Slide 1

Loading. . . . .MARI BELAJAR KIMIA

Bab V Unsur-Unsur Golongan Transisi Periode Empat

Disusun Oleh :Inayatul Ulya(08)Indah Rifah .D(09)Khoirul Anas(10)Haniatul Waghfiroh (11)

Kelas : XII IPA 2

Yang akan dipelajari pada bab ini :Sifat-Sifat Unsur Golongan Transisi Periode EmpatKelimpahan, Manfaat, Dampak, dan Proses Pembuatan Unsur-Unsur Golongan Transisi Periode Empat1.2.

A. Sifat Unsur Golongan Transisi Periode Empat

Secara Umum, Unsur-unsur transisi periode empat mempunyai sifat sebagai berikut :Merupakan unsur logam dengan ikatan logam kuatBerwujud padat pada suhu ruanganBersifat konduktorTitik lebur dan titik didih tinggiMembentuk senyawa berwarnaDapat ditarik medan megnetMembentuk senyawa kompleks

Sifat Unsur Golongan Transisi Periode EmpatSifat logamSemua unsur transisi memiliki elektron pada blok d yang belum penuh sehingga memiliki banyak elektron yang tidak berpasangan. Elektron bergerak bebas membentuk ikatan logam. Dengan adanya ikatan ini, mengakibatkan unsur transisi memiliki sifat keras, kerapatan (densitas) maupun titik didih yang tinggi.

2. Bilangan OksidasiUmumnya, unsur-unsur transisi periode empat memiliki biloks lebih dari satu. Hal ini disebabkan tingkat energi orbital s dan orbital d tidak berbeda jauh sehingga memungkinkan elektron-elektron pada kedua orbital ini digunakan untuk pembentuka orbital hibrida sp3d2.

Unsur tingkat oksidasiTingkat oksidasi stabilSc +3Ti +2,+3,+4 +3+4V +2,+3,+4,+5Cr +2,+3,+4,+5,+6+5+3,+6Mn +2,+3,+4,+6,+7+2,+4,+7Fe +2,+3Co +2,+3+2,+3+2,+3Ni +2,Cu +1,+2+2+1,+2Zn +2,+2

3. Senyawa BerwarnaSenyawa yang dibentuk dari ion-ion logam transisi sebagian besar berwarna. Warna disebabkan oleh tingkat energi elektron pada unsur-unsur transisi hampir sama. Tidak adanya elektron pada orbital d menyebabkan ion-ion tidak berwarna. Kecuali . .. Warna yang terbentuk juga dipengaruhi atom lain yang diikat. Ion yang sama dapat membentuk senyawa-senyawa dengan warna berbeda apa bila atom yang diikat juga berbeda.

4. Sifat MagnetikBerdasarkan sifat magnetiknya, unsur transisi periode empat dikelompokkan menjadi tiga:Diamagnetik : transisi tidak dapat ditarik medan magnet. Sifat ini dimiliki unsur yang seluruh elektron pada orbital telah berpasangan. Contoh : unsur ZnParamagneti : transisi ditarik lemah oleh medan magnet. Sifat ini dimiliki unsur yang memiliki sedikit elektron yang tidak berpasangan. Contoh : unsur ScFeromagneti : transisi dapat ditarik kuat oleh medan magnet. Sifat ini dimiliki unsur yang memiliki banyak elektron pada orbital yang tidak berpasangan. Contoh : unsur Fe, Co dan Ni

a. Diamagnetik b. Paramagnetik c. Feromagnetik

5. Ion kompleksUnsur transisi dapat membentuk ion kompleks karena memiliki orbital-orbital yang masih kosong. Senyawa ionik yaitu senyawa yang terbentuk dari kation dari logam transisi yang berikatan dengan dua atau lebih anion atau molekul netral (ligan). Muatan ion kompleks merupakan jumlah muatan atom pusat dengan ligannya.

Muatan ion kompleks merupakan jumlah muatan atom pusat dengan ligannya. Muatan atom pusat Cu 2+ sedangkan Ligannya 4- maka muatan ion kompleks adalah 2+(-4) = -2.Bilangan koordinasi yaitu jumlah ligan yang terikat langsung pada atom pusatnya. Sebagai contoh, [Cr(H2O)4Cl2]+. Cr memiliki bilangan koordinasi 6 sebab ada enam atom yang terikat langsung.

(Ion logam transisi)(Ligan) Ion kompleksTetrasiano kuprat II

selain sifat fisik, juga memiliki sifat kimia yaitu kereaktifan dan kelarutan. Logam transisi bereaksi lambat dengan air, oksigen, dan halogen (VII A). Unsur transisi periode empat juga kurang reaktif, oleh karena itu unsur transisi tahan terhadap korosi. Sebagian besar unsur transisi bersifat larut dalam asam mineral encer.

Tata Nama Senyawa KompleksTata nama senyawa atau ion kompleks menurut IUPAC (International Union of Pure Applied Chemistry) sebagai berikut.nama kation disebutkan terlebih dahulu

Jumlah ligan yang sama diberi awalan sebagai berikut.1= mono 3= tri5= penta2= di 4=tetra6= heksaKhusus ligan tertentu seperti etilendiamin diberi awalan berbeda.2= bis 3=tris4=tetrakisApabila dalam ion terdapat lebih dari satu ligan, penamaan diurutkan sesuai abjad.Ligan disebutkan terlebih dahuluNama ligan anion diakhiri huruf O

Ligan molekul netral diberi nama sesuai molekulnya, kecuali .

Nama ion Komplek bermuatan positif diawali dengan nama ligan diikuti atom pusatnya. Biloks atom pusat ditulis dengan romawi dan tanda kurung.

Nama ion kompleks negatif diawali nama ligannya diikuti nama atom pusatnya (nama latin) diberi akhiran at.

Bukan TembaganatMuatanRumusNama LiganRumusNama LiganNetralH2OAkuoCOKarbonilNH3AminCH3MetilNOnitrosilC6H5Fenil-1I-iodoCN-SianoOH-HidroksoF-Fluoro-2O2-OksoCO32-KarbonatoSO42-SulfatoS2O32-Tiosulfato

B. Kelimpahan, Manfaat, Dampak, dan Proses Pembuatan Unsur-Unsur Golongan Transisi Periode EmpatMineral-mineral yang mengandung unsur-unsur golongan transisi periode empat di alam biasanya ditemukan dalam bentuk senyawa oksida dan sulfida. Hal itu dikarenakan unsur-unsur golongan transisi periode empat mudah teroksidasi dan mempunyai afinitas yang cukup besar terhadap oksigen dan sulfur. Oksigen dan sulfur termasuk unsur sangat reaktif terhadap logam yang tersebar di kerak bumi.

1. Scandium (Sc)Kelimpahan Scandium dikulit bumi sekitar 0,0025%. Dialam hanya terdapat sedikit bersama dengan unsur-unsur lantanida. Ion Sc3+ tidak berwarna, bersifat diamagnetik dan bersifat amfoter mirip Al3+. Skandium memiliki reaktivitas yang tinggi dan bersifat isotop radioaktif dengan paruh waktu yang singkat. Skandium -45 merupakan satu-satunya isotop alami yang tidak berifat radioaktif.

Berikut kegunaan logam skandium :Skandium digunakkan sebagai komponen pada lampu berintensitas tinggi.Skandium dapat menghasilkan larutan asam pada hidrolisis [Sc(H2O)6]3+ dan membentuk senyawa Na3ScF6 yang mirip kriolit (Na3AlF6). Skandium dimanfaatkan bahan pembentukan gelatin hidroksida (Sc(OH)3) bersifat amfoter. Logam Skandium di peroleh dengan cara elektrolisis ScCl3 dicampur klorida lain.

2. Titanum (Ti)Titanium merupakan unsur yang tersebar dalam kerak bumi sebesar 0,6%. Mineral yang mengandung titanium selain rutil dan ilmenit yaitu perovskite (CaTiO3) dan titanit (CaTiOSiO4). Titanium banyak digunakan dalam industri pesawat terbang, mesin turbin, dan peralatan kelautan.

Titanium bersifat amfoter , inert, putih cerah, tidak tembus cahaya dan tidak toksik. Sifat ini dimanfaatkan untuk membuat pemutih, pengilap kertas, pigmen putih cat, keramik, kaca, kosmetik, dan bahan kimia lain.

Logam Ti diperoleh dengan cara mengalirkan gas klorin pada TiO2 sehingga terbentuk TiCl4. persamaan reaksi sebagai berikut.TiO2 (s) + 2C (s) +2Cl2 (g) TiCl4 (s) + 2CO (g)

TiCl4 yang terjadi direduksi dengan logam Mg pada suhu tinggi bebas oksigen.TiCl4 (s) + 2Mg (s) Ti (s) + 2MgCl2 (s)Ti didapatkan sebagai padatan yang disebut sepon.

3. Vanadium (V)Vanadium Tersebar di kerak bumi sebesar 0,02%. Sumber utama vanadium adalah Vanadit (Pb3(VO4)2). Vanadium pentaoksida digunakan sebagai katalis pada pembuatan asam sulfat dalam proses kontak.

Vanadium dalam bentuk campuran dengan besi menghasilkan ferovanadium yang bersifat keras, kuat dan tahan korosi. Ferovanadium digunakan dalam pembuatan peralatan teknik yang tahan getaran, misal pegas, per mobil, pesawat terbang, dan kereta api.

Ferovanadium dihasilkan dari reduksi V2O5 dengan campuran silikon (Si) dan besi (Fe), Reaksinya :2V2O5 (s) + 5Si (s) + Fe (s) 4V (+Fe) (s) + 5SiO2 (s)

Senyawa SiO2 ditambah dengan CaO menghasilkan suatu terak CaSiO3, bahan yang dihasilkan selama pemurnian logam.SiO2 (s) + CaO (s) CaSiO3 (s)FerovanadiumTerak

4. Kromium (Cr)

Kelimpahan kromium di kulit bumi hanya 0,0122%. Logam kromium reaktif terhadap oksigen dan membentuk oksida yang berupa lapisan tipis dipermukaan logam.

Kromium banyak digunakan untuk melapisi logam agar tahan karat secara elektroplating, misal nikrom pada alat pemanas mengandung 18%. Kromium juga digunakan sebagai dasar dalam industri baja sehingga menghasilkan baja kuat dan mengkilap.

Kromit (FeCr2O4) direduksi oleh karbon mengahasilkan ferokrom.FeCr2O4 (s) + 4C (s) Fe (s) + 2Cr (s) + 4CO (s)

Logam kromium dibuat menurut proses Goldschmidt dengan jalan reduksi Cr2O3 dengan logam aluminium.Cr2O3 (s) +2Al (s) Al2O3 (s) +2Cr (s)

Ferokrom

5. Mangan (Mn)Mangan terdapat di alam dengan jumlah melimpah. Biji mangan yang utama adalah pirolusit. Selain itu, mangan terdapat dalam bentuk spat mangan (MnO3) dan manganit (Mn2O3.H2O).

Mangan digunakan pada industri baja sebagai campuran mangan dengan besi yang disebut feromangan, digunakan sebagi bahan pembuat mesin dan alat berat karena sifatnya yang sangat keras, kuat, dan tahan gesekan. Mangan yang terdapat dalam MnO2 digunakan pada baterai kering.Pembuatan feromangan dengan cara mereduksi MnO2 dengan campuran besi oksida dan karbon.MnO2 (s) + Fe2O3 (s) + 5C (s) 2Fe (s) + Mn (s) + 5CO (s)

Baja feromangan berfungsi untuk mengikat oksigen agar pada proses penuangan tidak terjadi gelembung-gelembung udara mengakibatkan baja keropos.Logam mangan dibuat melalui proses alumino thermi.Tahap I : 3MnO2 (s) Mn3O4 (g) + O2 (g)Tahap II : 3Mn3O4 (s) + 8Al (s) 9Mn (s) + 4Al2O3 (s)

6. Besi (Fe)

Kelimpahan besi di alam menempati urutan keempat. Besi merupakan logam yang sangat penting dalam industri, sehingga logam besi sangat banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Besi bersifat feromagnetik. Karena itu, banyak oksida besi digunakan sebagai perangkat elektronik, memori komputer, dan pita rekaman. Kompleks besi berperan dalam proses biologis seperti untuk membentuk hemoglobin (Hb) dalam darah dan klorofil pada tanaman.Besi murni besifat lunak, liat dan cukup reaktif . Besi selalu dipadukan dengan logam lain membentuk aliase. Misal baja dengan stainless steel, baja dibuat dari besi dengan tambahan Mn, Cr, Ni atau unsur lain sesuai kegunaan.

Proses Pembuatan BesiBesi diperoleh dari bijih besi dengan cara mereduksi bijih dalam tanur (tungku). Bahan-bahan yang diperlukan meliputi:a) bijih besi (hematit)Fe3O2sebagai bahan baku,b) batu kapur CaCO3untuk mengikat zat pengotor,c) kokas (C) sebagai pereduksi.

Proses yang terjadi pada pembuatan besi adalah :Bahan-bahan (biji besi, batu kapur, dan kokas) dimasukkan ke dalam tungku dari puncak tanur.Udara panas dialirkan melalui dasar tanur sehingga mengoksidasi karbon menjadi gasCO2.C(s) + O2(g)CO2(g)Kemudian gasCO2bergerak naik dan bereaksi lagi dengan kokas menjadi CO.CO2(g) + C(s)2CO(g)

Gas CO yang terjadi mereduksi bijih besi secara bertahap menjadi besi.3Fe2O3 (s) + CO (g)2Fe3O4 (s) + CO2 (g)

Fe3O4 (s) + CO (g)3FeO (s) + CO2 (g)

FeO (s) + CO (g)Fe (l) + CO2

logam besi yang dihasilkan berwujud cair dan mengalir ke dasar tanur. Temperatur tinggi mengakibatkan CaCO3 terurai menjadi CaO (kapur tohor) dan gas CO2.CaO akan mengikat zat pengotor dan membentuk terak pada dasar tanur.CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)SiO2(s) + CaO(s) CaSiO3(l)Al2O3(s) + CaO(s) Ca(AlO2)2(l)P2O5(s) + 3CaO(s) Ca3(PO4)2(l)Terak yang terbentuk akan mengapung dipermukaan besi cair. Besi cair pada tanur dituang dalam cetakan .

(pada suhu 500 C di bagian atas tanur)(pada suhu 850 C lebih rendah pada tanur)(pada suhu 1000 C bagian lebih rendah lagi)

7. Kobalt (Co)Kobalt di alam diperoleh sebagai bijih smaltit (CoAs2) dan Kobaltit (CoAsS). Kobalt bersifat mirip dengan nikel. Unsur kobalt tidak reaktif, tetapi stabil terhadap panas.

Kobalt digunakan untuk membuat paduan logam. Campuran besi dan kobalt mempunyai sifat tahan karat. Alnico adalah paduan dari aluminium, nikel, kobalt dan tembaga bersifat magnet kuat. Kobalt digunakan dalam pembuatan mesin jet, mesin turbin, dan peralatan tahan panas. Isotop kobalt (Co-60) berguna dalam pengobatan kanker.Ion Co2+ (aq) digunakan sebagai bahan tinta tidak berwarna. Kertas yang mengandung ion Co2+ digunakan untuk mendeteksi perubahan cuaca.

8. Nikel (Ni)

Nikel merupakan logam putih mengkilap seperti perak dan dijadikan sebagai penghantar panas atau listrik yang baik. Nikel dapat dijumpai dalam bentuk senyawa mineral dan kompleks.

[Ni(NH3)6]Cl dan [Ni(NH3)6SO4 digunakan dalam elektroplating. Manfaat Nikel untuk melapisi agar tahan karat dan sebagai campuran logam seperti monel (paduan 60% Ni, 40% Cu, dan sedikit Fe, Mn, Si, C) dan alnico (Ni, Fe, Al, dan Co).Serbuk nikel biasa digunakan sebai katalis dalam reaksi reduksi senyawa hidrokarbon, contoh proses hidrogenasi lemak pada pembuatan margarin. Nikel (III) oksida (Ni2O3) digunakan dalam sel edison.

9. Tembaga (CuTembaga di alam terdapat dalam bijih tembaga. Sekitar 80% diperoleh sebagai sulfida. Tembaga merupakan logam penghantar panas dan listrik yang baik.

Tembaga banyak digunakan sebagai kabel listrik. Selain itu juga dapat digunakan sebagai bahan pembuatan kerajinan dicampur dengan emas. Kegunaan tembaga dengan campuran logam lain sebagai berikut :Dicampur dengan logam Zn disebut kuninganCampuran dengan logam Ni dikenal dengan monel (dibuat mata uang, dan kerajinan)Campuran dengan Sn dikenal dengan perunggu (dibuat medali)Serbuk tembaga maupun tembaga oksida untuk membuat zat anti karat pada kapal.Kegunaan lainnya :Menguji kemurnian alkohol dengan memasukkan serbuk putih CuSO4Membuat rayon/ sutra ( melarutkan selulosa kedalam [Cu(NH3)4]2+Mematikan hama atau serangga (campuran Cu(OH)2 + CaSO4)Menguji sifat pereduksi dari senyawa mengandung gugus aldehid

Proses Pembuatan TembagaProses pengolahan tembaga dimulai dari pemanggangan kalkopirit (CuFeS2). Hasilnya dioksidasi dalam oksigen.4CuFeS2 (s) + 9O2 (g) 2Cu2S (s) + 2Fe2O3 (s) +6SO2 (g)2Cu2S (s) + 3O2 (g) 2Cu2O (s) + 2SO2 (g)2Cu2O (s) + Cu2S (s) 6Cu (s) + SO2 (g)Tembaga yang dihasilkan dimurnikan dengan cara dielektrolisis. Pemurnian dengan cara menempatka tembaga kotor pada anoda dengan menggunakan larutan elektrolit CuSO4. tembaga murni pada katoda.Anoda : Cu (s) Cu2+ (aq) + 2eKatoda : Cu2+ (aq) + 2e Cu (s) Cu (s) Cu (s)Tembaga hasil elektrolisis merupakan tembaga murni.

10. Seng (Zn)

Seng di alam dijumpai dalam bentuk zinsit (ZnO) dan stalerit (ZnS). Seng merupakan logam mengkilat pada keadaan murni, keras, rapuh, dan tidak mudah bereaksi dengan udara. Hal ini disebabkan seng diudara lembab membentuk zinc karbonat basa, An2(OH)2CO3.

Seng berguna sebagai pelapis logam besi agar tahan karat. Selain itu berguna untuk paduan logam (misal kuningan), zat antioksidan pada pembuatan mobil. ZnS digunakan sebagai bahan pembuat cat putih dan bahan melapisi tabung gambar televisi dan monitor komputer. Lembaran seng dapat dimanfaatkan sebagai atap bangunan.Pembuatan seng dilakukan dengan pemanggangan ZnS kemudian oksida seng direduksi dengan karbon pijar.2ZnS (s) + 3O2 (g) 2ZnO (s) +2SO2 (g)ZnO (s) + C (s) Zn (g) + CO (g)Proses ini berlangsung pada suhu 1200oC. Seng dalam bentuk gas dikondensasi menjadi debu seng

Terima Kasih

Disusun Oleh :Inayatul Ulya(08)Indah Rifah. D(09)Khoirul Anas(10)Haniatul Waghfiroh (11)

Kelas : XII IPA 2

Terima Kasih

Disusun Oleh :Inayatul Ulya(08)Indah Rifah. D(09)Khoirul Anas(10)Haniatul Waghfiroh (11)

Kelas : XII IPA 2