LOGAM ALKALI TANAH
Unsur-unsur golongan
IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur-unsur tersebut bersifat basa
dan banyak ditemukan dalam mineral tanah. Logam alkali tanah umumnya
reaktif, tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali.
Unsur-unsur Golongan 2 Alkali Tanah Logam:
• KONFIGURASI ELEKTRON
Berelium (Be) = 1s2 2s2
Magnesium (Mg) = 1s2 2s2 2p6 3s2
Kalsium (Ca) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Stronsium (Sr) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
Barium (Ba) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
Golongan alkali tanah elemennya semua adalah logam yang mengilap, warna
putih keperakan.
Logam alkali tanah yang tinggi dalam rangkaian reaktivitas logam, tapi
tidak setinggi logam alkali golongan 1A.
KEJADIAN
DAN EKSTRASI
Unsur-unsur ini semuanya ditemukan di kerak bumi, tetapi tidak dalam
bentuk elemen mereka begitu reaktif. Sebaliknya, mereka didistribusikan
secara luas dalam struktur batuan. Mineral utama yang ditemukan adalah
magnesium carnellite, magnesite dan dolomit. Kalsium dapat ditemukan di
kapur, batu kapur, gipsum dan anhydrite. Magnesium adalah kedelapan
unsur paling berlimpah di kerak bumi, dan kalsium adalah kelima.
Unsur dalam magnesium Grup ini hanya diproduksi dalam skala besar. Hal
ini diekstrak dari air laut dengan penambahan kalsium hidroksida, yang
mengendap keluar kurang larut magnesium hidroksida. Hidroksida ini
kemudian dikonversi ke klorida, yang electrolysed dalam sel Downs untuk
mengekstrak logam magnesium.
SIFAT
FISIK
1. Lebih keras dan padat dibandingkan natrium dan kalium
2. Memiliki titik leleh yang lebih tinggi. Disebabkan oleh kehadiran dua
valensi elektron pada setiap atom, yang mengarah pada ikatan logam yang
lebih kuat daripada terjadi di golongan 1A.
3. Tiga elemen ini memberikan karakteristik warna ketika dipanaskan
dalam api:
Putih cemerlang : Mg
Merah bata : Ca
Merah : Sr
Hijau : Ba
4. Jari-jari atom dan ion semakin besar (dari atas ke bawah). Jari-jari
ion jauh lebih kecil daripada jari-jari atom. Hal ini karena atom
mengandung dua elektron dalam tingkat s relatif jauh dari nukleus, dan
inilah elektron yang dikeluarkan untuk membentuk ion. Sisa elektron
dengan demikian dalam tingkat lebih dekat ke inti, dan di samping
meningkatnya biaya nuklir efektif menarik elektron menuju inti dan
mengurangi ukuran ion.
SIFAT
KIMIA
Sifat-sifat kimia unsur-unsur Kelompok 2 didominasi oleh mengurangi
tenaga yang kuat dari logam. Unsur-unsur menjadi semakin turun
elektropositif di golongan.
Begitu dimulai, reaksi dengan oksigen dan klorin yang kuat:
2mg (s) + O2 (g) ® 2MgO (s)
Ca (s) + Cl2 (g) ® CaCl2 (s)
Semua logam kecuali berilium membentuk oksida di udara pada suhu kamar
yang menumpulkan permukaan logam. Barium begitu reaktif akan disimpan
dalam minyak.
Semua logam kecuali berilium mengurangi air dan asam encer hidrogen:
Mg (s) + 2H + (aq) ® Mg (aq) + H2 (g)
Magnesium bereaksi hanya perlahan-lahan dengan air kecuali air mendidih,
tetapi kalsium bereaksi cepat bahkan pada suhu kamar, dan membentuk
suspensi putih berawan hemat larut kalsium hidroksida.
Kalsium, strontium dan barium dapat mengurangi gas hidrogen ketika
dipanaskan, membentuk hidrida:
Ca (s) + H2 (g) ® CaH2 (s)
Logam panas juga cukup kuat reduktor untuk mengurangi gas nitrogen dan
membentuk nitrida:
3mg (s) + N2 (g) ® Mg3N2 (s)
Magnesium dapat mengurangi, dan terbakar karbon dioksida:
2mg (s) + CO2 (g) ® 2MgO (s) + C (s)
Ini berarti bahwa kebakaran magnesium tidak dapat dipadamkan dengan
menggunakan alat pemadam kebakaran karbon dioksida.
OKSIDA
Oksida
logam alkali tanah memiliki MO rumus umum dan mendasar. Mereka biasanya
disiapkan dengan memanaskan hidroksida atau karbonat untuk melepaskan
gas karbon dioksida. Mereka memiliki entalpi kisi tinggi dan titik
leleh. Peroksida, MO2, dikenal untuk semua elemen ini kecuali berilium,
sebagai Be2 + kation terlalu kecil untuk menampung anion peroksida.
HIDROKSIDA
Kalsium,
strontium dan barium oksida bereaksi dengan air untuk membentuk
hidroksida:
CaO (s) + H2O (l) ® Ca (OH) 2 (s)
Kalsium hidroksida dikenal sebagai kapur mati. Hal ini larut dalam air
dan larutan alkali ringan yang dihasilkan dikenal sebagai air kapur yang
digunakan untuk menguji gas asam karbon dioksida.
HALIDA
Semua
golongan 2 halida biasanya ditemukan dalam bentuk terhidrasi, kecuali
ion berilium klorida. Kalsium klorida anhidrat memiliki afinitas yang
kuat seperti air itu digunakan sebagai agen pengeringan.
IONISASI OKSIDASI SERIKAT DAN ENERGI
Dalam
semua senyawa logam ini memiliki jumlah oksidasi 2 dan, dengan sedikit
pengecualian, mereka adalah senyawa ionik. Alasan untuk ini dapat
dilihat dengan pemeriksaan konfigurasi elektron, yang selalu memiliki
dua elektron pada tingkat kuantum luar. Elektron ini relatif mudah untuk
menghapus, tetapi menghilangkan elektron yang ketiga jauh lebih sulit,
karena dekat dengan nukleus dan dengan penuh kulit kuantum. Hal ini
menyebabkan pembentukan M2 +. Energi ionisasi mencerminkan susunan
elektron ini. Dua yang pertama energi ionisasi yang relatif rendah, dan
yang ketiga sangat jauh lebih tinggi.
Alkali tanah
Elemen – elemen logam alkali tanah ditemukan dalam kelompok kedua tabel
periodik. Semua unsur alkali tanah memiliki jumlah oksidasi +2, membuat
mereka sangat reaktif. Karena reaktivitas, logam yang bersifat basa
tidak ditemukan bebas di alam.
KONFIGURASI LOGAM ALKALI TANAH
:
* Berilium (Be) : 1s2 2s2
* Magnesium (Mg) : 1s2 2s2 2p6 3s2
* Kalsium (Ca) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
* Strontium (Sr) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
* Barium (Ba) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
* Radium (Ra) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
INFORMASI UMUM
Nama : BERILIUM
Simbol : Be
Atom Nomor : 4
Massa Atom : 9.012182 amu
Titik leleh : 1278,0 ° C (1551,15 K, 2332,4 ° F)
Titik didih : 2970,0 ° C (3243,15 K, 5378,0 ° F)
Jumlah Proton / Elektron: 4
Jumlah Neutron: 5
Klasifikasi : Alkali Tanah
Struktur Kristal: Hexagonal
Massa jenis @ 293 K: 1,8477 g/cm3
Warna : abu
Struktur atom
[Bohr Model of Berilium]
Jumlah Tingkat Energi: 2
Energi Tingkat Pertama: 2
Kedua Energi Level: 2
Fakta
Tanggal Penemuan : 1798
Penemu : Fredrich Wohler
Nama Asal : Dari mineral beryl
Penggunaan : pesawat ruang angkasa, peluru kendali, pesawat
Diperoleh Dari : beryl, chrysoberyl
2.
Nama : MAGNESIUM
Simbol : Mg
Atom Nomor : 12
Massa Atom : 24,305 amu
Titikleleh : 650,0 ° C (923,15 K, 1202,0 ° F)
Titik didih : 1107,0 ° C (1380,15 K, 2024,6 ° F)
Jumlah Proton / Elektron: 12
Jumlah Neutron:12
Klasifikasi : Alkali Tanah
Struktur kristal: Hexagonal
Massa jenis @ 293 K: 1,738 g/cm3
Warna : keabu-abuan
Struktur atom
[Bohr Model of Magnesium]
Jumlah Tingkat Energi: 3
Energi Tingkat Pertama : 2
Kedua Energi Level : 8
Ketiga Energi Level : 2
Fakta
Tanggal Penemuan : 1808
Penemu : Sir Humphrey Davy
Nama Asal : Magnesia (Kota)
Penggunaan : pesawat, rudal
Diperoleh dari : air laut
3.
Nama : KALSIUM
Simbol : Ca
Atom Nomor : 20
Massa Atom : 40,078 amu
Titik Leleh : 839,0 ° C (1112,15 K, 1542,2 ° F)
Titik didih : 1484,0 ° C (1757,15 K, 2703,2 ° F)
Jumlah Proton / Elektron: 20
Jumlah Neutron: 20
Klasifikasi : Alkali Tanah
Struktur Kristal: Kubus
Massa jenis @ 293 K: 1.55 g/cm3
Warna : Silver
Struktur atom
[Bohr Model of Calcium]
Jumlah Tingkat Energi: 4
Energi Tingkat Pertama: 2
Kedua Energi Level: 8
Ketiga Energi Level: 8
Keempat Energi Level: 2
Fakta
Tanggal penemuan : 1808
Penemu : Sir Humphrey Davy
Nama Asal : Dari kata latin calcis (jeruk nipis)
Penggunaan : bentuk-bentuk kehidupan untuk tulang dan kerang
Diperoleh Dari : kapur, batu gamping, marmer. 3,5% dari kerak
4. Nama :
STRONTIUM
Simbol : Sr
Atom Nomor : 38
Massa Atom : 87,62 amu
Titik leleh : 769,0 ° C (1042,15 K, 1416,2 ° F)
Titik didih : 1384,0 ° C (1657,15 K, 2523,2 ° F)
Jumlah Proton / Elektron: 38
Jumlah Neutron: 50
Klasifikasi : Alkali Tanah
Struktur Kristal: Kubus
Massa jenis @ 293 K: 2.54 g/cm3
Warna : kuning
Struktur atom
[Bohr Model of Strontium]
Jumlah Tingkat Energi: 5
Energi Tingkat Pertama: 2
Kedua Energi Level : 8
Ketiga Energi Level : 18
Keempat Energi Level: 8
Kelima Energi Level : 2
Fakta
Tanggal penemuan : 1790
Penemu : A. Crawford
Nama Asal : Setelah Strotian (kota Skotlandia)
Penggunaan : suar, kembang api, warna merah
Diperoleh Dari : celestite, strontianite 5.
Nama : BARIUM
Simbol : Ba
Atom Nomor : 56
Massa Atom : 137,327 amu
Titik leleh : 725,0 ° C (998,15 K, 1337,0 ° F)
Titik didih : 1140,0 ° C (1413,15 K, 2084,0 ° F)
Jumlah Proton / Elektron: 56
Jumlah Neutron: 81
Klasifikasi : Alkali Tanah
Struktur Kristal: Kubus
Massa jenis@ 293 K: 3,51 g/cm3
Warna : Silver
Struktur atom
[Bohr Model of barium]
Jumlah Tingkat Energi: 6
Energi Tingkat Pertama: 2
Kedua Energi Level : 8
Ketiga Energi Level : 18
Keempat Energi Level: 18
Kelima Energi Level : 8
Keenam Energi Level : 2
Fakta
Tanggal Discovery : 1808
Penemu : Sir Humphrey Davy
Nama Asal : Dari kata Yunani barys (berat)
Penggunaan : Kedokteran aplikasi, antara lain
Diperoleh Dari : barytine, whiterite
6.
Nama : RADIUM
Simbol : Ra
Atom Nomor : 88
Massa Atom : (226,0) amu
Titik leleh : 700,0 ° C (973,15 K, 1292,0 ° F)
Titik didih : 1737,0 ° C (2010,15 K, 3158,6 ° F)
Jumlah Proton / Elektron: 88
Jumlah Neutron: 138
Klasifikasi : Alkali Tanah
Struktur Kristal: Kubus
Massa jenis @ 293 K: 5.0 g/cm3
Warna : ke perak perakan
Struktur atom
[Bohr Model of Radium]
Jumlah Tingkat Energi: 7
Energi Tingkat Pertama: 2
Kedua Energi Level : 8
Ketiga Energi Level : 18
Keempat Energi Level: 32
Kelima Energi Level : 18
Keenam Energi Level : 8
Ketujuh Energi Level : 2
Fakta
Tanggal Penemuan : 1898
Penemu : Pierre dan Marie Curie
Nama Asal : Dari kata Latin jari-jari (ray)
Penggunaan : mengobati kanker
Diperoleh dari : bijih uranium
ALKALI TANAH
1. DEFINISI ALKALI TANAH
Logam
alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA. Yang
termasuk ke dalam golongan II A yaitu : Berilium (Be), Magnesium (Mg),
Calcium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Di sebut
logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam. Disebut alkali karena
mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air. Dan
istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air, dan banyak
ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi.
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau
golongan VIII A, setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S
paling luar. Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu :
1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2. Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa
logam alkali tanah adalah ikatan ionik. Karena, elektron paling luarnya
telah siap untuk di lepaskan, agar mencapai kestabilan.
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi, sehingga tidak ditemukan
dalam bentuk monoatomik , unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen, dan
logam murni yang ada di udara, membentuk lapisan luar pada oksigen.
2.
SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari
Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar.
Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur
tersebut. Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan, semakin
banyak pula jumlah kulit elektronnya, sehingga semakin besar pula
jari-jari atomnya. Jadi, dalam satu golongan (dari atas ke bawah),
jari-jari atomnya semakin besar. Dalam satu periode (dari kiri ke
kanan), nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan
inti, sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap. Akibatnya tarikan inti
terhadap elektron terluar makin besar, sehingga menyebabkan semakin
kecilnya jari-jari atom.
Jari-Jari Ion. Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika
dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya. Ion bermuatan positif
(kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil, sedangkan ion bermuatan
negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan
dengan jari-jari atom normalnya.
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk
melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1. Jika atom
tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi
yang lebih besar, begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan
seterusnya. Maka EI 1< EI 2 < EI 3. Dalam satu golongan (dari atas
ke bawah), EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga
gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil. Akibatnya
elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan. Dalam satu periode
(dari kiri ke kanan), EI semakin besar karena jari-jari atom semakin
kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar.
Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan.
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila
menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif. Semakin negatif
harga afinitas elektron, semakin mudah atom tersebut menerima elektron
dan unsurnya akan semakin reaktif. Dalam satu golongan (dari atas ke
bawah), harga afinitas elektronnya semakin kecil. Dan dalam satu periode
(dari kiri ke kanan), harga afinitas elektronnya semakin besar. Unsur
golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif, kecuali
golongan IIA dan VIIIA. Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh
golongan VIIA.
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron
dalam molekul suatu senyawa. Harga keelektronegatifan ini diukur dengan
menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 0,7 sampai 4. Unsur yang
mempunyai harga keelektronegatifan besar, cenderung menerima elektron
dan akan membentuk ion negatif. Sedangkan unsur yang mempunyai harga
keelektronegatifan kecil, cenderung melepaskan elektron dan akan
membentuk ion positif. Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga
keelektronegatifan semakin kecil. Dan dalam satu periode (dari kiri ke
kanan), harga keelektronegatifan semakin besar.
Sifat Logam dan Non Logam. Sifat logam berhubungan dengan
keelektropositifan, yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron
membentuk kation. Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi
(EI). Makin besar harga EI, makin sulit bagi atom untuk melepaskan
elektron dan makin berkurang sifat logamnya. Sifat non logam berhubungan
dengan keelektronegatifan, yaitu kecenderungan atom untuk menarik
elektron. Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), sifat logam berkurang
sedangkan sifat non logam bertambah. Dalam satu golongan (dari atas ke
bawah), sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang. Unsur
logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur,
sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas. Unsur-unsur
yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam
disebut unsur metaloid. Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat
logam dan non logam.
Kereaktifan. Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk
melepas atau menarik elektron. Dalam satu periode (dari kiri ke kanan),
mula-mula kereaktifan menurun, tapi akan semakin bertambah hingga
golongan alkali tanah (VIIA).
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
Sifat Umum : Be Mg Ca Sr Ba
1. Nomor Atom : 4 12 20 38 56
2. Konfigurasi Elektron : [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
3. Titik Leleh : 1553 923 1111 1041 987
4. Titik Didih : 3043 1383 1713 1653 1913
5. Jari-jari Atom (Angstrom): 1.12 1.60 1.97 2.15 2.22
6. Jari-jari Ion (Angstrom): 0.31 0.65 0.99 1.13 1.35
7. Energi Ionisasi I (KJ mol-1): 900 740 590 550 500
8. Energi Ionisasi II (KJ mol-1): 1800 1450 1150 1060 970
9. Elektronegativitas : 1.57 1.31 1.00 0.95 0.89
10. Potensial Elektrode (V): -1.85 -2.37 -2.87 -2.89 -2.90
11. Massa Jenis (g mL-1): 1.86 1.75 1.55 2.6 3.6
SIFAT UMUM LOGAM ALKALI TANAH
1.
berwujud padat 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
elektron 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 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 pada suhu
ruangan.
3.
GOLONGAN
ALKALI TANAH
1. Be (Berilium)
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4.
Unsur ini beracun, bervalensi 2, berwarna abu-abu baja, kukuh, ringan
tetapi mudah pecah. Berilium adalah logam alkali tanah, yang kegunaan
utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya, tembaga
berilium).
SIFAT-SIFAT
Berilium
mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan. Modulus
kekenyalan berilium kurang lebih 1/3 lebih besar daripada besi baja.
Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik, tak magnetik
dan tahan karat asam nitrat. Berilium juga mudah ditembus sinar-X, dan
neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa, (seperti
radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutron/juta partikel
alfa]). Pada suhu dan tekanan ruang, berilium tak teroksidasi apabila
terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan
oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi).
KEGUNAAN
•
Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga
berilium. (Be dapat menyerap panas yang banyak). Aloy tembaga-berilium
digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan
konduktivitas panas, kekuatan tinggi dan kekerasan, sifat yang
nonmagnetik, dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam).
Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan: mold, elektroda pengelasan
bintik, pegas, peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung
listrik.
• Karena ketegaran, ringan, dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu
yang lebar, Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri
angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan
dalam pesawat berkecepatan tinggi, peluru berpandu, kapal terbang dan
satelit komunikasi.
• Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk
menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang
terdeteksi.
• Dalam bidang litografi sinar X, berilium digunakan untuk pembuatan
litar bersepadu mikroskopik.
• Karena penyerapan panas neutron yang rendah, industri tenaga nuklir
menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan
moderator.
• Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop, berbagai alat komputer,
pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan, ketegaran dan
kestabilan dimensi.
• Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan
konduktor panas yang baik, dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi,
dan juga titik lebur yang tinggi, seterusnya bertindak sebagai perintang
listrik.
• Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu
floresens, tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena
pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis.
WAWASAN
Berilium
dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat
karsinogenik. Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari
dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium. Penyakit
berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di
Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943. Kasus
beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan
pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan. Beriliosis kronik
menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal, dan diagnosis pembedaan
adalah sulit. Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu
floresens telah dihentikan pada tahun 1949, kemungkinan pemaparan
berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir, penerbangan,
pemurnian logam berilium, peleburan Alloy berkandungan berilium,
pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium.
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain
untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya. Alat penguji canggih
tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk
memakan bahan ini tidak patut dilakukan. Berilium dan campurannya harus
dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika
melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker
paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh
pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium).
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu
harus dipatuhi. Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium
sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan.
PENGARUH KESEHATAN
Berilium
adalah sangat berbahaya jika terhirup. Keefektivannya tergantung kepada
kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan. Jika kandungan
berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μg/m³), keadaan akut
dapat terjadi. Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit
berilium akut. Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam
menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut.
Sebagian orang (1-15%) akan menjadi sensitif terhadap berilium.
Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem
pernafasan. Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD), dan
dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat
berilium diatas normal (diatas 0.2 μg/m³). Penyakit ini dapat
menyebabkan rasa lemah dan keletihan, dan juga sasak nafas. CBD dapat
menyebabkan anoreksia, penyusutan berat badan, dan dapat juga
menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam
kasus-kasus peringkat lanjut. Sebagian orang yang sensitif kepada
berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini.
Jumlah penduduk pada umumnya jarang mendapat penyakit berilium akut atau
kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah
(0.00003-0.0002 μg/m³).
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia
Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus. Berilium
yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan
menyebabkan radang.
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan
International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi
kepastian bahawa berilium adalah karsinogen. EPA menjangkakan bahawa
pemamparan seumur hidup kepada 0.04 μg/m³ berilium dapat menyebabkan
satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker.
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap
anak-anak. Kemungkinan, pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak
yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang
dewasa. Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang
dewasa dan kanak-kanak.
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat
menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan
kepada orang ramai. Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak
dapat dipastikan.
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah. Kandungan berilium
dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak
atau berapa lama seseorang telah terpapar. Tingkat kandungan berilium
juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit. Satu lagi ujian
darah, yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT), mengukur
pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap
CBD. Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara
dari kawasan perindustrian adalah 0.01 μg/m³, Dirata-ratakan pada jangka
waktu 30 hari, atau 2 μg/m³ dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam.
KETERANGAN UMUM DASAR
Nama, Lambang, Nomor atom : Berilium, Be, 4
Deret kimia : Logam alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 2, s
Penampilan : Putih-kelabu metalik
Massa atom : 9,012182(3) g/mol
Konfigurasi electron : 1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) :1,85 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur :1,690 g/cm³
Titik lebur :1560 K (1287 °C, 2349 °F)
Titik didih :2742 K (2469 °C, 4476 °F)
Kalor peleburan :7,895 kJ/mol
Kalor penguapan :297 kJ/mol
Kapasitas kalor :(25 °C) 16,443 J/(mol•K)
Tekanan uap :P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 1462 1608 1791 2023 2327 2742
CIRI-CIRI
ATOM
Struktur Kristal : Heksagonal
Bilangan oksidasi : 2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas : 1,57 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 899,5 kJ/mol
2nd : 1757,1 kJ/mol
3rd : 14848,7 kJ/mol
Jari-jari atom : 105 pm
Jari-jari atom (terhitung) : 112 pm
Jari-jari kovalen : 90 pm
2. Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol
Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 24,31. Magnesium adalah elemen
terbanyak kedelapan yang membentuk 2% berat kulit bumi, serta merupakan
unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut. Logam alkali tanah ini
terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran
alumunium-magnesium yang sering disebut “magnalium” atau “magnelium”.
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama, Lambang, Nomor atom : magnesium, Mg, 12
Deret kimia : alkali tanah
Golongan, Periode, Blok : 2, 3, s
Penampilan : putih keperakan
Massa atom : 24.3050(6) g/mol
Konfigurasi electron : [Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase : padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) :1.738 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur :1.584 g/cm³
Titik lebur : 923 K (650 °C, 1202 °F)
Titik didih :1363 K (1090 °C, 1994 °F)
Kalor peleburan :8.48 kJ/mol
Kalor penguapan :128 kJ/mol
Kapasitas kalor :(25 °C) 24.869 J/(mol•K)
Tekanan uap :P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 701 773 861 971 1132 1361
CIRI-CIRI
ATOM
Struktur Kristal :segi enam
Bilangan oksidasi :2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas :1.31 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 737.7 kJ/mol
2nd : 1450.7 kJ/mol
3rd : 7732.7 kJ/mol
Jari-jari atom :150 pm
Jari-jari atom (terhitung) :145 pm
Jari-jari kovalen :130 pm
Jari-jari Van der Waals : 173 pm
3. Ca (Kalsium)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia, antara lain bagi
metabolisme tubuh, penghubung antar saraf, kerja jantung, dan pergerakan
otot.
MANFAAT KALSIUM BAGI MANUSIA :
• Mengaktifkan saraf
• Melancarkan peredaran darah
• Melenturkan otot
• Menormalkan tekanan darah
• Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
• Menjaga keseimbangan cairan tubuh
• Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
• Mencegah penyakit jantung
• Menurunkan resiko kanker usus
• Mengatasi kram, sakit pinggang, wasir, dan reumatik
• Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
• Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
• Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
• Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
• Memulihkan gairah seks yang menurun/melemah
• Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
WAWASAN
Setelah
umur 20 tahun, tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium
sebanyak 1% per tahun. Dan setelah umur 50 tahun, jumlah kandungan
kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30%. Kehilangan akan mencapai
50% ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah
kekurangan kalsium. Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu,
banyak keringat, gelisah, sesak napas, menurunnya daya tahan tubuh,
kurang nafsu makan, sembelit, berak-berak, insomnia, kram, dsb.
INFORMASI UMUM
Nama,
Lambang, Nomor atom :Kalsium, Ca, 20
Deret kimia :Logam alkali tanah
Golongan, Periode, Blok :2, 4, s
Penampilan :putih keperakan
Massa atom :40,078(4)g•mol−1
Konfigurasi electron :[Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit :2, 8, 8, 2
SIFAT FISIKA
Fase :Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar) :1,55 g•cm−3
Massa jenis cairan pada titik didih :1,378 g•cm−3
Titik leleh :1115 K (842 °C, 1548 °F)
Titik didih :1757 K (1484 °C, 2703 °F)
Kalor peleburan :8,54 kJ•mol−1
Kalor penguapan :154,7 kJ•mol−1
Kapasitas kalor (25 °C) :25,929 J•mol−1•K−1
Tekanan uap :P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100k pada T/K 864 956 1071 1227
1443 1755
SIFAT ATOM
Struktur kristal :kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi :2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas :1,00 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 589,8 kJ•mol−1
2nd : 1145,4 kJ•mol−1
3rd : 4912,4 kJ•mol−1
Jari-jari atom :180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) :194 pm
Jari-jari kovalen :174 pm
4. Sr (Stronsium)
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Sr dan nomor atom 38. Sebagai salah satu anggota dari golongan
logam alkali tanah, stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning
metalik yang sangat reaktif. Logam ini berubah warna menjadi kuning
ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite.
90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu
paruh selama 2890 tahun.
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama, Lambang, Nomor atom :Stronsium, Sr, 38
Deret kimia :Golongan alkali tanah
Golongan, Periode, Blok :2, 5, s
Penampilan :Perak-putih-metalik
Massa atom :87.62(1) g/mol
Konfigurasi electron :[Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit :2, 8, 18, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase :padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) :2.64 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur :6.980 g/cm³
Titik lebur :1050 K (777 °C, 1431 °F)
Titik didih :1655 K (1382 °C, 2520 °F)
Kalor peleburan :7.43 kJ/mol
Kalor penguapan :136.9 kJ/mol
Kapasitas kalor :(25 °C) 26.4 J/(mol•K)
Tekanan uap :P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 769 882 990 1139 1345 1646
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal :kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi :2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas :0.95 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 549.5 kJ/mol
2nd : 1064.2 kJ/mol
3rd : 4138 kJ/mol
Jari-jari atom :200 pm
Jari-jari atom (terhitung) :219 pm
Jari-jari kovalen :192 pm
5. Ba (Barium)
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56.
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama,
Lambang, Nomor atom :Barium, Ba, 56
Deret kimia :Logam alkali tanah
Golongan, Periode, Blok :2, 6, s
Penampilan :Putih keperakan
Massa atom :137.327(7) g/mol
Konfigurasi electron :[Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit :2, 8, 18, 18, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase :Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) :3.51 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur :3.338 g/cm³
Titik lebur :1000 K (727 °C, 1341 °F)
Titik didih :2170 K (1897 °C, 3447 °F)
Kalor peleburan :7.12 kJ/mol
Kalor penguapan :140.3 kJ/mol
Kapasitas kalor :(25 °C) 28.07 J/(mol•K)
Tekanan uap :P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k pada T/K 911 1038 1185 1388
1686 2170
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal :Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi :2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas :0.89 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 502.9 kJ/mol
2nd : 965.2 kJ/mol
3rd : 3600 kJ/mol
Jari-jari atom :215 pm
Jari-jari atom (terhitung) :253 pm
Jari-jari kovalen :198 pm
6. Ra (Radium)
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom
88 (lihat tabel periodik). Radium berwarna hampir putih bersih, namun
akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam.
Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi. Isotopnya yang
paling stabil, Ra-226, mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan
kemudian berubah menjadi gas radon.
KETERANGAN UMUM UNSUR
Nama, Lambang, Nomor atom :Radium, Ra, 88
Deret kimia :alkali tanah
Golongan, Periode, Blok :2, 7, s
Penampilan :metalik putih keperak-perakan
Massa atom :226 g/mol
Konfigurasi electron :[Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit :2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
CIRI-CIRI FISIK
Fase :padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) :5,5 g/cm³
Titik lebur :973 K (700 °C, 1292 °F)
Titik didih :2010 K (1737 °C, 3159 °F)
Kalor peleburan :8,5 kJ/mol
Kalor penguapan :113 kJ/mol
Tekanan uap :P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k
pada T/K 819 906 1037 1209 1446 1799
CIRI-CIRI ATOM
Struktur kristal :Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi :2 (oksida basa)
Elektronegativitas :0,9 (skala Pauling)
Energi ionisasi 1st : 509,3 kJ/mol
2nd : 979,0 kJ/mol
Jari-jari atom :215 pm
4.
REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a.
Reaksi Logam Alkali Tanah 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 Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
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)
(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 Logam Alkali Tanah 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)
d. Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk
garam Halida, kecuali Berilium. 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)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) à 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) à MO2 (s) Ba mudah, Sr dengan tekanan tinggi, Be, Mg, dan
Ca, tidak terjadi
M(s) + X2(g) à MX2 (s) X: F, Cl, Br, dan I
M(s) + S(s) à MS (s)
M(s) + 2H2O (l) à M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat, Mg perlu
pemanasan
3M(s) + N2 (g) à M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi, Be tidak
dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) à M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) à MH2 (s) Perlu pemanasan, Be dan Mg tidak dapat
berlangsung
5.
PROSES EKSTRAKSI 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.
1. Ekstraksi Berilium (Be)
a. Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2.
Sebelum mendapatkan BeF2, kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3]
dengan Na2SiF¬6 hingga 700 0C. Karena beril adalah sumber utama
berilium.
BeF¬2 + Mg à MgF2 + Be
b. Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium, kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan
BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl¬2 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)
a. Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium, kita dapat mengekstraksinya dari dolomite
[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
b. 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)
a. 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 :
Katode : Ca2+ + 2e- à Ca
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
b. 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)
a. 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
anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
5. Ekstraksi Barium (Ba)
a. 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
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
b. Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi
BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :
6BaO + 2Al à 3Ba + Ba3Al2O6.
6.
KEBERADAAN DI ALAM
Logam
alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya
ditemukan dalam bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang
mengandung logam alkali.
1. 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].
2. 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].
3. 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].
4. Stronsium. Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di
alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan
Strontianit .
5. Barium. Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium
dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit
[BaCO3]
7.
APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1.
Berilium (Be)
a. Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat, akan tetapi
bermassa lebih ringan. Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi
pesawat Jet.
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 alat listrik, maka
Berilium sangat penting sebagai komponen televisi.
2. Magnesium (Mg)
a. Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api
dan pada lampu blitz.
b. Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO
memiliki titik leleh yang tinggi.
c. Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang
terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus
sebagai pencegah maag.
d. Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan
ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga.
3. Kalsium (Ca)
a. Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kue dan plastik.
b. Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk
membalut tulang yang patah.
c. Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen
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 mengikat Karbondioksida pada
cerobong asap.
e. Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai
sumber basa yang harganya relatif murah.
f. Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan
untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan.
g. Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi
sebagai pembentuk tulang dan gigi.
4. Stronsium (Sr)
a. Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila
digunakan untuk bahan kembang api.
b. Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan
kaca televisi berwarna dan komputer.
c. Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi
listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator).
5. Barium (Ba)
a. BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu
menyerap sinar X meskipun beracun.
b. BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki
kerapatan yang tinggi dan warna terang.
c. Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api.
ALKALI TANAH
Unsur-unsur
golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur unsur tersebut
bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah. Logam alkali
tanah umumnya reaktif, tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan
logam alkali.
Unsur–unsur logam alkali tanah
Berilium Kalsium Stronsium Barium Magnesium
1. Kelimpahan Unsur Logam Alkali Tanah
Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawa.Magnesium
dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai
kationiknya. Oleh karena kation-kation dalam silikat itu larut dalam air
dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak
ditemukan di laut, terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3. Kulit
kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit
batu kapur. Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium
karbonat menjadi dolomit, CaCO3.MgCO3. Mineral utama berilium adalah
beril, Be3Al2(SiO3)6
Mineral beril, Be3Al2(SiO3)6
mutiara dari jenis aquamarin (biru terang), dan emerald (hijau tua).
Stronsium terdapat dalam celestit, SrSO4, dan stronsianat, SrCO3. Barium
ditemukan dalam barit, BaSO4, dan iterit, BaCO3. Radium terdapat dalam
jumlah kecil pada bijih uranium, sebagai unsur radioaktif.
2. Sifat-Sifat Unsur Logam Alkali Tanah
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
berikut
Magnesium dengan air dapat bereaksi dalam keadaan panas.
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah
Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat
kekuatan ikatan antaratom menurun. Hal ini disebabkan jarak antaratom
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.
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, unsurunsur
cukup reaktif. Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke
bawah dalam sistem periodik. 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:
Ca(OH)2(aq) + H2(g)Ca(s) + 2H2O() ⎯⎯→
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. Kalsium, stronsium, dan barium
bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida. Adapun magnesium dapat
bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis
MgI2.
CaH2(s)Ca(s) + H2(g) ⎯⎯→
⎯M⎯gI2⎯→MgH2(s)Mg(s) + H2(g) ⎯
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.
Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang.
Nyala logam alkali tanah
Oleh karena garam-garam alkali
tanah menghasilkan nyala beraneka
warna, sering dipakai sebagai bahan
untuk membuat kembang api.
3. Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam Alkali Tanah
Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan
garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida.
Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2. Air laut
mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis. Rumah tiram yang
banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber
kalsium. Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh
berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Pembuatan logam magnesium dari air laut
Jika rumah tiram dipanaskan, CaCO3 terurai membentuk oksida:
⎯→CaO(s) + CO2(g)CaCO3(s)⎯
Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi
hidroksidanya:
Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O()⎯⎯→
Selanjutnya, Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi
magnesium klorida.
MgCl2(aq) + 2H2O()Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯→
Setelah kering, garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis:
Mg() + Cl2(g)→MgCl2() ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯.700⎯
Kulit kerang/tiram merupakan sumber kalsium.
Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit
membentuk MgO. Kemudian, direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan
silikon). Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan
aluminium, bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan
terhadap korosi. Oleh karena massa jenis paduan Mg–Al ringan maka paduan
tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau
beberapa bagian kendaraan. Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai
reduktor untuk membuat logam lain, seperti berilium dan uranium. Lampu
blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen
menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar.
2MgO(s) + Cahaya2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯→
Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2, juga dapat dibuat
melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum. Kalsium yang
dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan.
⎯→3Ca(g) + Al2O3(s)3CaO(s) + 2Al() ⎯1⎯.200⎯
Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang
cukup keras, digunakan sebagai elektrode pada accu. Elektrode ini tahan
terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang, sehingga accu dapat
diperbarui. Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan
beberapa logam yang kurang umum, seperti thorium.
⎯→Th(s) + 2CaO(s)ThO2(s) + 2Ca()⎯1⎯.000⎯
Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida, BeCl2. Natrium
klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan
BeCl2. Selain itu, berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam
fluoridanya oleh logam magnesium.
⎯C→MgF2() + Be(s)BeF2() + Mg()⎯9⎯50
Berilium merupakan logam mahal. Ini disebabkan manfaatnya tinggi. Jika
sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium, akan menghasilkan
paduan yang kerasnya sama dengan baja. Adapun, barium dihasilkan melalui
reduksi oksidanya oleh aluminium. Walaupun stronsium sangat sedikit
digunakan secara komersial, stronsium dapat diproduksi melalui proses
yang serupa.
4. Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Alkali Tanah
Senyawa logam alkali tanah dengan beberapa aplikasinya dalam industri
dan rumah tangga dipaparkan dalam Tabel berikut
Manfaat Senyawa Logam Alkali Tanah
Mineral kalsium karbonat dan kulit kerang adalah sumberkomersial sangat
murah dan melimpah di alam. Jika dipanaskan hingga 900°C, karbonat
terurai melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan kalsium oksida, yang
secara komersial dikenal sebagai kapur tohor. Kapur tohor digunakan
pada pembuatan baja. Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang
mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang
mengapung pada permukaan lelehan besi. Reaksinya tergolong asam-basa
Lewis:
oksida basa oksida asam ampas kalsium silikat
Kalsium hidroksida, Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada
pembuatan kertas, dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa
fluorin. Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah.
Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah dengan Ca(OH)2, semua
ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat. Ca2+(aq) + 2HCO3(aq) +
Ca(OH)2(aq) ⎯⎯→2CaCO3(s)+ 2H2O() Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas
1.400°C, akan menjadi MgO yang bersifat agak inert. MgO digunakan untuk
membuat bata tahan api (tungku pirolisis). Jika MgO dibuat pada suhu
lebih sekitar 700°C, akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam
dan digunakan sebagai aditif makanan hewan, merupakan sumber ion Mg2+
dalam nutrien. Senyawa penting dari barium adalah BaSO4. Senyawa ini
digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur, berfungsi sebagai
perekat gurdi penggilingan. BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X
sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X
Fotografi sinar-X pada usus manusia menggunakan senyawa BaSO4
Senyawa barium yang larut dalam air tidak dapat digunakan sebab bersifat
racun, tetapi suspensi BaSO4 yang terdapat sebagai ion barium, racunnya
dapat diabaikan.
Daftar Kelarutan Senyawa Alkali Tanah di Dalam Air
