MATERI KIMIA KELAS XII (KIMIA UNSUR -ALKALI TANAH-) 3

1.       Alkali Tanah

Unsur alkali tanah terletak pada golongan IIA pada sistem periodik unsur, terdiri atas berilium(₄Be), magnesium (₁₂Mg), kalsium (₂₀Ca), Stronsium (₃₈Sr), barium (₅₆Ba), dan radium(₈₈Ra).

2.a. Sifat – Sifat Fisis

Sifat	Be	Mg	Ca	Sr	Ba
Nomor atom Konfigurasi elektron Titik cair, oC Titik didih, oC Rapatan (Densitas), g/cm3 Energi pengionan Pertama , kJ/mol Kedua, kJ/mol Ketiga, kJ/mol Keeletronegatifan Potensial reduksi (volt) M2+ + 2e- " M Jari-jari atom, A Jari-jari ion M2+, A Kekerasan (skala Mohs) Warna nyala	4 [He]2s2 1.278 2.970 1.85 899 1.757 14.848 1,5 -1,70 1,11 0,30 =5 Putih	12 [Ne]3s2 649 1.090 1.74 738 1.451 7.733 1,2 -2,38 1,60 0,65 2,0 Putih	20 [Ar]4s2 839 1.484 1.54 590 1.145 4.912 1,0 -2,76 1,97 0,99 1,5 Jingga	38 [Kr]5s2 769 1.384 2.6 590 1.064 4.210 1,0 -2,89 2,15 1,13 1,8 merah	56 [Xe]6s2 725 1.640 3.51 503 965 3.430 0,9 -2,90 2,17 1,35 =2 hijau

Keterangan tabel :

1.       Memiliki konfigurasi elektron [X]ns²

2.       Reduksinya kuat ( Ba > Sr > Ca > Mg > Be)

Akan tetapi berilium menunjukkan penyimpangan karena potensial elektrodenya relatif kecil. Hal itu disebabkan energi ionisasi berilium (tingkat pertama + tingkat kedua) yang relatif besar.

3.       Membentuk basa kuat.

Ba(OH)₂ > Sr(OH)₂ > Ca(OH)₂ > Mg(OH)₂ > Be(OH)₂

Khusus  Be(OH)₂ bersifat amfoter yaitu bisa bereaksi dengan asam maupun basa.

4.       Titik cair/leleh dan titik didih semakin kebawah semakin kecil.

5.       Jari-jari atom meningkat secara beraturan. Pertambahan jari-jari menyebabkan penurunan energi pengionan dan keelektronegatifan.

6.       Sifat –sifat fisis logam alkali tanah lebih besar dibandingkan dengan logam alkali seperiode. Hal itu disebabkan logam alkali tanah mempunyai dua elektron valensi sehingga ikatan logamnya lebih kuat.

7.       Uji nyala pada berilium (putih), magnesium (putih), kalsium ( jingga), stronsium (merah), dan barium ( hijau).

8.       Kelarutan senyawa alkali tanah

a.        Senyawa hidroksida : M(OH)₂

Pada satu golongan dari atas ke bawah semakin besar ( semakin mudah larut ).

b.       Senyawa sulfat (SO₄^2-), karbonat (CO₃^-2), dan kromat (CrO₄^2-) atas ke bawah semakin kecil (semakin susah larut atau mudah mengendap).

2.b. Sifat – Sifat Kimia

1.     Reaktif  tetapi masih kurang reaktif dibanding alkali.

2.     Semua senyawa dari kalsium, strontium , dan barium ,yaitu logam alkali tanah yang bagian bawah,  berbentuk  senyawa ion. Sedangkan senyawa-senyawa berilium dan senyawa-senyawa magnesium bersifat kovalen.

2.c. Reaksi – reaksi penting alkali tanah

1.       Alkali tanah + air

Kalsium, strontium, dan barium bereaksi baik dengan air membentuk basa dan gas hidrogen. Magnesium bereaksi sangat lambat dengan air dingin dan sedikit lebih baik dengan air panas, sedangkan berilium tidak bereaksi.

Reaksi :

M_(s) +2H₂O_(l) " M(OH)_2(aq) + H_2(g) (M = Mg, Ca, Sr, Ba, dan Ra)

Contoh : Ba_(s) + 2H₂O_(l) "Ba(OH)_2(aq) + H_2(g)

2.       Alkali tanah + oksigen

Semua logam alkali tanah terkorosi terus menerus di udara membentuk oksida, hidroksida atau karbonat, kecuali berilium dan magnesium. Berilium dan magnesium juga bereaksi dengan oksigen di udara, tetapi lapisan oksida yang terbentuk melekat pada permukaan logam sehingga menghambat korosi berlanjut. Apabila dipanaskan dengan kuat, semua logam alklai tanah, termasuk berilium dan magnesium, terbakar di udara membentuk oksida dan nitrida.

Reaksi :           2M_(s) + O_2(g) " 2MO_(s) (oksida)

M_(s) + O_2(g) berlebih "MO_2(s) (peroksida)

Contoh :          2Ca_(s) + O_2(g) " 2CaO_(s) (kalsium oksida)

3.       Alkali tanah + gas hidrogen

Reaksi :           M_(s) + H_2(g) " MH₂ (hidrida)

Contoh :          Mg_(s) + H_2(g) " MgH_2(s) ( magnesium hidrida)

4.       Alkali tanah + gas nitrogen

Reaksi :           M_(s) + N_2(g) " MN₂

Contoh :          3Mg_(s) + N_2(g) " Mg₃N_2(s)

5.       Reaksi dengan halogen (X₂)

Semua logam alkali tanah bereaksi dengan halogen membentuk garam halida.

Reaksi :           M(s) + X_2(g) " MX_2(s)

Lelehan halida dari berilium mempunyai daya hantar listrik yang buruk. Hal itu menunjukkan bahwa halida berilium bersifat kovalen .

6.       Alkali tanah + asam kuat (HCl atau H₂SO₄)

Semua logam alkali tanah bereaksi dengan asam kuat (seperti HCl) memebentuk garam dan gas hidrogen. Reaksi makin hebat dari Be ke Ba.

Reaksi :           M_(s) + 2HCl_(aq) " MCl_(aq) + H_2(g)

Contoh :          Ca_(s) + 2HCl_(aq) " CaCl_2(aq) + H_2(g)

Be juga bereaksi dengan basa kuat, membentuk Be(OH)42- dan gas H2.

Reaksi :           Be_(s) + 2NaOH_(aq) + 2H₂O_(l)" Na₂Be(OH)_4(aq) + H_2(g)

                                2.d. Kegunaan Alkali Tanah

1.       Kalsium oksida (CaO) sebagai bahan bangunan.

2.       Kalsium karbida (CaC₂) untuk pembuatan gas asetilena atau gas karbit.

3.       CaSO₄. 2H₂O (gips) sebagai pembalut tulang patah.

4.       Magnesium

Kegunaan utama magnesium adalah untuk membuat logam-campur. Paduan magnesium dengan aluminium, yang disebut magnalium, merupakan logam yang kuat tapi ringan, resisten terhadapa basa, serta tahan korosi. Paduan itu untuk membuat komponen pesawat terbang , rudal, bak truk, serta berbagai peralatan lainnya.

5.       Magnesium oksida (MgO) umtuk membuat tungku pada peleburan.

6.       Magnesium hidroksida (Mg(OH)₂) disebut dengan susu magnesia, sebagai obat sakit maag.

7.       Pembakaran magnesium mengahasilkan cahaya yang sangat terang, sehingga unsur itu digunakan untuk membuat kembang api.

8.       MgSO₄.7H₂O disebut garam Inggris atau garam epson, sebagai obat urus-urus. 

2.e. Pembuatan Alkali Tanah

Pembuatan alkai tanah dengan cara elektrolisis lelehan atau leburan garamnya.

Misalnya :

·         Pembuatan logam Mg

Diantara logam alkali, magnesium paling banyak diproduksi. Sama seperti pembutan natrium, pembuatan magnesium juga dilakukan melalui elektrolisis lelehan garam kloridanya. Dalam industri, magnesium dibuat dari air laut melelui tahap-tahap sebgai berikut.

1.       Mula –mula air laut dicampur dengan kapur (CaO) sehingga magnesium mengendap sebagai magnesium hidroksida (Mg(OH)₂).

Reaksi :           CaO_(s) + H₂O_(l) " 2Ca²⁺_(aq) + 2OH^-_(aq)

Mg²⁺⁽_aq) + 2OH_(aq) " Mg(OH)_2(s)

Adapun CaO dibuat dari  batu kapur atau kulit kerang melalui permanasan.

CaCO_3(s) "CaO_(s) + CO_2(g) 

2.       Endapan magnesium yang terbentuk disaring kemudian direaksikan dengan larutan asam klorida pekat.

Reaksi :           Mg(OH)_2(s) + 2HCl_(aq) " MgCl_2(aq) + 2H₂O

3.       Larutan diuapkan sehingga diperoleh kristal magnesium klorida (MgCl₂). Kristal itu kemudian dicairkan dan dielektrolisis.

Reaksi             :              MgCl_2(l) " Mg_2(l) + 2Cl^-_(l)

Katode            :              Mg²⁺_(l) + 2e " Mg_(l)

Anode              :              2Cl^-_(l) " Cl_2(g) + 2e