UNSUR-UNSUR LOGAM ALKALI (Kelimpahan, Sifat, Manfaat, dan Proses Pembuatan) Sekolah : MAN Bintan Mata Pelajaran/Tema/Subtema : Kimia / Kimia Unsur / Unsur-unsur Alkali Kelas/Semester : XII / Ganjil A. Tujuan Pembelajaran Melalui diskusi, penugasan, dan presentasi, diharapkan : 1. Peserta didik dapat menganalisis kelimpahan unsur-unsur golongan alkali dengan tepat. 2. Peserta didik dapat menganalisis kecenderungan sifat fisika dan kimia unsur-unsur golongan alkali dengan tepat. 3. Peserta didik dapat menganalisis manfaat unsur-unsur golongan alkali dengan tepat. 4. Peserta didik dapat menganalisis proses pembuatan unsur-unsur golongan alkali dengan tepat. 5. Peserta didik dapat mempresentasikan kelimpahan, kecenderungan sifat fisika dan kimia, manfaat, dan proses pembuatan unsur-unsur golongan alkali dengan baik dan benar. B. Uraian Materi Gambar 1. Baterai Li ion smartphone Pernahkah kamu melihat baterai yang terdapat pada telepon selulermu? apakah kamu tahu terbuat dari apakah baterai telepon selulermu? Salah satu jenis baterai ponsel yang sering digunakan adalah baterai Li ion. Baterai ion litium (biasa disebut Baterai Li-ion atau LIB) adalah salah satu anggota keluarga baterai isi ulang (rechargable battery). Di dalam baterai ini, ion litium bergerak dari elektrode negatif ke elektrode positif saat baterai sedang digunakan, dan kembali saat diisi ulang. Selain unsur litium yang dimanfaatkan untuk pembuatan baterai, unsur alkali apa sajakah yang dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari? Dalam
kesempatan kali ini, kita akan mempelajari kelimpahan unsur-unsur alkali di alam, sifat-sifat unsur alkali, manfaat unsur-unsur alkali, dan proses pembuatannya. I. Kelimpahan Unsur – Unsur Alkali di Alam. Sebagian besar unsur tidak ditemukan dalam keadaan murni tetapi dalam bentuk senyawanya yang disebut mineral. Tabel berikut menyajikan beberapa jenis mineral unsur-unsur alkali. Tabel 1. Beberapa mineral yang mengandung unsur alkali Unsur Logam Alkali Mineral Sumber Terdapatnya Litium (Li) Spudumen [LiAl(SiO3)2], Ambligonit [(Li,Na)AlPO4(F,OH)] Natrium (Na) Halit (NaCl), kriolit (NaFAlF3), sendawa chili/saltpeper (NaNO3), trona (Na2CO3.NaHCO3.2H2O), boraks (Na2B4O7.10H2O), dan mirabilit (Na2SO4). Kalium (K) Silvit (KCl), silvinit (campuran KCl dan NaCl), karnalit (garam rangkap KCl.MgCl2.6H2O). Rubidium (Rb) lepidolit [KRb2(FOH)2Al2(SiO3)3] Cesium (Cs) pollusit [Cs4Al4Si9O26.H2O] Fransium (Fr) Sedikit sekali, berasal dari peluruhan Aktinium (Ac). Bersifat radioaktif dengan waktu paruh 21.8 menit. II. Sifat Fisika dan Sifat Kimia Unsur – Unsur Alkali Kata alkali berasal dari bahasa arab yang bearti abu. Air abu bersifat basa, oleh karena itu logam-logam golongan IA membentuk basa-basa kuat yang larut dalam air. 1) Sifat Fisika Unsur – Unsur Logam Alkali Logam Alkali bersifat lunak. Jika dibersihkan berwarna putih mengkilap. (Na berwarna pink) Penghantar panas dan listrik yang baik (konduktor). Titik leleh dan titik didihnya semakin kebawah semakin rendah, disebabkan kerapatan delokalisasi elektron (ikatan logam) yang makin rendah sehingga atom–atomnya mudah dipisahkan.
Gambar 2 Logam Alkali (Sumber : https://blog.ruangguru.com/alkali) Tabel 2. Sifat – Sifat Unsur Alkali (Sumber https://www.studiobelajar.com/logam-alkali-dan-alkali-tanah/) Warna nyala Ketika dipanaskan dengan suhu tinggi, setiap unsur akan memancarkan radiasi elektromagnetik yang khas. Hal ini terjadi akibat elektron pada atom unsur mengalami eksitasi atau perpindahan ke tingkat energi yang lebih tinggi, dan ketika elektron tersebut kembali ke tingkat energi semula
diikuti pancaran foton. Keunikan spektrum radiasi elektromagnetik tersebut dapat digunakan untuk mengenali suatu unsur. Pada pembakaran unsur atau senyawa logam alkali pada nyala api, elektron pada atom setiap unsur logam alkali akan tereksitasi dan menghasilkan warna nyala yang khas. Gambar 3. Warna Nyala Unsur-Unsur Logam Alkali 2) Sifat Kimia Unsur – Unsur Logam Alkali Sangat reaktif, sehingga di alam tidak ditemukan sebagai unsur bebas. Reduktor kuat, sehingga mudah teroksidasi. Bereaksi dengan Halogen. Reaksi: 2M(s) + X2 → 2MX(s) Halida logam Bereaksi dengan Hidrogen dan khusus Li dapat beraksi dengan Nitrogen. Reaksi: 2M(s) + H2(g) → 2MH(s) Hidrida Logam Reaksi: 6Li(s) + N2(g) → 2Li3N(s) Litium Nitrida Bereaksi dengan Oksigen membentuk oksida, peroksida atau superoksida tergantung pada kondisi reaksi. • Oksida : 4Li(s) + O2(g) → 2Li2O(s) • Peroksida : 2Na(s) + O2(g) → Na2O2(s) • Superoksida : K(s) + O2(g) → KO2(s) Bereaksi hebat dengan air. Reaksi: 2M(s) + 2H2O(l) → 2M+ (aq) + 2OH– (aq)+ H2(g)
Bereaksi dengan Amonia Reaksi: 2M(s) + 2NH (l) → 2M+ (s) + 2NH2 – (s) + H2(g) Logam amida (MNH2) III. Pemanfaatan Unsur – Unsur Alkali Ada banyak manfaat unsur-unsur logam alkali dan senyawa nya dalam kehidupan sehari-hari. Berikut tabel manfaat unsur-unsur logam alkali dan senyawanya. Tabel 4. Pemanfaatan Unsur Alkali Unsur Logam Alkali Kegunaan / Manfaat Litium (Li) Ion litium digunakan untuk baterai smartphone, laptop dan lain–lain Paduan dengan Mg dan Al dimanfaatkan untuk komponen pesawat terbang Litium stearat : minyak pelumas Litium karbonat (Li2CO3) : gelas keramik Natrium (Na) Uap Na digunakan pada lampu jalanan untuk memberikan warna kuning (penerangan jalan raya) Pendingin pada reaktor atom Natrium dalam tubuh berfungsi untuk menjaga keseimbangan elektrolit dalam tubuh, menjaga tekanan darah Natrium klorida (NaCl) untuk penyedap masakan, mencairkan salju, dan industri makanan. NaOH digunakan untuk membuat sabun, rayon, kertas Natrium karbonat (Na2CO3) untuk pembuatan kaca atau gelas industri sabun dan deterjen Natrium bikarbonat (NaHCO3) atau soda kue, untuk pengembang kue, minuman berkarbonasi, dan pemadam api Natrium sulfat (Na2SO3) untuk industri kertas dan menyimpan energi matahari
Kalium (K) Kalium dalam tubuh berfungsi membantu meredakan tegangan di dinding pembuluh darah, mencegah penyempitan pembuluh arteri. Kalium klorida (KCl) : pupuk Kalium nitrat (KNO3) : pembuatan bubuk mesiu Kalium sianida (KCN) : industri logam kalium klorat (KClO3) : pembuatan petasan dan korek api Rubidium (Rb) Digunakan sebagai osilator untuk aplikasi di navigasi dan komunikasi militer. Digunakan sebagai getter dalam tabung-tabung vakum dan sebagai komponen fotosel. Cesium (Cs) Digunakan pada sel fotolistrik. Sebagai standar satuan detik pada jam atomic. IV. Proses Pembuatan Unsur-Unsur Alkali Logam-logam alkali dapat dibuat dengan elektrolisis lelehan garamnya atau mereduksi garamnya. Elektrolisis larutan garam logam alkali tidak akan menghasilkan logam alkali karena harga potensial elektroda lebih negatif daripada air. Li dapat diperoleh dengan elektrolisis lelehan LiCl sebagai berikut: LiCl(l) → Li+ (l) + Cl- (l) Katoda : Li+ (l) + e → Li Anoda : Cl– (l) → ½Cl2(g) + e Natrium dibuat dari elektrolisis lelehan natrium klorida yang dicampur dengan kalsium klorida disebut proses Down. Fungsi dari kalsium klorida untuk menurunkan titik cair sehingga lebih efisien (dari 800 oC sampai 500 oC). NaCl(l) → Na+ (l) + Cl– (l) Katoda : Na+ (l) + e → Na(l) Anoda : Cl– (l) → ½Cl2(g) + e
Logam kalium, rubidium, dan cesium dibuat dengan mereduksi lelehan garam kloridanya. Na(s) + KCl(l) → NaCl(l) + K(s) Na(s) + RbCl(l) → NaCl(l) + Rb(s) Na(s) + CsCl(l) → NaCl(l) + Cs(s) Kalium, rubidium, dan cesium yang terbentuk mudah menguap, maka harus dikeluarkan dari sistem kesetimbangan sehingga kesetimbangan bergeser ke zat hasil. C. Latihan dan Kunci Jawaban/Rubrik Soal Latihan Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat! 1. Tuliskan beberapa senyawa di alam yang mengandung natrium! 2. Unsur apakah dari golongan alkali yang merupakan unsur radioaktif? 3. Tuliskan warna nyala dari masing-masing unsur-unsur logam alkali! 4. Jelaskan proses pembuatan unsur-unsur logam alkali! 5. Apa saja manfaat dari unsur kalium dan senyawanya? Kunci Jawaban 1. Beberapa senyawa di alam yang mengandung natrium yaitu borak, trona, saltpeper, mirabilit. 2. Unsur dari golongan alkali yang merupakan unsur radioaktif adalah fransium (Fr) 3. Warna nyala unsur-unsur logam alkali : Litium : merah Natrium : kuning Kalium : ungu Rubidium : merah bata Cesium : biru 4. Proses pembuatan unsur-unsur logam alkali yaitu dibuat dengan elektrolisis lelehan garamnya atau mereduksi garamnya. Li dapat diperoleh dengan elektrolisis lelehan LiCl, natrium dibuat dari elektrolisis lelehan natrium
klorida yang dicampur dengan kalsium klorida, sedangkan logam kalium, rubidium, dan cesium dibuat dengan mereduksi lelehan garam kloridanya. 5. Manfaat dari unsur kalium dan senyawanya yaitu, antara lain : - kalium dalam tubuh berfungsi membantu meredakan tegangan di dinding pembuluh darah, mencegah penyempitan pembuluh arteri.
Daftar Pustaka Justiana, Sandri, dan Muchtaridi.2006. Kimia 3. Jakarta : Yudhistira Priyambodo, Erfan dkk. 2016. Buku Siswa Kimia Kelas XII. Klaten : Intan Pariwara https://blogmipa-kimia.blogspot.com/2017/05/sifat-unsur-golongan-utama.html https://www.studiobelajar.com/logam-alkali-dan-alkali-tanah/) https://tambahpinter.com/golongan-alkali-tanah/