AIM Blog: Makalah Kimia Logam Alkali Tanah

Logam Alkali Tanah

Oleh :

Kelompok XII MIPA 3

SMA NEGERI 1 WATAMPONE

TAHUN AJARAN 2014/2015

Kata Pengantar

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ilmiah tentang Alkali Tanah.

Makalah ilmiah ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini.

Terlepas dari semua itu, Kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ilmiah ini.

Akhir kata kami berharap semoga makalah ilmiah tentang limbah dan manfaatnya untuk masyarakan ini dapat memberikan manfaat maupun inpirasi terhadap pembaca.

Watampone, November 2015

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Seringkali kita tidak menyadari bahwa hidup kita tidak lepas dari suatu zat bernama unsur. Betapa tidak, bahkan suatu bahan yang jumlahnya sedikit dan tanpa sadar kita konsumsi sehari-hari merupakan mineral yang sangat penting bagi manusia, antara lain bagi metabolisme tubuh, penghubung antar syaraf, kerja jantung, dan pergerakan otot adalah salah satu unsur logam golongan II A atau lazim disebut alkali tanah yang bernama Berilium, Magnesium, Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium. Dalam makalah ini, akan dibahas keberadaan dari Logam Alkali Tanah di alam, dan proses pembuatannya.

B. Tujuan

Makalah ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui sifat logam alkali tanah

2. Mengetahui reaksi logam alkali tanah

3. Mengetahui manfaat dan dampak logam alkali tanah

C. Rumusan Masalah

1. Bagaimana sifat/karakteristik dari logam alkali tanah?

2. Bagaimana raksi-reaksi logam alkali tanah?

3. Apa yang bisa dilakukan untuk memperoleh logam alkali tanah?

4. Apa manfaat logam alkali tanah dalam kehidupan?

5. Apa dampak yang ditimbulkan oleh logam alkali tanah?

BAB II

PEMBAHASAN

A. Sifat atau Karakteristik Logam Alkali Tanah

Sifat/karakteristik logam alkali tanah dapat dilihat pada table di bawah ini

Sifat/karakteristik	Be	Mg	Ca	Sr	Ba
Nomor atom	4	12	20	38	56
Konfigurasi elektron	2s²	3s²	4s²	5s²	6s²
Kelimpahan di kulit bumi (bpj)	2,8	23.300	41.500	375	425
jenis	logam	logam	Logam	logam	logam
Wujud (25⁰C)	padatan	padatan	padatan	padatan	padatan
Densitas g/cm3	1,85	1,74	1,55	2,60	3,50
toksisitas	2µg/M3	Mudah terbakar	Non-toksik	Penyebab terbakar	Senyawa toksik
Titik leleh ⁰C	1.280	650	838	768	714
Titik didih ^oC	2.770	1.110	1.440	1.380	1.640
Jari-jari atom (pm)	112	160	197	215	222
Jari-jari ion (pm)	31	65	99	113	135
Energy ionisasi (kj/mol)	899	738	590	548	502
elektronegatifitas	1,5	1,2	1,0	1,0	0,9
Potensial reduksi standar (v)	-1,85	-2,37	-2,87	-2,89	-2,91
kekerasan	5	2	1,5	1,8	-2
Warna api	Tidak ada	Tidak ada	merah	Merah tua	hijau

1. 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 electron 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 (reduki) 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 berwujud padat pada suhu ruangan.

B. Reaksi Logam Alkali Tanah

1. 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)

2. 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)

Ba(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)

3. 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)

4. 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)

5. Reaksi Dengan Belerang

Rwaksi antara logam alkali tanah dan belerang menghasilkan senyawa sulfide.

Reaksinya ,

M(s) + S(s) → MS(s)

Contoh,

Mg(s) + s(s) → MgS(s)

6. Reaksi dangan Hidrogen

Adanya pemanasan mengakibatkan logam alkali tanah dapat bereaksi dengan hydrogen membentuk senyawa hidrida.

Reaksinya,

M(s) + H₂ → MH₂

Contoh,

Mg(s) → H₂ → Mg₂

C. 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.

1. Berilium

a. 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.

BeF2 + Mg àMgF2 + Be

b. 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-

2. Magnesium

a. 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

b. 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-

3. Kalsium

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 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-

4. Barium

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

D. Kegunaan Logam Alkali Tanah Dalam Kehidupan

1. Berilium (Be)

Kegunaan Berilium (Be) Sebelum bergabung dengan unsur lain

a. Logam berilium dipakai pada tabung sinar X, komponen reaktor atom, dan pembuatan salah satu komponen televisi

b. Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat, akan tetapi bermasa lebih ringan. Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Zet.

c. Berilium digunakan pada kaca dari sinar X.

Kegunaan Berilium (Be) Setelah Bergabung dengan Unsur Lain

a. Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api

b. Paduan Be dan Cu menghasilkan logam sekeras baja, maka digunakan untuk per/pegas dan sambungan listrik

c. Senyawa Magnesium hidroksida sebagai obat maag dan sebagai bahan pasta gigi

d. Magnesium untuk membuat campuran logam yang ringan dan liat, contohnya digunakan pada alat-alat rumah tangga.

2. Magnesium (Mg)

Kegunaan Magnesium (Mg) Sebelum bergabung dengan unsur lain

a. Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu Blitz

b. Mengasingkan/menghilangkan sulfur dalam besi dan besi waja.

Kegunaan Magnesium (Mg) Setelah bergabung dengan unsur lain

a. Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi.

b. Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencagah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag

c. Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga biasa digunakan pada alat alat rumah tangga.

3. Kalsium (Ca)

Kegunaan Kalsium (Ca) Sebelum bergabung dengan unsur lain

a. Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kue dan plastik.

b. Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi.

Kegunaan Kalsium (Ca) Setelah bergabug dengan unsur lain

a. Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat Gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah.

b. Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok.Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.

c. Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator,dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap.

4. Stronsium (Sr)

Kegunaan Stronsium (Sr) Sebelum bergabung dengan unsur lain

a. Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator).

Kegunaan Stronsium (Sr) Setelah berikatan dengan unsur yang lain

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.

5. Barium (Ba)

Kegunaan Barium (Ba) Sebelum bergabung dengan unsur lain

a. Barium digunakan sebagai pengambil nyala dalam tabung vakum untuk menghapusjejak-jejak terakhir gas.

b. Barium digunakan dalam kembang api untuk memberikan pewarnaan hijau.

c. Barium digunakan dalam pembuatan gelas.

Kegunaan Barium (Ba) Setelah bergabung dengan unsur lain

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.

E. Dampak yang Ditimbulkan oleh Logam Alkali Tanah

1. Berlium (Be)

Berilium 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 efektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut.

2. Magnesium (Mg)

Kebakaran dapat dengan mudah terjadi, sehingga magnesium harus ditangani secara hati-hati. Terutama jika logam ini dalam keadaan terbelah-belah secara halus. Air tidak boleh digunakan pada magnesium yang terbakar atau kebakaran yang berdasarkan magnesium.

3. Kalsium (Ca)

Kekurangan kalsium dapat menyebabkan lesu, banyak keringat, gelisah, sesak napas, menurunnya daya tahan tubuh, kurang nafsu makan, sembelit, berak-berak, insomnia, kram, dsb.

4. Stronsium(Sr)

Stonsium radioaktif dapat menyebabkan gangguan berbagai tulang dan penyakit , termasuk kanker tulang.

5. Barium (Ba)

Logam berat bersifat tahan urai, sifat tahan urai inilah yang menyebabkan logam berat semakin terakumulasi di dalam perairan. Logam berat yang berada di dalam air dapat masuk ke dalam tubuh manusia, baik secara langsung maupun tidak langsung. Logam berat di dalam air dapat masuk secara langsung ke dalam tubuh manusia apabila air yang mengandung logam berat diminum, sedangkan secara tidak langsung apabila memakan bahan makanan yang berasal dari air tersebut. Di dalam tubuh manusia, logam berat juga dapat terakumulasi dan menimbulkan berbagai bahaya terhadap kesehatan. Bahaya barium (Ba) bagi kesehatan manusia yaitu, dalam bentuk serbuk, mudah terbakar pada temperatur ruang. Dalam jangka panjang, dapat menyebabkan naiknya tekanan darah dan terganggunya sistem saraf.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Logam alkali tanah tidak terdapat di alam sebagai unsur bebas, melainkan selalu dijumpai dalam bentuk senyawa-senyawa ataupun mineral. Logam alkali tanah terdiri dari Be, Mg, Ca, Sr, Ba,dan Ra yang setiap unsure tersebut memiliki sifat/karakkteristik sendiri, memiliki reaksi-reaksi, memilik dampak, dan kegunaan. Logam alkali tanah dapat diperoleh melalui elektrolisis lelehan garam-garamnya (terutama garam kloridanya) serta melalui reduksi dari beberapa senyawa.

B. Saran

Dalam penyusunan makalah ini kami mohon dengan sangat masukan dan kritikan dari Bapak dosen agar kami menjadi lebih baik, karena dalam penyusunan makalah ini kami mungkin banyak kata atau penulisan kata yang salah.