E-Modul Kimia Unsur Periode 3 dan 4

Modul Elektronik Pembelajaran Kimia

KIMIA UNSUR
Unsur Periode Tiga dan Unsur Transisi Empat
Bervisi SETS (Science, Environment, Technology, and Society)
Untuk SMA/MA Kelas XII IPA
Penulis:
Fitri Aliyyah
Dibimbing Oleh:
Dr. Burhanudin Milama, M.Pd.
Rizqy Nur Sholihat, M.Pd.
Divalidasi Oleh:
Luki Yunita, M.Pd
Buchori Muslim, M.Pd
Penerbit:
UIN Jakarta
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Jl. Ir. H Juanda No. 95 Ciputat 15412 Jakarta-Indonesia
Website: www.uinjkt.ac.id
2022

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada rabb semesta alam, Allah
Subhaanahu wa ta’ala yang telah melimpahkan kasih sayang dan rahmatNya.
Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada Rasulullah Muhammad
Shalallahu ‘alaihi wassalam, sebaik-baik teladan bagi makhluk di muka bumi.
Alhamdulillahirabbil ‘alamiin, atas izin Allah penulis mampu menyelesaikan
penyusunan modul elektronik untuk pembelajaran kimia yang kini ada di hadapan
kita.

Modul ini merupakan bahan ajar kimia yang memuat materi kimia unsur
untuk kelas XII SMA dengan cakupan materi berfokus pada unsur-unsur kimia
periode tiga dan unsur-unsur transisi periode empat. Materi dalam modul
dikaitkan dengan kehidupan sehari-hari dengan menggunakan pendekatan SETS
yang membahas hubungan aplikasi materi dengan teknologi, lingkungan, dan
permasalahan yang ada di masyarakat. Modul ini bersifat fleksibel karena dikemas
dalam bentuk elektronik yang dapat diakses melalui smartphone maupun laptop,
sehingga memudahkan pengguna untuk membaca modul di mana saja dan kapan
saja.

Penulis mengucapkan terima kasih atas dukungan, doa dan bantuan yang
telah diberikan kedua orang tua penulis, oleh Bapak Burhanudin Milama, M.Pd.
dan Ibu Rizqy Nur Sholihat, M.Pd. selaku dosen pembimbing skripsi, dan oleh
rekan-rekan yang turut mendukung pembuatan modul ini. Semoga modul ini
dapat bermanfaat bagi siswa, guru dan banyak pihak lainnya.

Jakarta, 01 Maret 2022

Penulis

i

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.................................................................................................i
DAFTAR ISI .........................................................................................................ii
PENDAHULUAN ................................................................................................... iii
PETA KONSEP ......................................................................................................v
BAB 1 ..................................................................................................................1

A. Pendahuluan............................................................................................2
B. Kelimpahan Unsur Periode Tiga di Alam.....................................................4
C. Sifat Fisika Dan Kimia Unsur Periode Tiga ..................................................7
D. Kegunaan Unsur Periode Tiga .................................................................13
E. Pembuatan Unsur ..................................................................................29
Rangkuman................................................................................................34
Uji Pemahaman ..........................................................................................35
Penilaian Diri ..............................................................................................36
BAB 2 ................................................................................................................37
A. Pendahuluan .........................................................................................38
B. Kelimpahan Unsur Golongan Transisi (Periode Empat) di Alam..................40
C. Sifat Fisika Dan Kimia Unsur Golongan Transisi (Periode Empat) ...............43
D. Kegunaan Unsur Golongan Transisi (Periode Empat) ................................50
E. Pembuatan Unsur ..................................................................................65
Rangkuman................................................................................................71
Uji Pemahaman ..........................................................................................73
Penilaian Diri ..............................................................................................74
LATIHAN AKHIR MODUL .....................................................................................75
KUNCI JAWABAN................................................................................................80
GLOSARIUM.......................................................................................................81
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................82
PROFIL PENULIS ................................................................................................85

ii

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

PENDAHULUAN

Identitas Modul

Mata pelajaran : Kimia Unsur

Kelas : Xll/Semester Gasal

Judul : Modul Elektronik Kimia Unsur; Unsur Periode Tiga dan
Unsur Transisi Periode Empat Untuk SMA/MA Kelas XII

Deskripsi

Salah satu materi kimia yang ada di kelas 12 SMA adalah kimia
unsur. Pada e-modul pembelajaran ini disajikan materi kimia unsur untuk
unsur-unsur periode tiga dan unsur-unsur transisi periode empat. Materi
ini membahas tentang keberadaan unsur-unsur kimia di alam,
kecenderungan sifat-sifat fisika dan kimia, manfaat serta proses
pembuatan unsur-unsur tersebut seperti yang dibutuhkan dalam
kompetensi dasar. Selain pemaparan materi utama, e-modul ini juga
membahas keterkaitan unsur-unsur periode tiga dan unsur transisi
periode empat dengan teknologi, lingkungan dan permasalahan yang ada
di masyarakat.

Petunjuk Penggunaan Modul

Untuk Siswa:

1. Bacalah modul secara berurutan dimulai dari bagian awal hingga
bagian akhir

2. Baca dan pahamilah tujuan pembelajaran yang terdapat pada setiap
awal bab

3. Baca dan pahamilah uraian materi yang terdapat dalam modul
4. Kerjakanlah latihan soal untuk mengukur pemahamanmu terhadap

materi

iii

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

5. Jika terdapat materi yang belum dipahami, bertanyalah pada gurumu

Untuk Guru:
1. Memahami modul terlebih dahulu sebelum digunakan dalam proses
pembelajaran
2. Membimbing siswa dalam memahami pembelajaran
3. Membimbing siswa dalam menyelesaikan latihan dalam kegiatan
pembelajaran
4. Melakukan penilaian terhadap pencapaian siswa

Kompetensi Dasar

3.8 Menganalisis kelimpahan, kecenderungan sifat fisika dan kimia,
manfaat, dan proses pembuatan unsur-unsur periode 3 dan golongan
transisi (periode 4).

4.8 Menyajikan data hasil penelusuran informasi sifat dan pembuatan
unsur unsur Periode 3 dan unsur golongan transisi (periode 4).

Indikator Pembelajaran Modul

3.8.1 Menjelaskan kelimpahan unsur-unsur periode tiga dan golongan
transisi (periode empat)

3.8.2 Mengidentifikasi sifat-sifat fisika dan kimia unsur-unsur periode
tiga dan golongan transisi (periode empat)

3.8.3 Mengidentifikasi kegunaan unsur-unsur periode tiga dan golongan
transisi (periode empat)

3.8.4 Menganalisis proses pembuatan unsur-unsur periode tiga dan
golongan transisi (periode empat)

4.8.1 Menyajikan data hasil penelusuran informasi sifat-sifat unsur
periode tiga dan golongan transisi (periode empat)

4.8.2 Menyajikan data hasil penelusuran informasi proses pembuatan
unsur-unsur periode 3 dan golongan transisi (periode 4)

iv

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

PETA KONSEP

KIMIA
UNSUR

UNSUR UNSUR
PERIODE PERIODE
EMPAT
TIGA

• Natrium • Skandium
• Magnesium • Titanium
• Vanadium
• Aluminium • Kromium
• Silikon • Mangan
• Fosfor • Besi
• Belerang • Kobalt
• Klor • Nikel
• Argon • Tembaga
• Seng

Kelimpahan Mangan Nikel
Titanium Ferum
Unsur di
Alam Tembaga
Vanadium Kobalt

Seng
Kromium

Sifat-sifat Kegunaan Pembuatan/
Fisika dan unsur Perolehan

Kimia Unsur

v

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

BAB UNSUR-UNSUR
1 PERIODE TIGA

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari bab ini, siswa diharapkan dapat:

1. Menjelaskan kelimpahan unsur-unsur periode tiga
2. Mengidentifikasi sifat-sifat fisika dan kimia unsur periode tiga
3. Mengidentifikasi kegunaan unsur-unsur periode tiga
4. Menganalisis proses pembuatan unsur-unsur periode tiga
5. Menyajikan data hasil penelusuran informasi sifat-sifat unsur periode

tiga
6. Menyajikan data hasil penelusuran informasi proses pembuatan unsur-

unsur periode tiga

Kata Kunci: Unsur-unsur periode tiga, kelimpahan, sifat, kegunaan, pembuatan

1

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

A. Pendahuluan

Andi dan keluarganya tinggal di kota Jakarta. Suatu hari, ayah Andi mengajak
mereka untuk berkunjung ke rumah kerabatnya yang berada di kota Palembang.
Mereka menempuh perjalanan menggunakan pesawat terbang. Sembari menikmati
perjalanan Andi bertanya-tanya, mengapa pesawat terbang yang sangat besar dan
berat bisa terbang melayang di udara?

Gambar 1 Pesawat boeing 777 yang menggunakan
aluminium sebagai material badan pesawat. Sumber:

Alan Wilson CC BY-SA 2.0 Via Wikimedia Commons
Diakses pada 28/11/2021

Salah satu faktor penting mengapa pesawat dapat melayang tinggi sampai
puluhan ribu kaki di langit adalah dengan pemilihan material struktur badan
pesawat yang tepat. Umumnya, dibutuhkan material yang ringan agar dapat
memudahkan pesawat untuk terbang dengan daya yang seminimal mungkin.
Salah satu material yang banyak digunakan adalah aluminium.

Aluminium menempati porsi terbesar dalam pembuatan pesawat, yakni
digunakan sebanyak 60% dari keseluruhan struktur badan pesawat. Selain
merupakan material yang ringan, penggunaan aluminium didasarkan pada
karakteristiknya yang tahan terhadap korosi, biaya yang relatif lebih murah
dibanding material lainnya, mudah diolah, serta dapat dipadu dengan logam
lainnya hingga menghasilkan material yang lebih kuat.

Sebelumnya kamu sudah pernah mendengar tentang aluminium, bukan? Apa yang
kamu ketahui tentang aluminium? Tulislah jawabanmu pada kolom berikut!

2

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Aluminium merupakan salah satu unsur kimia yang berada di periode tiga
pada tabel periodik unsur. Aluminium memiliki banyak kegunaan dalam
kehidupan sehari-hari, salah satunya telah dibahas di atas, yakni digunakan pada
struktur badan pesawat. Selain aluminium, ada tujuh unsur lain yang juga berada
pada periode tiga, yakni natrium (Na), magnesium (Mg), silikon (Si), fosfor (P),
belerang (S), klor (Cl), dan argon (Ar).

Gambar 2 Unsur-unsur periode tiga
Sumber: pixabay.com diakses pada 28/11/2021

Sama seperti aluminium, unsur-unsur Tips Mengingat Unsur
periode tiga lainnya juga memiliki kegunaannya Periode Tiga

masing-masing di dalam kehidupan kita. Namun, Nanti Mamang Ali Sikat

terkadang kita tidak menyadari keberadaan Pakaian Sama Celana Artis

unsur-unsur tersebut karena sudah tersusun dalam wujud benda lainnya.

Seperti pesawat terbang yang kita

bahas sebelumnya, mungkin sebagian

dari kamu ada yang baru mengetahui

kalau salah satu material penyusun

pesawat terbang adalah aluminium, atau

mungkin kamu sering bepergian dengan

pesawat tetapi kamu tidak menyadari hal Gambar 3 Pesawat airbus A380 yang memakai

tersebut karena aluminium sudah aluminium sebagai material badan pesawat.
Sumber: pixabay.com diakses pada 28/11/2021

berpadu dengan material penyusun lainnya dan berubah bentuk menjadi pesawat

terbang.

3

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Cari Tahu!

Setelah membaca tulisan di atas, menurutmu apakah wacana tersebut
benar? Apakah kamu juga sering tidak menyadari keberadaan unsur-unsur
periode tiga yang terdapat dalam objek-objek di sekitar kita?

Apakah kamu mengetahui bagaimana sebenarnya wujud asli dari
unsur-unsur periode tiga? Dari manakah unsur-unsur tersebut berasal?
(Carilah informasi mengenai pertanyaan tersebut, kamu dapat mencarinya
dari berbagai sumber) Tulis jawabanmu pada kolom berikut.

Unsur Wujud Sumber/Dapat diperoleh...
Natrium

Magnesium

Aluminium

Silikon

Fosfor

Sulfur

Klorin

Argon

B. Kelimpahan Unsur Periode Tiga di Alam

Keberadaan unsur kimia umumnya ditemukan dalam bentuk senyawa yang
terkandung dalam mineral, hanya sebagian unsur yang dapat ditemukan dalam
bentuk unsur bebasnya di alam. Mineral merupakan padatan senyawa anorganik
yang terbentuk secara alami serta memiliki komposisi dan struktur kimia tertentu.
Mineral yang mengandung logam disebut bijih logam. Pada unsur-unsur periode
tiga, keseluruhannya ditemukan dalam bentuk senyawa kecuali belerang dan
argon. Belerang dapat ditemukan dalam bentuk senyawa maupun unsur bebasnya,
sedangkan argon terdapat sebagai unsur bebas di alam. Untuk mengetahui

4

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Kelimpahan unsur periode tiga di alam, coba perhatikan tabel berikut:

Tabel 1 Kelimpahan unsur periode tiga

Unsur Kelimpahan Mineral
di kerak
Bumi (%)

Natrium 2.6 halit (NaCl)

Magnesium 2.5 albit (NaAlSi3O8)
magnesit (MgCO3)
Aluminium 7.5 epsomit (MgSO4.7H2O) Gambar 4 Albit.
karnalit (KCl.MgCl2.6H2O) Sumber:
Silikon 26
dolomit (MgCO3.CaCO3) Robert M. Lavinsky CC
bauksit (Al2O3.2H2O) BY-SA 3.0 via Wikimedia
kriolit (Na3AlF6) Commons diakses pada
korondum ( Al2O3)
(SiO2) 29/11/2021
ortoklase (KAlSi3O8)

albit (NaAlSi3O8)

Fosfor 0.11 kalsium fosfat (Ca3PO4)2
fluoroapatit (Ca5PO4)3F)
timbal glans (PbS)

Sulfur 0.06 pirit (FeS2)
seng blende (ZnS)

Klor 0.017 halit (NaCl), Gambar 5 Dolomit
Argon karnalit (KCl.MgCl2.6H2O) Sumber: Robert M.
Lavinsky CC BY-SA 3.0 via
silvit (KCl). Wikimedia Commons

- diakses pada
29/11/2021

Kelimpahan natrium di kerak bumi cukup besar, yakni terdapat hingga 2.6%

massa. Natrium tidak ditemukan dalam wujud unsur bebas, melainkan dalam

bentuk senyawa. Air laut merupakan sumber natrium yang melimpah. Natrium

dapat ditemukan dalam senyawa halit (NaCl) dan senyawa albit (NaAlSi3O8)).
Natrium murni diperoleh melalui elektrolisis NaCl dalam proses Down.

Magnesium dapat ditemukan dalam mineral dolomit (CaCO3.MgCO), epsomit
(MgSO4.7H2O), karnalit (KCl.MgCl2.6H2O), dan (magnesit MgCO3). Kelimpahan

5

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

magnesium terdapat hingga 2.5% massa di kerak bumi. Selain natrium, air laut

juga merupakan sumber magnesium yang melimpah. Magnesium murni dapat

diperoleh melalui proses Dow maupun proses termit.

Aluminium menempati urutan ke-3 sebagai

unsur paling melimpah di kerak bumi.

Kelimpahannya terdapat hingga 7.5% massa.

Aluminium paling banyak ditemukan dalam mineral

bauksit (Al2O3.2H2O), namun dapat pula dijumpai Gambar 6 Bauksit. Sumber:
pada kriolit (Na3AlF6) dan korondum (Al2O3).
Aluminium murni dapat diperoleh dari bijih bauksit James St. John CC BY 2.0 via flickr
diakses pada 29/11/2021

(Al2O3.2H2O) melalui proses Hall-Heroult.

Silikon merupakan unsur ke-2 yang paling

melimpah di kerak bumi. Keberadaannya mencapai

26% massa. Sumber utama silikon adalah silikon

dioksida (SiO2) dan dapat dijumpai juga pada mineral

ortoklase (KAlSi3O8). Silikon murni dapat diperoleh

Gambar 7 Ortoklase. Sumber: melalui reduksi SiO2 dengan karbon dan dilakukan
Robert M. Lavinsky CC BY-SA 3.0
via Wikimedia Commons diakses pada tungku listrik.

pada 8/12/2021

Fosfor biasanya ditemukan dalam batuan fosfat, seperti pada kalsium fosfat

(Ca3PO4)2. dan fluorapatit (Ca5PO4)3F. Kelimpahan fosfor di kerak bumi sebesar

0,11% massa. Terdapat beberapa jenis alotrop fosfor, tetapi yang paling terkenal

adalah fosfor merah dan fosfor putih.

Belerang dapat ditemukan dalam bentuk unsur

bebas, senyawa, dan dalam bentuk gas. Senyawa yang

mengandung sulfur di antaranya adalah senyawa pirit

(FeS2), seng blende (ZnS) dan timbal glans (PbS). Sulfur

juga terkandung dalam gas H2S dan SO2. Kelimpahannya

di kerak bumi sebesar 0,06 massa. Belerang dapat Gambar 8 Pirit. Sumber:
diperoleh melalui proses frasch. Robert M. Lavinsky CC BY-

Klor dapat ditemukan dalam mineral halit (NaCl), SA 3.0 via Wikimedia
Commons diakses pada

8/12/2021

silvit (KCl) dan karnalit (KCl.MgCl2.6H2O). Dalam keadaan bebasnya, yakni setelah

dilakukan pemisahan dari senyawanya, klor terdapat dalam bentuk molekul

6

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

diatomik (Cl2). Pada suhu kamar Cl2 berwujud gas, gas klorin merupakan gas yang
sangat beracun dan dapat menyebabkan iritasi pada sistem pernafasan.
Kelimpahan klor di kerak bumi sebesar 0,017%.

Argon merupakan unsur berwujud gas yang terdapat dalam udara. Argon
memenuhi atmosfer hampir 1% berat dan 0,934% volume.

C. Sifat Fisika Dan Kimia Unsur Periode Tiga

Setelah mempelajari tentang kelimpahan unsur periode tiga di alam,
sekarang kita akan mempelajari sifat-sifat fisika dan kimia yang dimiliki oleh
unsur-unsur tersebut.

1. Sifat Atomik

Tabel 2 Sifat Atomik Unsur Periode Tiga

Nama Unsur Lambang No. Massa atom relatif Konfigurasi Elektron
[Ne]3s1
atom (g/mol) [Ne]3s2

Natrium Na 11 22.9897 [Ne]3s2 3p1
[Ne]3s2 3p2
Magnesium Mg 12 24.3050
[Ne]3s2 3p3
Aluminium Al 13 26.981 [Ne]3s2 3p4
14 28.0855 [Ne]3s2 3p5
Silikon Si 15 30.9737 [Ne]3s2 3p6
16 32.065
Fosfor P 17 35.453
18 39.948
Sulfur S

Klor Cl

Argon Ar

Unsur-unsur periode tiga memiliki jumlah kulit elektron yang sama namun
berbeda jumlah elektron valensinya. Berdasarkan tabel di atas, dapat dilihat bahwa
konfigurasi semua unsur berakhir pada sub kulit 3s atau 3p. Hal tersebut
menunjukkan bahwa jumlah kulit elektron yang dimiliki unsur-unsur tersebut
adalah sama, yakni sebanyak tiga kulit. Sedangkan jumlah elektron valensinya
dimulai dari satu hingga delapan dengan berurutan dari unsur natrium hingga
argon.

2. Sifat fisik

Sifat Fisis Tabel 3 Sifat Fisik Unsur Periode Tiga S Cl Ar
99 95
Na Mg Al Si P

Jari-jari atom (pm) 190 160 143 117 110 104

7

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Keelektronegatifan 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2,85 -

Energi Ionisasi 496 738 557,6 787 1012 1000 1260 1520
(kJ/mol)

Titik leleh (°C) 97.6 650 660,37 1410 44 112 -101 189.4

Titik didih (°C) 892 1107 2467 2355 280 444 -34 185.9

Kamu tentu sudah mempelajari sifat-sifat keperiodikan unsur di kelas 10

bukan? masih ingatkah kamu pengertian dari masing-masing sifat tersebut?

Pada tabel di atas tertera bahwa jari-jari atom unsur periode tiga dari kiri ke

kanan semakin kecil, yang berarti natrium adalah unsur dengan jari-jari atom

terbesar dan argon adalah unsur dengan jari-jari atom terkecil. Sifat

keelektronegatifan unsur periode tiga cenderung naik. Klor merupakan unsur

dengan keelektronegatifan terbesar, sementara argon tidak memiliki

keelektronegatifan karena merupakan unsur gas mulia dengan struktur elektron

yang sudah stabil.

Pada dasarnya energi ionisasi dari unsur Studi Kasus
natrium ke argon semakin besar, namun

terdapat sedikit penyimpangan pada unsur Dalam satu periode, umumnya,
aluminium dan belerang yang harga energi energi ionisasi unsur
ionisasinya mengalami penurunan. bertambah dari kiri ke kanan.
Tetapi seperti yang telah
Titik leleh dan titik didih unsur-unsur kamu baca, terdapat
periode tiga cenderung meningkat dari penurunan energi ionisasi
natrium sampai silikon. Unsur silikon memiliki pada unsur aluminium dan
titik leleh dan titik didih tertinggi karena belerang. Mengapa demikian?
memiliki struktur kovalen raksasa. Unsur klor Untuk menambah wawasan
dan argon memiliki titik leleh dan titik didih kamu, cobalah cari informasi
mengenai kasus tersebut!

yang relatif rendah karena atom-atom

unsur tersebut terikat oleh gaya van der waals yang lemah.

Selain sifat-sifat fisis yang sudah disebutkan di atas, selanjutnya kamu bisa

melihat informasi mengenai wujud dan warna dari unsur-unsur periode tiga di

bawah ini.

8

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Gambar 9 Natrium. Sumber: Gambar 10 Magnesium. Gambar 11 Aluminium.
Dnn87 CC BY-SA 3.0 via Sumber: Mark Fergus CC BY Sumber: Wikimedia Commons
3.0 via Wikimedia Commons
Wikimedia Commons diakses CC BY 3.0 diakses pada
pada 9/12/2021 diakses pada 9/12/2021 9/12/2021

Wujud: padat Wujud : padat Wujud : padat
Warna: putih keperakan Warna : putih keperakan Warna : putih keperakan

Gambar 12 Silikon. Sumber: Gambar 13 Fosfor merah. Gambar 14 Sulfur. Sumber:
Robert M. Lavinsky CC BY-SA
Wikimedia Commons diakses Sumber: GOKLuLe CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons
3.0 via Wikimedia Commons
pada 10/12/2021 diakses pada 10/12/2021
diakses pada 10/12/2021
Wujud : padat Wujud : padat
Warna : abu-abu atau Wujud : padat Warna : kuning
Warna : merah, putih, atau
hitam
hitam

Gambar 15 Klorin. Gambar 16 Argon.
Sumber: CC BY-SA 3.0 via Sumber: Image Of
Elements.com CC BY 3.0
Wikimedia Commons
diakses pada 11/12/2021 diakses pada
11/12/2021
Wujud : gas
Warna : Hijau kekuningan Wujud : gas
Warna : tidak berwarna

9

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

3. Kekuatan logam
Sifat logam suatu unsur dipengaruhi oleh sifat keelektronegatifannya. Semakin

besar harga keelektronegatifan suatu unsur, sifat logam semakin berkurang. Pada
unsur periode tiga, dari kiri ke kanan harga keelektronegatifan cenderung
meningkat, dengan demikian sifat logam unsur-unsurnya semakin berkurang.
Natrium, magnesium, dan aluminium termasuk unsur logam, silikon adalah unsur
semilogam, sementara fosfor, belerang, klor, dan argon adalah unsur nonlogam.

Logam Semilogam (metaloid) Nonlogam

Na Mg Al Si P S Cl Ar

Unsur logam merupakan konduktor listrik dan panas yang baik, silikon
merupakan konduktor yang buruk namun bersifat semikonduktor, sementara
fosfor, klor dan argon bukan merupakan konduktor karena bersifat nonlogam.

Studi Kasus S E T S

SEMIKONDUKTOR

Silikon merupakan penyusun bahan semikonduktor. Pemanfaatan bahan
semikonduktor adalah untuk transistor, intagrated circuit (IC) dan dioda yang
merupakan elemen penting dalam barang elektronik seperti televisi, kamera,
smartphone, AC, dll. Semikonduktor memiliki peran yang sangat penting dalam
perangkat elektronik, sebab itu silikon berpengaruh besar terhadap
perkembangan teknologi elektronika.

Gambar 17 Sampah elektronik. Sumber: Gambar 18 Berbagai ponsel.

pxhere.com diakses pada 11/12/2021 Sumber: maxpixel.net diakses pada

11/12/2021

Saat ini, barang elektronik sudah menjadi kebutuhan pokok masyarakat.

Perkembangan teknologi yang semakin pesat memunculkan barang elektronik

yang lebih canggih dari waktu ke waktu sehingga menimbulkan kecenderungan

masyarakat untuk terus membeli produk baru. Hal tersebut menimbulkan

permasalahan lingkungan dalam masyarakat, yakni menumpuknya limbah

10

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

elektronik (e-waste). Limbah elektronik merupakan barang elektronik
bekas yang sudah tidak digunakan. Limbah elektronik bukanlah limbah
rumah tangga biasa, diperlukan penanganan khusus untuk mengolah
limbah elektronik. Limbah tersebut tidak boleh dibuang ke tempat sampah
biasa karena dapat membahayakan lingkungan. Dalam menghadapi
persoalan tersebut, cobalah jawab pertanyaan berikut!

1. Apa saja dampak negatif yang ditimbulkan dari penimbunan limbah
elektronik?

2. Bagaimana cara menangani limbah elektronik?
3. Apa yang dapat kita lakukan untuk mengurangi penumpukan limbah

elektronik?
4. Sebagian masyarakat tidak mengetahui cara penanganan limbah

elektronik, akibatnya mereka membuang limbah elektronik ke tempat
pembuangan sampah biasa. Apakah perilaku tersebut dapat
dibenarkan? Apa yang dapat kamu lakukan dalam menanggapi hal
tersebut?

Jawab:

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

4. Sifat Reduktor/Oksidator
Sehubungan dengan jari-jari atom unsur Na ke Cl yang cenderung semakin

kecil, maka unsur di sebelah kanan semakin sukar untuk melepas elektron.
Apabila suatu unsur sukar untuk melepas elektron dan lebih mudah untuk
menerima elektron, maka semakin mudah untuk melakukan reaksi oksidasi.
Sebaliknya, cenderung mudah untuk melepas elektron, maka semakin mudah
untuk melakukan reaksi reduksi.

Na semakin bersifat reduktor Cl
semakin bersifat oksidator

Natrium sangat mudah untuk melepas elektron sehingga natrium merupakan
reduktor kuat, sementara klor sangat mudah untuk menerima elektron sehingga

11

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

klor adalah oksidator kuat. Dari kiri ke kanan sifat reduktor semakin berkurang
sementara sifat oksidator semakin bertambah.
5. Sifat Asam-Basa Hidroksida

Unsur-unsur periode tiga dapat membentuk senyawa hidroksida. Sifat asam
atau basa dari senyawa hidroksida sering dikaitkan dengan energi ionisasi. Apabila
energi ionisasi yang dimiliki unsur periode tiga rendah, maka ikatan antara unsur
dengan -OH adalah ikatan ion sehingga di dalam air akan melepas ion OH-. Jika
demikian, senyawa yang terbentuk dari unsur tersebut bersifat basa. Senyawa
hidroksida periode tiga yang bersifat basa adalah NaOH dan Mg(OH)2.

NaOH → Na+ + OH- (basa kuat)
Mg(OH)2 → Mg2+ + OH- (basa lemah)

Unsur aluminium adalah unsur yang bersifat amfoter, yakni dapat bersifat asam
atau basa tergantung pada lingkungannya. Dalam lingkungan asam, aluminium
bersifat basa. Sebaliknya, jika dalam lingkungan basa, aluminium bersifat asam.
Senyawa hidroksida aluminium adalah Al(OH)3.

Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + OH- → Al(OH)4

Apabila energi ionisasi yang dimiliki Cu4nsur periode tiga tinggi, maka ikatan
antara unsur dengan OH -nya adalah ikatan kovalen sehingga di dalam air sulit
melepas ion OH- dan lebih mudah melepas ion H+ dari ikatan O-H, karena ikatan
tersebut bersifat polar. Jika demikian, maka senyawa hidroksida yang terbentuk
bersifat asam. Berikut ini contoh hidroksida unsur periode tiga yang bersifat asam:

Si(OH)4 → H2SiO3 + H2O (asam lemah)
P(OH)5 → H3PO4 + H2O (asam lemah)
S(OH)6 → H2SO4 + H2O (asam kuat)
Cl(OH)7 → HClO4 + H2O (asam kuat)

Sifat asam basa juga berkaitan dengan sifat logam suatu unsur. Unsur-logam
cenderung bersifat basa, sementara unsur nonlogam bersifat asam.

12

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

D. Kegunaan Unsur Periode Tiga

Unsur-unsur periode tiga maupun senyawanya memiliki kegunaan atau

manfaat bagi manusia dalam kehidupan sehari-hari, berikut ini informasi

mengenai hal tersebut.

1. Natrium

Natrium dimanfaatkan sebagai lampu uap

natrium yang berguna sebagai lampu jalan.

Natrium cair digunakan sebagai pendingin

reaktor nuklir. Beberapa senyawa natrium

yang juga memiliki kegunaan di antaranya:

▪ NaCl (natrium klorida) digunakan Gambar 19 Lampu uap natrium

untuk mengawetkan daging dan ikan dimanfaatkan sebagai lampu jalan.

Sumber: Robin Webster CC BY-SA

serta digunakan untuk membantu 2.0 via geograph.uk diakses pada

11/12/2021

melelehkan es di jalan

▪ Na2CO3 (natrium karbonat)
digunakan dalam manufaktur kaca

▪ NaOH (natrium hidroksida)

digunakan dalam pembuatan

sabun dan detergen

Gambar 20 NaCl digunakan untuk
membantu melelehkan salju di jalan.
Sumber: Simon P CC BY-SA 3.0 via
Wikimedia Commons diakses pada

11/12/2021

APLIKASI S E T S

Sodium-Cooled Fast Reactor (SFR)/(Reaktor Cepat Berpendingin Natrium)

Saat ini, perkembangan reaktor nuklir sudah mencapai generasi ke-III atau III+
sejak pertama kali dikembangkan pada tahun 1942. Namun, beberapa desain
reaktor nuklir generasi IV sudah mulai diteliti dan dikembangkan di beberapa
negara. Salah satu desain reaktor nuklir generasi IV yang paling banyak mendapat
dukungan riset adalah sodium-cooled fast reactor (SFR).

Sodium-cooled fast reactor (SFR) atau reaktor cepat berpendingin natrium
merupakan reaktor nuklir yang menggunakan natrium cair sebagai cairan pendingin.

Pada reaktor nuklir, cairan pendingin berfungsi untuk mengurangi sertamemindahkan

13

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

kalor dari reaktor. Cairan pendingin

akan dialirkan ke perangkat

penukar panas sehingga terjadi

penguapan. Uap yang dihasilkan

kemudian digunakan untuk

memutar turbin pembangkit listrik.

Nah, ini dia yang kita kenal sebagai

PLTN, atau pembangkit listrik

tenaga nuklir.

Pemanfaatan natrium cair

sebagai cairan pendingin

dikarenakan natrium memiliki Gambar 21 Reaktor nuklir tipe loop. Sumber:
konduktivitas termal yang tinggi, Wikimedia Commons diakses pada 17/12/2021

sehingga mudah mentransfer panas.

Pada tipe reaktor cepat yang membutuhkan neutron cepat, natrium sesuai untuk

digunakan karena tidak bersifat memperlambat (memoderasi) neutron. Selain itu

natrium tidak bersifat korosif sehingga aman untuk teras reaktor.

Perangkat SFR dinilai sangat sesuai dengan tujuan pembangunan reaktor nuklir

generasi ke IV. Tujuan yang dirumuskan yakni, energi nuklir dapat menyediakan

energi berkelanjutan, memberikan keuntungan operasional serta kompetitif dengan

sumber energi lainnya, memiliki keunggulan dalam bidang keselamatan dan

kehandalan, dan mengoptimalkan jaminan bahwa PLTN akan lebih aman dari

pencurian bahan senjata nuklir. Dibandingkan seluruh desain reaktor nuklir generasi

IV, SFR memiliki nilai paling tinggi. Reaktor nuklir direncanakan dibangun pada 2020-

2030.

2. Magnesium

Magnesium digunakan untuk

membuat material yang ringan seperti

peleg motor MotoGP dan kover laptop.

Selain itu, magnesium juga digunakan

dalam komposisi kembang api karena

ketika dikabar akan memunculkan nyala Gambar 22 Warna putih pada kembang

putih terang. Logam magnesium dapat api dihasilkan oleh nyala api
magnesium. Sumber: pixnio.com

dipadu dengan aluminium dan logam diakses pada 11/12/2021

lainnya untuk membuat suku cadang pesawat. Senyawa magnesium

hidroksida (MgOH) digunakan dalam obat sakit lambung.

14

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

APLIKASI S E T S

KEMBANG API

SCIENCE

Banyak orang menyukai kembang api karena memiliki pancaran warna yang
indah. Warna yang dihasilkan dari kembang api berasal dari berbagai unsur
kimia. Salah satunya adalah unsur magnesium, yang menghasilkan warna putih.
Di dalam kembang api terdapat aerial shell, sebuah tabung yang mengandung
bubuk mesiu dan sebuah unit yang disebut ‘stars’. Bubuk Mesiu berfungsi sebagai
pemicu ledak, sedangkan di dalam stars terdapat zat oksidator, bahan pengikat,
bahan peledak dan garam logam. Garam logam inilah yang memunculkan warna
saat kembang api meledak di atas.

SOCIETY

Di beberapa negara, kembang api menjadi bagian penting dalam perayaan
momen tertentu. Seperti pada perayaan malam tahun baru, pesta kembang api
bukan hanya diadakan oleh masyarakat Indonesia, namun warga negara lain
seperti di Dubai, Inggris, Australia, Singupara dan beberapa negara lainnya juga
merayakan malam tahun baru dengan pesta kembang api yang meriah.
Jepang memilki beberapa festival kembang api yang dilakukan pada bulan-
bulan tertentu setiap tahunnya. Salah satu festival kembang api di Jepang yang
terkenal adalah festival kembang api Tsuichiura, yang merupakan ajang
kompetisi pameran kembang api terindah.
Sumber:
-cnnindonesia.com
- liburankejepang.com

➢ Gambar 23 Festival kembang api
Tsuichiura di Jepang. Sumber:
PIRELLI CC 2.1 JP via Wikimedia
Commons diakses pada 11/12/2021

15

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

ENVIRONMENT

Kembang api yang indah sayangnya dapat merusak lingkungan. Saat kembang
api diledakkan, tersebar zat-zat yang dapat mencemari udara. Zat-zat tersebut
di antaranya adalah polutan gas seperti SO2 dan NO2, partikel halus berdiameter
2,5 mikrometer atau "PM2.5" dan partikel halus berdiameter 10 mikrometer atau
“PM10”, logam berat, dan sebagainya.

Zat-zat tersebut dapat terhirup ke dalam saluran pernafasan dan menyebabkan
gangguan kesehatan seperti penyakit kardiovaskular, gangguan pernafasan.
Studi terbaru mengatakan bahwa polusi udara dapat menyebabkan
kardiorespirasi seperti demensia, menyebabkan perubahan struktur otak anak,
serta gangguan kognitif.

TECHNOLOGY

Banyaknya dampak buruk yang ditimbulkan dari pembakaran kembang api
berakibat pada dilarangnya perayaan pesta kembang api pada malam tahun
baru. Di beberapa kota di Indonesia, pemerintah daerah sudah memberlakukan
larangan pesta kembang api pada malam tahun baru. Di negara Jerman juga
berlaku larangan tersebut, akan tetapi mereka menggunakan laser show
(pertunjukan laser) sebagai pengganti pesta kembang api. Di Korea Selatan,
kembang api digantikan dengan drone show (pertunjukan drone/pesawat tanpa
awak) yang tampilannya tidak kalah cantik dan lebih cemerlang serta ramah
lingkungan.
Sumber:
dw.com

3. Aluminium
Sebelumnya, kamu sudah

mendapat informasi tentang
aluminium yang merupakan bahan
penyusun pesawat terbang.
Aluminium digunakan dalam

pembuatan struktur pesawat Gambar 24 Kereta shinkansen di Jepang
memakai material aluminium. Sumber:
terbang karena aluminium pxhere.com diakses pada 12/12/2021

merupakan logam yang ringan dan

tahan terhadap korosi.

16

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Namun sebenarnya, logam aluminium

murni terlalu lunak dan lemah untuk

menahan tekanan. Aluminium dipadu

dengan logam lainnya seperti dengan

tembaga, seng, magnesium atau litium

untuk menghasilkan material yang lebih

kuat. Paduan aluminium juga

dimanfaatkan dalam industri mobil, Gambar 25 Pintu aluminium. Sumber:
kereta, dan bangunan. Selain itu Nissanak glass CC BY-SA 4.0 via
aluminium juga dimanfaatkan untuk
Wikimedia Commons diakses pada
12/12/2021

membuat kaleng minuman dan aluminium foil.

APLIKASI S E T S

Aluminium Foil

Salah satu sifat aluminium adalah mudah dibentuk, sifat tersebut dimanfaatkan

untuk menjadikan aluminium sebagai bahan pembungkus. Bahkan, aluminum

ass merupakan salah satu bahan pembungkus paling serbaguna di dunia. Aluminium
foil merupakan lembaran aluminium aloi yang memiliki ketebalan bermacam.
S Paduan aluminium yang digunakan sering kali adalah paduan aluminium dengan
C besi, silikon, mangan. Jika memerlukan paduan

I yang lebih kuat, maka digunakan paduan
E aluminium dengan tembaga.

N Kemasan dari aluminium foil telah digunakan
C secara luas dalam industri makanan. Aluminium

E foil tidak bersifat racun sehingga tidak

merusak makanan yang dibungkus dengannya,

melainkan dapat melindungi makanan Gambar 26 Aluminium foil. Sumber:
tersebut. Aluminium foil dapat melindungi Marco Verch CC BY 2.0 via flickr

makanan dari cahaya, cairan dan bakteri. diakses pada 12/12/2021

T Foil dibuat dengan sebuah mesin rolling mill dalam proses yang melibatkan
E penarikan selembar aluminium di antara dua roller yang berputar di bawah
tekanan. Lembaran eksktra tipis (foil) yang dihasilkan kemudian dipotong
C menjadi gulungan menggunakan pemotong khusus.
H
Banyak makanan yang tidak boleh terkena cahaya matahari karena
N dikhawatirkan akan merusak tekstur atau rasa makanan tersebut, untuk itu
O aluminium foil adalah kemasan yang ideal untuk menyelesaikan masalah tersebut.

17

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

T Aluminium foil cocok untuk kemasan kue kering, produk susu dan minuman, serta
E sebagai pembungkus obat. Makanan yang dibungkus dengan aluminium foil
C memiliki umur simpan yang lebih lama.

H

N

O

L

O

G Gambar 27 Kemasan cemilan Gambar 28 bungkus obat Gambar 29 kaleng minuman
terbuat dari aluminium foil. terbuat dari aluminium foil.
Y terbuat dari aluminium.
Sumber: DIM Percetakan CC Sumber: pxhere.com Sumber: pixabay.com

BY-SA 4.0 via Wikimedia diakses pada 12/12/2021 diakses pada 12/12/2021
Commons diakses pada

12/12/2021

E Jika tidak dikelola dengan baik, limbah aluminium foil tentunya dapat merusak
N lingkungan. Terlebih lagi konsumsi masyarakat terhadap makanan dan minuman

V kemasan terbilang cukup tinggi. Aluminium merupakan bahan yang mudah
I didaur ulang serta dapat dimanfaatkan kembali. Tiga orang mahasiswa

R Universitas Brawijaya memanfaatkan limbah aluminium foil dan kaleng bekas

O untuk membuat desain generator penghasil listrik ramah lingkungan. Selain

N sebagai penghasil listrik, generator tersebut juga dapat membantu mengurangi
M suhu permukaan bumi akibat efek rumah kaca. Desain generator tersebut
berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut.
E Sumber:
N Lingkarmadiun.pikiran-rakyat.com

T

E Limbah aluminium foil juga dapat bernilai

N ekonomis untuk masyarakat. Seperti yang

V dilakukan oleh Pak Slamet Riyadi yang

I memanfaatkan limbah, salah satunya limbah

R aluminium foil, untuk dijadikan anyaman seperti
O tas, tikar, sajadah, dll. Pak Slamet mengajak
N masyarakat lansia di lingkungan tempat
M tinggalnya untuk menganyam bersama hingga
E mendirikan UKM yang dinamakan lumintu.
Gambar 30 Anyaman tas dari limbah,

N Sumber: salah satunya limbah aluminium foil.

T Kickandy.com sumber: tangerangkota.go.id

18

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

4. Silikon

Silikon digunakan dalam manufaktur kaca

dan gelas. Silikon bersifat semikonduktor,

sehingga digunakan dalam pembuatan alat

semikonduktor, seperti transistor. Silikon

murni digunakan dalam pembuatan chips

Gambar 31 Chips komputer terbuat komputer.
dari silikon. Sumber: pixnio.com
diakses pada 13/12/2021

APLIKASI S E T S

Semikonduktor

SCIENCE

Semikonduktor dapat dibuat dari silikon murni. Pada dasarnya silikon murni sulit untuk
menghantarkan listrik, sifatnya lebih mendekati isolator daripada konduktor dan
hanya sedikit arus listrik yang dapat melaluinya. Untuk mengubah sifat kelistrikan
silikon, dibutuhkan sebuah proses yang disebut doping.

Doping merupakan proses penambahan sejumlah kecil ketidakmurnian (impurity) ke
dalam bahan semikonduktor. Beberapa bahan yang digunakan antara lain arsen,
indium dan antimon. Bahan-bahan tersebut disebut sebagai Dopant. Meskipun hanya
sejumlah kecil dopant yang ditambahkan ke dalam silikon, proses doping dapat
mengubah silikon dari sifat isolator menjadi konduktor. Oleh sebab itu, sifatnya
disebut sebagai semikonduktor.

TECHNOLOGY

Semikonduktor berpengaruh besar dalam kemajuan teknologi elektronika. Saat ini
peralatan elektronik canggih seperti televisi, kamera, smartphone, smart tv, smart
watch, bahkan lampu LED merupakan penerapan dari teknologi semikonduktor. Semua
barang elektronik tersebut memiliki banyak kegunaan dalam kehidupan kita sehari-
hari. Bahkan hampir setiap tahun barang elektronik dirilis dengan teknologi terbaru.
Alhasil saat ini jumlah ponsel di dunia telah melebihi jumlah manusia di seluruh dunia.

19

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Gambar 32 Sumber: pngall.com Gambar 33 sumber: Gambar 34 Sumber:

CC BY-NC 4.0 diakses pada Wikimedia Commons CC BY Wikimedia Commons CC BY

13/12/2021 2.5 diakses pada 13/12/2021 3.0 diakses pada 13/12/2021

Ket: Beberapa perangkat elektronik yang merupakan penerapan dari teknologi semikonduktor.

ENVIRONMENT

Kecenderungan untuk terus membeli
produk baru menciptakan
permasalah limbah elektronik secara
global. Data yang dilaporkan pleh
The Global E-Waste Statistics
Partnership tahun 2021, limbah
elektronik (e-waste) dunia di tahun
2019 telah mencapai 53,6 juta ton.
Angka tersebut meningkat sebanyak
9,2 juta ton dari data tahun 2014.

Limbah elektronik yang tidak

dikelola dengan baik akan

memberikan dampak negatif Gambar 35 Kontribusi limbah elektronik dari benua di

terhadap lingkungan. Limbah dunia dan oseania mencapai 53,6 juta ton.

elektronik dapat mencemari air, tanah, Sumber: globalewaste.org diakses pada 14/12/2021

udara. Limbah elektronik berpotensi mengandung bahan berbahaya dan beracun

(B3) seperti timbal, arsen, merkuri, litium dan kadmium yang dapat terserap tanah.

Logam berat tersebut dapat membahayakan tanaman yang tumbuh di sekitar tanah

yang kemudian berdampak pada suplai makanan manusia. Logam berat berpeluang

menimbulkan cacat lahir serta komplikasi kesehatan.

Jika masuk ke dalam aliran air, logam berat dapat mengontaminasi hewan dan
tumbuhan dan menyebabkan ekosistem air terganggu. Terlebih lagi jika aliran air
yang tercemar merupakan sumber air yang dikonsumsi oleh manusia. Hal ini dapat
menimbulkan permasalahan kesehatan bagi manusia. Selain itu, logam timbal,
barium, merkuri dan litium bersifat karsinogenik atau dapat memicu kanker.

SOCIETY

Limbah elektronik tidak dapat dibuang ke tempat pembuangan sampah biasa, limbah
jenis ini membutuhkan perlakukan khusus. Limbah elektronik harus diserahkan kepada
pihak pengelola yang mempunyai izin legal untuk mengelola limbah elektronik.
Upaya pengelolaan limbah elektronik telah dilakukan, salah satunya oleh Dinas
Lingkungan Hidup Provinsi DKI Jakarta. Program yang diadakan oleh Dinas LH DKI

20

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Jakarta di antaranya yakni, program
pengumpulan limbah elektronik, program
penjemputan limbah elektronik, serta sosialisasi.

- Sosialisasi dilakukan untuk

memperkenalkan program pengumpulan

limbah dan penjemputan limbah

elektronik kepada warga DKI Jakarta.

- Program pengumpulan limbah, yakni

dengan menghimpun sampah-sampah

elektronik milik warga di setiap wilayah Gambar 36 Limbah Elektronik. Sumber:
kecamatan dan di sekolah-sekolah untuk maxpixel.net diases pada 14/12/2021

di kirim ke gudang Dinas LH setiap pekan.

- Program penjemputan limbah, yakni petuGgaamsbaDr i1n7askoLnHtribmusei nlimyebdahiaekleakntrojnaiksa

penjemputan limbah elektronik ke rumah warga DKseItiJpabkeanurtaa. sutamnbpear: dipungut
biaya. Syaratnya, limbah elektronik yaHnTTgPSa://kRaEnCYCdLiaINnGgINkuTtERNmAeTmIOilNikAi L.bCOerMa/t

minimal 5 Kilogram. Pendaftaran penjemputan dapat dilakukan secara online

di website https://lingkunganhidup.jakarta.gGoa.imd/b.ar 18. E-waste. Sumber gambar:
Sumber:
https://stock.adobe.com/
smartcity.jakarta.go.id

5. Fosfor

Sebagian besar fosfor dijadikan senyawa

P4O10 yang digunakan dalam manufaktur

asam fosfat. Asam fosfat merupakan bahan

yang sering digunakan dalam berbagai

bidang industri. Di antara kegunaan asam

fosfat yakni, digunakan dalam manufaktur Gambar 37 Asam fosfat digunakan
dalam produksi minuman soda.

pupuk dan digunakan dalam pengolahan Sumber: pxhere.com diakses pada
15/12/2021

logam untuk menjadikan logam lebih tahan korosi, serta dalam industri

pangan digunakan untuk membuat soda kue dan sereal, keju serta dalam

minuman bersoda sebagai pemberi rasa pahit.

Selain itu, fosfor juga digunakan untuk

membuat senyawa organofosforus dan

sulfida fosforus (P4S3) yang ada di kepala

korek api.

Gambar 38 Kepala korek api dari
fosfor merah. Sumber:

pxhere.com diakses pada
15/12/2021

21

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

APLIKASI S E T S

Korek Api

Api termasuk kebutuhan pokok sehari-hari manusia. Dahulu, jika memerlukan api,

manusia menggesekkan dua buah batang kayu hingga muncul api. Kemudian, metode
tersebut berkembang dengan perubahan pada bahan yang digesek, yakni batu api
dengan batuan. Dibutuhkan banyak tenaga dan waktu yang lama sampai gesekan
benda dapat menghasilkan api.
PENEMUAN FOSFOR

Penemuan korek api bermula dari penemuan fosfor. Pada tahun 1699, seorang
ilmuwan Jerman bernama Hennig Brandt melakukan sebuah percobaan dengan
menguapkan urine dan mengeringkan residunya. Residu tersebut adalah fosfor.
Brandt menemukan fakta bahwa fosfor dapat bersinar dalam gelap.
PERCOBAAN KOREK API BOYLE

Pada tahun 1680, seorang ahli kimia bernama Robert Boyle dan asistennya, Ambrose
Godfrey, melakukan sebuah percobaan, yakni mencelupkan kayu ke sulfur dan
melapisi kertas dengan fosfor. Kemudian kayu digesekkan ke kertas, secara
menakjubkan gesekan tersebut mampu memunculkan api. Sayangnya, penemuan
Boyle terhenti di sana, sebab penemuan tersebut terbilang mahal dan fosfor masih
jarang ditemukan.

PERCOBAAN KOREK API WALKER, KOREK API PERTAMA YANG DIJUAL-BELIKAN

Setelah penemuan Boyle, percobaan pembuatan korek api terus berkembang. Fosfor
yang merupakan salah satu bahan penting dalam pembuatan korek, sempat
digantikan dengan bahan lain, seperti penemuan dari John Walker pada tahun
1827. Korek api buatannya merupakan campuran sulfida antimon, potasium klorat,
permen karet, dan pati yang ditempelkan pada sebuah tongkat. Apabila tongkat
tersebut digesekkan ke lantai maka akan muncul api. Korek
api Walker merupakan korek api ‘gesek’ pertama yang
dikomersilkan.

Korek api temuan Walker rupanya belum sempurna. Api yang
dihasilkan terkadang jatuh ke lantai dan menyambar lalu
membakar karpet dan pakaian. Selain itu timbul bau belerang
yang menyengat dari pembakaran korek tersebut.

PERCOBAAN KOREK API SAURIA

Pada tahun 1830, korek api model Walker tergantikan oleh

korek api yang dibuat oleh seorang kimiawan Perancis Gambar 39 Fosfor putih
bernama Charles Sauria. Ia mengganti antimon sulfida dan batangan. Sumber:
kembali menggunakan fosfor putih. Korek api model ini lebih
populer dan diproduksi secara massal. W. Oelen CC BY-SA 3.0
via Wikimedia Commons

Korek api dengan fosfor putih memang lebih aman digunakan, diakses pada 15/12/2021

22

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

tetapi tidak aman untuk para pekerja pabrik pembuatan korek api tersebut. Fosfor
putih merupakan bahan kimia yang sangat beracun. Akibatnya, banyak pekerja
pabrik yang mengalami kelainan tulang.

PENEMUAN FOSFOR MERAH

Pada tahun 1845, kimiawan Austria bernama Anton Van Schrötter menemukan fosfor
merah yang tidak beracun. Ia memasukkan fosfor putih ke dalam labu berisi nitrogen
dan memanaskannya selama beberapa jam. Fosfor putih kemudian berubah menjadi
fosfor merah.

KOREK API ‘AMAN’ (SAFETY MATCHES)

Pada tahun 1855, John Edvard Lundström and

adiknya, Carl Frans Lundström,

memperkenalkan korek api dengan

permukaan gesek yang terbuat dari fosfor

merah sebagai pengganti dari fosfor putih.

Berbeda dari fosfor putih, fosfor merah tidak

berbahaya. Lundström bersaudara

mematenkan korek api model mereka pada Gambar 40 Safety Matches. Sumber: Kai
Heinrich CC BY-NC 2.0 via flickr diakses
tahun 1855. Korek api fosfor merah dikenal
pada 15/12/2021
dengan ‘savety matches’ karena sifatnya yang

aman digunakan.

Penemuan fosfor merah menjadi bagian

penting dalam sejarah korek api, karena

dengan fosfor merah, tercipta korek api yang

aman untuk digunakan. Hadirnya korek api

memudahkan manusia untuk melakukan

banyak hal, memudahkan dalam memasak,

bertahan dari cuaca dingin, mengembangkan

alat-alat canggih yang membutuhkan api Gambar 41 Korek api. Sumber:
dalam pembuatannya, dan sebagainya. pxhere.com diakses pada 15/12/2021

Meskipun saat ini pemantik atau korek gas lebih populer, korek api kayu

merupakan teknologi sederhana yang memudahkan manusia memperoleh api.

6. Sulfur Gambar 42 Sulfur sebagai
Sulfur dapat dimanfaatkan sebagai fungisida fungisida. Sumber:

dalam penyemprotan tanaman anggur. Sulfur kresna.co.id diakses pada
yang dibakar dengan oksigen (SO2) dijadikan 15/12/2021
bahan baku dalam pembuatan senyawa asam
sulfat (H2SO4). Asam Sulfat (H2SO4) banyak
digunakan dalam manufaktur pupuk dan
pemurnian minyak.

23

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

APLIKASI S E T S

Asam Sulfat

SCIENCE

Asam sulfat (H2SO4) merupakan senyawa penting yang dibutuhkan dalam berbagai
bidang industri. Senyawa H2SO4 berbentuk cairan tidak berwarna. Massa molekul
relatif H2SO4 adalah 98 dan titik didihnya 337°C. Asam sulfat (H2SO4) tergolong
asam kuat, bukan merupakan senyawa volatil, namun bersifat korosif, dan tergolong
berbahaya. Untuk itu, dibutuhkan perhatian khusus dalam penanganannya.
Pembuatan asam sulfat (H2SO4) membutuhkan belerang (sulfur) sebagai komposisi
utamanya, lalu air dan oksigen.

TECHNOLOGY

Asam sulfat (H2SO4) dan bahan-bahan kimia yang
kamu temui di laboratorium sekolah memiliki label

informasi yang tertera di botol atau di wadahnya.

Informasi yang ada berupa sifat bahan, tingkat

kemurnian, serta nama perusahaan pembuat bahan-

bahan tersebut. Sebuah bahan kimia yang diproduksi

oleh perusahaan tentunya dibuat dengan cara khusus.

Dalam pembuatan bahan kimia skala industri

dibutuhkan ketelitian, teknik dan ilmu khusus untuk

menciptakan produk yang baik dengan kadar tertentu

serta dapat bernilai ekonomis. Ilmu yang dibutuhkan Gambar 43 Asam Sulfat (H2SO4).
untuk mempelajari pembuatan zat kimia skala industri Sumber: Zoefkris
adalah teknik kimia.
CC BY-SA 4.0 via Wikimedia

Produksi asam sulfat (H2SO4) dunia pada tahun 2020 Commons diakses pada
mencapai 2284.4 juta ton. Asam sulfat (H2SO4) 15/12/2021

pertama kali dibuat pada 400 tahun silam. Dahulu asam sulfat (H2SO4) diperoleh

dari proses distilasi green vitriol (FeSO4.7H2O). Namun saat ini pembuatan asam

sulfat (H2SO4) telah dilakukan dengan lebih modern, yakni dengan proses kontak.

Secara sederhana, tahap pembuatannya adalah sebagai berikut:

1. Sulfur dibakar dengan udara, reaksinya adalah sebagai berikut:

S(s) + O2(g) → SO2(g)

2. Konversi sulfur dioksida menjadi sulfur trioksida dengan cara memanaskan sulfur

dioksida. Reaksi ini memakai katalis V2O5 (vanadium pentaoksida).
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g)
3. Absorsi Gas SO3 menggunakan asam sulfat menjadi H2S2O4.SO3

H2SO4(l) + SO3(g) → H2S2O4.SO3 (l)

4. H2S2O4.SO3 kemudian diencerkan ke dalam air dan menghasilkan asam sulfat
(H2SO4) pekat.

H2S2O4.SO3 (l) + H2O(l) → 2 H2SO4(l)

24

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Asam sulfat (H2SO4) pekat yang dihasilkan melalui proses tersebut didapat dengan
kadar 98%. Selain dengan proses kontak, pembuatan asam sulfat juga dapat
dilakukan dengan proses bilik timbal yang menggunakan katalis gas NO2 dan
menghasilkan asam sulfat dengan kadar 60-80%.

ENVIRONMENT

Pembuatan asam sulfat menimbulkan beberapa zat yang berpotensi merusak
lingkungan, di antaranya yakni SO2. Tingginya kadar SO2 dapat menyebabkan hujan
asam yang merusak lingkungan, merusak bangunan dan tanaman, serta berbahaya
bagi kesehatan manusia karena menimbulkan gangguan pernafasan.

Selain efek samping dari produksinya, H2SO4 juga merupakan asam kimia kuat yang
perlu penanganan khusus. H2SO4 bersifat korosif yang berbahaya bagi kulit karena
menimbulkan panas, rasa perih, serta luka yang tampak seperti luka bakar. H2SO4
juga dapat mengganggu pernapasan dan menimbulkan iritasi pada mata. Jadi jika
kamu praktikum di laboratorium menggunakan H2SO4, kamu harus berhati-hati ketika
bekerja dengan zat tersebut.

SOCIETY

Asam sulfat disebut sebagai king of chemicals karena manfaatnya yang banyak
dalam kehidupan kita. Kegunaan H2SO4 sangat beragam, baik yang dapat kita
rasakan secara langsung maupun tidak. Di laboratorium sekolah, beberapa praktikum
memerlukan asam sulfat. Produk rumah tangga seperti deterjen, baterai, lem, cat,
bahan rayon untuk pakaian, produk baja dalam bangunan rumah kita, produk
stainless steel, semuanya memerlukan asam sulfat dalam proses pembuatannya.
Manufaktur obat kimia membutuhkan asam sulfat, begitu pula pembuatan pupuk asam
fospat yang sering digunakan untuk membantu kesuburan tanaman, dan masih banyak
benda-benda lainnya dalam kehidupan kita yang memerlukan asam sulfat dalam
proses pembuatannya.

7. Klor Gambar 44 Pengolahan air bersih dapat
Klor digunakan sebagai pemutih menggunakan klorin. Sumber:

dalam industri tekstil dan kertas, utamawaterfilter.com diakses pada
dijadikan zat pewarna, digunakan dalam 16/12/2021
obat, plastik dan bahan pembersih. Klor
juga digunakan untuk membunuh
bakteri dalam air minum, dalam kolam
renang, dan dalam air limbah kotoran.

25

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

APLIKASI S E T S

Klorinasi

SCIENCE
Klorin dimanfaatkan sebagai zat disinfektan dalam proses penjernihan air yang
disebut sebagai metode klorinasi. Metode klorinasi telah digunakan dalam waktu
lama. Metode ini dilakukan dengan menambahkan klorin pada air yang telah
dilakukan filtrasi sebelumnya. Klorin berfungsi untuk menghilangkan mikroorganisme
(kuman, bakteri dan virus) yang terkandung dalam air yang dapat menimbulkan
penyakit. Cara klorin menonaktifkan mikroorganisme adalah dengan merusak
struktur selnya sehingga mikroorganisme tersebut akan mati.

Gambar 45 Ilustrasi disinfeksi air dengan klorin. Sumber:
freepik.com diakses pada 16/12/2021

ENVIRONMENT

Zat klorin yang umum digunakan dalam penjernihan air adalah gas klorin, klorin
dioksida dan kaporit. Sebenarnya, penggunaan gas klorin cukup berbahaya,
meskipun demikian, beberapa tahun lalu gas klorin sering menjadi pilihan utama
dalam proses klorinasi karena dinilai efektif dalam menjernihkan air, cepat
menghilangkan mikroorganisme, dan biaya yang relatif lebih murah. Gas klorin,
bersifat mudah meledak dan dapat membahayakan lingkungan sekitar tempat
penjernihan air, untuk itu diibutuhkan perhatian khusus saat menggunakannya.

TECHNOLOGY
.

Kini metode klorinasi sudah lebih aman dengan penggunaan seperangkat alat yang
disebut elektroklorinasi. Elektroklorinasi merupakan sebuah unit pembuatan
desinfektan berupa NaOCl (natrium hipoklorit) dengan bahan baku air garam (NaCl).
Prinsip kerja elektroklorinasi menggunakan prinsip elektrolisis, yakni dengan
menjalankan listrik pada air yang mengandung garam guna memecah molekul air
garam dengan bantuan logam elektroda.

26

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

TECHNOLOGY

Senyawa natrium hipoklorit bukan termasuk bahan
berbahaya sehingga aman digunakan dalam
proses desinfeksasi air. Penerapan elektroklorinasi
bertujuan untuk mengganti penggunaan gas klorin
yang berbahaya.

Gambar 46 Sistem elektroklorinasi.
Sumber: muhara.wordpress.com

diakses pada 16/12/2021

SOCIETY
Metode elektroklorinasi lebih aman untuk kesehatan lingkungan dan masyarakat,
terlebih bagi pekerja penjernih air. Karena natrium hipoklorit yang dihasilkan tidak
bersifat peledak atau toxic, seperti halnya gas klorin.
Sejak tahun 2014, PDAM kota Denpasar, Bali, sudah menggunakan teknologi
elektroklorinasi dalam pemurnian air. Sampai tahun 2016 lalu, PDAM kota Denpasar
sudah memasang lima unit di lima sumur bor berbeda. Saat ini, metode
elektroklorinasi sudah banyak diterapkan oleh badan pengelola air di seluruh
Indonesia.
Sumber:
Perpamsi.or.id

8. Argon

Selain digunakan untuk mengisi bola lampu

pijar, argon juga digunakan untuk melapisi

material yang perlu dilindungi dari nitrogen dan

oksigen di udara, seperti pada proses pengelasan

Gambar 47 Lampu pijar berisi titanium dalam kontruksi pesawat dan roket, serta
gas argon. Sumber: dalam proses metalurgi.

pxhere.com diakses pada
17/12/2021

27

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

APLIKASI S E T S

Las Argon

Apakah kamu pernah melihat proses pengelasan
suatu logam? Beberapa benda di rumahmu
mungkin dibuat dengan proses pengelasan
seperti pagar besi, pintu besi, atau teralis
jendela.

Gambar 48 Pengelasan suatu logam.
Sumber: pixabay.com diakses pada

16/12/2021

Pengelasan merupakan proses penyambungan logam yang memanfaatkan energi
panas. Pada proses pengelasan, gas argon yang bersifat sangat tidak reaktif
seringkali digunakan sebagai pelindung cairan las dari oksidasi udara.

Jenis las yang populer, yang memanfaatkan argon
sebagai gas pelindung adalah las TIG (tungsten inert gas)
atau yang lebih dikenal dengan las argon serta las MIG
(metal inert gas). Keduanya merupakan jenis las busur
listrik. Saat proses pengelasan, argon yang terkandung
dalam alat las mengalir keluar guna melindungi cairan las
dari oksidasi oleh udara. Jika cairan las mengalami
oksidasi, maka dapat mengakibatkan penyambungan
logam yang tidak sempurna.

Kedua jenis las tersebut dapat diaplikasikan pada

berbagai jenis logam. Namun, las TIG digunakan untuk Gambar 49 Las TIG pada pipa
pengelasan logam yang berbahan tipis serta umumnya logam. Sumber: Christopher S.

dimanfaatkan untuk pengelasan baja (stainless steel), Rcbc CC BY-SA 4.0 via

aluminium, magnesium dan paduan tembaga. Sedangkan Wikimedia Commons diakses
pada 17/12/2021
las MIG lebih cocok untuk material berbahan tebal.

.

Ada beberapa hal yang patut diperhatikan pada saat melakukan pengelasan,

seperti asap dan gas, sinar dari proses pengelasan, serta percikan las dan terak.

Asap las mengandung partikel-partikel logam yang sangat halus, sedangkan gas

yang mungkin timbul adalah gas CO, CO2, NO, dan NO2. Asap dan gas tersebut

berdampak buruk bagi manusia serta dapat mencemari udara. Sedangkan, sinar

yang muncul dari proses pengelasan adalah sinar ultraviolet, sinar inframerah dan

cahaya tampak. Sinar ultraviolet dan sinar inframerah memiliki dampak kurang baik

pada mata dan kulit dan menyebabkan kerusakan jika terpapar dalam jangka

panjang. Untuk menghindari bahaya tersebut, saat mengelas hendaknya memakai

alat dibutuhkan alat pelindung diri yang lengkap, serta tetap menjaga kesehatan

badan

28

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

E. Pembuatan Unsur

Setelah mempelajari manfaat dan kegunaan dari unsur-unsur periode tiga, kita
akan mempelajari cara perolehan unsur-unsur tersebut dari alam atau bisa juga
cara pembuatannya.

a. Natrium
Logam natrium dihasilkan melalui elektrolisis lelehan kloridanya, NaCl

misalnya. Perolehan natrium menggunakan elektrolisis lelehan NaCl (natrium
klorida) dengan anoda karbon dikenal dengan proses Down. Rangkaian sel
down terdapat pada gambar berikut:

Gambar 50 Sel down untuk memperoleh
natrium. Sumber: courses.lumenlearning.com

diakses pada 17/12/2021

b. Magnesium
Logam magnesium juga dapat diperoleh dari lelehan kloridanya melalui

proses Dow. Tahapan dalam proses Dow adalah sebagai berikut:
1) Pengendapan Mg(OH)2 menggunakan kapur mati (Ca(OH)2) sebagai
sumber OH-.
2) Endapan yang didapat dicuci dan disaring, kemudian dilarutkan dalam
HCl
3) Hasil dari langkah ke-2 adalah MgCl2 pekat
4) MgCl2 pekat dikeringkan dengan penguapan, dilelehkan dan
dielektrolisis
Reaksi elektrolisis yang terjadi:

29

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

MgCl2(l) → Mg2+(l) + 2Cl-(l)
Katode: Mg2+(l) + 2e- → Mg(s)
Anode: 2Cl-(l) → Cl2(g) + 2e +

MgCl2(l) → Mg(s) + Cl2(g)

5) Hasil dari langkah ke-4 adalah logam Mg murni dan Cl2(g)
c. Aluminium

Aluminium murni diperoleh melalui dua tahap, yakni tahap perolehan
alumina dan tahap peleburan serta reduksi alumina dengan sel elektrolisis.

1) Perolehan Alumina (Al2O3) (Proses Bayer)
Bauksit direaksikan dengan NaOH menghasilkan NaAl(OH)4, kemudian
disaring. Filtrat yang mengandung NaAl(OH)4 diasamkan dengan cara
dialirkan gas CO2, sehingga terjadi pengendapan Al sebagai Al(OH)3.
Selanjutnya endapan Al(OH)3 disaring, dikeringkan dan dipanaskan,
sehingga didapatkan Al2O3 yang murni dan tidak berair.

2) Peleburan dan Reduksi Alumina Melalui Elekrolisis (Proses Hall-Heroult)
Sel elektrolisisnya terdiri atas wadah besi berlapis grafit yang berperan
sebagai katoda dan batang-batang grafit yang menggelantung yang
berperan sebagai anoda. Sebelum dilakukan elektrolisis, campuran
Al2O3 dan kriolit (Na3AlF6) dipanaskan hingga mencair sampai pada
temperatur 950 C, kemudian baru dielektolisis.
Reaksi yang terjadi:
2Al2O3(l) + 3C(s) → 4Al(l) + 3CO2(g)
Aluminium yang dihasilkan terkumpul di dasar wadah dengan wujud
cair. Lelehan aluminium tersebut dikeluarkan secara berkala ke dalam
cetakan untuk menghasilkan aluminium batangan.

30

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Gambar 51 Proses hall-Heroult untuk memperoleh
aluminium. Sumber: toppr.com diakses pada
17/12/2021

Tahukah kamu?

Dulu pada awal tahun 1800-an, harga aluminium sangat mahal
hingga melebihi harga emas dan perak. Bahkan aluminium digunakan
oleh para bangsawan untuk peralatan makan, sementara kaum kalangan
bawah menggunakan emas dan perak yang harganya lebih murah. Harga
aluminium begitu mahal dikarenakan cara memperolehnya yang sulit.
Dibutuhkan banyak energi dan biaya yang mahal untuk dapat
memperoleh aluminium.

Pada tahun 1886, dua orang ilmuwan, Charles Martin Hall di Amerika
dan Paul Heroult di Perancis, masing-masing dalam waktu yang hampir
bersamaan menemukan metode elektrolisis aluminium yang lebih
ekonomis, yakni dengan melarutkan Al2O3 dalam lelehan kriolit (Na3AlF6).
Kriolit berfungsi menurunkan titik didih Al2O3 sehingga dapat
mempermudah dan mempersingkat perolehan aluminium. Proses tersebut
dikenal dengan proses Hall- Heroult.

Lalu, agar semakin menghemat biaya, produksi aluminium
memanfaatkan pembangkit listrik tenaga air. Pada akhirnya setelah dua
penemuan tersebut, harga aluminium turun drastis dan produksi
aluminium semakin meningkat.

d. Silikon

Silikon murni dapat dihasilkan dengan mereduksi SiO2 (pasir)

menggunakan reaksi kokas dalam tungku lucutan listrik. Reaksi yang terjadi:

SiO2 + 2 C Si + 2 CO(g)

31

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

e. Fosfor
Fosfor diperoleh melalui pemanasan batuan fosfat, silika (SiO2) dan kokas

(C) dalam tanur listrik. Reaksi yang terjadi:

2 Ca2(PO4)2 (s) + 10 C (s) + 6 (SiO2) (s) ∆ 6 CaSiO3 (l) + 10 CO (s) + P4 (s)

Hasil reaksi berupa P4 kemudian dikondensasikan, dikumpulkan dan
disimpan dalam air sebagai fosfor putih.

Fosfor merah dapat dibuat dengan memanaskan fosfor putih. Fosfor merah
murni dapat diperoleh dengan kristalisasi batuannya dengan bantuan Pb, akan
tetapi fosfor merah sulit diperoleh dalam keadaan murni.

f. Sulfur
Sulfur didapat dengan proses Frasch, tahapannya adalah sebagai berikut:
1) Air sangat panas (160°C dan 16 atm) diarahkan untuk menuruni bagian
terluar dari tiga pipa konsentrik menuju bawah tanah yang berupa
batuan yang mengandung sulfur.
2) Kemudian sulfur akan meleleh dan membentuk kolam cairan.
3) Dari pipa lainnya dipompakan udara terkompresi/termampatkan (pada
20-25 atm) yang bergerak menuruni bagian terdalam pipa dan
memaksa campuran cairan sulfur-air naik melalui pipa lain.

Gambar 52 Proses Frasch untuk memperoleh unsur 32
belerang. Sumber: jobilize.com diakses pada
17/12/2021

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

g. Klor
Cara memperoleh klor adalah dengan elektrolisis kloridanya, seperti NaCl

atau MgCl2, menggunakan sel diafragma. Reaksi yang terjadi adalah:

2NaCl + 2H2O Cl2 + H2 + NaOH

Reaksi ini dapat menghasilkan tiga bahan berharga sekaligus: Cl2, H2 dan
NaOH.

h. Argon
Argon diperoleh dengan cara destilasi bertingkat udara cair.

Tugas Kompetensi

Untuk menambah pemahamanmu tentang unsur-unsur periode tiga,
kerjakanlah tugas berikut!
1. Berdasarkan materi yang telah kamu pelajari, gambarkan grafik

kecenderungan sifat-sifat unsur periode tiga!
2. Buatlah tabel yang berisi rangkuman proses pembuatan unsur-

unsur transisi periode tiga!

33

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Rangkuman

1. Unsur periode tiga terdiri dari unsur natrium, magnesium, aluminium,
silikon, fosfor, belerang dan argon.

2. Sebagian besar unsur periode tiga di alam berwujud senyawa yang
terkandung dalam mineral, hanya unsur belerang dan argon yang
terdapat sebagai unsur bebas.

3. Sifat logam pada unsur periode tiga semakin berkurang dari kiri ke
kanan. Sifat logam unsurnya berubah dari logam-semi logam
(metaloid)- nonlogam.

4. Sifat oksidator unsur periode tiga dari kiri ke kanan semakin berkurang,
sementara sifat reduktor bertambah. Natrium adalah oksidator kuat
dan klor adalah reduktor kuat.

5. Sifat asam-basa senyawa hidroksida dari kiri ke kanan berubah dari
basa, amfoter dan asam.

6. Aluminium bersifat amfoter.
7. Unsur periode tiga, baik unsur murni ataupun senyawanya memiliki

banyak kegunaan dalam kehidupan sehari-hari.
8. Cara memperoleh unsur periode tiga berbeda-beda, natrium diperoleh

dengan proses down, magnesium dengan proses dow, aluminium
dengan proses bayer kemudian proses hall-heroult, silikon diperoleh
dengan mereduksi SiO2, fosfor dengan pemanasan menggunakan
tanur listrik, belerang dengan proses frasch, klor dengan elektrolisis
kloridanya, dan argon dengan destilasi bertingkat.

34

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Uji Pemahaman

1. Sebutkan unsur-unsur periode tiga yang terdapat bebas di
alam!

2. Pada satu periode dari kiri ke kanan, tentukan:
a. unsur-unsur periode tiga yang bersifat metaloid dan yang
bersifat nonlogam.
b. unsur yang memiliki jari-jari atom terbesar.
c. unsur yang merupakan oksidator kuat.
d. Unsur yang bersifat amfoter.
e. Energi ionisasi unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan,
cenderung meningkat. Tentukan unsur periode tiga yang
mengalami penurunan energi ionisasi.

3. Sebutkan kegunaan unsur-unsur periode tiga di bawah ini, baik
dalam bentuk unsur maupun senyawa (sebutkan rumus
senyawanya).
a. Natrium:
b. Magnesium:
c. Silikon:
d. Fosfor:
e. Belerang

4. Jelaskan cara pengolahan aluminium!

35

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Penilaian Diri

Bacalah pernyataan di bawah ini. Berikan tanda (√) pada kolom ‘Ya’
jika kamu mampu dan pada kolom ‘Tidak’ jika belum. Jawablah
dengan jujur!

No Kemampuan Diri Ya Tidak

1. Menjelaskan kelimpahan unsur-unsur periode
tiga

2. Mengidentifikasi sifat-sifat fisika dan kimia
unsur-unsur periode tiga

3. Mengidentifikasi kegunaan unsur-unsur periode
tiga

4. Menganalisis proses pembuatan unsur-unsur
periode tiga

5. Menyajikan data hasil penelusuran informasi
sifat-sifat unsur periode tiga

6. Menyajikan data hasil penelusuran informasi
proses pembuatan unsur-unsur periode tiga

Keterangan:

▪ Jika terdapat jawaban ‘Tidak’, maka lakukan review pada materi

yang belum kamu pahami.

▪ Jika semua jawaban ‘Ya’, maka kamu dapat melanjutkan ke materi

selanjutnya.

36

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

BAB UNSUR-UNSUR
2 PERIODE EMPAT

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari bab ini, siswa diharapkan dapat:

1. Menjelaskan kelimpahan unsur-unsur transisi periode empat
2. Mengidentifikasi sifat-sifat fisika dan kimia unsur transisi periode

empat
3. Mengidentifikasi kegunaan unsur-unsur transisi periode empat
4. Menganalisis proses pembuatan unsur-unsur transisi periode empat
5. Menyajikan data hasil penelusuran informasi sifat-sifat unsur periode

empat
6. Menyajikan data hasil penelusuran informasi proses pembuatan unsur-

unsur periode empat

Kata Kunci: Unsur-unsur periode empat, logam transisi, kelimpahan, sifat, kegunaan, pembuatan

37

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

A. Pendahuluan

Gambar 1 Berbagai alat elektronik. Lisensi: CC BY-NC
4.0. Sumber: PNG ALL diakses pada 25/09/2021

Mengapa setrika, televisi, dan alat elektronik lainnya akan menyala jika
tersambung ke stop kontak?

Sebagian besar kamu pasti sudah tahu jawabannya, ya karena adanya

sambungan listrik. Pada saat kabel pada alat elektronik dihubungkan ke stop

kontak, maka listrik akan mengalir ke dalam kabel dan menyalakan alat

elektronikmu. Dengan begitu, alat tersebut dapat digunakan.

Listrik hanya dapat mengalir pada benda

yang bersifat konduktor, yakni benda yang

mampu mengalirkan listrik, misalnya kabel. Di

dalam kabel terdapat inti kabel yang bersifat

konduktor. Material konduktor yang sering

digunakan dalam kabel adalah tembaga. Gambar 2 Inti kabel terbuat dari tembaga
Penggunaan tembaga dalam instalasi yang bersifat konduktor. Sumber: IMCD
Group CC BY-NC-ND 2.0 via Flickr diakses
listrik sudah dikenal luas. Tembaga
pada 25/09/2021

merupakan salah satu unsur transisi yang Tips Mengingat Unsur Transisi
berada pada periode empat. Selain tembaga, Periode Empat

terdapat unsur-unsur lainnya yang juga Suci Titip Vina Cari Mantu,
merupakan unsur periode empat, yaitu unsur Felix Cocok Nikahin Cucu

skandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), kromium (Cr), maZnaginaanb(Mn), Besi (Fe),

kobalt (Co), nikel (Ni), dan seng (Zn). Pada bab kali ini, kita akan mempelajari

38

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

tentang keberadaan, sifat-sifat fisika dan kimia, manfaat, serta pembuatan unsur-
unsur transisi periode empat.

Gambar 3 Unsur Transisi Periode Empat. Gambar oleh: Gerd Altmann via
Pixabay diakses pada 25/09/2021

Cari Tahu!

1. Apakah kamu masih ingat apa yang dimaksud dengan unsur golongan
transisi? Tuliskan jawabanmu di bawah ini!

2. Carilah informasi mengenai wujud dan sumber mineral dari unsur-unsur
periode empat, tulis jawabanmu pada kolom berikut.

Unsur Wujud Sumber Mineral
Skandium
Titanium
Vanadium
Kromium
Mangan

39

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Unsur Wujud Sumber Mineral
Ferum
Kobalt
Nikel
Tembaga
Seng

B. Kelimpahan Unsur Golongan Transisi (Periode Empat) di
Alam

Unsur transisi merupakan unsur yang memiliki sub kulit 3d yang tidak terisi
penuh. Sebenarnya, sub kulit 3d dapat menampung hingga 10 elektron. Namun,
umumnya, pengisian elektron pada sub kulit 3d unsur transisi tidak memenuhi
angka tersebut. Hanya ada beberapa unsur transisi yang memiliki pengecualian
kondisi tersebut.

Semua unsur transisi periode empat ditemukan dalam bentuk senyawa,
kecuali tembaga. Tembaga dapat ditemukan dalam bentuk senyawa maupun
dalam bentuk unsur bebas di alam. Berikut ini merupakan tabel kelimpahan unsur
transisi periode empat di alam.

Tabel 1 Kelimpahan Unsur Transisi Periode 4 di alam

Unsur Kelimpahan di Mineral
kerak bumi

Skandium 0,0025 % Tortveitit Sc2Si2O7
Titanium 0,6 %
Vanadium 0,02 % Rutil (TiO2)
Titanit (CaTiOSiO4)
Ilmenit (FeTiO3)

Vanadinit Pb3(VO4)2

Kromium 0,0122 % Kromit Fe(Cr2O4)

40

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Unsur Kelimpahan di Mineral
kerak bumi
Pirolusit MnO2
Mangan 1 %
Hematit (Fe2O3)
Ferum 4,7 %
Kobaltit (CoAsS)
Kobalt 0,0020 % Eritrit (Co3(AsO4)
Pentlandit (FeNi)S
Nikel 0.008 % Bijih laterit
Kalkopirit (CuFeS2),
Tembaga 0,006 % kalkosit (CuS2)
Seng karbonat/smitsonit
Seng 0,007 % (ZnCo3)
Seng blende/Sphalerite
(ZnS)

Kelimpahan skandium di kerak bumi sekitar 0,0025 %. Sumber utama
skandium adalah mineral tortveitit Sc2Si2O7, namun skandium juga dapat
diperoleh dari bijih uranium yang mengandung sekitar 0,01% skandium
berdasarkan massa.

Titanium menyusun sekitar 0,6 % padatan kerak bumi. Sumber utama titanium
adalah mineral rutil (TiO2). Mineral lain yang juga mengandung titanium adalah
titanit (CaTiOSiO4) ilmenit (FeTiO3).

Gambar 4 mineral tortveitit Gambar 5 mineral rutil
Sumber: Robert M. Sumber: Robert M.
Lavinsky Wikimedia
Commons Lavinsky CC BY-SA 3.0 via
Wikimedia Commons
CC BY-SA 3.0 diakses pada
24/09/2021 diakses pada: 24/09/2021

41

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Vanadium terdapat di kerak bumi sekitar 0,02%. Vanadium dapat ditemukan
pada mineral vanadinit Pb3(VO4)2. Kromium terdapat sekitar 0,0122 %, kromium
dapat ditemukan pada mineral kromit Fe(Cr2O4). Mangan terdapat sekitar 1% di
kerak bumi, mangan dapat ditemukan pada mineral pirolusit (MnO2). .

Gambar 6 mineral vanadinit Gambar 7 mineral kromit. Gambar 8 mineral pirolusit
Sumber: Robert M. Lavinsky CC Sumber: Kelly Nash CC BY 3.0 via Sumber: Robert M. Lavinsky
CC BY-SA 3.0 via Wikimedia
BY-SA 3.0 via Wikimedia Wikimedia Commons diakses
Commons diakses pada pada 25/09/2021 Commons diakses pada
7/10/2021
25/09/2021

Besi merupakan logam esensial yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-

hari. Besi juga merupakan unsur transisi periode keempat yang paling melimpah,

terdapat hingga 4,7 % di kerak bumi. Besi paling sering ditemukan dalam mineral

Hematit (Fe2O3).

Kobalt tersedia dalam jumlah terbatas, yakni terdapat sebanyak 0,0020 % di

kerak bumi. Kobalt dapat ditemukan pada mineral kobaltit (CoAsS) dan eritrit

(Co3(AsO4). Kelimpahan nikel di kerak bumi berada di posisi 24, yakni sebesar

0,008 %, nikel dapat ditemukan pada mineral pentlandit (FeNi)S dan batuan laterit.

Gambar 9 mineral hematit Gambar 10 mineral kobaltit Gambar 11 mineral pentlandit.
Sumber: James St. John CC BY Sumber: James St. John CC Sumber: Sobolewski CC BY 3.0
BY 2.0 via flickr diakses pada
2.0 via flickr diakses pada via Wikimedia Commons
07/10/2021 07/10/2021 diakses pada 07/10/2021

Tembaga menyusun hingga 0,006 % kerak bumi, tembaga dapat ditemukan

pada mineral Kalkopirit (CuFeS2) dan kalkosit (CuS2). Terakhir, seng terdapat

hingga 0,007 % di kerak bumi, seng dapat ditemukan pada mineral Seng karbonat

(ZnCo3), Seng blende/Sphalerite, ZnS.

42

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12

Gambar 12 mineral kalkopirit Gambar 13 mineral smitsonit.
Sumber: Robert M. Lavinsky Sumber: Robert M. Lavinsky
CC BY-SA 3.0 via Wikimedia CC BY-SA 3.0 via wikimedia

Commons diakses pada 10/10/2021 commons diakeses pada
10/10/2021

C. Sifat Fisika Dan Kimia Unsur Golongan Transisi (Periode
Empat)

Setelah mempelajari kelimpahan unsur transisi periode empat di alam,

selanjutnya kita akan mempelajari tentang sifat fisika dan kimia yang dimiliki oleh

unsur-unsur tersebut.

1. Sifat Atomik

Tabel 2 Sifat Atomik Unsur Transisi Periode Empat

Nama Unsur Lambang No. Massa atom relatif Konfigurasi Elektron

Skandium atom (g/mol)
Titanium
Vanadium Na 21 44.956 [Ar]4s2 3d1
Kromium
Mangan Ti 22 47.867 [Ar]4s2 3d2
Besi
Kobalt V 23 50.942 [Ar]4s2 3d3
Nikel
Tembaga Cr 24 51.996 [Ar]4s1 3d5
Seng
Mn 25 54.938 [Ar]4s2 3d5

Fe 26 55.845 [Ar]4s2 3d6

Co 27 58.933 [Ar]4s2 3d7

Ini 28 58.693 [Ar]4s2 3d8

Cu 29 63.546 [Ar]4s1 3d10

Zn 30 66.38 [Ar]4s2 3d10

Tabel di atas berisi sifat atomik unsur-unsur transisi periode empat yang terdiri
dari nama unsur, lambang unsur, nomor atom, massa atom relatif dan konfigurasi
elektron. Berbeda dengan pengisian elektron pada unsur golongan utama yang
hanya menempati sub kulit s atau sub kulit p, pengisian elektron pada unsur
golongan transisi sampai pada sub kulit d atau sub kulit f. Dalam hal ini, elektron
pada unsur transisi periode empat menempati hingga sub kulit 3d.

43

Modul Elektronik Kimia Unsur Untuk Kelas 12