A. Hidrogen
1. Pengertian
Hidrogen berasal dari bahasa Yunani, yaitu hydro yang berarti air dan genes yang berarti pembentukan. Hidrogen adalah unsur yang terbanyak di alam semesta . Pembuatan Hidrogen diperoleh dengan cara-cara berikut, yaitu: uap dari elemen karbon yang dipanaskan; dekomposisi beberapa jenis hidrokarbon dengan energi kalor; reaksi-reaksi natrium atau kalium hidroksida pada aluminium; elektrolisis air; dan pergeseran asam-asam oleh metal-metal tertentu.
Isotop hidrogen yang normal disebut Protium. Isotop-isotop lainnya adalah Deuterium (satu proton dan satu netron) dan Tritium (satu proton dan dua netron). Deuterium dan Tritium keduanya digunakan sebagai bahan bakar reaktor fusi nuklir. Satu atom Deuterium ditemukan di sekitar 6000 atom-atom hidrogen. Gas hidrogen digunakan sebagai agen radioaktif untuk membuat cat yang bercahaya terang.
2. Reaksi Hidrogen:
• Hidrogenasi:
Alkena bereaksi dengan hidrogen pada suhu sekitar 150°C dengan adanya sebuah katalis nikel (Ni) yang halus. Reaksi ini menghasilkan alkana.
R-CH=CH-R + H2 → R-CH2-CH2-R
• Reaksi Pembakaran:
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) + 572 KJ
• Reaksi Hidrogen dengan Halogen:
H2(g) + X2(g) → 2HX(g)
• Reaksi Hidrogen dengan Nitrogen:
3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g)
• Reaksi Hidrogen dengan Asam
• Reaksi Hidrogen dengan Basa Hidrogen tidak bereaksi dengan ketiganya
• Reaksi Hidrogen dengan Air
3. Kegunaan Hidrogen:
Hidrogen banyak digunakan untuk mengikat nitrogen dengan unsur lain dalam proses Haber (memproduksi amonia) dan untuk proses hidrogenasi lemak dan minyak. Hidrogen digunakan dalam jumlah banyak dalam produksi methanol, di dealkilasi hidrogen, katalis hydrocracking, dan sulfurisasi hidrogen. Kegunaan-kegunaan lainnya termasuk sebagai bahan bakar roket, memproduksi asam hidroklorida, mereduksi bijih-bijih besi dan sebagai gas pengisi balon.
B. Alkali (IA)
Unsur-unsur golongan IA disebut juga logam alkali. Unsur-unsur alkali merupakan logam yang sangat reaktif. Kereaktifan unsur alkali disebabkan kemudahan melepaskan elektron valensi pada kulit ns1 membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +1. Logam alkali sangat reaktif dalam air. Semua unsur golongan IA berwarna putih keperakan berupa logam padat, kecuali Cesium berwujud cair pada suhu kamar. Natrium merupakan logam lunak dan dapat dipotong dengan pisau. Kalium lebih lunak dari natrium.
Sifat-sifat logam alkali secara umum:
1) Unsur logam sangat aktif
2) Merupakan Reduktor kuat
3) Bersifat Basa
4) Mengkilap,lunak, mudah ditempa
5) Dibandingkan dengan golongan lain titik lelehnya sangat rendah
6) Suhu lebur diatas suhu kamar
7) Pada suhu kamar berupa zat padat
8) Dalam satu golongan dari atas kebawah,titik didih,titik lebur,kereaktifannya bertambah
Reaksi Logam-logam Alkali sebagai berikut:
1) Bereaksi dengan Clor membentuk senyawa klorida yang stabil,
2L(s) + Cl2(g) → 2LCl(s) + Energi
2) Bereaksi dengan Air dan membebaskan banyak energi. Reaksinya dengan Air makin kebawah makin kuat ( sifatnya semakin aktif ) sehingga logam ALKALI, biasanya disimpan dalam minyak tanah dan minyak parafin. Di alam tidak tredapat dalam keadaan bebas.
3) Dapat bereaksi dengan O2 membentuk Oksida, Peroksida atau Superoksida
4Li(s) + O2(g) → 2Li2O(s) (Oksida biasa)
2Na(s) + O2(g) → Na2O2(s) (Peroksida)
K(s) + O2(g) → KO2(s) (Superoksida)
4) Dengan Hidrogen membentuk Hidrida
2L(s) + H2(g) → 2LH(s)
5) Dengan Nitrogen, hanya Li yang dapat bereaksi
6Li(s) + N2(s) → 2Li3N(s)
6) Reaksi logam ALKALI dan Halogen
2L(s) + X2 → 2LX
7) Reaksi logam ALKALI dan belerang
2L (s) + S(g) → L2S(s)
Senyawaan golongan Alkali:
• Litium (Li) dalam bentuk spodumen, LiAl(SiO3)2
• Natrium (Na), sebuah garam NaCl sebagai zat terlarut utama dalam air laut
• Kalium (K), deposit mineral yang ditambang dari tanah seperti silvit (KCl) dan karnalit (KCl.MgCl.H2O)
• Rubidium (Rb) terdapat dalam mineral lepidolit, Rb2(FOH)2.Al2(SiO3)3
• Cesium (Cs) diperoleh dari pollusit yang sangat jarang, CsAl(SiO3)2.H2O
• Fransium (Fr) bersifat radio aktif
Kegunaan Logam Alkali:
• NaCl, garam dapur ( garam meja ); pengawet makanan; bahab baku pembuatan NaOH, Na2CO3, logam Na dan gas klorin.
• Na2CO3, soda cuci; pelunak kesadahan air; zat pembersih peralatan rumah tangga; pembuat gelas; industri kertas; sabun; deterjen; minuman botol.
• NaHCO3, soda kue; campuran pada minuman dalam botol agar menghasilkan CO2; bahan pemadam api; obat-obatan; bahan pembuat kue; sebagai larutan penyangga.
• NaOCl, zat pengelantang untuk kain.
• NaNO3, pupuk; bahan pembuatan senyawa nitrat yang lain.
• Na2SO4, garam glauber atau garam inggris; obat pencahar; zat pengering untuk senyawa organik.
• KBr digunakan sebagai obat penenang saraf (sedatif); pembuat plat fotografi
• KIO3 untuk campuran garam dapur
• K2Cr2O7 digunakan sebagai zat pengoksidasi
C. Alkali Tanah (IIA)
1. Pengertian
Logam alkali tanah, yaitu unsur-unsur golongan II A, terdiri atas Berilium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Unsur-unsur II A umumnya ditemukan di dalam tanah berupa senyawa tak larut, sehingga disebut logam alkali tanah. Seperti logam alkali, maka logam alkali tanah pun tidak terdapat bebas di alam. Atom logam-logam ini memiliki dua elektron valensi. Pada pembentukan ion positif kedua elektron valensinya dilepaskan, sehingga terbentuk ion logam bermuatan +2.
2. Senyawa-senyawa golongan alkali tanah
• Berilium (Be)
Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada. Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO6)3], dan Krisoberil [Al2BeO4].
• Magnesium (Mg)
Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9% keberadaannya. Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2], Senyawa Karbonat [MgCO3], Dolomit [MgCa(CO3)2], dan Senyawa Epsomit [MgSO4.7H2O].
• Kalsium (Ca)
Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4% keberadaanya. Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3], Senyawa Fospat [CaPO4], Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF].
• Stronsium (Sr)
Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan Strontianit.
• Barium (Ba)
Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit [BaCO3].
3. Reaksi-reaksi logam Alkali Tanah:
• Reaksi dengan air
Logam alkali tanah bereaksi dengan air membentuk hidroksidanya. Reaksinya sebagai berikut:
M(s) + 2H2O(l) → M(OH)2(aq) + H2(g)
Dengan M = Ca, Sr, dan Ba, Berilium tidak bereaksi dengan air.
• Reaksi dengan halogen
Reaksi logam alkali dengan halogen menghasilkan garam halide. Reaksinya sebagai berikut:
M(s) + X2(g) → MX2(s)
• Reaksi dengan hidrogen
Adanya pemanasan menyebabkan logam alkali tanah dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hydrogen. Reaksinya sebagai berikut:
M(s) + H2(g) → MH2(g)
• Reaksi dengan asam basa
Semua antara logam alkali tanah dapat bereaksi dengan asam kuat menghasilkan garam dan gas hydrogen. Reaksinya sebagai berikut:
M(s) + 2HCl(aq) → MCl2(aq) + H2(g)
Salah satu unsur logam alkali tanah yaitu Be, memiliki sifat amfoter.
Selain bereaksidengan asam kuat, Be juga bereaksi dengan basa kuat.
Reaksi sebagai berikut:
Be(s) + 2NaOH(aq) + 2H2O(l) → Na2Be(OH)4(aq) + H2(g)
BeO(s) + 2NaOH(aq) + H2O(l) → Na2Be(OH)4(aq)
Be(OH)2(s) + 2NaOH(aq) → Na2Be(OH)4(g)
4. Kegunaan logam Alkali tanah
• Berilium (Be)
Campuran logam berilium dengan tembaga dipakai sebagai bahan pembuat pegas, klip, dan sambungan listrik. Berilium digunakan untuk membuat jendela sinar –X. Berilium digunakan untuk pembuatan tabung sinar-X untuk reactor atom.
• Magnesium (Mg)
Campuran logam magnesium dan aluminium dipakai sebagai komponen pesawat terbang, rudal, dan bak truk. Magnesium digunakan untuk membuat kembang api dan lampu penerang pada fotografi. MgO digunakan sebagai bata tahan panas/api untuk melapisi tanur dan tempat pembakaran semen. Susu magnesia dipakai sebagai obat mag karena dapat menetralkan kelebihan asam lambung (HCl) dan juga sebagai bahan pasta gigi.
• Kalsium (Ca)
Kalsium oksida banyak digunakan dalam industri besi baja / gula, air minum, kapur klorin, kalsium karbida, kalsium sianida, dan kalsium sianat. Kalsium hidroksida (Ca(OH)2) digunakan dalam industri gula, untuk mengikat asam-asam dari tumbuhan. Kapur padam yang dicampur pada adonan pasir dan semen dapat merekatkan batu pada pendirian bangunan. Kalsium sulfat yang mengandung air dinamakan gips yang digunakan untuk membuat cetakan gigi dan pembalut patah tulang. Kalsium karbonat digunakan untuk bangunan yang utama terdapat batuan limestone.
• Stronsium (Sr)
Senyawa strontium dapat digunakan sebagai bahan cat untuk membuat kembang api dengan nyala berwarna merah terang.
• Barium (Ba)
Senyawa barium dapat dipakai sebagai nyala hijau pada kembang api, bahan penyamak kulit, bahan cat dan racun tikus.
Perbedaan Alkali Tanah dengan Alkali
• Logam alkali tanah lebih keras dari alkali karena memiliki dua elektron valensi.
• Kerapatannya lebih tinggi, titik lebur lebih tinggi.
• Berbilangan oksidasi +2 (bandingkan data energi bebas untuk reaksi logam kalsium dengan asam menghasilkan Ca+ dan Ca2+ ) walaupun energi ionisasi kedua untuk ion alkali tanah lebih tinggi dari yang pertama.
• Kelarutan dalam air relatif lebih sukar, khususnya yang memiliki anion berbilangan oksidasi -2.
