KIMIA"LOGAM ALKALI TANAH

Pendahuluan

Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur:

1.     Ca  (kalsium)

2.     Mg (magnesium)

3.      Be  (berlium )

4.     Sr (stronsium)

5.      Ba (barium)

6.     Ra (radium)

Dalam sistem periodik , keenam unsur terletak pada golongan IIA. Senyawa golongan IIA banyak yang sukar larut dalam air karena umumnya ditemukan di dalam tanah berupa senyawa tak larut, oleh karena itu logam alkali tanah ( alkaline earth metal).

Dalam tabel periodik , logam alkali tanah terletak dua nomor lebih jauh dari gas mulia, karena itu alkalitanah mempunyai dua elektron valensi

Unsur-unsur Alkali Tanah termasuk unsur blok s.

Elektron terluar (elektron valensi) unsur² gol.Alkali Tanah adalah : ns² .

Unsur-unsur Alkali Tanah akan mencapai kestabilan dengan cara melepas 2 e sehingga terbentuk ion bermuatan 2 +.

2.     Anggota Unsur Gol.II-A dan konsfigurasi elektronnya :

          a.  ₄  Be  : 1s² 2s² , atau :  (₂ He) 2s²

                     ₄  Be =2 ) 2)       

          b.  ₁₂ Mg : 1s²  2s² 2p⁶  3s²  atau : ( ₁₀ Ne ) 3s²

                      ₁₂ Mg = 2 ) 8 ) 2 )

          c.  ₂₀ Ca : 1s²  2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s²  atau  ( ₁₈ Ar ) 4s²

                      ₂₀ Ca = 2 ) 8 ) 8 ) 2 )

          d.  ₃₈ Sr  :   1s²  2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² 3d10  4p⁶ 5s² atau [Kr] 5s²

                                  ₃₈ Sr  = 2 ) 8 ) 8 ) 18 ) 2 )

          e.  ₅₆ Ba :  1s²  2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² 3d10  4p⁶ 5s² 4d10 5p⁶  6s² atau                   [ Xe ] 6s²

                                 ₅₆ Ba = 2 ) 8 ) 8 ) 18 ) 18 ) 2 )

          f.   ₈₈ Ra : 1s²  2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² 3d10  4p⁶ 5s² 4d10 5p⁶  6s²   4F¹⁴                                                5d¹⁰ 6p⁶ 7s²    atau [Rn] 7s²   (Ra bersifat Radioaktif).

                 

    Terdapatnya Logam Alkali Tanah di Alam umumnya dalam bentuk senyawa : Phospat, Sulfat dan Silikat dalam kerak Bumi, yaitu :

1. Be sebagai mineral Beril ( Be₃Al₂(SiO₆)₃ ) & Krisoberil (Al₂BeO₄ ).

2. Mg sebagai MgCl₂ , sebagai MgCO₃ (Magnesit), Epsomit sulfat/ garam inggris (MgSO₄.7H₂O), dan Dolomit ( MgCa(CO₃)₂ atau MgCO₃.CaCO₃ ).

3. Ca Banyak ditemukan sebagai senyawa Karbonat, Phospat, Sulfat dan Fluorida.  Sebagai CaCO₃ (Kalsium Karbonat) dalam Kapur/Batu Kapur & Marbel.

4. Sr sebagai Selestit/Stronsium Sulfat (SrSO₄) & Stonsianit (SrCO₃).

5. Ba sebagai mineral Barit/Barium Sulfat (BaSO₄), & Witerit/Barium Karbonat (BaCO₃).

6. Ra terdapat paling sedikit di Alam & bersifat Radio Aktif yaitu sebagai Pitzblende (bijih Uranium).

    Pembuatan logam alkali tanah

n  Pembuatan Mg

n  Contoh :  MgCl_{2 (l)} → Mg²⁺_(l) + 2 Cl ^- _(l)

          Katode :   Mg²⁺_(l) + 2e → Mg _(l)

          Anode  :  2 Cl ^– _(l) → Cl_{2 (g)}

          Jadi      :  MgCl_{2 (l)} → Mg _(l) + Cl_{2 (g)}

    Logam Ca  dibuat dengan mereduksi CaO oleh Al/ dg mereduksi CaCl2 dengan Na

    Reduksi CaO oleh Al

6CaO+2Al  → 3 Ca + Ca3Al2O6

    Reduksi CaCl2 oleh Na

CaCl2 + 2Na →Ca + 2NaCl

    Logam BaO dibuat dengan mereduksi BaO oleh Al

    6BaO + 2 Al → 3Ba + Ba3Al2O6

Sifat-sifat Logam Alkali Tanah

Sifat kimia

·         Alkali tanah mudahmembentuk ion positif karena alakali tanah mempunyai 2 elektron valensi

·         Kereaktifan logam alkali tanah besar, hal ini disebabkan jari-jari atom logam alkali tanah besarsehingga mudah melepaskan  elektron

Dari atas ke bawah sifat kereaktifan makin besar

·         Logam alkali tanah merupakan reduktor.unsur –unsur logam alkali tanah mudah melepaskan elektron sehingga mudah teroksidasi

a.      (reaksi-reaksi) unsur Alkali Tanah.

          1. Reaksi dengan Air.  Sifat reaksi dengan air dalam satu golongan dari atas ke bawah makin reaktif dan eksotermis (spt.gol I-A).

                   Mg _(s) + 2 H₂O _(l) → Mg(OH)_{2 (aq)} +  H_{2 (g)} , reaksinya lambat.

                   Ca _(s)  + 2 H₂O _(l) → Ca(OH)_{2 (aq)} +  H_{2 (g)} , reaksi lebih cepat.

                   Sr _(s)  +  2 H₂O _(l) → Sr(OH)_{2 (aq)}  +  H_{2 (g)} , reaksi cepat.

          2. Reaksi dengan Asam. 

          semua logam alkali tanah bereaksi dengan asam kuat membentuk garanm dan gas hidrogen

                   Be _(s)  +  HCl _(aq) →  BeCl_{2 (aq)}  +  H_{2 (g)}

                   Mg _(s)  +  H₂SO_{4 (aq)} →  MgSO_{4 (aq)}  +  H_{2 (g)}

                   Ca _(s)  +  HBr _(aq) →  CaBr_{2 (aq)}  +  H_{2 (g)}

                    Sr _(s) +         HCl _(aq) → SrCl_{2 (aq)}  +  H_{2 (g)}

                                 Br _(s)  +  H₂SO_{4 (aq)} →  BrSO_{4 (aq)}  +  H₂

                                 Ra _(s)  +  H₂SO_{4 (aq)} →  RaSO_{4 (aq)}  +  H₂

         

3. Reaksi dengan basa,

Logam alkali tanah yang paling lemah kereaktifannya adalah Be ( berlium). Namun demikian logam Be dapat pula bereaksi dengan basa kuat. Sifat berlium yang dapat bereaksi dengan asam kuat  / basa kuat disebut amfoter. Selain logam Be yang bersifat amfoter, ada basa yang berasal dari logam alkali tanah yang bersifat amfoter , yaitu  Be(OH)2. hal  itu disbabkan sifat basa lologam alkali tanah dalam satu golongan (dari atas ke bawah ) makin bertambah kuat.

n  Persamaan Be(OH)2 yang bersifat amfoter sebagai berikut:

n  Be _(s)+2 NaOH_(l)+ 2 H₂O_(l) → Na₂Be(OH)4 _(aq)+H_{2 (g)}

n  Be _(s)+2 HCl_(l)+ 2 H₂O_(l) → BeCl2_(aq)+H_{2 (g)}

n  Be(OH)2 _(s)+2 NaOH_(aq) → Na₂Be(OH)4 _(aq)

n  Be(OH)2 _(s)+ 2 HCl_(laq) → BeCl2 _{(aq) )}+ 2 H₂O_(l)

4.     Reaksi Logam Alkali Tanah ( M = Be s.d Ba ) dengan Udara.

Semua logam alkali tanah bereaksi dengan   O_{2 di} udara kecuali Be dan Mg

          2 M _(s) + O_{2 (g)}  → 2MO _(s)

1.     M bisa diganti (Ca,Sr ,Ba ,Ra )

Apabila Mg dibakar selain membentuk oksida juga terbentuk nitratnya

          3 Mg _(s) + N_{2 (g)} → Mg₃N_{2 (s)}

Reaksi Logam Alkali Tanah ( M ) dengan Halogen ( X₂ ).

          Semua logam alkali tanah bereaksi dengan halogen membentuk garam halida

          M _(s) +  X_{2 (g)} → MX_{2 (s)}

          Contoh :  Mg _(s) +  Br_{2 (g)} → MgBr_{2 (s)}

6.     Reaksi Logam Alkali Tanah ( M ) dengan Hidrogen ( H₂ )

          M _(s) + H_{2 (g)} → MH_{2 (s)}

          Contoh : Ca _(s)  +  H_{2 (g)} → CaH_{2 (s)}

Kesadahan Air

1) Pengertian

Air Sadah : air yang mengandung kation “alkali tanah” seperti : Mg²⁺, Ca²⁺ atau bermuatan 2+, (Fe²⁺, Mn²⁺).

2) Penyebab

Karena Kation “Logam multivalen dapat bereaksi dengan sabun membentuk suatu endapan sehingga mengurangi kemampuan sabun. Dan kation ” tersebut dengan adanya anion” yang terlarut dalam air akan menyebabkan terjadinya kerak.

Pasangan Kation “Penyebab kesadahan & Anion” Utama

Kation Penyebab Kesadahan	Anion
Ca2+ Mg2+ Sr2+ Fe2+ Mn2+	HCO3- SO4 2- Cl- NO3- SiO3 2-

Ciri-ciri air sadah :

- Sabun sukar berbusa

- Terjadinya pembentukan kerak pada ketelkap dan pipa uap pada saat menguapkan air

3) Jenis Kesadahan Air                       

Kesadahan Sementara (Air sudah bikarbonat)

® Jika mengandung ion bikarbonat (HCO₃^-)

Senyawa Ca(HCO₃)₂ atau Mg(HCO₃)₂

® Dapat dihilangkan secara fisika dengan pemanasan sehingga air terbebas dari ion Ca²⁺ atau Mg²⁺

Nyala Logam Alkali Tanah.

n  Seperti Logam Alkali (gol.IA), Logam Alkali Tanah (gol.IIA) juga memberikan warna-warna tertentu sesuai jenis logamnya jika logam atau senyawa itu dibakar.

n  Warna Emisi nyala Logam Alkali Tanah itu adalah :

          1.  Be tidak berrwarna

          2.  Mg tidak  berwarna

          3.  Ca berwarna Jingga-merah.

          4.  Sr berwarna Merah. tua

          5.  Ba berwarna Hijau Pucat. / muda

          6.  Ra tidak berwarna

C. Kegunaan Logam Alkali Tanah.

n  Sebagai Logam, biasa dipakai untuk paduan logam (aliage) dengan logam lain disamping kegunaan senyawa-senyawanya.

1.     Be, untuk paduan logam pada kemudi pesawat Jet.

          Be, digunakan untuk moderator pada reaktor Nuklir.

          Be, dipakai pada kaca dari sinar X, karena Be dapat mentransmisikan sebanyak 17 kali lebih baik dibanding logam Al.

2.     Mg, digunakan untuk membuat paduan logam pada kerangka sepeda.

          Mg, digunakan untuk paduan logam pada ruang mesin mobil.

          Mg dan senyawanya untuk memberikan cahaya putih terang pada kembang api.

3.     Ca, digunakan untuk baking powder (pengembang Kue), bubuk pemutih, obat-obatan & plastik.  CaCO₃ , digunakan untuk bahan bangunan, untuk bahan pembuatan gelas & komponen semen. CaSO₄ (gibsum) dipakai untuk pembalut tulang yang retak.

4.     Sr, digunakan untuk nyala api pada Mercu Suar dan kembang api.

5.     Ba, banyak digunakan dalam bentuk senyawa, al :

          Ba(NO₃)₂ , untuk nyala hijau pada kembang api.

          BaSO₄ , digunakan pada pembuatan Cat, pembuatan gelas, untuk memeriksa saluran pencernaan oleh dokter.

6.       Ra, bersifat Radio-aktif, digunakan untuk terapi kanker, sbagai sumber emisi sinar gamma, untuk mengecat angka (nomor) pada Jam (dahulu) karena Ra bersinar di dalam gelap, sekarang tidak. 

Tabel Hasil Kali Kelarutan ( Ksp ) Senyawa Alkali Tanah

Logam M	Senyawa Hidroksida (M(OH)2 )	Senyawa Karbonat (MCO3)	Senyawa Oksalat (MC2O4)
Be	2,1 x 10 -18	-	< <
Mg	1,8 x 10 -11	1,0 x 10 -15	8,5 x 10 -5
Ca	6,5 x 10 -6	4,8 x 10 -8	2,0 x 10 -9
Sr	3,2 x 10 -4	9,3 x 10 -10	2,0 x 10 -7
Ba	5,3 x 10 -3	5,0 x 10 -9	1,6 x 10 -7
Ra	-	-	-

Senyawa Hidroksida, Karbonat dan Oksalat semakin mudah larut dengan pertambahan nomor Ataom.  Meski ada sedikit ketidak teraturan pada senyawa Karbonat dan Oksalat.

Logam M	Senyawa Sulfat (MSO4)	Senyawa Kromat (MCrO4)
Be	> >	> >
Mg	> >	> >
Ca	2,4 x 10 -5	7,1 x 10 -4
Sr	3,2 x 10 -7	3,6 x 10 -5
Ba	1,1 x 10 -10	2,1 x 10 -10
Ra	4,3 x 10 -11	-
Senyawa Sulfat & Kromat semakin sukar larut dengan pertambahan nomor- Atom.