Makalah Alkali Tanah

oleh

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun ucapkan kepada Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga Makalah Alkali Tanah ini dapat diselesaikan dengan baik. Tidak lupa shalawat dan salam semoga terlimpahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW, keluarganya, sahabatnya, dan kepada kita selaku umatnya.

Kami ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan yang berjudul Makalah Alkali Tanah ini. Dan kami juga menyadari pentingnya akan sumber bacaan dan referensi internet yang telah membantu dalam memberikan informasi yang akan menjadi bahan makalah. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan arahan serta bimbingannya selama ini sehingga penyusunan makalah dapat dibuat dengan sebaik-baiknya. Kami menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan Makalah Alkali Tanah ini sehingga kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan makalah ini.

Kami mohon maaf jika di dalam makalah ini terdapat banyak kesalahan dan kekurangan, karena kesempurnaan hanya milik Yang Maha Kuasa yaitu Allah SWT, dan kekurangan pasti milik kita sebagai manusia. Semoga Makalah Alkali Tanah ini dapat bermanfaat bagi kita semuanya.

Indonesia, April 2024
Penyusun

DAFTAR ISI

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sering kali kita tidak menyadari bahwa hidup kita tidak lepas dari suatu zat bernama unsur. Betapa tidak, bahkan suatu bahan yang jumlahnya sedikit dan tanpa sadar kita konsumsi sehari-hari merupakan mineral yang sangat penting bagi manusia, antara lain bagi metabolisme tubuh, penghubung antar syaraf, kerja jantung, dan pergerakan otot adalah salah satu unsur logam golongan II A atau lazim disebut alkali tanah yang bernama kalsium.

Selain memiliki dampak positif, pemanfaatan unsur dan senyawa alkali tanah juga menimbulkan dampak negatif terhadap kelangsungan hidup manusia dan sekitarnya. Misalnya, Berilium dan garamnya merupakan bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik. Untuk itu, kita harus mengenali bagaimana sifat dari masing-masing unsur dan senyawa tersebut, sehingga dalam memanfaatkannya kita dapat menghindari dampak negatif yang timbul akibat unsur atau senyawa tersebut.

Apa jadinya bila kita seorang mahasiswa kimia, bahkan tidak menyadari hal ini, bahwa kita tidak hanya dituntut “mempelajari” materi di dalam buku, tetapi kita juga bisa langsung belajar dari alam dan mengaplikasikan serta mengaitkannya dengan ilmu yang ada. Bahkan bila dipelajari lebih mendalam, bukan hanya logam alkali tanah saja yang berperan penting dalam kehidupan makhluk hidup, khususnya manusia, melainkan unsur-unsur lain pun ikut mendukung mekanisme kehidupan kita sebagai makhluk hidup.

Logam alkali tanah merupakan unsur-unsur yang terletak pada golongan IIA pada sistem periodik unsur, yaitu Berilium, Magnesium, Kalsium, Strontium, Barium, dan Radium. Logam alkali tanah juga dapat membentuk basa, tetapi lebih lemah dibandingkan dengan logam alkali. Logam alkali tanah sukar larut dalam air. Unsur-unsur golongan II A umumnya mudah ditemukan dalam tanah berupa senyawa tak larut. Sehingga dinamakan logam alkali tanah.

Dalam makalah ini, akan dibahas pengertian alkali tanah, beberapa kecenderungan sifat dari logam alkali tanah, cara pembuatannya reaksi yang terjadi keberadaan di alam dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.

B. Rumusan Masalah

  1. Apa pengertian alkali tanah?
  2. Bagaimana sifat fisik dan sifat kimia unsur alkali tanah?
  3. Bagaimana reaksi alkali tanah dengan unsur lain?
  4. Keberadaannya di alam?
  5. Bagaimana pembuatan alkali tanah?
  6. Apa kegunaan alkali tanah?

BAB II
PEMBAHASAN

A. Pengertian Logam Alkali Tanah

Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA. Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu: Berilium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Disebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam. Disebut alkali karena mempunyai sifat alkali atau basa jika direaksikan dengan air. Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air, dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi. Oleh sebab itu, istilah “alkali tanah” biasa digunakan untuk menggambarkan kelompok unsur golongan IIA.

Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A, setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar. Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu: 1s22s22p63s2 atau (Ne) 3s2. Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik. Karena, elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan, agar mencapai kestabilan. Unsur alkali tanah memiliki reaktivitas tinggi, sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik, unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen, dan logam murni yang ada di udara, membentuk lapisan luar pada oksigen.

Semua logam alkali tanah merupakan logam yang tergolong reaktif meskipun kurang reaktif dibandingkan unsur alkali, mempunyai kilap logam, relatif lunak dan dapat menghantar panas dan listrik dengan baik, kecuali berilium. Logam alkali tanah memberikan warna yang khas. Pada pembakaran senyawa logam alkali akan memberikan warna yang khas yang dapat digunakan sebagai identifikasi awal adanya logam alkali dalam suatu bahan. Be dan Mg memberikan warna spektrum pada daerah gelombang elektromagnet, sehingga pada pembakaran magnesium hanya akan menimbulkan warna nyala yang sangat terang. Ca memberikan warna merah jingga, Sr merah ungu dan Ba kuning kehijauan.

KONFIGURASI ELEKTRON

Berelium (Be) = 1s2 2s2

Magnesium (Mg) = 1s2 2s2 2p6 3s2

Kalsium (Ca) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

Stronsium (Sr) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2

Barium (Ba) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2

Radium (Ra) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p672

B. Sifat Fisik Alkali Tanah

Secara umum unsur-unsur logam alkali tanah memiliki sifat fisik sebagai berikut:

  1. Berwujud padat.
  2. Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena itu, unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan berbentuk padatan.
  3. Tiga elemen ini memberikan karakteristik warna ketika dipanaskan dalam api, yaitu: Mg (putih cemerlang), Ca (merah bata), Sr (merah), Ba (hijau).

Jari-jari atom dan ion semakin besar (dari atas ke bawah).Jari-jari ion jauh lebih kecil daripada jari-jari atom. Hal ini karena atom mengandung dua elektron dalam tingkat s relatif jauh dari nukleus, dan inilah elektron yang dikeluarkan untuk membentuk ion. Sisa elektron dengan demikian dalam tingkat lebih dekat ke inti, dan di samping meningkatnya biaya nuklir efektif menarik elektron menuju inti dan mengurangi ukuran ion.

C. Sifat Kimia Alkali Tanah

Kereaktifan logam alkali tanah meningkat dari berilium ke barium. FAKTA ini sesuai dengan yang diharapkan. Oleh karena, dari berilium ke barium jari-jari atom bertambah besar sehingga energi ionisasi serta keelektronegatifan berkurang. Akibatnya, kecenderungan untuk melepas elektron membentuk senyawa ion makin besar. Semua senyawa dari kalsium, strontium, dan barium, yaitu logam alkali tanah yang bagian bawah, berbentuk senyawa ion, tetapi magnesium membentuk beberapa senyawa kovalen sedangkan senyawa-senyawa berilium bersifat kovalen.

Sifat kimia logam alkali tanah bermiripan dengan logam alkali, tetapi logam alkali tanah kurang reaktif dari logam alkali seperiode. Jadi, berilium kurang reaktif dibandingkan litium, magnesium kurang reaktif dibandingkan terhadap natrium, dan seterusnya. Hal itu disebabkan jari-jari atom logam alkali tanah lebih kecil sehingga energi pengionan lebih besar. Lagi pula logam alkali tanah hanya satu. Kereaktifan kalsium, stronsium, dan barium dan tidak terlalu berbeda dari logam alkali, tetapi berilium dan magnesium jauh kurang aktif.

Unsur golongan ini bersifat basa, sama seperti unsur golongan alkali, namun tingkat kebasaannya lebih lemah. Senyawa Be(OH)2 bersifat amfoter. Artinya bisa bersifat asam atau pun basa. Sedangkan unsur Ra bersifat Radioaktif. Semua logam alkali tanah merupakan logam yang tergolong reaktif, meskipun kurang reaktif dibandingkan dengan unsur alkali. Alkali tanah juga memiliki sifat relatif lunak dan dapat menghantarkan panas dan listrik dengan baik, kecuali Berilium. Logam ini juga memiliki kilapan logam.

Berdasarkan Tabel di atas dapat diamati juga hal-hal sebagai berikut:

  1. Konfigurasi elektronnya menunjukkan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi NS2. Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali, kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali.
  2. Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali, mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya, sehingga lebih stabil sebagai ion M2+.
  3. Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat, sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi.
  4. Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar, kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen.
  5. Potensial elektrode (reduksi) standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif). Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat, bahkan kalsium, stronsium, dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium.
  6. Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena itu, unsur-unsur logam alkali tanah berwujud padat pada suhu ruangan.

D. Reaksi Alkali Tanah

Kemiripan sifat logam alkali tanah disebabkan oleh kecenderungan melepaskan dua elektron valensi. Oleh karena itu senyawanya mempunyai bilangan oksidasi +2, sehingga logam alkali tanah diletakkan pada golongan II A. Alkali tanah termasuk logam yang reaktif, namun Berilium adalah satu-satunya unsur alkali tanah yang kurang reaktif, bahkan tidak bereaksi dengan air. Logam alkali tanah bersifat pereduksi kuat. Semakin ke bawah, sifat pereduksi ini semakin kuat. Hal ini ditunjukkan oleh kemampuan bereaksi dengan air yang semakin meningkat dari Berilium ke Barium. Selain dengan air unsur logam alkali tanah juga bisa bereaksi dengan Oksigen, Nitrogen, dan Halogen.

1. Reaksi dengan Air

Berilium tidak bereaksi dengan air, sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin. Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut:
Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2 (aq) + H2 (g)

2. Reaksi dengan Oksigen

Adanya pemanasan yang kuat menyebabkan logam alkali tanah terbakar di udara membentuk oksida dan nitrida. Logam alkali tanah, kecuali Be dan Mg dengan udara juga dapat berlangsung, tetapi terjadinya korosi yang berlanjut dapat dihambat karena lapisan oksida yang terbentuk melekat kuat pada permukaan logam. Dengan pemanasan, Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logam. Barium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2)
2Mg(s) + O2 (g) → 2MgO(s)
Ba(s) + O2 (g) (berlebihan) → BaO2 (s)

Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2)
4Mg(s) + ½ O2 (g) + N2 (g) → MgO(s) + Mg3N2 (s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3
Mg3 N2 (s) + 6H2O(l) → 3Mg(OH)2 (s) + 2NH3(g)

3. Reaksi dengan Hidrogen

Adanya pemanasan menyebabkan logam alkali tanah dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrogen.
M(s) + H2 (g) → MH2 (s)

4. Reaksi dengan Nitrogen

Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah. Contoh:
3Mg(s) + N2 (g) → Mg3N2 (s)

5. Reaksi Logam Alkali Tanah Dengan Halogen

Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida, kecuali Berilium. Lelehan halida dari berilium mempunyai daya hantar listrik yang buruk. Hal itu menunjukkan bahwa halida berilium bersifat kovalen.Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F-, maka BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion. Contoh: Ca(s) + Cl2 (g) → CaCl2 (s)

6. Reaksi dengan Asam dan Basa

Semua logam dan alkali tanah bereaksi dengan asam kuat ( seperti HCL) membentuk garam dan gas hidrogen. Reaksi makin hebat dari Be ke Ba.
M(s) + 2HCL(aq) → MCl2 (aq) + H2(g)

Salah satu unsur logam alkali tanah yaitu Be, memiliki sifat amfoter. Berilium selain dapat bereaksi dengan asam kuat juga dapat bereaksi dengan basa kuat.
Be(s) + 2NaOH (aq) + H2O(l) → Na2Be(OH)4 + H2 (g)

7. Reaksi dengan Belerang

Reaksi logam alkali tanah dengan belerang menghasilkan senyawa sulfida.
M(s) + S(s) → MS (s)

E. Keberadaan Alkali Tanah

  1. Logam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali:
  2. 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].
  3. 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].
  4. 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% keberadaannya. Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3], Senyawa Fospat [CaPO4], Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF].
  5. Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membentuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan Strontianit.
  6. Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa: Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit [BaCO3].

F. Pembuatan Alkali Tanah

Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa. Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya. Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara, yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis.

Magnesium diperoleh dengan proses down. Langkahnya pertama mengendapkan sebagai Mg(OH)2 kemudian diubah menjadi MgCl2 dan dikristalkan sebagai MgCl2.6H2O. Leburan kristal dielektrolisis dengan elektrolisis leburan garamnya.

G. Kegunaan Alkali Tanah

1. Unsur Kalsium

Kalsium adalah logam lunak, berwarna putih; mudah bereaksi dengan oksigen, tetapi kalsium oksida yang terbentuk merupakan lapisan yang melindungi logamnya terhadap oksigen lebih lanjut. Kalsium dicampur dengan litium sebagai pengeras dalam logam yang mengandung timbal; untuk industri baja Cr-Ni, kalsium dipakai sebagai campuran logam campur.

2. Senyawa Kalsium Oksida

Kapur tohor (kalsium oksida) digunakan pada pembuatan baja. Penambahan zat tersebut ke dalam lelehan besi yang mengandung silikat akan bereaksi dengan silikat membentuk ampas yang mengapung pada permukaan lelehan besi. Reaksinya tergolong asam-basa Lewis:

3. Senyawa Kalsium Hidroksida

Kalsium hidroksida, Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas, dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin. Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah. Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah dengan Ca(OH)2, semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat.

4. Senyawa Kalsium Sulfat

Senyawa kalsium sulfat (CaSO4) di alam sebagai CaSO4.2H2O yang disebut dengan gips atau albas. Senyawa ini baik digunakan untuk membuat bermacam-macam barang tuang, sebagai pembalut gips, dalam industri cat digunakan sebagai cat “putih”, untuk pembuatan kapur tulis (campuran dari gips, kaolin, asam oleat, dan NaOH). Jika dipanaskan sampai di atas 200 °C, maka air hablurnya lenyap semua (CaSO4.0H2O). Jika dicampur dengan air kembali maka senyawa tersebut tidak dapat mengikat air lagi. Keadaan demikian dinamakan gips mati. Semen gips dibuat dari gips yang dicampur dengan asam fosfat, Na-fosfat, pasir dan dipanaskan sampai +1200 °C. Hasil ini dicampur lebih lanjut dengan K2SO4 dan ZnSO4, kemudian digiling halus. Semen gips dicampur dengan air dapat menjadi keras dalam waktu 2 jam.

5. Unsur Magnesium

Magnesium adalah logam ringan berwarna putih, tetapi dalam udara menjadi putih abu-abu karena terbentuknya lapisan magnesium oksida yang melindungi logamnya terhadap oksidasi lebih lanjut. Dalam bentuk pita atau serbuk magnesium mudah terbakar menjadi magnesium oksida dengan menimbulkan cahaya putih yang menyilaukan. Magnesium dalam asam encer membentuk gas hidrogen. Magnesium dipakai sebagai pengisi lampu Blitzchth (dicampur dengan logam aluminium).Magnesium banyak digunakan untuk pembuatan logam campur, dengan sifat-sifat tetap ringan, tetapi dengan kekuatan yang berlipat ganda. Oleh karena itu, magnesium dipakai untuk industri membuat rangka pesawat terbang.

6. Senyawa Magnesium Oksida

Magnesium Oksida (MgO) berupa zat padat, berwarna putih, tidak mudah mencair (titik cairnya 2.800 °C), keras dan tahan api. Oleh karena sifat-sifat ini MgO dipakai sebagai pelapis tanur. Jika MgO dipijarkan, dicampur dengan larutan MgCl2 yang pekat, membentuk bubur yang di udara menjadi keras dan mengkilap. Campuran tersebut dinamakan semen magnesium atau semen sorel. Campuran semen magnesium dengan serbuk kayu, serbuk gabus, gilingan batu, dan sebagainya disebut granit kayu atau ksilolit. Bahan ini antara lain dipakai untuk membuat lantai yang tidak bersela atau tidak bersambung dan sebagai bahan gading buatan.

7. Senyawa Magnesium Sulfat

Magnesium sulfat (MgSO4) berupa padatan putih. Contoh garam inggris dengan rumus MgSO4.7H2O, dipakai dalam obat-obatan sebagai pencahar (obat urus-urus).

8. Senyawa Magnesium Hidroksida

Magnesium hidroksida (Mg(OH)2) berupa padatan putih yang sedikit larut dalam air. Bersifat basa. Oleh karena itu Mg(OH)2 digunakan untuk obat sakit maag.

BAB III
PENUTUP

A. Kesimpulan

Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA. Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu: Berilium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam. Unsur alkali tanah memiliki reaktivitas tinggi, sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik, unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen, dan logam murni yang ada di udara, membentuk lapisan luar pada oksigen. Selain itu alkali tanah juga punya manfaat bagi kehidupan manusia, baik dibidang industri, rumah tangga maupun dalam bidang kesehatan.

B. Saran

Sebaiknya kita sebagai mahasiswa tidak hanya mempelajari golongan alkali tanah hanya dibuku saja, akan lebih baik apabila kita juga bisa langsung belajar dari alam dan mengaplikasikan serta mengaitkannya dengan ilmu yang ada. Sehingga kita dapat memanfaatkan golongan alkali tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, H. (2001). Kimia Unsur dan Radiokimia. Bandung: PT Citra Aditya Bakti.

Intadmojo, M. (1987). Kimia Anorganik 1. Malang: FMIPA IKIP.

Keenan. (1984). Kimia Universitas. Jakarta: Erlangga.

Soeharto. (2012). Pengantar Kimia Anorganik. Bandung: ITB.

Sugiyarto. (2003). Kimia Anorganik II (Pp. 103–107). Yogyakarta.

https://id.wikipedia.org/wiki/Logam_alkali_tanah

Download Contoh Makalah Alkali Tanah.docx