Kimia unsur merupakan bidang ilmu kimia yang khusus mempelajari unsur-unsur yang telah ditemukan. Ini juga mengkaji sifat fisis dan sifat kimia dari suatu unsur. Sifat fisis merujuk pada perubahan benda tanpa membentuk zat baru. Sifat fisis juga dapat diamati tanpa mengubah zat-zat penyusun materinya. Kita bisa mencirikan sifat fisis dari wujud zat, warna, bau, titik leleh, titik didih, massa jenis, kekerasan, kelarutan, kekeruhan, kemagnetan, dan kekentalan. Sementara itu, sifat kimia adalah perubahan yang dialami benda yang membentuk zat baru. Perubahan kimia membuat suatu zat membentuk zat jenis baru. Beberapa contoh sifat kimia adalah mudah terbakar, mudah busuk, mudah meledak, beracun, dan berkarat atau korosif. Unsur-unsur dapat dikategorikan berdasarkan posisinya pada tabel periodik. Kali ini, kita akan membahas sifat fisis dan sifat kimia unsur berdasarkan golongannya. Golongan Alkali Logam alkali merupakan unsur-unsur yang termasuk ke dalam golongan IA kecuali hidrogen (H), yaitu litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs), dan fransium (Fr). Sifat fisis golongan alkali di antaranya adalah sifatnya yang lunak dan ringan. Unsur-unsur tersebut juga memiliki titik leleh dan titik didih yang cukup rendah. Sifat kimia unsur logam alkali adalah reaktivitasnya yang tinggi. Logam alkali mudah terbakar oleh oksigen di udara, sehingga harus disimpan dalam minyak tanah. Hasil pembakarannya selalu berbentuk peroksida. (Baca juga: Model-Model Atom, Ada Apa Saja?) Unsur logam alkali juga sangat reaktif terhadap air. Urutan unsurnya semakin ke bawah, reaksinya semakin hebat, bahkan dapat menimbulkan panas. Logam alkali mudah bereaksi dengan asam membentuk garam dan gas hidrogen. Golongan alkali dapat bereaksi langsung dengan halogen membentuk garam. Unsur logam alkali dapat diidentifikasi dengan uji nyala. Masing-masing unsur akan memberikan warna yang khas, misalnya api dari litium akan berwarna merah, natrium berwarna kuning, kalium berwarna ungu muda, rubidium berwarna ungu, dan sesium berwarna biru. Golongan Alkali Tanah Logam alkali tanah merujuk pada unsur-unsur yang berada pada golongan IIA, yaitu berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra). Berdasarkan sifat fisisnya, logam alkali tanah memiliki titik lebur, titik didik, massa jenis, dan kekerasan materi yang lebih besar dibandingkan logam alkali seperiode. Hal ini dikarenakan unsur-unsur logam alkali tanah memiliki dua elektron pada kulit terluar, sehingga ikatan logamnya lebih kuat. Logam alkali tanah umumnya sulit dilarutkan dalam air dan banyak terdapat di bawah tanah atau dalam bebatuan kerak bumi. Beberapa sifat kimia unsur logam alkali tanah adalah dapat bereaksi dengan air dan membentuk basa. Selain itu ketika direaksikan dengan oksigen, logam alkali tanah dapat membentuk oksida basa. Logam alkali tanah juga dapat bereaksi dengan hidrogen menghasilkan senyawa hidrida. Jika direaksikan dengan nitrogen, akan membentuk nitrida. Jika dibakar, unsur-unsur alkali tanah juga menghasilkan warna yang khas. Api dari berilium dan magnesium akan berwarna putih, kalsium berwarna jingga, stronsium berwarna merah, dan barium berwarna hijau. Unsur Halogen Halogen meliputi unsur-unsur yang berada pada golongan VIIA dan terdiri dari fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iodin (I), dan astatin (At). Nama halogen berasal dari bahasa Yunani yang memiliki arti “pembentuk garam.” Karena itu, unsur-unsur halogen dapat membentuk senyawa-senyawa garam jika bereaksi dengan unsur-unsur logam. Secara alami, unsur halogen ditemukan dalam bentuk molekul diatomik, yaitu F2, Cl2, Br2, dan I2. Sifat fisis dari unsur halogen adalah titik leleh dan titik didihnya meningkat seiring dengan kenaikan nomor atom. Di suhu ruangan, fluorin dan klorin berwujud gas, sementara bromin berwujud cair yang mudah menguap dan iodin berupa padatan yang mudah menyublim. Fluorin memiliki warna kuning muda, klorin berwarna kuning kehijauan, dan bromin berwarna merah kecoklatan. Ketika berupa padatan, iodin berwarna hitam, tapi uapnya berwarna ungu. Semua unsur halogen memiliki bau yang menusuk. Sifat kimia unsur halogen adalah reaktivitasnya yang tinggi sebagai unsur nonlogam. Halogen dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk asam halogenida. Jika bereaksi dengan basa, halogen akan membentuk garam. Jika bereaksi dengan logam, halogen akan menghasilkan logam halogenida yang memiliki bilangan oksidasi tinggi. Unsur-unsur halogen juga larut dalam air, membentuk asam halogenida dan asam hipohalit. Larutan halogen disebut juga sebagai halogenida dan bersifat oksidator. Gas Mulia Unsur-unsur gas mulia berada pada golongan VIIIA dan terdiri dari helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn). Gas mulia mendapatkan namanya karena pada suhu ruangan, wujudnya berupa gas dan bersifat sangat stabil atau sulit bereaksi. Gas mulia sering ditemukan berupa atom tunggal di alam. Sifat fisis gas mulia antara lain adalah titik leleh dan titik didih yang sangat rendah. Titik didihnya mendekati nol derajat Kelvin dan titik didihnya hanya beberapa derajat di atas titik lelehnya. Gas mulia hanya akan mencair atau memadat jika energi molekul-molekulnya sangat lemah, yaitu pada suhu yang sangat rendah. Berdasarkan sifat kimianya, gas mulia memiliki reaktivitas yang sangat rendah. Hal ini diduga dipengaruhi oleh konfigurasi elektronnya. Gas mulia memiliki 8 elektron pada kulit terluar (dua untuk helium) dan merupakan konfigurasi yang paling stabil. Selain itu, semakin besar jari-jari atom unsur gas mulia, maka semakin tinggi pula reaktivitasnya. Hingga saat ini, ilmuwan telah dapat membentuk senyawa dari xenon, radon, dan kripton. Periode Ketiga Unsur-unsur periode ketiga terdiri dari logam (natrium, magnesium, aluminium), metaloid (silikon), dan nonlogam (fosfor, sulfur, klorin, argon). Berdasarkan sifat fisisnya, kelektronegatifan unsur-unsur periode ketiga akan meningkat semakin kanan pada tabel periodik. Hal ini disebabkan oleh jari-jari atomnya yang semakin kanan, semakin kecil. Sementara itu, sifat kimia unsur-unsur periode ketiga beragam. Natrium merupakan reduktor terkuat, sementara klorin adalah oksidator terkuat. Sifat hidroksida unsur-unsur ini bergantung pada energi ionisasinya. Periode Keempat Unsur-unsur yang termasuk ke dalam periode keempat adalah skandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), kromium (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), tembaga (Cu), dan seng (Zn). Semua unsur tersebut termasuk ke dalam logam yang bersifat reduktor. Titik leleh dan titik didihnya cenderung tinggi. Mereka juga memiliki daya hantar listrik yang baik dan materi yang keras. Skandium dan seng berwarna putih, sementara unsur-unsur lainnya memiliki warna yang beragam. Berdasarkan sifat kimia, unsur-unsur transisi ini kebanyakan memiliki beberapa bilangan oksidasi dan dapat membentuk ion maupun senyawa kompleks.
PERIODE 3 DAN PERIODE 4 Kompetensi Dasar 3.8 Menganalisis kelimpahan, kecenderung an sifat fisika dan kimia, manfaat, danproses pembuatan unsur-unsur periode 3 dan golongan transisi (periode) 4.8 Menyajikan data hasil penelusuran informasi sifat dan pembuatan unsur-unsur Periode 3 dan unsur golongan transisi (periode 4) Indikator Pencapaian Kompetensi Dasar 1. Menganalisis kelimpahan unsur-unsur unsur-unsur periode 3 dan golongan transisi (periode 4) di alam. 2. Menganalisis kecenderungan sifat fisika dan kimia unsur-unsur unsur-unsur periode 3 dan golongan transisi (periode 4) 3. Menjelaskan proses pembuatan unsur-unsur unsur-unsur periode 3 dan golongan transisi (periode 4) 4. Menganalisis manfaat unsur-unsur unsur-unsur periode 3 dan golongan transisi (periode 4) Materi Pembelajaran Unsur Periode 3 Unsur-unsur periode ketiga adalah unsur-unsur yang memiliki jumlah kulit yang sama yaitu tiga kulit, sedangkan jumlah elektron valensinya berbeda dimulai satu sampai delapan . Hal ini yang menyebabkan unsur periode 3 memiliki sifat kimia yang berbeda. Dari kiri kekanan unsur periode 3 meliputi natrium (Na), magnesium (mg), alumunium (Al), silikon (Si), fosforus atau fosfor (P), belerang (S), klorin(Cl) dan argon (Ar).  Gambar 1 unsur periode 3 ( Sumber https://dokumen.tech/) 1. Kelimpahan unsur Periode 3 Unsur-unsur periode 3 di alam tidak terdapat dalam bentuk unsur bebas melainkan dalam bentuk senyawa mineralnya (kecuali S dan Ar). Tabel 1.1 Kelimpahan Unsur Periode 3 di Kulit Bumi 2. Sifat Unsur- unsur Periode 3 1. Sifat Fisika Beberapa sifat unsur-unsur periode 3 dapat diperhatikan pada tabel berikut: Tabel 2.1 Sifat Fisis Unsur Periode 3 (Sumber http://rumanovsway.blogspot.com/) Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa a. Jari-Jari Atom Jari – jari atom adalah jarak antara inti atom ke kulit terluar yang ditempati elektron. Jari-jari atom unsur periode 3 dari Na ke Ar semakin kecil, karena dari kiri ke kanan jumlah nomor atom bertambah dan tidak diikuti pertambahan jumlah kulit sehingga nomor kulit unsur di periode 3. Hal ini menyebabkan jumlah elektron valensi bertambah sehingga gaya tarik menarik antar inti dengan elektron-elektronnya semakin kuat. Oleh karena itu jari-jari atom unsur-unsur perioda ketiga dari kiri ke kanan semakin berkurang. b. Energi ionisasi Energi Ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron pada kulit terluar yang terikat lemah ke inti dalam fasa gas. Energi ionisasi dari Na ke Ar cenderung semakin besar. Namun terjadi penyimpangan pada Al dan S . Seharusnya energi ionisasi Al > Mg dan energi ionisasi S > P. Tapi kenyataannya energi ionisasi Al < Mg dan energi ionisasi S < P. Hal ini terjadi karena unsur Mg memiliki elektron valensi 3s2 yang menunjukkan orbital 3s terisi penuh sehingga stabil dan P memiliki elektron valensi 3s2 3p3 yang menunjukkan orbital 3s terisi penuh dan orbital 3p terisi setengah penuh sehingga stabil. Oleh karena itu Mg dan P membutuhkan energi yang lebih besar untuk melepaskan elektronnya c. Afinitas elektron Afinitas elektron adalah energi yang dilepaskan satu atom netral dalam wujud gas ketika menerima satu elektron dari atom lain untuk membentuk anion (ion negatif). Afinitas elektron dari Na ke Cl terjadi penyimpangan pada Al dan P . Hal ini karena muatan inti yang semakin positif dan jari – jari atom semakin kecil. Keadaan ini menyebabkan gaya tarik menarik antara inti dengan elektron yang ditambahkan semakin kuat sehingga afinitas elektronnya bertambah. d. Kelektronegatifan Keelektronegatifan adalah suatu ukuran kemampuan suatu atom untuk menarik elektron dalam suatu ikatan kimia.Keelektronegatifan unsur-unsur periode ketiga dari kiri ke kanan (Na ke Cl) semakin besar. Hal ini karena muatan inti bertambah positif dan jari – jari atom berkurang, keadaan ini menyebabkan gaya tarik menarik inti terhadap elektron semakin kuat, akibatnya kemampuan atom untuk menarik elektron semakin besar. Unsur-unsur yangkelektronegatifan kecil cenderung bersifat logam (elektropositif). Sehingga sifat logam dari Na ke Ar semakin berkurang karena keelektronegatifannya semakin besar 2. Sifat Kimia a. Sifat reduktor/oksidator Jari-jari atom dari Na ke Cl semakin kecil berarti semakin sukar melepaskan elektron. Semakin mudah melepaskan elektron semakin kuat pereduksinya, sebaliknya semakin sukar melepaskan elektron semakin kuat oksidasi. Dengan demikian semakin ke kiri reduktor makin kuat. b. Sifat logam dan nonlogam Sesuai dengan sifat reduktornya, maka semakin ke kiri sifat logam semakin kuat. Tabel 2.2 Sifat kekuatan logam periode tiga c. Sifat asam dan basa Sesuai dengan kekuatan logam, semakin ke kiri semakin kuat, maka sifat basa semakin ke kiri semakin kuat. 3. Pembuatan Unsur unsur Periode 3 a. Natrium Dibuat dengan cara elektrolisis leburan NaCl melalui proses Downs. Natrium tidak dapat dibuat dengan elektrolisis air laut. Natrium disimpan dalam minyak tanah. b. Magnesium Dibuat dengan cara elektrolisis lelehan MgCl2 melalui proses Downs c. Aluminium Dibuat dengan elektrolisis dari bauksit yang murni. Proses ini dikenal dengan proses Hall Heroult. Al2O3 murni dicampur dengan Na3AIF (kriolit) untuk menurunkan titik leleh Al2O3dan bertindak sebagai pelarut untuk pemurnian Al2O3, kemudia dielektrolisis Reaksi: Al2O3 → Al3+ + O2– Katode (grafit) : 4 Al3+ + 12 e → 4 Al Anode (grafit) : 3 C + 6 O2– → 3 CO2 + 12 e ---------------------------------------------------------------------- 3 C + 4 Al3+ + 6 O2– → 4 Al + 3 CO2 Anoda sedikit demi sedikit akan habis. Gambar 3.1 Elektrolisis aluminium (Sumber https://www.nafiun.com/) d. Silikon Dalam industri slikon dibuat dengan mereduksi SiO2 dengan karbon dalam tanur listrik dengan suhu tinggi 3000oC → SiO2(s) + C(s) Si(s) + 2CO(s) Dalam laboratorium silicon dibuatan dengan memanaskan silika dengan serbuk magnesium dalam krus SiO2(s) + Mg (s) → Si (s)+ 2MgO(s) e. Fosfor Fospor dikenal dalam 2 bentuk alotropi, yaitu fosfor putih dan fosfor merah. Fosfor putih dibuat dengan cara memanaskan batuan fosfat, pasir, dan kokas yaitu Proses Wohler.Adapun fosfor merah dibuat dengan cara memanaskan fosfor putih pada suhu 240 °C. Reaksi 1300oC Ca3(PO4)2 + 3 SiO2 → 3 CaSiO3 + P2O5 2 P2O5 + 10 C → P4 + 10 CO f. Sulfur Pada tahun 1904 Frasch mengembangkan cara untuk mengekstrak belerang dan dikenal dengan cara Frasch. Pada proses ini deposit belerang padat dalam tanah dilelehkan di tempatnya dengan air sangat panas (super heated). Kemudian, lelehan belerang ditekan keluar dengan udara, dan keluar menyerupai busa. Gambar 3.2 proses Frasch untuk menambang belerang. (Sumber https://www.nafiun.com/) g. Klorin Dapat dibuat dengan elektrolisis leburan NaCl atau elektrolisis larutan NaCl dengan menggunakan diafragma, Proses Deacon (oksidasi) yaitu HCl dicampur dengan udara, kemudian dialirkan melalui CuCl2 yang bertindak sebagai katalis. Reaksi terjadi pada suhu ± 430°C dan tekanan 20 atm. h. Argon Argon dapat diperoleh dari atmosfer/udara bebas secara destilasibertingkat 4. Kegunaan Unsur unsur Periode 3 Natrium NaCl digunakan pengolahan dan pengawetan makanan, mencairkan salju, Na-benzoat dipakai dalam pengawetan makanan Na-glutamat dipakai untuk penyedap makanan NaOH dipakai untuk membuat sabun, deterjen, kertas NaHCO3 dipakai sebagai pengembang kue Na2CO3 Pembuatan kaca, detergen, pelunak air (air sadah) Magnesium Untuk pembuatan paduan alloy (magnalium) Untuk kerangka pesawat terbang , lampu kilat dalam fotografi, kembag api Aluminium Untuk alat-alat dapur, rangka bangunan, badan pesawat terbang, velg ban mobil Untuk kemasan (kaleng , aluminium foil) Untuk jaringan tegangan tinggi Silikon Sebagai semikonduktor, transistor, chip komputer Untuk pembuatan kaca, gelas, Sebagai silika gel Fosfor Untuk pembuatan pupuk asan fosfat dan garamnya Untuk pembuatan korek api(fosfor merah) Untuk racun tikus (fosfor putih) Belerang Untuk bahan baku pembuatan asam sulfat Dalam industri untuk pembuatan pupuk, kertas, cat, plastik. Untuk obat pemberantas jamur/ obat penyakit kulit Klorin Untuk pemurnian air, sanitasi limbah industry,kolam renag. Sebagai bahan dasar industri plastik Untuk pemutih, pulp kertas dan tekstil , desinfektan, , Argon Sebagai pengisi bola lampu karena Argon tidak bereaksi dengan kawat lampu Sebagai penyambung (las) logam Sebagai gas inert atau gas pelindung untuk peralatan laboratorium Untuk pengisi tabung fluorescence Sebagai gas pelindung alat-alat kedokteran Unsur Periode 4(Unsur Transisi) Unsur Transisi (Unsur periode 4) adalah unsur – unsur yang konfigurasi elektronnya berakhir pada subkulit d dan subkulit f. Unsur transisi yang elektron valensinya pada subkulit d disebut unsur transisi luar, sedangkan unsur transisi yang elektron valensi pada subkulit f disebut unsur transisi dalam. Unsur transisi meliputi unsur skandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), kromium (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), tembaga (Cu), dan seng (Zn). Gambar 1 Unsur-unsur Transisi (Sumber https://yulisma60.blogspot.com/2019/10/ 1. Kelimpahan unsur Periode 4(Unsur Transisi) Unsur-unsur transisi periode 4 terdapat di alam dalam bentuk mineralnya. Tabel 4.1 Kelimpahan unsur-unsur transisi dan mineralnya (Sumber https://www.slideshare.net/dwiandriani184/) 2. Sifat Unsur Periode 4 (Unsur Transisi) Unsur transisi merupakan unsur logam yang cukup reaktif dan berwujud padat pada suhu kamar (kecuali Hg) Sifat-sifat unsur transisi periode keempat dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 4.2 Sifat unsur periode 4 (Unsur Transisi) a. Sifat fisis 1. Sifat Logam Kecuali seng logam-logam transisi memiliki elektron-elektron yang berpasangan. Hal ini lebih memungkinkan terjadinya ikatan-ikatan logam dan ikatan kovalen antaratom logam transisi. Ikatan kovalen tersebut dapat terbentuk antara elektron-elektron yang terdapat pada orbital d. Dengan demikian, kisi kristal logam-logam transisi lebih sukar dirusak disbanding kisi kristal logam golongan utama. Itulah sebabnya logam-logam transisi memiliki sifat keras, kerapatan tinggi, dan daya hantar listrik yang lebih baik dibanding logam golongan utama. 2. Titik Leleh dan Titik Didih Unsur-unsur transisi umumnya memiliki titik leleh dan titik didih yangtinggi karena ikatan antaratom logam pada unsur transisi lebih kuat. Titik leleh dan titik didih seng jauh lebih rendah dibanding unsur transisi periode keempat lainnya karena pada seng orbital d-nya telah terisi penuh sehingga antaratom seng tidak dapat membentuk ikatan kovalen 3. Sifat Magnet Unsur-unsur logam transisi periode 4 memiliki 3 sifat magnetic yaitu: a) Diamagnetik, yaitu tidak ditarik oleh medan magnet b) Paramagnetik, yaitu sedikit ditarik oleh medan magnet c) Feromagnetik, yaitu sangat kuat ditarik oleh medan magnet Suatu unsur dapat bersifat paramagnetik jika orbitalnya terdapat elektron yang tidak berpasangan. Makin banyak elektron yang tidak berpasangan, maka sifat paramagnetik makin kuat. Adapun unsur transisi memiliki sifat feromagnetik yaitu Fo, Co dan Ni. Sedangkan yang memiliki sifat diamagnetik yaitu Zn dan Cu 4. Jari-Jari Atom Dari kiri ke kanan jari-jari atom unsur-unsur transisi periode keempat tidak teratur. Hal ini disebabkan oleh banyaknya elektron-elektron 3d yang saling tolak-menolak, sehingga memperkecil gaya tarik inti atom terhadap elektron-elektron. Akibatnya elektron-elektron tersebut akan lebih menjauhi inti atom, sehingga jari-jari atomnya lebih besar. b. Sifat Kimia 1. Kereaktifan Berdasarkan data potensial elektroda, unsur-unsur transisi periode keempat memiliki harga potensial elektroda negatif kecuali Cu (E° = + 0,34 volt). Ini menunjukkan logam-logam tersebut dapat larut dalam asam kecuali tembaga. Kebanyakan logam transisi dapat bereaksi dengan unsur- unsur nonlogam, misalnya oksigen, dan halogen. 2Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s) Skandium dapat bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen. 2Sc(s) + 6H2O(l) → 3H2(g) + 2Sc(OH)3(aq) 2. Pembentukan Ion Kompleks Semua unsur transisi dapat membentuk ion kompleks, yaitu suatu struktur dimana kation logam dikelilingi oleh dua atau lebih anion atau molekul netral yang disebut ligan. Antara ion pusat dengan ligan terjadi ikatan kovalen koordinasi, dimana ligan berfungsi sebagai basa Lewis (penyedia pasangan elektron). Contoh: [Cu(H2O)4]2+, [Fe(CN)6]4–, [Cr(NH3)4 Cl2]+ 3. Ion Unsur Transisi Berwarna Umumnya ion unsur transisi berwarna karena ion unsur transisi mempunyai elektron yang tidak berpasangan pada subkulit 3d dan elektron-elektron itu terpecah dengan tingkat energi yang berbeda . Elektron-elektron itu tereksitasi dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi dengan menyerap energi, dan memancarkan energi cahaya dengan warna yang sesuai dengan warna cahaya yang dapat dipantulkan pada saat kembali ke keadaan dasar . Misalnya Ti2+ berwarna ungu, Ti4+ tidak berwarna, Co2+ berwarna merah muda, Co3+ berwarna biru. Adapun pada ion zink tidak berwarna, karena orbital d sudah penuh elektron sehingga tidak terjadi perpindahan energi 4. Mempunyai Berbagai Macam Bilangan Oksidasi Unsur transisi memiliki elektron pada orbital d. Energi elektron dalam orbital d hampir sama besar. Untuk mencapai kestabilan, unsur-unsur ini membentuk ion dengan cara melepaskan elektron dalam jumlah yang berbeda. Oleh karena itu unsur-unsur ini mempunyai dua macam bilangan oksidasi atau lebih dalam senyawanya. 3. Pembuatan Unsur Periode 4 (Unsur Transisi) a. Skandium (Sc) Dibuat dengan elektrolisis cairan ScCl3 yang dicampurkan dengan klorida- klorida lain. b. Titanium (Ti) Salah satu metode yang digunakan dalam proses pembuatan titanium adalah Metode Kroll yang banyak menggunakan klor dan karbon. Hasil reaksinya adalah titanium tetraklorida yang kemudian dipisahkan dengan besi triklorida dengan menggunakan proses distilasi. Senyawa titanium tetraklorida, kemudian direduksi oleh magnesium menjadi logam murni. Udara dikeluarkan agar logam yang dihasilkan tidak dikotori oleh unsur oksigen dan nitrogen. Sisa reaksi adalah antara magnesium dan magnesium diklorida yang kemudian dikeluarkan dari hasil reaksi menggunakan air dan asam klorida sehingga meninggalkan spons titanium. Spon ini akan mencair di bawah tekanan helium atau argon yang pada akhirnya membeku dan membentuk batangan titanium murni. c. Vanadium (V) Frevonadium (logam campuran dengan besi) dihasilkan dari reduksi V2O5 dengan campuran silikon (Si) dan besi (Fe) Reaksinya: 2V2O5(s) + 5Si(s) + Fe(s) → 4V(s) + Fe(s) + 5SiO2(s) Senyawa SiO2 ditambah dengan CaO menghasilkan suatu terak yaitu bahan yang dihasilkan selama pemurnian logam. d. Krom (Cr) Logam krom dibuat menurut proses Goldschmidt dengan jalan mereduksi Cr2O3 dengan logam aluminium. Reaksinya: Cr2O3(s) + 2Al(s) → Al2O3(s) + 2Cr(s) e. Mangan (Mn) Pembuatan feromangan dilakukan dengan mereduksi MnO2 dengan campuran besi oksida dan karbon. Reaksinya: MnO2 + Fe2O3 + 5C → Mn + 2Fe + 5CO f. Besi (Fe) Besi diperoleh dari bijih besi dengan cara mereduksi bijih dalam tanur (tungku). Bahan-bahan yang diperlukan antara lain bijih besi (hematit) Fe2O3 sebagai bahan baku, batu kapur CaCO3 sebagai pengikat zat pengotor, kokas (C) sebagai reduktor, udara untuk mengoksidasi C menjadi CO. Proses yang terjadi pada pembuatan besi: 1. Bahan-bahan (biji besi, batu kapur, dan kokas) dimasukkan ke dalam tungku dari puncak tanur Gambar 2 tungku pengolahan besi (Sumber https://www.nafiun.com/2013/08/) 2. Udara panas dialirkan melalui dasar tanur sehingga mengoksidasi karbon menjadi gas CO2. C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H = -394 kJ 3. Kemudian gas CO2 bergerak naik dan bereaksi lagi dengan kokas menjadi CO. CO2(g) + C(s) → 2CO(g) ∆H = + 173 kJ 4. Gas CO yang terjadi mereduksi bijih besi secara bertahap menjadi besi. 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 (pada suhu 500 °C) Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 (pada suhu 850 °C) FeO + CO → Fe + CO2 (pada suhu 1000 °C) g. Kobalt (Co) Unsur Kobalt diproduksi ketika hidroksida hujan, akan timbul (NaOCl). Reaksinya : 2Co2+(aq) + NaOCl(aq) + 4OH-(aq) + H2O → 2Co(OH)3(aq) + NaCl(aq) Co(OH)3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk membentuk oksida dan kemudian ditambah dengan karbon sehingga terbentuklah unsur kobalt metal. Reaksinya: 2Co(OH)3 (heat) → Co2O3 + 3H2O 2Co2O3 + 3C → 4Co(s) + 3CO2(g) h. Nikel (Ni) Proses pembuatan nikel adalah melalui proses berikut : 1. Pengeringan di tanur pengering 2. Kalsinasi dan reduksi di tanur 3. Peleburan di tanur listrik 4. Pengkayaan di tanur pemurni 5. Granulasi dan pengemasan i. Tembaga (Cu) Tembaga diperoleh dari bijih kalkopirit CuFeS2 melalui beberapa tahap, yaitu: 1. Pengapungan (flotasi) 2. Pemanggangan 3. Reduksi 4. Elektrolisis Gambar 3 pengolahan tembaga j. Seng (Zn) Logam seng dibuat dengan pemanggangan seng sulfida (ZnS) kemudian oksida seng direduksi dengan karbon pijar. 4. Kegunaan Unsur Periode 4 (Unsur Transisi) Skandium (Sc) Alloy aluminium-skandium untuk industri aeroangkasa dan peralatan sukan (basikal, bet besbol, senjata api, dan sebagainya) yang memerlukan bahan berprestasi tinggi. Titanium (Ti) Sebagai bahan kontruksi Sebagai badan pesawat terbang dan pesawat supersonik, karena pada temperatur tinggi tidak mengalami perubahan kekuatan (strenght). Sebaga bahan katalisdalam industri polimer Sebagai baham pemutih kkertas, kaca keramik Vanadium (V) Untuk membuat peralatan yang membutuhkan kekuatan dan kelenturan yang tinggi seperti per mobil dan alat mesin berkecepatan tinggi Untuk alloy tahan karat dan baja untuk peralatan Sebagai katalis dalam pembuatan asam sulfat Krom (Cr) Untuk mengeraskan baja, pembuatan baja tahan karat. Untuk pelapisan logam Untuk katalis Untuk pewarna gelas. Sebagai pemberi warna hijau emerald pada kaca Mangan (Mn) Untuk panduan logam dan membentuk baja keras yang digunakan untuk mata bor pada pemboran batuan. Sebagai depolariser dan sel kering baterai dan Untuk menghilangkan warna hijau pada gelas yang disebabkan oleh pengotor besi. Besi (Fe) Sebagai bahan utama pembuatan baja. Misalnya baja stainless steel (campuran 72% Fe, 19% Cr, dan 9% Ni). Adapun manfaat baja untuk kontruksi atau rangka bangunan, landasan, untuk badan mesin dan kendaraan, tulkit mobil, untuk berbagai peralatan pertanian, bangunan. Fe(OH)3 digunakan untuk bahan cat seperti cat minyak, cat air, atau cat tembok. Fe2O3 sebagai bahan cat dikenal nama meni besi, dan untuk mengkilapkan kaca. FeSO4digunakan sebagai bahan tinta. Kobalt (Co) Kobalt yang dicampur dengan besi, nikel, dan logam lainnya untuk membuat alnico Alloy stellit, mengandung kobalt, khromium, dan wolfram, yang bermanfaat untuk peralatan berat, peralatan yang digunakan pada suhu tinggi, maupun peralatan yang digunakan pada kecepatan yang tinggi. Untuk paduan logam (baja kobalt) digunakan sebagai bahan magnet permanen. Larutan kobalt klorida digunakan sebagai pelembut warna tinta Nikel (Ni) Sebagai komponen pemanas listrik (nikrom) yang merupakan campuran dari Ni, Fe, dan Cr. Perunggu-nikel untuk uang logam. Perak jerman (paduan Cu, Ni, Zn) untuk barang perhiasan. Pembuatan alloy, battery electrode, dan keramik Tembaga (Cu) Sebagai peralatan listrik, kabel listrik karena sifatnya yang menghantarkan listrik. Untuk membuat pipa ledeng. Alloy tembaga dan emas untuk membuat perhiasan Terusi (CuSO4) untuk larutan elektrolit dalam sel elektrokimia Campuran terusi, Ca(OH)2, sedikit air untuk memberantas kutu dan jamur. Seng (Zn) Untuk melapisi besi dan baja agar tidak karat. Untuk pembuatan alloy misalnya brazo (tembaga dan zink). ZnO untuk bahan cat, pemberi warna putih , pembuatan salep seng (ZnO-vaselin). Latihan 1. Dalam industri silikon dapat diperoleh dari reaksi karbon belum murni karena itu perlu direaksikan dengan klor, Kemudian hasilnya dimurnikan dengan proses distilasi, setelah itu direduksi menjadi silikon dengan cara pemanasan dengan H2 atau Mg. Tuliskan reaksi yang terjadi, sesuai proses tahapan reaksi di atas 2. Mengapa peralatan pada kabel listrik menggunakan kawat tembaga? 3. Apa perbedaan antara besi tuang dengan besi tempa? DAFTAR PUSTAKA Sudarmo, Unggul. 2014, Kimia untuk SMA /MA kelas III, Surakarta, Erlangga Kusumaningrum,Wiwik Indah, S.Pd., M.Pd.2020, Modul Pembelajaran SMA Kimia Kelas XI, Kemendikbud Sutresna, Nana.2016, Aktif dan Kreatif Belajar Kimia Untuk Sekolah Menegah Atas/Madrasah Aliyah Kelas XII peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam, Bandung, Grafindo Media Pratama. Sukmanawati, Wening. 2009. Kimia Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Pangajuanto, Teguh dan Rahmidi, Tri. 2009. Kimia 3 Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional Harnanto, Ari dan Ruminten2009. Kimia Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. https://tambahpinter.com/unsur-periode-3/(diakses 23 Juni 2021) https://sites.google.com/site/dewitatrianiputri/materi-pembelajaran/kelas-xii/bab-18-kimia-unsur/b-sifat-fisis-dan-sifat-kimia-unsur-unsur-gas-mulia-halogen-alkali-alkali-tanah-periode-3-dan-periode-4(diakses 23 Juni 2021) http://rumanovsway.blogspot.com/2013/11/unsur-periode-ketiga.html(diakses 23 Juni 2021) https://manfaat.co.id/8-manfaat-gas-argon-bagi-kehidupan(diakses 23 Juni 2021) https://semutaspal.com/kelimpahan-unsur-unsur-transisi-periode-keempat/(diakses 23 Juni 2021) https://www.slideshare.net/dwiandriani184/ppt-kimia-unsur-unsur-transisi-perioda-4(diakses 23 Juni 2021) http://taman-ilm.blogspot.com/2013/08/cara-pembuatan-logam-transisi-periode-4.html(diakses 23 Juni 2021) https://www.nafiun.com/2013/08/cara-pengolahan-proses-pembuatan-besi.html(diakses 23 Juni 2021) https://saifulrunardi.wordpress.com/2013/11/20/manfaat-unsur-unsur-transisi-periode-keempat/(dikses 23 Juni 2021) |
Manakah yang bukan merupakan sifat-sifat unsur periode ketiga dari Na ke Cl?
Pos Terkait
Copyright © 2024 kemunculan Inc.
