Download - Unsur-Unsur Golongan IA
Nama kelompok
1. Farah Pranidasari2. Fitra Tresna Asih A.3. Hikmah Al Fauziyah4. Ida Parwati5. Kukuh Satrio Yudha
XII NS 5
Unsur Golongan 1A
A. Unsur Golongan IAHIDROGEN
LITIUM
NATRIUM
KALIUM
RUBIDIUM
CESIUM
FRANSIUM
Golongan IA disebut juga logam alkali. Semua unsur pada kelompok ini sangat reaktif sehingga secara alami tak pernah ditemukan dalam bentuk tunggal melainkan dalam bentuk senyawanya. Untuk menghambat reaktivitas, unsur-unsur logam alkali harus disimpan dalam medium minyak.
Logam alkali adalah unsur-unsur golongan IA kecuali hidrogen. Alkali berasal dari bahasa arab kali yang berarti abu. Dinamakan alkali karena dapat membentuk basa kuat. Logam alkali terdiri atas enam unsur yaitu litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), dan frasium (Fr).
A. Sifat Fisis Logam Alkali
Secara umum, logam alkali ditemukan dalam bentuk padat. Kecuali Cs (cesium) yang berbentuk cair jika suhu lingkungan pada saat pengukuran melebihi 28oC.
Meskipun mereka adalah logam paling kuat, tetapi secara fisik mereka lunak bahkan bisa diiris menggunakan pisau. Hal ini karena mereka hanya memiliki satu elektron valensi pada kulit terluarnya. Sedangkan jumlah kulitnya makin bertambah dari atas ke bawah dalam tabel unsur periodik. Sehingga ikatan antar logamnya lemah.
HJari-jari atom (pm) 25 pmKeelektronegatifan 2,18
Energi Ionisasi (kJ/mol) 1312 kJmolBiloks +1
Titik leleh (°C) -259,14Titik didih (°C) -252,87
Sifat Fisis Hidrogen
Hidrogen adalah unsur paling melimpah dengan persentase kira-kira 75% dari total massa unsur alam semesta. Senyawa hidrogen relatif langka dan jarang dijumpai secara alami di bumi, dan biasanya dihasilkan secara industri dari berbagai senyawa hidrokarbon seperti metana.
Sifat Fisis Logam AlkaliLi Na K Rb Cs Fr
Jari-jari logam(pm)
160 190 240 250 270 -
Jari-jari ionik(pm)
74 102 138 149 170 1194
Keelektronegatifan
1,0 0,9 0,8 0,8 0,7 0,7
Energi Ionisasi (kJ/mol)
520 496 419 403 376 380
Biloks +1 +1 +1 +1 +1 +1Kerapatan
(kg/m3)530 970 860 1530 1880 -
Kekerasan (Mohs)
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 -
Titik leleh (°C) 181 98 63 39 29 27Titik didih (°C) 1342 883 760 686 669 677
• Nilai jari-jari atom bertambah dari Li ke Fr• Nilai energi ionisasi berkurang dari Li ke Fr• Nilai Keelektronegatifan berkurang dari Li ke Fr• Nilai bilangan oksidasi sama dengan +1• Kerapatan bertambah dari Li ke Fr• Titik leleh dan ΔHfus berkurang dari Li ke Fr• Titik didih dan ΔHvap berkurang dari Li ke Cs (kecuali Fr)• Kekerasan berkurang dari Li ke Fr• Semua unsur golongan IA berwarna putih
dan berupa logam padat, kecuali cesiumberwarna kuning ketika berwujud cair padasuhu kamar.
Jadi....
Jari-jari logam Li Energi IonisasiJari-jari ion Na KeelektronegatifanKerapatan K Titik Didih
Rb Titik Leleh Cs Kekerasan Fr
Besar Kecil
B. Sifat Kimia
• Sangat reaktif, mudah terbakar oleh O2 dari Udara, sehingga harus disimpan dalam minyak tanah. Pada pembakaran selalu terbentuk peroksida. 4M(s) + O2 (g) → 2M2O2(s) oksida (O2-)
2M(s) + O2 (g) → M2O2(s) peroksida (O22-)
M(s) + + O2 (g) → MO2(s) superoksida (O2-)
• Bereaksi sangat hebat dengan air, dimana makin ke bawah reaksinya semakin hebat (diseratai timbulnya panas) 2 M(s) + H2O(l) → 2 MOH(s) + H2 (g) + a kkal
• Mudah bereaksi dengan asam,membentuk garam dan gas hidrogen. 2 K(s) + H2SO4(s) → 2 K2SO4(s) + H2 (g)
• Dapat bereaksi langsung dengan halogen, membentuk garam. 2 M(s) + X2(g) → 2 MX(s)
• Reaksi logam alkali dengan hidrogen akan membentuk senyawa hidrida 2 M(s) + H2(g) → 2 M(s)
*KereaktifanLogam alkali sangat reaktif dibandingkan
logam golongan lain. Selain disebabkan oleh jumlah elektron valensi yang hanya satu dan ukuran jari-jari atom yang besar, sifat ini juga disebabkan oleh harga energi ionisasinya yang lebih kecil dibandingkan logam golongan lain. Dari Li sampai Cs harga energi ionisai semakin kecil sehingga logamnya semakin reaktif. Kereaktifan logam alkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air, oksigen, unsur-unsur halogen, dan hidrogen.
Kereaktifan logam alkali meningkat dari Li ke Fr
* Warna nyala
Salah satu ciri khas dari logam alkali adalah memiliki sprektum emisi. Sprektum ini dihasilkan bila larutan garamnya dipanaskan dalam nyala Bunsen, atau dengan mengalirkan muatan listrik pada uapnya. Ketika atom diberi energi (dipanaskan) elektronnya akan tereksitasi ke tingkat yang lebih tinggi. Ketika energi itu dihentikan, maka elektronnya akan kembali lagi ke tingkat dasar sehingga memancarkan energi radiasi elektromagnetik. Menurut Neils Bohr, besarnya energi yang dipancarkan oleh setiap atom jumlahnya tertentu (terkuantitas) dalam bentuk spektrum emisi. Sebagian anggota spektrum terletak di daerah sinar tampak sehingga akan memberikan warna-warna yang jelas dan khas untuk setiap atom.Unsur Litium Natrium Kalium Rubidiu
mCesium
Warnanyala
Merahtua Kuning Ungu
Merah-biru Biru
C. Keberadaan Hidrogen
• Unsur ini ditemukan dalam kelimpahan yang besar di bintang-bintang dan planet-planet gas raksasa.
• Kebanyakan hidrogen bumi berada dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain seperti hidrokarbon dan air.
• Gas hidrogen dihasilkan oleh beberapa jenis bakteri dan ganggang dan merupakan komponen alami dari kentut
• Penggunaan metana sebagai sumber hidrogen akhir-akhir ini juga menjadi semakin penting.
C. Keberadaan Unsur Logam Alkali
Unsur Persen di Kerak Bumi Keberadaan di alam
Li 0,0007% di bebatuan beku Dalam spodumene LiAl(SiO3)2
Na 2,8% Dalam garam batu NaCl, sendawa Chili NaNO3, karnalit KMgCl3.6H2O, trona Na5(CO3) 2.(HCO3).2H2O, dan
air lautK 2,6% Dalam silvit (KCl), garam petre
KNO3, dan karnalit KCl.MgCl2.6H2O
Rb 0,0078% Dalam lepidolit
Cs 0,0003% Dalam polusit (Cs4Al4Si9O26).H2O dan sedikit dalam lepidolit
Fr Sangat Sedikit Berasal dari peluruhan Aktinium (Ac). Bersifat radioaktif dengan
waktu paruh 21,8 menit
Pembuatan Logam Alkali :Logam Alkali Ekstrasi Logam Alkali
Litium (Li) • Metode elektrolisisSumber logam Li adalah mineral spodumene [LiAI(SiO)3]. Spodumene dipanaskan pada suhu 100°C, lalu dicampur dengan H2SO4 panas, dan dilarutkan ke air untuk memperoleh larutan Li2SO4. Kemudian, Li2SO4 direaksikan dengan Na2CO3 untuk membentuk Li2CO3 yang sukar larut.Li2SO4 + Na2CO3 → Li2CO3(s) + Na2SO4
Setelah Li2CO3 direaksian dengan HCl untuk membentuk LiClLi2CO3 + 2HCl → 2LiCl +H2O + CO2
Li dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan LiCl sebagai berikut :Katode : Li+
(l) +e-- → Li(s)
Anode : Cl--(l) → Cl2(g) + e—
Karena titik leleh LiCl tinggi (>600°C), biaya elektrolisis menjadi mahal. Namun, biaya dapat ditekan dengan cara menambahkan KCl (55% LiCl dan 45% KCl) yang dapat menurunkan titik leleh menjadi 430°C.
Natrium (Na) • Metode elektrolisisSumber utama logam Na adalah garam batu dan air laut. Na hanya dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan NaCl.Katode : Na+
(l) +e-- → Na(l) Anode : Cl--
(l) → Cl2(g) + e—
Kalium (K) • Metode reduksiSumber utama logam K adalah silvit (KCl). Logam K diperoleh dengan metode reduksi di mana lelehan KCl direaksikan dengan Na.Na + KCl ↔ K + NaClReaksi ini berada dalam kesetimbangan. Karena K yang terbentuk mudah menguap, maka K dapat dikeluarkan dari sistem dan kesetimbangan akan bergeser ke kanan untuk terus memproduksi K.
Rubidium (Rb) • Metode reduksiLogam Rb dibuat dengan mereduksi lelehan senyawa RbCl.Na + RbCl ↔ Rb + NaClReaksi ini berada dalam kesetimbangan. Karena Rb mudah menguap, maka Rb dapat diproduksi terus dengan cara yang sama seperti K.
Sesium (Cs) • Metode reduksiLogam Cs dibuat dengan mereduksi lelehan senyawa CsCl.Na + CsCl ↔ Cs + NaClReaksi ini berada dalam kesetimbangan. Karena Cs mudah menguap, maka Cs dapat diproduksi terus dengan cara yang sama seperti K.
Fransium (Fr) Logam fransium dihasilkan dari unsur aktinum dengan pemancaran sinar alpha (α).
Kegunaan Logam dan Senyawa-senyawa yang Mengandung Alkali
Logam-logam alkali mempunyai titik leleh yang rendah
sehingga dapat digunakan sebagai medium pemindah
panas pada suatu reaktor nuklir. Logam alkali mudah
dilelehkan, lalu dialirkan melalui pipa-pipa ke pusat
reaktor, dimana logam alkali menyerap panas.
Selanjutnya panas tersebut ditransfer oleh alkali cair
kepada bagian diluar reaktor untuk menguapkan air.
Uap yang timbul kemudian dipakai untuk menjalankan
generator listrik.
Oleh karena logam alkali mudah bereaksi
dengan air atau oksigen, logam-logam alkali
sering dipakai sebagai pengikat (getter) uap
air atau gas O2 pada proses pembuatan
tabung-tabung vakum peralatan
elektronika.
Logam alkali yang banyak digunakan
adalah natrium. Berlimpahnya senyawa
natrium dialam menyebabkan logam ini relatif
murah dibandingkan dengan logam-logam
alkali yang lain.
Kegunaan Logam dan Senyawa-senyawa yang Mengandung Alkali
D. Kegunaan Hidrogen
• Digunakan dalam proses pembuatan ammonia• Digunakan dalam sintesis metanol• Digunakan sebagai bahan bakar roket dalam bentuk cair,
karena dapat menghasilkan energi yang besar• Digunakan pada proses pembuatan margarin• Dalam bentuk senyawanya, hidrogen banyak dimanfaatkan
orang, misalnya air dan senyawa-senyawa organik (senyawa hidrokarbon).
• Hidrogen cair juga digunakan oleh para ahli untuk menyelidiki efek superkonduktor, karena hidrogen cair mempunyai suhu yang sangat rendah.
D. Kegunaan Logam Alkali 1. Litium Dapat digunakan pada baterai untuk alat pacu jantung, kalkulator,
jam, kamera, dan lainnya. Digunakan dalam paduan logam Mg dan Al yang bersifat sangat
ringan tetapi kuat sehingga dimanfaatkan untuk komponen pesawat terbang
2. Natrium Uap Na digunakan pada lampu jalanan untuk memberikan warna
kuning. Karena uap Na memiliki emisi warna kuning yang cemerlang tatkala dipanaskan. Warna kuning natrium ini mempunyai kemampuan untuk menembus kabut.
Lelehan Na digunakan sebagai pendingin pada reaktor nuklir tipe LMFBR (Liquid-Metal Fast Breeder Reactor)
NaOH digunakan untuk membuat produk seperti rayon, kertas dan sabun.
Aplikasi Lainnya :1. Senyawa Na, Seperti garam NaCl, Na2SO3, dan NaNO3 digunakan pada makanan2. Senyawa Na2CO3 digunakan untuk bahan celup tekstil, penyamakan kulit, dan detergen untuk melunakkan air sadah
3. Kalium Senyawa KNO3 dan KCl digunakan sebagai bahan peledak,
kembang api, atau petasan. KNO3 menyuplai oksigen untuk membakar bahan bakar.
Pupuk NPK mengandung K yang penting bagi pertumbuhan tanaman.
Didalam tubuh, K (dan Na) diperlukan sel saraf untuk mengirim sinyal-sinyal listrik. Di dalam dunia kedokteran, gerakan ion-ion Na dan K dalam sel otak digunakan untuk mengukur gelombang otak.
4. Rubidium Rb memiliki potensial ionisasi yang rendah dan digunakan pada
sel fotolistrik seperti fotomultiplier, untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik.
Rb juga digunakan sebagai osilator untuk aplikasi seperti navigasi dan komunikasi militer.
5. Cesium Cs digunakan pada sel fotolistrik. Jika terkena cahaya, Cs akan
melepas elektronnya yang akan tertarik menuju ke elektrode positif pada sel dan menyebabkan timbulnya arus listrik
Cs digunakan sebagai standar satuan detik pada jam atomik cesium standar karena vibrasi atomnya (>9.000 juta kali per detik) dapat digunakan untuk mengukur waktu dengan sangat akurat. Hal ini terkait dengan kelimpahan isotopnya di alam sebesar 100%, yang berarti semua atom Cs-133 adalah identik
6. Fransium Untuk unsur Fransium (Fr), karena umurnya yang pendek,
pengguna Fr terbatas dan tidak secara komersial. Fr telah digunakan untuk menentukan kadar Aktinum (Ac) dalam materi alam (Fr adalah produk peluruh Ac) dan dalam penelitian biologi untuk mempelajari organ tubuh tikus
E. Dampak
1. Hidrogen Berbahaya pada kesehatan manusia, misal :
menyebabkan asfiksia, ledakan, kebakaran Hidrogen dapat larut dalam beberapa logam dan selain
berpotensi kebocoran, juga dapat menyebabkan perapuhan hidrogen
Api hidrogen sangat panas, namun hampir tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, sehingga dapat menyebabkan kasus kebakaran yang tak terduga
2. Litium
• Litium sangat mudah terbakar• Kabut/gas litium yang terbakar sangat beracun• Bila terhirup akan menyebabkan sensasi seperti terbakar,
batuk, sulit bernafas, dan juga luka pada tenggorokan.• Kontak dengan kulit menyebabkan kulit terbakar dan terasa
sakit.• Kontak pada mata akan menyebakan mata memerah, rasa
sakit dan rasa pedih yang mendalam.• Jika termakan akan menyebabkan kram perut, sakit di
bagian perut, sensasi terbakar, dan sampai kematian• Jika bereaksi dengan nitrogen dan hidrogen dari udara dan
uap air, Secara cepat permukaan litium akan terlapisi oleh campuran LiOH, Li2CO3, Li3N. LiOH bersifat sangat korosif dan berbahaya bagi ikan yang hidup di air
3. Natrium
• Jika terjadi Kontak antara natrium dengan air, akan menghasilkan natrium hidroksida NaOH yang dapat mengiritasi kulit, hidung, tenggorokan, dan mata. Hal ini dapat menyebabkan batuk dan bersin
• Jika Kontak dengan mata dapat menyebabkan cacat permanen sampai kebutaan.
• kontak dengan kulit dapat menyebabkan iritasi, kulit melepuh dan kerusakan yang bersifat permanen
4. Kalium
• Saat fungsi ginjal terganggu dan terjadi akumulasi kalium dalam tubuh, maka detak jantung berpotensi terganggu.
• Debu kalium mungkin saja terhirup dengan efek yang ditimbulkannya antara lain iritasi mata, hidung, tenggorokan, paru-paru, batuk, dan sakit tenggorokan.
• Pemaparan yang lebih tinggi berpotensi menyebabkan terkumpulnya cairan di paru-paru yang bisa menyebabkan kematian.
• Kontak pada kulit dan mata dapat menyebabkan luka bakar parah sehingga menyebabkan cacat permanen.
5. Rubidium• Kontak pada kulit membentuk rubidium hidroxid,
yang menyebabkan luka bakar dari mata dan kulit.
6. Cesium• pencemaran unsur radioaktif Cesium yang terserap
oleh tubuh, dalam jangka panjang dapat memicu kanker darah. Cesium akan bertindak menggantikan unsur Kalium dalam tulang, serta memancarkan radiasi yang merusak jaringan serta otot.
7. Fransium• Jika fransium jika terhirup secara langsung
menimbulkan berbagai penyakit seperti menyebabkan napas memendek, rasa tegang dan panas di dada, serta peradangan paru.
• Fransium juga berdampak terhadap ketidaksuburan dan kecacatan bayi