Kimia Unsur Perode Ke 3 dan ke 4 ~ ilmu kimia

Kelimpahan Unsur periode ke 3

- Unsur-unsur periode ketiga antara lain Na , Mg Al, Si , P , S , Cl , Ar

- Kandungan unsur dalam mineral sbb:

- Golongan Unsur Periode ke 3

Sifat –sifat Periode 3

Sepanjang Na sampai dengan Cl terjadi perubahan sifat sbb:

a. Sifat logam berkurang, sifat non logam bertambah

Na, Mg, Al : logam

Si : semi logam

P, S , Cl , Ar : non logam

b. Wujud zat

Na – S berwujud padat

Cl – Ar berwujud cair

c. Energi ionisasi bertambah, sedangkan jari-jari atom berkurang

Perubahan energi ionisasinya sbb:

Dari Na – Mg : naik

Dari Mg – Al : turun

Dari Al – P : naik

Dari P – S : tetap

Dari S – Cl : naik

Sifat basanya makin berkurang, sifat asamnya makin bertambah

d. Sifat –sifat alumunium

- Berupa logam lunak berwarna perak

- Tidak beracun, nonmagnetik dan sulit terbakar

- Penghantar panas dan listrik yang sangat baik

- Bereaksi dengan oksigen membentuk lapisan tipis oksida yang melindungi dari oksida lebih lanjut, sehingga sulit terkorosi

- Bereaksi dengan asam membebaskan gas hidrogen

- Bila dipanaskan kuat diudara, Al terbakar membentuk oksida dan sedikit nitrida

2AL + 3/2 O₂ → Al₂O₃

2Al + N₂ → 2AlN

- Larut dalam larutan NaOH encer

Al_(s) + OH^- _(aq) + 3H₂O _(l) → Al(OH)₃ + 3/2 H_{2 (g)}

- Dapat mereduksi Fe₂O₃ disertai pelepasan panas yang besar (dipakai untuk mengelas baja)

2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃

- Senyawa hidroksidanya bersifat amfotir, reaksinya sbb:

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

e. Sifat sifat Silikon

- Merupakan unsur elektropositif yang paling banyak dijumpai

- Isotop alaminya terdiri atas isotop 28 (92,2%), isotop 29 (4,7%) , isotop 30 ( 3,1%)

- Memiliki sifat kimia seperti logam yang lain

- Kemampuan semikonduktor akan meningkat jika ditambahkan pengotor suhu

- Ditemukan pada banyak senyawa oksida dan berbagai macam silicate yang ada di alam

f. Sifat-sifat Fosfor

Fosfor terdapat dalam 2 bentuk alotropi, yaitu fosfor putih dan fosfor merah

Perbedaan keduanya sbb:

g. Sifat-sifat Belerang (S)

- Zat murninya berbentuk padatan kuning tidak berbau dan tidak berasa

- Memiliki struktur yang beragam, tergantung kondisi sekitar

- Secara alami banyak terdapat digunung berapi

- Sulfur membentuk dua oksida utama yaitu

1. SO₂ berupa gas yang mudah larut dalam air sehingga menyebabkan hujan asam, efek yang ditimbulkan dapat dikurangi dengan cara melewatkan air yang terkontaminasi pada padatan CaCO₃

2. SO_3. Merupakan bahan utama membuat asam sulfat

Pembuatan Unsur-unsur periode 3

1. Pembuatan Alumunium

Dengan proses Hall Herault, melalui dua tahap yaitu:

a. Tahap pemurnian bauksit

Bijih bauksit dimurnikan dengan menambah NaOH dan HCl sehingga diperoleh Al₂O₃ murni

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

2NaAlO₂ + HCl → Al(OH)₃ + NaCl

Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O

b. Tahap elektrolisis

Al₂O₃ yang diperoleh kemudian disaring dan dilelehkan kemudian dielektrolisis

Al₂O₃ → 2Al³⁺ + 3O^2-

Katoda : Al³⁺ + 3e → Al

Anoda : 2O^2- → O₂ + 4e

Sebelum elktrolisis ditambahkan kriolit (NaAlF₆) untuk menurunkan titik leleh Al₂O₃

2. Pembuatan Unsur silikon (Si)

Dengan cara mereduksi pasir (SiO₂) dengan karbon dalam suatu tanur listrik yang bersuhu 3000⁰C seperti reaksi :

SiO₂ _(s) + 2C _(s) → Si _(s) + 2CO _(g)

Kemudian dimurnikan dengan dipanaskan bersama-sama gas klor sehingga berbentuk cairan SiCl₄ yang memiliki titik didih rendah (58⁰C) . SiCl₄ yang diperoleh diuapkan, dan uap SiCl₄ segera direaksikan dengan gas H₂ agar tereduksi kembali menjadi silikon yang benar-benar murni

SiCl₄ _(g) + 2H₂ _(g) → Si _(s) + 4HCl _(g)

3. Pembuatan unsur fosfor (P)

Dengan proses Wohler yaitu dengan mereaksikan senyawa fosforit Ca₃(PO₄)₂ dengan pasir kuarsa SiO₂ dan kokas pada suhu 1300⁰C dalam tanur listrik

2Ca₃(PO₄)_2
(s) + 6SiO_{2 (s)} → 6CaSiO_3
(s) + P₄O_{10 (s)}

P₄O_{10 (s)} + 10 C_(s) → P₄ _(g) + 10 CO_(g)

Uap fosfor yang dipadatkan melalui kondensasi. Fosfor yang dihasilkan fosfor putih.

4. Pembuatan Unsur belerang (S)

a. Proses Frasch adalah pengambilan belerang dari depositnya dari dalam tanah dengan memompakan air panas pada depositnya sehingga belerang meleleh. Kemudian campuran belerang air yang panas didorong ke atas permukaan tanah oleh udara yang bertekanan tinggi. Hasilnya cukup murni sekitar 99,5%

b. Proses Sisilia adalah pengambilan belerang dari depositnya pada permukaan tanah dengan memompakan air panas pada depositnya sehingga belerang meleleh

c. Proses ekstraksi senyawa sulfida CuS atau PbS

CuS + O₂ → Cu + SO₂

2H₂S + SO₂→ 3S + 2H₂O

5. Pembuatan Unsur Nitrogen

a. Secara laboratorium

- Pemanasan : NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O

- Oksidasi NH₃ : NH₃ + 3CuO → N₂ + 3Cu + 3H₂O

b. Secara industri : dengan destilasi bertingkat udara cair

6. Pembuatan Unsur Oksigen

a. Secara alami dari hasil reaksi fotosintesis

b. Secara laboratorium

- Pemanasan KclO₃ → 2KCl + 3O₂

- Elektrolisis air dengan katoda Pt dari peroksidanya

2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

c. Secara industri dengan destilasi bertingkat udara cir yangdisebut

proses Linde

Kegunaan Unsur Periode 3

1. Kegunaan Alumunium

- Badan pesawat terbang, magnalium (90% Al, 10% Mg)

- Untuk membuat konstruksi bangunan, kusen dan jendela

- Untuk membuat magnet yang kuat

- Untuk paduan logam /aliasi yang sangat kuat, bahan arloji: duralium (96% Al, 4 % Cu)

- Untuk tawas penjernih air KAl₂(SO₄)₂.12H₂O

- Membuat logam hibrid yang dipakai pada pesawat luar angkasa

- Untuk berbagai alat masak, pembungkus rokok, pembungkus makanan /Alumunium foil

- Untuk batu permata berwarna-warni : topaz, sapphire: Al₂O₃ dicampur oksida Fe, Ti, Cr, Co

- Koin uang

- Menetralkan asam lambung Al(OH)₃

- Membuat busa sebagai pemadam api Al₂(SO₄)₃ dicampur dengan NaHCO₃

2. Kegunaan Silikon (Si)

- Siloksan/(C₆H₅)₃SiOSi(C₆H₅)₃ digunakan untuk operasi plastik, pelarut, pembersih dan lainnya

- Dipakai dalam pembuatan kaca. Pemanasan Na₂CO₃ dengan SiO₂ pada suhu sekitar 1300⁰C akan menghasilkan senyawa yang larut dalam air (water glass). Bila pada pemanasan kapur /CaCO₃ akan diperoleh cairan gelas untuk kaca

Na₂CO₃ + CaCO₃ + 2SiO₂ → Na₂SiO₃.CaSiO₃ + 2CO₂

- Penambahan boronoksida pada water glass akan menghasilkan gelas borosikalat yang tahan pada suhu tinggi

- Penambahan bahan tertentu pada gelas akan menghasilkan fiber glass dan serat optik

- Dipakai untuk pembuatan semikonduktor

- Untuk membuat aloi bersama alumunium, magnesium, dan tembaga

- Untuk membuat enamel

- Untuk kertas gosok/ampelas/abrasif : SIC

- Untuk pengawet telur , perekat, bahan pengisi padadetergen : Na₂SiO₃

3. Kegunaan fosfor

- Digunakan pada ragaan tabung sinar katoda (CRT) dan lampu fluoresen

- Fosfor dapat ditemukan pada berbagai jenis mainan yang dapat berpendar dalam gelap

- Fosfor putih untuk asam fosfat (H₃PO₄) untuk pembuatan pupuk sintesis yang dikenal sebagai TSP, DSP, dan ES termasuk sebagai pupuk campuran

- Secara luas digunakan dalam bahan peledak

- Fosforus merah digunakan untuk membuat korek api

- Kembang api, pestisida, odol dan diterjen

4. Kegunaan belerang (S)

- Digunakan dalam baterai

- Untuk fungisida dan pembauatan pupuk

- Digunakan pada korek api dan kembang api

- Sebagai pelarut dalam berbagai proses

- Sebagai bahan dasar pembauatan asam sulfat yang bisa dipakai pada penyulingan minyak, proses pengolahan dan pengecoran logam, proses pembuatan tekstil

Kelimpahan Unsur Transisi periode 4, Logam Sn dan Pb

- Unsur – unsur logam transisi antara lain Sc , Ti , V , Cr , Mn , Co ,

Ni , Cu , Zn

- Kandungan unsur dalam minerak sbb:

- Golongan Unsur Unsur transisi :