Alkali Tanah

 

LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA UNSUR

PERCOBAAN 1

(ALKALI TANAH)

 





DISUSUN OLEH:

 NAMA        : MUHAMAD ILYAS ZAINUL FURQON

   NIM            : K1A020033

    KELAS       : A

   ASISTEN    : RINI LARASATI

 

 

LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

PURWOKERTO

2021



ALKALI TANAH

 

I.        TUJUAN

I.1.Mengetahui sifat-sifat logam alkali tanah beserta senyawanya.

 

II.     LATAR BELAKANG

Sistem periodik unsur disusun berdasarkan urutan kenaikan nomor atomnya. Unsur-unsur yang terletak dalam satu baris disebut periode, sedang unsur-unsur yang terletak dalam satu lajur dinamakan satu golongan. Unsur-unsur yang terletak di sebelah kiri bersifat logam sedangkan yang terletak di sebelah kanan bersifat non logam. Logam-logam golongan IIA dalam susunan berkala disebut logam alkali tanah karena logam-logam tersebut membentuk oksida dan hidroksida yang larut dalam air menghasilkan larutan basa. Logam alkali tanah meliputi berilium, magnesium, kalsium, stronsium, barium, dan radium. Logam alkali tanah umunya ditemukan di dalam tanah berupa senyawa tak larut  (Cotton & Walkinson, 2009).

 

III. TINJAUAN PUSTAKA

Golongan alkali tanah terdiri atas berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra). Anggota pertama, berilium (Be) bersifat mendekati semi-logam dan anggota terakhir radium (Ra) bersifat radioaktif sehingga sifat-sifat kimianya tidak banyak diketahui secara mendalam (Sugiarto, 2003).  Logam alkali tanah berwarna putih keperakan dan mempunyai densitas relatif rendah yang semakin besar dengan naiknya nomor atom kecuali kalsium (Cu). Ikatan metalik logam-logam alkali tanah lebih kuat daripada ikatan metalik logam alkali sebagaimana ditunjukkan oleh data entalpi, atomisasi, data titik leleh dan kekerasan yang lebih besar pula (Keenan, Donald C, & H, 1986). Beberapa reaksi unsur logam alkali tanah yaitu reaksi antara unsur logam alkali tanah dengan air, oksigen, nitrogen, halogen, dan hidrogen. Semua unsur logam alkali tanah dapat bereaksi dengan air kecuali berilium (Siswoyo, Fitrianingsih, & Poerwadi, 2012).

Berilium diperoleh dari reduksi Ca dan Mg pada BeCl3, sangat ringan dan digunakan sebagai jendela dalam peralatan sinar x. Penyerapan radiasi elektromagnetik bergantung pada kerapatan electron pada bahan dan Be mempunyai daya penghentian yang terendah persatuan ketebalan massa dari seluruh bahan konstruksi. Logamnya atau hidroksinya larut dalam basa kuat menghasilkan ion berillat. Larutan-larutan garam Be adalah asam, sehubungan dengan hidrolisis. Berrilium membentuk rantai panjang dalam kristal (Cotton & Walkinson, 2009).

Magnesium dihasilkan dengan beberapa cara, sumber yang terpenting adalah batuan dolomite dan air laut yang mengandung 0,13% Mg. Proses yang paling penting untuk mendapatkan logam adalah elektrolisis leburan campuran halida dari mana logam yang paling penting kurang elektropositif. Mg ditampung dan reduksi MgO atau dolomit yang dikalsinasi (MgO.CaO) dan yang terakhir dipanaskan dengan ferosilikon. Magnesium berwarna keabu-abuan dan mempunyai permukaan pelindung lapisan tipis oksida. Magnesium mudah larut dalam asam encer. Magnesium digunakan dalam aliasi kontruksi sinar dan untuk pembuatan reaksi Grignard, dengan interaksinya terhadap alkil atau aril halide dalam larutan-larutan eter (Dahliana, Sembiring, & Simanjuntak, 2013).

Kalsium atau Ca yaitu berwarna putih keperakan dan merupakan logam yang lunak diproduksi dengan elektrolisis garam kalsium klorida dan kalsium karbonat leleh. Kalsium merupakan salah satu unsur alkali tanah yang reaktif keberadannya melimpah, mudah ditempa dan dibentuk serta satu golongan dengan barium dan stronsium. Salah satu senyawa dari kalisum yaitu kalsium hidroksida, adalah senyawa kimia dengan rumus kimia Ca(OH)2, kalsium hidroksida dapat berupa kristal tak berwarna atau bubuk putih. Kalsium hidroksida dihasilkan melalui reaksi kalsium oksida (CaO) dengan air (Harianto & Darminto, 2013).

Stronsium adalah logam lunak dengan warna putih keperakan, permukaannya dioksidasi oleh udara pada suhu kamar dan menjadi oksidanya SrO dan nitritnya Sr2N2 pada suhu tinggi. Barium atau Ba tidak terlalu luar biasa tetapi BaSO4 digunakan sebagai media kontras untuk diagnotik sinar x perut sebab senyawa ini tidak larut dalam air. Ion Ba2+ sangat beracun dan larut dalam air yang mengandung ion ini harus ditangani dengan hati-hati. Stronsium adalah logam lunak dengan warna putih. Radium atau Ra terdapat pada bijih uranium, kandungannya hanya 10-6 kali kandungan uranium. Radium tidak digunakan lagi sebagai sumber radiasi (Saito, 2004).

Logam alkali tanah kurang reaktif, artinya kurang elektropositif daripada logam alkali, namun lebih reaktif daripada logam-logam yang lain. Berbagai data fisis logam alkali tanah yaitu diantaranya berilium (Be) ke barium (Ba) jari-jari atom meningkat secara beraturan. Pertambahan jari-jari menyebabkan penurunan energi pengionan dan keelektronegatifan. Potensial elektrode juga meningkat dari kalsium (Ca) ke barim (Ba), akan tetapi berilium (Be) menunjukkan penyimpangan karena potensial elektrodenya relatif kecil. Hal ini disebabkan energi ionisasi berilium (Be) relatif besar. Titik cair dan titik didih logam alkali tanah cenderung menurun dari atas ke bawah. Sifat-sifat fisis seperti titik cair, rapatan, dan kekerasan logam alkali tanah lebih besar jika dibandingkan dengan logam alkali seperiode. Hal ini disebabkan logam alkali tanah mempunyai dua elektron valensi sehingga ikatan logamnya lebih kuat (Sastrohamidjojo, 2008).


IV.  METODOLOGI PERCOBAAN

IV.1.Alat

            Alat yang digunakan pada percobaan alkali tanah yaitu tabung reaksi, gelas piala, pembakar spritus, pipa bengkok, corong.

IV.2.Bahan

            Bahan yang digunakan pada percobaan alkali tanah yaitu kertas saring, kertas pH universal, logam Ca, serbuk Mg, MgO, Mg(OH)2, Ba(OH)2, Ca(OH)2, MgCO3, CaCO3, BaCO3, MgCl2, air kapur.

IV.3.Prosedur Kerja

1.        Secara kualitatif logam Ca dimasukkan ke dalam 2 tabung reaksi yang berbeda.

2.        Secara kualitatif logam Mg dimasukkan ke dalam 2 tabung reaksi yang berbeda.

3.        Aquadest dengan temperatur ruangan ditambahkan ke dalam tabung reaksi 1 & 2 berisi logam Ca dan logam Mg, diamati yang terjadi.

4.        Aquadest mendidih ditambahkan ke dalam tabung reaksi 3 & 4 berisi logam Ca dan logam Mg, diamati yang terjadi.

5.        Sebanyak 0,1 g MgO, 0,1 g Mg(OH)2, 0,1 g Ca(OH)2, 0,1 g Ba(OH)2 dimasukkan ke dalam 4 tabung reaksi yang berbeda.

6.        Masing-masing ditambahkan 5 mL aquadest.

7.        Setelah ditambahkan aquadest kemudian dikocok.

8.        Selanjutnya pH larutan dites menggunakan kertas pH universal, kemudian dibandingkan hasil tes pH nya.

9.        Sebanyak 2 mL Ba2+ 0,1 M dimasukkan ke dalam 3 buah tabung reaksi yang berbeda.

10.    Sebanyak 2 mL Mg2+ 0,1 M dimasukkan ke dalam 3 buah tabung reaksi yang berbeda.

11.    Sebanyak 2 mL Ca2+ 0,1 M dimasukkan ke dalam 3 buah tabung reaksi yang berbeda.

12.    Tabung reaksi 1, 2, dan 3 yang berisi Ba2+, Mg2+, Ca2+ ditambahkan 2 mL NaOH 0,1 M.

13.    Tabung reaksi 1, 2, dan 3 yang berisi Ba2+, Mg2+, Ca2+ ditambahkan 2 mL SO42- 0,1 M.

14.    Tabung reaksi 1, 2, dan 3 yang berisi Ba2+, Mg2+, Ca2+ ditambahkan 2 mL CO32- 0,1 M.

15.    Sebanyak 0,5 g MgCO3, CaCO3, dan BaCO3 dimasukkan ke dalam 3 tabung reaksi yang berbeda.

16.    Sebanyak 2 mL air kapur dimasukkan masing-masing ke dalam tabung reaksi yang berbeda.


17.    Mulut tabung reaksi ditutup rapat dengan silikon plastik wraping, kemudian dipasangkan pipa bengkok untuk menghubungkan kedua tabung reaksi berisi padatan dan air kapur. Kedua tabung reaksi diletakkan pada statip.

18.    Tabung berisi padatan dipanaskan oleh pembakar spirtus , dan dijalankan stopwatch untuk mengukur kecepatan waktu pembentukan gelembung dan diamati pula tingkat kekeruhan air kapur.

19.    Air kapur diamati yang terjadi.

20.    Langkah yang sama diulangi menggunakan padatan CaCO3 dan BaCO3. Setiap mengganti padatan, air kapur yang digunakan pun diganti.

IV.4.Skema Kerja→

(Terlampir)

 

V.     HASIL DAN PEMBAHASAN

V.1.Data Pengamatan

V.1.1.Tabel Hasil Pengamatan Percobaan 1

Persamaan Reaksi

Pengamatan

Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2

Putih jernih

Ca + 2H2 Ca(OH)2 + H2

Putih jernih

 

V.1.2.Tabel Hasil Pengamatan Percobaan 2

Persamaan Reaksi

pH

MgO + H2 Mg(OH)2

5

Mg(OH)2 + H2 Mg2+ + 2OH- + H2

3

Ca(OH)2 + H2 Ca2+ + 2OH- + H2

12

Ba(OH)2 + H2 Ba2+ + 2OH- + H2

14

 

V.1.3.Tabel Hasil Pengamatan Percobaan 3

Senyawa

OH-

SO42-

CO32-

Mg2+

Putih jernih

Putih jernih

Putih jernih

Ca2+

Putih keruh dan terdapat endapan

Putih keruh

Putih keruh dan terdapat sedikit endapan

Ba2+

Putih keruh dan terdapat endapan

Putih keruh dan terdapat endapan

Putih keruh dan terdapat endapan

 

V.1.4.Tabel Hasil Pengamatan Percobaan 4

Persamaan Reaksi

Timbulnya Gas

Kekeruhan Air Kapur

MgCO3  Mg2+ + CO32-

29,42 detik

Agak keruh

CaCO3  Ca2+ + CO32-

 -

BaCO3  Ba2+ + CO32-

 -


V.2.Pembahasan

Golongan alkali tanah terdiri atas berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra). Anggota pertama, berilium (Be) bersifat mendekati semi-logam dan anggota terakhir radium (Ra) bersifat radioaktif sehingga sifat-sifat kimianya tidak banyak diketahui secara mendalam (Sugiarto, 2003).  Logam alkali tanah berwarna putih keperakan dan mempunyai densitas relatif rendah yang semakin besar dengan naiknya nomor atom kecuali kalsium (Cu). Ikatan metalik logam-logam alkali tanah lebih kuat daripada ikatan metalik logam alkali sebagaimana ditunjukkan oleh data entalpi, atomisasi, data titik leleh dan kekerasan yang lebih besar pula. (Keenan, Donald C, & H, 1986). Kecenderungan golongan alkali tanah dengan meningkatnya nomor atom yaitu, titik leleh dan titik didih menurun, unsur lebih reaktif, ukuran atom membesar, densitas meningkat proportional dengan meningkatnya massa atom, kekerasan menurun (Megharbel, Maghraby, & Refat, 2013). Manfaat alkali tanah yaitu diantaranya untuk mengatasi kekurangan kaca fosfat. Kaca fosfat yang dibuat akan dipadukan dengan oksida logam transisi yaitu seng oksida (ZnO) dan logam alkali tanah yaitu magnesium oksida (MgO) (Permana, Budi, & Marpaung, 2016).

            Percobaan pertama yaitu memasukkan secara kualitatif logam Ca ke dalam 2 tabung reaksi yang berbeda. Kemudian secara kualitatif logam Mg dimasukkan ke dalam 2 tabung reaksi yang berbeda. Setelah itu, aquadest dengan temperatur ruangan ditambahkan ke dalam tabung 1 & 2 berisi logam Ca dan logam Mg. Selanjutnya, aquadest mendidih ditambahkan ke dalam tabung reaksi 3 & 4 berisi logam Ca dan logam Mg.

 



Gambar V.2.1

Larutan Mg + H2O

Larutan Ca + H2O

 

 

Reaksi yang terjadi pada percobaan pertama yaitu:

Mg + 2H2 Mg(OH)2 + H2

Ca + 2H2 Ca(OH)2 + H2

Hasil dari percobaan pertama ini yaitu ketika Mg ditambahkan dengan H2O akan menghasilkan Mg(OH)2 dengan warna larutah putih jernih, dan juga ketika ditambah H2O mendidih warnanya tetap sama yaitu putih jernih. Kemudian ketika Ca ditambahkan dengan H2O akan menghasilkan Ca(OH)2 dengan warna larutah putih jernih juga, dan ketika ditambah H2O mendidih warnanya tetap sama yaitu putih jernih. Tujuan percobaan pertama untuk mengetahui kereaktifan Ca dan Mg.

            Percobaan kedua yaitu memasukkan 0,1 g MgO, 0,1 g Mg(OH)2, 0,1 g Ca(OH)2, 0,1 g Ba(OH)2 ke dalam 4 tabung reaksi yang berbeda. Kemudian masing-masing ditambahkan 5 mL aquadest. Fungsi penambahan aquadest yaitu untuk menguraikan senyawa agar menjadi ion-ion. Setelah ditambahkan aquadest kemudian dikocok. Selanjutnya pH larutan dites menggunakan kertas pH universal, kemudian dibandingkan hasil tes pH nya.



Gambar V.2.2

Hasil Tes pH MgO dan Mg(OH)2



Gambar V.2.3

Hasil Tes pH Ca(OH)2 dan Ba(OH)2

 

Reaksi yang terjadi pada percobaan kedua yaiu:

MgO + H2 Mg(OH)2

Mg(OH)2 + H2 Mg2+ + 2OH- + H2

Ca(OH)2 + H2 Ca2+ + 2OH- + H2

Ba(OH)2 + H2 Ba2+ + 2OH- + H2

Hasil dari percobaan kedua ini yaitu ketika MgO ditambahkan dengan H2O akan menghasilkan Mg(OH)2 dan larutannya mempunyai pH 5 yang artinya bersifat asam. Ketika Mg(OH)2 ditambahkan dengan H2O akan menghasilkan ion Mg2+ + OH- dan larutannya mempunyai pH 3 yang artinya bersifat asam. Kemudian ketika Ca(OH)2 ditambahkan dengan H2O akan menghasilkan ion Ca2+ + OH- dan larutannya mempunyai pH 12 yang artinya bersifat basa. Setelah itu, ketika Ba(OH)2 ditambahkan dengan H2O akan menghasilkan ion Ba2+ + OH- dan larutannya mempunyai pH 14 yang artinya bersifat basa. Tujuan percobaan kedua untuk mengetahui urutan sifat kebasaan.

            Percobaan ketiga yaitu memasukkan 2 mL Ba2+ 0,1 M ke dalam 3 buah tabung reaksi yang berbeda. Kemudian 2 mL Mg2+ 0,1 M dimasukkan ke dalam 3 buah tabung reaksi yang berbeda. Setelah itu, 2 mL Ca2+ 0,1 M dimasukkan ke dalam 3 buah tabung reaksi yang berbeda. Selanjutnya tabung reaksi 1, 2, dan 3 yang berisi Ba2+, Mg2+, Ca2+ ditambahkan 2 mL NaOH 0,1 M. Kemudian tabung reaksi 1, 2, dan 3 yang berisi Ba2+, Mg2+, Ca2+ ditambahkan 2 mL SO42- 0,1 M. Setelah itu, yang terakhir tabung reaksi 1, 2, dan 3 yang berisi Ba2+, Mg2+, Ca2+ ditambahkan 2 mL CO32- 0,1 M.

 



Gambar V.2.4

Larutan Mg2+ + NaOH, SO42-, dan CO32-

Larutan Ca2+ + NaOH, SO42-, dan CO32-

Larutan Ba2+ + NaOH, SO42-, dan CO32-

 

 

Reaksi yang terjadi pada percobaan ketiga yaitu:

Mg2+ + 2NaOH  Mg(OH)2 + 2Na+

Mg2+ + SO42-  MgSO4

Mg2+ + CO32-  MgCO3

Ca2+ + 2NaOH  Ca(OH)2 + 2Na+

Ca2+ + SO42-  CaSO4

Ca2+ + CO32-  CaCO3

Ba2+ + 2NaOH  Ba(OH)2 + 2Na+

Ba2+ + SO42-  BaSO4

Ba2+ + CO32-  BaCO3

Hasil dari percobaan ketiga ini yaitu ketika Mg2+ ditambahkan dengan NaOH akan menghasilkan Mg(OH)2 + Na+ yang berwarna putih jernih, ketika Mg2+ ditambahkan dengan SO42- akan menghasilkan MgSO4 yang berwarna putih jernih, dan ketika Mg2+ ditambahkan dengan CO32- akan menghasilkan MgCO3 yang berwarna putih jernih juga. Kemudian ketika Ca2+ ditambahkan dengan NaOH akan menghasilkan Ca(OH)2 + Na+ yang berwarna putih keruh dan terdapat endapan, ketika Ca2+ ditambahkan dengan SO42- akan menghasilkan CaSO4 yang berwarna putih keruh, dan ketika Ca2+ ditambahkan dengan CO32- akan menghasilkan CaCO3 yang berwarna putih keruh dan terdapat sedikit endapan. Selanjutnya yang terakhir ketika Ba2+ ditambahkan dengan NaOH akan menghasilkan Ba(OH)2 + Na+ yang berwarna putih keruh dan terdapat endapan, ketika Ba2+ ditambahkan dengan SO42- akan menghasilkan BaSO4 yang berwarna putih keruh dan terdapat endapan, dan ketika Ba2+ ditambahkan dengan CO32- akan menghasilkan BaCO3 yang berwarna putih keruh dan terdapat endapan. Tujuan percobaan ketiga untuk mengetahui kelarutan.

            Percobaan keempat yaitu memasukkan 0,5 g MgCO3, CaCO3, dan BaCO3 ke dalam 3 tabung reaksi yang berbeda. Kemudian  2 mL air kapur dimasukkan masing-masing ke dalam tabung reaksi yang berbeda. Setelah itu, mulut tabung reaksi ditutup rapat dengan silikon plastik wraping, kemudian dipasangkan pipa bengkok untuk menghubungkan kedua tabung reaksi berisi padatan dan air kapur. Kedua tabung reaksi diletakkan pada statip. Selanjutnya tabung berisi padatan dipanaskan oleh pembakar spirtus, fungsi pemanasan yaitu untuk mempercepat reaksi, dan dijalankan stopwatch untuk mengukur kecepatan waktu pembentukan gelembung dan Langkah yang sama diulangi menggunakan padatan CaCO3 dan BaCO3. Setiap mengganti padatan, air kapur yang digunakan pun diganti.



Gambar V.2.5

Larutan MgCO3, CaCO3, BaCO3 dipanaskan

 



Gambar V.2.6

Larutan Air Kapur

 

Reaksi yang terjadi pada percobaan keempat yaitu:

MgCO3  Mg2+ + CO32-

CaCO3  Ca2+ + CO32-

BaCO3  Ba2+ + CO32-

Hasil dari percobaan keempat ini yaitu ketika MgCO3 dibakar akan menghasilkan ion Mg2+ dan ion CO32-, dan ketika dibakar juga akan timbulnya gas pada dinding tabung serta  air kapur menjadi agak keruh. Kemudian ketika CaCO3 dibakar akan menghasilkan ion Ca2+ dan ion CO32-, dan ketika dibakar akan timbulnya gas pada dinding tabung serta  air kapur menjadi lebih keruh. Setelah itu, yang terakhir ketika BaCO3 dibakar akan menghasilkan ion Ba2+ dan ion CO32-, dan ketika dibakar akan timbulnya gas pada dinding tabung serta  air kapur menjadi semakin keruh. Tujuan dari percobaan keempat untuk mengetahui kereaktifan (kecepatan timbulnya gas).

 

VI.  KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut:

1.    Golongan alkali tanah terdiri atas berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra). Anggota pertama, berilium (Be) bersifat mendekati semi-logam dan anggota terakhir radium (Ra) bersifat radioaktif. Logam alkali tanah berwarna putih keperakan dan mempunyai densitas relatif rendah yang semakin besar dengan naiknya nomor atom kecuali kalsium (Cu). Ikatan metalik logam-logam alkali tanah lebih kuat daripada ikatan metalik logam alkali sebagaimana ditunjukkan oleh data entalpi, atomisasi, data titik leleh dan kekerasan yang lebih besar pula. Kecenderungan golongan alkali tanah dengan meningkatnya nomor atom yaitu, titik leleh dan titik didih menurun, unsur lebih reaktif, ukuran atom membesar, densitas meningkat proportional dengan meningkatnya massa atom, kekerasan menurun.

 


DAFTAR PUSTAKA

 

Cotton, R. A., & Walkinson, G. (2009). Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI Press.

Dahliana, D., Sembiring, S., & Simanjuntak, W. (2013). Pengaruh Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Fisis Komposit Mg-O-SiO2 Berbasis Silika Sekam Padi. Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika.

Harianto, F., & Darminto. (2013). Sintesis Kalsium Ferit Berbahan Dasar Pasir Besi dan Batu Kapur dengan Metode Reaksi Padatan. Jurnal Sains dan Seni.

Keenan, C. W., Donald C, K., & H, J. (1986). Ilmu Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Megharbel, S. M., Maghraby, A. E., & Refat, M. S. (2013). Infared Investigations for the Chemical Reactions of Alkaline Earth Metal Hydrixides with Urea Boiling Point in Aqueous Media. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology.

Permana, I., Budi, E., & Marpaung, M. A. (2016). Karakterisasi Sifat Fisik dan Absorpsi Optikal Sistem Kaca ZnO - MgO - P2O5 Menggunakan Teknik Melt Quenching. Jurnal Fisika dan Aplikasinya.

Saito, T. (2004). Buku Teks Online Kimia Anorganik. Tokyo: Iwanami Publishing Company.

Sastrohamidjojo, H. (2008). Kimia Dasar. Yogyakarta: UGM-Press.

Siswoyo, H., Fitrianingsih, E., & Poerwadi, B. (2012). Sifat Kimia Air Tanah Dangkal di Kabupaten Tulungagung. Jurnal Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Sugiarto, K. H. (2003). Kimia Anorganik Logam. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta.

 

 

LAMPIRAN

 

Skema Kerja







Komentar

Postingan populer dari blog ini

Kalibrasi Alat Pengukur Volume (Volumetri)

Mewujudkan Sikap Tolong Menolong Antarsesama di Lingkungan Keluarga, Sekolah, dan Masyarakat