Kimia Unsur

A. KELIMPAHAN UNSUR-UNSUR DI ALAM

Sebagian besar unsur-unsur di alam terdapat sebagai senyawa, hanya sebagian kecil yang terdapat sebagai unsur bebas. Bahan-bahan alam yang mengandung unsur atau senyawa tertentu dalam kadar yang relatif besar disebut mineral. Mineral yang digunakan/diolah secara komersial disebut bijih.

• Unsur yang paling melimpah di kulit bumi adalah oksigen (49,20 %), silikon (25,67 %) dan aluminium (7,50 %).
• Komposisi udara bersih : Nitrogen (N₂) = 78,09 %, Oksigen (O₂) = 20,94% dan Argon (Ar) = 0,934 %.

B. GAS MULIA (Golongan VIIIA)

• Terdiri atas Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Xenon (Xe) dan Radon (Rn).
• Di alam terdapat sebagai unsur bebas (gas monoatomik)
• Sangat stabil (sulit bereaksi) karena konfigurasi elektronnya oktet atau duplet.
• Energi ionisasi sangat besar
• Afinitas elektron sangat rendah
• Gas mulia dipisahkan dari udara dengan destilasi bertingkat udara cair.
• Terbanyak di atmosfer bumi : Ar
• Terbanyak di alam semesta : He
• Paling sedikit di alam : Rn (Radioaktif)

1. Sifat Gas Mulia


2. Senyawa Gas Mulia


3. Reaktivitas Gas Mulia


4. Kegunaan Gas Mulia

Unsur	Kegunaan
Helium (He)	·   Pengisi balon udara ·   Pelarut gas O2 dalam tabung oksigen untuk penyelam di laut ·   Cairan pendingin ·   Pengisi bola lampu pijar (dengan gas N2)
Neon (Ne)	·   Pengisi lampu warna merah dan pengisi tabung TV ·   Neon cair digunakan sebagai cairan pendingin pada reaktor nuklir ·   Indikator tegangan tinggi
Argon (Ar)	·   Pengisi lampu warna merah dan biru ·   Atmosfer inert pada pengelasan dan proses metalurgi suhu tinggi ·   Gas argon melindungi logam panas dari oksidasi udara
Kripton (Kr)	·   Pengisi lampu warna putih kebiruan ·   Laser untuk merawat retina ·   Penetapan standar panjang “satu meter”
Xenon (Xe)	·   Pengisi lampu warna biru dan tabung elektron ·   Penghasil cahaya terang pada lampu blitz ·   Obat bius pada saat pembedahan
Radon (Rn)	·   Terapi penyakit kanker dengan sinar alfa (radioaktif)

C. HALOGEN = Pembentuk Garam (Golongan VIIA)

• Terdiri atas fluor (F), klor (Cl), brom (Br), iod (I), dan astatin (At).
• Di alam, halogen terdapat sebagai senyawa (karena sangat reaktif) dan tidak ditemukan dalam keadaan bebas
• Terdapat sebagai molekul diatomik (F₂, Cl₂, Br₂, I₂).
• Oksidator kuat
• Nonpolar
• Sangat reaktif (eval = 7) cenderung menangkap 1e^- untuk stabil membentuk ion –
• Astatin (At) = radioaktif
• Bersifat racun / berbau menyengat

1. Sifat Halogen


2. Reaksi Senyawa Halogen



3. Pembuatan Halogen

• F₂ dan Cl₂ dibuat dengan elektrolisis larutan atau leburan
• Br₂ dibuat dengan mengasamkan air laut sampai pH 3,5 kemudian kedalamnya dilewatkan campuran udara dan Cl₂.
• I₂ dibuat dengan cara mereduksi BaIO₃ dengan reduktor NaHSO₃.

4. Kegunaan

Unsur	Kegunaan
Fluorin	·   Gas fluorin : memisahkan isotop U-235 dengan U-238 ·   Asam Fluorida (HF) : untuk mengukir kaca ·   Freon-12 (CCl2F2) : zat pendingin ·   Kriolit (Na3AlF6) : pelarut bauksit pada pemurnian aluminium ·   Natrium Fluorida (NaF) : pengawet kayu ·   Teflon (CF2Cl2) : pelapis alat dapur
Klorin	·   Gas klorin : desinfektan ·   Amonium klorida (NH4Cl) : elektrolit baterai ·   Asam klorida (HCl) : pembersih karat logam saat penyepuhan ·   Kalium klorat (KClO3) : bahan mesiu dan korek api ·   Kalium klorida (KCl) : pupuk ·   Kaporit (KClO) : desinfektan/ membunuh kuman pada air ·   Natrium Hipoklorit (NaClO) : pemutih ·   Natrium klorat (NaClO3) : herbisida ·   PVC : pipa paralon
Bromin	·   Etilen dibromida : zat aditif bensin (senyawa anti knock) ·   Metal bromida : zat pemadam kebakaran ·   Natrium bromida (NaBr) : obat penenang saraf ·   Perak bromida (AgBr) : film fotografi
Iodin	·   Iodoform (CHI3) : antiseptik pada luka ·   Natrium iodat (NaIO3) : pencegah penyakit gondok ·   Perak iodida (AgI) : film fotografi ·   Kalium iodida (KI) : obat anti jamur ·   Larutan I2 : sebagai indikator amilum

D. LOGAM ALKALI (Golongan IA, Kecuali Hidrogen)

• Terdiri atas litium (Li), natrium (Na), kalium (K), Rubidium (Rb), sesium (Cs) dan fransium (Fr).
• Alkali = air abu = basa (membentuk basa kuat yang larut dalam air)
• Logam paling reaktif
• Logam-logam alkali diperoleh dengan cara elektrolisis lelehan/leburan garamnya.

1. Sifat Unsur Alkali


2. Reaksi Logam Alkali


3. Kegunaan

Natrium (Na)	·   NaCl sebagai garam dapur ·   Lelehan natrium sebagai bahan pendingin nuklir (coolant) ·   Uap natrium untuk lampu penerangan jalan raya / kendaraan ·   Soda kaustik (NaOH) untuk pembuatan sabun dan detergen. ·   Na2CO3 untuk pembuatan kaca bejana, detergen dan kertas. ·   NaHCO3 (soda kue) untuk pembuatan kue.
Kalium (K)	·   Potasium kaustik (KOH) untuk elektrolit baterai basa. ·   Masker gas KO2 ·   Fotosel ·   KCl untuk pupuk. ·   KClO3 untuk bahan korek api.
Rubidium (Rb)	·   Filament sel fotolistrik
Cesium (Cs)	·   Sebagai katoda pada lampu elektronik ·   Fotosel

E. LOGAM ALKALI TANAH (Golongan II A)

• Terdiri dari berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra)
• Be bersifat amfoter, merupakan logam keras untuk memotong kaca
• Umumnya berupa senyawa tak larut dalam air
• Membentuk basa yang lebih lemah dibanding alkali
• Kurang reaktif dibandingkan logam alkali seperioda
• Ikatan logamnya lebih kuat dibandingkan logam alkali
• Logam alkali tanah diperoleh dari elektrolisis leburan garamnya

1. Sifat Logam Alkali Tanah


2. Kelarutan Senyawa Logam Alkali Tanah

• Kelarutan senyawa hidroksida (M(OH)₂), senyawa karbonat (MCO₃), dan senyawa okalat (MC₂O₄) semakin bertambah dari Be ke Ba, meskipun ada sedikit fluktuasi pada senyawa karbonat dan senyawa oksalat.
• Kelarutan senyawa sulfat (MSO₄) dan senyawa kromat (McrO₄) semakin berkurang dari Be ke Ba.

3. Kesadahan Air
Kesadahan sementara : mengandung senyawa Mg(HCO₃)₂ dan Ca(HCO₃)₂.
Dihilangkan dengan cara :

• Pemanasan dengan reaksi : Ca(HCO₃)₂(aq) → CaCO₃ (s) + H₂O (l) + CO₂ (g)
• Ditambahkan Ca(OH)₂

Kesadahan tetap : mengandung CaCl₂, CaSO₄, MgCl₂ dan MgSO₄
Dihilangkan dengan cara :

• Menambahkan Na₂CO₃ atau K₂CO₃ untuk mengendapkan ion Ca²⁺ dan Mg²⁺

Reaksi :
CaCl₂ (aq) + Na₂CO₃ (aq) → CaCO₃ (s) + 2NaCl (aq)
Mg(NO₃)₂ (aq) + K₂CO₃ (aq) → MgCO₃ (s) + 2KNO₃ (aq)


4. Reaksi Alkali Tanah



5. Pembuatan Logam Alkali Tanah
Magnesium merupakan logam alkali tanah yang paling banyak diproduksi. Magnesium diproduksi dengan proses Downs sebagai berikut :

• Air laut dicampur dengan CaO sehingga diperoleh endapan Mg(OH)₂
• Endapan direaksikan dengan HCl pekat :    Mg(OH)₂ + HCl → MgCl₂ + H₂O
• Kristal MgCl₂ dicairkan dan dielektrolisis :    MgCl₂ → Mg(l) + Cl₂(g)

6. Kegunaan

Unsur	Kegunaan
Berilium (Be)	·   Dipadukan dengan Cu untuk membuat pegas, klip dan sambungan listrik ·   Sebagai komponen reaktor atom
Magnesium (Mg)	·   Membuat paduan magnalium (Mg-Al) sebagai komponen pesawat terbang ·   Untuk kembang api dan blitz (kilat cahaya pada fotografi) ·   MgO : bata keras tahan api ·   Mg(OH)2 : obat maag ·   MgSO4.7H2O : obat pencahar (pencuci perut)
Kalsium (Ca)	·   CaO : sebagai fluks pada industri baja ·   Ca(OH)2 : penetral asam pada industri ·   CaSO4.2H2O : untuk gips ·   Ca(OCl)2 (kaporit) : sebagai zat desinfektan ·   CaCl2 sebagai zat pengering karena sangat higroskopis ·   CaC2 : las karbit dan mempercepat pematangan buah
Stronsium (Sr)	·   Untuk kembang api warna merah terang
Barium (Ba)	·   Untuk kembang api
Radium (Ra)	·   Pengobatan kanker

F. UNSUR – UNSUR PERIODE KETIGA

Pembuatan Unsur Dan Senyawa Penting

Unsur/senyawa	Nama Proses Pembuatan	Unsur/senyawa	Nama Proses Pembuatan
Na	Downs	S	Frasch / Sisilia
Mg	Downs	Cl	Deacon / Weldon
Al	Hall-Heroult	P	Wohler
Fe	Tanur tinggi/Bassmer	NH3	Haber-Bosch
H2SO4	Kontak/Bilik timbal	HNO3	Oswald

Kegunaan :

Unsur	Kegunaan
Al	·  Membuat komponen kendaraan bermotor ·  Membuat badan pesawat terbang ·  Kusen pintu dan jendela ·  Aluminium foil dan kaleng makanan ·  Kabel listrik dan alat rumah tangga ·  Al2(SO4)3 : pengolahan air minum
Si	·  Membuat transistor, chips komputer, sel surya ·  Campuran untuk membuat baja ·  Silika gel : sebagai pengering ·  SiO2 : membuat gelas, keramik dan semen ·  SiC : untuk ampelas dan pelindung pesawat ulang alik saat suhu tinggi ·  Na2SiO3 (water glass): mengawetkan telur, perekat, pengisi (filler) detergen
P	· Bahan baku asam fosfat · H3PO4 : Pupuk, pembersih lantai, insektisida dan detergen · Pembuatan korek api (fosfor merah) · Pestisida
S	· Pembuatan asam sulfat · Vulkanisasi karet untuk ban kendaraan · H2SO4 : industri pupuk, cat warna dan detergen, pengisi aki

Sumber di Alam

Unsur	Keberadaan di Alam
Na	Dalam air laut dan endapan garam (NaCl)
Mg	Dalam air laut dan endapan garam terutama sebagai karbonat yang sukar larut
Al	Mineral bauksit dan kriolit
Si	Sebagai pasir kuarsa, albit, anortit, muskavit
P	Sebagai fluoroapatit, fosforusit, hidroksi apatit
S	Sebagai kawah vulkanik, sulfat dan sulfida, galena, pirit, zink blende
Cl	Sebagai ion Cl- dalam air laut
Ar	Hanya sejumlah kecil di udara sebagai unsur bebas

G. UNSUR PERIODA KEEMPAT (Unsur Transisi)

Unsur Golongan B yang penting:

III B	IV B	V B	VI B	VII B	VIII B			I B	IIB
Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn
							Mo	Ag	Cd
						W	Pt	Au	Hg

• Logam
• Padat pada suhu ruang (kecuali Hg = cair)
• Membentuk ion kompleks
• Jari-jari atom hampir sama
• Adanya elektron yang tidak berpasangan pada subkulit d menyebabkan :
• Mempunyai beberapa biloks
• Umumnya paramagnetik (sedikit tertarik medan magnet)
• Titik leleh tinggi
• Senyawa berwarna
• Digunakan sebagai katalis

# Zn, Cd dan Hg memiliki sifat yang berbeda dari unsur transisi lainnya :

• Titik leleh dan titik didih relatif rendah (Hg : satu-satunya logam yang berwujud cairan pada suhu kamar)
• Bersifat diamagnetik (tidak tertarik medan magnet)
• Senyawanya tidak berwarna (putih)
• Bilangan oksidasi Zn hanya +2.

ION KOMPLEKS : ion yang terdiri dari atom pusat dan ligan yang terikat secara kovalen.

• Atom pusat : berupa kation logam yang berfungsi menyediakan orbital-orbital kosong
• Ligan : berupa molekul atau anion yang berfungsi menyediakan pasangan elektron (harus punya PEB)
• Bilangan koordinasi : jumlah ligan yang diikat oleh atom pusat.
• Muatan ion kompleks : muatan atom pusat + jumlah muatan ligan-ligan.

Tatanama ion kompleks :

• Tulis nama ligan kemudian diikuti nama atom pusat dalam satu kata
• Jumlah ligan ditandai dengan awalan mono (1), di (2), tri (3), tetra (4), penta (5), dst.
• Ligan-ligan ditulis sesuai abjab.
• Muatan (biloks) dituliskan dengan angka romawi setelah nama atom pusat.

Atom pusat	Nama dalam kompleks positif	Nama dalam kompleks negatif
Cr	Krom (Kromium)	Kromat
Mn	Mangan (Manganum)	Manganat
Fe	Besi (Ferrum)	Ferrat
Co	Kobalt (Kobaltum)	Kobaltat
Ni	Nikel (Nikelum)	Nikelat
Cu	Tembaga (Kuprum)	Kuprat
Zn	Seng (Zinkum)	Zinkat
Ag	Perak (Argentum)	Argentat
Au	Emas (Aurum)	Aurat
Pt	Platina (Platinum)	Platinat

Ligan	Nama Ligan	Ligan	Nama Ligan
F-	Fluoro	CO32-	Karbonato
Cl-	Kloro	C2O42-	Oksalato
Br-	Bromo	SO42-	Sulfato
I-	Iodo	S2O32-	Tiosulfato
OH-	Hidrokso	H2O	Akua
NO2-	Nitro	NH3	Amin
CN-	Siano	NO	Nitrosil
SCN-	Tiosiano	CO	Karbonil

Contoh :
[Cr(NH₃)₄Cl₂]Cl

• Kompleks bermuatan positif, maka atom pusat : Krom
• Ligan-ligan : ammin sebanyak 4 (tetra) dan kloro sebanyak 2(di)
• Biloks atom pusat dapat dihitung :

Cr + 4NH₃ + 2Cl^- + Cl^- = 0
Cr + 4(0) + 2(-1) + (-1) = 0
Cr = +3

• Nama senyawa kompleks : tetraamin dikloro krom (III) klorida.