Rabu, 14 Desember 2011

Makalah Kimia Unsur


LATAR BELAKANG
Pembuatan makalah ini dilatarbelakngi oleh adanya keingintahuann siswa tentang logam transisi, bagaiman bentuknya, apa kegunaannya, sumber-sumber logam transisi, bagaiman cara pembuatanhya dan bagaimana reaksi kimia yang akan dihalsilkan oleh logam transisi, semuanya untuk bahan pembelajaran siswa SMA Negeri 1 Dompu.

TUJUAN
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini, antara lain:
1.       Memahami tentang logam transisi
2.       Bahan pembelajaran siswa SMA kelas XII Ipa
3.       Penilaian guru
A. PENGERTIAN LOGAM TRANSISI

Logam transisi adalah sesuatu yang dapat membentuk satu atau lebih ion stabil yang memiliki orbidal d yang tidak terisi (incompletely filled d orbitals). Berdasarkan pengertian ini, skandium dan seng tidak termasuk logam transisi, sekalipun termasuk anggota blok d.
Skandium memiliki struktur elektronik [Ar] 3d14s2. Ketika skandium membentuk ion, skandium selalu kehilangan 3 elektron terluar dan pada akhirnya sesuai dengan struktur argon. Ion Sc3+ tidak memiliki elektron d dan karena itu tidak sesuai dengan definisi tersebut di atas.
Seng memiliki struktur elektronik [Ar] 3d104s2. Ketika seng membentuk ion, seng selalu kehilangan dua elektron 4s menghasilkan ion 2+ dengan struktur elektronik [Ar] 3d10. Ion seng memiliki tingkat d yang terisi penuh dan juga tidak sesuai dengan definisi tersebut di atas.
Hal yang berbeda, tembaga dengan struktur elektronik [Ar] 3d104s1, membentuk dua ion. Pada ion Cu+ struktur elektroniknya adalah [Ar] 3d10. Akan tetapi, pada umumnya membentuk ion Cu2+ yang memiliki struktur [Ar] 3d9. Tembaga termasuk logam transisi karena ion Cu2+ memiliki tingkat orbital d yang tidak terisi penuh.
            Jadi, Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain.
Unsur
Nomor Atom
Konfigurasi Elektron
Orbital
3d
4s
Skandium (Sc)
21
(Ar) 3d1 4s2
á




áâ 
Titanium (Ti)
22
(Ar) 3d2 4s2
á
á



áâ
Vanadium (V)
23
(Ar) 3d3 4s2
á
á
á


áâ
Krom (Cr)
24
(Ar) 3d5 4s1
á
á
á
á
á
á
Mangan (Mn)
25
(Ar) 3d5 4s2
á
á
á
á
á
áâ
Besi (Fe)
26
(Ar) 3d6 4s2
áâ
á
á
á
á
áâ
Kobalt (Co)
27
(Ar) 3d7 4s2
áâ
áâ
á
á
á
áâ
Nikel (Ni)
28
(Ar) 3d8 4s2
áâ
áâ
áâ
á
á
áâ
Tembaga (Cu)
29
(Ar) 3d10 4s1
áâ
áâ
áâ
áâ
áâ
á
Seng (Zn)
30
(Ar) 3d10 4s2
áâ
áâ
áâ
áâ
áâ
áâ

Konfigurasi elektron Cr bukan (Ar) 3d4 4s2 tetapi (Ar) 3d5 4s1. Demikian halnya dengan konfigurasi elektron Cu bukan (Ar) 3d9 4s2 tetapi (Ar) 3d10 4s1. Hal ini berkenaan dengan kestabilan orbitalnya, yaitu orbital-orbital d dan s stabil jika terisi penuh, bahkan 1/2 penuh pun lebih stabil daripada orbital lain.









B. KELIMPAHAN DI ALAM/SUMBER-SUMBERNYA

Di alam unsur-unsur transisi periode keempat terdapat dalam senyawa/mineral berupa oksida, sulfida, atau karbonat. Berikut ini tabel beberapa mineral terpenting dari unsur-unsur transisi periode keempat.
Logam
Nama mineral
Rumus
Ti
Cr
Mn

Fe




Co
Ni
Cu



Zn
rutile
kromit
pirolusit
manganit
hematit
magnetit
pirit
siderit
limonit
kobaltit
pentlandit
garnerit
kalkopirit
kalkosite
malachit
seng blende
smith sonite
TiO2
Cr2O3��FeO
MnO2
Mn2O3��H2O
Fe2O3
Fe3O4
FeS2
FeCO3
Fe2O3��H2O
CoAsS
FeNiS
H2(NiMg)SiO4��2H2O
CuFeS2
Cu2S
Cu2(OH)2CO3
ZnS
ZnCO3

Sebagian besar logam terdapat di alam dalam bentuk senyawa. Hanya sebagian kecil terdapat dalam keadaan bebas seperti emas, perak dan sedikit tembaga. Pada umumnya terdapat dalam bentuk senyawa sulfida dan oksida, karena senyawa ini sukar larut dalam air. Contohnya : Fe2O3, Cu2S, NiS, ZnS, MnO2.





C.  SIFAT-SIFAT FISIKA DAN KIMIA

Adanya susunan elektron yang khas pada subkulit 3d dan 4s menyebabkan unsur transisi periode keempat mempunyai sifat yang khas, yang berbeda dengan sifat keperiodikan pada logam-logam golongan utama (A).
Beberapa sifat umum unsur transisi :

UNSUR 
21Sc
22Ti
23V
24Cr
25Mn
26Fe
27Co
28Ni
29Cu
30Zn
Konfigurasi Elektron
[Ar] 3d1 4s2
[Ar] 3d2 4s2
[Ar] 3d3 4s2
[Ar] 3d5 4s1
[Ar] 3d5 4s2
[Ar] 3d6 4s2
[Ar] 3d7 4s2
[Ar] 3d8 4s2
[Ar] 3d10 4s1
[Ar] 3d10 4s2
Massa jenis (g/mL) keelektro-negatifan
Antara 3.4 - 8.92 (makin besar sesuai dengan arah panah)
-------------------------------------------------------->
Antara 1.3 - 1.9 (makin besar sesuai dengan arah panah)
Bilangan oksidasi
0;3
0;2; 3;4
0;2;3;
4;5
0;2; 3;6
0;2;3;
4;6;7
0;2;3
0;2;3
0;2;3
0;1;2
0;2
Titik lebur
(oC)
Di atas 1000oC (berbentuk padat) 
Energi ionisasi (kJ/mol)
Antara 1872 - 2705 (sukar melepaskan elektron terluarnya)
Jumlah elektron tunggal
Satu
Dua  
Tiga
Enam
Lima
Empat 
Tiga 
Dua 
Satu
-
Sifat para-magnetik/ fero-magnetik
Sifat yang disebabkan karena adanya elektron yang tidak berpasangan
(=elektron tunggal)
Makin banyak elektron tunggalnya, makin bersifat feromagnetik
diama-gnetik
Warna ion M2+
-
-
Ungu
Biru
Merah muda
Hijau muda
Merah muda
Hijau
Biru
-
Warna ion M3+
Tak ber-warna
Ungu
Hijau
Hijau
-
Kuning
-
-
-
-
Ion-ion tak berwarna
Sc3+ , Ti4+ , Cu+ , Zn2+

Catatan :

MnO4- = ungu
Cr2O72- = jingga


UNSUR 
Oksida
Jenis oksida
Rumus Basa/Asam
24Cr
(krom)
CrO
Oksida basa
Cr(OH)2
Cr2O3
Oksida amfoter
Cr(OH)3
HCrO2
CrO3
Oksida Asam
H2CrO4
H2CrO7
25Mn
(mangan)
MnO
Oksida Basa
Mn(OH)2
Mn2O3
Mn(OH)3
MnO3
Oksida Asam
H2MnO4
HMnO4
Mn2O7
26Fe
(besi)
FeO
OKSIDA BASA
Fe(OH)2
Fe2O3
Fe(OH)3
27Co
(kobal)
CoO
Co(OH)2
Co2O3
Co(OH)3
28Ni
(nikel)
NiO
Ni(OH)2
Ni2O3
Ni(OH)3
29Cu
(tembaga)
Cu2O
CuOH
CuO
Cu(OH)2




D. KEGUNAAN DAN PEMBUATAN


A. Scandium
Kira-kira 20 kg (dalam bentuk Sc2O3) skandium digunakan setiap tahun di Amerika Syarikat untuk membuat lampu berkeamatan tinggi. Skandium iodida yang dicampur ke dalam lampu wap raksa akan menghasilkan sumber cahaya buatan kecekapan tinggi yang menyerupai cahaya matahari dan membolehkan salinan warna yang baik untuk kamera TV. Lebih kurang 80 kg skandium digunakan sejagat setiap tahun dalam pembuatan lampu mentol. Isotop radioaktif Sc-46 digunakan dalam peretak penapis minyak sebagai agen penyurih.

B. Titanium
Titanium banyak digunakan dalam industri dan konstruksi.
1. Ti digunakan sebagai bahan konstruksi karena mempunyai sifat fisik:
a) Rapatannya rendah (logam ringan).
b) Kekuatan strukturnya tinggi.
c) Tahan panas.
d) Tahan terhadap korosi.

2. Ti digunakan sebagai badan pesawat terbang dan pesawat supersonik, karena pada temperatur tinggi tidak mengalami perubahan kekuatan (strenght).

3. Ti digunakan sebagai bahan katalis dalam industri polimer polietlen.

4. Ti digunakan sebagai pigmen putih, bahan pemutih kertas, kaca, keramik, dan kosmetik.

5. Sebagai katalis pada industri polimer.

C. Vanadium
Vanadium banyak digunakan dalam industri-industri seperti:
a) Untuk membuat peralatan yang membutuhkan kekuatan dan kelenturan yang tinggi seperti per mobil dan alat mesin berkecepatan tinggi.
b) Untuk membuat logam campuran.
c) Oksida vanadium (V2¬O5) digunakan sebagai katalis pada pembuatan asam sulfat dengan proses kontak.

D. Khrom
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.

E. Mangan
Mangan dioksida (sebagai pirolusit) digunakan sebagai depolariser dan sel kering baterai dan untuk menghilangkan warna hijau pada gelas yang disebabkan oleh pengotor besi. Mangan sendiri memberi warna lembayung pada kaca. Dioksidanya berguna untuk pembuatan oksigen dan khlorin, dan dalam pengeringan cat hitam. Senyawa permanganat adalah oksidator yang kuat dan digunakan dalam analisis kuantitatif dan dalam pengobatan.
Mangan juga banyak tersebar dalam tubuh. Mangan merupakan unsur yang penting untuk penggunaan vitamin B1.

F. Besi
Kegunaan utama dari besi adalah untuk membuat baja. Baja adalah istilah yang digunakan untuk semua aloi dari besi (aliase). Baja aliase, yaitu baja spesial yang mengandung unsur tertentu sesuai dengan sifat yang diinginkan. Salah satu contoh baja yang terkenal adalah stainless steel, yang merupakan baja tahan karat.

G. Cobalt
Kobal dicampur dengan besi, nikel, dan logam lainnya untuk membuat Alnico, alloy dengan kekuatan magnet luar biasa untuk berbagai keperluan. Alloy stellit, mengandung kobal, khrom, dan wolfram, yang bermanfaat untuk peralatan berat, peralatan yang digunakan pada suhu tinggi, maupun peralatan yang digunakan dengan kecepatan tinggi.
H. Nickel
Nikel digunakan untuk:
1. Pembuatan aloi, battery electrode, dan keramik.
2. Zat tambahan pada besi tuang dan baja, agar mudah ditempa dan tahan karat.
3. Pelapis besi (pernekel).
4. Sebagai katalis

I. Tembaga
Tembaga banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti untuk kabel listrik, bahan uang logam, untuk bahan mesin pembangkit tenaga uap dan untuk aloi.


J. Seng
Logam ini digunakan untuk membentuk berbagai campuran logam dengan metal lain. Kuningan, perak nikel, perunggu, perak Jerman, solder lunak dan solder aluminium adalah beberapa contoh campuran logam tersebut. Seng dalam jumlah besar digunakan untuk membuat cetakan dalam industri otomotif, listrik, dan peralatan lain semacamnya. Campuran logam Prestal, yang mengandung 78% seng dan 22% aluminium dilaporkan sekuat baja tapi sangat mudah dibentuk seperti plastik. Prestal sangat mudah dibentuk dengan cetakan murah dari keramik atau semen.
Pengolahan logam dari bijih disebut metalurgi. Bijih adalah mineral atau benda alam lainnya yang secara ekonomis dapat diambil logamnya. Karena logam banyak terdapat dalam bentuk senyawa (oksida, sulfida), maka prosesnya selalu reduksi.
Ada tiga tingkat proses pengolahan, yaitu :
1. Menaikan konsentrasi bijih.
2. proses reduksi
3. Pembersihan, pembuatan aliase dan pemurnian
1. Menaikan Konsentrasi Bijih.
Memisahkan bijih dari campurannya misalnya dengan ditumbuk, lalu dipisahkan dengan berbagai cara, misalnya :
a. Dicuci dengan air.
b. Diapungkan dengan deterjen atau zat pembuih (flotasi)
c. Dipisahkan dengan magnet
d. Dengan pemanggangan. Bijih dipanaskan di udara terbuka, menghasilkan oksidanya.


 DAFTAR PUSTAKA

Harnanto, Ari, dan Ruminten. 2009. “Kimia: Untuk SMA/MA Kelas XII”. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.




3 komentar: