Soal Kimia Unsur

 

Kimia Unsur

 

1. Tuliskan sifat-sifat unsur berikut beserta 3 contoh sumber mineralnya yang penting :

a.    Unsur golongan Alkali, bersifat basa, berikut adalah sifat – sifat fisik dari unsur alkali: ringan dan lunak (mudah diiris), energi ionisasi kecil, semakin ke bawah semakin kecil, dapat larut dalam cairan amoniak, larutannya berwarna biru dan merupakan penghantar listrik yang lebih baik dari larutan garam, memberikan spektrum warna yang khas: lithium (merah karmin), natrium (kuning), kalium (ungu), dan rubidium (merah), jika disinari cahaya dapat memancarkan elektron (sifat ini digunakan pada efek fotolistrik). Berikut sifat kimia dari unsur alkali : mempunyai elektron valensi = 1 dengan konfigurasi elektron ns1, mudah membentuk ion – ion positif, bersifat reduktor kuat, sangat reaktif, dapat bereaksi dengan air, reduktor kuat. Sumber mineralnya

b.    Unsur golongan Alkali Tanah, mempunyai sifat-sifat antara lain : bersifat reaktif meskipun berada pada suhu dan tekanan standar, relatif lunak, tetapi masih lebih keras dari logam alkali, bisa menghantarkan kalor dengan baik, kecuali berilium, bisa bereaksi dengan air membentuk alkali oksida kuat, kecuali berilium, densitas, titik leleh, dan titik didihnya relatif rendah, radium bisa bersifat radioaktif, jari-jari atom logam alkali tanah lebih kecil daripada alkali (IA).

c.     Unsur golongan Halogen, berikut adalah sifat – sifat umum dari halogen : semua unsur halogen mempunyai elektronegativitas yang besar, ketika bersenyawa memiliki bilangan oksidasi -1, +1, +3, +5, dan +7 itu kecuali Fluor yang hanya memiliki biloks -1, titik leleh dan titik didihnya bertambah seiring meningkatnya nomor atom, dalam keadaan bebas partikelnya berupa molekul diatomik, molekul halogen berwarna karena menyerap sinar tampak, bersifat oksidator yang kuat dengan urutan kekuatan F2 >Cl2 >Br2 >I2, mudah membentuk ion – ion negatif (unsur yang elektronegatif), semakin tinggi nomor atomnya semakin kurang reaktif, pada suhu kamar F2 dan Cl2 berwujud gas, Br2 berwujud cair dan I2 berwujud padat.

d.    Unsur golongan Gas Mulia, sifat-sifat gas mulia antara lain : stabil dan sangat sulit bereaksi, ditemukan dalam bentuk unsur bebas, memiliki titik didih rendah dan berbentuk gas dalam suhu ruang, memiliki jumlah elektron valensi penuh (2 pada helium, 8 pada unsur lain), unsur gas mulia dengan nomor atom besar lebih mudah melepas elektron dan lebih reaktif. Kelimpahan unsur di udara unsur gas mulia yang  paling banyak terdapat di udara adalah argon, dari gas alam, sedangkan unsur gas mulia yang paling sedikit adalah radon yang bersifat radioaktif yang mempunyai  waktu paruh yang pendek (4 hari) dan meluruh menjadi unsur lain.

e.    Unsur golongan Transisi Periode keempat, unsur ini memiliki sifat-sifat yang khas dari unsur golongan utama : sifat logam, semua unsur transisi tergolong logam dengan titik cair dan titik didih yang relatif tinggi, bersifat paramagnetik (sedikit tertarik ke dalam medan magnet), membentuk senyawa-senyawa yang berwarna, mempunyai beberapa tingkat oksidasi, membentuk berbagai macam ion kompleks, berdaya katalitik, banyak unsur transisi atau senyawanya yang berfungsi sebagai katalis, baik dalam proses industri maupun dalam metabolisme. Mineral dari unsur transisi periode keempat adalah kromit, torvetit pada skandium (Sc) dan mineral rutil yang berada di biji besi sebagai ilmenit dan ferrotitanate.

f.      Unsur Periode ketiga, sifat-sifatnya : dalam satu periode dari kiri ke kanan, unsur logamnya berkurang kereaktifannya, unsur non-logamnya bertambah kereaktifannya, sifat reduktor berkurang, sifat oksidator bertambah, sifat asam bertambah, sifat basa berkurang, jari – jari atom berkurang, afinitas elektron, potensial ionisasi dan keelektronegatifan cenderung bertambah. Terdapat di alam dalam keadaan bebas (Ar dan S). Terdapat di alam dalam keadaan gas (Ar dan Cl2). Unsur yang dalam keadaan bebas partikelnya berupa molekul (P4, S8 dan Cl2). Terdapat dalam kerak bumi yang terbanyak adalah pasir silika (SiO2). Berikut contoh kelimpahan unsur periode 3 : natrium dengan massa 2,7%, dan kandungan mineral: sendawa chili (NaNO3), kriolit (Na3AlF6), bijih silikat (Na2SiO3). Magnesium, dengan massa 1,9%, dan kandungan mineral: dolomit (MgCO3.CaCO3), magnesit (MgCO3), asbestor (CaMg3(SiO3)4), garam inggris (MgSO4.7H2O) dan Silikon, dengan massa 25,8%, dan kandungan mineral: Silika (pasir, kuarsa), silikat (liat, mika) Phosphor, dengan massa 0,1%, dan kandungan mineral: Fosforit Ca3(PO4)2, Apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2

2. Sebutkan cara pembuatan unsur-unsur yang terletak pada periode ketiga!

jawab    :

v  Natrium. Pembuatan natrium dapat dilakukan dengan proses Downs, yaitu elektrolisis lelehan NaCl. Air asin yang mengandung NaCl diuapkan sampai kering kemudian padatan yang terbentuk dihancurkan untuk kemudian dilelehkan. Sedangkan untuk mengurangi biaya pemanasan, NaCl (titik lebur 801 °C) dicampur dengan 1½ bagian CaCl2 untuk menurunkan suhu lebur hingga 580 °C.

v  Magnesium, dapat diperoleh melalui proses Downs, dengan diendapkan sebagai magnesium hidroksida dengan menambahkan Ca(OH)2 ke dalam air laut. Tambahkan asam klorida untuk mendapatkan kloridanya, yang kemudian diperoleh kristal magnesium klorida (MgCl.6H2O). Elektrolisis leburan kristal magnesium dengan terlebih dahulu menambahkan magnesium klorida yang mengalami hidrolisis sebagian ke campuran leburan natrium dan kalsium klorida. Hal ini dilakukan untuk menghindari terbentuknya MgO saat kristal MgCl.6H2O dipanaskan. Magnesium akan terbentuk pada katode. Reaksi : Mg2+ + Ca(OH)2 (s) → Mg(OH)2 (s) + Ca2+

·         Mg(OH)2 (s) + 2 H+ + Cl– → MgCl.6H2O

·         Katode : Mg2+ + 2e– → Mg

·         Anode : 2 Cl– → Cl2 (g) + 2e-

v  Alumunium diperoleh dari elektrolisis bauksit yang dilarutkan dalam kriolit cair. Proses ini dikenal dengan proses Hall Heroult. Pada proses ini bauksit ditempatkan dalam tangki baja yang dilapisi karbon dan berfungsi sebagai katode. Adapun anode berupa batang-batang karbon yang dicelupkan dalam campuran.

v  Silikon dapat dibuat dari reduksi SiO2 murni dengan serbuk aluminium pada suhu tinggi, dengan reaksi seperti berikut: 4Al(s) + 3SiO2(s) → 2Al2O3(l) + 3Si(s)

v  Fosfor atau Phospor dibuat dalam tanur listrik dengan memanaskan fosforit, pasir, dan kokas dengan reaksi seperti berikut: Ca3(PO4)2(l) + 3SiO2(s) → 3CaSiO3(l) + P2O5 (s) 2P2O5(s) + 10C(s) → P4(s) + 10CO(g)

·         Dalam proses ini dihasilkan phosphor kuning. Adapun phosphor merah dihasilkan dengan jalan memanaskan phosphor kuning pada suhu 250 °C tanpa udara.

v  Klorin dapat dibuat menggunakan beberapa cara, yaitu: Proses Deacon (oksidasi) HCl dicampur dengan udara, kemudian dialirkan melalui CuCl2 yang bertindak sebagai katalis. Reaksi terjadi pada suhu ± 430 °C dan tekanan 20 atm. Elektrolisis larutan NaCl menggunakan diafragma. Elektrolisis lelehan NaCl

v  Argon dapat diperoleh dari atmosfer/udara bebas secara destilasi fraksional pada udara cair atau dengan mengemisikan positron atau elektron ke atom K. K + 1e → Ar(40) isotop Ar dengan proton 40

3. Sebutkan warna nyala :

a.       Unsur-unsur golongan Alkali

b.       Unsur-unsur golongan Alkali Tanah

4. Tuliskan nama cara pembuatan :

a.       Asam Sulfat = Kontak dan Bilik Timbal

b.       Amonia = Haber Bosch

c.       Natrium Karbonat = Down

d.       Asam Nitrat = Ostwald

 

5. Tuliskan kegunaan unsur-unsur berikut :

a.       Golongan Alkali (Na,K, Li)

Natrium : uap Na digunakan pada lampu jalanan untuk memberikan warna kuning, natrium dalam tubuh berfungsi untuk menjaga keseimbangan elektrolit dalam tubuh, menjaga   tekanan darah, NaOH digunakan untuk membuat sabun, rayon, kertas, NaHCO3 digunakan sebagai pengembang kue, natrium benzoat digunakan untuk pengawet makanan, Na-glutamat digunakan untuk penyedap makanan. Kalium : kalium dalam tubuh berfungsi membantu meredakan ketegangan di dinding pembuluh darah untuk mencegah penyempitan pembuluh arteri, sebagai Pupuk NPK, K2CO3 untuk membuat kaca terutama kaca televisi, KOH untuk membuat sabun cair dan deterjen, KNO3 digunakan dalam pupuk dan bahan peledak. Lithium : ion litium digunakan untuk baterai smartphone, laptop dan lain – lain, paduan dengan Mg dan Al dimanfaatkan untuk komponen pesawat terbang , litium dengan timbal digunakan untuk membungkus kab.

b.       Golongan Alkali Tanah (Mg, Ca, Ba, Sr)

                Magnesium : magnalium, paduan dari Mg, Al, dan Cu untuk konstruksi pesawat terbang, MgSO4 (garam inggris) untuk  obat pencahar, Mg(OH)2  bubur magnesia untuk antasida (obat maag), MgO untuk pelapisan  tungku karena titik lelehnya yang tinggi. Kalsium : untuk  pembentukan  tulang, gigi, dedaunan, CaSO4  (gypsum) untuk pembuatan cetakan alat keramik, perekat, CaO (kapur tohor) untuk menyerap air karena sifatnya yang higroskopis, Ca(OH)2  (air kapur) digunakan untuk menetralkan keasaman, CaC2 untuk menghasilkan gas asetilena yang  dimanfaatkan untuk proses pengelasan. Barium : BaSO4 untuk  memeriksa saluran pencernaan, bahan cat berwarna putih, pewarna plastic, untuk  kembang api , barium karbonat (Ba(CO­3)2)  untuk  racun tikus. Stronsium : Stronsium klorida (SrCl2) sebagai bahan tambahan pasta gigi sensitive, stornsium nitrat (Sr(NO3)2) sebagai zat pemberi warna merah pada kembang api.

c.       Golongan Halogen (F, Cl, I)

                Fluorin : freon (CFC) digunakan sebagai cairan pendingin, teflon (politetrafluoroetilena) digunakan sebagai  anti lengket, asam fluoride (HF) untuk membuat tulisan, lukisan, atau sketsa di atas kaca, karena melarutkan kaca, garam fluoride untuk pasta  gigi. Klorin : garam dapur NaCl sebagai cairan infus, mengawetkan makanan,mencairkan salju, mensintesis soda api, soda kue, berbagai senyawa lainnya, DDT untuk insektisida, kaporit (Ca(OCl) 2)  digunakan desinfektan pada air minum dan kolam renang, natrium hipoklorit (NaClO) digunakan sebagai pengelantang, kloroform (CHCl3) untuk obat bius dan pelarut dan KCl digunakan untuk pupuk. Iodin : iodoform (CHCl3) digunakan sebagai zat antiseptik, NaI, NaIO3, KI dan KIO3  dicampur dengan NaCl untuk mencegah penyakit gondok , KI digunakan sebagai obat anti jamur, AgI digunakan bersama-sama dengan AgBr dalam film fotografi.

 

d.       Golongan Gas Mulia (He, Ne, Ar)

                Helium : dalam bentuk gas sebagai  pengisi  kapal  udara dan balon udara,  karena sukar bereaksi, tidak   mudah terbakar dan ringan, dalam bentuk cair digunakan sebagai zat pendingin karena memiliki titik uap yang sangat                       rendah, campuran dengan  oksigen digunakan untuk pekerja terowongan, pernapasan penyelam/ penderita asma. Neon : pengisi lampu neon, dalam bentuk cair sebagai pendingin pada reaktor nuklir dan pengisi tabung televisi. Argon : pengisi lampu pijar karena tidak bereaksi dengan kawat wolfram yang panas, untuk lampu reklame dengan cahaya berwarna merah muda, sebagai atmosfer inert pada pengelasan logam  terbuat dari stainless steel, titanium, magnesium dan aluminium.

e.       Unsur periode ketiga (Al, P, S)

                Aluminium : banyak dipakai dalam industri pesawat untuk membuat konstruksi bangunan, dipakai pada berbagai macam aloi, untuk membuat magnet yang kuat Tawas sebagai penjernih air, untuk membuat logam hybrid yang dipakai pada pesawat luar angkasa, membuat berbagai alat masak, menghasilkan permata berwarna-warni: Sapphire, Topaz, dll. Fosfor : dipakai pada proses produksi logam, kaca, dan semen, untuk membuat konstruksi pesawat, pemisah sulfur dari besi dan baja, dipakai pada lempeng yang digunakan di industri percetakan, untuk membuat lampu kilat Sebagai katalis reaksi organik. Silikon : dipakai dalam pembuatan kaca terutama dipakai dalam pembuatan semikonduktor, digunakan untuk membuat aloi bersama aluminium, magnesium, dan tembaga, untuk membuat enamel Untuk membuat IC.

f.        Unsur transisi periode keempat (Fe, Cu, Zn, Mn, Ni, Co)

                Besi : digunakan dalam pembuatan baja, berbagai perangkat elektronik, dan memori komputer. Tembaga : digunakan sebagai bahan pembuatan alat-alat elektronik. Seng : sebagai logam pelapis anti karat, paduan logam, bahan pembuatan cat putih, antioksidan dalam pembuatan ban mobil. Mangan : digunakan dalam proses pembuatan baja. Nikel dan Kobalt : merupakan paduan logam (alloy). Nikel juga dapat digunakan sebagai bahan campuran stainless steel. Sedangkan kobalt  juga bisa digunakan sebagai bahan sintesis vitamin B-12.

6. Tuliskan nama proses pembuatan unsur-unsur transisi periode keempat!

jawab    :

●        Natrium : Downs, merupakan elektrolisis lelehan NaCl

●        Magnesium : Downs, merupakan elektrolisis lelehan MgCl2

●        Aluminium : Hall Heroult

●        Besi : Tungku bassemer/ Tanur tinggi

●        Tembaga : pemanggangan  

●        Amonia : Haber Bosch  

●        Asam Nitrat : Oswald

●        Oksigen                : Scheele

●        Belerang               : Frasch

●        Asam Sulfat         : Proses Kontak

●        Flour                    : Moissan

●        Klor                      : Deacon

●        Fosfor                   : Wohler

●        Krom                    : Goldschmidt   

7. Tuliskan pengertian air sadah!

jawab    :

                Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat. Air sadah atau air keras adalah air yang memiliki kadar mineral yang tinggi, sedangkan air lunak adalah air dengan kadar mineral yang rendah. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain maupun garam-garam bikarbonat dan sulfat. Metode paling sederhana untuk menentukan kesadahan air adalah dengan sabun. Dalam air lunak, sabun akan menghasilkan busa yang banyak. Pada air sadah, sabun tidak akan menghasilkan busa atau menghasilkan sedikit sekali busa.

8. Sebutkan macam-macam air sadah dan cara menghilangkan kesadahan air!

jawab    :

                Air sadah digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation (Ca2+ atau Mg2+), yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap. Cara menghilangkan kesadahan sementara adalah dengan pemanasan atau dapat juga dengan penambahan larutan Ca(OH)₂. Cara menghilangkan kesadahan tetap adalah dengan penambahan larutan Na₂CO₃.