Diktat Unsur Transisi

Click here to load reader

  • date post

    12-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    240
  • download

    11

Embed Size (px)

Transcript of Diktat Unsur Transisi

UNSUR UNSUR TRANSISI

UNSUR-UNSUR TRANSISI PERIODE PERTAMA (Ti,V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni dan Cu) Unsur-unsur transisi adalah : a. Terletak antara unsur golongan alkali tanah dan golongan boron. b. Merupakan unsur logam c. Merupakan unsur-unsur blok d dalam sistem periodik a. b. c. d. a. b. c. Sifat-sifat yang khas dari unsur transisi : Mempunyai berbagai bilangan oksidasi Kebanyakan senyawaannya bersifat paramagnetik Kebanyakan senyawaannya berwarna Unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks Dalam bentuk logamnya umumnya bersifat : Keras, tahan panas Penghantar panas dan listrik yang baik Bersifat inert

- Beberapa kekecualian : a. Tembaga (Cu) bersifat lunak dan mudah ditarik b. Mangan (Mn) dan besi (Fe) : bersifat sangat reaktip, terutama dengan oksigen, halogen, sulfur, dan non logam lain (seperti dengan karbon dan boron). - Beberapa sifat logam transisi secara lengkap dapat dilihat dalam tabel berikut : Ti V Cr Mn Fe Co Ni CuTitik Leleh 0C Sifat Berat jenis g cm-3 E0 volt Kelarutan dalam asam 1668 Keras, tahan korosi 4,51 HCl panas, HF 1890 Keras, tahan korosi 6,11 -1,19 HNO3, HF, H2SO4(p) 1875 Rapuh, tahan korosi 7,19 -0,91 HCl encer, H2SO4 1244 Putih, rapuh reaktip 7,18 -1,18 HCl encer H2SO4 1537 Mengilap reaktip 7,87 -0,44 HCl encer H2SO4 1493 Keras, tahan korosi 8,90 -0,28 HCl encer 1453 Sangat tahan 8,91 -0,24 HCl encer H2SO4 1083 Lunak mudah ditempa 8,94 +0,34 HNO3 H2SO4

- Beberapa Tingkat oksidasi unsur-unsur transisi periode pertama Ti V Cr Mn Fe Co Ni 5 6 7 8 9 0 d 0 d 0 d 0 d 0 d 0 d10 1 d4 1 d5 1 d6 1 d7 1 d8 1 d9 2 3 4 5 6 7 2 d 2 d 2 d 2 d 2 d 2 d 2 d8 3 d1 3 d2 3 d3 3 d4 3 d5 3 d6 3 d7 4 d0 4 d1 4 d2 4 d3 4 d4 4 d3 4 d6 0 1 2 3 2 5 d 5 d 5 d 5 d 5 d 6 d0 6 d1 6 d2 7 d0

Cu 1 2 3 d10 d9 d8

DIKTAT KULIAH KIMIA UNSUR

1

UNSUR UNSUR TRANSISI

-

Beberapa senyawa yang terbentuk sesuai dengan tingkat oksidasinya.

a. Tingkat oksidasi < 2, umumnya membentuk senyawa-senyawa dengan liganligan : (1) Ligan-ligan seperti CO, NO, PR, CN-, 2,2bipyridin 6 C = 1s22s22p2 8 O = 1s22s22p4 * * 2p HOMO 2p * LUMO

*

2s 2s C CO (2) Berinteraksi dengan ligan-ligan organik membentuk senyawa organologam (asetilene, etilene, benzena, siklopentadienil, siklobutadiene) Contoh : (6-C6H6)Cr(CO)3, (5-C5H5)2TiIVCl2 (3) Berinteraksi dengan hidrogen dengan ikatan M-H Contoh : H2Fe(PF3)4 b. Tingkat Oksidasi 2 Biasanya membentuk senyawaan biner dengan sifat : - Biasanya bersifat ionik - Oksidanya (MO), bersifat basa - Memiliki struktur NaCl - Mampu membentuk kompleks Aquo, dengan jalan mereaksikan, logam, oksida, karbonat dalam larutan asam dan melalui reduksi katalitik. O

DIKTAT KULIAH KIMIA UNSUR

2

UNSUR UNSUR TRANSISI

- Kompleks aquo dari logam-logam transisi biasanya memberikan warna yang khas. - Garam-garam terhidrat dengan anion biasanya mengandung [M(H2O)6]2-, contoh : Cr(ClO4)2.6H2O, Mn(ClO4)2.6H2O, FeF2.8H2O - Namun beberapa halida hidrat tertentu tidak mengandung ion aquo. Contoh : VCl2.4H2O trans -VCl2(H2O)4 MnCl2.4H2O Cis MnCl2(H2O)2 - Ligan-ligan H2O dari kompleks aqou dapat disubtitusi oleh ligan-ligan seperti : NH3, etilen diamin, EDTA4-, CN-, asetil asetonat. - Secara umum bentuk kompleksnya adalah oktahedral kecuali untuk ion Cu2+ dan Cr2+ biasanya terjadi penyimpangan akibat efek John-Teller. - Penambahan OH- dalam larutan M2+ menghasilkan hidroksida dan ada yang diperoleh dalam bentuk kristal seperti : Fe(OH)2 dan Ni(OH)2. - Dengan HCO3-, CO32- akan didapatkan endapan karbonat. c. Tingkat Oksidasi 3 - Beberapa senyawaan bersifat stabil terhadap air, kecuali kompleks dari logam Cu. - Flourida (MF3) dan oksidanya (M2O3) bersifat ionik. - Senyawaan klorida, bromida, iodida dan sulfida bersifat kovalen. - Unsur-unsur Ti Co membentuk ion-ion oktahedral [M(H2O)]3+ 1. Ion Co3+ dan Mn3+ mudah direduksi oleh air. 2. Ion Ti3+ dan V3+ teroksidasi oleh udara. - Penambahan OH- dalam larutan menghasilkan oksida hidrat. - Dalam larutan halida cukup pekat, terbentuk komplek-komplek ion seperti : [MCl(H2O)5]2+, [MCl(H2O)4]+. - Garam-garam kristal dari V, Fe, dan Cr biasanya berasal dari jenis trans [VCl2(H2O)4]+Cl-.2H2O. - Kebanyakan kompleks M3+ yang bersifat anion, kation dan netral membentuk oktahedral. - Halida MX3 berlaku sebagai asam Lewis - Hal khusus mengenai ion M3+ ialah pembentukan karboksilat basa, dimana ion karboksilat bertindak sebagai jembatan anion. R C O LM O M L O ML

DIKTAT KULIAH KIMIA UNSUR

3

UNSUR UNSUR TRANSISI

d. Tingkat oksidasi 4 - Beberapa contoh senyawaannya antara lain : TiO2, TiCl4, VCl4, VO2+ (Vanadil) dapat berperilaku seperti M2+. - Logam-logam dengan tingkat oksidasi 4 dapat membentuk senyawaan kompleks yang bersifat kation, netral dan anion tergantung ligannya. - Diluar unsur Ti dan V, umumnya dikenal sebagai komplek fluoro, dan anion okso. - Beberapa kompleks tetrahedral dapat dibentuk dengan ligan : - OR, - NR2, - CR3, seperti : Cr(OCMe3)4 e. Tingkat oksidasi 5, dikenal untuk unsur-unsur V, Cr, Mn, dan Fe dalam kompleks flouro, amin okso, misal : CrF5, KmnO4, dan K2FeO4 dan semuanya merupakan zat pengoksidasi yang kuat.

DIKTAT KULIAH KIMIA UNSUR

4

UNSUR UNSUR TRANSISI

TITANIUM (Ti)Titanium memiliki 4 (empat) elektron valensi 3d2 4s2. Tingkat oksidasi dari titanium -1, 0, 2, 3, dan 4. Tingkat oksidasi 4 yang paling stabil, untuk tingkat oksidasi rendah akan teroksidasi oleh : udara, air atau pereaksi-pereaksi yang lainnya. Beberapa contoh tingkat oksidasi dan stereokimia dari unsur titanium. Biloks Ti-1 Ti0 Ti2+ Ti3+ Bilangan Koordinasi 6 6 4 3 5 4 5 6 Struktur Geometri Oktahedral Oktahedral Tetrahedral Planar Trigonal Bipiramid (TBP) Tetrahedral Tetrahedral Oktahedral Contoh Tibipy3Tibipy3, Ti(CO)6 (-C5H5)2Ti(CO)2 Ti(N(SiMe3)2)3 TiBr3(NMe3)2 TiCl4 K2Ti2O5 TiF62-

Ti4+

KELIMPAHAN : Unsur titanium relatip melimpah pada kulit bumi 0,6% Mineral utama sumber titanium : 1. Ilmenite Rumus Kimia : FeTiO3, Besi Titanium Oksida Kelas Mineral : Oksida dan Hidroksida Kelompok : Hematite Sub Kelompok : Ilmenite Kegunaan : Sebagian besar digunakan sebagai sumber bijih Titanium, sebagian kecil untuk bijih besi, sebagai bahan furnace, penghalus dan sebagai mineral spesimens : TiO2, Titanium Oksida : Oksida dan Hidroksida : Rutile : Sebagai bijih titanium, Pigment, dan sebagai batuan Ornamen seperti quarzt

Sub s

2. Rutil Rumus Kimia Kelas Mineral Kelompok Kegunaan

Informasi lebih lanjut dapat dilihat di www.galleries.com/minerals/oxides/ BEBERAPA PROSES UNTUK MEMPEROLEH LOGAM TITANIUM :

DIKTAT KULIAH KIMIA UNSUR

5

UNSUR UNSUR TRANSISI

1. Proses Kroll Prinsip : - Mineral Ti direaksikan dengan gas klor dan karbon pada nyala merah TiCl4. - Didestilasi untuk menghilangkan FeCl3 - Direduksi dengan Mg pada 8000C dengan atmosfer Argon. MgCl2 berlebih diuapkan pada 10000C 2. Proses van Arkel de Boer Prinsip : - Direaksikan sebagai TiI4 - Proses pemurnian melalui evaporator - Skala laboratorium BEBERAPA SIFAT DARI LOGAM TITANIUM - Logamnya berstruktur heksagonal memiliki kemiripan sifat dengan logam besi dan nikel. - Keras, tahan panas (mp 16800C, bp 32600C) - Penghantar panas dan listrik yang baik - Tahan terhadap korosi, sehingga banyak digunakan untuk mesin turbin, industri kimia, pesawat terbang, dan peralatan laut. - Meskipun merupakan unsur yang tidak reaktip dapat bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti : hidrogen (H2), Halogen, oksigen, nitrogen, karbon, boron, silikon dan sulfur pada temperatur tertentu. Contoh : Nitrida (TiN), Karbida (TiC), Borida (TiB dan TiB2) Sifat dari senyawaan ini : - sangat stabil - keras - tahan panas/api - Kelarutan : - tahan terhadap asam mineral (pada T kamar) - tahan terhadap larutan basa panas - larut pada asam nitrat panas TiCl3 - Ti oksida sedikit larut dalam asam dan basa - Media pelarut yang baik : HF SENYAWAAN TITANIUM Senyawaan titanium terpenting hampir semuanya berada pada biloks 4. Senyawa Biner. a. Halida, contoh : - TiCl4 (larutan tidak berwarna) terhidrolisis oleh air (mp -230, bp 1360C) TiCl4 + H2O TiO2 + 4HCl - Ti Br4 tidak stabil

DIKTAT KULIAH KIMIA UNSUR

6

UNSUR UNSUR TRANSISI

- TiI4 berbentuk kristal pada temperatur kamar - TiF4 bubuk putih yang higroskopis b. Titanium oksida dan kompleks oksida - Titanium oksida (TiO2) Memiliki tiga bentuk kristal yaitu : rutil, anatase dan brookite. Digunakan sebagai pigmen putih dalam cat, dibuat melalui oksidasi TiCl4 dalam fase uap dengan oksigen. - Kompleks Titanium 1. Garam okso biasanya didapatkan dalam bentuk spesies TiOSO4.H2O dan (NH4)2TiO(C2O4)2.H2O 2. Kompleks Anion Contoh : - TiF62- dibuat dari logam/oksidanya dilarutkan dalam HF - TiCl4 dibuat dari logam/oksidanya dilarutkan dalam HCl - TiCl62- dibuat dari logam/oksidanya dilarutkan dalam HCl dengan penjenuhan dengan gas Cl2 - Adduct dari TiX4 Biasanya kompleks halida dapat membentuk adduct TiX4L atau TiX4L2 Contoh : [TiCl4(OPCl3)]2 [TiCl4(MeCOORt)]2 [TiCl4(OPCl3)2] - Kompleks Perokso [Ti(O2)OH]+ digunakan dalam analisis kolorimetri TiO2 + H2O2 Ti(O)2OH Warna jingga Senyawaan Titanium (III) Senyawa Biner - Titanium klorida memiliki bentuk -(ungu) dan -(coklat) dibuat dengan mereduksi uap TiCl4 dengan gas H2 pada temperatur 500 12000C. Untuk bentuk dengan pereduksi aktip aluminium. - Kompleks Titanium Contoh : - [Ti(H2O)]3+ dan [TiCl(H2O)5]2+ diperoleh melalui reduksi larutan Ti(IV) dengan Zn.

DIKTAT KULIAH KIMIA UNSUR

7

UNSUR UNSUR TRANSISI

VANADIUM (V)Maksimum bilangan oksidasi dari unsur vanadium adalah (V) sedikit memiliki kemiripan sifat dengan unsur-unsur golongan pospor. Beberapa spesies kationik yang dikenal dengan baik antara lain : [V(II)(H2O)6]2+, [V(III)(H2O)6]3+, V(IV)O22+(aq), V(V)O2+ (aq). Beberapa contoh tingkat oksidasi dan stereokimia dari unsur vanadium dapat dilihat dalam tabel dibawah ini : Bilok