Bab 2 kimia unsur periode ke 4

EVY SANDIKA

SYIFALUTHFI ARDINA

MUHAMMAD RAFI

AZDIANTAMAMempersembahkan...

BAB 2UNSUR PERIODE KE-4 (Unsur Transisi)

DEFINISI Unsur transisi adalah unsur yang dapat

menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain.

SIFAT-SIFAT UNSUR TRANSISI PERIODE KE-EMPAT

Semua unsur transisi periode keempat tergolong logam dengan titik didih dan titik leleh yang relatif tinggi

Paramagnetik (tertarik oleh medan magnet) Membentuk senyawa yang berwarna Mempunyai beberapa tingkat oksidasi Membentuk berbagai macam ion kompleks Berdaya katalik baik dalam industri maupun dalam

metabolisme tubuh

KEBERADAAN UNSUR UNSUR PERIODE KEEMPAT DI SEKITAR

Nomor atom

• Bernomor atom 21Bentuk

fisik dan

sifat

• Tidak berwarna

• Diamagnetik Keberadaan pada alam

• Banyak ditemukan pada matahari

• Berupa Torvetit =

Sc2SiO7

Kegunaan

• Sebagai filamen lampu yang memiliki intensitas tinggi

1. Skandium (Sc)

>>> Sebagai filamen lampu <<<

Nomor atom

• Bernomor atom 22

Bentuk fisik dan

sifat

• Ringan, • Kuat, • Tahan korosi

(termasuk tahan terhadap air laut dan chlorine) dengan warna putih-metalik-keperakan.

• Tahan terhadap cuaca,

• Stabil pada suhu tinggi

Keberadaan

pada alam

• Dalam kulit bumi (sekitar 0,6% massa kulit bumi).

• Berupa Rutile = TiO2, Ilmenit = (FeTi)2O3, ferrotitanate = FeTiO3

Fungsi pada alam

• Sebagai bahan kontruksi, karena mempunyai sifat fisik

• Sebagai badan pesawat terbang dan pesawat supersonic

• Sebagai pigmen putih, bahan pemutih kertas, kaca, keramik, dan kosmetik

2. Titanium (Ti)

Sebagai campuran pada pembuatan ujung pemukul pada stik golf

Nomor atom


fisik dan sifat

• Keras• Tahan korosi

Keberadaan pada alam

• Tersebar di kulit bumi (sekitar 0,02% massa kulit bumi)

• Berupa Karnotit (k-uranil-vanadat) = K2(UO2)2 (VO4)2.3H2, Vanadit = Pb5(VO4)3Cl

Kegunaan

• Vanadium umumnya digunakan untuk paduan dengan logam besi dan titanium

• Untuk membuat peralatan yang membutuhkan kekuatan dan kelenturan yang tinggi seperti per mobil dan alat mesin berkecepatan tinggi

• Untuk membuat logam campuran

3. Vanadium (V)

>>> Sebagai campuran besi dan Titanium <<<

4. Kromium (Cr)

Nomor atom

• Bernomor atom 23Bentu

k fisik dan sifat

• Perpaduan kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat.


• Kromium trivalen (Cr (III), atau Cr3+) diperlukan dalam jumlah kecil dalam metabolisme gula pada manusia

• Kromit =

Cr2O3.FeO

Kegunaan

• Sebagai pelapis pada ornamen-ornamen bangunan, komponen kendaraan, seperti knalpot pada sepeda motor,

• Sebagai pelapis perhiasan seperti emas, lebih dikenal dengan sebutan emas putih.

• Larutan kromium (III) oksida, dalam asam sulfat pekat, adalah oksidator kuat yang biasanya digunakan untuk mencuci alat-alat laboratorium

sebagai campuran pembuatan baja tahan karat (stainless steel)

Sebagai pelapis perhiasan emas putih

Sebagai pelapis knalpot pada sepeda motor

5. Mangan (Mn)

Nomor atom


fisik dan sifat

• Logam keras,• Getas,• Reaktif,• Akan

terbakar dengan oksigen (bentuk bubuk),

• Larut dalam asam encer


• Berasal dari batuan yang terdapat di dasar lautan dinamakan pirolusit

• Melimpah di alam (0,1% kulit bumi).

• Pirolusit = MnO2, Manganit = Mn2O3.H2O, Rodokrosit = MnCO3

Kegunaan

• Komponen kunci dari stainless steel dan paduan alumimum tertentu

• Sebagai dekolorisasi kaca dan membuat kaca berwarna ungu

• Mangan dioksida (MnO) yang digunakan untuk pupuk dan keramik,

• Mangan karbonat (MnCO3) yang dimanfaatkan sebagai material awal untuk membuat senyawa mangan lainnya.

• Menghilangkan warna hijau pada gelas yang disebabkan oleh pengotor besi

Digunakan untuk pewarnaan kaca hias

6. Besi (Fe)

Nomor atom


fisik dan sifat

• Berwarna putih kusam

• Tidak begitu keras

• Sangat reaktif terhadap zat oksidator sehingga besi dalam udara lembap teroksidasi oleh oksigen dengan cepat membentuk karat


• Cukup melimpah dalam kulit bumi (4,7%)

• Ditemukan keberadaannya di matahari, asteroid, dan bintang

• Terdapat dalam tubuh manusia

• Berupa Hematit = Fe2 O3,

Magnetit = Fe3O4, Pirit = FeS2, Siderit = FeCo3

, Limonit = Fe2O3.H2O

Kegunaan

• Membuat baja

• Pembuatan alat rumah tangga, produk otomotif, dan lainnya

• Dibutuhkan dalam tubuh dalam pembentukan sel darah merah

Bijih besi yang telah dibentuk menjadi kawat untuk bahan konstruksi

bangunan.

7. Kobalt (Co)

Nomor

atom • Bernomor

atom 27Bentuk fisik dan sifat

• Rapuh, • Logam

keras, • Menyerup

ai penampakan besi dan nikel

• Memiliki permeabilitas logam sekitar dua pertiga daripada besi


• Terdapat dalam meteorit

• Berupa Kobaltit = CoAsS,

Eritrit = Co3(AsO4)2.8C2O

Kegunaan

• Berbagai paduan logam,

• Pada media perekaman magnetik,

• Sebagai katalis untuk minyak bumi dan industri kimia,

• Sebagai pengering untuk cat dan tinta

• Larutan co2+ digunakan sebagai tinta rahasia untuk mengirim pesan dan juga dalam sistem peramalan cuaca

Bahan baja tahan karat

8. Nikel (Ni)

Nomor atom


k fisik dan sifat

• Tahan karat• Dalam

keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras


• Terdapat dalam bijih bersama-sama dengan arsen, antimon, dan belerang

• Berupa Pentlandit = FeNiS,

Milerit = NiS, Smaltit = NiCoFeAs2, Garnierit = Ni.MgSiO3

Kegunaan

• Banyak diaplikasikan pada peralatan dapur dan ornamen-ornamen rumah dan gedung, serta komponen industri

• Pembuatan electrode baterai, dan keramik

• Zat tambahan pada besi tuang dan baja, agar mudah ditempa dan tahan karat

• Pelapis besi (pernekel)

• Sebagai katalis

Campuran dalam pembuatan baja tahan karat ( stainless steel) dan pada pembuatan koin

9. Tembaga (Cu)

Nomor atom


k fisik dan sifat

• Logam kemerahan,

• Dengan kekonduksian elektrik yang tahan terhadap cuaca dan korosi

• Tidak begitu reaktif, tetapi dapat juga terkorosi (berubah warna menjadi kehijau hijauan alinat terkena udara)

• Besi lemah apabila dioksidasi


• Dalam unsur bebas ditemukan di northern michigan amerika serikat.

• Dalam jumlah kecil tembaga ditemukan pada beberapa jenis tanaman, bulu-bulu burung terutama yang berbulu terang dan dalam darah binatang-binatang laut seperti udang dan kerang

Kegunaan

• Sebagai bahan untuk kabel listrik dan kumparan dinamo

• Paduan logam

• Mata uang dan perkakas-perkakas yang terbuat dari emas dan perak selalu mengandung tembaga untuk menambah kekuatan dan kekerasannya

Nama nama senyawa mineral Cu (tembaga) di Alam

GarneritKalkopiritKalkositeMalachit

BornitKuprit

Melkonit

H2(NiMg)SiO4.2H2O

CuFeS2

Cu2S

Cu2(OH)2CO3

Cu3FeS3

Cu2O

CuO

Sebagai bahan pembuatan kabel

dan koin

10. Zink (Zn)

Nomor atom


fisik dan sifat

• Berwarna kelabu kebiru-biruan

• Bersifat sederhana reaktif• Terbakar

dalam udara dengan nyalaan hijau kebiru-biruan yang terang

• Tidak bermagnet

• Pada suhu melebihi 210 °C, logam ini menjadi rapuh dan akan pecah jika diketuk

Keberadaan

• Unsur seng di kerak bumi adalah sekitar 75 ppm (0,007%)

• Berupa Seng blende = ZnS, Smith sonite = ZnCO3

Kegunaan

• Sebagai layar TV dan monitor komputer

• Campuran logam dengan metal lain

• Bahan cat putih

• Pelapis lampu TL

Sebagai pelapis kaleng

SIFAT FISIS UNSUR PERIODE KEEMPATSifat Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Jari-jari atom (Å) 1,44 1,32 1,22 1,18 1,17 1,17 1,16 1,15 1,17 1,25

Jari-jari ion - 1,00 0,93 0,87 0,81 0,75 0,79 0,83 0,87 0,88

Titik leleh °C 1541 1660 1890 1857 1244 1535 1495 1453 1083 420

Titik didih °C 2831 3287 3380 2672 1962 2750 2870 2732 2567 907

Kerapatan ( gr/cm3 )

3,0 4,5 6,0 7,2 7,2 7,9 8,9 8,9 8,9 7,1

Kekerasan (skala mohs)

- - - 9,0 5,0 4,5 - - 3,0 2,5

SIFAT KIMIA UNSUR PERIODE KEEMPAT Sifat Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Energi ionisasi ( kj/mol)

631 658 650 652 717 759 758 737 745 906

KeelektroneGatifan

1,3 1,5 1,6 1,6 1,5 1,8 1,8 1,8 1,9 1,6

E°red M2+

(Aq) (volt)- - -1,20 -0,91 -1,19 -0,44 -0,28 -0,25 +0,34 -0,76

Tingkat oksidasi

+3 +2+3+4

+2+3+4+5

+2+3+4+5+6

+2+3+4+5+6+7

+2+3+4+5+6

+2+3+4

+1+2+3

+1+2+3

+2

BAHAYA UNSUR UNSUR PERIODE KEEMPATSc

(Skandium)

Kerusakan membran sel, sistem reproduksi, & saraf bagi hewan air.

Dapat terakumulasi dalam tubuh manusia yang memberi efek negatif pada hati.

Kerusakan paru-paru & kanker.

Ti (titanium)

Dapat menyebabkan gangguan pada sistem pernapasan, kontak pada kulit & mata dapat menyebabkan iritasi.

Dalam bentuk bubuk logam, mudah terbakar & meledak.

V (vanadium

)

Dalam jumlah terlalu tinggi, dapat menimbul-kan iritasi pada mata, kulit, paru-paru, hidung, & tenggorokan.

Penghambatan enzim pada hewan tertentu

Cr (Krom)

Kekurangan kromium dalam tubuh dapat memicu masalah kesehatan, begitu pula jika berlebih.

Menyebabkan gangguan metabolisme pada organisme air.

Mn (mangan)

Selain diperlukan, mangan juga dapat menyebabkan keracunan, pada hewan, manusia, maupun tumbuhan dan lingkungan.

BAHAYA UNSUR UNSUR PERIODE KEEMPAT

Fe (Besi)

Kontaminasi dengan besi secara berlebihan dapat menyebabkan keracunan.

Kontaminasi dengan besi berkarat dapat membahayakan tubuh, salah satunya terkena tetanus.

Co (Kobalt)

Bersifat toksik namun lebih rendah dibanding logam-logam lain dalam tanah.

Dapat menyebabkan iritasi & gangguan pada pernapasan & paru-paru.

Ni (Nikel)

Kerusakan tanaman, lahan & hutan, dapat pula menyebabkan hujan asam & polusi akibat asap, kesemuanya akibat pertambangan karena unsur ini diperoleh dari proses penambangan.

Cu (Tembaga)

Polutan di perairan laut akibat buangan industri yang mengandung Cu, bersifat toksik bagi organisme laut.

Dapat menimbulkan efek negatif bagi pertumbuhan karang.

Zn (Seng)

Dapat mencemari lingkungan.

Kekurangan unsur zn dalam tubuh dapat mengakibatkan gangguan, sedangkan kelebihan dapat memicu keracunan & gangguan reproduksi.

PEMBUATAN UNSUR UNSUR PERIODE KE-EMPAT

Mengelektrolisis cairan eutectic kalium, litium dan skandium klorida pada suhu 700 dan 800 derajat celcius.

Cara pembuatan skandium Proses kroll, menggu-

nakan klor & karbon.

Melalui proses distilasi & reduksi menjadi Ti murni, pemisahan dengan udara, direaksikan dengan air & HCl sehingga membeku & menghasilkan Ti murni.

Cara pembuatan

titanium Ferrovanadium dihasilkan dengan mereduksi V205 dengan pereduksi campuran silicon dan besi. SiO2 yang dihasilkan direaksikan dengan CaO membentuk kerak CaSiO3(l).

Kemudian ferrovanadium dipisahkan dengan CaSiO3.

Cara pembuatan vanadium

Bijih krom atau kromit(Fe(CrO2)2 ) yang direduksi dapat dihasilkan campuran Fe dan Cr disebut ferokrom.

Ferokrom ditambahkan pada besi membentuk baja.

Cara pembuatan

kromium1. Mereduksi oksida mangan dengan natrium, magnesium, aluminium atau dengan proses elektrolisis

2. Proses aluminothermy dari senyawa MnO2.

Cara pembuatan

manganAda 2 tahap untuk pembuatan jenis- jenis besi, yaitu • 1. Peleburan yang

bertujuan untuk mereduksi biji besi sehingga menjadi besi

• 2. Peleburan ulang yang berguna dalam pembuatan jenis - jenis baja.

Peleburan besi dilakukan dalam suatu tanur tiup (blast furnance). Zat reduksi yang digunakan adalah karbon dengan prinsip reaksi: • 2FeO3 + 3C 4Fe +

3CO2.

Cara pembuatan

besi

Pembuatan besi

1. Reaksi pembaka

ran

•Udara yang panas dihembuskan membakar karbon terjadi gas CO2 dan panas. Gas CO2 yang naik C menjadi gas CO.•C + O2 CO2

•CO2 + C 2CO

2. Proses reduksi

•Gas CO mereduksi bijih.•Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

•Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2

•Besi yang terjadi bersatu dengan C, kemudian meleleh karena suhu tinggi (1.5000c)

3. Reaksi pembentukan kerak

•CaCO3 CaO + CO2

•CaO + SiO2 CaSiO3 (kerak)

7. Cara pembuatan kobalt

• Kobalt di alam diperoleh sebagai biji smaltit (CoAs2) dan kobaltit (CoAsS) yang biasanya berasosiasi dengan Ni dan Cu. Untuk pengolahan biji kobalt dilakukan pemanggangan

. Cara pembuatan nikel• Untuk menghasilkan nikel matte yaitu

produk dengan kadar nikel di atas 75 persen. Tahap-tahap dalam proses pengolahan adalah sebagai berikut:• Pengeringan di tanur pengering

untuk menurunkan kadar air bijih laterit

• Kalsinasi dan reduksi di tanur untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan sulfidasi.

• Peleburan di tanur listrik untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan terak

• Pengkayaan di tanur pemurni untuk menaikkan kadar ni di dalam matte menjadi di atas 75 persen.

• Granulasi dan pengemasan untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas.

Cara pembuatan tembaga• Pada umumnya bijih tembaga

mengandung 0,5 % Cu, karena itu diperlukan pemekatan biji tembaga.

• Cu2s dan kerak fesio3 (l) dioksidasi dengan udara panas

• Pada reaksi oksidasi diperoleh 98% - 99% tembaga tidak murni. Tembaga tidak murni ini disebut tembaga blister atau tembaga lepuh. Tembaga blister adalah tembaga yang mengandung gelembung gas SO2 bebas.

• Untuk memperoleh kemurnian Cu yang lebih tinggi, tembaga blister dielektrolisis dengan elektrolit CuSO4 (aq). Pada elektrolisis, sebagai electrode negatif (katode) adalah tembaga murni dan sebagai electrode positif (anode) adalah tembaga blister.

Bijih-bijih seng yang utama adalah sphalerita(sulfida), smithsonite (karbonat), calamine (silikat) dan franklinite (zine, manganese, besi oksida). Satu metoda dalam mengambil unsur ini dari bijihnya adalah dengan cara memanggang bijih seng untuk membentuk oksida dan mereduksi oksidanya dengan arang atau karbon yang dilanjutkan dengan proses distilasi.

Cara pembuatan

zink

Ion kompleks?Ion kompleks yaitu struktur dimana kation logam berkaitan dengan dua atau lebih molekul netral atau anion.

Dalam satu ion kompleks, kation logam disebut atom pusat, sedangkan molekul atau anion yang berkaitan dengan atom pusat disebut ligan (bahasa latin : ligare = mengikat)

ION KOMPLEKS = ATOM PUSAT + LIGAN

Jenis ikatan yang terjadi pada ion kompleks adalah ikatan kovalen koordinasi

- ligan : donor pasangan elektron

- ion pusat : eseptor pasangan elektron

Jenis ligan

Unidentat (monodentat)Ligan yang menyumbangkan satu pasang elektron

(mempunyai satu atom donor)

Bidentat Ligan yang menyumbangkan dua pasang elektron

(mempunyai dua atom donor)

PolidentatLigan yang menyumbangkan lebih dari dua pasang

elektron

Contoh :

1. Atom pusat Ag+ dan dua buah ligan NH3

Muatan ion kompleks = 1+2(0) = +1

Rumus ion kompleks = [Ag(NH3)2]+

2. Atom pusat Cr3+ dan empat buah ligan NH3

Serta dua buah ligan Cl-

Muatan ion kompleks = 3+4(0)=2(-1)=+1

Rumus ion kompleks = [Cr(NH3)4Cl2]+

Bilangan koordinasi adalah jumlah ligan yang erikat pada kation logam transisi.

Muatan ion kompleks adalah penjumlahan dari muatan kation logam transisi dengan ligan yang mengelilinginya.

TATA NAMA ION KOMPLEKS 1. Urutan penamaan :

jumlah ligan – nama ligan – nama ion pusat contoh : Fe(CN)6

4- heksasiano ferat (II)

2. Jumlah ligan : menggunakan awalan jumlah mono=1, di=2, tri=3, tetra=4, penta=5, heksa=6, hepta=7, okta=8,

nona=9, deka=10. jika ligan lebih dari sejenis, ligan-ligan disebutkan sesuai abjad 3. Nama ligan :

- ligan anon berakhiran o (atau a)- igan molekul netral seuai ketentuan penamaan

4. Nama ion pusat : disertai biloksnya berupa angka romawi dalam kurung - ion kompleks positif : nama logam dalam bahasa indonesia

contoh : Ag(NH3)2+ diaminperak (I)

- ion kompleks negatif : nama logam dalam bahasa latin diberi akhiran –atcontoh : Ag(CN)2 disianoagrerat

Bab 2 kimia unsur periode ke 4

Science