Laporan Kimia

LAPORAN KIMIA

KELOMPOK 3 :

•      Suci Dewi Putri                                (13)

•      Ira Nurcahyani                                (14)

•      Qurratul Aini Ridwan                     (15)

•      Ainun Jariah                                    (16)

•      Indra                                                 (17)

•      Muh. Alfi Rifadli                             (18)

SMA NEGERI 5 MAKASSAR

2011-2012

SK

• MEMAHAMI KARAKTERISTIK UNSUR-UNSUR PENTING, KEGUNAAN DAN BAHAYANYA, SERTA TERDAPATNYA DI ALAM

KD

§  MENGIDENTIFIKASI KELIMPAHAN UNSUR-UNSUR UTAMA DAN TRANSISI DI ALAM DAN PRODUK YANG MENGANDUNG UNSUR TERSEBUT

Indikator :

§  Menjelaskan kelarutan senyawa logam alkali tanah

§  Mengidentifikasi ion-ion logam alkali tanah

§  Mengidentifikasi keteraturan sifat fisik dan sifat kimia periode 3

§  Menjelaskan sifat asam basa hidroksida unsur-unsur  periode ke 3

§  Menjelaskan cara menghilangkan kesadahan air melalui percobaan

§  Merancang percobaan cara menghilangkan kesadarahan air

Kelarutan

Tabel kelarutan senyawa alkali tanah

Senyawa	L(OH)2	LSO4	LCO3	LCrO4	LCO3
Ion L 2+
Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+	1x10-3 0,17 0,77 3,7	35,43 0,20 1,1x10-2 2,3x10-4	0,1 1,3x10-3 1,1x10-3 2,3x10-3	73,0 0,40 0,12 3,8x10-4	2,03 5,6x10-4 4,6x10-3 8,6x10-3

Keterangan :

Kelarutan diukur dari bentuk basa anhidrat yang dilarutkan dalam 100mL air pada suhu 18^OC.

Berdasarkan data pada tabel, kelarutan basa alkali tanah L(OH)₂ dari magnesium ke barium semakin besar. Hal ini sesuai dengan sifat basanya yaitu dari magnesium ke barium semakin kuat. Jika kelarutan suatu zat semakin besar, berarti semakin banyak zat tersebut yang larut dan kemungkinan terionisasi juga semakin besar. Semakin banyak ion OH^- yang dihasilkan, berarti sifat basa semakin kuat. Didalam air, senyawa basa Mg(OH)₂ bersifat sukar larut, Ca(OH)₂ sedikit larut, Sr(OH)₂ dan Ba(OH)₂ mudah larut.

Sifat kelarutan garam sulfat dari logam alkali tanah berkebalikan dengan sifat kelarutan basanya. Dari magnesium ke barium, kelarutannya semakin kecil yang berarti semakin sukar larut. Di dalam air, garam sulfat MgSO₄ bersifat mudah larut, CaSO₄ sedikit larut, sedangkan SrSO₄ dan BaSO₄ sukar larut. Garam-garam lainnya dari logam alkali tanah memiliki kelarutan dalam air yang bervariasi. Garam MgCO₃ sedikit larut, sedangkan CaCO₃, SrCO₃, dan BaCO₃ sukar larut. Di dalam air, garam kromat MgCrO₄ bersifat mudah larut, CaCrO₄ dan SrCrO₄ sedikit larut, sedangkan BaCrO₄ sukar larut. Didalam air, garam oksalat MgC₂O₄ sedikit larut, sedangkan CaC₂O_4, SrC₂O₄, dan BaC₂O₄ sukar larut.

Pengendapan

            Pengendapan suatu garam yang sukar larut dalam air dapat digunakan untuk analisis kualitatif, yaitu mengindentifikasi suatu kation logam alkali tanah. Untuk garam yang memiliki harga K_sp kecil (sukar larut), jika kationnya (misal Ba²⁺) dicampur dengan anion (misal SO₄^2-) akan membentuk endapan BaSO₄. Beberapa endapan memiliki warna dan intensitas warna yang berbeda sehingga data tersebut dapat diogunakan untun analisis kualitatif.

Reaksi Pengendapan Logam Alkali Tanah

Ion Logam Alkali Tanah	Pereaksi
	Na2SO4 1 M	K2CrO4 1 M	NaOH 1 M	Na2CO3 1 M	Na2C2O4 11 M
Mg2+	Tidak ada endapan	Tidak ada endapan	Endapan putih, tebal	Endapan putih	Tidak ada endapan
Ca2+	Endapan putih, tipis	Tidak ada endapan	Endapan putih, tipis	Endapan putih	Endapan putih, tipis
Sr2+	Endapan putih	Endapan kuning pucat, tipis	Tidak ada endapan	Endapan putih, tebal	Endapan putih
Ba2+	Endapan putih, tebal	Endapan kuning	Tidak ada endapan	Endapan putih, tebal	Endapan putih, tebal

Berikut merupakan contoh analiusis kualitatif untuk ion logam alljkali tanah.

a.       Suatu larutan yang mengandung ion logam alkali tanah dimasukkan kedalam tiga buah tabung reaksi yang berbeda, kemudiaan ditambahkan pereaksi sebagai berikut.

Na₂SO₄ 1M                             K₂CrO₄ 1M                             NaOH 1M

 

1                                              2                                              3

Terbentuk endapan             Terbentuk endapan        Tidak terbentuk endapan

Putih                              kuning muda                                     endapan

Kesimpulan: Larutan yang diuji mengandung Larutan Ba²⁺

b.      Suatu larutan yang mengandung ion logam alkali tanah dimasukkan ke dalam tiga buah tabung reaksi yang berbeda. Selanjutnya, kedalam masing-masing tabung tersebut ditambahkan pereaksi sebagai berikut.

Na₂SO₄ 1M                             K₂CrO₄ 1M                             NaOH 1M

 

1                                                2                                            3

Terbentuk endapan                  Tidak terbentuk                       Terbentuk endapan

putih                                        endapan                                   putih

Kesimpulan: larutan yang diuji mengandung ion Ca²⁺

Sifat Fisik Unsur Periode Ketiga

Perhatikan data titik leleh dan titik didih unsur periode ketiga pada tabel berikut ini:

Senyawa	Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar
Sifat
Titik leleh (0C) Titik didih (0C)	97,81 903,8	648,8 1.105	660,37 2.467	1.410 2.355	44,1 280	119,0 44,67	-100,98 -34,6	-189,2 -185,7

Berdasarkan tabel tersebut, diketahui bahwa unsur Na, Mg, Al, Si, P, dan S berwujud padat pada suhu ruangan karena unsur-unsur tersebut memiliki harga titik leleh dan titik didih di atas suhu ruangan (25^oC). Unsur Cl dan Ar berwujud gas karena memiliki harga titik leleh dan titik didih di bawah suhu ruangan.

Sifat Kimia Unsur Periode Ketiga

Unsur-unsur periode ketiga memiliki keteraturan sifat secara berurutan dari kiri ke kanan sebagai berikut:

a)      Sifat pereduksi berkurang dan sifat pengoksidasi bertambah.

b)      Sifat logam semakin lemah dan sifat nonlogam semakin kuat.

c)      Sifat basa semakin lemah dan sifat asam semakin kuat.

a.      Sifat Pereduksi dan Sifat Pengoksidasi

Harga energi ionisasi unsur periode ketiga, dari kiri ke kanan semakin besar sehingga semakin sukar melepaskan elektron. Artinya, sifat pereduksinya semakin berkuran, sedangkan sifat pengoksidasinya semakin bertambah. Daya pereduksi dan pengoksidasi unsur-unsur periode ketiga ini dapat anda lihat dari harga potensial reduksinya pada tabel berikut

Senyawa	Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar
Sifat
potensial reduksi (volt)	-2,711	-2,375	-1,706	-0,13	-0,276	-0,508	+1,358	-

                Dari kiri kekanan, unsur perode keriga memiliki harga potensial reduksi standar yang semakin positif sehingga sisa pereduksinya semakin berkurang dan sifat-sifat pengoksidasinya semakin bertambah.

            Natrium merupakan pereduksi kuat yang sangat reaktif terhadap air. Sifat pereduksi magnesium lebih lemah dibandingkan natrium. Oleh karena itu, logam Mg hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam aluminium merupakan pereduksi lemah sehingga tidak dapat bereaksi dengan air, namun dapat bereaksi dengan uap air panas.

            2Na_(s) + 2H₂O_(l)  ® 2NaOH_(aq) + H_2(g)

                Mg_(s) + H₂O_(l) ® (tidak bereaksi)

            Mg_(s) + 2H₂O_(l) panas ® Mg(OH)₂ + H_2(g)

                Al_(s) + H₂O_(l) ® (tidak bereaksi)

            2Al_(s) + 3H₂O_(g) panas ® Al₂O_3(s) + 3H_2(g)

            Silikon memiliki sifat pereduksi yang lebih lemah dibandingkan aluminium sehingga silikon hanya bereaksi dengan oksidator kuat, seperti oksigen dan klorin.

            Si_(s) + O_2(g) ® SiO_2(s)

            Si_(s) + 2Cl_2(g) ® SiCl_4(l)

            Fosfor merupakan pereduksi yang sangat lemah dan hanya dapat bereaksi dengan oksigen dan klorin.

            P_4(s) + 10Cl_2(g) ®  4PCl₅

            P_4(s) + 5O_2(g) ® P₄O_10(s)

            Fosfor juga merupakan pengoksidasi lemah yang dapat bereaksi dengan logam, seperti magnesium.

            P_4(s) + 6Mg_(s) ® 2Mg₃P_2(s)

            Belerang merupakan pereduksi yang lebih lemah dibandingkan fosfor dan dapat mereduksi gas oksigen.

            S_(s) + O_2(g) ® SO_2(g)

Sifat pengoksidasi belerang lebih kuat dibandingkan fosfor. Oleh karena itu, belerang dapat bereaksi dengan banyak logam.

            Fe_(s) + S_(s) ® FeS_(s)

                Klorin merupakan pengoksidasi kuat yang dapat bereaksi dengan banyak unsur, logam maupun nonlogam.

            2Na_(s) + Cl_2(g) ® 2NaCl_(s)

            H_2(g) + Cl_2(g) ® 2HCl_(l)

Sifat Asam Basa Hidroksida unsur-unsur periode ke-3

            Sifat asam berkaitan dengan sifat nonlogam, sedangkan sifat basa berkaitan dengan sifat logam. Sifat asam atau sifat basa dari suatu unsur bergantung pada konfigurasi elektron dan harga energi ionisasi unsur-unsur tersebut.

1.      Sifat Basa

Dari kiri ke kanan, unsur-unsur periode ketiga memiliki harga energi ionisasi yang semakin besar sehingga semakin sukar melepaskan elektron. Akibatnya, alektron dari unsur tersebut akan kurang tertarik ke arah atom oksigen sehingga kecenderungan untuk membentuk ion OH^- menjadi berkurang.

M - OH ® M⁺ + OH^-        (M = Unsur periode ketiga)

Jadi, dari kiri ke kanan sifat basa unsur periode ketiga semakin lemah.

 

     Jumlah hidroksida suatu basa unsur periode ketiga sesuai dengan jumlah elektron valensinya, yaitu NaOH. Mg(OH)_2, Al(OH)₃, Si(OH)₄, P(OH)₅, S(OH)₆, dan Cl(OH)₇. Empat senyawa hidroksida yang terakhir, bersifat tidak stabil sehingga mudah terurai.

              Si(OH)₄ ® SiO(OH)₂ + H₂O

              P(OH)₅ ® PO(OH)₃ + H₂O

              S(OH)₆ ® SO₂(OH)₂ + 2H₂O

              Cl(OH)₇ ® ClO₃(OH) + 3H₂O

     NaOH merupakan basa terkuat, Mg(OH)₂ bersifat lebih lemah, sedangkan Al(OH)₃ dapat bereaksi dengan asam (bersifat sebagai basa) maupun dengan basa (bersifat sebagai asam).

              Al(OH)_3(s) + 3H⁺_(aq) ® Al₃⁺_(aq) + 3H₂0_(l)

              Bersifat basa   asam

              Al(OH)_3(s) + OH^-_(aq) ® Al(OH)₄^-_(aq)

              Bersifat asam  basa

Senyawa Al(OH)₄^- terurai membentuk senyawa AlO₂^-, menurut reaksi berikut.

              Al(OH)₄^-_(aq) ® AlO₂^-_(aq) + 2H₂O_(l)

2.      Sifat asam

Energi ionisasi unsur periode ketiga dari kiri kekanan semakin besar sehingga semakin mudah menarik elektron. Semakin besar energi ionisasi suatu unsur, semakin mudah unsur tersebut menarik elektron dari atom oksigen. Akibatnya, ikatan antara atom oksigen dan atom hidrogen akan putus dan menghasilkan ion H⁺. Jadi, dari kiri kekanan sifat asam unsur periode ketiga semakin kuat.

M - OH ® MO^- + H⁺     (M = Unsur periode ketiga)

Senyawa asam unsur periode ketiga, yaitu asam silikat(H₂SiO₃), asam fosfat(H₃PO₄), asam sulfat(H₂SO₄) dan asam perklorat(HClO₄). Senyawa H₂SiO₃ merupakan asam yang sangat lemah sehingga mudah terurai menjadi senyawa SiO₂ dan H₂O. Adapun senyawa H₃PO₄ merupakan asam lemah yang dapat mengalami reaksi ionisasi sebagai berikut.

H₃PO_4(aq) ® H₂PO^4-_(aq) + H⁺_(aq)          K_a1 = 7,1´10^-3

H₂PO^4-_(aq) ® HPO₄^2-_(aq) + H⁺_(aq)         K_a2 = 6,3´10^-8

HPO₄^2-_(aq) ® PO₄^3-_(aq) + H⁺_(aq)            K_a3 = 4,3´10^-13

Senyawa H2SO4 merupakan asam kuat yang terionisasi menurut reaksi berikut.

H₂SO_4(aq) ® 2H⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

Senyawa asam perklorat, HclO4, merupakan asam kuat yang terionisasi menurut reaksi berikut.

HClO_4(aq) ® H⁺_(aq) + ClO^4-_(aq)

Pada senyawa HClO₄, bilangan oksidasi Cl adalah +7. Selain HClO₄, unsur Cl juga dapat membentuk asam oksi yang lain, yaitu:

a.       Asam klorat(HClO₃), bilangan oksidasi Cl = +5

b.      Asam klorit(HClO₂), bilangan oksidasi Cl = +3, dan

c.       Asam hipoklorit(HClO), bilangan oksidasi Cl = +1

Kesadahan

Air sadah (hard water) adalah air yang mengandung kation Ca²⁺ atau Mg²⁺. Kesadahan air, biasanya dinyatakan sebagai massa CaCO₃ (mg) dalam 1 L air. Jika kadar Ca2+tinggi biasanya secara fisik air tersebut tampak keruh. Batasan kesadahan air adalah 500 bpj (500 mg CaCO₃ dalam 1 L air). Air sadah bukan merupakan air yang tercemar oleh bahan berbahaya.

Jenis Kesadahan Air

1)      Kesadahan Sementara

Air bersifat kesadahan sementara jika mengandung ion bikarbonat (HCO₃^-) atau  mengandung senyawa Ca(HCO₃)₂ atau Mg(HCO₃)₂. Air sadah ini disebut juga air sadah bikarbonat. Kesadahan sementara dapat dihilangkan dengan pemanasan sehingga air tersebut terbebas dari ion Ca²⁺  atau Mg²⁺. Garam bikarbonat ini jika dipanaskan akan terurai membentuk senyawa karbonat.

Ca(HCO₃^-)₂(aq) -----_dipanaskan-----> CaCO₃(s) + H₂O(aq) + CO₂(g)

Endapan CaCO₃ ini dapat dipisahkan sehingga air bebas dari ion Ca²⁺ terlarut. Dengan demikian, air terbebas dari kesadahan atau dengan kata lain tetap berupa air lunak.

2)      Kesadahan tetap

Air bersifat kesadahan tetap jika mengandung anion bukan bikarbonat(dari kation Ca²⁺ atau Mg²⁺⁾sehingga disebut juga air sadah nonbikarbonat,anion yang diikat dapat berupa Cl^-,NO^-₃ atau SO^2-₄ .berarti,senyawa yang terlarut dapat berupa CaCl_2,MgCl_2,Ca(NO₃)_2,Mg(NO₃)_2,CaSO_4,atau MgSO_4.air yang mengandung senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah tetap karena proses penghilangan kesadahannya tidak dapat dilakukan hanya dengan pemanasan,tetapi harus melalui reaksi kimia.pereaksi yang di gunakan adalah larutan karbonat,yaitu Na₂CO₃(aq) atau K₂CO₃(aq).Penambahan larutan karbonat bertujuan agar ion Ca²⁺ bereaksi dengan ion CO₃^2- sehingga membentuk endapan CaCO_3.

CaCl_{2 (aq)} + Na₂CO_3(aq) à CaCO_3(s) + 2 NaCl_(aq)

Mg(NO₃)_2(aq) + K₂CO_3(aq) à MgCO_3(s) + 2KNO_3(aq)

Dengan terbentuknya endapan CaCO₃ atau MgCO_3,berarti air tersebut terbebas dari ion Ca²⁺ atau Mg²⁺ .dengan kata lain ,air tersebut terbebas dari kesadahan .