ALKALI DAN ALKALI TANAH

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

            Alkali dan alkali tanah merupakan unsur logam yang sangat reaktif. Logam alkali adalah logam golongan IA yang terdiri dari litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs), dan fransium (Fr). Sedangkan logam alkali tanah terdiri dari berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra). Radium kadang tidak dianggap sebagai alkali tanah karena sifat radioaktif yang dimilikinya.

Warna nyala yang dihasilkan oleh suatu unsur disebut spektrum emisi. Spektrum emisi yang dihasilkan berkaitan dengan model atom Neil Bohr. Ketika atom diberikan sejumlah energi, elekron-elektron yang berada dalam dasar akan tereksitasi menuju kulit yang lebih tinggi dengan tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron yang tereksitasi dapat kembali pada keadaan dasar atau mengimisi dengan memancarkan sejumlah energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang (λ) tertentu. Spektrum emisi terjadi ketika larutan garamnya dibakar menggunakan nyala bunsen. Spektrum emisi yang dihasilkan setiap unsur berbeda antara yang satu dengan yang lain seperti ketika dibakar litium menghasilkan warna merah, natrium menghasilkan warna kuning, kalium menghasilkan warna pink atau lilac, rubidium menghasilkan warna merah lembayu. Warna-warna yang dihasilkan oleh unsur-unsur logam alkali sangat indah sehingga logam-logam alkali banyak dimanfaatkan dalam pembuatan kembang api atau mercun[1].

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dilakukan percobaan alkali dan alkali tanah ini untuk mengetahui warna uji nyala dan sifat kelarutan dari logam alkali dan alkali tanah.

B.       Rumusan Masalah

     Rumusan masalah pada percobaan ini yaitu bagaimana warna uji nyala dan sifat kelarutan dari logam alkali dan alkali tanah?

C.      Tujuan percobaan

          Tujuan dilakukannya percobaan ini yaitu untuk mengetahui warna uji nyala dan sifat kelarutan dari logam alkali dan alkali tanah.

---

[1]Syamsidar, Dasar Reaksi Kimia Anorganik (Makassar: Alauddin University Press,2013), h. 64-65.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A.      Alkali Tanah 

           1.    Definisi

       Logam alkali adalah kelompok unsur kimia pada Golongan 1 tabel periodik, kecuali hidrogen. Kelompok ini terdiri dari litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs), dan fransium (Fr). Semua unsur pada kelompok ini sangat reaktif sehingga secara alami tak pernah ditemukan dalam bentuk tunggal. Untuk menghambat reaktivitas, unsur-unsur logam alkali harus disimpan dalam medium minyak.[1]

           2.    Sifat umum

Ciri khas yang paling mencolok dari alkali adalah kereaktifannya yang luar biasa besar. Logam-logam yang sangat umum seperti natrium, kalium, dan kalsium kurang dikenal baik karena logam-logam ini begitu aktif sehingga logam ini tak terdapat sebagai unsur bila bersentuhan dengan udara atau air. Tak satu pun unsur dari logam IA dan IIA terdapat di alam dalam keadaan unsurnya. Semua unsur alkali terdapat dalam senyawaan alam sebagai ion uni positif (positif satu) semua unsur alkali tanah terdapat sebagai ion dipositif (positif dua).[2]

Garam-garam logam alkali umumnya dicirikan oleh titik leleh yang tinggi, oleh hantaran listrik lelehannya, dan kemudahannya larut dalam air, kadang-kadang terhidrasi apabila anion-anionnya kecil, seperti dalam halida, karena energi hidrasi ion-ion tersebut tidak cukup untuk mengimbangi hidrasi yang besar dan sering kali terhidrasi dalam padatan garamnya bila garam-garam yang sama dari alkali yang lain tidak terhidrasi, LiClO₄ . 3H₂O. Untuk garam-garam asam kuat, garam Li biasanya paling larut dalam air diantara garam-garam alkali, sedangkan bagi asam lemah, garam Li biasanya kurang larut daripada garam-garam unsur lainnya.[3]

Logam alkali mempunyai energi resonansi rendah dan kecenderungannya kuat melepas elektron valensi tunggalnya, cukup reaktif sehingga jarang ditemukan secara bebas dialam. Logam alkali dapat bereaksi dengan air membentuk hidroksida logam alkali dengan melepas gas hidrogen, dapat membentuk oksida, peroksida bahkan superoksida yang ketiganya menghilangkan bentuk kilapan logamnya. Selain litium yang hanya dapat membentuk oksida, maka logam alkali yang lain dapat membentuk superoksida dan untuk K, Rb dan Cs dapat pula membentuk superoksida logam alkali artinya reaktifitas logam alkali dengan oksigen meningkat dari atas kebawah dalam golongannya.[4]

            3.      Reaksi

Semua ion alkali tak berwarna dan agak tak reaktif. Garamnya yang sederhana seperti LiCl, KNO₃, Cs₂SO₄, dan Rb₂CO₃ biasanya sangat larut dalam air. Larutan senyawa ini merupakan elektrolit kuat yang khas. Senyawa litium mirip dengan senyawa magnesium. Sebagai contoh, kelarutan karbonat dan fosfatnya adalah rendah. Di antara unsur-unsur alkali tanah, kalium, stronsium, dan barium membentuk senyawa yang sangat serupa satu dengan yang lainnya. Magnesium, dan lebih khususnya lagi berilium membentuk senyawaan yang berbeda dari senyawaan ketiga unsur lainnya itu. Karena ukuran ionnya yang kecil (jadi rapatan muatan yang besar) berilium membentuk ikatan kovaln-ionik dengan sejumlah atom lainnya.[5]

            4.      Manfaat

Logam-logam golongan I, dan sampai batas tertentu bagi Ca, Sr, Ba, Eu, dan Yb, larut dalam amonium memberikan larutan berwarna biru bila diencerkan. Larutan-larutan ini menghantarkan listrik dan pembawa arus yang utama adalah elektron tersolvasi. Sementara unsur elektron tersolvasi dalam air sangat pendek, dalam amonia cair yang sangat murni umunya cukup panjang (setiap komposisi kurang dari 1%).[6]

Salah satu logam alkali yang dapat digunakan sebagai katalis oksida logam alkali adalah senyawa CaO. Kelebihannya antara lain aktivitas yang tinggi, kondisi reaksi yang rendah, masa katalis yang lama dan biaya katalis yang rendah.[7]

B.       Alkali Tanah

1.    Definisi

            Logam alkali tanah adalah kelompok unsur kimia golongan 2 pada tabel periodik. Kelompok ini terdiri dari berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra). Radium kadang tidak dianggap sebagai alkali tanah karena sifat radioaktif yang dimilikinya.[8]

            Unsur-unsur golongan II A disebut juga alkali tanah sebab unsur-unsur tersebut bersifat basa dan banyak ditemukan dalam mineral tanah umumnya reaktif, tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali.[9]

2.    Sifat umum

            Logam-logam alkali tanah adalah Be, Mg, Ca, Sr dan Ba, logam ini juga cukup reaktif namun tidak sereaktif jika dibandingkan dengan logam alakli. Memiliki kecenderungan melepas kedua elektron terluarnya membentuk ion M2+ dengan bentuk konfigurasinya menyerupai konfigurasi gas mulia yang stabil dan karakter ini meningkat dari berilium sampai kebarium dan khasus untuk berilium dialam lebih cenderung berbentuk molekuler dibanding berbentuk ionik terutama oksidanya berbentuk oksida amfoter bukan oksida logam yang bersifat basa.[10]

3.    Reaksi  

Semua unsur dalam IIA tidak bereaksi dengan air kecuali pada suhu tinggi kecuali berilium dan magnesium berkorosi terus-menerus dalam udara sampai mereka seluruhnya telah diubah menjadi oksida, hidroksida, atau karbonat. Berilium dan magnesium mudah bereaksi dengan oksigen tetapi selaput oksida yang kuat yang terbentuk, cenderung melindungi logam yang terletak disebelah bawahnya dari serangan lebih lanjut pada suhu kamar. Bila dipanaskan keras-keras, bahkan kedua logam ini pun akan terbakar dengan baik. Pada suhu tinggi, magnesium yang terbakar dalam udara bereaksi bukan saja dengan oksigen, tetapi bahkan dengan nitrogen dan karbon dioksida.[11]

Didalam tanah unsur-unsur logam alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawa. Magnesium kalsium terdapat dalam bentuk silikat dan aluminosilikat sebagai kationoknya. Oleh karena itu kation-kation dalam silikat itu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ banyak ditemukan dilaut, terutama pada kulit kerang sebagai CaCO₃[12].

Mg dan Be tidak bereaksi dengan air dingin seperti halnya logam alkali tanah lainnya. hal ini dapat dijelaskan dari segi lebih tingginya energi ionisasi untuk kedua logam ini (Mg l₁ = 738, l₂=1451 kj/mol; Be, l₁ =900, l₂= 1757 kj/mol). Namun demikian, menentukan reakstivitas dari golongan 1 dan 2 ini berdasarkan energi ionisasinya saja adalah penyederhanaan yang sangat berlebihan. Asalkan selisi ionisasinya sangat besar, kita dapat membuat perbandingan dengan hanya mempertimbangkan faktor itu saja. Namun, jika selisi energi ionisasinya kecil, faktor lain juga harus dipertimbangkan.[13]

4.    Manfaat

                Berilium digunakan dalam aliase (paduan logam) untuk membuat pegas yang kelenturannya tahan lama sekali. Magnesium digunakan untuk aliase berbobot ringan, terutama dalam kapal terbang. Unsur alkali dan alkali tanah mempunyai energi pengionan dan keelektronegatifan rata-rata yang paling rendah dari semua keluarga unsur. Sifat ini berkaitan dengan ukuran atomnya dan jarak yang relatif besar antara elektron S luar dengan inti. Unsur IA dan IIA memberi warna-warana yang khas pada nyala api biasa. Dalam pekerjaan laboratorium analitik, uji-uji nyala sering digunakan untuk mengungkapkan ada tidaknya berbagai unsur alkali dan alkali tanah.[14]

---

[1]“Logam Alkali”,http://id.wikipedia.org/wiki/Logam_alkali (7 April 2013).

[2]Keenan,  Ilmu Kimia Untuk Universitas (Jakarta: Erlangga, 1986), h. 153.

[3] F. AlbertCotton,  “Basic Inorganic Chemistry”, terj. Sahati Suharto, Kimia Anorganik Dasar (Jakarta: UI-Press, 2013), h. 256.

[4]Syahruddin Kasim, ”Kimia Dasar”, (Makassar:UPT MKU UNHAS, 2008), h. 25.

[5] Keenan, “Ilmu Kimia Untuk Universitas”,  h. 156.

[6]F. Albert Cotton, “Basic Inorganic Chemistry”, terj. Sahati Suharto, Kimia Anorganik Dasar, h. 253.

[7] Tjahjono Herawan, dkk. “Pengaruh Konsentrasi Li Yang Di-Doping Kedalam Katalis Cao Terhadap Reaksi Transesterifikasi Minyak Sawit”, Jurnal Teknik Kimia 2, No. 3 (2013), h. 2.

[8] “Logam Alkali Tanah”,  http://id.wikipedia.org/wiki/Logam_alkali_tanah (30 Oktober 2013).

[9] Syamsidar, Dasar Reaksi Kimia Anorganik, h. 74-75.

[10] Syahruddin Kasim, Kimia Dasar, h.26

[11] Keenan, “Ilmu Kimia Untuk Universitas”, h. 155.

[12]Syamsidar, Dasar Reaksi Kimia Anorganik, h. 74-75.

[13]Ralph H. Petrucci, General Chemistry, terj. Suminar Setiati Achmadi, Kimia Dasar (Jakarta: Erlangga, 1985), h. 350.

[14] Keenan, “Ilmu Kimia Untuk Universitas”,  h. 152-153.

BAB III

METODE PERCOBAAN

A.      Waktu dan Tempat

      Hari / Tanggal                  : Kamis / 08 Mei 2014

      Waktu                              : 08.00 – 10.00 WITA

      Tempat                            : Laboratorium Kimia Anorganik Fakultas Sains dan

                                     Teknologi UIN Alauddin Makassar.

B.       Alat dan Bahan

1.    Alat

Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu cawan penguap, gelas kimia 1000 mL, tabung reaksi, pembakar bunsen, rak tabung reaksi, batang pengaduk, spatula besi dan botol semprot.

2.    Bahan

Bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu aquades (H2O), etanol (C₂H₅OH) 70% 21 mL, korek api, larutan barium klorida (BaCl₂) 0,01 N 1,5 mL, larutan kalsium klorida (CaCl₂) 0,01 N 1,5 mL, larutan magnesium klorida (MgCl₂) 0,01 N 3 mL, larutan natrium hidroksida (NaOH) 0,01 N, larutan natrium klorida (NaCl) 0,01 N, larutan natrium karbonat (NaCO₃) 0,01 N, larutan natrium sulfat (NaSO₄) 0,01 N, larutan stronsium klorida (SrCl₂) 0,01 N 3 mL, sampel A, B, C, D, E, F  dan tissue.

C.    Prosedur Kerja

Prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini, yaitu sebagai berikut:

           1.      Uji Warna Nyala

a.       Memasukkan etanol (C₂H₅OH) ke dalam cawan penguap sebanyak 3 mL.

b.      Menambahkan sampel A ke dalam cawan penguap yang berisi etanol (C₂H₅OH).

c.       Membakarnya dengan menggunakan korek api dan mengamati warna nyala yang terbentuk.

d.      Mengganti sampel A dengan sampel B, C, D, E dan F dengan perlakuan yang sama.

e.       Mengamati warna nyala yang terbentuk dari masing-masing sampel.

          2.      Uji Sifat Kelarutan

a.   Menyiapkan 12 buah tabung reaksi.

b.  Memasukkan larutan magnesium klorida(MgCl₂) 0,01 N sebanyak 3 mL ke dalam 3 buah tabung reaksi.

c.  Menambahkan larutan natrium hidroksida (NaOH) 0,01 N tetes demi tetes ke dalam tabung I.

d.   Menambahkan larutan natrium sulfat (Na₂SO₄) 0,01 N tetes demi tetes ke dalam tabung II.

e.   Menambahkan larutan natrium karbonat (Na₂CO₃) 0,01 N tetes demi tetes ke dalam tabung III.

f.  Mengganti larutan magnesium klorida (MgCl₂) dengan larutan kalsium klorida (CaCl₂) 0,01 N, larutan stronsium klorida (SrCl₂) 0,01 N dan larutan barium klorida (BaCl₂) 0,01 N.

g. Mengamati perubahan yang terjadi.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil pengamatan

1.      Tabel Pengamatan

a.       Tabel Uji Nyala

Sampel	Pereaksi	WarnaNyala	Gambar	Keterangan
A	Etanol	Ungu		Kalium
B	Etanol	Putih		Magnesium
C	Etanol	Hijau kekuningan		Barium
D	Etanol	Merah tua		Stronsium
E	Etanol	Orange-kuning		Natrium
F	Etanol	Merah-kuning		Kalsium

b. Tabel Uji Kelarutan

LarutanSampel	Pereaksi	Gambar	Kelarutan
MgCl2	NaoH		Bening
	Na2SO4		Bening
	Na2CO3		Bening
SrCl2	NaOH		Keruh sekali
	Na2SO4		keruh
	Na2CO3		bening
BaCl2	NaOH		Bening
	Na2SO4		Keruh       sekali
	Na2CO3		Keruh
CaCl2	NaOH		Bening
	Na2SO4		Bening
	Na2CO3		Bening

2.      Reaksi

a.       Pereaksi natrium hidroksida (NaOH) 

b.       Pereaksi natrium sulfat (Na₂SO₄) 

c.       Pereaksi natrium karbonat (Na₂CO₃) 

B.      Pembahasan

Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui warna nyala pada logam alkali dan alkali tanah dan kelarutan dari senyawa. Kelarutan atau solubilitas adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent). Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan.

Percobaan alkali dan alkali tanah, pertama-tama yang dilakukan ialah  memasukkan etanol (C₂H₅OH) 70% ke dalam cawan penguap, dimana etanol  berfungsi sebagai bahan untuk menyalakan api, pelarut bagi sampel dan untuk mempercepat reaksi. Sampel A- F dimasukkan ke dalam etanol yang ada dalam cawan penguap, campuran diaduk hingga homogen. Larutan  tersebut dibakar dan diamati warna nyala yang terbentuk, dimana hasil yang diperoleh pada percobaan ini yaitu, pada sampel A yang dicampurkan dengan etanol (C₂H₅OH) 70% memberikan warna ungu yang berarti kalium (K). Kemudian  pada sampel B diperoleh warna putih yang berarti magnesium (Mg). Pada sampel C diperoleh warna hijau kekuningan yang berarti barium (Ba). Sampel D diperoleh warna merah tua yang berarti stronsium (Sr), sampel E diperoleh warna orange-kuning yang berari natrium (Na) dan pada sampel F diperoleh warna merah-kuning yang artinya merupakan kalsium (Ca). Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa spektrum emisi atau warna nyala akan terjadi ketika larutan garamnya dibakar dengan bunsen. Spektrum warna yang dihasilkan setiap unsur akan berbeda antara yang satu dengan yang lainnya.[1]

Warna yang terbentuk disebabkan oleh adanya spektrum emisi, panjang gelombang cahaya tampak dan pada saat logam alkali atau pun logam alkali tanah terkena api maka elektron terluar akan tereksitasi dan melompat ke elektron orbital yang lebih tinggi sehingga membentuk cahaya. Perbedaan warna nyala ini disebabkan oleh berapa banyak energi atau berapa jauh elektron kembali ke tingkat energi yang lebih rendah.

Uji kelarutan pada percobaan, pertama-tama yang dilakukan yaitu memasukkan larutan MgCl₂ ke dalam tiga buah tabung reaksi yang masing-masing ditambahkan larutan natrium hidroksida (NaOH), natrium sulfat (Na₂SO₄₎ dan natrium karbonat (Na₂CO₃₎. Pada saat MgCl₂ ditambahkan NaOH larutan tetap bening atau tdak ada perubahan warna, sedangkan pada saat ditambahkan Na₂SO₄ larutan tetap bening dan pada saat ditambahkan Na₂CO₃ larutan tetap bening pula. Memasukkan  larutan SrCl₂ ke dalam tiga buah tabung reaksi dengan menambahkan pelarut NaOH, Na₂SO₄ dan Na₂CO₃. Katika ditambahkan NaOH larutan menjadi agak keruh, ditambahkan Na₂SO₄ larutan menjadi keruh dan penambahan Na₂CO₃ membuat larutan tetap bening.  Pada sampel CaCl₂ yang ditambahkan NaOH larutannya larut, ketika ditambahkan Na₂SO₄ larutannya  larut dan ketika ditambahkan Na₂CO₃ larutannya tetap larut. Selanjutnya, memasukkan larutan BaCl₂ ke dalam tiga buah tabung reaksi dengan menambahkan pelarut NaOH, Na₂SO₄ dan Na₂CO₃. Katika ditambahkan NaOH larutan menjadi larut, ditambahkan Na₂SO₄ larutan menjadi keruh sekali dan penambahan Na₂CO₃ membuat larutan tetap keruh.

---

[1]Syamsidar, Dasar Reaksi Kimia Anorganik, h. 46.

BAB V

PENUTUP

A.      Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh pada percobaan ini, yaitu logam A (Kalium) mempunyai warna nyala merah lembayung, logam B (magnesium) mempunyai warna nyala putih, logam C (Barium) mempunyai warna nyala merah, logam D (Stronsium) mempunyai warna nyala merah tua, logam E (natrium) mempunyai warna nyala orange-kuning dan logam F (Kalsium) mempunyai warna nyala merah-kuning. Kelarutan logam alkali tanah dalam satu golongan dari atas kebawah dalam senyawa basa adalah semakin mudah larut. Kelarutan logam alkali tanah dalam satu golongan dari atas kebawah dalam senyawa sulfat dan karbonat adalah semakin sukar larut.

B.       Saran

    Saran untuk percobaan ini yaitu sebaiknya pada percobaan selanjutnya menggunaka persen etanol (C₂H₅OH) yang lebih tinggi untuk membandingkan etanol (C₂H₅OH) yang 70%.

DAFTAR PUSTAKA

Keenan, Charles W. Ilmu Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga, 1986.

Cotton, F. Albert. Basic Inorganic Chemistry, terj. Sahati Suharto, Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI-Press, 2013.

Herawan, Tjahjono, dkk. “Pengaruh Konsentrasi Li Yang Di-Doping Kedalam Katalis Cao Terhadap Reaksi Transesterifikasi Minyak Sawit”, Jurnal Teknik Kimia 2, No. 3 (2013), h. 1-7.

Kasim, Syahruddin. Kimia Dasar. Makassar:UPT MKU UNHAS, 2008.

Petrucci, Ralph H. Kimia  Dasar:  Prinsip dan  Terapan  Modern.  Jakarta: Erlangga,                     

           1985.

Syamsidar, Dasar Reaksi Kimia Anorganik. Makassar: Alauddin University Press, 2013.