Tidak larut
Sedikit
Sr
Larut
Tidak larut
Tidak
Ba
Larut
Tidak larut
Tidak

Contoh Soal Mengidentifikasi Senyawa Logam Alkali Tanah (1) :

Melalui uji kimia, bagaimanakah membedakan antara MgCl2 dan BaCl2?

Jawaban :

Berdasarkan kelarutannya dalam air, diketahui bahwa MgSO4 larut dalam air, sedangkan BaSO4 tidak larut.

Oleh sebab itu, jika Na2SO4 ditambahkan ke dalam larutan BaCl2 dan MgCl2 maka BaCl2 akan mengendap sebagai BaSO4, dan MgCl2 tetap di dalam larutannya.

Na2SO4(aq) + BaCl2(aq) → 2NaCl(aq) + BaSO4(s)

Anda sekarang sudah mengetahui Golongan IIA atau Alkali Tanah. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Sukmanawati, W. 2009. Kimia 3 : Untuk SMA/ MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 266.

Referensi Lainnya :

[1] Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 298.

No comments:

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijak. Komentar yang tidak sesuai materi akan dianggap sebagai SPAM dan akan dihapus.
Aturan Berkomentar :
1. Gunakan nama anda (jangan anonymous), jika ingin berinteraksi dengan pengelola blog ini.
2. Jangan meninggalkan link yang tidak ada kaitannya dengan materi artikel.
Terima kasih.