Kamis, 19 September 2013

MATERI KIMIA KELAS XII (KIMIA UNSUR -PERIODE KE-3) 6


A.       Unsur Periode Ketiga 


Unsur periode ketiga terdiri atas (11Na), magnesium (12Mg), alumunium (13Al), silikon (14Si), fosfor (15P),  silisium (16S), klor (17Cl), dan argon (18Ar).

A.        Sifat – Sifat Unsur Periode Ketiga

1.      Wujud
a.        Logam             : Na, Mg, dan Al
b.       Metaloid         : Si
c.        Nonlogam       : P, S, dan Cl
d.       Gas mulia       : Ar

2.      Terdapat di alam
a.        Sebagai senyawa                                            : Na, Mg, Al, Si, P, dan Cl
b.       Sebagai senyawa dan unsur                         : S
c.        Sebagai atom bebas                                      : Ar



3.      Sifat – Sifatnya pada Sistem Periodik Unsur

Unsur
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Nomor atom
Konfigurasi           K     elektron                 L
                                 M
Energi ionisasi   
Titik cair
Titik didih
Struktur


Tingkat oksidasi tertinggi
Afinitas elektron
Keelektronegatifan
Jari – jari atom

11
2
8
1
496
97,8
883
Kristal logam

+1

-53
0,9
1,90
12
2
8
2
738
649
1.090
Kristal logam

+2

230
1,2
1,60
13
2
8
3
578
660
2.467
Kristal logam

+3

-44
1,5
1,43
14
2
8
4
786
1.410
2.680
Kristal kovalen raksasa
+4

-134
1,8
1,11
15
2
8
5
1.012
44
280
Molekul poliatom

+5

-72
2,1
1,06
16
2
8
6
1000
113
445
Molekul poliatom

+6

-200
2,5
1,02
17
2
8
7
1251
-101
-35
Molekul diatom

+7

-349
3,0
0,99
18
2
8
8
1.527
-184,2
-185,7
Molekul monoatom
-

35
-
0,95

Keterangan :
1.       Jari – jari semakin kecil
2.       Energi ionisasi semakin besar namun tidak teratur
Hal ini disebabkan karena bertambahnya muatan inti, sehingga daya tarik inti terhadap elektron terluar makin besar.
3.       Keelektronegatifannya semakin besar
4.       Titik didihnya semakin tinggi sampai Si, kemudian turun lagi.
a.        Natrium magnesium dan alumunium mempunyai ikatan logam. Seiring dengan bertambahnya jumlah elektro valensi, kekuatan ikatan logan meningkatdari natrium hingga alumunium. Oleh karena itu titik didih dan titik cair meningkat.
b.       Silikon mempunyai kovalen struktur raksasa (seperti intan), setiap atom silikon terikat secara kovalen pada empat atom silikon. Zat dengan struktur kovalen raksasa mempunyai titik leleh serta titik didih yang sangat tinggi.
c.        Fosforus, belerang, klorin, dan argon terdiri dari molekul-molekul non polar, sehingga hanya di kukuhkan oleh gaya van der waals yang relatif lemah oleh karena itu, titik leleh serta titik didihnya relatif rendah. 
5.       Reduktornya (pereduksinya) semakin lemah
Oksidatornya (pengoksidasinya) semakin kuat.
Na"reduktor kuat :  
o    Sanggat reaktifterhadap air
o    Eo besar dan negatif, dan
o    Energi ionisasi kecil
6.       Na, Mg, dan Al sebagai konduktor.
Si, P, S, dan Cl sebagai isolator.


7.       keasaman semakin kuat.
HClO4  > H2SO4 > H3PO4 > H2SiO3
8.       sifat basanya semakin lemah
NaOH > Mg(OH)2>Al(OH)3

B.        kegunaan unsur periode ketiga

a.        Natrium
o    uap natrium digunakan untuk lampu natrium sebagai penerangan
o    natrium cair sebagai pendingin reaktor atom.
o    Natrium hidroksida (NaOH) digunakan untuk pada pembuatan sabun, deterjen, teksti, kertas, pewarnaan, dan hengilangkan belerang dari minyak bumi.
o    Natrium karbonat (Na2CO3) digunakan untuk pembuatan pulp, kertas, sabun, deterjen, kaca. Dan untuk melunakkan air sada
b.       Magnesium
o    Mg(OH)2 untuk antasida (obat maag)
o    Garam mineral (MgSO4 . 7H20) untuk zat pencahar
c.        Alumunium
o    Secara umum digunakan untuk membuat perkakas rumah tangga.
o    Tawas, K2SO4Al(SO4)3 . 24H2O untuk menjernihkan air.
o    Paduan logam Al dan Mg (magnalium) untuk membuat badan pesawat terbang.
o    Sektor pembangunan perumahan : untuk kusen pintu dan jendela.
o    Sektor industri makanan : alumunium foil dan kaleng alumunium untuk kemasan berbagai jenis produk makanan dan minuman.
o    Membuat termit, yaitu campuran serbuk alumunium dengan serbuk besi (III) oksida. Termit digunakan untuk mengelas baja ditempat, misalnya untuk menyambung rel kereta api.
d.       Silikon
o    Untuk pembuatan trasistor
o    Untuk operasi plastik
o    Bahan – bahan solar sel.
o    Silika dan silikat digunakan untuk membuat gelas, keramik, porselin dan semen.
o    Larutan pekat natrium silikat (Na2SiO3), suatu zat pada amorf yang tidak bewarna, yang disebut water glass, digunakan untuk mengawetkan telur dan sebagai perekat, juga sebagai bahan pengisi ( filler) dalam detergen.
o    Karborundum yaitu silikon karbida (SiC), merupakan zat padat yang sangat keras, digunakan untuk ampelas (abrasif) dan pelindung untuk pesawat olang – aling terhadap suhu yang tinggi sewaktu kembali ke bumi.


e.         Fosfor
o    Untuk pembuatan korek api
o    Untuk pembuatan asam fosfat H3PO4
o    Untuk pembuatan pupuk TSP, CH(CaH2PO4)2
o    Senyawa organofosfat digunakan untuk pestisida
f.         Belerang
o    Untuk membuat asam sulfat (proses kontak)
o    Untuk pembuat asam sulfida (H2S)
o    Dalam senyawa Na2S2O3 .  5H2O, natrium trio sulfat pentahidrat digunakan dalam pencucian film.
o    SO2 dugunakan sebagai fungisida (pembasmi jamur) dan fumigan (pembasmi serangga).
o    CS2 digunakan sebagai pelarut nonpolar, untuk pembuatan CCl4.
g.        Klor
o    CCl4 sebagai pelarut
o    Kporit (Ca(OCl)2) sebagai disenfektan
o    Natrium (NaClO) sebagai pemutih
o    NaCl sebagai bumbu masak dan bahan pembuatan senyawa
o    HCl sebagai penetral basa dan untuk membersihkan permukaan logam dari karat.
h.       Argon
o    Dalam industri argon digunakan sebagai pengganti helium.
o    Sebagai atmosfer inert pada pengelasan titanium
o    Sebagai pengisi bola lampu pijar karena tidak bereaksi dangan kawat wolfarm.

C.        Pembuatan Unsur Periode Ketiga

a.        Natrium
Natrium dibuat dari elektrolisis lelehan natrium klorida yang di campur dengan kalsium klorida ( sel downs). Kalsium klorida berguna untuk menurunkan titik cair (dengan cara itu titik leleh dapat diturukan dari 801oC menjadi sekitar 500oC).
Natrium tidak dapat dibuat dari elektrolisis larutan NaCl karena air lebih muda diredukasi daripada ion Na+.
Reaksi :
NaCl(l) " Na+(l) + Cl-(l)
Katode           : Na+(l) + e " Na(l) x 2
Anode            : 2Cl-(l) " Cl2(g) + 2e              x 1
                          2Na+(l) + 2Cl-(l)"2Na(l) + Cl2(g)







b.       Magnesium
Magnesium dapat diperoleh dari air laut dengan cara menambahakan CaO kedalam air laut.
Tahap – tahapnya sebagai berikut :
Mg2+(aq) + H2O(l) + CaO(s) " Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)
Mg(OH)2 yang terbentuk disaring, dicuci, kemudian dilarutkan dalam HCl.
Mg(OH)2(s) +  HCl(aq) " MgCl2(aq) +2H2O(l)
Larutan MgCl2 yang diperoleh diuapkan dan diperoleh kristal MgCl2. Proses selanjutnya adalah elektrolisis terhadap lelehan MgCl2 yang dicampur CaCl2 untuk menurunkan titik lelehnya.
Katode            : Mg2+(l) + 2e " Mg(l)                            
Anode             : 2Cl-(l) " Cl2(g) + 2e
                           Mg2+(l) + 2Cl-(l) "Mg(l)  + Cl2(g)

c.        Aluminium
Meskipun aluminium tergolong melimpah dikulit bumi, mineral yang dapat dijadikan sumber komersial aluminium hanya bauksit. Bauksit mengandung aluminium sebgai aluminium oksida (Al2O3). Pengolahan aluminium dari bauksit berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama adalah pemurnian bauksit sehingga diperoleh aluminium oksida murni (alumina). Tahap kedua adalah peleburan (reduksi) alumina.
Pengolahan aluminium oksida dari bauksit didasarkan pada sifat amfoter dari oksida aluminium itu. Pengotor utama dalam bauksit biasanya terdiri atas SiO2, Fe2O3, dan TiO2. Apabila bauksit dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida, maka aluminium oksida akan larut sedangkan pengotorannya tidak.
Al2O3(s) + 2NaOH(aq) + 3H2O(l) " 2NaAl(OH)4(aq)
Pengotor dipisahkan dengan penyaringan. Selanjutnya, aluminium diendapkan dari filtrat dengan mengalirkan gas karbondioksida dan pengenceran.
2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) " 2Al(OH)3(s) + Na2(aq) + H2O(l)
Endapan aluminium hidroksida disaring, dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh aluminium oksida murni (alumina).
2Al(OH)3(s) " Al2O3(s) + 3H2O(g)
Selanjutnya pada tahap kedua, redukasi aluminium oksida dilakukan melalui elektrolisis menurut proses Hall-Heroult. Metode elektrolisis itu ditemukan secara terpisah tetapi hampir bersamaan pada tahun 1886 oleh dua orang peneliti muda, yaitu Charles M.Hall di Amerika Serikat dan Paul Heroult di Perancis. Kita ingat bahwa aluminium oksida mempunyai titik leleh yang sangat tinggi, yaitu lebih dari 2000oC.




Oleh karena itu, elektrolisis lelehan aluminium oksida murnitidak ekonomis. Dalam prosese Hall – Heroult, aluminium oksida dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana dari baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katoda. Dengan cara itu, elektrolisis dapat dilangsungkan pada suhu 950oC. Sebagai  anode  digunakan batang grafit. Elektrolisis mengasilkan aluminium di katoda, sedangkan di anode terbentuk gas oksigen dan karbondioksida. Sebenarnya reaksi elektrolisis ini berlangsung rumit dan belum sepenuhnya dipahami, tetapi dengan mengacu pada hasil akhirnya dapat dituliskan sebagai berikut :
Al2O3(l) " 2Al3+(l) + 3O2-(g)
Katode            :  Al3+(l) + 3e " Al(l)
Anode             : 2O2-(l) "O2(g) + 4e
                         C(s) + 2O2-(l) " CO2(g) + 4e
Jadi, selama elektrolisis, anode terus menerus dihabiskan. Untuk memproduksi 1 kg aluminium rata-rata dihabiskan 0,44 kg anode karbon. 

d.       Silikon
Silikon dibuat dari silika dengan kokas sebagai reduktor. Campuran siika dan kokas dipanaskan dalam suatu tanur listrik pada suhu sekitar 3.000oC.
Reaksi :
SiO2(l) + C(s) " Si(l) + 2CO(g)
Pembuatan silikon ultra murni dilakukan sebagai berikut. Mula-mula silikon biasa direaksikan dengan klorin sehingga terbentuk silikon tetraklorida (SiCl4), suatu zat cair yang mudah menguap ( titik didih = 58oC). SiCl4 kemudian dimurnikan dengan distilasi bertingkat. Selanjutnya, SiCl4 direduksi dengan gas H2 melalui suatu tabung yang dipanaskan. Dengan cara ini dapat diperoleh silikon ultra murni, yang pengotornya hanya sekitar 10-8%.
SiCl4(g) + 2H2(g) " Si(s) + 4HCl(g) 

e.        Fosfor
Di alam fosforterdapat dalam bentuk senyawa, terutama sebagai fosfat. Sumber fosfor terpenting yaitu batuan fosfat, suatu bahan kompleks yang mengandung fluorapatit (Ca3(PO4)2 . CaF2). Senyawa Ca3(PO4)2 dipisahkan dari batuan fosfat yang kemudian dipanaskan dengan pasir (SiO2) dan kokas (C). Uap fosfor yang terbentuk ditampung dalam air.
Pembuatan fosfor (P4) yang dikenal dengan proses Wohler.
Reaksi : 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C " 6CaSiO3 + P4 + 10CO





f.         Belerang
Belerang diperoleh dengan cara memasukkan uap panas ke dalm tanah yang mengandung belerang melalui pipa agar mencair. Belerang yang telah mencair dipompa keluar dengan tekanan udara. Proses tersebut dikenal dengan proses Frasch.

g.        Klor
Klor di bidang industri dibuat dengan cara elektrolisis larutan NaCl, dalam laboratorium klor dibuat dengan cara mengoksidasi ion Cl- dari NaCl dengan oksidator, misalnya KMnO4 + H2SO4.

h.       Argon
Argon diperoleh dengan distilasi bertingkat udara cair.


Diposting oleh di

9 komentar:

Langganan: Posting Komentar (Atom)