Bab II pembahasan

BAB II PEMBAHASAN

1. 
   LITIUM
   

Litium merupakan golongan logam alkali (IA) dimana memiliki konfigurasi elektron 1s² 2s¹. Berasal dari bahasa Yunani,  lithos: batu). Ditemukan oleh Arfvedson pada tahun 1817, litium merupakan unsur logam teringan, dengan berat jenis sekitar setengahnya air (Mohsin, 2006).

Litium tidak ditemukan sebagai unsur tersendiri di alam; ia selalu terkombinasi dalam unit-unit kecil pada batu-batuan berapi dan pada sumber-sumber mata air. Mineral-mineral yang mengandung litium contohnya (Mohsin, 2006):

 lepidolite : K₂Li₃Al₄Si₇O₂₁(OH.F)₃

spodumene: LiAlSi₂O₆

petalite: LiAlSi₄O₁₀ , dan

amblygonite : (LiNa)AlPO₄(FOH)

Litium banyak terdistribusi di bumi akan tetapi  karena kereaktifannya maka akan sulit menemukan litium dalam keadaan unsurnya. Total litium yang ada di air laut diperkirakan 230 billion ton dan unsur ini terdapat dalam konsentrasi yang relatif konstan yaitu 0.1-0,2 ppm. Di Amerika Serikat, litium diambil dari air asin di danau Searles Lake, di negara bagian California dan Nevada. Deposit quadramene dalam jumlah besar ditemukan di California Utara. Logam ini diproduksi secara elektrolisis dari fusi klorida. Secara fisik, litium tampak keperak-perakan, mirip natrium (Na) dan kalium (K), anggota seri logam alkali. Litium bereaksi dengan air, tetapi tidak seperti natrium. Litium memberikan nuansa warna pelangi yang indah jika terjilat lidah api, tetapi ketika logam ini terbakar benar-benar, lidah apinya berubah menjadi putih (Mohsin, 2006).

Kulit bumi mengandung kira-kira 0,006 % massa litium. Unsur ini juga terdapat dalam air lauti hingga kira-kira 0,1 ppm massa. Sumber utama litium yaitu diperoleh dari mineral spodumene, LiAlSi₂O₆. Logam Litium dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan LiCl dengan campuran beberapa garam inert untuk menurunkan titik leleh hingga 500° C (Mohsin,2006).

Sifat Litium

Sifat Kimia Litium (Morie, 2010):

• 
  Nomor atom: 3
  
• 
  Nomor Massa : 6.941 g/mol
  
• 
  Keelektronegatifias (Pauli): 1
  
• 
  Densitas: 0.53 g/cm3 pada 20 C
  
• 
  Titik leleh : 180.5 C
  
• 
  Titik Didih : 1342 C
  
• 
  Jari-jari Van Der Walls : 0.145 nm
  
• 
  Jari-jari ion : 0.06 nm
  
• 
  Isotop : Li6 dan Li7
  
• 
  Konfigurasi elektron: 1s2 2s1
  
• 
  Energi ionisasi: 520.1 kJ/mol
  
• 
  Potensial standar : -3.02 V
  
• 
  Ditemukan oleh: ohann Arfvedson in 1817
  
• 
  Kristal struktur: cubic body center
  

Memanaskan litium dapat menyebabkan lekadan dan kebakaran. Serbuk litium secara spontan akan terbakar jika didispersikan ke udara bebas. Pada saat pemanasan terjadi maka kemungkinan akan terbentuk kabut atau gas yang berbahaya. bereaksi secara spontan dengan oksidator kuat, air, asam dan senyawa lain seperti halogen, asbes, hidrokarbon, menyebabkan ledakan (Morie, 2010).

Dengan densitas setengah dari densitas air, litium merupakan unsur yang paling kecil rapatan massanya daripada unsur padatan pada temperatur dan tekanan kamar. Logam ini mempunyai kenampakan mengkilat seperti perak, namun bila terkena udara lembab segera tertutup oleh lapisan tebal hitam sebagai akibat reaksinya dengan oksigen yang diikuti reaksi lanjut dengan gas karbondioksida  membentuk litium karbonat. Litium merupakan satu-satunya logam yang bereaksi dengan gas dinitrogen; untuk memecah ikatan ganda tiga dalam molekul dinitrogen diperlukan masukan energi sekitar 945 kJ mol^-1 . Untuk menyeimbangkan kebutuhan energi ini,  energi kisi senyawa hasil harus  sangat tinggi (Morie, 2010).

Dari kelompok logam alkali, hanya ion litium yang mempunyai densitas muatan yang paling besar, membentuk senyawa nitrida dengan energi kisi yang cukup tinggi menurut persamaan reaksi (Morie, 2010):

6Li (s) + N₂ (g)    →      2Li₃N (s)

Senyawa nitrida ini sangat reaktif, membentuk amonia jika direaksikan dengan air menurut persamaan reaksi (Morie, 2010):

Li₃N (s) + 3H₂O (l)    →   3LiOH (aq) + NH₃ (g)

Litium mampu bergabung dengan molekul dihidrogen membentuk senyawa hidrida menurut persamaan reaksi (Morie, 2010):

2Li (s) + H₂ (g)  →   2LiH (s)

Litium hidrida mudah bereaksi dengan air, demikian juga dengan aluminium klorida menurut persamaan reaksi berikut (Morie, 2010):

LiH (s) + H₂O (l) → LiOH (aq) + H₂ (g)

LiH (s) + AlCl₃ (s) →  LiAlH₄ (s) + LiCl (s)

Sifat tersebut membuat litium hidrida bermanfaat sebagai bermanfaat sebagai pengering pelarut organik, dan litium aluminium hidrida banyak dimanfaatnkan sebagai agen pereduksi yang baik pada sintesis senyawa-senyawa organik.

Litium cair sampai saat ini diketahui sebagai zat yang paling korosif. Sebagai contoh, jika logam litium dilelehkan dalam suatu wadah dari bahan gelas, meninggalkan lubang pada wadah tersebut; reaksi ini disertai dengan pancaran cahaya putih kehijauan yang tajam. Tambahan pula, litium mempunyai standar potensional reduksi paling reaktif ketimbang unsur-unsur lainnya, yaitu(Morie, 2010):

Li⁺ (aq) + e →  Li (s)  E° = -3,05

Sifat fisika Litium (Morie, 2010):

• 
  Koefisien ekspansi termal 56exp-6
  
• 
  Koduktifitas elektrik 0.106 x 10exp6/omh.cm
  
• 
  Konduktifitas termal 0.847 W/cmK
  
• 
  Densitas 0.534 g/cc
  
• 
  Modulus elastisitas bulk 11/GPA Rigiditas 4.24/GPa Youngs 4.91/GPA
  
• 
  Entalpi atomisasi 160.7 KJ/mol
  
• 
  Entalpi Fusi 3 KJ/mol
  
• 
  Entalpi vaporasi 134.7 KJ/mol
  
• 
  Flammabilitas : padatan mudah terbakar
  
• 
  Kekerasan 0.6 Mohs
  
• 
  Panas penguapan 145.92 KJ/mol
  
• 
  Volume molar 13 cm3/mol
  
• 
  Kalor jenis 3.6 J/gK
  
• 
  Tekanan uap 1.6 epx-8 Pa
  

Cara Membuat Unsur Litium

Sintesis logam litium memerlukan teknologi elektrolisis dan proses ini berlagsung sangat sulit disebabkan sulitnya memasukkan satu elektron kepada ion logam litium yang bersifat sangat elektropositif. Biji litium yang penting adalah spodumene, LiAl(SiO₃)₂. Bentuk litium alfa akan diubah menjadi bentuk litium beta pada kisaran suhu antara 1100° C. Campuran kemudian dicampur dengan asam sulfat panas kemudian diekstraksi ke dalam air untuk mendapatkan litium sulfat Li₂SO₄. Senyawaan sulfat ini kemudian ditambahkan natrium karbonat untuk mendapatkan garam Li₂CO₃ yang tidak mudah larut di dalam air. Reaksi litium karbonat dengan asam klorida akan diperoleh litium klorida LiCl yang siap untuk dielektrolisis (Morie, 2010).

Reaksinya adalah (Morie,2010):

Li₂SO₄ + Na₂CO₃ →Na₂SO₄ + Li₂CO₃

Li₂CO₃ + 2HCl → 2LiCl + CO₂ + H₂O

Disebabkan litium klorida memiliki titik leleh yang tinggi yaitu lebih dari 600 °C maka LiCl dicampur dengan KCl sehingga titik lelehnya turun menjadi sekitar 430° C.

Jenis ikatan pada unsur Litium

Pada unsur Li, ikatan yang terbentuk adalah ikatan ionik. Contohnya saja senyawa LiCl. Namun, senyawa LiCl memiliki kekuatan ikatan ion lebih lemah dibanding NaCl, apalagi KCl yang ikatan ionnya lebih kuat. Oleh karena itu dikatakan sifat ion LiCl lemah. Hal ini disebabkan letak pasangan elektron ikatan (PEI) pada LiCl sedikit lebih menjauhi Cl dibanding pada NaCl. Untuk KCl PEInya lebih rapat ke arah Cl. Perubahan sifat antara kovalen dan ionik seperti perubahan sifat logam dan non logam, juga seperti halnya sifat asam basa hidroksida dalam suatu perioda. Oleh karena itu ada senyawa yang sifat ionnya melemah dan sifat kovalennya menguat.

2. 
   NATRIUM
   

Natrium  ditemukan oleh Sir Humphrey Davy pada 1807 di Inggris (  Inggris, soda;  Latin, sodanu: obat sakit kepala). Asal simbol Na berasal dari kata Latin “natrium”. Dia menemukan dengan cara mengisolasi melalui metoda mengelektrolisis,tetapi sebenarnya unsur ini sudah dikenal di berbagai senyawa. Unsur ini merupakan logam terbanyak dalam golongan alkali.Unsur ini merupakan terbanyak di permukaan bumi,dalam permukaan bumi terdapat 2,7 % (Mohsin, 2006).

Sumber

Natrium banyak ditemukan di bintang-bintang. Natrium juga merupakan elemen terbanyak keempat di bumi, terkandung sebanyak 2.6% di kerak bumi. Unsur ini merupakan unsur terbanyak dalam grup logam alkali. Jaman sekarang ini, sodium dibuat secara komersil melalui elektrolisis fusi basah natrium klorida. Metoda ini lebih murah ketimbang mengelektrolisis natrium hidroksida, seperti yang pernah digunakan beberapa tahun lalu (Mohsin, 2006).

Kelimpahan Natrium

• 
  lapisan bumi = 23000 ppm
  
• 
  Air laut = 10500 ppm
  
• 
  Matahari = 1910000 relatif terhadap H=1exp12
  

Natrium banyak ditemukan diberbagai mineral logam misalnya sebagai NaCl, amphibole, kriolit, soda niter, dan zeolit. Natrium banyak terdapat di bintang yang ada diluar angkasa berdasarkan spektra garis D-nya dan bertanggung jawab terhadap cahaya hampir kebanyakan bintang. Senyawa yang paling banyak ditemukan adalah natrium klorida (garam dapur), tapi juga terkandung di dalam mineral-mineral lainnya seperti soda niter, amphibole, zeolite, dsb (Morie,2010).

Sifat Natrium

Natrium, seperti unsur radioaktif lainnya, tidak pernah ditemukan tersendiri di alam. Natrium adalah logam keperak-perakan yang lembut dan mengapung di atas air. Tergantung pada jumlah oksida dan logam yang terkekspos pada air, natrium dapat terbakar secara spontanitas. Lazimnya unsur ini tidak terbakar pada suhu dibawah 115 derajat Celcius (Mohsin, 2006).

Sifat Kimia Natrium (Morie, 2010):

• 
  Nama : Natrium
  
• 
  Simbol : Na
  
• 
  Nomor atom : 11
  
• 
  Nomor massa: 22.989
  
• 
  Keadaan standar : padatan
  
• 
  Warna : putih keperakan
  
• 
  Klasifikasi dalam sistem periodik : Logam
  
• 
  Total isotop : 22
  
• 
  Total isomer 2
  
• 
  Isotop radioaktif = 19
  
• 
  Isotop stabil : 1
  
• 
  Elektronegatifitas pauli : 0.9
  
• 
  Entalpi atomisasi : 108.4 KJ/mol
  
• 
  Entalpi fusi : 2.59 KJ/mol
  
• 
  Entalpi penguapan : 89.04 KJ/mol
  
• 
  Panas penguapan= 96 KJ/mol
  
• 
  Volume molar : 23.7 cm3/mol
  
• 
  Jari-jari ionik : 2.23 Amstrong
  
• 
  Jari-jari kovalen : 1.54 Amstrong
  
• 
  kristal struktur : CCB kubus berpusat badan
  

Sifat Fisika (Morie, 2010):

• 
  Densitas : 0.97 g/cm3
  
• 
  Titik leleh : 97.5
  
• 
  Titik didih : 883
  
• 
  Potensial standar : -2.7 V
  
• 
  Penemu : Sih Humphrey Davy 1807
  
• 
  Koefisien ekspansi liner termal : 70.6x10exp-5 /K
  
• 
  Konduktivitas termal = 1.41 W/cmK
  
• 
  Konduktifitas listrik : 0.21x10exp-6/ohm.cm
  
• 
  Kalor jenis : 1.23 J/gK
  
• 
  Tekanan uap : 0.0000143 Pa pada 961 °C
  

Natrium mengapung di air, apabila kita menguraikannya, maka ia akan berubah  menjadi gas hidrogen dan ion hidroksida. Jika kita gerus, maka akan menjadi bubuk, natrium juga akan meledak dalam air secara spontan. Tapi, biasanya natrium tidak meledak di udara bersuhu dibawah 388 K. Apabila natrium berikatan dengan ion OH^-, maka akan membentuk basa kuat yang sering kita temukan, yaitu NaOH (Morie, 2010).

Cara Membuat Natrium

Natrium diisolasi denga cara elektrolisis. Dibumi terdapat sumber untuk dipakai sebagai pembuatan natrium. Sumber yang paling murah adalah NaCl yang dapat diperoleh dari air laut dengan cara penguapan (Morie, 2010).

NaCl memiliki titik leleh lebih dari 800° C oleh sebab itu pembuatan natrium hanya dengan NaCl saja akan membutuhkan energi yang cukup besar. Untuk menghemat energi maka NaCl dicampur dengan CaCl2 dengan perbandingan masing-masing 40% dan 60% sehingga titik lelehnya turun menjadi 580° C (Morie, 2010).

Reaksi yang terjadi (Morie, 2010):

Katoda : Na ⁺  +   e    →   Na

Anoda :  Cl^-    →     1/2Cl₂  + e

Proses elektrolisis dilakukan dengan cara mencairkannya dalam peralatan “Down Cell” dalam prakteknya sering diikuti dengan pembentukan logam kalsium akan tetapi padatan ini dikembalikan lagi ke tempat pelelehan (Morie, 2010).

Reaktivitas

Logam alkali sangat reaktif dibandingkan logam golongan lain. Selain disebabkan oleh jumlah elektron valensi yang hanya satu dan ukuran jari-jari atom yang besar, sifat ini juga disebabkan oleh harga energi ionisaisnya yang lebih kecil dibandingkan logam golongan lain. Dari Li sampai Cs harga energi ionisai semakin kecil sehingga logamnya semakin reaktif. Kereaktifan logam alkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air, oksigen, unsur-unsur halogen, dan hidrogen.

ion natrium lebih stabil, sehingga kurang reaktif jika dibanding natrium murni.

Senyawaan dan Reaksinya dengan Unsur Lain

1. Reaksi dengan air :

Logam alkali bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen dan logam hidroksida. Litium (Li) sedikit bereaksi dan sangat lambat, sodium (Na) jauh lebih cepat, kalium (K) terbakar, sedangkan rubidium (Rb) dan cesium (Cs) menimbulkan ledakan. Reaksi antara logam dan air adalah sebaga berikut:

2M (s) + 2H2O (l) → 2MOH (aq) + H2 (g)

Logam akan berikatan dengan OH-. Semakin kuat sifat logamnya maka semakin kuat sifat basanya. Dari Li ke Cs pelepasan OH- akan semakin mudah (berhubungan dengan energi ionisasi) sehingga konsentrasi OH- yang terbentuk akan semakin tinggi. Maka Cs yang paling membentuk basa kuat.

2. Reaksi dengan Oksigen :

Logam alkali juga bereaksi dengan oksigen membentuk oksida ( bilangan oksigen = -2), peroksida (bilangan oksigen = -1), atau superoksida (bilangan oksida =-1/2). Dari Li sampai Cs, kecenderungan logam alkali untuk menghasilkan senyawa peroksida atau superoksida semakin besar karena sifat logamnya semakin reaktif. Untuk menghasilkan oksida logam alkali, jumlah oksigen harus dibatasi dan digunakan suhu yang rendah (di bawah 180oC).

4L (s) + O2 (g) → 2L2O

Untuk menghasilkan peroksida, selain jumlah okseigen yang dibatasi juga harus disertai pemanasan. Jika oksigennya berlebih maka akan terbentuk superoksida.

2L (s) + O2 (g) → L2O2(s)

L (s) + O2 (g) → LO2 (s)

3. Reaksi dengan unsur-unsur Halogen :

Unsur halogen bersifat sebagai pengoksidasi. Reaksi ini menghasilkan garam halida

2L(s) + X2 → 2LX (s)

4. Reaksi dengan Hidrogen :

Reaksi yang berlangsung akan menghasilkan senyawa hidrida. Senyawa hidrida adalah senyawa yang mengandung atom hidrogen dengan bilangan oksidasi negatif. 2L(s) + H2(g) –> 2LH(s)

Jenis Ikatan yang Terbentuk

a. Ikatan ionik pada natrium klorida

Natrium (2,8,1) memiliki satu elektron lebih banyak dibandingkan struktur gas mulia (2,8). Jika natrium tersebut memberikan kelebihan elektron tersebut maka natrium akan menjadi lebih stabil.

Klor (2,8,7) memiliki satu elektron lebih sedikit dibandingkan struktur gas mulia (2,8,8). Jika klor tersebut memperoleh satu elektron dari tempat yang lain maka klor juga akan menjadi lebih stabil.

Jawabannya sangatlah jelas. Jika atom natrium memberikan satu elektron ke atom klor, maka keduanya akan menjadi lebih stabil.

b. Ikatan logam pada natrium

Logam cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi sehingga memberikan kesan kuatnya ikatan yang terjadi antara atom-atomnya. Secara rata-rata logam seperti natrium (titik leleh 97.8°C) meleleh pada suhu yang sangat jauh lebih tinggi dibanding unsur (neon) yang mendahuluinya pada tabel periodik.

C. ikatan Polar

Ikatan polar merupakan ikatan kovalen yang mana terdapat pemisahan muatan antara ujung yang satu dengan ujung yang lain – dengan kata lain salah satu ujung sedikit positif dan ujung yang lainnya sedikit negatif. Contohnya KCl.

3. 
   KALIUM (Potassium)
   

Sumber dan Kelimpahan
Sebagai unsur-unsur alkali yang paling banyak dijumpai di alam, tidak aneh jika unsur natrium dan kalium ikut berperan dalam metabolisme pada tubuh makhluk hidup. Pada tubuh man usia dan hewan, ion-ion Na+ dan K+ berperan dalam menghantarkan konduksi saraf, serta dalam memelihara keseimbangan osmosis dan pH darah. Pada tumbuh-tumbuhan, ion K+ jauh lebih penting dari pada ion Na+, sebab ion K+ merupakan zat esensial untuk pertumbuhan.
Kalium merupakan logam ketujuh paling banyak dan terkandung sebanyak 2.4% (berat) di dalam kerak bumi. Kebanyakan mineral kalium tidak terlarut dalam air dan unsure kalium sangat sulit diambil dari mineral-mineral tersebut. Mineral-mineral tertentu, seperti sylvite, carnalite, langbeinite dan polyhalite ditemukan di danau purba dan dasar laut yang membentuk deposit dimana kalium dan garam-garamnya dengan mudah dapat diambil. Kalium ditambang di Jerman, Negara-neraga bagian New Mexiko, California dan Utah. Deposit besar yang ditemukan pada kedalam 3000 kaki di Saskatchewan, Kanada diharapkan menjadi tambang penting di tahun-tahun depan. Kalium juga terdapat dikulit bumi sebagai mineral silvit (KCl), karnalit (KCl.MgCl2.6H2O), sendawa (KNO3), dan feldspar (K2O.Al2O3.3SiO2). Dalam tumbuh-tumbuhan, kalium banyak terkandung sebagai garam oksalat dan tatrat. Jika tumbuh-tumbuhan diperabukan, kita memperoleh K2CO3.
Sifat fisika

• 
  Kalium hanya mempunyai satu elektron valensi yang terlibat dalam pembentukan ikatan logam. Oleh karena itu, logam ini mempunyai energi kohesi yang kecil yang menjadikan logam golongan ini lunak.
  
• 
  Memiliki titik didih dan titik leleh yang kecil.merupakan reduktor yang kuat. Daya hantarnya hampir sama dengan daya hantar logam murni.
  
• 
  Berwujud padatan yang berwarna abu-abu mengkilap.
  
• 
  Mempunyai titik leleh 63,65oC dan titik didih 774oC.
  
• 
  Besarnya diameter atom kalium adalah 2,77 A dan kerapatan atom natrium adalah 0,862 g/cm3.
  

Sifat kimia

• 
  Sangat Reaktif
  

Unsur kalium sangat reaktif atau mudah bereaksi dengan unsur lain karena mereka mudah melepaskan elektron terluarnya

• 
  Sifat logam unsur alkali dari atas ke bawah pada tabel periodik cenderung bertambah. Sifat ini terkait dengan kecenderungan atom unsur alkali melepas elektron. Klium Yng berada pada periode ke-3 memiliki sifat logam yang lebih besar daripada Natrium dan lebih kecil daripada Rubidium
  
• 
  Kalium dan garam-garamnya memberikan warna ungu pada lidah api.
  
• 
  Reaktif dengan air sehingga reaksinya dapat menimbulkan ledakan dan nyala api.
  
• 
  Unsur ini sangat reaktif dan yang paling elektropositif di antara logam-logam
  
• 
  kalium juga logam yang sangat ringan. Kalium sangat lunak, dan mudah dipotong dengan pisau dan tampak keperak-perakan pada permukaan barunya.
  

Cara isolasi / Pembuatan

Kalium tidak ditemukan tersendiri di alam, tetapi diambil melalui proses elektrolisis hidroksida. Metoda panas juga lazim digunakan untuk memproduksi kalium dari senyawa-senyawa kalium dengan CaC₂, C, Si, atau Na.

Kalium, rubidium, dan sesium tidak dapat diperoleh dengan proses elektrolis karena logam-logam yang terbentuk pada anoda akan segera larut kembali dalam larutan garam yang digunakan. Oleh sebab itu untuk memperoleh Kalium, rubidium, dan sesium dilakukan melalui metode reduksi.

Proses yang dilakukan untuk memperoleh ketiga logam ini serupa yaitu dengan mereaksikan lelehan garamnya dengan natrium.

Na  +  LCl ―→ L  +  NaCl            (L= kalium, rubidium dan sesium)

Sumber utama logam K adalah silvit (KCl). Logam ini didapatkan dengan mereduksi lelehan KCl. Na + KCl ↔ K + NaCl 

Reaksi ini berada dalam kesetimbangan karena K mudah menguap maka K dapat dikeluarkan dari sistem. Dan kesetimbangan akan tergeser ke kanan untuk memproduksi K. Untuk reduksi Rb dan Cs prosesnya sama dengan proses reduksi K.

Reaktifitas

Semua unsur pada kelompok ini sangat reaktif sehingga secara alami tak pernah ditemukan dalam bentuk tunggal.*reaktif karena kalium ini ada di golongan I  sehingga ia sangat mudah melepaskan elektron valensinya dan semakin banyak nomor atom maka semakin rektif unsur tersebut. Kalium sangat reaktif atau mudah bereaksi dengan unsur lain karena kalium mudah melepaskan elektron terluarnya. Di udara, kalium ini akan bereaksi dengan oksigen atau air. Oleh karena itu, unsur ini biasanya disimpan dalam minyak tanah atau hidrokarbon yang inert. Unsur alkali tidak ada yang terdapat di alam dalam bentuk unsurnya, biasanya bergabung dalam mineral yang larut dalam air, misal NaCl (natrium klorida). Unsur alkali seperti kalium terdapat dalam senyawaan alam sebagai ion uni-positif (positif satu). Karena kereaktifannya, unsur alkali tidak ditemukan dalam keadaan bebas di alam tetapi sebagai ion positif (K⁺) dalam semua ion. Kebanyakan senyawanya larut dalam air sehingga logam ini sangat banyak terdapat di suatu tempat yaitu di air laut. Logam ini sangat banyak terdapat di air laut tersebut.

Untuk menghambat reaktivitas, unsur-unsur logam alkali harus disimpan dalam medium minyak. Logam alkali seperti kalium merupakan logam yang sangat reaktif, sehingga mudah bereaksi dengan zat lain membentuk senyawa logam alkali. Berikut akan dipaparkan berbagai jenis reaksi kalium yaitu, reaksi kalium dengan air, reaksi kalium dengan oksigen, reaksi kalium dengan halogen, dan reaksi kalium dengan hydrogen.
Senyawaan dan reaksinya dengan unsur lain

1. Reaksi kalium dengan air

Kalium bereaksi dengan air membentuk senyawa kalium hidroksida dan gas H₂. reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut:

2K_(s) + H₂O_(l) → 2KOH_(aq) + H_2(g)

2. Reaksi kalium dengan oksigen

Kalium bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa kalium oksida, senyawa peroksida, dan senyawa superoksida. Persamaan umumnya adalah sebagai berikut:

Senyawa oksida (O^2-)

Contoh reaksi kalium dengan oksigen menghasilkan oksida

4K_(s) + O_2(g) → 2KO_(s)

Senyawa peroksida (O₂^2-)

Contoh reaksi kalium dengan oksigen menghasilkan peroksida

2K_(s) + O_2(g)→ K₂O_2(s)

Senyawa superoksida (O₂^-)

Contoh reaksi kalium dengan oksigen menghasilkan oksida

K_(s) + O_2(g) → KO_2(s)

Senyawa oksida dihasilkan apabila reaksi melibatkan jumlah oksigen terbatas; sedangkan senyawa peroksida dan superoksida diperoleh dari reaksi dengan jumlah oksigen berlebih. 

3. Reaksi kalium dengan halogen

Kalium bereaksi dengan halogen membentuk senyawa kalium halida. Persamaan umum reaksi antara kalium dengan halogen (X) sebagai berikut:

2K_(s) + X_2(g) --> 2KX_(s)

Contoh reaksi kalium dengan halogen:

2K_(s) + Cl_2(g) --> 2KCl_(s) (Kalium klorida)

4. Reaksi Kalium dengan hydrogen

Kalium bereaksi dengan hydrogen membentuk senyawa kalium hidrida. Senyawa hidrida merupakan senyawa ionic Kristal yang berwarna putih. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut:

2K_(s) + H_2(g) --> 2KH_(s)

Jenis ikatan yang terbentuk

IKATAN ION (ELEKTROVALEN)
Terjadi jika atom unsur yang memiliki energi ionisasi kecil/rendah melepaskan elektron valensinya (membentuk kation) dan atom unsur lain yang mempunyai afinitas elektron besar/tinggi menangkap/menerima elektron tersebut (membentuk anion). Kedua ion tersebut kemudian saling berikatan dengan gaya elektrostatis. Unsur yang cenderung melepaskan elektron adalah unsur logam (kalium)sedangkan unsur yang cenderung menerima elektron adalah unsur non logam.

Contoh: antara logam Kalium dengan Chlorine

Atom Cl menerima 1 elektron pada kulit terluarnya sehingga konfigurasi elektronnya sama dengan gas mulia

Antara ion K⁺ dengan terjadi gaya tarik-menarik elektrostatis sehingga terbentuk senyawa ion KCl.

4. 
   RUBIDIUM
   

Sumber dan kelimpahan

Unsur rubidium banyak terdapat di alam dalam jumlah yang kecil pada mineral-mineral tertentu yang biasanya bersatu dengan logam, alkali lainnya. Selain itu unsur rubidium juga terdapat pada teh, kopi, tembakau, dan beberapa tumbuhan lain.

Rubidium in the environment Rubidium di lingkungan 
Jumlah rubidium dihasilkan setiap tahun adalah kecil, dan apa yang ada permintaan dapat dipenuhi dari stok yang dicampur dengan soda-produk yang dikumpulkan selama extractium dari litium dari lepodite. 
Kurang rubidium yang dihasilkan digunakan untuk tujuan penelitian saja, ini adalah tidak ada insentif komersial untuk mencari bahan untuk outlet. 

Sifat-sifat fisika dan kimia

Rubidium adalah lunak, perak-putih unsur logam dari grup logam alkali .Ini adalah salah satu yang paling electropositive dan unsur bersifat alkali. Rubidium dapat cair di suhu Ambient, tetapi hanya pada siang hari yang diberikan dengan titik lebur adalah sekitar 40 ° C. It ignites spontaneously in . . Ia ignites secara spontan di udara dan bereaksi keras dengan air dan bahkan dengan es di -100 C, pengaturan api ke liberated hidrogen. rubidium ( Rb ) menghasilkan warna nyala api biru kemerahan.

Rubidium dapat menjelma dalam bentuk cair pada suhu ruangan. Ia merupakan logam akali yang lembut, keperak-perakan dan unsur akali kedua yang paling elektropositif. Ia terbakar secara spontan di udara dan bereaksi keras di dalam air, membakar hidrogen yang terlepaskan. Dengan logam-logam alkali yang lain, rubidium membentuk amalgam dengan raksa dan campuran logam dengan emas, cesium dan kalium. Ia membuat lidah api bewarna ungu kekuning-kuningan. Logam rubidium juga dapat dibuat dengan cara mereduksi rubidium klorida dengan kalsium dan dengan beberapa metoda lainnya. Unsur ini harus disimpan dalam minyak mineral yang kering, di dalam vakum atau diselubungi gas mulia.

Secara umum sifat-sifat kimia rubidium mirip dengan natrium dan kalium.

Rubidium Mempunyai massa atom 84,4678 sma
• Mempunyai nomor atom 37
• Mempunyai jari-jari atom 2,48 Å
• Mempunyai konfigurasi electron 2 8 18 8 1
• Dalam senyawa mempunyai bilangan oksidasi +1
• Mempunyai volum atom 55,9 cm3/mol
• Mempunyai struktur Kristal bcc
• Mempunyai titik didih 961 K
• Mempunyai titik lebur 312,63 K
• Mempunyai massa jenis 1,532 gram/cm3
• Mempunyai kapasitas panas 0,363 J/g K
• Mempunyai potensial ionisasi 4,177 volt
• Mempunyai elektronegativitas 0,82
• Mempunyai konduktivitas listrik 47,8 × 106 ohm-1cm-1
• Mempunyai konduktivitas kalor 58,2W/m K
• Mempunyai harga entalpi pembentukan 2,34 kJ/mol
• Mempunyai harga entalpi penguapan 69,2 kJ/mol

Reaktivitas

Rubidium merupakan salah satu unsur logam alkali yang juga sangat reaktif, berwarna putih perak dan sangat lunak. Kereaktifan Rubidium ditunjukkan oleh reaksi - reaksinya dengan beberapa unsur non logam. Dengan gas hidrogen dapat bereaksi membentuk hidrida yang berikatan ion, dalam hal ini bilangan oksidasi hydrogen adalah -1 dan bilangan oksidasi alkali +1. Dengan oksigen dapat membentuk oksida, dan bahkan beberapa di antaranya dapat membentuk peroksida dan superoksida. Rubidium merupakan senyawa yang mudah larut dalam air, dengan raksa membentuk amalgam yang sangat reaktif sebagai reduktor.Rubidium mudah bereaksi dengan udara luar dan membentuk senyawa rubidium oksida dan bereaksi kuat dengan air.

2Rb(s) + 2H₂O(l) ―→ 2RbOH(aq) + H₂(g)

Reaksi antara Rubidium dengan air merupakan reaksi yang eksotermis. Rubidium bereaksi dengan keras dan dapat menimbulkan ledakan.

Senyawaan dan reaksinya dengan unsur lain

Rubidium mudah bereaksi dengan udara luar dan membetuk senyawa rubidium oksida dan bereaksi kuat dengan air. Secara umum sifat-sifat kimia rubidium mirip dengan natrium dan kalium.

5. 
   CESIUM
   

Cesium  adalah unsur kimia dengan simbol  Cs dan nomor atom 55. Cesium adalah  perak-emas logam alkali dengan titik leleh 28 ° C (82 ° F), yang menjadikannya salah satu dari lima unsur logam yang cair di (atau dekat) suhu kamar . Cesium adalah logam alkali yang memiliki sifat fisika dan kimia mirip dengan rubidium dan kalium. Logam ini sangat reaktif dan piroforik, bereaksi dengan air bahkan pada suhu -116 ° C (-177 ° F). Cesium adalah unsur elektronegatif  yang memiliki isotop stabil. Cesium ditambang sebagian besar dari pollucite, sedangkan radioisotop, terutama cesium-137, produk fisi yang diekstrak dari limbah yang dihasilkan oleh reaktor nuklir.

Isotop Cesium

Isotop dari cesium : cesium memiliki total 39 isotop diketahui bahwa kisaran  jumlah  massa unsur tersebut 112-151.

Unsur  135 Cs  radioaktif  memiliki waktu  sangat panjang sekitar 2,3 juta tahun.  135Cs isotop adalah salah satu unsur berumur panjang produk fisi uranium yang membentuk di reaktor nuklir. Namun, hasil produk fisi berkurang dalam reaktor  karena pendahulunya, 135Xe, adalah racun yang sangat kuat dan neutron transmute untuk 136Xe stabil.

Unsur 137Cs adalah emitor kuat dari radiasi gamma yang bertanggung jawab untuk radioaktivitas bahan bakar nuklir bekas setelah beberapa tahun pendinginan sampai beberapa ratus tahun setelahnya. Sebagai contoh 137Cs bersama dengan 90Sr saat ini menghasilkan sumber terbesar radioaktivitas yang dihasilkan di daerah sekitar bencana Chernobyl.

Hampir semua cesium dihasilkan dari reaksi fisi nuklir berasal dari peluruhan beta neutron. Umumnya lebih kaya produk fisi, melewati berbagai isotop yodium dan xenon. Karena yodium dan xenon yang stabil dan dapat menyebar melalui bahan bakar nuklir atau udara, radioaktif cesium. sering dibuat jauh dari lokasi asli dari fisi. Dengan dimulainya pengujian senjata nuklir sekitar 1945, 137Cs dirilis ke atmosfer dan kemudian kembali ke permukaan bumi sebagai komponen radioaktif fallout.

Cesium adalah elemen yang relatif jarang terjadi seperti yang diperkirakan sekitar 3 bagian per juta dalam kerak bumi. Karena jari-jari ionik yang besar, cesium adalah salah satu unsur yang tidak kompatibel. Selama kristalisasi magma, cesium  terkonsentrasi dalam fase cair lalu mengkristal .

Karakteristik Cesium

• 
  Sifat Fisika
  

Cesium memiliki titik leleh 28,4 ° C (83.1 ° F), menjadikannya salah satu dari beberapa unsur logam yang cair di suhu kamar. Selain itu logam ini memiliki titik didih , 641 ° C (1186 ° F).

Cesium adalah bentuk paduan emas dengan logam alkali lainnya, dan amalgam dengan merkuri. Pada suhu di bawah 650 ° C (1202 ° F), berpadu dengan kobalt, besi, molibdenum, nikel, tantalum platinum, atau tungsten. Cesium membentuk senyawa intermetalik baik didefinisikan dengan antimon, galium, indium dan thorium, yang fotosensitif . Cesium bercampur dengan logam alkali lain (kecuali dengan litium), dan paduan dengan distribusi molar cesium 41%, 47% kalium, dan natrium 12% memiliki titik leleh terendah dari setiap paduan logam yaitu pada -78 ° C (-108 ° F).

• 
  Sifat Kimia
  

Logam Cesium sangat reaktif dan sangat piroforik. Bereaksi eksplosif dengan air bahkan pada temperatur rendah. Reaksi dengan air  padat terjadi pada temperatur  -116 ° C (-177 ° F). Karena reaktivitas tinggi, logam cesium diklasifikasikan sebagai bahan berbahaya. Cesium disimpan dan dikirim dalam hidrokarbon jenuh kering seperti minyak mineral. Demikian pula harus ditangani di bawah atmosfer inert seperti argon. Hal ini dapat disimpan dalam vakum-disegel ampul kaca borosilikat. Dalam jumlah lebih dari sekitar 100 gram (3,5 oz), cesium  dikirim dalam wadah tertutup rapat berbahan stainless steel.

Sifat kimia dari cesium  serupa dengan logam alkali lainnya, tetapi lebih dekat mirip dengan  rubidium. Beberapa perbedaan kecil muncul dari fakta bahwa cesium memiliki massa atom yang lebih tinggi dan lebih elektropositif dari yang lain (non-radioaktif). Cesium adalah unsur kimia yang paling elektropositif stabil. Ion cesium juga lebih besar dan kurang “keras” daripada logam alkali ringan .

Sejarah Cesium

Pada tahun 1860, Robert Bunsen dan Gustav Kirchhoff  menemukan cesium di dalam air mineral di Durkheim, Jerman. Karena garis biru terang dalam spektrum emisi, mereka memilih nama yang diambil dari kata Latin caesius, yang berarti langit biru. Cesium adalah elemen pertama yang ditemukan untuk spektroskopis, hanya satu tahun setelah penemuan spektroskop oleh Bunsen dan Kirchhoff.

Untuk mendapatkan sampel murni dari cesium, 44.000 liter air mineral harus diuapkan untuk menghasilkan 240 kilogram  larutan garam terkonsentrasi. Logam alkali tanah yang diendapkan baik sebagai sulfat atau oksalat, meninggalkan logam alkali dalam larutan. Setelah konversi ke nitrat dan ekstraksi dengan etanol, diperoleh campuran natrium bebas. Dari campuran ini, lithium karbonat diendapkan dengan amonium. Kalium, rubidium dan cesium berbentuk garam larut dengan asam chloroplatinic, namun garam-garam ini menunjukkan sedikit perbedaan dalam kelarutan dalam air panas. Oleh karena itu, kurang-larut cesium dan rubidium hexachloroplatinate  dapat diperoleh dengan kristalisasi fraksional. Setelah pengurangan hexachloroplatinate dengan hidrogen, cesium dan rubidium dapat dipisahkan oleh perbedaan kelarutan dalam alkohol karbonat mereka. Proses ini menghasilkan 9,2 gram (0,32 ons) dari rubidium klorida dan 7,3 gram (0,26 ons) cesium klorida dari 44.000 liter air mineral awal.

Dua ilmuwan itu menggunakan cesium klorida yang diperoleh untuk memperkirakan berat atom dari elemen baru. Mereka mencoba untuk menghasilkan unsur cesium klorida dengan elektrolisis lelehan cesium, tapi bukannya logam, mereka memperoleh substansi homogen biru. Pada elektrolisis larutan berair dari klorida dengan merkuri anoda menghasilkan amalgam caesium yang mudah terurai di bawah kondisi berair.  Logam murni akhirnya diisolasi oleh kimiawan Jerman,  Carl Setterberg . Pada 1882 ia menghasilkan logam cesium dengan mengelektrolisis cesium sianida.

Sejak tahun 1967, pengukuran  Sistem Internasional  memiliki unit yang berbasis waktu pada sifat-sifat cesium. Sistem Satuan Internasional (SI) mendefinisikannya sebagai 9192631770 siklus dari radiasi, yang sesuai dengan transisi antara dua tingkat hyperfine energi dari ground state dari atom caesium-133.Konferensi Umum ke-13 tentang Berat dan Ukuran Tahun 1967 mendefinisika sebagai: “Durasi sepanjang 9.192.631.770 siklus cahaya gelombang mikro diserap atau yang dipancarkan oleh transisi hyperfine dari caesium-133 atom dalam keadaan dasar mereka terganggu oleh medan eksternal”.

Sejak 1990-an, penerapan elemen terbesar cesium  adalah sebagai format untuk cairan pengeboran. Cesium memiliki berbagai aplikasi dalam produksi listrik dalam elektronik, dan kimia. Isotop radioaktif cesium-137 memiliki waktu paruh sekitar 30 tahun dan digunakan dalam aplikasi medis, pengukur industri, dan hidrologi. Unsur ini sedikit beracun  karena merupakan bahan berbahaya sebagai logam dan radioisotop yang menyajikan risiko kesehatan yang tinggi dalam kasus kebocoran radiasi.

Keberadaan Cesium di Alam

Cesium merupakan salah satu unsur logam alkali yang reaktif, berwarna putih dan lunak. Cesium banyak terdapat di alam pada lapisan-lapisan batuan, dan dalam bentuk mineral seperti pollux (pollucit), lepidotite, carnallite, dan feldspar. Dalam laboratorium cesium dapat dibuat melalui proses elektrolisis ekstrak mineral dalam bentuk sianida (cianyde) atau melalui pemanasan hidroksida atau karbonat magnesium atau aluminium.

Reaktifitas dan senyawaan dengan unsur lain

Reaksi dengan Air

Produk yang diperoleh dari reaksi antara logam alkali dan air adalah gas hidrogen dan logam hidroksida. Logam hidroksida yang dihasilkan merupakan suatu basa kuat. Makin kuat sifat logamnya basa yang dihasilkan makin kuat pula, dengan demikian basa paling kuat yaitu dihasilkan oleh sesium. Reaksi antara logam alkali dan air adalah sebaga berikut:

2Cs(s) + 2H₂O(l) ―→ 2CsOH(aq) + H₂(g)

Reaksi dengan Udara

Produk yang diperoleh dari reaksi antara logam alkali dengan oksigen yakni berupa oksida logam. Berikut reaksi yang terjadi antara alkali dengan oksigen

4Cs   +  O₂ ―→  2Cs₂O            

Pada pembakaran logam alkali, oksida yang terbentuk bermacam-macam tergantung pada jumlah oksigen yang tersedia. Bila jumlah oksigen berlebih, natrium membentuk peroksida, sedangkan kalium, rubidium dan sesium selain peroksida dapat pula membentuk membentuk superoksida.

Persamaan reaksinya :

Cs (s) + O₂(g) ―→ CsO₂(s)

 

Reaksi dengan Hidrogen

Dengan pemanasan logam alkali dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrida. Senyawa hidrida yaitu senyawaan logam alkali yang atom hidrogen memiliki bilangan oksidasi -1.

2Cs (s) +   H₂(g) ―→ 2CsH(s) (L =  logam alkali)

 

Reaksi dengan Halogen

Unsur-unsur halogen merupakan suaru oksidator sedangkan logam alkali merupakan reduktor kuat. Oleh sebab itu reaksi yang terjadi antara logam alkali dengan halogen merupakan reaksi yang kuat. Produk yang diperoleh dari reaksi ini berupa garam halida.

2Cs  +  X₂ ―→ 2CsX            ( X = halogen )

 

Reaksi dengan Senyawa

Logam-logam alkali dapat bereaksi dengan amoniak bila dipanaskan dan akan terbakar dalam aliran hidrogen klorida.

2L + 2HCl ―→ LCl   +  H₂

2L + 2NH₃ ―→  LNH₂ +  H₂ ( L = Cs )

6. 
   FRANSIUM
   

Sifat fisika dan kimia

Simbol: Fr

Radius Atom: 2.7 Å

Volume Atom: cm³/mol

Massa Atom: -223

Titik Didih: 950 K

Radius Kovalensi: 64 Å

Struktur Kristal: bcc

Massa Jenis: g/cm³

Konduktivitas Listrik: 15 x 10⁶ ohm^-1cm^-1

Elektronegativitas: 0.7

Konfigurasi Elektron: [Rn]7s1

Formasi Entalpi: kJ/mol

Konduktivitas Panas: Wm^-1K^-1

Potensial Ionisasi: V

Titik Lebur: 300 K

Bilangan Oksidasi: 1

Kapasitas Panas: Jg^-1K^-1

Entalpi Penguapan: 2.1 kJ/mol

Sejarah

Elemen ini ditemukan pada tahun 1993 oleh Marguerite Perey, ilmuwan Curie Institute di Paris. Fransium yang merupakan unsur terberat seri logam-logam alkali, muncul sebagai hasil disintegrasi unsur actinium. Ia juga bisa dibuat secara buatan dengan membombardir thorium dengan proton-proton. Walau fransium secara alami dapat ditemukan di mineral-mineral uranium, kandungan elemen ini di kerak bumi mungkin hanya kurang dari satu ons. Fransium juga merupakan elemen yang paling tidak stabil di antara 101 unsur pertama di tabel periodik. Ada 33 isotop fransium yang dikenal. Yang paling lama hidup ²²³Fr (Ac, K), anak ²²⁷Ac, memiliki paruh waktu selama 22 menit. Ini satu-satunya isotop fransium yang muncul secara alami. Karena isotop-isotop fransium lainnya sangat labil, sifat-sifat fisik mereka diketahui dengan cara teknik radiokimia. Sampai saat ini unsur belum pernah dipersiapkan dengan berat yang memadai atau diisolasi. Sifat-sifat kimia fransium sangat mirip dengan Sesium.

Fransium adalah terberat dari unsur-unsur alkali terjadi secara alami - kolom paling kiri dari tabel periodik unsur. Ia memiliki 87 proton dan antara 120-140 neutron. Simbol resminya adalah Fr.

Fransium juga stabil setidaknya dari 103 elemen pertama. Dibandingkan dengan unsur-unsur lain, sangat sedikit yang diketahui dari sifat fisik dan kimia fransium. Isotop fransium terpanjang hidup adalah 212Fr dan 223Fr yang memiliki umur paruh sekitar 20 menit. 223Fr diproduksi secara alami sebagai bagian dari rantai peluruhan radioaktif uranium, meskipun ada mungkin kurang dari 30 g hadir dalam kerak bumi seluruh anggota pada satu waktu.

Kelimpahan alami rendah fransium telah sangat dibatasi penyelidikan: M. Perey menemukan fransium pada tahun 1939 di Institut Curie, dan hanya beberapa dekade kemudian pada tahun 1978 memang tim Isolde di CERN mengamati transisi optik pertama di fransium atom.



Cara mendapatkan Fransium

Tentu terjadi fransium sulit untuk belajar karena harus cepat dan efisien diekstraksi dari sampel di mana ia tertanam. Dalam prakteknya, penelitian fransium membutuhkan produksi laboratorium nya. Di Stony Brook, kami memproduksi fransium dalam reaksi fusi nuklir di ion berat superkonduktor akselerator linear yang Stony Brook Struktur Laboratorium Nuklir (LINAC).

Kami memproduksi fransium oleh bertabrakan atau fusing 100 MeV inti oksigen (18O) dengan inti emas (197Au) dalam target stasioner:

Fusion reaksi untuk memproduksi fransium. Reaksi fusi menghasilkan 215Fr dengan banyak energi internal, yang kemudian dirilis sebagai neutron. Neutron nomor direbus off dapat diubah dengan tuning energi dari ion insiden 18O. Menggunakan reaksi ini, kita dapat menghasilkan 208Fr, 209Fr, 210Fr, dan 211Fr. Dengan mengganti emas untuk platinum di target, kita dapat menghasilkan 212Fr. Dalam prakteknya, kita mencapai tingkat produksi tertinggi dengan 210Fr (dengan waktu paruh 3 menit).

Neutron yang dihasilkan selama reaksi fusi menimbulkan bahaya kesehatan yang signifikan. Dalam rangka untuk bekerja di lingkungan neutron bebas, kita menghilangkan fransium dari target sebagai ion dan mengangkutnya ke ruang perangkap, terletak 10 m di balik dinding beton tebal 1 m. Ketika atom fransium berdifusi keluar dari target, fungsi permukaan emas kerja strip fransium elektron valensi nya. Ion fransium kemudian dipercepat accross 5 KeV potensi dan dipandu elektrostatis ke ruang perangkap:



Fransium produksi dan aparat perangkap.

Optik elektrostatik beamline transportasi kami memastikan transportasi massal yang independen dari semua isotop fransium dan bahkan alkali lainnya, seperti rubidium, yang kita gunakan untuk menguji sebagian dari aparat kita.