BAB IPENDAHULUAN1.1. Latar BelakangHingga saat ini, unsur-unsur
kimia berjumlah sekitar 114 unsur. Unsur-unsur tersebut
dikelompokkan berdasarkan kesamaan sifatnya ke dalam beberapa
golongan, yaitu golongan A (golongan utama) dan golongan B
(golongan transisi). Selain itu, unsur-unsur kimia dapat
dikelompokkan menjadi unsur logam, nonlogam, semilogam, dan gas
mulia. Dalam kehidupan sehari-hari, unsur-unsur kimia banyak
membantu kita dalam melaksanakan kegiatan. Sulit dibayangkan jika
kita hidup tanpa adanya unsur kimia karena semua benda yang ada di
alam ini mengandung unsur kimia, baik dalam bentuk logam atau unsur
bebasnya, senyawanya, atau paduan logamnya. Tak bisa dipungkiri,
selain memberikan manfaat, beberapa unsur kimia memberikan dampak
negatif terhadap lingkungan dan kesehatan. Kegunaan dan dampak dari
unsur-unsur kimia beserta cara mencegah dan menanganinya tidak
terlepas dari sifat yang dimiliki unsur-unsur tersebut.Unsur
transisi adalah unsur yang dapat menggunakan elektronpada kulit
terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan
unsur-unsur yang lain.Dalam kehidupan sehari-hari,kita sering
mendengar sepeti tembaga,besi, emas dan perak. Bagaimana posisi
unsure-unsur tersebutdalam table periodik? Unsur-unsur tersebut
terletak pada golongan transisi periode ke empat dan ke lima.
Disini kami hanya menjelaskan tentang unsure-unsur transisis
periode ke empat.Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki
elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali
unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menyebabkan unsur
transisi periode keempat memiliki beberapa sifat khas yang tidak
dimiliki oleh unsur-unsur golongan utama, seperti sifat magnetik,
warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa
kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh
unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium
(Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga
(Cu), dan Seng (Zn).Dalam satu periode dari kiri (Sc) ke kanan
(Zn), keelektronegatifan unsur hampir sama, tidak meningkat maupun
menurun secara signifikan. Selain itu, ukuran atom (jari-jari
unsur) serta energi ionisasi juga tidak mengalami perubahan
signifikan. Oleh sebab itu, dapat disimpulkan bahwa semua unsur
transisi periode keempat memiliki sifat kimia dan sifat fisika yang
serupa.Tentunya kalian mempunyai jam tangan bukan? Ada jam yang
terbuat dari logam, tidak berat ketika dipakai, tidak berkarat
ketika kena air, dan tetap mengilap walaupun sudah lama dipakai.
Pernahkah kalian perhatikan dari logam apakah jam itu? Salah satu
bahan yang digunakan dalam pembuatan jam tangan adalah
titanium.Vanadium adalah logam abu-abu yang keras dan tersebar luas
dikulit bumi sekitar 0,02 % massa. Kromium, terletak pada golongan
VI B periode keempat dan merupakan salah satu logam yang
penting.Bijih mangan yang utama adalah pirolusit (MnO2).Besi
bersifat logam dan terletak pada golongan VIII B periode empat
dalam tabeln periodic.Besi di dunia, dengan produksi tahunan
mendekati satu miliar ton merupakan logam penting dalam peradaban
modern.Kobalt di alam diperoleh sebagai bijih smaltit (CoAs2) dan
kobaltit (CoAsS) yang biasanya berasosiasi dengan Ni dan Cu.Bijih
nikel di alam banyak ditemukan dalam mineral petlantdit
[(Fe,Ni)9S8) dan garnirit [(Ni, Mg)SiO3.nH2O].Tentunya kalian
sering melihat kawat tembaga bukan?kawat tembaga yang berwarna
kuning dan digunakan untuk kawat listrik.Zink di alam merupakan
senyawa yang tersebar luas sebagai bijih tambang.Umumnya senyawa
tersebut adalah zink blende (ZnS) dan calamine (ZnCO3).Mengingat
banyaknya kegunaan unsure-unsur transisi pada periode ke empat
dalam kehidupan sehari-hari, maka kita harus memahami mengenai
unsur-unsur periode ke empat, sehingga menjadi sebuah pengetahuan
di masa depan1.2. Rumusan Masalah1. Apa pengertian unsur-unsur
transisi?2. Bagaimana sifat unsur-unsur transisi?3. Bagaimana
konfigurasi elektronik unsur-unsur transisi?4. Bagaimana
kecenderungan dalam periode dan golongan?5. Bagaimana sifat
katalitik unsur-unsur transisi?6. Bagaimana sifat magnetik senyawa
kompleks?7. Bagaimana reaksi unsur-unsur transisi?8. Bagaimana
ekstraksi unsur-unsur transisi?9. Bagaimana keberadaan dan kegunaan
dari unsur-unsur transisi?10. Apa dampak negatif penggunaan unsur
transisi?
1.3 Tujuan Setelah mempelajari makalah inidapat mengetahui dan
menjelaskan:1. Pengertianunsur-unsur transisi2. Sifat unsur-unsur
transisi3. Konfigurasi elektron unsur transisi4. Kecenderungan
dalam periode dan golongan5. Sifat katalitik unsur-unsur transisi6.
Sifat magnetik senyawa kompleks7. Reaksi unsur-unsur transisi8.
Ekstaksi unsur-unsur transisi9. Keberadaan dan kegunaan unsur-unsur
transisi10. Dampak negatif unsur transisi
BAB IIPEMBAHASAN2.1 PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK UNSURA.
Pengelompokan Unsur Logam dan Non LogamPada pengelompokan
unsur-unsur secara sederhana berdasarkan pada sifat fisika yang
mudah dikenal, seperti logam, titik didih, leleh. Selanjutnya
pengelompokan unsur berkembang tidak lagi berdasarka pada sifat
fisika saja tetapi berdasarkan pada sifat fisika, kimia, dan
kenaikan massa atom unsur.
Ketika ilmu kimia lahir, Ilmuwan Arab dan Persia membagi
unsur-unsur menjadi dua kelompok, yaitu lugham (logam) dan laysa
lugham (bukan logam) Pengelompokan unsur-unsur menjadi logam dan
bukan logam berlangsung sampai abad ke-19. Pengelompokan unsur ini
didasarkan pada sifat kelogamannyaSifat logamSifat Non Logam
1. Mengkilap.2. Pada suhu kamar umumnyaberwujud padat.3. Mudah
ditempa/dibentuk.4. Penghantar panas danlistrik yang baik.1. Tidak
mengkilap.2. Pada suhu kamar dapatberwujud padat, cair, dan gas.3.
Sulit dibentuk dan rapuh.4. Bukan penghantar panasdan listrik yang
baik.
Kemudian dilanjutkan oleh Lavoiser yang membagi unsur
berdasarkan sifat kimianya yaitu logam, nonlogam, gas, dan
tanah.
Kelemahan dari pengelompokkan unsur ini adalah Pengelompokan ini
masih sangat sederhana, sebab antara unsur-unsur logam sendiri
masih terdapat banyak perbedaan. Akan tetapi pengelompokkan ini
merupakan awalnya dari pemikiran para ahli untuk mengelompokkan
unsur- unsur
B. John DaltonDalton mengelompokkan unsur-unsur yang jumlahnya
36 unsur (pada waktu itu diketahui 36 unsur) berdasarkan kenaikan
massa atomnya. Hal ini berdaarkan pada teorinya yang menyatakan
bahwa unsur dari atom yang bebeda mempunyai sifat dan massa atom
yang berbeda pula, Masa atom tersebut adalah perbandingan assa atom
unsur terhadap massa atom unsur hidrogen.
C. Jons Jacob BerzeliusPara ilmuwan pada waktu itu menemukan
kesalahan yang dilakukan olehDalton yaitu pada pengukuran unsur
Oksigen yang seharusnya massanya 16 kali massa hidrogen tetapi
Dalton menghitung massa oksigen yatu, 7 kali massa hidrogen.
Selanjutnya Berzelius berhasil membuat dan mempublikasikan daftar
massa atom unsur-unsur dengan akurat. Dari daftar tersebut para
ilmuwan yang lain berusaha mengelompokkan unsur-unsur berdsarkan
pada hubungan antara sifat dan massa atom unsur.Berikut ini
pengelompokkan unsur berdsarkan pada kemiripan sifat-sifatnya dan
melihat adanya hubungan antara sifat dan massa atom unsur1. Triade
DobereinerIlmuwan yang mengembangkan sistem periodik unsur ini
adalahJohan W. Dobereiner. Sistem periodik unsur-unsur yang
dikelompokkandidasarkanpadamassa atom.Menurut Dobereiner, jika
massa atom unsur A ditambah massa atom unsur C, kemudian
dirata-ratakan maka akan dihasilkan massa atom unsur B. Ketiga
unsur ini akan memiliki sifat yang mirip. Kelompok unsur tersebut
oleh Dobereiner dinamakantriad.Contoh: Triade Litium (Li), Natrium
(Na) dan Kalium (K)Triade Kalsium ( Ca ),Stronsium ( Sr) dan Barium
( Ba ) Triade Klor ( Cl ), Brom ( Br ) dan Iod ( I )Unsur Massa
Atom Wujud
Li6,94Padat
Na22,99Padat
K39,10Padat
Massa Atom Na (Ar Na) = 6,94 +39,10 = 23,022Kelemahan atom
Triade : ada beberapa unsur lain yang tidak termasuk dalam satu
triad, tetapi mempunyai sifat-sifat mirip dengan triad
tersebut.
2. Hukum Oktaf NewlandsJohn Newlandsmenyusun unsurberdasarkan
kenaikan massa atom relatifnya.Jika unsur-unsur dideretkan
menurutkenaikan massa atom relatifnyamaka unsur kedelapan memiliki
sifat mirip dengan unsur pertama. ternyata unsur yang berselisih 1
oktaf (unsur ke-1 dan ke-8, unsur ke-2 dan unsur ke-9), menunjukkan
kemiripan sifat. Pola ini dinamakanHukum Oktaf.KelemahanHukum
Oktafkarena hanya berlaku untuk unsur-unsur ringan. Jika
diteruskan, ternyata kemiripan sifat terlalu dipaksakan. Misalnya,
Zn mempunyai sifat yang cukup berbeda dengan Be, Mg, dan Ca.
Sifat-sifat unsur yang ditemukan berkala atau periodik setelah 8
unsur disebut Hukum Oktaf.HLiBeBCNO
FNaMgAlSiPS
ClKCaCrTiMnFe
Berdasarkan Daftar Oktaf Newlands di atas; unsur H, F dan Cl
mempunyai kemiripan sifat3. Sistem Periodik Lothar MeyerPada tahun
1864, Lothar Meyer melakukan eksperimen yaitu mengamati hubungan
antara kenaikan massa atom denan sifat unsur. Hal tersebut
dilakukan dengan membuat kurva volume atom versus massa atom atom,
grafik tersebut ditampilakna di bawah ini :
Dari grafik tersebut, ia melihat adanya keteraturan pada
unsur-unsur dengan sifat yang mirip. Sebagai contoh, lithium (Li),
Natrium (Na), Kalium (K), dan Rubidium (Rb) berada pada puncak.
Yang lebih penting adalah ia mengamti jumlah unsur-unsur diantara
puncak-puncak tersebut berbeda-beda. Dengan demikian, pengulangan
pada hukum oktaf tidak berlaku.
4. Sistem Periodik MendeleevSistem periodik Mendeleev didasarkan
pada massa atom relatif, sedangkan sistem periodik Meyer didasarkan
padamassa jenis atom. Walaupun dasar penggolongan sistem periodik
berbeda, tetapi hasilnya hampir sama. Mendeleev menyusun sistem
periodik unsur-unsur dengan cara menempatkan unsur-unsur ke dalam
bentuk baris dan kolom. Unsur-unsur dalam kolom yang sama ini
memiliki sifat-sifat yang mirip. Mendeleev menempatkan unsur-unsur
yang mempunyai kemiripan sifat dalam satu lajur vertikal, yang
disebutgolongan. Lajur-lajur horizontal, yaitu lajur unsur-unsur
berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, disebutperiode.
Kelemahan Sistemini adalah penempatan beberapa unsur tidak
sesuai dengan kenaikan massa atom relatifnya. Selain itu masih
banyak unsur yang belum dikenal.
Keunggulan Sistemperiodik Mendeleev adalah bahwa Mendeleev
berani mengosongkan beberapa tempat dengan keyakinan bahwa masih
ada unsur yang belum dikenal (James E. Brady, 1990)
5. Sistem Periodik ModrenTahun 1914,Henry G. J. Moseleymenemukan
bahwa urutan unsur dalam tabel periodik sesuaikenaikan nomor atom.
Tabel periodik modern yang disebut juga tabel periodik bentuk
panjang, disusun menurut kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat.
Tabel periodik modern ini dapat dikatakan sebagai penyempurnaan
Tabel Periodik Mendeleyev.Tabel periodik bentuk panjang terdiri
atas lajur vertikal (golongan) yang disusun menurut kemiripan sifat
dan lajur horizontal (periode) yang disusun berdasarkan kenaikan
nomor atomnya.
Awalnya sistem periodik modern adalah gambar yang diatas dimana
letak unsur lantanida dan aktinida ada di antara golongan utama dan
golongan transisi akan tetapi agar terlihat lebih menarik dan huruf
hurufnya mudah dibaca maka dibuat unsur unsur transisi dalam pada
bagian bawah seperti pada gambar berikut ini
Dengan cara ini maka unsur transisi terletak pada golongan 3
sampai golongan 12. Pada periode 6 dan 7 terdapat masing-masing 14
unsur yang disebut unsur-unsur transisi dalam, yaitu unsur-unsur
antanida dan aktinida. Unsur-unsur transisi dalam semua termasuk
golongan IIIB.Unsur-unsur lantanida pada periode 6 golongan IIIB,
dan unsur-unsur aktinida pada periode 7 golongan IIIB.Penempatan
unsur-unsur tersebut di bagian bawah tabel periodik adalah untuk
alasan teknis, sehingga daftr tidak terlalu panjang.2.2 Sejarah
Penemuan Unsur Transisi2.2.1 SkandiumSejarah(Latin: scandia,
Scandinavia). Mendeleev telah memprediksi keberadaan unsur ekaboron
berdasarkan prinsip sistim periodik yang ditemukannya. Unsur ini
diperkirakan memiliki berat atom antara 40 (kalsium) dan 48
(titanium). Elemen skandium ditemukan oleh Nilson pada tahun 1878
di dalam mineral-mineral euxenite dan gadolinite, yang belum pernah
ditemukan dimanapun kecuali di Skandinavia. Dengan memproses 10 kg
euxenite dan hasil sampingan mineral-mineral langka lainnya, Nilson
berhasil memproduksi 2 gram skandium oksida murni. Ilmuwan-ilmuwan
berikutnya kemudian menunjukkan bahwa skandium yang ditemukan
Nilson sama dengan ekaboronnya Mendeleev.Sifat-sifatSkandium adalah
logam perak-putih yang berubah warna menjadi kekuningan atau
kemerahjambuan jika diekspos dengan udara. Elemen ini lunak dan
lebih menyerupai itrium dan metal-metal langka lainnya ketimbang
aluminium atau titanium. Ia ringan dan memiliki titik didih yang
lebih tinggi daripada aluminium, menjadikannya bahan yang sangat
diminati oleh perangcang pesawat antariksa. Skandium tidak
terserang dengan campuran 1:1 HNO3 dan 48% HF.
21kalsium skandium titanium
-ScYTabel periodik
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atomskandium, Sc, 21
Deret kimiatransition metals
Golongan, Periode, Blok3, 4, d
Penampilansilvery white
Massa atom44.955912(6) g/mol
Konfigurasi elektron[Ar] 3d1 4s2
Jumlah elektron tiap kulit2, 8, 9, 2
Ciri-ciri fisik
Fasesolid
Massa jenis (sekitar suhu kamar)2.985 g/cm
Massa jenis cair pada titik lebur2.80 g/cm
Titik lebur1814 K(1541 C, 2806 F)
Titik didih3109 K(2836 C, 5136 F)
Kalor peleburan14.1 kJ/mol
Kalor penguapan332.7 kJ/mol
2.2.2 TitaniumSejarah(Latin: titans, anak pertama bumi dalam
mitologi romawi) Ditemukan oleh Gregor di tahun 1791 dan dinamakan
oleh Klaproth di tahun 1795. Titanium yang tidak murni dipersiapkan
oleh Nilson dan Pettersson di tahun 1887, tetapi unsur yang murni
tidak dibuat sampai pada tahun 1910 oleh Hunter dengan cara
memanaskan TiCl4 dengan natrium dalam bom baja.Sifat-sifatTitanium
murni merupakan logam putih yang sangat bercahaya. Ia memiliki
berat jenis rendah, kekuatan yang bagus, mudah dibentuk dan
memiliki resistansi korosi yang baik. Jika logam ini tidak
mengandung oksigen, ia ductile. Titanium merupakan satu-satunya
logam yang terbakar dalam nitrogen dan udara. Titanium juga
memiliki resistansi terhadap asam sulfur dan asam hidroklorida yang
larut, kebanyakan asam organik lainnya, gas klor dan solusi
klorida. Titanium murni diberitakan dapat menjadi radioaktif
setelah dibombardir dengan deuterons. Radiasi yang dihasilkan
adalah positrons dan sinar gamama. Logam ini dimorphic. Bentuk alfa
heksagonal berubah menjadi bentuk beta kubus secara perlahan-lahan
pada suhu 880 derajat Celcius. Logam ini terkombinasi dengan
oksigen pada suhu panas merah dan dengan klor pada suhu 550 derajat
Celcius. Logam titanium tidak bereaksi dengan fisiologi tubuh
manusia (physiologically inert). Titanium oksida murni memiliki
indeks refraksi yang tinggi dengan dispersi optik yang lebih tinggi
daripada berlian.
IsotopTitanium alami memiliki lima isotop dengan masa atom dari
46 sampai 50. Semuanya stabil. Ada delapan isotop titanium yang
labil.22scandium titanium vanadium
-TiZrTabel periodik
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atomtitanium, Ti, 22
Deret kimiatransition metals
Golongan, Periode, Blok4, 4, d
Penampilansilvery metallic
Massa atom47.867(1) g/mol
Konfigurasi elektron[Ar] 3d2 4s2
Jumlah elektron tiap kulit2, 8, 10, 2
Ciri-ciri fisik
Fasesolid
Massa jenis (sekitar suhu kamar)4.506 g/cm
Massa jenis cair pada titik lebur4.11 g/cm
Titik lebur1941 K(1668 C, 3034 F)
Titik didih3560 K(3287 C, 5949 F)
Kalor peleburan14.15 kJ/mol
Kalor penguapan425 kJ/mol
Kapasitas kalor(25 C) 25.060 J/(molK)
Titanium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang
memiliki simbol Ti dan nomor atom 22. Dia merupakan logam transisi
yang ringan, kuat, 'lustrous', tahan korosi (termasuk tahan
terhadap air laut dan chlorine dengan warna
putih-metalik-keperakan. Titanium digunakan dalam alloy kuat dan
ringan (terutama dengan besi dan aluminum) dan merupakan senyawa
terbanyaknya, titanium dioxide, diguankan dalam pigmen putih.Unsur
ini terdapat di banyak mineral dengan sumber utama adalah rutile
dan ilmenite, yang tersebar luas di seluruh Bumi. Ada dua bentuk
allotropic dan lima isotop alami dari unsur ini; Ti-46 sampai Ti-50
dengan Ti-48 yang paling banyak terdapat di alam (73,8%). Sifat
Titanium mirip dengan zirconium secara kimia maupun
fisika.Keunggulan Titanium Salah satu karakteristik Titanium yang
paling terkenal adalah dia sama kuat dengan baja tapi hanya 60%
dari berat baja. Kekuatan lelah (fatigue strength) yang lebih
tinggi daripada paduan aluminium. Tahan suhu tinggi. Ketika
temperatur pemakaian melebihi 150 C maka dibutuhkan titanium karena
aluminium akan kehilangan kekuatannya seacara nyata. Tahan korosi.
Ketahanan korosi titanium lebih tinggi daripada aluminium dan baja.
Dengan rasio berat-kekuatan yang lebih rendah daripada aluminium,
maka komponen-komponen yang terbuat dari titanium membutuhkan ruang
yang lebih sedikit dibanding aluminium.2.2.2
VanadiumSejarahVanadium ditemukan pertama kali oleh del Rio pada
tahun 1801. Sayangnya, seorang ahli kimia Perancis dengan salah
menyatakan bahwa unsur baru del Rio hanyalah krom yang tidak murni.
Del Rio pun menyangka dirinya salah dan menerima pernyataan ahli
kimia Perancis itu.Unsur ini akhirnya ditemukan ulang pada tahun
1830 oleh Sefstrom, yang menamakan unsur itu untuk memuliakan dewi
Skandinavia, Vanadis, karena aneka warna senyawa yang dimilikinya.
Vanadium berhasil diisolasi hingga nyaris murni oleh Roscoe, pada
tahun 1867 dengan mereduksi garam kloridanya dengan
hidrogen.Vanadium tidak dapat dimurnikan hingga kadar 99.3% 99.8%
hingga tahun 1922.Vanadium alam merupakan campuran dari 2 isotop,
yakni Vanadium-50 sebanyak 0.24% dan Vanadium -51 sebanyak 99.76%.
Vanadium-50 sedikit radioaktif, memiliki masa paruh lebih dari 3.9
x 1017 tahun. Ada sembilan isotop lainnya yang tidak
stabilSifat-sifat Vanadium murni adalah logam berwarna putih
cemerlang dan lunak. Tahan korosi terhadap larutan basa, asam
sulfat, dan asam klorida, juga air garam. Tetapi logam ini
teroksidasi di atas 660oC. Vanadium memiliki kekuatan struktur yang
baik dan memiliki kemampuan fisi neutron yang rendah , membuatnya
sangat berguna dalam penerapan nuklir .PenangananVanadium dan semua
senyawanya adalah beracun dan harus ditangani dengan hati-hati.
Konsentrasi maksimum V2O5 yang masih diizinkan terdapat di udara
adalah 0.05 (selama 8 jam kerja rata-rata selama 40 jam per
minggu)
23titanium vanadium kromium
-VNbTabel periodik
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atomvanadium, V, 23
Deret kimiatransition metals
Golongan, Periode, Blok5, 4, d
Penampilangray-white metal
Massa atom50.9415(1) g/mol
Konfigurasi elektron[Ar] 3d3 4s2
Jumlah elektron tiap kulit2, 8, 11, 2
Ciri-ciri fisik
Fasesolid
Massa jenis (sekitar suhu kamar)6.0 g/cm
Massa jenis cair pada titik lebur5.5 g/cm
Titik lebur2183 K(1910 C, 3470 F)
Titik didih3680 K(3407 C, 6165 F)
Kalor peleburan21.5 kJ/mol
Kalor penguapan459 kJ/mol
Kapasitas kalor(25 C) 24.89 J/(molK)
2.2.4 KromiumDitemukan pada tahun 1797 oleh Vauquelin, yang
membuat logam khrom pada tahun berikutnya. Khrom adalah logam
berwarna abu-abu, berkilau, keras sehingga memerlukan proses
pemolesan yang cukup tinggi.Khrom digunakan untuk mengeraskan baja,
pembuatan baja tahan karat dan membentuk banyak alloy (logam
campuran) yang berguna. Kebanyakan digunakan dalam proses pelapisan
logam untuk menghasilkan permukaan logam yang keras dan indah dan
juga dapat mencegah korosi. Khrom memberikan warna hijau emerald
pada kaca. Khrom juga luas digunakan sebagai katalis.Industri
refraktori menggunakan khromit untuk membentuk batu bata, karena
khromit memiliki titik cair yang tinggi, pemuaian yang relatif
rendah dan kstabilan struktur kristal.Senyawa komponen khrom
berwarna. Kebanyakan senyawa khromat yang penting adalah natrium
dan kalium, dikromat, dan garam dan ammonium dari campuran aluminum
dengan khrom . Dikhromat bersifat sebagai zat oksidator dalam
analisis kuantitatif, juga dalam proses pemucatan kulit.Senyawa
lainnya banyak digunakan di industri; timbal khromat berwarna
kuning khrom, merupakan pigmen yang sangat berharga.Senyawa khrom
digunakan dalam industri tekstil sebagai mordan atau penguat warna.
Dalam industri penerbangan dan lainnya,senyawa khrom berguna untuk
melapisi aluminum.24vanadium kromium mangan
-CrMoTabel periodik
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atomkromium, Cr, 24
Deret kimialogam transisi
Golongan, Periode, Blok6, 4, d
Penampilanperak metalik
Massa atom51.9961(6) g/mol
Konfigurasi elektron[Ar] 3d5 4s1
Jumlah elektron tiap kulit2, 8, 13, 1
Ciri-ciri fisik
Fasesolid
Massa jenis (sekitar suhu kamar)7.15 g/cm
Massa jenis cair pada titik lebur6.3 g/cm
Titik lebur2180 K(1907 C, 3465 F)
Titik didih2944 K(2671 C, 4840 F)
Kalor peleburan21.0 kJ/mol
Kalor penguapan339.5 kJ/mol
Kapasitas kalor(25 C) 23.35 J/(molK)
Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang
memiliki lambang Cr dan nomor atom 24.Kromium trivalen (Cr(III),
atau Cr3+) diperlukan dalam jumlah kecil dalam metabolismegula pada
manusia. Kekurangan kromium trivalen dapat menyebabkan penyakit
yang disebut penyakit kekurangan kromium (chromium
deficiency).Kromium merupakan logam tahan korosi (tahan karat) dan
dapat dipoles menjadi mengkilat. Dengan sifat ini, kromium (krom)
banyak digunakan sebagai pelapis pada ornamen-ornamen bangunan,
komponen kendaraan, seperti knalpot pada sepeda motor, maupun
sebagai pelapis perhiasan seperti emas, emas yang dilapisi oleh
kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih. Perpaduan
Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat.2.2.5
ManganSejarahPertama kali dikenali oleh Scheele, Bergman dan ahli
lainnya sebagai unsur dan diisolasi oleh Gahn pada tahun 1774,
dengan mereduksi mangan dioksida dengan karbon.Mineral mangan
tersebar secara luas dalam banyak bentuk; oksida, silikat, karbonat
adalah senyawa yang paling umum.Penemuan sejumlah besar senyawa
mangan di dasar lautan merupakan sumber mangan dengan kandungan
24%, bersamaan dengan unsur lainnya dengan kandungan yang lebih
sedikit.Kebanyakan senyawa mangan saat ini ditemukan di Rusia,
Brazil, Australia, Afrika Selatan, Gabon, dan India.Irolusi dan
rhodokhrosit adalah mineral mangan yang paling banyak
dijumpai.Logam ,mangan diperoleh dengan mereduksi oksida mangan
dengan natrium, magnesium, aluminum atau dengan proses
elektrolisis.Sifat-sifatMangan berwarna putih keabu-abuan, dengan
sifat yang keras tapi rapuh. Mangan sangat reaktif secara kimiawi,
dan terurai dengan air dingin perlahan-lahan. Mangan digunakan
untuk membentuk banyak alloy yang penting. Dalam baja, mangan
meningkatkan kualitas tempaan baik dari segi kekuatan,
kekerasan,dan kemampuan pengerasan.Logam mangan bersifat
ferromagnetik setelah diberi perlakuan. Logam murninya terdapat
sebagai bentuk allotropik dengan empat jenis. Salah satunya, jenis
alfa, stabil pada suhu luar biasa tinggi; sedangkan mangan jenis
gamma, yang berubah menjadi alfa pada suhu tinggi, dikatakan
fleksibel, mudah dipotong dan ditempa.PenangananTerpapar dengan
debu mangan, uap dan senyawanya tidak boleh melebihi angka 5 ppm
bahkan untuk periode yang sangat pendek karena tingkat toksisitas
unsurnya.25kromium mangan besi
-MnTcTabel periodik
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atommangan, Mn, 25
Deret kimiatransition metals
Golongan, Periode, Blok7, 4, d
Penampilansilvery metallic
Massa atom54.938045(5) g/mol
Konfigurasi elektron[Ar] 3d5 4s2
Jumlah elektron tiap kulit2, 8, 13, 2
Ciri-ciri fisik
Fasesolid
Massa jenis (sekitar suhu kamar)7.21 g/cm
Massa jenis cair pada titik lebur5.95 g/cm
Titik lebur1519 K(1246 C, 2275 F)
Titik didih2334 K(2061 C, 3742 F)
Kalor peleburan12.91 kJ/mol
Kalor penguapan221 kJ/mol
Kapasitas kalor(25 C) 26.32 J/(molK)
2.2.6 BesiBesi merupakan salah satu unsur logam transisi
golongan VIIIB yang mudah ditempa, mudah dibentuk, berwarna putih
perak, dan mudah dimagnetisasi pada suhu normal.Logam besi terdapat
dalam 3 bentuk, yaitu -iron (alpha-iron), -iron (gamma-iron), dan
-iron (delta-iron). Perbedaan tiap bentuk besi tersebut adalah dari
susunan atom-atom pada kisi kristalnya. Secara kimia besi merupakan
logam yang cukup aktif, hal ini karena besi dapat bersenyawa dengan
unsur-unsur lain, seperti unsur-unsur halogen (fluorin, klorin,
bromin, iodin, dan astatin), belerang, fosfor, karbon, oksigen, dan
silikon.1. Asal-usul nama dan lambang unsurKata Anglo-Saxon asal
simbol Fe (Ferrum) berasal dari bahasa Latin yang berarti Elemen
Suci. Diberi nama Ferrum, ketika pemerintahan Romawi, kaisar Roma
yang bernama Marcus Aurelius dan Commodus menghubungkan dengan
mitos Planet Mars. Ferrum ini dulunya digunakan untuk membuat
pedang yang digunakan dalam Perang Salib.2. Sejarah penemuanSejarah
penemuan besi belum jelas sampai sekarang. Ada referensi dalam
mitologi TheOld Testement (Wasiat Kuno) yang mengacu pada keturunan
Adam sebagai "instruktur besi atau semua pencipta loyang dan besi."
Artefak arkeologi yang terbuat dari besi lebur dikenal dari sekitar
3000 SM. Besi tampaknya telah diperkenalkan sebagai tahap terakhir
dalam "zaman logam." Hanya dalam jumlah kecil yang diketahui sampai
menjelang akhir Zaman Perunggu di sekitar 1500 SM. Dibutuhkan suhu
1.0830 C untuk dapat mencairkan besi. Oleh karena itu, tidak secara
luas besi digunakan untuk pembuatan alat-alat pabrik dan senjata
sampai sekitar 1000 SM sebagai seni metalurgi berkembang. Bijih
besi banyak ditemukan diberbagai daerah di seluruh dunia. Seperti
metalurgi yang berkembang di Asia Kecil, Cina, Turki, Mesir,
Siprus, Yunani, dan Semenanjung Liberia, begitu pula penyebaran
kegunaan terkait besi. Kemudian, teknik metalurgi besi menyebar ke
negara-negara Eropa. Pada zaman logam berikutnya, produksi ini
kemudian adalah alat-alat dari besi, kendaraan, seni, dan koin,
serta senjata, yang menciptakan peluang dan manfaat yang
menghasilkan bangunan permanen dan kota-kota dan penyebaran
peradaban.
26mangan besi kobalt
-FeRuTabel periodik
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atombesi, Fe, 26
Deret kimialogam transisi
Golongan, Periode, Blok8, 4, d
Penampilanmetalik mengkilapkeabu-abuan
Massa atom55,845(2) g/mol
Konfigurasi elektron[Ar] 3d6 4s2
Jumlah elektron tiap kulit2, 8, 14, 2
Ciri-ciri fisik
Fasepadat
Massa jenis (sekitar suhu kamar)7,86 g/cm
Massa jenis cair pada titik lebur6,98 g/cm
Titik lebur1811 K(1538 C, 2800 F)
Titik didih3134 K(2861 C, 5182 F)
Kalor peleburan13,81 kJ/mol
Kalor penguapan340 kJ/mol
Kapasitas kalor(25 C) 25,10 J/(molK)
2.2.7 KobalSejarahKobalt adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Co dan nomor atom27.Elemen ini
biasanya hanya ditemukan dalam bentuk campuran di alam.Elemen
bebasnya, diproduksi dari peleburan reduktif, adalah logam berwarna
abu-abu perak yang keras dan berkilau.Ketersediaan: unsur kimia
kobal tersedia di dalam banyak formulasi yang mencakup kertas
perak, potongan, bedak, tangkai, dan kawat.Sejarah ditemukan oleh
Brandt pada tahun 1735.Di alam, kobalt terdapat dalam bentuk
senyawa, seperti mineral kobalt glans (CoAsS), linalit (Co3S4), dan
smaltit (CoAs2) dan eritrit.Sering terdapat bersamaan dengan nikel,
perak, timbal, tembaga dan bijih besi, yang mana umum didapatkan
sebagai hasil samping produksi.Kobal juga terdapat dalam
meteorit.Sifat-sifatKobal bersifat rapuh, logam keras, menyerupai
penampakan besi dan nikel. Kobal memiliki permeabilitas logam
sekitar dua pertiga daripada besi. Kobal cenderung terdapat sebagai
campuran dua allotrop pada kisaran suhu yang sangat lebar.
Transformasi antara dua bentuk ini bersifat lembam dan ditemukan
dengan variasi tinggi sebagaimana dilaporkan pada sifat fisik
kobal.PenangananTerpapar dengan kobal (baik uap logam maupun
debu)tidak boleh lebih dari 0.05 mg/m3 (8 jam kerja per hari-40 jam
seminggu)Warna: sedikit berkilauan, metalik, keabu-abuan
Penggolongan: Metalik Ketersediaan: unsur kimia kobal tersedia di
dalam banyak formulasi yang mencakup kertas perak, potongan, bedak,
tangkai, dan kawat. contoh besar Dan kecil unsur kimia. Unsur kimia
kobalt juga merupakan suatu unsure dengan sifat rapuh agak kerasdan
mengandung metal serta kaya sifat magnetis yang serupa setrika.
Unsur kimia kobalt adalah batu bintang. Deposit bijih. Cobalt-60 (
60Co) adalah suatu isotop yang diproduksi menggunakan suatu sumber
sinar ( radiasi energi tinggi). unsur kimia/kobalt mewarnai
gelas/kaca serta memiliki suatu keindahan warna kebiruan.Secara
umum dapat kita deskripsikan sebagai berikut : Nama: unsur kimia
kobal Lambang: Co Nomor-Atom: 27 Berat atom: 58.933200 ( 9)
Golongkan nomor;jumlah: 9 Nomor periode;Jumlah: 4Salah satu makanan
yang kita konsumsi ber sumber vitamin B12 yang merupakan suatu
campuran yang berisi unsur kobalt, adalah marmite, tetapi unsure
yang dikandung didalamnya tergolong unsur lebih lemah dan lembut.
Di Australia dikenal dengan Vegemite, sedangkan di Amerika, Marmite
dicampur dengan pindakas.2.2.8 NikelSejarahNikel ditemukan oleh
Cronstedt pada tahun 1751 dalam mineral yang disebutnya
kupfernickel (nikolit)Sifat-sifatNikel berwarna putih
keperak-perakan dengan pemolesan tingkat tinggi. Bersifat keras,
mudah ditempa, sedikit ferromagnetis, dan merupakan konduktor yang
agak baik terhadap panas dan listrik. Nikel tergolong dalam grup
logam besi-kobal, yang dapat menghasilkan alloy yang sangat
berharga.PenangananTerpapar dengan logam nikel dan senyawa nikel
yang mudah larut tidak boleh melebih 0.05 mg/cm3 (selama 8 jam
kerja perhari- 40 jam seminggu). Uap dan debu nikel sulfida
beresiko karsinogenik.
28kobal nikel tembaga
-NiPdTabel periodik
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atomnikel, Ni, 28
Deret kimialogam transisi
Golongan, Periode, Blok10, 4, d
Penampilankemilau, metalik
Massa atom58.6934(2) g/mol
Konfigurasi elektron[Ar] 3d8 4s2
Jumlah elektron tiap kulit2, 8, 16, 2
Ciri-ciri fisik
Fasepadat
Massa jenis (sekitar suhu kamar)8,908 g/cm
Massa jenis cair pada titik lebur7,81 g/cm
Titik lebur1728 K(1455 C, 2651 F)
Titik didih3186 K(2913 C, 5275 F)
Kalor peleburan17,48 kJ/mol
Kalor penguapan377,5 kJ/mol
Kapasitas kalor(25 C) 26,07 J/(molK)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang
memiliki simbol Ni dan nomor atom 28.Nikel mempunyai 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.Perpaduan nikel, krom dan besi
menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang banyak
diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok, dan peralatan memasak),
ornamen-ornamen rumah dan gedung, serta komponen industri.2.8.9
TembagaTembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang
memiliki lambang Cu dan nomor atom 29. Lambangnya berasal dari
bahasa LatinCuprum.Tembaga merupakan konduktorpanas dan listrik
yang baik.Selain itu unsur ini memiliki korosi yang lambat
sekali2.2.10 Seng30tembaga seng galium
-ZnCdTabel periodik
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atomseng, Zn, 30
Deret kimialogam transisi
Golongan, Periode, Blok12, 4, d
Penampilanabu-abu muda kebiruan
Massa atom65,409(4) g/mol
Konfigurasi elektron[Ar] 3d10 4s2
Jumlah elektron tiap kulit2, 8, 18, 2
Ciri-ciri fisik
Fasepadat
Massa jenis (sekitar suhu kamar)7,14 g/cm
Massa jenis cair pada titik lebur6,57 g/cm
Titik lebur692,68 K(419,53 C, 787,15 F)
Titik didih1180 K(907 C, 1665 F)
Kalor peleburan7,32 kJ/mol
Kalor penguapan123,6 kJ/mol
Kapasitas kalor(25 C) 25,390 J/(molK)
Seng (bahasa Belanda: zink) adalah unsur kimia dengan lambang
kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan
unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik. Beberapa aspek
kimiawi seng mirip dengan magnesium. Hal ini dikarenakan ion kedua
unsur ini berukuran hampir sama. Selain itu, keduanya juga memiliki
keadaan oksidasi +2. Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di
kerak Bumi dan memiliki limaisotop stabil. Bijih seng yang paling
banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida).Kuningan, yang
merupakan campuran aloi tembaga dan seng, telah lama digunakan
paling tidak sejak abad ke-10 SM. Logam seng tak murni mulai
diproduksi secara besar-besaran pada abad ke-13 di India, manakala
logam ini masih belum di kenal oleh bangsa Eropa sampai dengan
akhir abad ke-16. Paraalkimiawan membakar seng untuk menghasilkan
apa yang mereka sebut sebagai "salju putih" ataupun "wol filsuf".
Kimiawan Jerman Andreas Sigismund Marggraf umumnya dianggap sebagai
penemu logam seng murni pada tahun 1746. Karya Luigi Galvani dan
Alessandro Volta berhasil menyingkap sifat-sifat elektrokimia seng
pada tahun 1800. Pelapisan seng pada baja untuk mencegah perkaratan
merupakan aplikasi utama seng. Aplikasi-aplikasi lainnya meliputi
penggunaannya pada baterai dan aloi. Terdapat berbagai jenis
senyawa seng yang dapat ditemukan, seperti seng karbonat dan seng
glukonat (suplemen makanan), seng klorida (pada deodoran), seng
pirition (pada sampo anti ketombe), seng sulfida (pada cat
berpendar), dan seng metil ataupun seng dietil di laboratorium
organik.Seng merupakan zat mineral esensial yang sangat penting
bagi tubuh.[1] Terdapat sekitar dua milyar orang di negara-negara
berkembang yang kekurangan asupan seng. Defisiensi ini juga dapat
menyebabkan banyak penyakit. Pada anak-anak, defisiensi ini
menyebabkan gangguan pertumbuhan, mempengaruhi pematangan seksual,
mudah terkena infeksi, diare, dan setiap tahunnya menyebabkan
kematian sekitar 800.000 anak-anak di seluruh dunia.[1] Konsumsi
seng yang berlebihan dapat menyebabkan ataksia, lemah lesu, dan
defisiensi tembaga.Dalam bahasa sehari-hari, seng juga dimaksudkan
sebagai pelat seng yang digunakan sebagai bahan bangunan.Sifat
fisikSeng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau,
dan bersifat diamagnetik. Walau demikian, kebanyakan seng mutu
komersial tidak berkilau.[2] Seng sedikit kurang padat daripada
besi dan berstruktur kristal heksagonal.Lehto 1968, p. 826Logam ini
keras dan rapuh pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempa
antara 100 sampai dengan 150C.[2] Di atas 210C, logam ini kembali
menjadi rapuh dan dapat dihancurkan menjadi bubuk dengan
memukul-mukulnya.[3] Seng juga mampu menghantarkan listrik.
Dibandingkan dengan logam-logam lainnya, seng memiliki titik lebur
(420C) dan tidik didih (900C) yang relatif rendah.[4] Dan
sebenarnya pun, titik lebur seng merupakan yang terendah di antara
semua logam-logam transisi selain raksa dan kadmium.[4]Terdapat
banyak sekali aloi yang mengandung seng. Salah satu contohnya
adalah kuningan (aloi seng dan tembaga). Logam-logam lainnya yang
juga diketahui dapat membentuk aloi dengan seng adalah aluminium,
antimon, bismut, emas, besi, timbal, raksa, perak, timah,
magnesium, kobalt, nikel, telurium, dan natrium.[5] Walaupun seng
maupun zirkonium tidak bersifat feromagnetik, aloi ZrZn2
memperlihatkan feromagnetisme di bawah suhu 35K.Sifat
kimiawiReaktivitasSeng memiliki konfigurasi elektron [Ar]3d104s2
dan merupakan unsur golongan 12 tabel periodik. Seng cukup reaktif
dan merupakan reduktor kuat.. Permukaan logam seng murni akan
dengan cepat mengusam, membentuk lapisan seng karbonat,
Zn5(OH)6CO3, seketika berkontak dengan karbon dioksida. Lapisan ini
membantu mencegah reaksi lebih lanjut dengan udara dan air.Seng
yang dibakar akan menghasilkan lidah api berwarna hijau kebiruan
dan mengeluarkan asap seng oksida. Seng bereaksi dengan asam, basa,
dan non-logam lainnya.[19] Seng yang sangat murni hanya akan
bereaksi secara lambat dengan asam pada suhu kamar. Asam kuat
seperti asam klorida maupun asam sulfat dapat menghilangkan lapisan
pelindung seng karbonat dan reaksi seng dengan air yang ada akan
melepaskan gas hidrogen. Seng secara umum memiliki keadaan oksidasi
+2. Ketika senyawa dengan keadaan oksidasi +2 terbentuk, elektron
pada kelopak elektron terluar s akan terlepas, dan ion seng yang
terbentuk akan memiliki konfigurasi [Ar]3d10. Hal ini mengijinkan
pembentukan empat ikatan kovalen dengan menerima empat pasangan
elektron dan mematuhi kaidah oktet. Stereokimia senyawa yang
dibentuk ini adalah tetrahedral dan ikatan yang terbentuk dapat
dikatakan sebagai sp3. Pada larutan akuatik, kompleks oktaherdal,
[Zn(H2O)6]2+, merupakan spesi yang dominan. Penguapan seng yang
dikombinasikan dengan seng klorida pada temperatur di atas 285C
mengindikasikan adanya Zn2Cl2 yang terbentuk, yakni senyawa seng
yang berkeadaan oksidasi +1.[18] Tiada senyawa seng berkeadaan
oksidasi selain +1 dan +2 yang diketahui. Perhitungan teoritis
mengindikasikan bahwa senyawa seng dengan keadaan oksidasi +4
sangatlah tidak memungkinkan terbentuk. Sifat kimiawi seng mirip
dengan logam-logam transisi periode pertama seperti nikel dan
tembaga. Ia bersifat diamagnetik dan hampir tak berwarna. Jari-jari
ion seng dan magnesium juga hampir identik. Oleh karenanya, garam
kedua senyawa ini akan memiliki struktur kristal yang sama. Pada
kasus di mana jari-jari ion merupakan faktor penentu, sifat-sifat
kimiawi keduanya akan sangat mirip. Seng cenderung membentuk ikatan
kovalen berderajat tinggi. Ia juga akan membentuk senyawa kompleks
dengan pendonor N- dan S-. Senyawa kompleks seng kebanyakan
berkoordinasi 4 ataupun 6 walaupun koordinasi 5 juga diketahui ada.
Senyawa seng
Seng kloridaKebanyakan metaloid dan non logam dapat membentuk
senyawa biner dengan seng, terkecuali gas mulia. Oksida ZnO
merupakan bubuk berwarna putih yang hampir tidak larut dalam
larutan netral. Ia bersifat amfoter dan dapat larut dalam larutan
asam dan basa kuat. Kalkogenida lainnya seperti ZnS, ZnSe, dan ZnTe
memiliki banyak aplikasinya dalam bidang elektronik dan optik.
Pniktogenida (Zn3N2, Zn3P2, Zn3As2 dan Zn3Sb2), peroksida ZnO2,
hidrida ZnH2, dan karbida ZnC2 juga dikenal keberadaannya.[30] Dari
keempat unsur halida, ZnF2 memiliki sifat yang paling ionik,
sedangkan sisanya (ZnCl2, ZnBr2, dan ZnI2) bertitik lebur rendah
dan dianggap lebih bersifat kovalen.
Seng asetat basaDalam larutan basa lemah yang mengandung ion
Zn2+, hidroksida dari seng Zn(OH)2 terbentuk sebagai endapat putih.
Dalam larutan yang lebih alkalin, hidroksida ini akan terlarut
dalam bentuk [Zn(OH)4]2- Senyawa nitrat Zn(NO3)2, klorat Zn(ClO3)2,
sulfat ZnSO4, fosfat Zn3(PO4)2, molibdat ZnMoO4, sianida Zn(CN)2,
arsenit Zn(AsO2)2, arsenat Zn(AsO4)28H2O dan kromat ZnCrO4
merupakan beberapa contoh senyawa anorganik seng. Salah satu contoh
senyawa organik paling sederhana dari seng adalah senyawa asetat
Zn(O2CCH3)2.Senyawa organoseng merupakan senyawa-senyawa yang
mengandung ikatan kovalen seng-karbon. Dietilseng ((C2H5)2Zn)
merupakan salah satu reagen dalam kimia sintesis. Senyawa ini
pertama kali dilaporkan pada tahun 1848 dari reaksi antara seng
dengan etil iodida dan merupakan senyawa yang pertama kali
diketahui memiliki ikatan sigma logam-karbon. Dekametildizinkosena
mengandung ikatan seng-seng kovalen yang kuat pada suhu kamar. 2.3
Pengertian Unsur TransisiUnsur-unsur transisi didefinisikan sebagai
suatu unsur yang memiliki kulit d atau f yang terisi sebagian.
Unsur transisi semuanya adalah logam, kebanyakan berupa logam keras
yang menghantar panas dan listrik yang baik. Diambil definisi yang
lebih luas dan mencakup juga unsur-unsur yang mempunyai kulit d dan
f yang terisi sebagian dalam senyawaan. Ini berarti bahwa
logam-logam mata uang, Cu, Ag, dan Au. Sebagai logam-logam
transisi, karena mempunyai konfigurasi , mempunyai konfigurasi ,
dan mempunyai konfigurasi . Secara tepat, dianggap bahwa
unsur-unsur ini adalah unsur transisi karena perilaku kimiawinya
sangat mirip dengan unsur-unsur transisi lainnya. Jadi ada 56
unsur-unsur transisi, dihitung dari unsur yang terberat sampai
dengan yang bernomor atom 104. Unsur-unsur transisi yang banyak ini
dibagi lagi dalam tiga golongan utama: (a) unsur-unsur transisi
utama atau unsur blok d, (b) unsur-unsur lantanida, dan (c)
unsur-unsur aktinida.Golongan transisi utama atau blok d mengandung
unsur-unsur yang hanya mempunyai kulit d yang terisi sebagian.
Jadi, unsur skandium, dengan konfigurasi elektron terluar , adalah
anggota yang teringan. Kedelapan unsur berikutnya, deret pertama
transisi, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, dan Cu, semuanya mempunyai
kulit 3d yang terisi sebagian baik dalam keadaan dasar dari atom
bebas (kecuali Cu) atau dalam satu atau lebih ion-ion yang
kimiawinya penting (kecuali Sc). Konfigurasi seng adalah dan
unsurnya tidak membentuk senyawaan di mana kulit 3d terionisasi,
juga ionisasi tidak terjadi pada setiap sembilan unsur berikutnya.
Ini tidak terjadi sampai pada ytrium, dengan konfigurasi elektron
terluar pada keadaan dasar , yang ditemui sebagai unsur transisi
berikutnya. Kedelapan unsur berikutnya, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Pd, dan
Ag, semuanya mempunyai kulid 4d yang terisi sebagian baik dalam
unsur bebas (kecuali Ag) atau dalam satu atau lebih ion yang
penting (kecuali Y). Golongan dari sembilan unsur ini menyusun
deret transisi kedua.Demikian juga bila diikuti deretan
unsur-unsurnya, tidak pernah ada kekosongan pada kulit d pada
kondisi kimiawi yang berarti sampai dicapai unsur lantanum, bila
pola yang telah diamati dua kali kemudian diulang lagi, akan
diikuti 8 unsur degan set besar elektron 5d yang tidak penuh.
Meskipun demikian hal ini tidak terjadi . kulit 4f sekarang menjadi
sedikit lebih stabil dari pada kulit 5d, dan melalui 14 unsur
berikutnya, elektron-elektron memasuki kulit 4f sampai luretium
menjadi terisi. Lutetium mempunyai konfigurasi elektron terluar .
Karena La dan Lu keduanya mempunyai kulit d yangterisi sebagian dan
tidak ada kulit lainnya yang terisi sebagian, maka keduanya harus
dianggap sebagai unsur blok d. Meskipin demikian, sebagai alasan
kimia, tidaklah bijaksana untuk menggolongkannya dengan cara
demikian, karena semua dari 15 unsur La (Z = 57) sampai Lu (Z = 71)
mempunyai sifat fisik dan kimiawi yang mirip, di mana lantanum
menjadi pedoman; dengan demikian, unsur-unsur ini disebut
lantanida.Dilanjutkan dengan air raksa, yang mengikuti emas,
melalui gas mulia radon dari unsur radio Fr dan Ra sampailah pada
aktinium, dengan konfigurasi elektron terluar . Dengan analogi
seperti yang terjadi pada lantanum, bahwa pada unsur berikutnya,
elektron memasuki orbital 5f, menghasilkan deret mirip lantanida
dengan 15 unsur. Sayangnya apa yang sesungguhnya terjadi adalah
tidak sederhana. Meskipun, segera setelah lantanum, orbital 4f
secara pasti lebih disukai dari pada orbital 5d bagi elektron untuk
memasuki unsur berikutnya, tampaknya tidak ada perbedaan yang besar
antara orbital-orbital 5f dan 6d sampai nanti. Jadi, untuk
unsur-unsur yang langsung mengikuti Ac, dan ion-ionnya, mungkin
akan ada elektron pada orbital-orbital 5f dan 6d, atau keduanya.
Karena hal ini akan tampak kemudian, setelah 4 atau 5 elektron
ditambahkan pada konfigurasi Ac, orbital 5f menjadi lebih stabil,
dan karena unsur-unsur dari amerisium menunjukkan perilaku yang
cukup homolog, maka dapatlah diterima secara praktis untuk menyebut
kelima belas unsur tersebut diawali dengan Ac sebagai unsur
aktinida (catton dan wilkinson,1989:234-236)2.4 Sifat unsur-unsur
transisiLogam-logam transisi mempunyai struktur kemas rapat
(closest pack), artinya setiap atom memiliki persinggungan yang
maksimal dengan atokatom yang lain yaitu sebanyak dua belas atom
tetangganya. Dalam periode, elektron mengisi orbital (n-1)d
(artinya orbital ini terletak disebelah dalam dari orbital ) yang
semakin banyak dengan naikknya nomor atom, sehingga jari-jari
atomiknya relatif semakin pendek. Akibat dari struktur kemas rapat
dan kecilnya ukuran atomik adalah bahwa logam-logam transisi
membentuk ikatan logam yang kuat antara atom-atomnya sehingga
logam-logam ini dapat ditempa dan kuat. Maka relatif terhadap
logam-logam golongan s seperti kalium dan kalsium, logam-logam
transisi mempunyai titik leleh lebih tinggi, titik didih lebih
tinggi, densitas lebih tinggi, dan panas penguapan yang lebih
tinggi pula. Perbandingan beberapa sifat fisik dengan logam
golongan s dalam periode yang sama ditunjukkan dalam tabel
1.2Berdasarkan pada nilai potensian reduksinya, logam-logam
transisi kurang elektropositif dibandingkan dengan logam-logam
golongan s (alkali dan alkali tanah), namun kecuali Cu, logam-logam
transisi tetap bereaksi dengan asam kuat encer, dengan menghasilkan
gas . Kenyataanya untuk beberapa logam, reaksi berlangsung secara
perlahan karena terbentuknya lapisan oksida nonpori yang melapisis
dan menghalangi logam bagian dalam dari serangan asam lebih lanjut.
Kromium (II) oksida , adalah pelindung yang terbaik dari oksida
lanjut maupun korosi, seperti halnya .
Tabel 1.2 Beberapa data fisik logam-logam periode
4UnsurKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZn
Titik Leleh/64850154016801900189012401540150014501080420
Titik didih /7701490273032603400248021003000290027302600910
Densitas/0,861,543,04,56,17,27,47,98,98,98,97,1
---2310217242497-
Jari-jari atom (dalam
ppm)235197161145132127124124125125128133
Ion 152
Ion 114-1009387948197759279898387
Ion 89817876727969796975
-2,93+0,52
-2,76-1,36-1,18-0,91-1,19-0,44-0,28-0,23+0,34-0,76
-2,08
(a) Angka ini merupakan nilai sembarang dibandingkan dengan
nilai 100 untuk perak(b) Nilai di atas adalah nilai terendah
(low-spin) dan nilai di bawah adalah nilai tertinggi
(high-spin)Ion-ion logam transisi lebih kecil ukurannya dibanding
dengan ion-ion logam kelompok s dalam periode yang sama. Hal ini
menghasilkan rasio muatan per jari-jari yang lebih besar bagi
logam-logam transisi. Atas dasar ini, relatif terhadap logam
kelompok s diperoleh sifat-sifat logam transisi sebagai berikut:(1)
Oksida-oksida dan hidroksida logam-logam transisi kurang bersifat
basa dan lebih sukar larut(2) Garam-garam logam-logam transisi
kurang bersifat ionik dan juga kurang stabil terhadap pemanasan(3)
Garam-garam dan ion-ion logam transisi dalam air lebih mudah
terhidrat dan juga lebih mudah terhidrolisis menghasilkan sifat
agak asam(4) Ion-ion logam transisi lebih mudah tereduksi
Walaupun senyawa logam-logam transisi dengan tingkat oksidasi +2
dan +3 sering dipertimbangkan ionik, namun tingginya muatan kation
atau tingginya tingkat oksidasi ini dan pengaruhnya pada polarisasi
anion sekalipun hanya kecil mengakibatkan beberapa oksida
menunjukkan sifat asam dan senyawaanya menjadi bersifat kovalen.
Sebagai contoh, dan menunjukkan sifat amfoterik, dan semakin tinggi
tingkat oksidasinya seperti pada dan , oksida ini menjadi oksida
asam
Perubahan ukuran ion yang sangat kecil dari Sc hingga Cu,
mengakibatkan senyawa-senyawa hidrat untuk ion-ion dengan tingkat
oksidasi +2 dan +3 mempunyai struktur kristal, jumlah air kristal
dan sifat kelarutan yang mirip satu sama lain. Misalnya, semua
membentuk senyawa tawas (alum) dengan tipe , tetapi semua membentuk
isomorf sulfat rangkap, .
2.5 Konfigurasi Elektronik Unsur-unsur TransisiKonfigurasi
elektronik suatu atom dapat dituliskan secara lebih sederhana yaitu
dengan menuliskan lambang pada atom gas mulia terdekat yang
mempunyai nomor atom lebih kecil, kemudiaan diikuti dengan
konfigurasi elektronik kekurangannya; ini berarti bahwa pada bagian
dalam atom ini dibangun oleh konfigurasi elektronik gas mulia
terdekat sebelumnya. Oleh karena gas mulia bersifat stabil dalam
arti sukar mengadakan perubahan, maka konfigurasi elektronik
kekurangannya ini sajalah yang justru menjadi penting. Konfigurasi
elektronik dua atom unsur pertama untuk periode 4, yaitu dan ,
masing-masing dapat dituliskan dan . Menurut diagram aufbau,
elektron selanjutnya tentu mengisi orbital 3d secara berkelanjutan,
yaitu , untuk atom-atom Sc-Zn.Tiga simpulan yang sangat penting
perlu diketahui dari hasil rasionalisasi data energi ionisasi hasil
eksperimen adalah bahwa:1) Energi ionisasi untuk elektron-elektron
lebih besar dibandingkan dengan enegi ionisasi untuk
elektron-elektron ns.2) Dengan naiknya muatan inti atau nomor atom,
elektron-elektron menjadi lebih stabil dari pada elektron-elektron
ns.3) Jika atom unsur transisi melepskan satu elektron, maka ion
positif yang dihasilkan mempunyai konfigurasi elektronik yang
berbeda dari konfigurasi elektronik atom-atom netral sebelumnya
dalam peringkat dasar (ground state), misalnya:
Konfigurasi elektronik tidak pernah dijumpai pada atom netral
dalam peringkat dasa. Hal ini berbeda dengan atom-atom unsur
kelompok s dan p, misalnya:
Konfigurasi elektronik dan masing-masing menunjuk pada
konfigurasi elektronik atom netral sebelumnya yaitu
Tabel 1.3 Konfigurasi elektronik dan tingkat oksidasi logam
periode 4Unsur LambangKonfigurasi ElektronikIon yang UmumTongkat
Oksidasi
Kalium+1
Kalsium +2
Skandium +3
Titanium +2, +3, +4
Vanadium +2, +3, +4, +5
Kromium +2, +3, +6
Mangan+2, +3, +4, +6, +7
Besi+2, +3
Kobalt+2, +3
Nikel +2
Tembaga +1, +2
Zink+2
Secara sederhana dapat dikatakan bahwa energi orbital 3d yang
terisi elektron selalu lebih rendah dibandingkan dengan energi
orbital 4s yang juga sudah terisi. Perbedaan tingkat energi antara
keduanya semakin besar dengan bertambahnya elektron pada orbital
3d, sehingga urutan penulisannya juga mendahuluinya. Jadi,
konfigurasi elektronik atom Sc dituliskan demikian seterusnya untuk
yang lain sebagaimana ditunjukkan Tabel 1.3. hal ini sangat penting
untuk pemahaman proses ionisasi, bahwa elektron yang mudah dilepas
lebih dahulu adalah elektron terluar dalam arti pula elektron
dengan energi tertinggi. Dengan kata lain, pada proses ionisasi
elektron-elektron 4s akan selalu dilepas lebih dahulu sebelum
elektron-elektron 3d. Perubahan energi ikat elektron pada daerah
kritis unsur-unsur transisi ditunjukkan pada gambar 1.2 (masukkan
gambar yang ada di dalam buku hal 8)Gambar 1.1 Diagram energi
orbital atom sebagai fungsi nomor atomGambar 1.2 Perubahan energi
ikat elektron menurut nomor atomAnalisis spektoskopi menyarankan
adanya penyimpangan atau perkecualian dari konfigurasi elektronik
menurut diagram aufbau yaitu bagi atom kromium dan tembaha untuk
seri transisi 3d. Konfigurasi elektronik bukan sebagaimana
diramalkan oleh aturan aufbau. Ini berarti bahwa energi konfigurasi
lebih rendah (atau lebih stabil) dari pada energi konfigurasi . Hal
ini sering dikaitkan dengan stabilitas konfigurasi elektronik
setengah penuh baik untuk orbital 3d maupun 4s. Dalam hal ini
elektron-elektron terdistribusi secara lebih merata di sekeliling
inti yang mengakibatkan energi tolakan antar-elektronnya menjadi
minimum dan akibatnya energi total konfigurasi menjadi lebih
rendah. Dengan argumentasi yang sama dapat dijelaskan bahwa
konfigurasi elektronik adalah . Perkecualian konfigurasi elektronik
bagi unsur-unsur transisi seri 4d dan 5 d adalah:
2.6 Kecenderungan dalam Periode dan GolonganBagi unsur-unsur
seri 3d, elektron-elektron 4s1-2 menempati energi paling luar atau
paling tinggi, dan oleh karena itu elektron-elektron inilah yang
paling mudah dilepas dalam membentuk ionnya. Namun demikian, energi
elektron 4 s1-2 ini tidak berbeda banyak dengan energi
elektron-elektron 3dx. Oleh karena itu unsur-unsur transisi dapat
membentuk ion-ion yang hampir sama kestabilannya dengan melepaskan
pula elektron-elektron 3dx, hingga diperoleh berbagai macam tingkat
oksidasi dari terendah +1 (Cu) hingga tertinggi +7 (Mn). Tetapi,
dari berbagai macam senyawa oksida dan klorida-nya, ternyata
tingkat oksidasi yang paling umum dijumpai adalah +2 dan
+3.Kecenderungan dalam periodeUntuk kelompok transisi seri 3d
ternyata diperoleh kecenderungan bahwa terdapat satu atau dua
variasi tingkat oksidasi pada awal seri, Sc(III), dan akhir seri,
Cu(I) dan Cu(II), dan Zn(II), tetapi variasi tingkat oksidasi
menggelembung semakin banyak pada pertengahan deret, Mn: +2, +3,
+4, +6, +7. Mengapa demikian ? hal ini dapat dikaitkan dengan
jumlah elektron 3d. Pada awal deret, jumlah elektron 3d terlalu
sedikit (d1-2) untuk berperan dalam ikatan baik ionik ataupun
kovalen. Tetapi, pada deret jumlah elektron 3d terlalu banyak
(yaitu d9-10), sehingga orbital yang sudah penuh atau yang setengah
penuh terlalu sedikit untuk dapat berperan dalam ikatan. Seri 4d
dan 5d ternyata tidak menunjukkan variasi tingkat oksidasi
sebagaimana seri 3d.Kestabilan tingkat oksidasi tingkat dari awal
hingga akhir seri menunjukkan kecenderungan yang menurun. Hal ini
dikaitkan dengan semakin kuatnya pengaruh muatan inti terhadap
elektron 3d dengan naiknya nomor atom, khususnya mulai dari
pertengahan seri atau dengan kata lain, elektron 3d semakin
tertarik kedalam oleh inti sehingga elektron ini semakin sukar
dilepas. Ion Sc2+(3d1) tidak dikenal melainkan Sc3+, karena tarikan
muatan inti terhadap 3d1 lemah hingga hanya membentuk satu macam
tingkat oksidasi, +2, +3 dan +4, tetapi secara berurutan Ti4+
paling stabil. Pada pertengahan deret, tingkat oksidasi tertinggi
logam mangan adalah +7 misalnya dalam MnO4-yang sangat stabil,
tetapi untuk unsur-unsur berikutnya tingkat oksidasi tertinggi
menjadi menurun. Untuk tembaga dikenal sebagai Cu+ dan Cu2+, tetapi
untuk zink hanya Zn2+.Kecenderungan dalam golongan Untuk golongan
utama, yaitu s dan p, terdapat kecenderungan golongan yang sangat
jelas. Untuk golongan-golongan transisi, unsur-unsur periode 5 dan
6 menunjukkan kemiripan sifat kimia yang sangat kuat dalam satu
kelompok. Kemiripan sifat ini sebagai akibat elektron yang mengisi
orbital 4f14 tidak mampu menamengi elektron-elektron dalam orbital
lebih luar, 5d dan 6s.Tabel 5.1.4 kecenderungan jari-jari kationik
dan dan jari-jari atom (dalam pm) beberapa unsur periode 4,5 dan 6
untuk golongan 2,4,5,6,7 dan 11Ionr+Ionr+Ionr+AtomrAtomrAtomr
Ca2+114Ti4+60,5V3+64Cr128Mn127Cu128
Sr2+132Zr4+72Nb3+72Mo139Tc136Ag144
Ba2+149Hf4+71Ta3+72W139Re137Au144
Dengan muatan inti efektif yang lebih besar, jari-jari otomik,
jari-jari kovalen dan jari-jari ionik unsur-unsur periode 6 (seri
5d) mengalami penyusutan hingga besarnya hampir sama dengan
jari-jari unsur-unsur periode 5 (seri 4d). Ilustrasi kecenderungan
ini dapat dilihat pada tabel diatas, yang menunjukkan jari-jari
ionik golongan 2 (alkali tanah) dari atas kebawah naik secara
signifikan, tetapi tidak demikian bagi kelompok 4d dan 5d dalam
golongannya. Unsur-unsur transisi seri 4d dan 5d umumnya mempunyai
tingkat oksidasi yang lebih tinggi dari pada tingkat oksidasi dari
3d sebagaimana ditunjukkan tabel 5.1.5.Tabel 5.1.5 tingakat
oksidasi yang paling umum logam-logam transisi periode 4, 5 dan
6Ti+4V+3,+4Cr+3,+6Mn+2,+3,+7Fe+2,+3Co+2,+3Ni+2Cu+1,+2
Zr+4Nb+5Mo+6Tc+4,+7Ru+3Rh+3Pd+2Ag+1
Hf+4Ta+5W+6Re+4,+7Os+4,+8Ir+3,+4Pt+2,+4Au+3
2.7 Sifat Katalitik Unsur-unsur TransisiBanyak sekali dijumpai
bahwa suatu reaksi kimia yang mestinya dapat berlangsung secara
termodinamik, namun kenyataannya reaksi berjalan sangat sukar atau
sangat lambat. Hal ini dapat diatasi dengan melibatkan zat pemicu
agar reaksi berlangsung dengan laju lebih cepat atau lebih mudah
seperti yang diharapkan, sedangkan zat pemicu itu sendiri tidak
dikonsumsi menjadi produk, melainkan diperoleh kembali pada akhir
reaksi. Zat pemicu demikian ini disebut sebagai katalisator atau
katalis, dan reaksinya dikatakan reaksi katalitik. Reaksi katalitik
ini sesungguhnya banyak dijumpai dialam, dalam tubuh, lebih-lebih
dalam bidang industri kimia maupun dilaboratorium.Tentu merupakan
suatu keuntungan apabila dapat ditemukan suatu katalisator untuk
jenis reaksi tertentu yang sukar berlangsung, dan untuk itu perlu
dipelajari cara kerja katalis dan materi apa yang cocok untuk
memenuhi persyaratan sebagai katalis. Cara kerja katalisator
ditinjau dari aspek kimiawi secara umum, mungkin terlibat dalam
pembentukan senyawa-senyawa kompleks antara yang tidak stabil,
namun dapat mengakibatkan reaktan menjadi aktif, atau mungkin
menyediakan media pusat-pusat aktif bagi reaktan. Katalisator dapat
dibedakan menjadi katalisator homogen, artinya reaktan dan
katalisator keduanya mempunyai fase atau wujud yang sama, dan
katalisator heterogen jika keduanya mempunyai fase
berbeda.Katalisator homogenCara kerja katalis homogen umumnya
melibatkan pembentukan senyawa-senyawa kompleks antara yang
bersifat tidak stabil dalam tahap-tahap reaksi. Katalis dengan
reaktan membentuk kompleks antara yang mengakibatkan reaktan dalam
kompleks menjadi aktif membentuk produk baru dengan disertai
pelepasan kembali katalisatornya. Oleh karena itu, unsur-unsur
transisi sangat berperan dalam reaksi katalitik karena sifatnya
mudah membentuk senyawa kompleks, misalnya pada banyak reaksi
organik dipakai senyawa Pd(II) dan Pt(II). Selain pembentukan
senyawa kompleks, reaktan sering dibuat aktif oleh karena
keterlibatan proses redoks pada katalisnya, dan demikian
unsur-unsur transisi sangat berperan karena kemampuannya membentuk
variasi tingkat oksidasi. Sebagai contoh, pasangan Cu2+ / Cu+, Co3+
/ Co2+, dan pasangan Mn3+ / Mn2+ yang merupakan pasangan transfer
satu elektron, banyak dipakai pada oksidasi hidrokarbon dalam skala
besar-besaran.Berikut ini dikemukakan beberapa contoh reaksi
organik katalitik :1) Pada reaksi hidrokarbonilasi alkena menjadi
aldehid (artinya pengikat hidrogen dan karbonil, CO) dipakai
katalisator Co (I) atau Rh(I) :
RHC =CH2 + H2 +CO RH2C CH2 C
Reaksi ini walaupun kurang tepat, sering juga disebut sebagai
reaksi hidroformilasi yang mengacu pada terikatnya formaldehid pada
alkena. Katalisator Co(I) dalam bentuk kompleks hidrokarbonil
diduga mengalami perubahan sebagai berikut :HCo(CO)4 HCo(CO)3 +
CO
2) Pada reaksi oksidasi etena menjadi metanol (proses wacker)
dipakai katalisator Pd(II) an Cu(II) :
H2C = CH2 + O2 CH3 C
Pada proses ini dipakai katalisator PdCl2 yang pada awalnya
diduga terjadi reaksi dengan etena :C2H4 + PdCl2 + H2O CH3CHO + Pd
+ 2HCl
Oksidasi Pd kembali menjadi Pd(II) dipercepat dengan penambahan
katalisator Cu(II) : Pd + 2Cu2+ Pd2+ + 2Cu+, dan Cu+ mudah
teroksidasi oleh udara kembali menjadi Cu2+ :4Cu+ + O2 + 4H+ 4Cu2+
+ 2H2O
3) Pada sintesis asam asetat dengan proses karbonilasi metanol
(proses monsanto) dipakai katalisator Co(III), atau Rh(III), atau
Ir(III), namun yang paling efektif adalah Rh(III) dalam bentuk
kompleks [RhI2(CO)2]- :CH3OH + CO CH3COOH
Peran katalisator disini sesungguhnya merupakan media penyalur
CO kepada iodometana membentuk asetil iodida yang kemudian
mengalami hidrolisis membentuk asam asetat dan asam hidrogen
iodida. Asam hidrogen iodida ini kemudian bereaksi dengan metanol
membentuk iodometana, demikian seterusnya. Persamaan reaksinya
adalah :
CH3I + CO CH3 C
CH3 C + H2O CH3COOH + HI
CH3OH + HI CH3I + H2O
Katalisator heterogenKatalisator heterogen dalam bentuk padatan
banyak dipakai dalam industri untuk reaksi-reaksi fase gas yang
biasanya berlangsung pada temperatur relatif tinggi. Oleh karena
logam-logam transisi mempunyai titik leleh yang sangat tinggi dan
kuat, maka dapat memenuhi syarat untuk berperan sebagai
katalisator.salah satu keuntungan pemakaian katalis heterogen
adalah bahwa produk reaksi langsung berpisah dari fase katalisnya,
sehingga tidak memerlukan tahapan pemisahan khusus. Biasanya,
reaktan dilewatkan pada lorong katalis melalui satu ujung dan
keluar menjadi produk pada ujung yang lain. Katalisator padatan ini
dapat berupa logam murni, paduan maupun senyawa oksidanya.Selain
memberikan permukaan yang luas, fase padat dimaksudkan memberikan
bentuk pori-pori yang sesuai untuk media terjadinya reaksi secara
efektif. Untuk itu, katalisator dapat dibuat dalam bentuk serbuk
yang sebarkan pada suatu wadah atau suporter. Sebagai contoh,
serbuk paduan Pt-Rh, yang disebarkan pada suporter Y-Al2O3, dipakai
dalam alat gas buang auto-mobil untuk media terjadinya reaksi
oksidasi gas buang CO dan reduksi gas-gas oksida nitrogen yang
sangat berbahaya agar keluar sebagai CO2 dan N2.Laju reaksi
persenyawaan antara gas hidrogen dengan oksigen pada temperatur 800
K juga dipercepat dengan pemakaian katalisator logam platina, Pt
:2H2 (g) + O2 (g) 2H2O(g)Interaksi molekul-molekul gas reaktan
dengan logam katalis dibedakan dalam dua jenis, physisorption
(fisisorpsi) dan chemisorption (kemisorpsi). Pada jenis pertama
molekul-molekul gas reaktan sekedar mengumpul terkonsentrasi pada
permukaan lorong-lorong katalis. Pada jenis kedua molekul-molekul
gas reaktan terpecah ikatannya sebagaian atau seluruhnya karena
melekat berikatan secara lemah dengan logam katalis, sehingga
ikatan dalam reaktan menjadi lemah dan reaktan berubah menjadi
atom-atomnya yang bersifat aktif sehingga dengan mudah dapat
membentuk ikatan baru antar reaktan.Dari hasil penelitian ternyata
diperoleh kesimpulan bahwa logam-logam transisi mempunyai
kecenderungan lebih mudah melakukan kemisorpsi terhadap molekul
gas-gas tertentu relatif terhadap logam-logam lain sehingga cocok
dipakai sebagai katalisator. Molekul atau atom rektan yang
mengalami fisisorpsi ataupun kemisorpsi ternyata dapat melakukan
migrasi pada permukaan dengan aktif sehingga interaksi antara
molekul-molekul atau atom-atom reaktan terjadi lebih aktif
membentuk molekul produk, molekul produk ini kemudian akan
mengalami desorpsi (pelepasan) dari permukaan logam katalisnya.
Tabel 5.1.6 kecenderungan melakukan proses kemisorpsi beberapa
logam (logam transisi 3d dicetak tebal) terhadap beberapa molekul
gas (+=kuat,=lemah, dan -= tak teramati)UnsurGas
O2C2H2C2H4COH2CO2N2
Ti, V, Cr, Fe+++++++
Zr, Nb, Ta, Mo+++++++
Hf, W, Ru, Os+++++++
Ni, Co++++++-
Rh, Pd, Pt, Ir+++++--
Mn, Cu++++--
Al, Au++++---
Na, K++-----
Ag, Zn, Cd+------
In, Si, Ge, Sn+------
Pb, As, Sb, Bi+------
Contoh reaksi katalitik fisorpsi adalah hidrogenasi etena menjdi
etana dengan katalisator logam nikel yang ditemukan oleh Paul
Sabatier pada tahun 1900, menurut persamaan reaksi berikut :CH2 =
CH2 + H2 C2H4Reaksi sintesis amonia dari gas nitrogen dan hidrogen
dengan katalis logam besi dan dengan sedikit aluminia dan garam
kalium sebagai promotor, diduga berlangsung secara kemisorpsi.
Adanya ikatan rangkap tiga dalam molekul nitrogen tentu
mengakibatkan proses kemisorpsi gas hidrogen. Tahapan reaksinya
mungkin dapat dituliskan sebagai berikut :Kemisorpsi peruraian N2 :
N2 (g) N2(Fe) 2N(Fe)Kemisorpsi peruraian H2 : 3H2(g)
6H(Fe)Penggabungan atom-atom reaktan : 2N(Fe) + 6H(Fe)
2NH3(Fe)Desorpsi (pelepasan molekul produk NH3 : 2NH3(Fe)
2NH3(Fe)(g)Reaksi total :N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)Contoh lain
adalah pemakaian garam kalium vanadat (K3VO4) dalam industri asam
sulfat yang melibatkan tiga tahapan reaksi sebagai berikut :1) S
(s) + O2 (g) SO2 (g)2) SO2 (g) +1/2O2 (g) SO3 (g)3) SO3 (g) + H2O
(l) H2SO4 (aq)Reaksi tahap (2) ternyata berlangsung sangat lambat,
dan oleh karena itulah pada tahap ini dipakai katalisator vanadat
dengan atom pusat V5+ yang ditempatkan dalam wadah suport silika,
SiO2, dengan luar permukaan yang besar. Namun pada temperatur
tingga ~600 oC, vanadat meleleh sehingga terjadi reaksi redoks
dengan laju yang cukup tinggi sebagai berikut :SO2 (g) + 2V5+ O2-
2V4+ + SO3 (g)2V4+ + O2 2V5+ + O2-Jadi, laju reaksi oksidasi tahap
(2) dipercepat oleh proses reduksi vanadat yang kemudian diperoleh
kembali.Satu jenis lagi pemakaian katalisator heterogen adalah pada
proses elektrolisis. Dalam hal ini molekul-molekul gas hasil
elektrolisis biasanya mengumpul disekitar elektrode, sehingga
menghambat proses elektrolisis lebih lanjut. Akibatnya, sel
elektrolisis mengalami overpotential (tegangan berlebihan), dan
semakin panas. Untuk mengurangi hambatan ini dapat dipakai
oksida-oksida logam transisi yang diserahkan diseputar elektrode,
sehingga memperlancar evolusi gas hasil. Misalkan untuk gas hasil
Cl2, dapat dipakai RuO2, dan untuk gas hasil O2 dapat dipakai
kompleks tetrafenilporfirinakobalt(II), Co(TPP). Sesungguhnya,
masih banyak lagi peran unsur-unsur transisi sebagai katalisator
enzimatik, namun tidak mungkin dibicarakan pada kesempatan ini.
2.8 Sifat Magnetik Senyawa KompleksSenyawa kompleks banyak
ditemui bersifat paramagnetik, yaitu tertarik oleh medan
diamagnetik, yaitu tertolak oleh medan magnetik. Ukuran sifat
magnetik suatu spesies sering dinyatakan dengan besaran momen
magnetik, , dalam satuan bohr magnetom (BM). Sifat paramagnetik
suatu senyawa disebabkan oleh adanya elektron nirpasangan (elektron
tak berpasangan, unpaired elektron) dalam konfigurasi elektronik
spesies yang bersangkutan. Hubungan antara banyaknya elektron
nirpsangan dengan sifat paramagnetik spin atau momen magnetik spin,
s, adalah :s = 2 BM dengan s = = bilangan kuantum spin dan n =
banyaknya elektron nirpasangan atau s = BM Sebagai contoh, harga
momen magnetik untuk suatu ion yang mempunyai hanya satu elektron
nirpasangan (n=1) adalah : s = 3 = 1,73 BM. Dengan demikian secara
teoritik, momen magnetik suatu spesies dapat diramalkan berdasarkan
pada jumlah elektron nirpasangan yang dapat diketahui dari
konfigurasi elektron spesies yang bersangkutan spesies dengan
konfigurasi elektronik dX, menghasilkan 1 hingga 5 elektron
nirpasangan, dan harga momen magnetiknya sebagaimana ditunjukan
pada tabel 5.1.7.Sebagai contoh, garam FeCl2 dan FeSO4, keduanya
memberikan kation Fe(II). Untuk anion Cl- maupun SO42-, semua
elektron dalam orbital-orbital yang bersangkutan selalu
berpasangan, sehingga tidak menentukan sifat paramagnetik melainkan
hanya diperhitungkan sifat koreksi diamagnetiknya saja. Untuk
mempermudah pemahaman, cara penulisan konfigurasi elektronik ion
besi(II), 26Fe2+ ditunjukkan sebagai berikut :
26Fe2+ : [18Ar]3d6 3d6Dari diagram konfigurasi elektronik
tersebut dapat dimengerti bahwa ion Fe2+ memiliki empat elektron
nirpasangan dalam orbital 3d6. Dengan demikian dapat diramalkan
bahwa ion ini mempunyai nilai s sebesar 4,90 BM. Dengan cara yang
sama, nilai s spesies yang lain dapat ditentukan.Tabel 5.1.7 nilai
momen magnetik spin, s, untuk senyawa unsur-unsur transisi
(n=jumlah elektron nirpasangan)3dxns = BMContoh, ion
3d000Sc3+, Ti+4, V5+
3d111,73Ti3+, V4+
3d222,83Ti2+, V3+
3d333,87Cr3+, V2+
3d444,90Cr2+, Mn3+
3d555,92Mn2+, Fe3+
3d644,90Fe2+, Co3+
3d733,87Co2+
3d822,83Ni2+
3d911,73Cu2+
3d1000Cu+, Zn2+
Asal-Usul Sifat MagnetikBenda magnet mempunyai kemampuan menarik
benda-benda lain (tentunya yang lebih ringan) kearah dirinya. Dalam
hal ini ada magnet permanen atau magnet tetap, artinya kemampuan
menarik ini tidak lenyap, dan magnet sementara artinya kemampuan
menarik menjadi lenyap jika menyebabkan timbulnya sifat magnet
dihilangkan. Misalnya, logam yang dililiti kumparan arus listrik
menjadi magnet yang kemudian disebut sebagai elektromagnet. Namun
jika arus listrik dihilangkan maka sifat magnet menjadi hilang
pula. Logam besi dapat ditarik atau dipengaruhi oleh magnet
sehingga dikatakan bersifat magnetik. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa banyak senyawa kimia khususnya dari logam transisi yang
dipengaruhi oleh magnet, artinya berinteraksi tertarik oleh medan
magnetik dari luar. Senyawa demikIan dikatakan bersifat
paramagnetik. Sebaliknya terdapat senyawa-senyawa yang berinteraksi
tertolak oleh medan magnetik, dan dengan demikian senyawa ini
bersifat diamagnetik. Sesungguhnya masih ada jenis magnetik lain
namun untuk kesempatan ini hanya akan dibicarakan kedua sifat
magnetik tersebut.Menurut teori fisika klasik, secara sederhana
dapat dikatakan bahwa setiap benda atau partikel yang berputar pada
porosnya akan menghasilkan sifat magnet. Misalnya planet bumi, oleh
karena putaran pada porosnya menghasilkan sifat magnet yang terdiri
atas kutub magnet utara (N) dan kutub magnet selatan (S). sebuah
elektron yang secara individu dapat dipandang sebagai partikel
solid yang bermuatan, juga berputar pada porosnya yang
diasosiasikan dengan bilangan kuantum spin, s, dengan nilai .
Dengan demikian, spin elektron tentulah menghasilkan magnet atau
dengan kata lain elektron sendiri merupakan magnet elementer, dan
inilah yang merupakan sumber munculnya sifat magnetik khususnya
dalam senyawa kimia; sifat magnetik seperti ini sering dikatakan
sebagai sifat magnetik spin. Namun, dua elektron yang berada dalam
satu orbital akan saling berpasangan dengan arah spin yang saling
antiparalel atau nilai spin yang saling berlawanan, +1/2 dan -1/2.
Oleh karena itu, sifat magnetik yang dihasilkan saling melenyapkan
atau dengan kata lain resultante sifat magnetiknya berharga nol.
Sesungguhnya, revolusi elektron pada orbitalnya juga menghasilkan
sifat magnetik, namun nilainya ternyata relatif lebih kecil
dibandingkan dengan sifat magnetik spin. Oleh karena itu, sifat
magnetik orbital ini hanya merupakan faktor kontribusi saja
terhadap sifat magnetik senyawa yang bersangkutan.Sifat
DiamagnetikDiamagnetik adalah sifat yang selalu dimiliki oleh
setiap atom dalam materi atau senyawa tanpa memandang tipe sifat
magnetik total dari senyawa yang bersangkutan. Sifat ini hanya
muncul jika ada medan magnetik dari luar yang dikenakan pada atom
yang bersangkutan sehingga terjadi interaksi antara medan magnetik
luar dengan medan terinduksi dalam kulit-kulit yang terisi penuh
elektron. Medan terinduksi ini harus melawan medan magnetik luar
sejauh mungkin untuk melenyapkan interaksi tersebut, sehingga
suseptibilitas (kerentenan) diamagnetik berharga negatif.Sifat
magnetik spin dari elektron-elektron dalam orbital yang terisi
penuh saling meniadakan karena arah spin yang saling berlawanan;
namun, eletron-elektron yang berpasangan dalam kulit/orbital,
menurut teori fisika klasik dapat diperlakukan sebagai loop-loop
arus, sehingga berinteraksi menolak medan magnet dari luar yang
mengenainya. Oleh karena itu, sifat diamagnetik ini tidak
dipengaruhi oleh temperatur maupun besarnya kuat medan magnetik
luar, tetapi hanya ditentukan oleh ukuran dan bentuk orbital.Tabel;
5.1.8 suseptibilitas diamagnetik molar, X1, berbagai spesies (semua
harga dikalikan dengan 10-6 mol-1)IonXLIonXLIonXLIonXL
Ag+-28,0Cu2+-11,0Pb2+-28,0CO32--28,0
Ba2+-24,0Fe2+-13,0Rb+-22,5ClO4--32,0
Bi3+-25,0Fe3+-10,0Zn2+-15,0NO2--10,0
Ca2+-10,0Hg2+-40,0F--9,1NO3--18,9
Cd2+-22,0K+-14,9Cl--23,4OH--12,0
Co2+-12,0Li+-1,0Br--34,6O2--7,0
Co3+-10,0Mg2+-5,0I--50,6PtCl62--148,0
Cr2+-15,0Mn2+-14,0BF4--39,0S2--38,0
Cr3+-11,0Na+-6,8CN--13,0SO32--38,0
Cs+-35,0NH4+-13,3CNO--21,0SO42--40,1
Cu+-12,0Ni2+-12,0CNS--31,0SO4H--35,0
LiganXLLiganXL
H2OAir-13C2H8N2etilendiamin-46
NH3Amonia-18C2O42-Oksalat-25
N2H4Hidrazin-20C3H2O42-Malonat-45
COCarbonil-10C5H7O2-Asetilasetonat-52
CHO2-Format-17C5H5Siklopentadienil-68
CH4N2OUrea-34C5H5NPiridina-49
CH4N2STiourea-42C6H6Benzena-55
C2H4Etilen-15C10H8N2Bipiridina-105
C2H3O2-Asetat-30C12H8N2Fenantrolina-128
C2H3NO2-Glisinat-37---
Dalam molekul, nilai sifat diamagnetik total merupakan jumlah
dari masing-masing atomnya. Besarnya suseptibilitas diamagnetik
tiap atom adalah: XA = -2,83 x 10-10 ri2, dengan ri = rata-rata
jari-jari rotasi elektron (dengan asumsi rotasi elektron tidak
selalu terbentuk lingkaran). Harga ini untuk tiap-tiap atom unsur,
molekul, ion, gugus ion, maupun berbagai jenis ikatan telah
berhasil ditentukan, dan kemudian disebut sebagai tetapan pascal.
Nilai ini sangat kecil, kira-kira hanya 10-1 10-3 kali dari nilai
sifat paramagnetik, sehingga hanya merupakan faktor koreksi saja
terhadap sifat magnetik senyawanya. Nilai tetapan pascal tersebut
sebagai faktor koreksi diamagnetik, dan untuk barbagai spesies
telah berhasil ditabulasikan oleh Lewis sebagaimana ditunjukkan
pada tabel 5.1.8.Sifat ParamagnetikSistem atomik, molekuler,
radikal bebas, atau ion yang memiliki atau satu lebih elektron
nirpasangan akan memiliki momen magnetik yang ditimbulkan oleh
momentum sudut spin dan momentum sudut orbital elektron nirpasangan
ini. Elektron ini dapat berasal dari orbital s misalnya untuk uap
atom logam alkali, orbital p misalnya pada O2, NO, ClO2, dan
radikal bebas, orbital d untuk seri logam transisi 3d, 4d, dan 5d,
dan orbital f untuk seri lantanoida dan aktinoida.Semua senyawa
yang momen magnetik permanen menunjukkan sifat paramagnetik normal.
Jika senyawa paramagnetik dikenai medan magnet luar, atom-atom atau
molekul-molekul magnet permanen akan menata diri searah dengan arah
medan sehingga tertarik kearah medan. Hal ini menghasilkan
suseptibilitas magnetik (X) positif yang tidak bergantung pada
besar medan mgnetik yang mengenainya, tetapi bergantung pada
temperatur karena agitasi termal akan melawan orientasi dwi kutub
magnetik. Maka, efektivitas medan magnetik akan hilang dengan
naiknya suhu. Secara matematik, kebergantungan ini telah dilukiskan
menurut hum curie, X = atau Curie Weiss, X = , dengan C = tetapan
Curie dan = tetapan Weiss. Nilai ini merupakan sifat individual
senyawa dan harus ditentukan secara eksperimen dengan variasi
temperatur.Dalam pengukuran suseptibilitas molar suatu senyawa,
nilai koreksi diamagnetik atom-atom konstituennya harus
diperhitungkan, dan hasilnya adalah suseptibilitas molar
terkoreksi, XM; hubungan antara suseptibilitas molar dengan momen
magnetik menurut mekanik kuantum dinyatakan dalam rumusan :XM =
q(1.1)Dengan N = bilangan avogadro = 6,02205.1023 mol-1, = 1BM =
0,9273.1023 JT-1, k = TETAPAN BOLTZMANN = 1,38066.1023 JK-1, dan =
momen magnetik permanen dalam BM. Dengan memasukan nilai-nilai
tetapan tesebut diperoleh formula :eff = 2,83 MT BM(1.2)
2.9 Reaksi Unsur-unsur Transisi2.9.1 Besi
Logam Besi bereaksi dengan larutan asam klorida menghasilkan gas
hidrogen. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Fe(s) + 2
H+(aq) > Fe2+(aq) + H2(g)Larutan asam sulfat pekat dapat
mengoksidasi logam Besi menjadi ion Fe3+. Sementara larutan asam
nitrat pekat akan membentuk lapisan oksida Fe3O4 yang dapat
menghambat reaksi lebih lanjut. Umumnya, Besi dijumpai dalam bentuk
senyawa dengan tingkat oksidasi +2 dan +3. Beberapa contoh senyawa
Besi (II) antara lain FeO (hitam), FeSO4. 7H2O (hijau), FeCl2
(kuning), dan FeS (hitam).Ion Fe2+dapat dengan mudah teroksidasi
menjadi ion Fe3+ bila terdapat gas oksigen yang cukup dalam larutan
Fe2+.Sementara itu, senyawa yang mengandung ion Besi (III) adalah
Fe2O3 (coklat-merah) dan FeCl3 (coklat). Reaksi ion besi dalam
larutanIon-ion yang paling sederhana dalam larutan adalah: Ion
heksaaquobesi(II) [Fe(H2O)6]2+. Ion heksaaquobesi(III)
[Fe(H2O)6]3+.Kedua-duanya bersifat asam, tetapi ion besi(III) lebih
kuat sifat asamnya.
Reaksi ion besi dengan ion hidroksidaIon hidroksida (dari,
katakanlah, larutan natrium hidroksda) dapat menghilangkan ion
hidrogen dari ligan air dan kemudian melekat pada ion besi.Setelah
ion hidrogen dihilangkan, kamu memperoleh kompleks tidak muatan
kompleks netral.Kompleks netral ini tidak larut dalam air dan
terbentuk endapan.Pada kasus besi(II):
Pada kasus besi(III):
Pada tabung reaksi, perubahan warna yang terjadi adalah:Pada
kasus besi(II):
Besi sangat mudah di oksidasi pada kondisi yang bersifat basa.
Oksigen di udara mengoksidasi endapan besi(II) hidroksida menjadi
besi(III) hidroksida terutama pada bagian atas tabung reaksi. Warna
endapan yang menjadi gelap berasal dari efek yang sama.Pada kasus
besi(III):
Reaksi ion besi dengan larutan amoniaAmonia dapat berperan
sebagai basa atau ligan.Pada kasus ini, amonia berperan sebagai
basa menghilangkan ion hidrogen dari kompleks aquo. Pada kasus
besi(II):
Kejadian yang sama terjadi ketika kamu menambahkan larutan
natrium hidroksida. Endapan kembali berubah warna yang menunjukkan
kompleks besi(II) hidroksida teroksidasi oleh udara menjadi
besi(III) hidroksida.Pada kasus besi(III):
Reaksi yang sama ketika kamu menambahkan larutan natrium
hidroksida.Perbedaan yang penting antara sifat ion besi(II) dan ion
besi(III).1. Reaksi antara Ion besi(II) dan ion karbonatKita dapat
memperoleh dengan mudah endapan besi(II) karbonat sesuai dengan
yang kamu pikirkan.
Ion besi(III) dan ion karbonatIon heksaaquobesi(III) cukup asam
untuk bereaksi dengan ion karbonat yang bersifat basa lemah.Jika
anda menambahkan larutan natrium karbonat ke larutan yang
mengandung ion heksaaquobesi(III), dengan pasti kamu akan
memperoleh endapan seperti jika kamu menambahkan larutan natrium
hidroksida atau larutan amonia. Saat ini, ion karbonat yang
menghilangkan ion hidrogen dari ion heksaaquo dan menghasilkan
kompleks netral.Berdasarkan pada perbandingan ion karbonat dengan
ion heksaaquo, anda akan memperoleh ion hidrogen karbonat maupun
gas karbon dioksida dari reaksi antara ion hidrogen dengan ion
karbonat.Persamaan reaksimenunjukkan pembentukan karbon
dioksida.
Selain karbon dioksida, tidak terdapat sesuatu yang baru pada
reaksi ini:
Pengujian untuk ion besi(III) dengan ion tiosianatPengujian ini
merupakan tes yang sangat sensitif untuk ion besi(III) dalam
larutan. Jika anda menambahkan ion tiosianat, SCN-, (dari,
katakanlah, larutan natrium atau kalium atau amonium tiosianat) ke
dalam larutan yang mengandung ion besi(II), kamu akan memperoleh
larutan berwarna merah darah kuat yang mengandung ion
[Fe(SCN)(H2O)5]2+.
Penentuan konsentrasi ion besi(II) dalam larutan dengan cara
titrasia. Anda dapat menentukan konsentrasi ion besi(II) dalam
larutan melalui cara titrasi dengan menggunakan larutan kalium
manganat(VII) atau larutan kalium dikromat(VI). Reaksi berlangsung
dengan adanya asam sulfat encer. Pada kasus yang lain, kamu dapat
mempipet larutan yang mengandung ion besi(II) yang sudah diketahui
volumenya ke dalam labu, dan kemudian menambahkan asam sulfat encer
secukupnya. Apa yang akan terjadi kemudian tergantung pada
penggunaan larutan kalium manganat(VII) atau larutan kalium
dikromat(VI).
2. Reaksi Menggunakan larutan kalium manganat(VII)Larutan kalium
manganat(VII) diteteskan melalui buret. Pada awalnya, larutan
tersebut menjadi tidak berwarna yang menunjukkan larutan tersebut
bereaksi. Pada titik akhir titrasi warna merah muda permanen dalam
larutan menunjukkan ion manganat(VII) sedikit berlebih.Ion
manganat(VII) mengoksidasi ion besi(II) menjadi ion besi(III). Dua
persamaan setengah-reaksinya adalah:
Penggabungan keduanya memberikan persamaaan ion untuk
reaksi:
Persamaan yang lengkap menunjukkan bahwa 1 mol ion manganat(VII)
bereaksi dengan 5 mol ion besi(II). Melalui informasi tersebut,
perhitungan titrasi sama seperti yang lainnya. Reaksi Menggunakan
larutan kalium dikromat(VI) Larutan kalium dikromat(VI) berubah
menjadi hijau menunjukkan larutan tersebut bereaksi dengan ion
besi(II), dan kamu tidak akan bisa mendeteksi perubahan warna
ketika anda meneteskan larutan jingga berlebih ke dalam larutan
berwarna hijau kuat.Dengan larutan kalium dikromat(VI) kamu harus
menggunakan indikator tertentu, dikenal denganindikator redoks.
Perubahan warna menunjukkan keberadaan agen pengoksidasi.Berikut
adalah beberapa indikator seperti difenilamin sulfonat. Indikator
ini memberikan warna ungu-biru yang menandakan adanya kelebihan
larutan kalium dikromat(VI).Dua persamaan setengah-reaksinya
adalah:
Penggabungan keduanya memberikan:
Anda dapat melihat bahwa perbandingan reaksi antara 1 mol ion
dikromat(VI) dengan 6 mol ion besi(II).2.9.2 KromIon yang paling
sederhana dalam bentuk krom dalam larutan adalah ion
heksaaquokrom(III) [Cr(H2O)6]3+ Keasaman ion heksaaquoBiasanya
dengan ion 3+, ion heksaaquokrom(III) agak asam ? dengan pH pada
larutan tertentu antara 2 -3.Ion bereaksi dengan molekul air dalam
larutan. Ion hidrogen terlepas dari salah satu ligan molekul air:
Ion kompleks berperan sebagai asam dengan memberikan ion hidrogen
kepada molekul air dalam larutan.Air, sudah tentu, berperan sebagai
basa yang menerima ion hidrogen. Karena keberadaan air ada berasal
dari dua sumber yang berbeda cukup membingungkan (dari ligan dan
larutan), maka lebih mudah menyederhanakannya seperti berikut ini:
Akan tetapi, jika kamu menuliskannya seperti ini, harus diingat
bahwa ion hidrogen tidak terletak pada ion kompleks.Ion hidrogen
tertarik oleh molekul air dalam larutan. Sewaktu-waktu kamu dapat
menulis "H+(aq)" yang dimaksud sebenarnya adalah ion hidroksonium,
H3O+. Reaksi pertukaran ligan yang melibatkan ion klorida dan ion
sulfata) Penggantian air oleh ion sulfatKamu dapat melakukan hal
ini secara sederhana dengan memanaskan larutan krom(III)
sulfat.
Satu molekul air digantikan oleh ion sulfat.Perhatikan perubahan
muatan pada ion. Dua muatan positif dibatalkan oleh keberadaan dua
muatan negatif pada ion sulfat.b) Penggantian air oleh ion
kloridaPada saat adanya ion klorida (sebagai contoh dengan
krom(III) klorida), warna yang biasanya dapat dilihat adalah hijau.
Hal ini terjadi ketika dua molekul air digantikan oleh ion klorida
untuk menghasilkan ion tetraaquodiklorokrom(III)
[Cr(H2O)4Cl2]+.Sekali lagi, perhatikan bahwa penggantian molekul
air oleh ion klorida mengubah muatan pada ion. Reaksi ion
heksaaquokrom(III) dengan ion hidroksidaIon hidroksida (dari,
katakanlah, larutan natrium hidroksida (NaOH) dapat menghilangkan
ion hidrogen dari ligan air kemudian didempetkan pada ion krom.
Sekali waktu ion hidrogen dapat dihilangkan dari tiga molekul air,
kamu akan memperoleh kompleks yang tidak bermuatan komplek netral.
Kompleks netral ini tidak larut dalam air dan endapan terbentuk.
Tetapi proses tidak berhenti sampai disini. Ion hidrogen yang lebih
benyak akan dihilangkan untuk menghasilkan ion seperti
[Cr(H2O)2(OH)4]- dan [Cr(OH)6]3-.Sebagai contoh: Endapan larut
kembali karena ion tersebut larut dalam air. Pada tabung reaksi,
perubahan warna yang terjadi adalah:
Reaksi ion heksaaquokrom(III) dengan larutan ammoniaAmonia dapat
berperan sebagai basa maupun sebagai ligan. Dengan jumlah amonia
yang sedikit, ion hidrogen tertarik oleh ion heksaaquo seperti pada
kasus ion hidroksida untuk menghasilkan kompleks netral yang
sama.
Endapan tersebut larut secara luas jika kamu menambahkan amonia
berlebih (terutama jika amonianya pekat). Amonia menggantikan air
sebagai ligan untuk menghasilkan ion heksaaminkrom(III). Perubahan
warna yang terjadi adalah:
Reaksi ion heksaaquokrom(III) dengan ion karbonatJika kamu
menambahkan larutan natrium karbonat pada larutan ion
heksaaquokrom(III), kamu akan memperoleh endapan yang sama jika
kamu menambahkan larutan natrium hidroksida atau larutan
amonia.Pada saat seperti ini, ion karbonat ion yang menghilangkan
ion hidrogen dari ion heksaaquo dan menghasilkan kompleks
netral.Berdasarkan pada proporsi ion karbonat dan ion heksaaqua,
kamu akan memperoleh salah satu diantara ion hidrogenkarbonat atau
gas karbon dioksida dari reaksi antara ion hidrogen dan ion
karbonat. Persamaan hasil bagi menunjukkan lebih memungkinkan
terjadinya pembentukan karbon dioksida:
Selain karbon dioksida, tidak terjadi sesuatu yang baru pada
reaksi ini:
Oksidasi krom(III) menjadi krom(VI)Sebagai akibat dari
penambahan larutan natrium hidroksida pada ion heksaaquokrom(III)
menghasilkan larutan ion heksahidroksokromat(III) yang berwarna
hijau.
Larutan ion heksahidroksokromat(III) yang berwarna hijau
kemudian di oksidasi dengan memanaskan larutan tersebut dengan
larutan hidrogen peroksida. Setelah itu kamu akan memperoleh
larutan berwarna kuning terang yang mengandung ion
kromat(VI).Persamaan untuk tahap oksidasi adalah:
Reduksi ion dikromat(VI) dengan seng dan basa Ion dikromat(VI)
(sebagai contoh, pada larutan kalium dikromat(VI)) dapat di reduksi
menjadi ion krom(III) dan kemudian menjadi ion krom(II) dengan
menggunakan seng dan salah satu diantara asam sulfat encer atau
asam klorida.
Hidrogen dihasilkan dari reaksi antara seng dengan asam.Hidrogen
harus dibiarkan keluar, tetapi kamu perlu untuk tetap menjaga agar
udara tidak terlibat dalam reaksi. Oksigen di udara me-re-oksidasi
krom(II) menjadi krom(III) dengan cepat.Suatu hal yang mudah untuk
meletakkan sedikit kapas mentah pada bagian atas labu (atau tabung
reaksi) selama kamu mengunakannya.Hal ini dilakukan untuk
menyediakan jalan keluar bagi hidrogen, tetapi menghentikan udara
yang mengalir berlawanan dengan aliran hidrogen.
Alasan untuk membubuhkan tanda kutip pada ion krom(III) adalah
untuk penyederhanaan. Khuluk yang pasti yang dimiliki oleh ion
kompleks akan tergantung pada asam yang kamu gunakan pada proses
reduksi. Hal ini sudah didiskusikan pada bagian awal halaman
ini.Persamaan untuk dua tahap reaksi adalah:Untuk reduksi dari +6
menjadi +3:
Untuk reduksi dari +3 menjadi +2:
Penggunaan kalium dikromat(VI) sebagai agen pengoksidasi pada
kimia organicLarutan Kalium dikromat(VI) yang diasamkan dengan asam
sulfat encer biasa digunakan sebagai agen pengoksidasi pada kimia
organik. Hal ini beralasan karena larutan kalium dikromat(VI) yang
diasamkan dengan asam sulfat encer merupakan agen pengoksidasi yang
kuat disamping memiliki kekuatan yang mampu menjadikan senyawa
organik menjadi terpotong-potong (larutan kalium manganat(VII) juga
memberikan kecenderungan yang sama).Larutan Kalium dikromat(VI)
yang diasamkan dengan asam sulfat encer digunakan untuk:
Mengoksidasi alkohol sekunder menjadi keton; Mengoksidasi alkohol
primer menjadi aldehid; Mengoksidasi alkohol primer menjadi asam
karboksilat;
Sebagai contoh, dengan etanol (alkohol promer), kamu dapat
memperoleh salah satu antara etanal (aldehid) atau asam etanoat
(asam karboksilat) tergantung pada kondisinya. Jika kelebihan
alkohol, dan kamu mendetilasi aldehid yang terbentuk, kamu akan
memperoleh etanal sebagai produk utama. Jika kelebihan agen
pengoksidasi, dan kamu tidak membiarkan bagi produk untuk keluar,
sebagai contoh, dengan pemanasan campuran dibawah refluk (pemanasan
labu dengan menempatkan kondensor secara vertikal pada leher labu)
kamu akan memperoleh asam etanoat.Dalam kimia organik, persamaan
tersebut sering kali disederhanakan untuk proses pemekatan yang
terjadi pada molekul organik. Sebagai contoh, dua yang terakhir
dapat ditulis:
Oksigen ditulis dengan kurung kuadrat hanya memberikan arti
oksigen berasal dari agen pengoksidasi Penggunaan reaksi yang sama
untuk membuat kristal krom alumKrom alum dapat ditemukan dalam
berbagai nama yang berbeda Krom alum Kalium krom(III) sulfat
Krom(III) kalium sulfat Krom(III) kalium sulfat-12-air Krom(III)
kalium sulfat dodekahidratchrome alum dan berbagai variasi yang
lain
Berbagai variasi rumus kimia krom alum, sebagai contoh:
CrK(SO4)2,12H2O Cr2(SO4)3,K2SO4,24H2O K2SO4,Cr2(SO4)3,24H2O
Rumus yang pertama hanya salah satu bentuk penulisan dan dapat
disusun kembali. Secara pribadi, saya lebih suka yang kedua karena
sangat mudah untuk dimengerti tentang apa yang terjadi.Krom alum
dikenal dengan double salt (garam ganda). Jika kamu mencampurkan
larutan kalium sulfat dan krom(III) sulfat yang memiliki
konsentrasi molar yang sama, larutan akan dikira hanya seperti
sebuah campuran. Pencampuran ini memberikan reaksi ion krom(III),
ion kalium, dan ion sulfat.Akan tetapi, jika kamu
mengkristalkannya, untuk memperoleh campuran kristal kalium sulfat
dan krom(III) sulfat, larutan akan mengkristal sebagai kristal yang
berwarna ungu tua.
Kristal krom alum dapat dibuat dengan mereduksi larutan kalium
dikromat(VI) yang telah diasamkan dengan menggunakan etanol, dan
kemudian kristalisasi larutan yang dihasilkan.Dengan asumsi kamu
dapat mengunakan kelebihan etanol, produk organik utama yang akan
diperoleh adalah etanal dan kita perhatikan persamaan di bawah
ini:
Persamaan ionik jelas tidak mengandung ion spektator, kalium dan
sulfat. Lihat kembali melalui persamaan lengkap:
Jika kamu memperhatikan baris paling atas pada sisi kanan
persamaan, kamu akan melihat bahwa krom(III) sulfat dan kalium
sulfat diproduksi secara pasti pada proporsi bagian kanan untuk
memperolah double salt. yang dilakukan, kemudian, adalah: awali
dengan larutan kalium dikromat(VI) yang telah ditambahkan sedikit
asam sulfat pekat. Larutan kemudian didinginkan dengan
meletakkannya dalam es. Kelebihan etanol ditambahkan secara
perlahan sambil diaduk dengan kenaikan suhu yang tidak terlalu
tinggi. Ketika semua etanol telah ditambahkan, larutan dibiarkan
sepanjang malam, lebih baik dalam lemari pendingin, untuk
kristalisasi. Kristal dipisahkan dari larutan sisa, dicuci dengan
sedikit air murni dan kemudian dikeringkan dengan kertas
saring.
Penggunaaan kalium dikromat(VI) sebagai agen pengoksidasi dalam
titrasiKalium dikromat(VI) seringkali digunakan untuk menentukan
konsentrasi ion besi(II) dalam larutan. Hal ini dilakukan sebagai
alternatif penggunaan larutan kalium permanganat(VII).Berikut ini
keuntungan dan kerugian dalam penggunaan kalium
dikromat(VI).Keuntungan:
Kalium dikromat(VI) dapat digunakan sebagai standar primer. Hal
ini berarti bahwa kalium dikromat(VI) dapat dijadikan sebagai
larutan stabil yang konsentrasinya diketahui dengan tepat. Hal ini
tidak terjadi pada kalium permanganat(VII). K