Mengapa untuk memperoleh logam alkali dan alkali tanah hanya dapat diperoleh dengan cara elektrolisis?

Alkali (Alkaline)

Alkali merupakan kumpulan senyawa-senyawa yang paling reaktif di bumi ini reaksinya terjadi dengan sangat dahsyat dan lebay, tak jarang menimbulkan ledakan yang sangat besar. Kalau ada waktu sejenak, tontonlah video reaksi Alkali dengan Air berikut ini:

Sifat-Sifat Logam Alkali

• Anggota: Hidrogen, Lithium, Natrium (Sodium), Kalium (Potassium), Rubidium, Caesium, Fransium (Hidrogen bukan merupakan logam)
• Elektronnya berakhir pada ns1 
• Semua senyawanya larut dalam air tanpa terkecuali
• Semakin kebawah semakin reaktif (mudah bersenyawa)
• Jika dibakar dengan api, memiliki warna nyala: Li: merah, Na: kuning, K: ungu, Rb: merah, Cs: biru

Reaksi Logam Alkali

• Alkali + Air
  reaksi ini terjadi secara dahsyat, disertai ledakan
• Alkali + Halogen
  
• Alkali + Gas Hidrogen
  
• Alkali + OksogenReaksi alkali dengan oksigen dapat membentuk senyawa oksigen dengan 3 biloks yaitu -2 (oksida), -1 (peroksida), dan -1/2 (superoksida)

  Oksida (Li-Cs bisa): 

  
  Peroksida (Na-Cs bisa): 
  Superoksida (K-Cs bisa): 

Cara Memperoleh

Proses Downs sumber: wikipedia

Seluruh unsur golongan IA dapat diperoleh dengan Proses Downs, yaitu elektrolisis leburan dari garam IA, seperti NaCl, KCl, dll.

Kegunaan

• NatriumNaCl → penyedap, pengawet

  C6H5COONa (Natrium Benzoat) → pengawet

  
  NaHCO3 (Natrium Bikarbonat) → pengembang kue
  NaNO2 (Natrium Nitrit) → Pemerah daging
  Na2CO3 (Natrium Karbonat) → Detergen
  Na-Glutamat → Penyedap Rasa
• KaliumKCl → PupukK-Sorbet → Pengawet KejuKBr → Obat Tidur

  KNO3 → Peledak

• LithiumLi-ion → Baterai

  Paduan Al dan Li → Body pesawat

Alkali Tanah (Alkaline Earth)

Logam Alkali Tanah atau Golongan IIA juga termasuk logam reaktif yang terletak pada blok s tabel periodik, namun keelektropositifannya sudah sedikit berkurang sehingga tidak sereaktif golongan IA. Namun Golongan IIA juga memiliki beberapa sifat yang sama dengan Golongan IA.

Sifat-Sifat Logam Alkali Tanah

• Anggota: Berillium, Magnesium, Kalsium, Stronsium, Barium, Radium
• Elektronnya berakhir pada ns1 
• Jika dibakar dengan api, memiliki warna nyala: Be: putih, Mg: putih, Ca: jingga, Sr: merah, Ba: hijau
• Kesamaan diagonal Be dengan Al, yaitu bersifat Amfoter (bisa menjadi asam dan basa)

Reaksi Logam Alkali Tanah

• Alkali Tanah + AirTidak semua logam Alkali Tanah dapat berreaksi dengan air, seperti Be. Mg hanya bisa direaksikan dengan air panas. Sementara Ca, Sr, dan Ba bisa direaksikan dengan air suhu berapa saja. Reaksinya secara umum:
  
  
• Alkali Tanah + OksigenAlkali Tanah dengan Oksigen tidak dapat menghasilkan Superoksida, namun hanya Oksida dan Peroksida.

  Oksida (Be-Ba bisa): 

  
  Peroksida (Ca-Ba bisa): 

Cara Memperoleh

Unsur Golongan IIA dapat diperoleh dengan Proses Dow, yaitu elektrolisis leburan garam yang mengandung unsur golongan IIA.

Kelarutan Alkali Tanah

Alkali tanah tidak sama dengan alkali yang semua senyawanya larut dengan baik dalam air, senyawa Alkali tanah memiliki Ksp yang berbeda-beda sebagai berikut:

Ksp Alkali Tanah. sumber: unknown

Seperti yang kita ketahui, Ksp yang semakin besar artinya zat mudah larut sementara Ksp yang semakin kecil artinya zat mudah mengendap. Dapat disimpulkan sebagai berikut:

• Dari Be hingga Ba, ion sulfat semakin sukar larut
• Dari Be hingga Ba, ion kromat semakin sukar larut
• Dari Be hingga Ba, ion karbonat semakin mudah larut, kecuali stronsium
• Dari Be hingga Ba, ion oksalat semakin sukar larut, kecuali stronsium dan barium

Kesadahan

Air sadah merupakan air yang mengandung ion-ion Mg2+  dan Ca2+,air sadah dibagi menjadi air sadah tetap dan air sadah sementara. Air sadah tetap mengandung anion Klorida, Sulfat, atau Nitrat sementar air sementara mengandung anion Bikarbonat.

CARA MEMPEROLEH LOGAM ALKALI DAN ALKALI TANAH

CARA MEMPEROLEH LOGAM ALKALI

Metode Elektrolisis

Logam Li dan Na adalah reduktor kuat sehingga tidak mungkin diperoleh dengan mereduksi oksidanya. Oleh karena itu logam-logam ini diperoleh dengan cara elektrolisis. Spodumene dipanaskan pd suhu 100o

Elektrolisis Litium

Sumber logam Li adalah spodumene [LiAl(SO)3]. Spodumene dipanaskan pada suhu 100oC, lalu dicampur dengan H2SO4 panas, dan dilarutkan ke air untuk memperoleh larutan Li2SO4.kemudian, Li2SO4 direksikan dengan Na2CO3 membentuk Li2CO3yang sukar larut.

Li­­­2SO4 +  Na2CO3à  Li­­­2CO3 +  Na2SO4

Setelah itu, Li2CO3 direaksikan dengan HCl untuk membentuk LiCl.

Li­­­2CO3 +  2HClà 2LiCl +  H2O+  CO2

Li dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan LiCl.

Katoda :          Li+ +  e- à  Li

Anoda  :          2Cl- à Cl2 + 2e-

Elektrolisis Natrium

Sumber utama logam natrium adalah garam batu dan air laut.Na hanya dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan NaCl.

Katoda :  Na+(aq)+  e- à  Na(s)

Anoda  :   2Cl-(aq)à  Cl2(g)+ 2e-

Metode reduksi

Untuk mendapatkan logam K, Rb, dan Cs dilakukan metode reduksi sebab jika dengan metode elektrolisis logam ini cenderung larut dalam larutan garamnya.

Reduksi K

Sumber utama logam K adalah silvit (KCl).Logam ini didapatkan dengan mereduksi lelehan KCl.

Na  +  KCl  à  K  +  NaCl

Reaksi ini berada dalam kesetimbangan karena K mudah menguap maka K dapat dikeluarkan dari sistem. Dan kesetimbangan akan tergeser ke kanan untuk memproduksi K. Untuk reduksi Rb dan Cs prosesnya sama dengan proses reduksi K.

CARA MEMPEROLEH 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.

Berilium

Metode Reduksi

Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2. Sebelum mendapatkan BeF2, kita harus memanaskan Beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiF6 hingga 700 0C. Karena Beril adalah sumber utama Berilium.

Metode Elektrolisis

Untuk mendapatkan berilium, kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang terjadi adalah :

Katoda :   Be2+ + 2e-à Be

Anode  :   2Cl-à Cl2 + 2e-

Magnesium           

Metode Reduksi

Untuk mendapatkan magnesium, kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2]. Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menghasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO lalu MgO.CaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg.

2[MgO.CaO] + FeSi à 2Mg + Ca2SiO4 + Fe           

Metode Elektrolisis

Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air 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-

Kalsium      

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-

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 3Ca + Ca3Al2O6

Reduksi CaCl2 oleh Na:

CaCl2 + 2Na à Ca + 2NaCl

Stronsium

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-

Barium

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-

Metode Reduksi

Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :

6BaO + 2Al à 3Ba + Ba3Al2O6