Kimia Unsur

PENGANTAR

Setiap hari kita menggunakan bahan, baik untuk makanan, minuman, pernapasan, pakaian, bahan bakar, dan berbagai peralatan. Semua bahan yang kita perlukan sehari-hari tersusun dari unsur-unsur baik sebagai unsur bebas maupun sudah terikat sebagai senyawa. Demikian pula halnya dalam industri juga menggunakan bahan dan peralatan yang tersusun dari unsur-unsur.
Penggunaan bahan baik unsur maupun senyawa didasarkan pada sifat bahan tersebut. Misalnya, oksigen dapat mengoksidasi bahan sehingga digunakan untuk mengoksidasi makanan dan bahan bakar. Tembaga dan aluminium bersifat sebagai konduktor yang baik dan tidak berkarat sehingga digunakan untuk membuat kabel dan peralatan memasak.
Pada bab ini akan kita pelajari kelimpahan unsur-unsur di alam, sifat-sifat, kegunaan, dampak dan proses pembuatan unsur dan senyawanya dalam kehidupan sehari-hari dan industri.

Kelimpahan Unsur-unsur di Alam

Unsur-Unsur yang Membangun Bumi Bagian Luar

Kelimpahan Unsur-unsur di Kerak Bumi
Unsur yang paling melimpah di kulit bumi adalah oksigen (49,20 %), kemudian silikon (25,67 %) dan aluminium (7,5 %

Unsur-unsur Yang Membangun Tubuh Manusia
Unsur-unsur Yang Membangun Tubuh Manusia yang paling banyak adalah Oksigen (65 %) dan selanjutnya Karbon (18 %), dan Hidrogen (10 %)

UNSUR GOLONGAN I A (ALKALI)


Unsur golongan I A disebut alkali, karena dapat beraksi dengan air membentuk suatu larutan yang bersifat basa (alkalis)
Contoh :
2 Na + H2O → NaOH + H2 (g)

Logam Alkali mempunyai sebuah elektron di kulit terluar yang mudah terlepas, sehingga logam-logam alkali merupakan logam yang reaktif.

Kelimpahan Unsur Golongan I A
Unsur golongan I A sangat reaktif, sehingga kelimpahannya di alam terdapat dalam bentuk senyawanya.
Sylvinite - KCl. NaCl
Carnalite - KCl.MgCl2.6H2O
Kryolith - Na3AlF6

Pembuatan Unsur Golongan Alkali
Elektrolisa leburan NaCl / KCl
2 NaCl → 2Na + Cl2
2 KCl → 2 K + Cl2

Elektrolisa Leburan NaOH / KOH
2 NaOH → 2 Na + H2O + ½ O
Pembuatan logam alkali disebut Proses Down

Sifat Fisika Unsur Golongan Alkali

Jari-jari atom dan massa jenis bertambah sedangkan titik Lebur dan titik didih. Sementara energi ionisasi dan keelektronegatifan berkurang. Potensial elektroda menggambarkan daya reduksi dalam larutan dari atas ke bawah cenderung bertambah kecuali Litium mempunyai potensial elektroda paling tinggi.

Sifat Kimia Unsur Golongan Alkali

• Sangat reaktif, mudah terbakar oleh O2 dari Udara, sehingga harus disimpan dalam minyak tanah. Pada pembakaran selalu terbentuk peroksida. 

2 Na + O2 → Na2O2 Natrium peroksida 

• Bereaksi sangat hebat dengan air, dimana makin ke bawah reaksinya semakin hebat (diseratai timbulnya panas) 

2Na + H2O → 2 NaOH + H2(g) + a kkal 

• Mudah bereaksi dengan asam,membnetuk garam dan gas hidrogen. 

2K + H2SO4 → 2 K2SO4 + H2 (g) 

• Dapat bereaksi langsung dengan halogen, membentuk garam. 

2K + Br2 → 2 KBr

• Reaksi nyala logam alkali (Litium, Natrium, Kalium, Cesium)

Kegunaan Unsur Golongan Alkali

• Garam Dapur (NaCl) 

Pembuatan : Dengan kristalisasi dari air laut (menguapkan air laut)
Kegunaan : sebagai bahan pengawet dan membuat sabun
Sifat-sifat : zat padat berwarna putih dan mudah larut dalam air dan rasanya asin

• Soda Api = Coustik Soda (NaOH) 

Pembuatan : Elektrolisa Larutan NaCl
2NaCl + H2O → 2NaOH + H2(g) + Cl2(g)
Kegunaan : untuk membuat sabun
Sifat : kristal berwarna putih, mudah larut dalam air,dan higroskopis.

• Soda (Na2CO3) dan Soda Kue (NaHCO3)

Pembuatan :
a. Proses Solvay
Bahan Dasar :
• NH3
• Gas CO2 (dari pemanasan batu kapur)
• NaCl
Reaksi :
NH3 + H2O → NH4OH
NH4OH + CO2 → NH4HCO3
NaCl + NH4HCO3→ NaHCO3 + NH4Cl
2NaHCO3→ Na2CO3 + H2O + CO2

Proses Solvay dapat digambarkan dalam animasi berikut:



Sumber: http://www.ocl.com.pk/flash/sodacycle.swf

b. Mengalirkan gas CO2 ke dalam larutan NaOH pekat (hasil elektrolisa larutan NaCl)
2 NaCl + 2 H2O → 2NaOH + H2 (g) + Cl2(g)
NaOH + CO2 → NaHCO3
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 (g)
Kegunaan : untuk melunakkan air sadah, pemadam kebakaran, dan soda roti
Sifat : zat padat berwarna putih

• Kalium Klorat (KClO3) 

Pembuatan : Elektrolisa larutan KCl yang dipanaskan sambil diaduk
2KCl + 2H2O → 2KOH + H2(g) + Cl2 (g)
KOH + Cl2 → KCl + KClO3 + H2O
Kegunaan : Untuk membuat mercon, korek api, dan sebagai oksidator
Sifat : kristal berwarna putih, mudah larut dalam air, dan sebagai oksidator.

• Kalium Bromida (KBr) dan Kalium Iodida (KI) 

Pembuatan : Reaksi antara larutan KOH dengan Br2 / I2 dan dipanaskan.
KOH + Br2 → KBr + KBrO3 + H2O
Larutannya kemudian diuapkan dan zat padat yan gterjadi direduksi dengan Karbon
KBrO3 + 3 C → KBr + 3 CO (g)
Kegunaan : Untuk membuat zat-zat yang lain (K, KOH, Br2, I2 dan lain-lain)
Sifat-sifat : zat padat berwarna putih, mudah larutdalam air dan sebagai reduktor.

• Sendawa = Kalium Nitrat (KNO3) 

Pembuatan :Mereaksikan larutan jenuh sendawa Chili (NaNO3) dengan KCl, kemudian campurannya didinginkan secara mendadak
NaNO3 + KCl → NaCl + KNO3
Kegunaan : untuk pengawet makanan dan membuat mercon
Sifat-sifat : zat padat berwarna putih, mudah larutdalam air dan sebagai oksidator
Natrium Thiosulfat (Na2S2O3)
Pembuatan : Menanaskan larutan natrium sulfit bersama bunga belerang
Na2SO3 + S → Na2S2O3
Kegunaan : untuk standart dalam Yodometri, anti klor dalam industri, dan menfikser dalam fotografri
Sifat-sifat : zat padat berwarna putih, mudah larutdalam air dan bereaksi dengan asam kuat memberikan endapan warna kuning dari belerang, serta dapat melunturkan wrna ungu dari Iodium.

Evaluasi Diri :

1. Tuliskan Persamaan pembuatan senyawa yang berasal dari NaOH, minimal 5 
2. Analisis dalam proses Solvay suatu pabrik menunjukkan bahwa untuk setiap 1,0 ton konsumsi NaCl dihasilkan 1,0 ton NaHCO3. Hanya 0,75 kg NH3 dikonsumsi dalam seluruh proses. Tentukan : berapakah % efisiensi proses konversi NaCl menjadi NaHCO3 dan mengapa hanya sedikit dibutuhkan NH3? 
3. Sebutkan kegunaan kalium nitrat 
4. Tuliskan reaksi pembuatan nitrida dan sebutkan kegunaan nitrida

UNSUR GOLONGAN II A (ALKALI TANAH)

Kelimpahan Unsur Golongan Alkali Tanah
Karena logam alkali tanah bersifat reaktif, maka tidak terdapat di alam dalam keadaan bebas, tetapi dalam bentuk senyawa atau mineral. Misalnya :
1. Beryl - Be3Al2(SiO3)6 
2. Dolomit - MgCO3.CaCO3
3. Gips = batu tahu - CaSO4. 2H2O
4. Fosforite - Ca3(PO4)2

Pembuatan Unsur Golongan Alkali Tanah
Elektrolisa leburan garam-garamnya atau basa-basanya
MgCl2 → Mg + Cl2

Sifat Fisika Unsur Golongan Alkali Tanah

Dari Berilium ke Barium jari-jari atom meningkat secara beraturan . Pertambahan jari-jari menyebabkan penurunan energi ionisasi dan keelektronegatifan. Potensial elektroda juga meningkat dari Kalsium ke Barium, akan tetapi Berilium menunjukan penyimpangan (potensial elektrodanya kecil). Hal ini disebabkan oleh energi ionisasi Berilium relatif besar. Titik lebur dan titik didih cenderung menurun dari atas ke bawah. Sifat-sifat fisis logam seperti titik lebur, titik didih, massa jenis, dan kekerasan, logam alkali tanah lebih besar dibandingkan dengan logam alkali seperiode. Hal ini disebabkan logam alkali tanah mempunyai dua elektron di kulit terluar (2 elektron valensi) sehingga ikatan logamnya lebih kuat.

Sifat Kimia Unsur Golongan Alkali Tanah
1. Dapat bereaksi dengan air membentuk basa
Ca + 2 H2O → Ca(OH)2 + H2(g)
2. Bereaksi dengan oksigen membentuk oksida basa
Sr + O2 → 2 SrO
3. Dapat bereaksi dengan hydrogen membentuk senyawa hidrida
Mg + H2 → MgH2
4. Dapat bereaksi dengan Nitrogen membentuk senyawa Nitrida
Mg + N2 → Mg3N2
5. Warna nyala logam alkali tanah



Air Sadah

Bila kita masuk dalam sebuah gua di daerah berkapur kita akan melihat stalaktit dan stalagmit. Bagaimanakah terjadinya stalaktit dan stalagmit?
Pernahkah Anda merebus air dalam ketel yang sudah lama digunakan? Apa yang dapat Anda amati dalam dasar ketel? Semua peristiwa tersebut ada kaitannya dengan air sadah.
Di dalam air seringkali terkandung mineral yang terlarut, misalnya CaCl2, CaSO4, Ca(HCO3)2, MgSO4, Mg(HCO3)2 dan lain-lain tergantung dari sumber airnya. Air yang mengandung ion Ca²⁺ atau Mg²⁺ dalam jumlah yang cukup banyak disebut air sadah. Penggunaan air sadah ini menimbulkan beberapa masalah diantaranya sukar berbuih bila digunakan untuk mencuci dengan sabun, menimbulkan kerak pada ketel bila direbus karena air sadah mengendapkan sabun menjadi scum dan mengendapkan CaCO3 bila dipanaskan. Air yang hanya sedikit atau tidak mengandung ion Ca²⁺ atau Mg²⁺ disebut air lunak.

CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) → Ca(HCO3)2(aq)

Air yang menetes di dalam gua mengandung Ca(HCO3)2 yang terlarut dan CaCO3 yang tidak larut. CaCO3 yang tertinggal di langit-langit gua semakin bertambah panjang membentuk stalaktit dan air yang menetes membawa CaCO3 yang semakin menumpuk di dasar gua makin tinggi membentuk stalagmit. Air yang terus mengalir mengandung Ca(HCO3)2 terlarut merupakan air sadah. Untuk mengetahui kesadahan suatu air dapat dilakukan penambahan tetesan air sabun terhadap suatu contoh sampel air sampai terbentuk busa. Air sadah memerlukan lebih banyak air sabun untuk membentuk busa, sedangkan air lunak hanya membutuhkan sedikit air sabun untuk membentuk busa.

Macam Kesadahan Air
Kesadahan air dapat dibedakan menjadi kesadahan sementara dan kesadahan tetap.

a. Kesadahan Sementara
Suatu air sadah disebut memiliki kesadahan sementara bila kesadahan dapat hilang dengan dididihkan. Kesadahan sementara disebabkan garam-garam bikarbonat yaitu kalsium bikarbonat Ca(HCO3)2 dan magnesium bikarbonat Mg(HCO3)2. Ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ dari senyawa tersebut akan mengendap sebagai CaCO3 bila air sadah dididihkan.

Ca(HCO3)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

CaCO3 mengendap pada ketel menjadi lapisan kerak.

b. Kesadahan Tetap
Air yang memiliki kesadahan tetap, kesadahannya tidak hilang meskipun dididihkan. Kesadahan tetap disebabkan garam-garam kalsium dan magnesium selain bikarbonat.

Cara Menghilangkan Kesadahan
Kesadahan sementara dapat dihilangkan dengan mendidihkan air karena ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ akan diendapkan sebagai CaCO3 atau MgCO3.
Kesadahan tetap dapat dihilangkan dengan cara:

a. Menambahkan Na2CO3
Natrium karbonat Na2CO3 dapat menghilangkan kesadahan sementara dan kesadahan tetap karena ion-ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ akan diendapkan sebagai CaCO3 dan MgCO3. Misalnya, air sadah tetap yang mengandung garam CaCl2, maka ion Ca²⁺ dari CaCl2 dapat diendapkan dengan menambahkan Na2CO3.
CaCl2(aq) + Na2CO3(aq) → CaCO3(s) + 2NaCl(aq)

b. Dengan Resin Penukar Ion
Dalam proses penukaran ion, air sadah tetap dilewatkan melalui material seperti zeolit (natrium aluminium silikat) yang akan mengambil ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ menggantikan ion Na⁺. Dengan demikian, diperoleh air lunak karena sudah tidak mengandung ion Ca²⁺ dan Mg²⁺.

Sumber: http://bcs.whfreeman.com/

Kerugian Penggunaan Air Sadah
Penggunaan air sadah menimbulkan beberapa kerugian antara lain sebagai berikut.

• Cucian menjadi kurang bersih karena air sadah menggumpalkan sabun, sehingga menjadi boros sabun. 
• Sabun yang menggumpal menjadi scum yang meninggalkan noda pada pakaian akibatnya pakaian menjadi kusam. 
• Menimbulkan kerak pada ketel, pipa air, dan pipa radiator sehingga mengakibatkan boros bahan bakar karena keraknya tidak menghantarkan panas dengan baik dan dapat menyumbat pipa air.

Evaluasi Diri :

• Tuliskan rumus dari : tawas, gas asetilin, Gips, garam inggris 
• Jelaskan bagaimana melunakkan air sadah sementara dan permanen Contoh air sadah mengandung 180 ppm HCO3^-. 
• Berapa massa CaO diperlukan untukmelunakkan 1.x 10 6 liter air. 

            Reaksi : HCO3^- + OH^- → H2O + CO3^-2
                           CO3^-2 + Ca⁺² → CaCO3 (s)


UNSUR GOLONGAN III A (ALUMINIUM)

Golongan aluminium mempunyai 3 elektron pada kulit terluar dan golongan ini terdiri dari 5 buah unsur, dimana yang terpenting dan banyak terdapat di alam adalah Boron dan Aluminium.

Boron
Terdapatnya :
Na2B4O7. H2O - Kernite
Ca2B6O11. 5 H2O – Colemanite
MgCl2. 2Mg3B8O15- Boracite
CaB4O7.NaBO2.8H2O - Boronatrocalcite

Pembuatan
Pemanasan Borontrioksida dengan logam Na / K / Mg
B2O3 + 6 K → 2 B + 3 K2O
Reaksi antara Potasium Fluoborat dengan Kalium
KBF4 + 3 K → B + 4 KF

Sifat-sifat : serbuk yang berwarna coklat dan pada suhu kamar merupakan zat yang stabil di udara
Asam Borat (H3BO3) 
Pembuatan : Reaksi antaraborax dengan asam khlorida atau asam sulfat.
Na2B4O7 + 2HCl + 5 H2O → 2NaCl + 4 H3BO3
Sifat-sifat :
sedikit larut dalam air dingin tetapimudah larut dalam larut dalam air panas
Kegunaan :
Larutan 3 % asam berat dalam air di sebut boor water, yang digunakan untuk mencuci luka dan kompres mata.
Borax (Na2B4O7.10 H2O) 
Pembuatan :
reaksi antara asam borat dengan Sodium karbonat (Na2CO3)
Sifat-sifat :
zat padat berwarna putih, mudah larut dalam air dan sedikit terhidrolisis, Pada pemanasan akan mengembang dan membentuk borax anhydraus yang mana melebur pada temperatur 561^oC
Kegunaan :
untuk melunakkan air sadah, membuat zat pewarna dan permata, membuat gelas dan sabun dan analisa karena campuran borax dan logam dalam nyala api, sering memberikan warna yang karakteristik

Aluminium
Aluminium pertama kali ditemukan oleh Friedrich Wohler pada tahun 1827. Terdapat di lapisan bumi kira- kira 7,84 % dalam bentuk persenyawaan :
Felsfar = KAlSi3O8 = K2O . Al2O3. 6 SiO2
Koalin = Al2O3 . 2 SiO2 . 2 H2O
Kryolith = Na3AlF6
Mica = Na2KAl3(SiO4)3
Bauksit = campuran dari Al2O3 . H2O dan Al2O3 . 3 H2

Pembuatan :
Elektrolisa larutan bauksit dalam kryolith cair dengan elektroda karbon (proses Hall-Heroult)
Al2O3 + 2 C → 2 Al + CO + CO2



Sumber: http://www.sciencelessons.co.uk/flash/aluminium.swf

Sifat-sifat :
logam berwarna putuih, daya hantar panas dan litriknya tinggi dan sebagai reduktor

Aluminium Oksida (Al2O3) 
Dikenal dengan nama Alumina, dapat bereaksi dengan asam maupun basa
Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2O
Al2O3 + 2 NaOH  → 2NaAlO2 + H2O
Digunakan untuk membuat permata, misal permata Nilam Putih (Safir), permata Nilam Biru (logam pencampurnya Fe dan Ti).
Kegunaan Al2(SO4)3 :
pemadam api, zat aditif pada makanan, dan sebagai mordant dalam tekstil.

Tawas (K Al (SO4)2 . 12H2O) 
Larutan berair yang mengandung sejumlah molar yang sama dari K2SO4 dan Al2(SO4)3 mengkristal sebagai Kalium aluminium sulfat, K Al( SO4)2 . 12 H2O. garam ini dikenal dengan nama patas alum, atau alum, atau tawas merupakan garam rangkap sulfat dari kation monovalen dan trivalent, dengan rumus umum :
M⁺ M⁺⁺⁺ (SO4)2. 12 H2O
Sebagai kation monovalen, mungkin : K⁺, Na⁺, NH4⁺, Rb⁺, Cs⁺, Tl⁺
Sebagai kation trivalent ,mungkin : Fe³⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Mn³⁺, Ti³⁺, Co³⁺, Ga³⁺

Alum / tawas,mempunyai kegunaan sama dengan garam pembentuknya, yang paling adalah sebagai pewarna tekstil. Tekstil yang akan diwarnai (dicelup) direndam dalam larutam tawas dan dipanaskan dengan uap. Hidrolisis [Al (H2O)6]³⁺ mengendapkan Al(OH)3 padat ke atas serat tekstil dan zat warna kemudian diserap (adsorp) oleh Al(OH)3.

Evaluasi Diri 

• Sebutkan cara pembuatan aluminium
• Al2O3 adalah sebagai bahan dasar pembuatan perhiasan, sebutkan contoh perhiasan yang menggunakan bahan dasar Al2O3.
• Senyawa Aluminium yang penting adalag adalah alum . Berikan 2 rumus molekul alum dan jelaskan bagaimana proses alum untuk menjernihkan air.

UNSUR GOLONGAN IV A (KARBON)

Golongan karbon mempunyai 4 elektron pada kulit terluar, dan golongan ini terdiri dari 5 unsur. Dari kelima unsur ini yang paling sedikit terdapat di alam adalah Germanium.

Karbon

Terdapatnya Dalam keadaan bebas:
intan dan grafit.

Pembuatan :
Arang biasa = arang amorf (tidak mempunyai bentuk kristal tertentu) dibuat dari destilasi kering kayu atau bara. Grafit dapat dibuat dari arang biasa yang dipanaskan dalam tanur listrik

Sifat-sifat :
Dikenal 3 isotop dari karbon: ¹² C, ¹³ C, ¹⁴ C (radioaktif)
Karbon mempunyai 2 allotropi yaitu intan dan arang amorf.
Dapat menyerap warna dan bau, oleh karena itu kokas dapatdipakai sebagai pemutih dalam pabrik gula.

Kegunaan :
Untuk bahan bakar (arang kayu)
Untuk pemutih dalam pabrik gula (kokas)
Untuk membuat semir, cat (jelaga)

Silikon 

Terdapatnya:
Silikon merupakan bagian yang penting dari kulit bumi bersama-sama dengan oksigen, sebagai silikon dioksida atau Silika, dan dalam persenyawaan silikon terdapat dalam garam-garam silikat, seperti
Na2SiO3 = Natron water glass.
K2SiO3 = kali water glass.

Pembuatan :
Dalam Teknik Reduksi silica dengan karbon pada tempratur tinggi dalam dapur pemanas listrik.
SiO2 + 2C → Si + 2 CO(g) 
Dalam Laboratorium Pemanasan potassium fluorida dengan potassium
K2SiF6 + 4 K → Si + 6 KF
Pemanasan Silika dengan serbuk Magnesium
SiO2 + 2 Mg → Si + 2 MgO

Sifat-sifat :
- Berbentuk kristal dan amorf
- Kristalnya keras dan berwarna abu-abu
- Mempunyai Titik didih = 2600^oC dan Titik lebur = 1420^oC.
- Valensi empat Silikon terbakar secara lambat di udara.
   Si + O2 → SiO2 
- Afinitas terhadap halogen sangat besar, teristimewa dengan Fluor.
   Si + 2 F2 → SiF4 
   Si + 2 Cl2 → SiCl4 
   Si + 2 Br2 → SiBr4
Senyawa–senyawa Penting :
Silikon dioksida (SiO2)
Pembuatan
Reaksi antara garam-garam Natrium / Kalium Silikat dengan HCl.
Na2SiO3 + 2 HCl → 2 NaCl + H2O + SiO2
K2SiO3 + 2 HCL → 2 KCl + H2O + SiO2
SiO2 yang terbentuk dalam keadaan mengikat air, yaitu yang disebut hidrogel
Sifat-sifat:
1. Zat padat yang tahan panas dan tahan asam
2. Larut dalam asam flurorida
    SiO2 + 4 HF → SiF4 + 2 H2O Reaksinya disebut mengetsa.
3. Dapat direduksi oleh karbon dalam dapur pemanas listrik.
    SiO2 + 3 C → SiC + 2 CO Silikonkarbida = Karborundum
Karborundum bebentuk kristal yang sangat keras dan dapat digunakan sebagai pengasah.
Kegunaan : 
Untuk membuat gelas.
Gelas adalah suatu campuran yang terdiri atas oksida basa dan silikon dioksida. Oksida-oksida basa yang mungkin ada adalah Na2O, CaO, K2O, Al2O3, PbO, ZnO, Sb2O3, dan As2O3 .
Gelas pada umumnya terbuat dari reaksi antara pasir, batu kapur, dan soda.
6 SiO2 + CaCO3 + 2Na2CO3 → Na4CaSi6O15 + 3 CO2(g)
Komposisi gelas kurang lebih sebagai berikut:
SiO2 = 71-78%, Na2O = 12 – 17 % , CaO = 5-15% dan Al2O3 = 1 – 4 %
Macam-macam Gelas :
1. Gelas keras
    Gelas Bohemian atau gelas potash berisi K2O
2. Gelas pyrex
    mengandung SiO2 = 80%, B2O3 = 12 % dan Na2O = 6 % serta Al2O3 = 6 %.
3. Gelas Jena terdiri atas seng, barium, boron silikat.
Warna Gelas tergantung dari zat yang ditambahkan, misal warna merah menikam = emas dalam bentuk koloid, warna kuning = perak, Selenium = merah, tembaga dan kobalt memberi warna biru, krom = hijau.
Evaluasi Diri
1. Karbon mempunyai 3 isotop, apa artinya
2. Sebutkan allotropi dari karbon, apa perbedaannya.
3. Silikon banyak digunakan untuk alat- alat rumah tangga. Berikan 2 contoh
4. Apa yang dimaksud mengetsa? Jelaskan
5. Tuliskan komposisi unsur-unsure yang terkandung dalam gelas pyrex

UNSUR-UNSUR GOLONGAN VA

Nitrogen
Terdapatnya : 
- Dalam keadaan bebas :
  di udara sebanyak  80 % volume
- Dalam persenyawaan :
  Sendawa : KNO3
  SendawaChili : NaNO3
  Zwavelzuur Ammonia (Z.A) : (NH4)2SO4

Pembuatan : 
Dalam Teknik 
1. Destilasi bertingkat udara cair, dimana N2 akan menguap terlebih dahulu, karena titik didih N2 lebih kecil dari O2
2. Memisahkan gas Nitrogen dari Udara.
Dalam Laboratorium
1. Pemanasan ammonium nitrat
    NH4NO2 → N2(g) + 2 H2O
2. Pemanasan ammonium bikarbonat
    (NH4)2Cr2O7 → N2(g) + Cr2O3 + 4 H2O
3. Pemanasan urea dengan asam nitrat
    CO(NH2)2 +2 HNO3 → CO2(g) + 3 H2O + 2 N2

Sifat-sifat :
gas tidak berwarna, tidak berbau, dan sukar larut dalam air

Senyawa-senyawa Penting:

Amonia (NH3) 
Pembuatan Dalam Laboratorium 
- Reaksi antara garam-garam dari amonium dengan basa kuat
   NH4Cl + KOH → KCl + NH3 + H2O
- Reaksi antara senyawa nitrida dengan air
   Mg3N2 + 3 H2O → 3 MgO + 2NH3
Pembuatan Dalam Teknik
- Hasil tambahan dalam destilasi kering batu bara, pada pembuatan gas lampu
- Proses Haber – Bosch  
Sifat-sifat :  gas tidak berwarna, berbau rangsang, mudah larut dalam air, dapat bereaksi dengan asam membentuk garam ammonium, dan bersifat reduktor.
Kegunaan: 
untuk pembuatan pupuk dan pembuatan asam nitrat, soda kue.
Cara menunjukan adanya gas NH3
- Berbau rangsang
- Dapat membirukan kertas lakmus merah
- Sebatang pengaduk kaca yang sudah dicelupkan dalam HCl pekat, jika terkena gas, timbul kabut putih, maka gas tersebut adalah gas NH3

Phospor 

Terdapatnya 
Fosforit : Ca3(PO4)2
Apatit   : Ca5(PO4)3F
Pembuatan 
Pemanasan campuran Fosforit, pasir dan serbuk C dalam dapur pemanas listrik.
Ca3(PO4)2 + 3 SiO2 → 3 CaSiO3 + P2O5
2 P2O5 + 10 C→  P4 + 10 CO
Sifat-sifat 

• zat padat dengan titik didih 2800C dan titik lebur 44,1^oC 
• satu molekul terdiri dari 4 atom, maka fosfor harus dirumuskan sebagai P4 
• Pada tempratur tinggi (1040^oC), mengalami desosiasi P4 → 2 P2 
• Menunjukan peristiwa allotropi, dalam hal ini monotropi yaitu dikenal 2 macam fosfor yaitu fosfor merah dan forfor putih, dimana fosfor merah lebih stabil dari pada fosfor putih. Jika fosfor putih dipanaskan sampai temperatur 200 – 300^oC, akan berubah menjadi fosfor merah. Fosfor putih sifatnya tidak stabil, lambat laun juga akan berubah menjadi fosfor merah tanpa pemanasan. 

Kegunaan : 
- untuk racun tikus, membuat korek api, dan membuat asam pospit.
- Fosforesensi

Evaluasi Diri 

1. Tuliskan reaksi pembuatan gas amoniak
2. Tuliskan persamaan reaksi untuk menunjukan mengapa larutan Na3PO4 merupakan basa kuat 
3. Apa perbedaan posfor meerah dan posfor putih. 

UNSUR-UNSUR GOLONGAN VI A (KALKOGEN)

Golongan khalkogen mempunyai 6 buah elektron di kulit terluarnya dan golongan ini terdiri dari 5 buah unsur, dimana yang terpenting dan paling banyak terdapat di alam adalah oksigen dan belerang.

Oksigen

Terdapatnya
Dalam keadaan bebas di udara sekitar 20 % volume

Pembuatan dalam Tehnik
- Elektrolisa air yang telah ditambah sedikit asam atau basa
  H2O → 2 H2 + O2
- Destilasi bertingkat

Dalam Laboratorium 
Pemanasan kalium klorat dengan katalisator batu kawi (MnO2)/ peroksida /garam-garam nitrat

Sifat-sifat:
pada temperatur kamar, merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Dan mempunyai 3 buah isotop yaitu 16O, 17O, 18O
Kegunaan : 
untuk pernafasan dan untuk mengelas.
Senyawa yang terpenting 
Ozon (O3) 
Ozon merupakan bentuk allotropi dari oksigen
Sifat-sifat : gas berwarna biru, berbau rangsang,tidak stabil dan bersifat oksidator.
Kegunaan : untuk penglantang dan desinfektan.
Identifikasi adanya O3 Jika ditambah benzidine terjadi warna coklat

Belerang

Terdapatnya 
Dalam keadaan Bebas 
Dalam kawah gunung berapi, belerang yang terdapat dalam kawah gunung berapi diduga merupakan hasil reaksi antara gas SO2 dan gas H2S
  SO2 + H2S → 2 H2O + 3 S
Dalam Persenyawaan : 
- Seng Blende =ZnS
- Spaat Berat = BaSO4 
- Galena / kilap timbal = PbS
- Stibnit = Sb2S3
- Pyrit = FeS2
- Garam Inggris = MgSO4 
- Koeper kies = Cu2S
- Gips / batu tahu = CaSO4

Proses penambangan Belerang (Proses Frasch)

Sumber: http://content.tutorvista.com/chemistry_10/content/media/053_frasch_process.swf

Sifat-sifat : 
zat padat berwarna kuning, sukar larut dalam air, mudah larut dalam CS2, mempunyai 2 buah isotop yaitu 32S, 34S, terbakar dengan nyala biru, menunjukkan peristiwa alotropi yatu enantiotropi

Senyawa-senyawa Penting:
Asam Sulfat (H2SO4)
Pembuatan
Proses Kontak


Sumber :http://www.contentshoppe.com/images/eLearning/sample2.swf
Proses Kamar Timbal

Kegunaan Asam sulfat:
mengisi akumulator, dalam industri pupuk, dan industri besi atau baja

UNSUR-UNSUR GOLONGAN VII A (HALOGEN)
Unsur halogen mudah menangkap sebuah elektron sehingga dapat membentuk ion negatif satu. Makin kecil nomor atomnya semakin mudah menangkap elektron, sehingga makin reaktif. Jadi F2 adalah unsur yang paling reaktif dan merupakan oksidator terkuat.
Sifat Unsur Halogen
Sifat Kimia:

• Larut dalam air, membentuk asam halogenida dan asam hipohalit. Larutan halogen , dalam air disebut aqua halogenida, yang bersifat oksidator. 
• Dapat bereaksi dengan gas Hidrogen membentuk asam halogenida. Reaksi antara H2 dan Cl2 dipercepat dengan adanya sinar matahari sebagai katalisator. Reaksi ini dapat berlangsung karena pengaruh sinar Matahari disebut reaksi fotosintesa. 
• Reaksi Dengan Basa membentuk garam 
• Reaksi Dengan Logam Halogen bereaksi dengan logam menghasilkan logam halogenida dengan bilangan oksidasi yang tinggi. 

Sifat Fisika

Unsur Halogen (X) terdapat sebagai unsur diatomik. Kestabilan unsur halogen berkurang dari Cl2 ke I2. Pada pemanasan molekul X2 mengalami disosiasi atom-atomnya. Molekul halogen bersifat non polar.
Gaya dispersi (gaya London bertambah besar sesuai dengan bertambahnya Massa molekulnya (Mr)). Maka titik lebur dan titik didih halogen meningkat dari F2 ke I2. Pada suhu kamar Fluorin dan Klorin berupa gas, Bromin berupa zat cair yang mudah menguap, sedangkan Iodin berupa zat padat yang mudah menyublim.
Pada pemanasan, Iodin pada tidak mencair melainkan lengsung menguap. Halogen mempunyai warna dan bau tertentu, Fluorin berwarna kuning muda, Klorin berwarna hijau muda (kloros berarti hijau), Bromin berwarna merah tua, Iodin pada berwarna hitam sedangkan uap Iodin berwarna ungu. Semua berbau rangsang dan menusuk. Larutan halogen juga berwarna. Larutan klorin berwarna hijau muda, larutan bromin berwarna coklat merah (makin merah jika makin pekat), sedangkan larutan Iodin berwarna coklat. Halogen lebih mudah larut dalam pelarut non polar seperti karbon tetra klorida (CCl4) dan kloroform (CHCl3), iodine berwarna ungu.

Senyawa Halogen dan Kegunaannya:
Fluorin
- Freon (CCl2F2) = zat pendingin pada almari es dan AC

- Na2SiF6 = bila dicampur dengan pasta gigi akan berfungsi untuk menguatkan gigi.
- NaF = dapat digunakan dalam proses pengolahan isotop uranium, yaitu bahan bakar reaksi nuklir
- Teflon (Poli Tetra Fluoro Etilena) = bahan plastik tahan panas

 - Asam fluorida (HF) = digunakan untuk mengukir (mensketsa) kaca karena dapat bereaksi dengan kaca.

Klorin
Klorin terkandung di dalam air laut dalam bentuk garam (NaCl) dengan kadar 2,8%. Sifat oksidator yang tidak sekuat F2 menyebabkan klorin dapat diproduksi dengan menggunakan cara elektrolisis maupun oksidasi. Klorin dapat dibuat menggunakan beberapa cara, yaitu:
Proses Deacon
HCl dicampur dengan udara, kemudian dialirkan melalui CuCl2 yang bertindak sebagai katalis. Reaksi terjadi pada suhu ± 430 °C dan tekanan 20 atm.
Kegunaan:
- Cl2, digunakan sebagai disinfektan untuk membunuh kuman yang dapat menyebabkan berbagai penyakit
- NaCl, digunakan sebagai garam dapur.
- KCl, digunakan untuk pupuk
- NH4Cl, digunakan sebagai elektrolit pengisi batu baterai.
- NaClO, dapat mengoksidasi zat warna (pemutih), sehingga dapat digunakan sebagai bleaching agent, yaitu pengoksidasi zat warna.
- Kaporit (Ca(OCl)2), digunakan sebagai disinfektan pada air.
- PVC, digunakan pada industri plastik untuk pipa pralon

- Kloroform (CHCl3), digunakan sebagai pelarut dan obat bius pada pembedahan.

Bromin
Bromin dapat ditemukan dalam air laut. Sifat oksidator bromin tidak terlalu kuat. Bromin dapat diperoleh dengan beberapa cara.
Pada skala industri, bromin dihasilkan dengan cara mengekstraksi air laut. Hal ini dikarenakan kandungan air laut akan Br^- tinggi (kira-kira 70 ppm). Mula-mula pH air laut dibuat menjadi 3,5 dan kemudian direaksikan
dengan Cl2(g) untuk mengoksidasi Br^- menjadi Br2(g).
Kegunaan senyawa bromin antara lain:
a. NaBr, sebagai obat penenang saraf.
b. AgBr, untuk film fotografi. AgBr dilarutkan dalam film gelatin, kemudian film dicuci dengan larutan Na2S2O3 untuk menghilangkan kelebihan AgBr, sehingga perak akan tertinggal pada film sebagai bayangan hitam.
c. CH3Br, sebagai bahan campuran zat pemadam kebakaran.
d. C2H4Br2, ditambahkan pada bensin agar timbal (Pb) dalam bensin tidak mengendap karena diubah menjadi PbBr2.

Iodin
Senyawa iodin yang paling banyak ditemukan adalah NaNIO3 yang bercampur dengan NaNO3. Iodin meskipun padat, tetapi mudah menyublim karena mempunyai tekanan uap yang tinggi.
Dalam skala industri, iodin diperoleh dengan mereaksikan NaIO3 dengan natrium bisulfit (NaHSO3). Endapan I2 yang didapat, disaring dan dimurnikan.
Kegunaan senyawa iodin, antara lain:
a. I2 dalam alkohol, digunakan sebagai antiseptik luka agar tidak terkena infeksi.
b. KIO3, sebagai tambahan yodium dalam garam dapur.
c. I2, digunakan untuk mengetes amilum dalam industri tepung.
d. NaI, bila ditambahkan pada garam dapur dapat digunakan untuk mengurangi kekurangan yodium yang akan menyebabkan penyakit gondok.
e. Iodoform (CHI3), sebagai disinfektan untuk mengobati luka

Evaluasi Diri 

1. Tuliskan urutan kereaksyifan halogen terhadap unsur lain
2. Apa yang mendasari bahwa garam-garam klorit dapat digunakan sebagai penglantang? 

Latihan soal yang lebih banyak dapat dilihat dan diunduh di bawah ini:

Baca Artikel Terkait