Semua zat di alam ini
tersusun atas unsur-unsur. Menurut teori yang saat ini diterima, hidrogen dan
helium dihasilkan pertama sekali sesaat setelah Big Bang, kira-kira 15
juta tahun lalu. Selanjutnya, unsur-unsur dengan nomor atom lebih kecil dari 26
(sebelum besi dalam sstem periodik) dibentuk oleh fusi inti dalam
bintang-bintang muda, unsur-unsur yang lebih berat dihasilkan oleh reaksi inti
yang rumit yang menyertai pembentukan dan peluruhan bintang. Di alam semesta,
kelimpahan hidrogen dan helium sangat besar, hidrogen (77 % massa) dan helium
(21 % massa) dan semua unsur lain hanya sekitar 2%. (Saito,1996)
Sekarang sudah
diketahui lebih dari seratus unsur yang ada di alam. Jutaan tahun yang lalu lebih
dari enam puluh unsur yang ditemukan dan diketahui lalu dibuat hubungan
sifat-sifat dari unsur-unsur tersebut pada saat yang bersamaan. Suatu metode
yang nyata digunakan untuk mengklasifikasi unsur-unsur tersebut sebagai logam
dan non logam, tetapi keakuratannya dianggap masih sangat kurang. Contohnya,
untuk unsur logam natrium dan kalium mempunyai kemiripan sifat satu sama lain
karena ditemukan dalam satu senyawaan yang sama yang mempunyai sifat kimia yang
sama dan merupakan senyawa yang tidak berwarna. Untuk unsur non logam contohnya
nitrogen dan klorin di alam bentuknya gas sedangkan fosfor yang letaknya satu
golongan dengan nitrogen serta iodin yang letak satu golongan dengan klorin
bentuknya padatan. (Chambers dan Holliday, 1975)
Unsur-unsur didapatkan
dalam berbagai wujud dan dapat berupa atom, ion, serta senyawa. Suatu unsur
dapat memiliki beberapa isotop dengan nomor atom yang sama. Bila unsur-unsur
dikelompokkan atas dasar kemiripan sifat, baik sifat atom maupun senyawanya,
dihasilkanlah sistem periodik. Kimia telah
mencapai perkembangan yang sangat cepat dalam usaha memahami sifat semua
unsur. Sistem periodik unsur telah memainkan peran yang sangat penting dalam
penemuan zat baru, serta klasifikasi dan pengaturan hasil akumulasi pengetahuan
kimia. Sistem periodik merupakan tabel terpenting dalam kimia dan memegang
peran kunci dalam perkembangan sains material. Berdasarkan jenis penyusunan
atomiknya senyawa anorganik diklasifikasikan atas senyawa molekular dan
padatan.(Saito,1996)
Gambar sistem periodik
unsur : (Saito,1996)
 |
Kimia unsur merupakan unsur-unsur di
alam yang mempunyai sifat-sifat kimia yang berada di sekitar makhluk hidup.
Lingkungan alam khususnya bumi terdiri dari bagian litosfer, hidrosfer, dan
atmosfer. Pada setiap lapisan tersebut terdapat unsur-unsur kimia baik berupa
unsur bebas maupun unsur yang berikatan dengan unsur yang lain. Jumlah dan
variasi unsur-unsur tersebut sangat banyak. Sehingga diperlukan suatu sistem
yang dapat menjelaskan tentang unsur-unsur di bumi secara sederhana yang
tersusun dalam sistem periodik unsur .
Keperiodikan unsur-unsur tersebut sangat membantu untuk mengetahui
kecenderungan sifat suatu unsur sehingga bisa mengetahui manfaat unsur tersebut
dalam kehidupan sehari-hari. (Lee, 1991)
Unsur-unsur golongan II menunjukkan
kesamaan sifat dengan unsur-unsur golongan I. Unsur-unsur dalam golongan II ini
sangat reaktif, tetapi kereaktifannya masih lebih rendah dibandingkan
unsur-unsur golongan I. Umumnya membentuk divalent dan senyawa ioniknya tidak
berwarna. Bentuk oksida dan hidroksidanya kurang basa dibanding unsur golongan
I. Semua unsur-unsur golongan II mempunyai dua elektron pada orbital s di kulit terluarnya seperti 2s2,
3s2, 4s2, 5s2,
6s2, dan 7s2 (Lee,
1991).
Sifat keperiodikan
suatu unsur disusun dengan memperhatikan beberapa sifat fisika dan sifat kimia.
Dengan adanya sifat periodik suatu unsur tersebut, sifat-sifat unsur serta pola
keteraturannya dapat diprediksi berdasarkan letaknya dalam sistem periodik
unsur. Unsur-unsur di dalam sistem periodik dapat dikelompokkan dalam blok-blok
berdasarkan konfigurasi elektronnya. (Keenan
dkk. 1996)
Sifat Fisika
Sifat
Kimia
 |
1. Stronsium
Stronsium adalah logam putih-perak yang dapat di tempa dan liat. Stronsium
melebur pada 771 0C. Permukaannya dioksidasi oleh udara pada suhu
kamar dan menjadi oksidanya (SrO) dan nitridanya (Sr3N2)
pada suhu tinggi. Kandungan stronsium di kerak bumi relatif tinggi. Ada empat
isotop stronsium, Sr-88 (82,58%) adalah yang paling melimpah. Sr-90 adalah
isotop radioaktif suatu produk yang
dominan dalam peledakan bom atom. Stronsium di alam bersenyawa dengan sulfat dan karbonat membentuk senyawa
selestit (SrSO4) dan senyawa strontianit (SrCO3). Oleh
karena stronsium dan kalsium mempunyai sifat kimia yang serupa, ion Sr2+
dapat menggantikan ion Ca2+ dalam tubuh kita misalnya dalam tulang.
Radiasi energi tinggi yang terjadi terus menerus dari stronsium dapat
menyebabkan anemia, leukemia dan penyakit kronis lainnya. Stronsium dibuat
hanya dalam skala kecil melalui reduksi halida dengan natrium. Stronsium
digunakan sebagai sumber partikel dan sebagai perunut radioaktif, untuk membuat
keramik kalsium posfat, dalam biomedik seperti penggantian tulang, perancah
untuk teknik jaringan, dan prostes lapis seperti penggantian pinggul untuk meningkatkan
kepaduan dengan tulang, sebagai bahan cat dan untuk membuat kembang api dengan
nyala berwarna merah terang (Anonim, 2010).
Ekstraksi Stronsium dapat dilakukan
dengan Metode Elektrolisis. Untuk mendapatkan Strontium (Sr), Kita bisa
mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2. Lelehan SrCl2
bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4]. Karena Senyawa
selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi (Anonim,
2010) :
katoda : Sr2+
+ 2e- Sr
anoda : 2Cl- Cl2 + 2e-
Aplikasi Stronsium dalam kehidupan dapat dijabarkan
sebagai berikut (Anonim, 2010) :
1. Stronsium
dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila
digunakan untuk bahan kembang api.
2. Stronsium
sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna
dan komputer.
3. Untuk
pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam
baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator).
2. Barium
Barium adalah unsur kimia dengan simbol Ba, dan
nomor atom 56. Barium bersifat lunak dan
termasuk unsur golongan
alkali tanah. Barium
murni tidak pernah ditemukan di
alam karena dapat
bereaksi dengan udara. Oksidanya dikenal
sebagai baryta, tetapi
dapat bereaksi dengan air dan karbon
dioksida dan tidak
ditemukan sebagai mineral. Mineralnya
yang paling banyak ditemukan di
alam adalah barium
sulfat (BaSO4) yang sangat
susah untuk dilarutkan,
dan barium karbonat (BaCO3). Benitoite
adalah sebuah permata
langka yang mengandung barium. Logam barium digunakan
dalam keperluan industri. Senyawa barium memberikan nyala
api yang berwarna
hijau dan sering
digunakan untuk membuat
kembang api. Barium sulfat digunakan karena beratnya,
memiliki sifat tidak mudah
larut, dan tidak
dapat ditembus oleh
sinar-X. Salah satu
kegunaan barium sulfat
adalah untuk pengeboran
minyak. Senyawa barium
yang dapat larut
bersifat racun karena
melepas ion-ion barium, dan
digunakan sebagai racun tikus. Telah ditemukan fungsi barium yang baru: yaitu sebagai bahan esensial pada
pembuatan superkonduktor YBCO (Syukri,S, 2000).
Kelimpahan barium
di alam merupakan
campuran dari tujuh
isotopnya yang stabil. Ada
dua puluh isotop
barium yang diketahui,
tapi kebanyakan bersifat
sangat radioaktif dan memiliki waktu paruh yang sangat pendek. Contoh isotop barium antara lain adalah 133Ba yang
memiliki waktu paruh
10,51 tahun dan 137Ba yang
memiliki waktu paruh 2,55 menit. Barium memiliki beberapa fungsi dalam
bidang industry (Syukri,S, 2000):
1.
Senyawa barium,
khususnya barit (BaSO4),
memiliki peran yang
sangat penting dalam industri
minyak bumi. Barit digunakan dalam pengeboran sumur minyak.
2.
Barium karbonat dapat digunakan
untuk racun tikus dan juga dapat digunakan dalam pembuatan batu bata. Berbeda
dengan sulfat, karbonat akan melarut di dalam perut, sehingga menjadi racun
bagi tubuh. .
3.
Barium oksida
digunakan untuk melapisi
elektroda pada lampu
fluoresensi, yang dapat
melepaskan elektron.
4.
Barium karbonat digunakan dalam
pembuatan kaca. Karena beratnya, barium dapat meningkatkan indeks bias dan
kilau kaca.
5.
Barit digunakan secara ekstensif
dalam pembuatan karet.
3. Radium
Radium
(Ra) adalah salah satu unsur logam alkali tanah yang ditemukan oleh Pierre and Marie Curie
tahun 1898 berasal dari kerak bumi, empat
isotop di antaranya ada yang bersifat radioaktif, yaitu isotop 226Ra,
228Ra, 234Ra, dan 223Ra [1]. Yang dimaksud
radium secara umum adalah radionuklida dengan nomor massa 226 dan nomor atom 88
yang dinyatakan 88Ra226 atau biasanya ditulis 226Ra.
Radionuklida tersebut merupakan anak luruh thorium-230 (230Th) dari
deret uranium-238 (238U). (Sutarman, 2003)
Sifat fisika yang
dimiliki, antara lain berwarna keperakan, berat atom 226,5 dengan nomor atom
88, konfigurasi elektron 7s2, jari-jari ionik 1,40 angstrom(1
angstrom = 10-10 m), dan titik lebur 700 oC. Disamping
itu, 226Ra bersifat radioaktif dengan waktu paroh 1622 tahun dan memancarkan radiasi
alfa dengan energi 4,79 MeV. Anak luruh dari 226Ra adalah gas radon
(222Rn). Keberadaann gas radon di lingkungan mencapai jumlah sangat besar,
sekitar 58 % dari total radon alamiah. Gas radon tersebut dapat memberikan
bahaya radiologik terhadap saluran pernafasan. Adapun 226Ra sendiri
bersifat seperti unsur kalsium (Ca) yang mudah terakumulasi di dalam tulang.
(Sutarman, 2003)
Radium ditemukan dalam
bijih uranium, rasio perbandingan 226Ra/U adalah sebesar 1 mg per 3
kg dimana kandungan Radium yang terdapat didalamnya sebesar 10-6 ppm
dari kandungan uranium. Radium diisolasi sebagai klorida oleh Pierre dan Marrie
Currie pada tahun 1898 setelah memproses pitchblende
yang merupakan bijih dari uranium yang dinamakan Mme Currie dalam
pengibratannya untuk radioaktifitasnya. Unsur radium diisolasi secara
elktrolitik melallui anamalgamnya pada tahun 1910 oleh Marrie Currie dan A. Debierne dan
senyawanya menghasilkan nyala api berwarna merah tua (Greenwood dan Earnshaw,
1998).
Manfaat
radium digunakan untuk membuat cat
berbahaya (luminous paint) yang digunakan piringan jam, tombol pintu atau
benda-benda lain agar tampak berbahaya (berpijar) dalam kegelapan. Penggunaan
isotop radioaktif dalam kedokteran oleh Henri Danlos yang menggunakan radium
untuk pengobatan penyakit tubercolusis pada kulit serta beberapa penyakit
kanker. (Greenwood
dan Earnshaw, 1998)
Radium diproduksi secara
komersil sebagai bromida dan klorida. Sangat jarang unsur ini tersendiri
tersedia dalam jumlah banyak. Logam murni unsur ini berwarna putih menyala
ketika baru saja dipersiapkan, tetapi menjadi hitam jika diekspos ke udara.
Kemungkinan besar karena formasi nitrida. Elemen ini terdekomposisi di dalam
air dan lebih reaktif ketimbang barium. Unsur ini memancarkan sinar alpha,
beta, dan gamma dan jika dicampur dengan berilium akan memproduksi netron. Satu
gram 226Ra mengalami disintegrasi 3.7 x 1010 per detik.
Unit disintegrasi unsur curie didefinisikan dari 1 gram 226Ra
tersebut. Ada 25 isotop radium yang diketahui. Isotop 226Ra adalah
isotop yang banyak ditemukan dan memiliki paruh waktu1600 tahun. Radium jika
tertelan, terhirup ataupun terekspos pada tubuh menjadi sangat berbahaya dan
dapat menyebabkan kanker. Batas maksimum untuk 226Ra adalah 7400
becquerel (Mohsin,2006).
PERTANYAAN
1. Mengapa berilium (Be), magnesium (Mg) dan kalsium (Ca) tidak dapat
membentuk peroksida ketika dipanaskan dengan oksigen (O2), sedangkan stronsium (Sr) dan barium (Ba) dapat
membentuk peroksida?
(sumber http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group2/reacth2o.html)
Jawab:
Ion
peroksida (O22
-) :
|
Ketika
terdapat suatu ion bermuatan +2 yang berada pada posisi cukup dekat dari ion
peroksida, maka elektron pada ion peroksida akan tertarik cukup kuat menuju ion
positif sehingga akan terbentuk sebuah ion oksida sederhana ketika tangan kanan dari
atom oksigen terputus (seperti yang digambar di bawah ini). Dapat dikatakan
bahwa ion positif mempolarisasi ion negatif. Polarisasi akan terjadi secara
efektif apabila ion positif berukuran kecil dan memiliki kerapatan muatan yang
tinggi.
Dalam
satu golongan IIA, logam alkali tanah dari bawah ke atas memiliki kerapatan
muatan yang semakin besar dikarenakan ukuran ion positif yang semakin kecil.
Hal ini menyebabkan ion positif tersebut memiliki efek distorsi yang besar
terhadap ion negatif yang berada pada posisi yang dekat dengan ion positif
tersebut. Dalam hal ini, ion peroksida yang berada pada posisi yang dekat
dengan ion positif akan mengalami pemutusan ikatan dan terbentuk oksida dan
oksigen. Hal inilah yang menyebabkan berilium (Be), magnesium (Mg), dan kalsium
(Ca) tidak dapat membentuk senyawa dengan peroksida.
Sementara itu, dalam satu golongan IIA dari atas ke bawah ion
positif memiliki ukuran yang semakin besar. Hal ini berarti muatan +2 tersebar
dalam suatu volume yang lebih besar sehingga kerapatan muatannya lebih kecil.
Akibatnya, ion positif tersebut hanya memiliki efek distorsi yang lemah
terhadap ion negatif yang berada di dekatnya. Dengan kata lain, ion positif
tersebut tidak akan memiliki efek yang cukup kuat terhadap pemutusan ikatan
dalam ion peroksida. Akibatnya,
stronsium (Sr) dan barium (Ba) dapat membentuk senyawa peroksida. Barium (Ba)
akan membentuk barium peroksida (BaO2) pada pemanasan biasa dengan
oksigen. Mixtures of barium oxide and barium
peroxide will be produced. Reaksi yang terjadi ialah:
Ba (s) + O2 (g) BaO2
(s)
Stronsium
(Sr) akan membentuk peroksida ketika dipanaskan dengan oksigen di bawah tekanan
tinggi. Reaksi yang terjadi ialah:
Sr (s) + O2 (g) SrO2 (s)
Selain
itu, faktor yang mempengaruhi kemampuan logam alkali tanah untuk membentuk
senyawa peroksida ialah ukuran dari unsur tersebut, di mana unsur dengan
jari-jari yang relatif kecil tidak akan mampu membentuk senyawa peroksida. Hal
ini disebabkan ukurannya terlalu kecil untuk mengakomodasi ion peroksida.
2.
Bagaimana karakteristik
warna nyala dari unsur-unsur Sr,Ba,dan Ra?
Secara umum, untuk identifikasi
kualitatif digunakan metode spectra emisi dari unsur-unsur alkali tanah. Ketika
beberapa garis tajam dari tiap unsur jatuh ke dalam daerah spectrum visible,
maka akan didapatkan tes nyala atau warna. Kecuali Be dan Mg, logam-logam
alkali tanah mempunyai energi ionisasi yang rendah, elektron valensi
atom-atomnya dapat dengan mudah tereksitasi ke orbital yang lebih tinggi, namun
dengan keadaan energi yang tidak stabil dengan adanya nyala Bunsen. Dan saat
elektron yang tereksitasi ini kembali menuju keadaan dasar atau ground state,
mereka mengemisikan radiasi visible yang memberikan warna nyala pada api.
Senyawa-senyawa strontium yang volatil, khususnya
kloridanya, memberikan warna nyala merah-karmin (bright crimson color) pada
nyala Bunsen (Vogel, 1979).
 |
Dalam uji nyala, garam-garam dari barium memberikan
warna hijau-kekuningan. Karena
 |
kebanyakan garam barium, kecuali kloridanya, idak mudah menguap, kawat platina harus dibasahi asam klorida pekat sebelum dimasukkan ke dalam zat itu. Sulfat mul-mula direduksi menjadi sulfide dalam nyala reduksi, lalu dibasahi HCl pekat, kemudian dibakar lagi (Vogel, 1979).
3.
Bagaimana mekanisme sebaran Radium
di lingkungan ?
Menurut
Frissel, dkk (1990) mekanisme migrasi
radium dari mineral (batu-batuan) tanpa disolusi dari mineral dapat dibedakan
tiga tahap, yaitu :
1. Radium migrasi dari kisi-kisi kristal mineral
yang terbentuk dalam posisi interstitial (kecuali 228Ra) menuju ke kapiler atau
pori-pori kecil dalam mineral.
2.
Kesetimbangan adsorpsi yang dibuat antara radium dalam kapiler mineral
dan radium pada dinding radium
teradsorpsi pada dinding tersebut.
3.
Selama kontak mineral dengan air tanah, radium yang terkandung dalam kapiler,
mengakibatkan air akan terdifusi ke luar dari kapiler tersebut (jika ada
kesesuaian gradient kadar radium dalam air) dan akan didesorpsi dari dinding
kapiler.
4. Bagaimana
cara isolasi logam Barium ?
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium
(Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari
elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi :
katode ; Ba2+
+2e- Ba
anoda ; 2Cl- Cl2 + 2e-
Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis,
barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :
6BaO + 2Al 3Ba + Ba3Al2O6.
5. Mengapa berilium tidak
bereaksi dengan air maupun uap air, magnesium hanya bereaksi
sedikit sekali dengan air dingin namun bereaksi baik
dengan air panas, serta kalsium;
stronsium; dan barium yang terletak dalam 1 golongan
IIA dari atas ke bawah memiliki
kecenderungan bereaksi semakin baik dengan air
dingin?
(sumber :
http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group2/reacth2o.html)
Jawab:
Dalam satu golongan IIA umumnya kereaktifan logam alkali tanah semakin
meningkat dari atas ke bawah. Hal ini disebabkan jari-jari atomik yang semakin
besar sehingga jarak antara elektron terluar dengan inti atom semakin jauh.
Akibatnya ialah bahwa elektron terluar akan semakin mudah dilepaskan dan ion
positif semakin mudah terbentuk. Dengan kata lain, kereaktifan semakin
meningkat dari atas ke bawah. Selain itu, energi ionisasi dalam satu golongan
IIA dari atas ke bawah cenderung semakin kecil yang berarti bahwa energi yang
dibutuhkan untuk melepaskan elektron terluar semakin kecil. Akibatnya, ion
positif semakin mudah terbentuk (kereaktifan meningkat).
Reaksi antara logam alkali tanah dengan air ialah sebagai berikut:
M (s) + 2H2O (l) M(OH)2 (aq atau s) + H2
(g)
Be tidak akan bereaksi baik dengan air maupun uap air dikarenakan jari-jari
atomiknya yang berukuran kecil serta energi ionisasinya yang tinggi. Di samping
itu, Be juga memiliki suatu lapisan oksida penahan yang kuat dengan tingkat
kereaktifan yang rendah.
Di sisi lain, reaksi antara Mg dengan air dingin akan segera terhenti
karena Mg(OH)2 yang terbentuk hampir tidak larut dalam air dan
membentuk suatu penghalang pada Mg untuk mencegah terjadinya reaksi lebih
lanjut. Oleh sebab itu, untuk membantu terjadinya reaksi maka dapat dilakukan
dengan mereaksikan Mg dengan air panas. Dengan menggunakan air panas, berarti
terdapat tambahan kalor yang dapat digunakan untuk meningkatkan kereaktifan Mg.
Hal ini dikarenakan dengan adanya kalor akan meningkatkan terjadinya tumbukan
efektif antara partikel-partikel dalam larutan sehingga Mg akan dapat bereaksi
dengan baik dengan air panas.
Ketika Mg direaksikan dengan uap air, maka akan terbentuk magnesium oksida
(MgO) dengan hidrogen (H2) dikarenakan tidak ada pelarut air dalam
fase cair (liquid) di sekitar yang mampu menstabilkan ion-ion Mg2+
dan OH-. Logam hidroksida akan terdekomposisi secara termal
menghasilkan oksida dan air sebagai berikut:
Mg(s)
+ H2O (g) MgO
(s) + H2(g)
Untuk Ca; Sr; dan Ba akan bereaksi dengan air dingin dengan tingkat
kereaktifan yang berbeda-beda, di mana dalam satu golongan IIA dari atas ke
bawah kereaktifan akan semakin meningkat. Untuk reaksi antara kalsium dengan
air, kalsium hidroksida (Ca(OH)2) yang terbentuk sebagian besar akan
terdapat sebagai endapan putih. Untuk reaksi Sr dengan air, endapan yang
dihasilkan akan semakin sedikit karena semakin banyak hidroksida yang terlarut
dalam air. Endapan paling sedikit akan dihasilkan dari reaksi antara Ba dengan
air. Berikut adalah daftar tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) dari
senyawa-senyawa alkali tanah:
 |
Artikel Terkait
Artikel ini ditulis oleh : Unknown ~ Blogger Pasuruan
Terimakasih sahabat telah membaca : Kimia Unsur Golongan II A (Stronsium, Barium, Radium). Anda bisa menyebarluaskan artikel ini, Asalkan meletakkan link dibawah ini sebagai sumbernya
Tidak ada komentar:
Posting Komentar