LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA
Uji Nyala Logam
Alkali dan Alkali Tanah
A. Tujuan
Untuk mengetahui warna nyala dari unsur-unsur
golongan alkali dan alkali tanah.
B. Dasar Teori
A. Logam Alkali
Unsur-unsur dalam sistem periodik yang bersifat logam yaitu unsur-unsur
golongan s (Alkali = golongan 1 dan alkali tanah = golongan 2), sebagian
golongan p (misalnya aluminium = golongan 13, Sn dan Pb = golongan 14),
unsur-unsur transisi golongan d (Golongan 3-11), secara khusus golongan 12 (Zn,
Cd, Hg) dan unsur-unsur transisi dalam golongan f.
Logam biasanya
dipikirkan sebagai padatan yang rapat, keras dan tidak reaktif. Kenyataannya,
logam-logam alkali berlawanan dari sifat-sifat ini yaitu, rapatan massa rendah,
lunak 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 sangat lunak dan semakin lunak
dengan naiknya nomor atom. Litium (Li) dapat dipotong dengan pisau, tetapi
kalium (K) dapat diremas seperti mentega lunak. Sebagian besar logam mempunyai
titik leleh yang sangat tinggi, tetapi alkali mempunyai titik leleh rendah dan
semakin rendah dengan naiknya nomor atom.
Dalam Tabel 1. terdapat beberapa sifat fisika penting dari unsur grup IA.
Unsur-unsur ini memiliki daya hantar (konduktivitas) listrik danpanas yang
tinggi dimana hal ini merupakan sifat khas dari logam. Pipa yang diisi natrium
(Na) digunakan untuk penghantar (konduktor) listrik yang pendek berskala besar.
Natrium (Na) yang meleleh digunakan sebagai fluida pemindah (pentransfer) panas
dalam beberapa reaktor nuklir.
Li
|
Na
|
K
|
Rb
|
Cs
|
|
Titik leleh, oC
|
181
|
98
|
64
|
39
|
29
|
Titik didih, oC
|
1336
|
881
|
766
|
694
|
679
|
Rapatan, g/cm
|
0,54
|
0,97
|
0,87
|
1,53
|
1,88
|
Distribusi elektron
|
2,1
|
2,8
|
2,8
|
2,8
|
2,8
|
Energi pengionan, eV
|
5,4
|
5,1
|
4,3
|
4,2
|
3,9
|
Jari-jari atom, Ao
|
1,34
|
1,54
|
1,96
|
2,16
|
2,35
|
Jari-jari ion, Ao
|
0,60
|
0,95
|
1,33
|
1,48
|
1,69
|
Keelektronegatifan
|
1,0
|
0,9
|
0,8
|
0,8
|
0,7
|
Struktur kristal
|
bcc
|
Bcc
|
bcc
|
bcc
|
Bcc
|
Menurut Kristian H.
Sugiyarto (2003), beberapa sifat umum senyawa logam alkali yaitu persifatan
yang berkaitan dengan karakter ionik, kestabilan anion-anion besar bermuatan
rendah, hidrasi ion dan kelarutan sebagaimana diuraikan berikut ini.
1. Karakter
ionik; ion logam alkali selalu mempunyai tingkat oksidasi +1 dan sebagian besar
senyawaannya berupa padatan ionik dan stabil. Senyawaannya tidak berwarna
kecuali dengan anion yang berwarna, misalnya kromat (CrO42-)
dan permanganat (MnO4-).
2. Hidrasi
ion; semakin tinggi densitas muatan ion, semakin kuat ion terhidrasi karena
logam-logam alkali mempunyai densitas yang sangat rendah daripada densitas
logam-logam pada umumnya, maka energi hidrasi senyawaan logam alkali juga
sangat rendah. Untuk ion litium (Li+) misalnya mempunyai energi
hidrasi sebesar 519 kJ/mol, sedangkan untuk ion magnesium (Mg2+)
energinya 1920 kJ/mol. Kecenderungan energi hidrasi ini yaitu semakin mengecil
dengan naiknya jari-jari ion.
3. Kelarutan;
sebagian besar senyawaan logam alkali larut dalam medium air, walaupun
kelarutannya berbeda-beda. Sebagai contoh, larutan jenuh litium klorida (LiCl)
mempunyai konsentrasi 14 mol/L, tetapi larutan jenuh litium karbonat (Li2CO3)
mempunyai konsentrasi hanya 0,18 mol/L.
B. Logam Alkali Tanah
Golongan alkali tanah
terdiri atas berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr),
barium (Ba) dan radium (Ra). Anggota pertama, berilium (Be) bersifat mendekati
semi-logam dan anggota terakhir radium (Ra) bersifat radioaktif sehingga
sifat-sifat kimianya tidak banyak diketahui secara mendalam.
Logam alkali tanah
berwarna putih keperakan dan mempunyai densitas (rapatan) relatif rendah yang
semakin besar dengan naiknya nomor atom kecuali kalsium (Ca) (Tabel 2). Ikatan
metalik logam-logam alkali tanah lebih kuat daripada ikatan metalik logam
alkali sebagaimana ditunjukkan oleh data entalpi, atomisasi, data titik leleh
dan kekerasan yang lebih besar pula. Walaupun densitas naik dengan naiknya
nomor atom seperti halnya golongan alkali, titik leleh dan entalpi atomisasi
berubah hanya sedikit saja berbeda dari golongan alkali. Logam alkali tanah
kurang reaktif, artinya kurang elektropositif daripada logam alkali, namun
lebih reaktif daripada logam-logam yang lain.
Berbagai data fisis
logam alkali tanah diberikan dalam tabel 2., dari berilium (Be) ke barium (Ba)
jari-jari atom meningkat secara beraturan. Pertambahan jari-jari menyebabkan
penurunan energi pengionan dan keelektronegatifan. Potensial elektrode juga
meningkat dari kalsium (Ca) ke barium (Ba), akan tetapi berilium (Be)
menunjukkan penyimpangan karena potensial elektodenya relatif kecil. Hal itu
disebabkan energi ionisasi berilium (Be) (tingkat pertama + tingkat kedua)
relatif besar. Titik cair dan titik didih cenderung menurun dari atas ke bawah.
Sifat-sifat fisis, seperti titik cair, rapatan dan kekerasan logam alkali tanah
lebih besar jika dibandingkan dengan logam alkali seperiode. Hal itu disebabkan
logam alkali tanah mempunyai dua elektron valensi sehingga ikatan logamnya
lebih kuat.
Tabel 2.
Data fisis logam alkali tanah
Sifat
|
Be
|
Mg
|
Ca
|
Sr
|
Ba
|
Nomor atom
|
4
|
12
|
20
|
38
|
56
|
Konfigurasi elektron
|
2s2
|
3s2
|
4s2
|
5s2
|
6s2
|
Titik cair (oC)
|
1278
|
649
|
839
|
769
|
725
|
Titik didih (oC)
|
2970
|
1090
|
1484
|
1384
|
1640
|
Rapatan (densitas), gr/cm3
|
1,85
|
1,74
|
1,54
|
2,6
|
3,51
|
Energi pengionan pertama, kJ/mol
|
899
|
738
|
590
|
590
|
503
|
Kedua, kJ/mol
|
1757
|
1451
|
1145
|
1064
|
965
|
Ketiga, kJ/mol
|
14848
|
7733
|
4912
|
4210
|
3430
|
Keelektronegatifan skala Pauling
|
`1,5
|
1,2
|
1
|
1
|
0,9
|
Potensial reduksi standar
|
-1,7
|
-2,38
|
-2,76
|
-2,89
|
-2,9
|
Jari-jari atom, A
|
1,11
|
1,6
|
1,97
|
2,15
|
2,17
|
Jari-jari ion, A
|
0,3
|
0,65
|
0,99
|
1,13
|
1,35
|
Kekerasan (skala Mohs)
|
5
|
2
|
1,5
|
1,8
|
2
|
Warna nyala
|
Tidak ada
|
Tidak ada
|
Jingga merah
|
Merah
|
Hijau
|
Semua senyawa dari
kalsium (Ca), stronsium (Sr) dan barium (Ba), yaitu logam alkali tanah yang
bagian bawah berbentuk senyawa ion, sedangkan senyawa-senyawa berilium (Be) dan
senyawa-senyawa magnesium (Mg) bersifat kovalen. Sifat kimia logam alkali tanah
bermiripan dengan logam alkali, tetapi logam alkali tanah kurang reaktif dari
logam alkali seperiode. Jadi berilium (Be) kurang reaktif dibandingkan terhadap
litium (Li), magnesium (Mg) kurang reaktif dibandingkan terhadap natrium (Na)
dan seterusnya. Hal itu disebabkan jari-jari atom logam alkali tanah lebih
kecil, sehingga energi pengionan lebih besar. Lagi pula logam alkali tanah
mempunyai dua elektron valensi, sedangkan logam alkali hanya satu. Kereaktifan
kalsium (Ca), sronsium (Sr) dan barium (Ba) tidak terlalu berbeda dari logam
alkali, tetapi berilium (Be) dan magnesium (Mg) jauh kurang aktif. Beberapa
reaksi logam alkali tanah berikut menggambarkan kecendrungan sifat unsur-unsur
itu.
1. Reaksi dengan air (H2O)
Kalsium (Ca),
stronsium (Sr) dan barium (Ba) bereaksi baik dengan air (H2O)
membentuk basa dan gas hidrogen (H2). Magnesium (Mg) bereaksi sangat
lambat dengan air (H2O) dingin dan sedikit lebih baik dengan air (H2O)
panas, sedangkan berilium (Be) tidak bereaksi.
M(s) + 2H2O(l) à M(OH)2(aq) +
H2(g)
(M = Mg, Ca, Sr, Ba, dan Ra)
2. Reaksi dengan udara
Semua logam alkali
tanah terkorosi terus menerus di udara membentuk oksida, hidroksida atau
karbonat, kecuali berilium (Be) dan magnesium (Mg). Berilium (Be) dan magnesium
(Mg) juga bereaksi dengan oksigen di udara, tetapi lapisan oksida yang
terbentuk melekat pada permukaan logam sehingga menghambat korosi berlanjut.
Apabila dipanaskan kuat, semua logam alkali tanah, termasuk berilium (Be) dan
magnesium (Mg), terbakar di udara membentuk oksida dan nitrida.
2M(s) + O2(g) à 2MO(s)
3M(s) + N2(g) à M3N2
3. Reaksi dengan halogen (X2)
Semua logam alkali
tanah bereaksi dengan halogen membentuk garam halida.
M(s) + X2(g) à MX2(s)
Lelehan halida dari berilium (Be)
mempunyai daya hantar listrik yang buruk. Hal itu menunjukkan bahwa halida
berilium (BeX2) bersifat kovalen.
4. Reaksi dengan asam dan basa
Semua logam alkali
tanah bereaksi dengan asam kuat seperti asam klorida (HCl) membentuk garam dan
gas hidrogen (H2). Reaksi makin hebat dari berilium (Be) ke barium
(Ba).
M(s) + 2HCl(aq) à MCl2(aq) +
H2(g)
Berilium (Be) juga bereaksi dengan basa
kuat, membentuk berilium hidroksida (Be(OH)42-) dan gas
hidrogen (H2)
Be(s) + 2NaOH(aq) +
2H2O(l) à Na2Be(OH)4(aq) +
H2(g)
C. Alat dan Bahan
·
Alat :
1. Pinggan
2. Pipet
3. Beker glass
4. Sendok
5. Korek api
·
Bahan :
1.
Alkohol
2.
NaCl
3.
BaCl2
4.
KCl
5.
SrCl2
6.
CaCO3
D. Langkah
kerja
1.
Ambil
garam sebanyak satu ujung sendok
2.
Kemudian masukan ke dalam pinggan
3.
Tetesi garam dengan alkohol secara
merata hingga basah
4.
Nyalakan korek api lalu kenakan pada
garam yang basah
5.
Amati warna nyala api yang terjadi
E. Hasil Kerja
No.
|
Senyawa
|
Warna
|
Mengandung Unsur/ Ion
|
Golongan
|
1.
|
NaCl
|
Kuning
|
Na/Na+
|
I A/Alkali
|
2.
|
KCl
|
Ungu
|
K/K+
|
I A/Alkali
|
3.
|
SrCl2
|
Merah Tua
|
Sr/Sr2+
|
II A/Alkali Tanah
|
4.
|
BaCl2
|
Hijau
|
Ba/Ba2+
|
II A/Alkali Tanah
|
5.
|
CaCO3
|
Merah
|
Ca/Ca2+
|
II A/Alkali Tanah
|
F. Kesimpulan
Warna
nyala yang dihasilkan oleh setiap sampel adalah :
a. Natrium
(Na) = Kuning
b. Kalium (K) =
Ungu
c. Kalsium
(Ca) = Merah
d. Stronsium
(Sr) = Merah tua
e. Barium
(Ba) = Hijau
Unsur-unsur alkali
dan alkali tanah memberikan warna yang berbeda–beda hal ini disebabkan karena
perbedaan panjang gelombang setiap unsur dan ini berarti energi yang
dibebaskannya juga tertentu.
No comments:
Post a Comment