MATERI KIMIA KELAS XII (KIMIA UNSUR -ALKALI) 2

a.        Sifat – Sifat Unsur

1.       Alkali

Alkali adalah unsur-unsur golongan IA (kecuali hidrogen), yaitu litium (₃Li), natrium (₁₁Na), kalium (₁₉K), rubidium (₃₇Rb), sesium (₅₅Cs), dan fransium (₈₇Fr). Kata alkali berasal dari bahasa Arab yang berarti abu. Air abu bersifat basa. Oleh karena logam-logam golongan IA membentuk basa-basa kuat yang larut air, maka disebut logam alkali.

1.a. Sifat – Sifat Fisis

        Berbagai data fisis logam alkali diberikan pada tabel di bawah ini :

      

Sifat	Litium	Natrium	Kalium	Rubidium	Sesium
Nomor atom Konfigurasi elektron Jari-jari atom Jari-jari ion Titik cair oC Titik didih oC Rapatan Energi pengion (pertama) (kedua) Keelektronegatifan (skala pauling) Kekerasan (skala Moshs) Warna nyala Potensial reduksi standar (volt), M+ + e-          M	3 [He]2s1 1,52 0,60 181 1.347 0,53 520 7.298 1,0 O,6 Merah-tua 3,04	11 [Ne]3s1 1,86 0,95 97,8 883 0,97 496 4.562 0,9 0,4 Kuning 2,71	19 [Ar]4s1 2,31 1,33 63,6 774 0,86 419 3.051 0,8 0,5 Ungu 2,92	37 [Kr]5s1 2,44 1,48 38,9 688 1,53 403 2.632 0,8 0,3 Merah 2,92	55 [Xe]6s1 2,62 1,69 28,4 678 1,88 376 2.420 0,7 0,3 Biru 2,92

Keterangan  tabel :

1.       Nomor atom bertambah, sehingga basa semakin kuat. Membentuk senyawa hidroksida (basa) yang kuat dengan rumus MOH (M = Li, Na, K, Rb, atau Cs)

2.       Memiliki konfigurasi [X]ns¹

3.       Jari-jari atom dan massa jenis (rapatan) bertambah

4.       Titik cair dan titik didih berkurang

5.       Energi pengionan dan keelektronegatifan berkurang

6.       Potensial elektrode (besaran yang menggambarkan daya reduksi dalam larutan) dari atas ke bawah cenderung bertambah kecuali litium. Litium ternyata mempunyai elektrode yang paling besar, hal ini merupakan penyimpangan sebagaimana sering diperlihatkan oleh unsur-unsur periode kedua. Penyimpangan tersebut berkaitan dengan kecilnya volume atom unsur periode kedua tersebut.

7.       Sifat logam semakin ke bawah semakin kuat.

1.b. Sifat – Sifat  Kimia

     Sifat-sifat kimia antara lain :

1.       Sangat reaktif sehingga di alam tidak ditemukan dalam keadaan bebas tetapi dalam bentuk senyawa.

Kereaktifan : Fr > Cs > Rb > K > Na > Li.

Kereaktifan logam alkali berkaitan dengan energi ionisasinya yang rendah, sehingga mudah melepas elektron.

2.       Hampir semua senyawa logam alkali bersifat ionik dan mudah larut dalam air.

1.c. Reaksi – Reaksi Penting dari Alkali

1.       Alkali + air

Semua logam alkali bereaksi dengan air membentuk basa dan gas hidrogen. Litium bereaksi agak pelan, sedangkan natrium bereaksi hebat. Kalium, rubidium, dan sesium meledak jika dimasukkan kedalam air.

Reaksi :

2M_(s) + 2H2O_(l) " 2MOH_(aq) + H_2(g)

Contoh : 2Na_(s) + 2H2O_(l) " 2NaOH_(aq) + H₂ (sangat eksplosif)

2.       Alkali + oksigen

Logam alkali terbakar dalam oksigen membentuk oksida, peroksida, atau superoksida.

Reaksi :

4M_(s) + O_2(g) " 2M₂O (oksida)

2M_(s) + O_2(g) berlebih "  M₂O₂ (peroksida)

4Li_(s) + O_2(g) " 2LiO_(s) (litium oksida)

M_(s) + O_2(g) " MO_2(s) (superoksida) (M = K, Rb, Cs)

Contoh : 4K_(s) + O_2(g) " 2K₂O_(s) ( kalium oksida)

                 2K_(s) + O_2(g) berlebih " K₂O_2(s) (kalium peroksida)

Bilangan oksida oksigen dalam : Oksida (O2-) = -2 Peroksida (O2-2) = -1 Superoksida (O2) =  -1/2

Oleh karena sangat mudah bereaksi dengan air dan oksigen, maka logam alkali biasanya disimpan dalam cairan yang inert, misalnya minyak tanah (kerosin), atau dalam botol yang diisolasi.

3.       Alkali + gas hidrogen

Jika dipanaskan, logam alkali dapat bereaksi dengan gas hidrogen membentuk hidrida, suatu senyawa ion yang hidrogennya mempunyai bilangan oksidasi -1.

Reaksi : 

2M_(s) + H_2(g) " 2MH_(s) (hidrida)

Contoh : 2K_(s) + H_2(g) " 2KH (kalium hidrida)

4.       Alkali + gas nitrogen

Contoh : 6Li_(s) + 3N_2(g) " 2Li₃N_(s) (pada suhu kamar)

5.       Alkali + asam kuat (HCl atau H₂SO₄)

Reaksi :

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

Contoh : 2K_(s) + 2HCl_(aq) " 2KCl_(aq) + H_2(g) 

6.       Alkali + halogen

Logam alkali bereaksi hebat dengan halogen membentuk garam halida.

Reaksi :

2M_(s) + X₂ " 2MX_(s)

Natrium cair terbakar dalam gas klorin menghasilakan nyala berwarna kuning khas logam natrium.

    1.d. Kegunaan Alkali

1.       Logam natrium (Na)

a.        Sebagai pendingin pada reaktor inti karena natrium dapat melebur pada suhu 892^oC, sehingga ideal untuk mendinginkan reaktor atom.

b.       Karena merupakan reduktor kuat, natrium digunakan pada pengolahan logam-logam tertentu. Seperti litium, kalium, zirkonium, dan logam alkali yang lebih berat.

c.        Digunakan untuk membuat senyawa natrium yang tidak dapat dibuat dari natrium klorida, seperti natrium peroksida (Na₂O₂).

d.       Sedikit natrium digunakan dalam lampu natrium yang banyak digunakan sebagai penerang jalan raya.

2.       Natrium sianida (NaCN) digunakan dalam pertambangan emas dan perak.

3.       Natrium klorida (NaCl)

a.        Digunakan sebagai pengatur rasa asin dan sebagai pengawet.

b.       Sebagai bahan baku untuk membuat natrium, klorin, dan senyawa-senyawa natrium seperti NaOH dan natrium karbonat (Na₂CO₃).

c.        Bahan baku dalam industri susu, mengawetkan ikan dan daging.

d.       Mencairkan salju di jalan raya di negara yang bermusim dingin

e.        Regenerasi alat pelunak air

f.         Pengolahan kulit

g.        Dan serta sebagai bumbu masak ( garam dapur).

4.       Natrium hidroksida (NaOH)

Natrium hidroksida dihasilkan melalui elektrolisis larutan natrium klorida.

Kegunaannya :

a.        Dalam industri sabun, detergen, pulp, dan kertas.

b.       Pengolahan bauksit untuk pembuatan alumunium, tesktil, plastik, pemurnian minyak bumi

c.        Serta untuk membuat senyawa natrium lainnya seperti natrium hipoklorit (NaClO).

5.       Natrium karbonat (Na₂CO₃)

Natrium karbonat berasal dari alam, yaitu Trona, yang terdapat melimpah di Wyoming, Amerika Serikat. Natrium karbonat dapat juga dibuat dari NaCl menurut proses Solvay dengan reaksi sebagai berikut : NaCl_(aq) + CO_2(g) + NH_3(aq) + H2O_(l)        ^0oC       NaHCO_3(s) + NH₄Cl_(aq)

Natrium hidrogen karbonat (NaHCO_3(s)) yang terbentuk dipisahkan, kemudian dipanaskan sehingga membentuk Na₂CO₃.

Kegunaan utama dari natrium karbonat adalah :

a.        Untuk pembuatan kaca (terutama kaca bejana).

b.       Untuk membuat bahan-bahan kimia lainnya, industri plup, dan kertas, industri detergen, dan bahan pelunak air.

6.       Natrium Bikarbonat (NaHCO3)

Natrium bikarbonat terbentuk sebagai hasil antara pada proses Solvay.natrium bikarbonat juga disebut sebagai soda kue. Jika adonan yang mengandung natrium bikarbonat dipanggang, senyawa itu akan membebaskan CO₂ yang memekarkan adonan sehingga menjadi empuk karena adanya rongga-rongga gas di dalamnya. Baking powder adalah campuran serbuk natrium bikarbonat dengan suatu zat yang bersifat asam, seperti kalium hidrogen tartrat (KHC₄H₄O₆). Campuran bahan itu tidak bereaksi dalam keadaan kering, tetapi sekali bubuk itu berbeda dalam adonan, keduanya akan bereaksi dan menghasilkan gas karbon dioksida yang memekarkan adonan.

      1.e. Pembuatan Alkali

Pembuatan logam alkali dengan cara elektrolisis lelehan atau leburan garamnya.

Contoh :

-          Membuat logam Na

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 diturunkan dari 801^oC menjadi sekitar 500^oC).

NaCl_(l) " Na⁺_(l) + Cl^-_(l)

Katode           : Na⁺_(l) + e " Na_(l) x 2

Anode            : 2Cl^-_(l) " Cl_2(g) + 2e              x 1

                          2Na⁺_(l) + 2Cl^-_(l)"2Na_(l) + Cl_2(g)