MATERI AJAR. KIMIA UNSUR KLS XII
MATERI AJAR
KIMIA UNSUR
KOMPETENSI DASAR : 3.7. Menganalisis kelimpahan, kecenderungan sifat fisika dan kimia, manfaat, dan proses pembuatan unsur-unsur golongan utama (gas mulia, halogen, alkali, dan alkali tanah)
MATERI : Kimia Unsur
TUJUAN PEMBELAJARAn
Kelimpahan unsur-unsur golongan utama (Gas mulia, Halogen, Akali, alkali tanah)
Tujuan Pembelajaran
Melalui kegiatan pembelajaran, peserta didik diharapkan dapat:
• Menjelaskan kelimpahan, kecenderungan sifat, manfaat, serta cara mendapatkan unsur-unsur golongan utama
• Mengidentifikasi produk-produk yang mengandung unsur-unsur golongan utama
• Mengaitkan sifat dan kegunaan unsur golongan utama
• Menganalisis kegunaan unsur/ senyawa golongan utama
Melihat pemandangan dengan naik balon udara tentu menyenangkan. Kegiatan ini bisa menjadi pilihan untuk rekreasi. Tahukah kalian bahwa balon udara diisi dengan gas helium? Gas helium merupakan unsur kimia yang ringan dan tidak mudah terbakar sehingga aman untuk pengisi balon udara. Selain untuk mengisi balon udara ukuran besar , gas helium juga digunakan untuk mengisi balon udara mainan anak-anak dengan aneka bentuk yang menarik. Kalian akan mempelajari unsur-unsur kimia, kelimpahan unsur, sifat , kegunaan, dan cara pembuatannya.
A. Kelimpahan Unsur di Alam
Secara garis besar, keberadaan unsur-unsur di alam dibedakan sebagai logam dan nonlogam. Kebanyakan unsur tersebut di alam tidak berada dalam keadaan bebas, tetapi berada sebagai senyawanya atau bijihnya (mineralnya), terutama unsur logam. Hal itu dapat dimengerti karena sebagian besar unsur-unsur lebih stabil dalam keadaan senyawanya daripada dalam keadaan bebas.
Kelimpahan Unsur Golongan Utama di alam
1. Kelimpahan Gas Mulia
Unsur-unsur gas mulia dalam tabel periodik terletak pada kelompok golongan VIIIA, yaitu: Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Xenon (Xe), Radon (Rn). seperti namanya, unsur-unsur gas mulia memiliki kelengkapan elektron valensi, sehingga dalam keadaan alaminya, mereka tidak di temukan dalam bentuk senyawa, melainkan sebagai atom-atom individu yang kita sebut sebgaai unsur bebas. Pada tahun 1962, H. Bartlett berhasil menciptakan senyawa gas mulia pertama, yaitu XePtF6 (Xenon Heksa Fluoro Platinat IV), dengan menggabungkan Unsur Xenon (Xe) dengan PtF6 (Platina Fluorida). sejak saat itu, berbagai senyawa gas mulia telah berhasi disintesis.
2. Kelimpahan Halogen
Unsur-unsur gas halgen dalam tabel periodik terletak pada kelompok golongan VIIA yaitu: Fluorin (Fr), Klorin (Cl), Bromin (Br), Iodin (I), Astatin (At). unsur-unsur dalam golongan halogen memiliki reaktifitas yang tinggi, sehingga alaminya mereka hanya ada dalam bentuk senyawa. Asal kata halogen berasal dari bahasa yunani, yaitu “Halo” yang artinya garam, mengacu pada fakta bahwa unsur-unsur ini umumnya ditemukan dalam bentuk garam anorganik. Ketersediaan unsur halogen ini sangat melimpah di lautan.
3. Kelimpahan Alkali
Unsur logam alkali ada di golongan IA dalam tabel periodik unsur, yaitu: Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Sesium (Cs), Fransium (Fr). unsur-unsur ini sangat reakstif, sehingga di alam kita hanya menemukannya dalam bentuk senyawa. Salah satu contoh unsur alkali adalah Natrium, yang bisa kita temui dalam bentuk ion Na+ banyak di air laut, dan juga digunakan dalam kehidupan sehari-hari seperti sebagai garam dapur (NaCl).
4. Kelimpahan Alkali Tanah
Unsur golongan alkali tanah ada di golongan IIA dalam tabel periodik unsur, yaitu: Berilium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), Radium (Ra). Logam-logam alkali tanah ini di alam hanya bisa ditemui dalam bentuk senyawa karena mereka cenderung reaktif. Beberapa contohnya adalah Berilium yang bisa kita temukan dalam bentuk mineral yang disebut beril, dan magnesium yang ada di mineral air laut seperti dolomit.
B. Sifat Unsur
Sifat fisika dan sifat Kimia Unsur-Unsur Golongan Utama
1. Sifat Gas Mulia
Sifat Fisika
a) Keadaan fisik: semua unsur gas mulia berada dalam bentuk gas pada suhu an tekanan kamar, kecuali radon yang berwujud gas pada suhu rendah
b) Warna dan bau: gas mulia adalah gas tak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa
c) Konduktivitas termal dan listrik yang yang sangat rendah, sehingga mereka buruk dalam menghantarkan panas dan listrik
d) Titik leleh dan titik didih: titik leleh dan titik didih gas mulia meningkat seiring dengan peningkatan nomor atom
Sifat Kimia
a) Reaktifitas rendah: gas mulia adalah unsur-unsur paling tidak reaktif dalam tabel periodik dan cenderung tidak berinteraksi dengan unsur atau senyawa lain
b) Stabilitas elektron: sifat reaktif rendah disebabkan oleh konfigurasi elektron yang stabil. Semua unsur gas mulia memiliki lapisan valensi penuh., sehingga mereka tidak memiliki kecenderungan untuk mendapatkan atau kehilangan elektron.
c) Senyawa gas mulia: meskipun sangat jarang, beberapa senyawa gas mulia telah berhasil disintesis, seperti XePtF6. namun ini merupakan kasus yang sangat tidak umum.
2. Sifat Halogen
Sifat Fisika
a) Keadaan fisik: unsur-unsur golongan halogen, mereka ada dalam erbagai bentuk fisik, seperti gas (F2 dan Cl2), cairan (Br2), atau padatan (I2 dan At2) pada suhu kamar
b) Warna dan bau: fluor dan klor adalah gas berwarna kuning-pucat dan hijau-kuning, masing-masing. Brom adalah cairan merah coklat, iodin adalah padatan berwarna ungu-hitam, dan astatin adalah padatan radioaktif.
c) Kelarutan: unsur-unsur ini ememiliki larutan yang berbeda dalam air, dengan fluor yang paling mudah larut dan iodin kurang larut.
Sifat Kimia
a) Reaktifitas tinggi: halogen adalah unsur-unsur sangat reaktif. Mereka cenderung berikatan dengan unsur-unsur lain, terutama logam untuk membentuk senyawa
b) Reaksi dengan logam: halogen reaktif dengan logam, seperti Natrium atau kalium untuk membentuk senyawa ionik, seperti natrium klorida (NaCl)
c) Senyawa halogen: halogen membentuk senyawa dalam berbagai keadaan, termasuk senyawa garam, asam halogenat, dan senyawa arganohalogen
d) Sifat oksidasi: halogen memiliki sifat oksidasi, yang berarti mereka dapat menerima elektron dari unsur lain dalam reaksi kimia
e) Sifat radioaktif: astatin adalah unsur halogen yang radioaktif dan sangat jarang ditemui.
3. Sifat Alkali
Sifat Fisika
a) Keadaan fisik: unsur-unsur golongan alkali adalah logam yang lunak dan memiliki kilap logam
b) Warna: alkali umumnya memiliki warna perak keabu-abuan
c) Densitas rendah: alkali memiliki densitas yang relatif rendah, sehingga mereka ringan untuk ukurannya
d) Konduktivitas termal dan listrik: alkali adalah konduktor termal dan listrik yang baik
Sifat Kimia
a) Reaktifitas tinggi: alkali adalah unsur-unsur paling reaktif dalam tabel periodik. Mereka sangat cenderung berikatan dengan unsur-unsur lai, terutama dengan unsur-unsur lain, terutama dengan non-logam, untuk membentuk senyawa
b) Reaksi dengan air: unsur alkali dapat bereaksi dengan air, menghasilkan gas hidrogen (H2) dan larutan basa
c) Reaksi dengan oksigen: mereka juga dapat bereaksi dengan oksigen dari udara, membentuk oksida logam alkali yang dapat berwarna
d) Senyawa Alkali: senyawa alkali seperti NaCl, adalah komponen utama garam dapur dan memiliki berbagai aplikasi dalam kehidupan sehari-hari
4. Sifat Alkali Tanah
Sifat Fisika
a) Keadaan fisik: unsur-unsur golongan alkali tanah, mereka adalah logam yang keras dan padat pada suhu kamar
b) Warna: Alkali tanah biasanya berwarna perak atau abu-abu
c) Densitas tinggi: alkali tanah memiliki densitas yang lebih tinggi daripada alkali, menjadikannya berat
d) Titik leleh dan titik didih: titik leleh dan ttik didih alkali tanahlebih tinggi daripada alak
Sifat Kimia
a) Reaktifitas moderat: alkali tanah kurang reaktif dibandingkan dengan alakli. Meskipun demikian, mereka masih cenderung berikatan dengan unsur-unsur nonlogam untuk membentuk senyawa
b) Reaksi dengan air: beberapa alkali tanah dapat bereaksi dengan air, menghasilkan hidrogen dan senyawa basa, meskipun kurang reaktif dari pada alkali.
c) Senyawa alkali tanah: beberapa senyawa alkali tanah penting termasuk kalsium karbonat CaCO3 yang merupakan komponen utama kapur dan batu gamping
C. Kegunaannya
1. Sifat Gas Mulia
Beberapa gas mulia digunakan dalam berbagai aplikai, seperti :
ü Lampu: Gas mulia dapat bersinar ketika dilalui arus listrik. Beberapa contoh penggunaan gas mulia dalam lampu, yaitu:
Neon digunakan untuk membuat lampu reklame karena memancarkan cahaya merah yang terang
Argon digunakan sebagai gas pengisi bola lampu pijar
Kripton digunakan untuk membuat lampu landasan pesawat karena cahaya putihnya berintensitas tinggi
Xenon digunakan untuk membuat lampu fotografi kecepatan tinggi
ü Pengisi balon: Helium digunakan sebagai pengisi balon udara karena tidak reaktif dan lebih ringan dari hidrogen
ü Penyelaman laut: Helium dan neon dicampur untuk digunakan sebagai pernapasan oleh penyelam laut
ü Radioterapi kanker: Radon digunakan untuk radioterapi kanker karena sifatnya yang radioaktif
ü Penanda pesawat terbang: Sinar gas mulia dapat menembus kabut sehingga digunakan sebagai pemberi tanda pada pesawat terbang
ü Pendingin: Helium yang berwujud cair dapat digunakan sebagai zat pendingin karena memiliki titik uap yang sangat rendah
ü Pengelasan: Gas mulia digunakan untuk membentuk atmosfer inert, biasanya untuk pengelasan busur
ü Industri semikonduktor: Gas mulia digunakan dalam industri semikonduktor
ü Pencitraan resonansi magnetik (MRI): Gas mulia digunakan dalam pencitraan resonansi magnetik (MRI)
2. Halogen
Unsur halogen memiliki banyak kegunaan, di antaranya:
ü Klorin: Digunakan untuk memurnikan air dan sebagai bagian dari garam dapur
ü Fluorin: Digunakan dalam pasta gigi untuk mencegah kerusakan gigi dan memutihkan gigi. Fluorin juga membentuk senyawa CFC pada bahan cairan pendingin kulkas dan AC.
ü Bromin: Digunakan dalam pembuatan etil bromida (C2H5Br) dalam campuran bensin untuk mencegah bensin melekat pada piston dan silinder. Bromin juga digunakan sebagai bahan antiapi dalam pengasapan.
ü Yodium: Digunakan sebagai antiseptik.
ü Astatin: Digunakan untuk mengobati kanker tiroid.
Selain itu, jejak halogen dapat ditemukan dalam tubuh manusia dan dianggap penting untuk kesehatan yang baik.
3. Alkali
Kegunaan Logam AlkaliNatrium digunakan dalam berbagai aplikasi dalam industri makanan, termasuk sebagai bahan tambahan dalam garam meja (natrium klorida) dan dalam pengawetan makanan. Kalium digunakan dalam pupuk pertanian untuk meningkatkan kualitas tanah dan pertumbuhan tanaman
4. Alkali tanah
Digunakan untuk membuat pegas, klip, dan sambungan listrik. Berilium juga digunakan untuk komponen reaktor atom dan jendela sinar X. Digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat terbang, mobil, rudal, dan bak truk.
D. Cara pembuatan
1. Cara pembuatan gas mulia
ü melakukan distilasi bertingkat terhadap udara.
ü menyaring udara dengan membran spesifik.
ü mendinginkan udara pada suhu spesifik.
ü melakukan pemisahan fraksi pada tekanan tertentu.
ü melakukan distilasi bertingkat terhadap udara cair.
2. Cara pembuatan Halogen
Ada 3 cara pembuatan halogen, yaitu reduksi, oksidasi, dan elektrolisis. Berikut ini contohnya: Iodium yang dibuat dengan cara reduksi dengan menambah NaHSO3 ke dalam larutan NaIO3. Klor yang dibuat dengan oksidasi dengan cara memanaskancampuran MnO2, NaCl, dan H2SO4 pekat.
3. Cara pembuatan Alkali
Pembuatan alkali dapat dilakukan dengan mengelektrolisis larutan NaCl menjadi padatan. Logam alkali memiliki peran yang cukup banyak dalam kehidupan sehari-hari, baik dalam bidang industri maupun untuk kepentingan ilmu pengetahuan.
4. Cara pembuatan Alkali tanah
logam alkali tanah hanya dapat diperoleh dengan cara elektrolisis leburan gramnya karena sifat reduktornya sangat kuat. logam Alkali tanah hanya dapat diperoleh dengan cara elektrolisis leburan garamnya karena sifat reduktornya sangat kuat.
Tidak ada komentar