MAKALAH UNSUR KIMIA

    Materi tugas sekolah kali ini akan membahasa tentang pelajaran kimia yang sering ada di SMP/SMA,apa saja yang akan dibahas ? ya itu tentang materi unsur-unsur alam,nitrogen maupun oksigen,gas mulia atau halogen,dan lain sebagainya.berikut penjelasanya :
A.       KELIMPAHAN UNSUR – UNSUR DI ALAM
      Unsur yang berada di alam dan sisanya merupakan unsur sintesis (unsur buatan). Sebagian dari unsur tersebut terdapat sebagai unsur bebas, tetapi lebih banyak yang berupa senyawa, sedangkan unsur-unsur gas mulia terdapat sebagai unsur bebas (Petrucci dan Suminar Ahmad, 1987: 96). Sebagian besar logam diperoleh dari deposit tanah, bahan-bahan alam yang mengandung unsur atau senyawa tertentu disebut mineral. Mineral yang mengandung unsur atau senyawa tertentu dengan konsentrasi cukup tinggi dan diolah agar bernilai ekonomis disebut bijih(Brady, 1990: 653).
Unsur-unsur yang paling melimpah di kulit bumi adalah oksigen, silikon, dan aluminium.
Sumber komersial dari oksigen dan nitrogen adalah udara. Kelimpahan
unsur nitrogen dalam udara 78,09% dan oksigen 20,94%. Sedangkan unsur lainnya kurang dari 1%.
    Beberapa unsur diperoleh dari air laut. Misalnya, natrium, klorin, magnesium, dan bromin. Konsentrasi unsur terbesar dalam air laut adalah klorida sebesar 18,980 g/kg air laut, kemudian diikuti unsur natrium sebesar 10,556 g/ kg air laut (Sumber: Petrucci dan Suminar Ahmad, 1987: 98).

B.       NITROGEN DAN OKSIGEN
1.      Nitrogen
     Nitrogen ialah unsur yang paling melimpah yang dapat dengan mudah diakses oleh manusia. Di alam, nitrogen berbentuk sebagai senyawa N2 dengan kadar 78,03% volum dan 75,45% berat. Nitrogen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa, serta mencair pada suhu –195,8 °C dan membeku pada suhu –210 °C. Nitrogen diperoleh dengan cara distilasi bertingkat udara cair. Mula-mula udara disaring untuk dibersihkan dari debu. Udara bersih yang diperoleh kemudian dikompresikan yang menyebabkan suhu udara meningkat. Setelah itu dilakukan pendinginan. Pada tahap ini, air dan karbon dioksida membeku sehingga sudah dapat dipisahkan. Setelah melalui menara pendingin, udara kemudian diekspansikan sehingga suhu akan turun lagi dan sebagian udara akan mencair, sedangkan udara yang belum mencair disirkulasikan/dialirkan lagi ke dalam kompresor.
Kegunaan nitrogen antara lain sebagai berikut :
•  Sebagian besar nitrogen dipakai untuk membuat amonia (NH3).
•  Digunakan untuk membuat pupuk nitrogen, seperti urea (CO(NH2)2)        danZA(NH4)2SO4).
•  Sebagai selubung gas inert untuk menghilangkan oksigen pada pembuatan alat elektronika karena sifat inert yang dimiliki.
•  Digunakan sebagai pendingin untuk menciptakan suhu rendah, misalnya pada industri pengolahan makanan.
•   Membuat ruang inert untuk penyimpanan zat-zat eksplosif.
•   Mengisi ruang kosong dalam termometer untuk mengurangi penguapan raksa.
Beberapa senyawa nitrogen sebagai berikut :
a). Amonia
Wujud amonia adalah gas dengan bau yang khas dan sangat menyengat, tidak berwarna, dengan titik didih –33,35 °C dan titik beku –77,7 °C. Amonia dibuat dengan proses Haber-Bosch, pada suhu 370 – 540 °C dan tekanan 10 – 1.000 atm, dengan menggunakan katalis Fe3O4. Katalis berfungsi untuk memperluas kisi dan memperbesar permukaan aktif, sedangkan suhu tinggi dilakukan untuk mendapatkan laju reaksi yang diinginkan.
Reaksi: N2(g)+ 3H2(g) ⎯⎯→ 2NH3(g)
Dalam skala laboratorium, amonia dibuat dengan mereaksikan garam amonium dengan basa kuat sambil dipanaskan.
Reaksi: NH4Cl + NaOH ⎯⎯→ NaCl + H2O + NH3
Kegunaan amonia, antara lain :
•  Membuat pupuk, seperti urea (CO(NH2)2) dan ZA (NH4)2SO4).
•  Membuat senyawa nitrogen yang lain, seperti asam nitrat, amonium klorida, dan amonium nitrat.
• Sebagai pendingin dalam pabrik es karena amonia cair mudah menguap dan menyerap banyak panas.
•  Membuat hidrazin (N2H4), bahan bakar roket.
•  Digunakan pada industri kertas, karet, dan farmasi.
•  Sebagai refrigeran pada sistem kompresi dan absorpsi.
b). Asam Nitrat
Asam nitrat termasuk dalam asam kuat, di mana dapat melarutkan hampir semua logam, kecuali emas dan platina. Asam nitrat berupa zat cair jernih pada suhu biasa dan dapat bercampur sempurna dengan air dalam segala perbandingan. Asam nitrat dibuat dengan melalui tiga tahap, dikenal dengan proses Oswald, sebagai berikut. Mula-mula amonia dan udara berlebih dialirkan melalui katalis Pt – Rh pada suhu 950 °C, kemudian didinginkan sampai suhu mencapai 150 °C di mana gas dicampur dengan udara yang akan menghasilkan NO2. NO2(g) dan udara sisa dialirkan ke dasar menara, kemudian disemprotkan dengan air pada temperatur sekitar 80 °C, maka akan diperoleh larutan yang mengandung 70% HNO3.
Reaksi: 4NH3(g) + 5O2(g) ⎯--> 4NO(g) + 6H2O(g)
  2NO(g) + O2(g) ⎯--> 2NO2(g)
  4NO2(g) + O2(g) + 2H2O(l) ⎯--> 4HNO3(aq)
Asam nitrat banyak digunakan untuk pupuk (amonium nitrat), obat-obatan, dan bahan-bahan peledak, seperti TNT, nitrogliserin, dan nitro-selulosa. Asam nitrat juga digunakan pada sistem pendorong roket dengan bahan bakar cair.

2.      Oksigen
    Oksigen merupakan unsur yang paling banyak di bumi dan merupakan elemen paling penting dalam kehidupan. Semua makhluk hidup membutuhkan oksigen untuk proses respirasi (pernapasan). Oksigen terdapat di alam dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa. Dalam keadaan bebas di alam, oksigen mempunyai dua alotropi, yaitu gas oksigen (O2) dan gas ozon (O3). Kelimpahan oksigen di alam ± 20% dan dalam air ± 5%. Unsur oksigen mudah bereaksi dengan semua unsur, kecuali dengan gas mulia ringan. Gas oksigen tidak berwarna (oksigen padat/cair/lapisan tebal oksigen berwarna biru muda), tidak berbau, dan tidak berasa sehingga tidak terdeteksi oleh panca indra kita. Oksigen mengembun pada –183 °C dan membeku pada –218,4 °C. Oksigen merupakan oksidator yang dapat mengoksidasi logam maupun nonlogam.
Secara industri, dengan proses pemisahan kriogenik distilasi udara akan diperoleh oksigen dengan kemurnian 99,5%, sedangkan dengan proses adsorpsi vakum akan diperoleh oksigen dengan kemurnian 90 – 93% (Kirk – Othmer, vol. 17).
Dalam skala laboratorium, oksigen dapat diperoleh dengan cara berikut.
• Pemanasan campuran MnO2dan H2SO4, proses ini pertama kali diperkenalkan oleh C. W. Scheele(1771)
Reaksi: MnO2(s) + H2SO4(aq) ⎯--> MnSO4(aq) + H2O(l) + O2(g)
•   Pemanasan HgO, proses ini pertama kali diperkenalkan oleh Priesttley (1771)
Reaksi: 2HgO(s) ⎯--> 2Hg(l) + O2(g)
•   Pemanasan peroksida
Reaksi: 2BaO2(s) ⎯--> 2BaO(s) + O2(g)
Kegunaan oksigen, antara lain :
•  Gas oksigen digunakan untuk pernapasan semua makhluk hidup.
•  Gas oksigen diperlukan untuk proses pembakaran.
•  Pada industri kimia, oksigen digunakan sebagai oksidator untuk membuat senyawa-senyawa kimia.
•   Oksigen cair digunakan untuk bahan bakar roket.
•  Campuran gas oksigen dan hidrogen digunakan sebagai bahan bakar pesawat ruang angkasa (sel bahan bakar).
•   Bersama dengan asetilena digunakan untuk mengelas baja.
•   Dalam industri baja digunakan untuk mengurangi kadar karbon dalam besi gubal.

C.       GAS MULIA DAN HALOGEN
1.      Gas Mulia
     Gas mulia adalah unsur-unsur golongan VIIIA (18). Disebut mulia karena unsur-unsur ini sangat stabil (sangat sukar bereaksi). Ada 2 sifat dari gas mulia, yaitu sebagai berikut :
•  Sifat-sifat Fisis Gas Mulia
Sifat
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Nomor atom
2
10
18
36
54
86
Elektron Valensi
2
8
8
8
8
8
Jari-jari  atom (A)
0,50
0,65
0,95
1,10
1,30
1,45
Titik leleh (oC)
-272,2
-248,6
-189,4
-157,2
-111,8
-71
Titik didih (oC)
-268,9
-246,0
-185,9
-153,4
-108,1
-62
Energi Pengionan (kJ mol -1)
2640
2080
1520
1350
1170
1040
Afinitas elektron (kJ mol-1)
21
29
35
39
41
41
Densitas (g L-1)
0.178
0,900
1,78
3,73
5,89
9,73
      Seperti tampak pada Tabel, gas mulia mempunyai titik leleh serta titik didih yang sangat rendah. Titik didih helium mendekati nol absolut (0 K). Titik didih gas mulia hanya beberapa derajat di atas titik lelehnya. Rendahnya titik didih gas mulia dapat diterangkan sebagai berikut. Seperti telah diketahui, gas mulia terdapat molekul monoatomik. Gaya tarik-menarik antarmolekulnya hanyalah gaya London (gaya dispersi) yang lemah. Oleh karena itu, gas mulia hanya akan mencair atau menjadi padat jika energi molekul-molekulnya menjadi sangat dilemahkan, yaitu pada suhu yang sangat rendah. Dari atas ke bawah, seiring dengan bertambahnya massa atom relatif, gaya dispersi semakin besar dan titik leleh serta titik didihnya juga meningkat.
Baca Juga : Makalah Polusi
2.Halogen
     Unsur-unsur golongan VIIA disebut halogen. Nama itu berasal dari bahasa Yunani yang berarti “pembentuk garam”. Dinamai demikian karena unsur-unsur tersebut dapat bereaksi dengan logam membentuk garam.
     Unsur-unsur halogen mempunyai 7 elektron valensi pada subkulit ns2 np5. Konfigurasi elektron yang demikian membuat unsur-unsur halogen bersifat sangat reaktif. Halogen cenderung menyerap satu elektron membentuk ion bermuatan negatif satu. Ada 2 sifat dari gas mulia, yaitu sebagai berikut :
Sifat-Sifat Fisis
     Dari tabel tampak bahwa titik didih dan titik leleh naik seiring dengan bertambahnya nomor atom. Hal ini karena fakta menunjukkan bahwa molekul-molekul yang lebih besar mempunyai gaya tarik-menarik Van der Waals yang lebih besar daripada yang dimiliki molekul-molekul yang lebih kecil. Kecuali gas mulia, halogen mempunyai energi ionisasi dan elektro-negatifitas yang paling tinggi dari golongan unsur manapun. Dari unsur golongan VII A, fluorlah yang paling erat mengikat elektron-elektronnya, dan iod yang paling lemah. Kecenderungan ini bisa dikaitkan dengan ukuran atom halogen (Keenan, dkk, 1992: 228).
Sifat-Sifat Kimia
     Ada suatu penurunan yang teratur dalam keaktifan kimia dari fluor sampai iod, sebagaimana ditunjukkan oleh kecenderungan dalam kekuatan mengoksidasinya. Molekul fluor yang beratom dua (diatom) F2 merupakan zat pengoksidasi yang lebih kuat daripada unsur lain yang manapun dalam keadaan normalnya.
Baik fluor maupun klor membantu reaksi pembakaran dengan cara yang sama seperti oksigen. Hidrogen dan logam-logam aktif terbakar dalam salah satu gas tersebut dengan membebaskan panas dan cahaya. Reaktivitas fluor yang lebih besar dibanding klor terungkap oleh fakta bahwa bahan-bahan yang biasa termasuk kayu dan beberapa plastik akan menyala dalam atmosfer fluor.
Keempat unsur halogen tersebut semuanya sangat merangsang sekali terhadap hidung dan tenggorokan. Brom, suatu cairan yang merah tua, pada suhu kamar mempunyai tekanan uap yang tinggi. Brom cair merupakan salah satu reagen kimia yang paling berbahaya karena efek uap tersebut terhadap mata dan saluran hidung. Klor dan fluor harus digunakan hanya dalam kamar asam dan dalam ruangan dengan pertukaran udara (ventilasi) yang baik. Beberapa hisapan klor pada 1.000 ppm bersama napas kita akan mematikan. Semua halogen harus disimpan jauh dari kontak dengan zat-zat yang dapat dioksidasi (Keenan, 1992: 229).

D. LOGAM ALKALI DAN ALKALI TANAH
1. Logam Alkali
     Unsur logam alkali (IA) terdiri dari litium, natrium, kalium, rubidium, sesium, dan fransium. Unsur ini mempunyai energi ionisasi paling kecil karena mempunyai konfigurasi elektron ns1. Oleh karena itu, unsur logam alkali mudah melepaskan elektron dan merupakan reduktor yang paling kuat. Unsur alkali merupakan logam lunak, berwarna putih mengkilap, konduktor yang baik, dan mempunyai titik leleh yang rendah, serta ditemukan dalam bentuk garamnya (Mc. Murry dan Fay, 2000: 215).
Sifat-Sifat Fisis
Dari tabel dapat dilihat bahwa sebagai logam, golongan alkali tanah mempunyai sifat yang tidak biasa, yaitu titik lelehnya yang relatif rendah, rapatannya yang relatif rendah, dan kelunakannya. Semua unsur logam alkali ini dapat dengan mudah diubah bentuknya dengan memencetnya di antara jempol dan jari telunjuk (dengan melindungi kulit baik-baik). Unsur-unsur pada golongan ini mempunyai energi ionisasi dan keelektronegatifan rata-rata yang paling rendah. Hal ini dikarenakan ukuran atom dan jarak yang relatif besar antara elektron terluar dengan inti (Keenan dkk, 1992: 152-153).
Sifat-Sifat Kimia
Reaksi-reaksi logam alkali sebagai berikut :
a.       Reaksi Logam Alkali dengan Halogen
Reaksi antara logam alkali dengan halogen berlangsung sangat cepat, membentuk halida logam.
Reaksi: 2M(s) + X2 ⎯--> 2MX(s)
dengan:            M = logam alkali (Li, Na, K, Rb, Cs)
X = halogen (F, Cl, Br, I)
Reaktifitas logam alkali semakin meningkat jika energi ionisasinya semakin berkurang, sehingga Cs > Rb > K> Na> Li (Mc. Murry dan Fay, 2000: 218).
b.      Reaksi Logam Alkali dengan Hidrogen dan Nitrogen
Logam alkali bereaksi dengan gas hidrogen membentuk senyawa putih berbentuk kristal yang disebut hidrida, MH. Reaksi terjadi dengan lambat pada suhu kamar dan membutuhkan pemanasan untuk melelehkan logam alkali (Mc. Murry dan Fay, 2000: 218).
Reaksi: 2M(s) + H2(g) ⎯--> 2MH(s)
Tidak semua logam alkali bereaksi dengan nitrogen, hanya litium yangmembentuk litium nitrit (Li3N) (Mc. Murry dan Fay, 2000: 218).
Reaksi: 6Li(s) + N2(g) ⎯--> 2Li3N(s).
c.       Reaksi Logam Alkali dengan Oksigen
Reaksi antara logam alkali dengan oksigen berlangsung sangat cepat. Produk yang dihasilkan berbeda, tergantung pada kondisi reaksi dan berapa banyak oksigen yang ada, seperti oksida (bilangan oksidasi O = –2), peroksida (bilangan oksidasi O = –1), dan superoksida (bilangan oksidasi O = –½) (Mc. Murry dan Fay, 2000: 218).
Reaksi: 4Li(s) + O2(g) ⎯--> 2Li2O(s) ——— Oksida, O = –2
2Na(s) + O2(g) ⎯--> Na2O2(s) ——— Peroksida, O = –1
K(s) + O2(g) ⎯--> KO2(s) ——— Superoksida, O = –½
d.      Reaksi Logam Alkali dengan Air
Logam alkali bereaksi dengan air membentuk gas hidrogen dan hidroksida logam alkali, MOH.
Reaksi: 2M(s) + 2H2O(l) ⎯--> 2M+(aq) + 2OH–(aq)+ H2(g)
dengan M = Li, Na, K, Rb, Cs
Reaksi logam alkali dengan oksigen merupakan reaksi redoks, di mana logam (M) kehilangan elektron dan hidrogen dari air memperoleh elektron (Mc. Murry dan Fay, 2000: 219).
e.       Reaksi Logam Alkali dengan Amonia
Logam alkali bereaksi dengan amonia membentuk gas H2dan logamamida (MNH2). Reaksi ini sama dengan reaksi logam alkali dengan air(Mc. Murry dan Fay, 2000: 219).
Reaksi: 2M(s) + 2NH3(l) ⎯--> 2M+(s) + 2NH2–(s) + H2(g)
dengan M = Li, Na, K, Rb, Cs

2.      Alkali Tanah
    Unsur logam alkali tanah (IIA) ini terdiri dari Be, Mg, Ca, Sr, Ba, dan Ra. Golongan ini mempunyai sifat-sifat yang mirip dengan golongan IA. Perbedaannya adalah bahwa golongan IIA ini mempunyai konfigurasi elektron ns2 dan merupakan reduktor yang kuat. Meskipun lebih keras dari golongan, tetapi golongan IIA ini tetap relatif lunak, perak mengkilat, dan mempunyai titik leleh dan kerapatan lebih tinggi (Mc. Murry dan Fay, 2000: 220).
Sifat-Sifat Fisis
     Unsur-unsur logam alkali tanah agak lebih keras, kekerasannya berkisar dari barium yang kira-kira sama keras dengan timbal, sampai berilium yang cukup keras untuk menggores kebanyakan logam lainnya. Golongan ini mempunyai struktur elektron yang sederhana, unsur-unsur logam alkali tanah mempunyai 2 elektron yang relatif mudah dilepaskan. Selain energi ionisasi yang relatif rendah, keelektronegatifan rata-rata golongan ini juga rendah dikarenakan ukuran atomnya dan jarak yang relatif besar antara elektron terluar dengan inti (Keenan, dkk, 1992: 152-153).
Sifat-Sifat Kimia
     Logam alkali tanah mengalami reaksi redoks yang sama dengan logam alkali, hanya saja mereka melepaskan 2 elektron sehingga membentuk ion 2+. Logam alkali tanah cenderung kurang reaktif dibandingkan dengan logam alkali karena energi ionisasinya lebih besar daripada logam alkali tanah, sehingga tren kereaktifannya: Ba > Sr > Ca > Mg > Be (Mc. Murry dan Fay, 2000: 222).
Reaksi-reaksi logam alkali tanah sebagai berikut :
a.       Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Halogen
Logam alkali tanah bereaksi dengan halogen membentuk garam halida (MX2)
Reaksi: M + X2 ⎯⎯→ MX2,
dengan:           M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba
X = F, Cl, Br, I
b.      Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Oksigen
Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida (MO).
Reaksi: 2M + O2 ⎯⎯→ 2MO,
dengan M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba
Berilium dan magnesium tidak begitu reaktif jika direaksikan dengan oksigen pada suhu kamar, tetapi keduanya mengeluarkan cahaya putih cerah jika dibakar dengan nyala api. Sedangkan kalsium, stronsium, dan barium cukup reaktif sehingga perlu disimpan di bawah minyak agar tidak kontak dengan udara. Seperti logam berat alkali, stronsium dan barium membentuk peroksida (MO2) (Mc. Murry dan Fay, 2000: 222).
c.       Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Air
Logam alkali tanah bereaksi dengan air membentuk logam hidroksida [M(OH)2].
Reaksi: M(s)+ 2H2O(l) ⎯⎯→ M2+(aq) + 2OH–(aq) + H2(g)
dengan M = Mg, Ca, Sr, atau Ba
Kecuali berilium, semua logam alkali tanah bereaksi dengan air membentuk logam hidroksida M(OH)2. Magnesium bereaksi hanya jika suhu di atas 100 °C, sedangkan untuk kalsium dan stronsium, reaksi berjalan lambat dan pada suhu kamar. Hanya barium yang bereaksi dahsyat (Mc. Murry dan Fay, 2000: 223).

Berlangganan update artikel terbaru via email:

0 Response to "MAKALAH UNSUR KIMIA"

Post a Comment

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel