ALKALI DAN ALKALI TANAH

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Lebih dari delapan puluh unsur yang ada di dalam sistem periodik unsur adalah logam. Logam bersifat padat pada temperatur dan tekanan standar dengan pengecualian merkuri dan gallium yang keduanya berupa cairan. Sifat-sifat logam yaitu mempunyai konduktovitas termal dan listrik yang tinggi, berkilau dan memancarkan cahaya serta dapat ditempa (Syamsidar, 2013: 19). Umumnya logam diidentifikasikan dengan padatan yang keras, rapat dan tidak reaktif. Kenyataannya logam-logam alkali berlawanan dengan sifat-sifat tersebut yakni rapatan massa rendah, lunak (rapuh) dan sangat reaktif. Semua logam alkali (Li, Na, K, Rb, Cs, dan Fr) mengkilat berwarna keperakan, mempunyai tukonduktivitas listrik dan panas yang tinggi. Logam alkali bersifat sangat lunak, semakin lunak dengan naiknya nomor atom. Unsur-unsur golongan memiliki sifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah. Logam alkali tanah umumnya reaktif, tetapi kurang reaktif dibandingkan dengan logam alkali. Di alam unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawa begitu pula dengan logam alkali (Syamsidar, 2013: 69 dan 85). Warna nyala yang dihasilkan oleh suatu unsur disebut spektrum emisi. Ketika atom diberi sejumlah energi, elektron-elektron yang berada pada keadaan dasar akan tereksitasi menuju kulit yang lebih tinggi dengan tingkat energi yang lebih tinggi. elektron yang tereksitasi dapat kembali kekeadaan dasar atau mengemisi dengan memancarkan sejumlah energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang tertentu (Syamsidar, 2013: 64). Rumusan Masalah Rumusan masalah pada percobaan ini adalah bagaimana warna uji nyala dan kelarutan dari unsur logam alkali dan alkali tanah? Tujuan Tujuan pada percobaan ini untuk mengetahui warna uji nyala dan kelarutan dari logam alkali dan alkali tanah. Manfaat Manfaat dari dari percobaan ini yaitu untuk mengetahui lebih lanjut tentang spektrum warna yang dihasilkan logam alkali dan alkali tanah serta mengetahui kelarutannya apabila direaksikan dengan senyawa lain. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Unsur Logam Logam adalah salah satu unsur dari ketiga kelompok unsur yang dibedakan oleh sifat ionisasi dan ikatan bersamaan dengan metalloid dan nonlogam. Dalam kimia, sebuah logam (bahasa Yunani: Metallon) adalah sebuah unsur kimia yang siap membentuk ion (kation). Logam terbagi atas logam alkali dengan unsur litium (Li), natrium (Na), kalium (K), Rubidium (Rb), Cesium (Cs) dan fransium (Fr) dan alkali tanah dengan unsur berkelium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba) dan radium (Ra). Selain dari golongan alkali dan alkali tanah yang termasuk dalam unsur logam yaitu logam transisi (Baharuddin, dkk., 2013: 59). Logam memiliki sifat fisis yaitu dapat memantulkan cahaya yang datang dengan panjang gelombang dan frekuensi yang sama sehingga terlihat lebih mengkilat, dapat menghantarkan panas dan arus listrik, memiliki kemampuan diubah bentuk, umumnya memiliki kepadatan yang tinggi sehingga terasa berat dan dapat ditarik oleh magnet. Sifat kimia yaitu memiliki energi ionisasi yang rendah sehingga lebih mudah melepaskan elektronnya, umumnya logam cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi karena kekuatan ikatan logam, kebanyakan logam oksida yang larut dalam air bereaksi untuk membentuk logam hidroksida dan bereaksi dengan asam membentuk garam dan air (Baharuddin, dkk., 2013: 60-61). Logam Alkali Kata “alkali” berasal dari bahasa arab yang berarti abu, mengacu pada sumber asli zat alkali. Dalam sistem periodik unsur, unsur-unsur yang terletak pada golongan IA yaitu litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs) dan fransium (Fr) yang disebut logam alkali. Berdasarkan konfigurasi elektron diketahui semua unsur alkali memiliki satu elektron yang terletak pada kulit terluar. Persamaan ini yang menyebabkan unsur-unsur alkali memiliki sifat kimia yang mirip. Walaupun memiliki sifat yang mirip tetapi unsur-unsur alkali keberadaanya di alam tidak bersama-sama. Hal ini disebabkan karena ukuran-ukuran ion alkali yang sangat berbeda satu dengan yang lainnya (Syamsidar, 2013: 57). Logam alkali adalah sekelompok unsur kimia pada golongan IA dalam tabel periodik kecuali hidrogen yang merupakan unsur nonlogam. Semua unsur pada kelompok ini sangat reaktif sehingga secara alami tak pernah ditemukan dalam bentuk tunggal. Untuk menghambat reaktivitas, unsur-unsur logam alkali harus disimpan dalam medium minyak. Unsur-unsur logam alkali merupakan unsur-unsur logam alkali mudah melepaskan 1 elektron valensinya untuk mencapai konfigurasi elektron gas mulia yang stabil dan membentuk ion positif. Unsur-unsur logam alkali merupakan unsur yang sangat reaktif dan mudah bereaksi dengan unsur-unsur lain. Selain itu unsur golongan logam alkali bersifat sebagai reduktor yang kuat. Unsur-unsur logam alkali memiliki sifat energi ionisasi dan keelektronegatifannya rata-rata yang paling rendah (Baharuddin, dkk., 2013: 61-61). Natrium (Na) dan kalium (K) sangat melimpah di kerak bumi sedangkan litium (Li), rubidium (Rb) dan sesium (Cs) kelimpahannya sangat sedikit. Kelimpahan logam alkali yang paling sedikit adalah fransium (Fr). Semua logam alkali hanya dapat diisolasi dari leburan garam halidanya melalui proses elektrolisis. Garam-garam halida mempunyai titik lebur yang tinggi, oleh karena itu umumnya ditambahkan dengan garam halida lainnya untuk menurunkan titik lebur garam halidanya (Syamsidar, 2013: 57-58). Natrium (Na) dan kalium (K) melimpah di litosfer terdapat sejumlah besar kandungan garam batuan, narium klorida (NaCl) dan karnalit yang dihasilkan dari penguapan air laut dalam jangka waktu geologis. Litium (Li) dan natrium (Na) dapat diperoleh dengan elektrolisis garam leburan atau eutetik bertitik leleh rendah seperti kalsium klorida (CaCl2) dan natrium klorida (NaCl), karena titik didihnya yang lebih rendah dan mudah menguap kalium (K), rubidium (Rb) dan sesium (Cs) tidak dapat diperoleh dengan elektrolisis, namun diperoleh dengan mengolah lelehan klorida dan natrium. Logam-logam murninya diisolasi. Litium (Li), natrium (Na) dan kalium (K) dapat tersebar dengan pelelehan, pada berbagai padatan pendukung seperti natrium karbonat (Na2CO3). Unsur-unsur ini dipakai sebagai kalatalis. Litium (Li) biasanya yang paling kurang reaktif sedangkan sesium (Cs) adalah yang paling reaktif (Cotton dan Geoffray, 1989: 251-253). Natrium hidroksida (NaOH), merupakan larutan basa yang tergolong mudah larut dalam air dan termasuk basa kuat yang dapat terionisasi dengan sempurna. Menurut teori Arrhenius basa adalah zat yang dalam air menghasilkan ion OH dan ion positif. Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%, dan bersifat lembab cair dan secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas, sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan dan juga larut dalam etanol dan metanol (Nesimnasi, dkk., 2015: 32). Logam Alkali Tanah Unsur-usur golongan IIA disebut juga alkali tanah sebab unsur-unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah. Logam alkali tanah umumnya reaktif, tetapi kurang jika dibandingkan dengan logam alkali. Namun dengan 2 elektron valensi (ns2) yang dimiliki logam alkali tanah pun mudah melepaskan elektronnya membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2. Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA yang termasuk di dalamnya adalah berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (St), barium (Ba) dan radium (Ra). Logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam, disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air. Istilah tanah karena oksidansinya sukar dalam air dan banyak ditemukan dalam bebatuan kerak bumi (Baharuddin, dkk., 2013: 64). Kalsium (Ca), stronsium (St), barium (Ba) dan radium (Ra) membentuk senyawa ion bermuatan +2. Magnesium (Mg) kadang-kadang bersifat kovalen dan berilium (Be) lebih dominan kovalen. Kekerasan alkali tanah berkurang dari atas kebawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun. Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang. Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan unsur halogen membentuk garam halida (Syamsidar, 2013: 75-77). Etanol merupakan senyawa alkohol yang dihasilkan dalam fermentasi bahan makanan yang mengandung karbohidrat. Proses fermentasi yang melibatkan aktifitas mikroorganisme ini menjadi proses pengubahan karbohidrat menjadi etanol (Sutanto, 2006:123). Magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (St) dan barium (Ba) tersebar secara luas dalam mineral-mineral dan di dalam air laut. Anggota kedua golongan alkali tanah yaitu magnesium (Mg) dan berilium (Be) memiliki sifat yang hampir memiliki sifat kimiawi yang bersifat ionik. Ion magnesium (Mg2+) mempunyai kemampuan kepolaran yang lebih tinggi dan adanya kecenderungan menetapkan ke perilaku nonionik. Magnesium (Mg) membentuk ikatan-ikatan dengan karbon secara mudah. Seperti Be(OH)2 dan Ma(OH)2 larut sebagian dalam air sedangkan hidroksida lainnya larut dalam air dan sangat basa (Cotton dan Geoffrey, 1989: 261-262). Spektrum Warna Logam Alkali dan Logam Alkali Tanah Spektrum emisi adalah yang dihasilakan oleh suatu unsur. Spektrum emisi yang dihasilkan berkaitan dengan model atom Neils Bohr. Atom yang diberikan sejumlah energi, elektron-elektronnya yang berada pada keadaan dasar akan tereksitasi menuju kulit yang lebih tinggi. Elektron yang tereksitasi dapat kembali keadaan dasar atau mengimisi dengan memancarkan sejumlah energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang (λ) tertentu. Spektrum emisi terjadi karena larutan garamnya dibakar menggunakan nyala bunsen. Spektrum emisi yang dihasilkan setiap unsur berbeda antara yang satu dengan yang lainnya (Syamsidar, 2013: 64). Ketika litium (Li) dibakar akan menghasilkan warna merah, natrium (Na) menghasilakan warna kuning, kalium (K) menghasilkan warna pink, rubidium (Rb) menghasilkan warna merah lembayung dan sesium (Cs) menghasilakan warna merah lembayung. Warna-warna yang dihasilkan oleh logam unsur-unsur alkali sangat indah sehingga logam-logam alkali banyak dimanfaatkan dalam pembuatan kembang api atau mercun (Syamsidar, 2013: 65). Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas. Stronsium (St) berwarna krimson atau merah, barium (Ba) menghasilkan warna hijau-kuning, dan magnesium (Mg) menghasilkan warna putih terang. Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida. Suatu Garam-garam halida alkali tanah menghasilkan nyala beraneka ragam warna, sering dipakai sebagai bahan untuk membuat kembang api (Syamsidar, 2013: 85). Manfaat Logam Alkali dan Logam Alkali Tanah Manfaat dari unsur-unsur logam alkali yaitu natrium (Na) digunakan sebagai cairan pendingin pada nuklir, natrium hidroksida (NaOH) digunakan dalam industri plastik, natrium klorida (NaCl) digunakan sebagai garam dapur dan natrium karbonat (Na2CO3) untuk industri pembuatan detergen, kaca san peluanak air (penghilang kesadahan air). Litium (Li) untuk pembuatan pelumas bertemperatur tinggi dan pembuatan baterai. Kalium dalam bentuk kalium klorida (KCl) sebagai bahan pupuk, kalium nitrat (KNO3) sebagai bahan peledak. Rubidium (Rb) dan secium (Cs) sebagai permukaan peka cahaya dalam sel fotolistrik yang dapat mengubah energi cahaya menjadi energi listrik (Baharuddin, dkk., 2013: 63). Manfaat golongan alkali tanah yaitu magnesium hidroksida (Mg(OH)2) untuk obat maag atau sebagai bahan pasta gigi, kalsium hidroksida (Ca(OH)2) untuk industri baja, kalsium karbonat (CaCO3) untuk bahan obat, barium (Ba) dan stonsium (St) digunakan sebagai bahan pembuatan kembang api karena member warna nyala yang bagus dan menarik (Baharuddin, dkk., 2013: 65-66). BAB III METODE PERCOBAAN Waktu dan Tempat Hari/Tanggal : Senin/23 November 2015 Pukul : 13:00 – 14:56 WITA Tempat : Laboratorium Anorganik Fakultas Sains danTeknologi UIN Alauddin Makassar Alat dan Bahan Alat Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah cawan penguap, tabung reaksi, pipet tetes 3 mL, spatula dan rak tabung. Bahan Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah etanol (C2H5OH) 95%, korek api, larutan barium klorida (BaCl) 0,05 M, larutan kalsium klorida (CaCl2) 0,05 M, magnesium klorida (MgCl2) 0,05 M, ¬larutan natrium karbonat (Na2CO3) 0,05 M, larutan natrium klorida (NaCl) 0,05 M, larutan stonsium klorida (StCl2) 0,05 M dan smpel x. Prosedur Kerja Uji warna nyala Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan. Memasukkan etanol (C2H5OH) 95% ke dalam cawan penguap. Kemudian menambahkan sampel A ke dalam cawan penguap. Selanjutnya membakar dan mengamati warna yang terjadi. Mengulagi percobaan dengan mengganti sampel A dengan sampel lain. Uji Kelarutan Memasukkan 2 mL larutan magnesium klorida (MgCl2) ke dalam tabung reaksi I, II dan III. Kemudian menambahkan 2 mL larutan natrium hidroksida (NaOH) 0,05 M ke dalam tabung reaksi I. Menambahkan 2 mL larutan natrium sulfat (Na2SO4) 0,05 M ke dalam tabung reaksi II dan menambahkan larutan natrium karbonat (Na2CO3) 0,05 M ke dalam tabung reaksi III. Selanjutnya mengamati kelarutan yang terjadi. Mengulangi percobaan dengan mengganti larutan dan perlakuan yang sama yaitu larutan barium klorida (BaC2), stronsium klorida (StCl2) dan kalsium klorida (CaCl2). BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengamatan Tabel pengamatan Tabel 4.1. pengujian warna nyala No Contoh sampel Warna nyala Unsur Gambar 1 Sampel A Jingga Kalsium (Ca) 2 Sampel B Jingga Natrium (Na) 3 Sampel C Merah Stronsium (St) 4 Sampel D Hijau Barium (Ba) 5 Sampel E Biru Kalium (K) 6 Sampel F Putih Magnesium (Mg) Tabel 4.2. pengujian kelarutan No Larutan Warna Kelarutan Gambar 1 BaCl2 + NaOH Bening Mudah larut 2 BaCl2 + Na2SO4 Keruh Sukar larut 3 BaCl2 + Na2CO3 Keruh Sukar larut 4 CaCl2 + NaOH Bening Mudah larut 5 CaCl2 + Na2SO4 Keruh Sukar larut 6 CaCl2 + Na2CO3 Bening Larut 7 MgCl2 + NaOH Bening Mudah larut 8 MgCl2 + Na2SO4 Bening Larut 9 MgCl2 + Na2CO3 Bening Larut 10 SrCl2 + NaOH Bening Mudah larut 11 SrCl2 + Na2SO4 Keruh Sukar larut 12 SrCl2 + Na2CO3 Keruh Sukar larut Reaksi BaCl2 + 2NaOH Ba(OH)2 + 2NaCl BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaCl BaCl2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl CaCl2 + 2NaOH Ca(OH) + 2NaCl CaCl2 + Na2SO4 CaSO4 + 2NaCl CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl MgCl2 + 2NaOH Mg(OH¬)2 + 2NaCl MgCl2 + Na2SO4 MgSO4+ 2NaCl MgCl2 + Na2CO3 MaCO3 + 2NaCl SrCl2 + 2NaOH Sr(OH)2 + 2NaCl SrCl2 + Na2SO4 SrSO4 + 2NaCl SrCl2 + Na2CO3 SrCO3 + 2NaCl Pembahasan Spektrum warna terjadi karena larutan garamnya dibakar menggunakan nyala bunsen. Spektrum emisi yang dihasilkan setiap unsur berbeda antara yang satu dengan yang lainnya (Syamsidar, 2013: 64). Pengujian warna nyala dilakukan dengan menggunakan etanol (C2H5OH) yang ditambahkan dengan sampel yang akan diuji. Pengujian etanol (C2H5OH) ini karena logam alkali maupun logam alkali tanah tidak larut dalam etanol sehingga jika dibakar tidak akan mempengaruhi warna yang dihasilkan. Pengujian warna nyala didapatkan unsur berdasarkan nyala yang dipancarkan yaitu natrium (Na) berwarna jingga. Hasil ini tidak sesuai dengan teori yang ada dikarenakan penggunaan alkohol yang sedikit dan sampel yang terlalu banyak. Kalsium (Ca) dengan warna jingga, stronsium (St) warna merah, barium (Ba) warna hijau, kalium (K) warna merah, magnesium (Mg) warna putih. Hasil yang diperoleh sesuai dengan teori (Syamsidar: 2013) bahwa magnesium (Mg) menghasilkan warna putih, barium (Ba) warna hijau, stronsium (St) warna merah, dan barium (Ba) warna hijau-kuning. Pengujian kelarutan dilakukan dengan menguji kelarutan barium klorida (BaCl2), magnesium klorida (MgCl2), stronsium klorida (StCl2) dan kalsium klorida (CaCl) dengan menambahkan larutan pereaksi yaitu natrium hidroksida (NaOH), natrium sulfat (Na2SO4) dan natrium karbonat (Na2CO3). Hasil pengujian menghasilkan uji kelarutan yaitu barium klorida (BaCl2), magnesium klorida (MgCl2), stronsium klorida (StCl2) dan kalsium klorida (CaCl) mudah larut dalam natrium hidroksida (NaOH) dan sukar larut dalam natrium sulfat (Na2SO4) dan natrium karbonat (Na2CO3). Menurut teori (Cotton dan Geoffrey: 1989) magnesium (Mg) membentuk ikatan-ikatan dengan karbon secara mudah. Seperti Be(OH)2 dan Ma(OH)2 larut sebagian dalam hidroksida basa seperti natrium hidroksida (NaOH) dan sukar larut dalam garan sulfat dan karbonat. BAB V KESIMPULAN Kesimpulan Kesimpulan pada percobaan ini adalah uji warna nyala pada alkali dan alkali tanah yaitu kalium (K) warna biru, magnesium (Mg) warna putih, barium (Ba) warna hijau, natrium (Na) warna jingga dan kalsium (Ca) berwarna jingga. Kelarutan alkali dan alkali tanah adalah dapat larut dalam pelarut basa seperti natrium hidroksida (NaOH) dan sukar larut dalam natrium sulfat (Na2SO4) dan natrium karbonat (Na2CO3). Saran Saran yang diberikan untuk percobaan selanjutnya adalah sebaiknya menggunakan pereaksi lainnya seperti etilendiaminatetraasetat (EDTA) untuk menguji kelarutan kalsium (Ca) (Cotton dan Geoffray, 1989: 266). DAFTAR PUSTAKA Baharuddin, Maswati, dkk. Kimia Dasar II. Makassar: Alauddin Press, 2013. Cotton, Albert dan Geoffrey Wilkinson. Anorganic General Chemistry. Terj. Sahati Suharta, Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI-Press, 1976. Nesimnasi, Jorhans, dkk. “Pengaruh Perlakuan Alkali (NaOH) pada Serat Agave Cantula Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Polyester”. Teknik Mesin 02, no. 01 (2015): h. 31-38. Sutanto, Teja Dwi dan Agus Martono. “Studi Kandungan Etanol dalam Tapai Hasil Fermentasi Beras Ketan Hitam dan Putih”. Gradien 2, no. 1 (2006): h. 123-125. Syamsidar. Dasar Reaksi Kimia Anorganik. Makassar: Alauddin Press, 2013.