Atom-atom golongan alkali tanah memiliki konfigurasi elektron $np^6(n + 1)s^2 $ kecuali Be. Kerapatan unsur-unsur golongan ini lebih besar dari unsur alkali dalam satu periode. Unsur-unsur ini mempunyai dua elektron valensi yang terlibat dalam ikatan logam. Oleh karena itu dibandingkan dengan unsur golongan IA, unsurunsur ini lebih keras, energi kohesinya lebih besar, dan titik lelehnya lebih tinggi.
Titik leleh unsur-unsur alkali tanah tidak berubah secara teratur karena mempunyai struktur kristal yang berbeda. Misal unsur Be dan Mg memiliki struktur kristal heksagonal terjejal, sedangkan struktur kristal unsur Sr berbentuk kubus berpusat muka dan struktur kristal unsur Ba berbentuk kubus berpusat badan.
1. Sifat fisika golongan alkali tanah
2. Sifat kimia golongan alkali tanah
1). Reaksi-reaksi kimia yang utama pada alkali tanah adalah seperti berikut.
a). Reaksi antara logam-logam alkali dan oksigen.
$ 2 M + O_2 \rightarrow 2 MO $
$ M + O_2 \rightarrow MO_2$
b). Reaksi logam alkali (M) dengan unsur-unsur halogen, S, N$_2$, H$_2$O, dan H$_2$.
$M + X_2 \rightarrow MX_2 $
$M + S \rightarrow MS $
$M + H_2 \rightarrow MH_2$
$M + 2 H_2O \rightarrow M(OH)_2 + H_2 $
$3 M + N_2 \rightarrow M_3N_2$
c). Reaksi dengan asam.
$M + 2 H^+ \rightarrow M^{2+} + H_2$
d). Reaksi dengan gas amonia dengan katalis.
$ M + 2 NH_3 \rightarrow M(NH_2)_2 + H_2$
2). Kelarutan
Garam-garam oksalat, sulfat, kromat, dan karbonat dari alkali tanah umumnya sukar larut dalam air.
3. Kelimpahan unsur-unsur golongan alkali tanah di alam
Kalsium di alam terdapat dalam senyawaan seperti CaCO$_3$ dalam kalsit, batu kapur (gamping), pualam, batu karang, dan kulit kerang; CaSO$_4$.2H$_2$O dalam gips atau albar atau batu tahu; Ca$_3$(PO$_4)_2$ dalam tulang; dan CaF$_2$. Sebagian besar cadangan batu kapur Indonesia terdapat di Sumatra Barat.
b. Magnesium
Magnesium di alam terdapat sebagai garam-garam karbonat, klorida, silikat, dan sulfat. Misal magnesit (MgCO$_3$), dolomit (CaCO$_3$.MgCO$_3$), karnalit (KCl.MgCl$_2$.6 H$_2$O), kainit (KCl.MgSO$_4$.3H$_2$O), kiserit (MgSO$_4$.H$_2$O), asbes (CaSiO$_3$.3MgSiO$_3$), talek (3MgO.4SiO$_2$.H$_2$O), dan mika yaitu berbagai jenis Al-Mg-K-Silikat. Dolomit banyak ditemukan di Sumatra Utara, Sumatra Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Madura dan Papua. Oleh karena pengaruh pelapukan, Mg dibebaskan dari garam-garam silikat dan merupakan bagian dari tanah yang dapat diserap oleh tumbuh-tumbuhan. Mg adalah salah satu zat yang dibutuhkan oleh tumbuh-tumbuhan (dalam klorofil).
4. Pembuatan unsur dan senyawa golongan alkali tanah
Kalsium dapat dibuat dengan elektrolisis CaCl$_2$ cair sehingga dihasilkan Ca pada katode. Hasil sampingnya adalah klorin.
b. Senyawa Kalsium Oksida
Senyawa kalsium oksida (CaO) dibuat secara besar-besaran dengan memanaskan (pembakaran) batu kapur atau kulit kerang dalam tanur pembakar. Reaksi yang terjadi seperti berikut.
$CaCO_3(s) \rightarrow CaO(s) + CO_2(g) $
CaO juga disebut kapur tohor dan dalam perdagangan disebut gamping. Gas CO$_2$ yang terbentuk harus segera dialirkan keluar, karena reaksinya dapat balik kembali. Kapur tohor sangat higroskopis.
c. Unsur Magnesium
Magnesium diperoleh dengan cara elektrolisis lelehan magnesium klorida. Sekarang ini, Mg juga dapat diperoleh dari air. Selain itu Mg diperoleh juga dari reduksi MgO dengan karbon.
5. Kegunaan senyawa alkali tanah
Kalsium adalah logam lunak, berwarna putih; mudah bereaksi dengan oksigen, tetapi kalsium oksida yang terbentuk merupakan lapisan yang melindungi logamnya terhadap oksigen lebih lanjut. Kalsium dicampur dengan litium sebagai pengeras dalam logam yang mengandung timbal; untuk industri baja Cr-Ni, kalsium dipakai sebagai campuran logam campur.
b. Senyawa Kalsium Sulfat
Senyawa kalsium sulfat (CaSO$_4$) di alam sebagai CaSO$_4$.2H$_2$O yang disebut dengan gips atau albas. Senyawa ini baik digunakan untuk membuat bermacam-macam barang tuang, sebagai pembalut gips, dalam industri cat digunakan sebagai cat "putih", untuk pembuatan kapur tulis (campuran dari gips, kaolin, asam oleat, dan NaOH). Jika dipanaskan sampai di atas 200 $^\circ$C, maka air hablurnya lenyap semua (CaSO$_4$.0H$_2$O). Jika dicampur dengan air kembali maka senyawa tersebut tidak dapat mengikat air lagi. Keadaan demikian dinamakan gips mati.
Semen gips dibuat dari gips yang dicampur dengan asam fosfat, Na-fosfat, pasir dan dipanaskan sampai +1200 $^\circ$C. Hasil ini dicampur lebih lanjut dengan K$_2$SO$_4$ dan ZnSO$_4$, kemudian digiling halus. Semen gips dicampur dengan air dapat menjadi keras dalam waktu 2 jam.
c. Unsur Magnesium
Magnesium adalah logam ringan berwarna putih, tetapi dalam udara menjadi putih abu-abu karena terbentuknya lapisan magnesium oksida yang melindungi logamnya terhadap oksidasi lebih lanjut. Dalam bentuk pita atau serbuk magnesium mudah terbakar menjadi magnesium oksida dengan menimbulkan cahaya putih yang menyilaukan. Magnesium dalam asam encer membentuk gas hidrogen. Magnesium dipakai sebagai pengisi lampu Blitzchth (dicampur dengan logam aluminium). Magnesium banyak digunakan untuk pembuatan logam campur, dengan sifatsifat tetap ringan, tetapi dengan kekuatan yang berlipat ganda. Oleh karena itu, magnesium dipakai untuk industry membuat rangka pesawat terbang.
d. Senyawa Magnesium Oksida
Magnesium Oksida (MgO) berupa zat padat, berwarna putih, tidak mudah mencair (titik cairnya 2.800 $^\circ$C), keras dan tahan api. Oleh karena sifat-sifat ini MgO dipakai sebagai pelapis tanur. Jika MgO dipijarkan, dicampur dengan larutan MgCl$_2$ yang pekat, membentuk bubur yang di udara menjadi keras dan mengilap. Campuran tersebut dinamakan semen magnesium atau semen sorel. Campuran semen magnesium dengan serbuk kayu, serbuk gabus, gilingan batu, dan sebagainya disebut granit kayu atau ksilolit. Bahan ini antara lain dipakai untuk membuat lantai yang tidak bersela atau tidak bersambung dan sebagai bahan gading buatan.
e. Senyawa Magnesium Sulfat
Magnesium sulfat (MgSO$_4$) berupa padatan putih. Contoh garam inggris dengan rumus MgSO$_4$.7H$_2$O, dipakai dalam obat-obatan sebagai pencahar (obat urus-urus).
f. Senyawa Magnesium Hidroksida
Magnesium Hidroksida (Mg(OH)$_2$) berupa padatan putih yang sedikit larut dalam air. Bersifat basa. Oleh karena itu Mg(OH)$_2$ digunakan untuk obat sakit maag.
Demikian pembahasan materi Golongan Alkali Tanah atau Golongan IIA. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan unsur golongan IIIA.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.