Mata Pelajaran             : KIMIA

Kelas/Prog/Semester    : XII/IPA/1

Alokasi Waktu             : 2 x 3 jam Pelajaran

Standar Kompetensi    : 3. Memahami karakteristik unsur-unsur penting , kegunaan dan bahayanya serta terdapatnya di alam.

Kompetensi Dasar       : 3.2. Mendiskripsikan kecenderungan sifat fisik dan sifat kimia unsur utama dan unsur transisi ( titik didih, titik leleh, kekerasan, warna, kelarutan , kereaktifan dan sifat khusus lainnya )

Indikator    : Mengidentifikasi reaksi nyala senyawa logam (terutama alkali dan alkali tanah) dalam kerja kelompok di laboratorium .

MATERI LOGAM ALKALI DAN ALKALI TANAH

( 2 Kali Pertemuan)

PERTEMUAN PERTAMA
INDIKATOR    : Mendeskripsikan sifat fisis dan sifat kimia logam alkali melalui percobaan reaksi logam alkali dengan air.

LOGAM  ALKALI

    Logam alkali adalah unsur-unsur golongan IA (kecuali hydrogen), yaitu litium, natrium, kalium, rubidium, sesium, dan fransium. Kata alkali berasal dari bahasa Arab yang berarti abu. Air abu bersifat basa, oleh karena itu logam-logam golongan IA membentuk basa-basa kuat maka disebut Logam Alkali.

Gambar : Sir Humphry Davy menemukan unsur natrium, kalium, barium, boron, kalsium, dan magnesium melalui elektrolisis pada abad 19.

A.    Kecenderungan Sifat Logam Alkali 

Logam alkali adalah logam yang sangat reaktif, bereaksi hebat dengan air, oksigen, hydrogen, halogen dan belerang. Untuk melihat reaksi natriium dengan air lihat video berikut :

Dari video tersebut kita dapat melihat bahwa natrium dan kalium bereaksi hebat dengan air. Dari percobaan tersebut dapat disimpulkan beberapa sifat dari natrium dan kalium sebagai berikut :

1. Logam Na dan K relatif lunak, kira-kira sekeras gabus atau karet penghapus, mudah dikerat dengan pisau.
2. Berwarna putih keperakan dengan kilap logam yang khas. Akan tetapi, permukaan yang baru diiris segera menjadi buram karena bereaksi dengan udara.
3. Na dan K mengapung di atas air. Hal itu menunjukkan bahwa massa jenis logam ini lebih kecil daripada air.
4. Reaksi Na dan K dengan air bersifat eksoterm. Kalor reaksinya menyebabkan logam Na dan K yang belum bereaksi akan mencair.
5. Reaksi Na dan K dengan air membentuk basa dan gas hydrogen. Persamaan reaksinya :

2Na (s) + 2H2O (l)  → 2NaOH (aq) + H2 (g)
2K (s) + 2H2O (l)  → 2KOH (aq) + H2 (g)

    6. Kalium lebih reaktif daripada natrium
Kereaktifan logam alkali sangat berkaitan dengan electron valensi yang hanya berjumlah satu serta jari-jari atom yang relatif besar. Akibatnya logam alkali mudah melepas electron valensinya sehingga membentuk kation bermuatan +1. Senyawa logam alkali bersifat ionic dan mudah larut dalam air. Keraktifan logam alkali bertambah besar sesuai dengan pertambahan jari-jari atomnya. Jadi dari litium ke fransium makin reaktif. Perhatikan tabel berikut :

    B. Sifat Kimia Logam Alkali

    Sifat-sifat kimia atau reaksi-reaksi logam alkali juga sangat bersamaan. Mari kita lihat beberapa reaksi logam alkali berikut :

1. Reaksi dengan Air
Logam alkali bereaksi dengan air membentuk basa dan gas hydrogen.

 2L(s) + 2H2O (l)  → 2LOH (aq) + H2 (g)

 Dimana L = logam alkali
Perlu diperhatikan, jangan memegang logam alkali karena logam alkali dapat bereaksi dengan air pada tangan yang dapat menimbulkan api atau ledakan.

2.  Reaksi dengan Hidrogen
Reaksi logam alkali dengan hydrogen membentuk hidrida, yaitu suatu senyawa yang ion hidrogennya mempunyai oksidasi -1. Reaksinya yaitu :

2L(s) + H2(g)  → 2LH (s)

 3. Reaksi dengan Oksigen
Logam alkali dapat terbakar dalam oksigen membentuk oksida, peroksida atau superoksida. Dari litium ke sesium, daya ikat terhadap oksigen meningkat. Litium membentuk oksida biasa, suatu senyawa ion yang mengandung muatan -2.

2Li(s) + O2(g)  → 2Li2O (s)

    Jika oksigen berlebihan, natrium dapat membentuk peroksida :

 2Na(s) + O2(g)  → Na2O2 (s)

    Sedangkan K, Rb, dan Cs dapat membentuk peroksida dalamoksigen berlebihan :

L(s) + O2(g)  → LO2(s)         dimana L = K, Rb, Cs

Logam alkali biasanya disimpan dalam cairan yang inert, misalnya kerosin (minyak tanah) karena logam alkali sangat mudah bereaksi dengan air dan oksigen. Logam kalium yang telah disimpan lama akan ditutupi lapisan peroksida. Memotong kalium yang sudah tertutup lapisan peroksida harus dilakukan dengan hati-hati karena mata pisau dapat menekan lapisan peroksida sehingga masuk ke dalam lapisan kalium dan menimbulkan reaksi eksoterm dan jika bereaksi di udara dapat menimbulkan ledakan.

            KO2 (s) + 3K (s) → 2K2O (s)

Gambar : Penyimpanan Logam Alkali

4. Reaksi dengan halogen
Reaksi logam alkali dengan halogen bereaksi sangat gebat membentuk garam halida.

2L(s) + X2 → 2LX (s)

C.    Kegunaan Logam Alkali

Gambar : Logam Kalium

D.    Kegiatan 1. Melakukan Percobaan

Reaksi Natrium dengan Air

a.    Alat dan Bahan

Gelas kimia, pisau, tang besi, kertas saring, cawn petri, air, larutan fenolftalein, logam natrium.
b.    Cara Kerja
1)    Isi gelas kimia denngan air kira-kira dua pertiga bagian, lalu tambahkan 2-3 tetes larutan fenolftalein.
2)    Jepit dengan tang besi dan angkat logam natrium dari botol penyimpanan. Dengan menggunakan kertas saring, seraplah minyak tanah dari permukaan ogam tersebut. Amati penampilan fisik logam tersebut. Kemudian irislah logam dengan pisau yang kering, lalu amtai permukaan irisan.
3)    Potong logam natrium sebesar kacang hijau. Dengan menggunakan tang besi masukkan potongan logam ke dalam gelas kimia tadi. Segera tutup gelas dengan cawan petri.
4)    Amati dan catat peristiwa yang terjadi.

CATATAN : jangan menyentuh logam alkali dengan tangan !!!

Keterangan : gunakan kelengkapan alat pengaman saat melakukan percobaan di laboratorium

c.    Hasil Percobaan
Catat hasil pengamatan dari percobaan
d.    Analisa Data
1)    Zat apakah yang terbentuk pada reaksi logam natrium denga air ? Jelaskan !
2)    Tulislah persamaan reaksi yang terjadi !
3)    Apakah jenis reaksi yang terjadi antara logam natrium dengan air ? Menngapa ?
4)    Manakah logam yang lebih reaktif, antara narium dan kalium ? Jelaskan !
e.    Menarik Kesimpulan
Buatlah kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan !

E. Evaluasi

1.    Bagaimanakah kecenderungan kereaktifan logam alkali ? Jelaskan !

2.    Tulislah persamaan setara reaksi yang terjadi :

a)    Litium dengan air
b)    Natrium dengan hydrogen
c)    Kalium dengan oksigen berlebih
d)    Litium dengan klorin

3.    Jelaskan mengapa natrium disimpan di dalam minyak tanah !

    PERTEMUAN KEDUA

INDIKATOR : melakukan percobaan reaksi nyala senyawa logam alkali dan alkali tanah, dan mengidentifikasi warna nyala.

LOGAM ALKALI TANAH

    Logam alkali tanah terletak dalam golongan II A pada tabel periodic unsure. LOogam alkali tanah meliputi berilium, magnesium, kalsium, stronsium, barium dan radium. Logam alkali tanah juga membentuk basa, tetapi lebih lemahdari logam alkali. Unsure golongan II A umumnya banyak ditemukan dlam tanah berupa senyawa tak larut, oleh sebab itulah disebut dengan logam alkali tanah (alkaline earth metal).

A. Sifat-sifat Fisis Logam Alkalio Tanah
Dapat dilhat dari tabel diatas bahwa dari berilium ke barium jari-jari atom meningkat secara beraturan. Pertambahan jari-jari menyebabkan penurunan energy pengionan dan kelektronegatifan. Titik didih dan titik cair cenderung menurun dari atas ke bawah. Sifat=sifat fisis logam alkali tanah lebih besar dibandingkan logam alkali seperiode. Hal itu disebabkan karena logam alkali tanah mempunyai 2 elektron valensi sehingga ikatan logamnya lebih kuat.
Kereaktifan meningkat dari Be ke Ba, ini karena dari berilium ke barium, jari-jari atom bertambah besar sehingga energy ionisasi serta keelektronegatifan berkurang. Akibatnya, kecenderungan untuk melepas electron membentuk senyawa ion semakin besar. Semua senyawa dari kalsium, strontium, dan barium berbentuk senyawa ion, sedangkan magnesium membentuk senyawa kovalen.

    B. Sifat-sifat Kimia Logam Alkali Tanah
Sifat kimia logam alkali tanah hamper mirip dengan logam alkali, tetapi logam alkali tanah kurang reaktif dari logam alkali seperiode. Jadi berilium kurang reaktif dibandingkanterhadap litium ; magnesium kurang reaktif dibandingkan natrium, dst. Ini disebabkan karena jari-jari atom logam alkali tanah lebih kecil sehingga energy pengionan lebih besar.
Beberapa reaksi logam alkali tanah berikut menggambarkan kecenderungan sifat unsure-unsur tersebut :
   1.  Reaksi dengan air
Ca, Sr, dan Ba bereaksi baik dengan air membentuk basa dan gas hydrogen. Magnesium bereaksi lambat dengan air dingin dan sedikit lebih baik dengan air panas. Sedangkan berilium todak bereaksi.

    Ca (s) + 2H2O →  Ca(OH)2 (aq) + H2 (g)

2.  Reaksi dengan Udara
Logam alkali tanah berkorosi terus menerus di udara membentuk oksida, hidroksida, atau karbonat kecuali Be dan Mg. Be dan Mg juga bereaksi dengan oksigen di udara tetapi lapisan oksida yang terbentuk melekat kuat pada permukaan logam sehingga menghambat korosi. Apabila dipanaskan kuat, semua logam alkali tanah akan terbakar di udara membentuk oksida dan nitride.

    2M (s) + O2 (g)  →  2MO (s)
    3M (s) + N2 (s) → M3N2 (s)

    Reaksi dengan halogen (X2)
Semua logam alkali tanah bereaksi dengan halogen membentuk logam garam halida.

    M (s) + X2 (g) → MX2 (s)

   3.  Reaksi dengan asam basa
Semua logam alkali tanah bereaksi denga asam kuat seperti HCl membentuk garam dan gas hydrogen. Reaksi makin hebat dari Be ke Ba :

    M (s) + 2HCl (aq) → MCl2 (aq) + H2 (g)

Be juga bereaksi dengan basa kuat, membentuk Be(OH)4 -2 dan gas H2.
   

C. Guna Alkali Tanah

 

Gambar : logam barium

D.    

D. Latihan 
    1. Manakah yang lebih reaktif :

•     Mg atau Ca

•     Mg atau Na

          Jelaskan !
    2. Tulislah persamaan reaksi untuk :

•     Magnesium dengan air

•     Kalsium dengan air

•     Berilium dengan NaOH

E. KEGIATAN PERCOBAAN

UJI NYALA LOGAM ALKALI DAN LOGAM ALKALI TANAH

I. Tujuan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari beberapa sifat logam alkali dan alkali tanah.

II. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:
A. Alat
1. Gelas kimia
2. Rak dan tabung reaksi
3. Alat pembakar (lilin)
4. Pipet tetes
5. Cawan Petri
6. Penjepit tabung
7. Kawat nikron
8. Pinset
9. Tisu dan lap
10. Gunting

B. Bahan
1. Logam Na
2. Magnesium
3. Larutan fenolphatein
4. HCl pekat
5. Padatan NaCl
6. Padatan KCl
7. Padatan CaCl2
8. Padatan BaCl2

III. PROSEDUR KERJA
!. membersihkan kawat nikrom dengan mencelupkannya ke dalam larutan klorida pekat (HCl pekat) 

2. memanaskan kawat itu dalam nyala api pembakar. 

3.Kemudian mencelupkan kawat tersebut ke dalam padatan yang akan diuji. 

4. Selanjutnya membakar kembali kawat nikrom ini, dan mengulanginya hingga tidak terlihat warna lain dalam nyala tersebut. 

5. Selanjutnya langkah tersebut diulangi untuk beberapa padatan yang diuji, secara berturut-turut Kcl, BaCl2 dan NaCl2.

Perhatikan gambar berikut !

Gambar : Warna nyala logam alkali

F. Evaluasi

1. Sebutkan nama unsur untuk setiap nomor dari uji nyala di bawah ini !

Daftar Pustaka :
Purba, Michael. 2006. Buku Kimia Kelas XII A. Jakarta : Erlangga
http://opukadafi.blogspot.com/2010/05/percobaan-v-logam-alkali-dan-alkali.html