SIFAT UMUM UNSUR TRANSISI PERIODE DUA (Tugas Kelompok Kimia Anorganik III) Oleh: Aulia Pertiwi Tri Yuda Dona Mailani Pangestika Maya Retna Sari Mega Mawarti Renita Susanti JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG 2015
TUJUAN PENULISAN Adapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah sebagai berikut: Secara umum untuk mempelajari sifat dan karakteristik unsur logam transisi. Secara khusus untuk mempelajari sifat dan karakteristik logam transisi periode ke dua (deret ke dua).
BATASAN MASALAH Unsur Transisi Periode Dua Sifat dan Karakteristik Secara Umum Unsur Transisi Periode Dua Kegunaan Unsur Transisi Periode Dua
PENDAHULUAN Sifat unsur transisi sangat berkaitan dengan elektron valensi. Elektron valensi adalah elektron yang mengisi sub-kulit terakhir suatu unsur. Pada unsur transisi, elektron valensinya mengisi sub-kulit d.
Unsur Transisi Logam transisi adalah kelompok unsur kimia yang berada pada golongan 3 sampai 12 (IB sampai VIIIB pada sistem lama). Kelompok ini terdiri dari 38 unsur. Semua logam transisi adalah unsur blok-d yang berarti bahwa elektronnya terisi sampai orbit d. Dalam ilmu kimia, logam transisi mempunyai dua pengertian: IUPAC mendefinisikan logam transisi sebagai sebuah unsur yang mempunyai sub-kulit d yang tidak terisi penuh atau dapat membentuk kation dengan sub-kulit d yang juga tidak terisi penuh. Sebagian besar ilmuwan mendefinisikan logam transisi sebagai semua elemen yang berada pada blok-d pada tabel periodik (semuanya adalah logam) yang masuk dalam golongan 3 hingga 12 pada tabel periodik. Dalam kenyataan, barisan blok-f lantanida dan aktinida juga sering dianggap sebagai logam transisi dan disebut "logam transisi dalam".
UNSUR LOGAM TRANSISI PERIODE DUA Sifat Fisik Densitas : 4,5 g/cm3 Titik lebur : 1799 [atau 1526 ° C (2779 ° F)] K Titik didih : 3609 [atau 3.336 ° C (6037 ° F)] K Bentuk : padat pada suhu kamar Warna : perak Struktur : hexagonal 1. Itrium (Y)
Sifat Kimia Reaksi dengan Air Ketika dipanaskan maka logam Itrium akan larut dalam air membentuk larutan yang terdiri dari ion Y(III) dan gas hidrogen. 2Y(s) + 6H2O(aq) → 2Y3+ (aq) + 6OH-(aq) + 3H2(g) Reaksi dengan Oksigen Pada reaksi dengan udara atau pembakaran secara cepat akan membentuk Itrium(III) oksida. 4Y(s) + 3O2(g) → 2Y2O3(s)
Reaksi dengan Halogen Itrium sangat reaktif ketika bereaksi dengan semua unsur halogen membentuk trihalida. 2Y(s) + 3F2(g) → 2YF3(s) Reaksi dengan Asam Itrium mudah larut dalam asam klorida untuk membentuk larutan yang mengandung ion Y(III) dan gas hidrogen. 2Y(s) + 6HCl(aq) → 2Y3+(aq) + 6Cl-(aq) + 3H2(g)
Itrium Sangat Reaktif Terhadap Halogen Fluorin (F2), klorin (Cl2), bromin (Br2) dan yodium (I2) bereaksi dengan itrium membentuk itrium(III)fluorida (YF3), itrium(III)klorida (YCl3), itrium(III)bromida (YBr3) dan itrium(III)iodida (YI3). 2Y(s) + 3X2(g) → 2YX3(s)
Kegunaan Unsur Itrium Itrium alumunium garnet (Y3All5O12) digunakan sebagai laser dan stimulan pada berlian. Itrium(III)oksida (Y2O3) digunakan untuk membuat YVO4 yang memberikan warna merah pada tube TV berwarna. Itrium juga digunakan untuk meningkatkan kekuatan pada logam alumunium dan alloy magnesium.
2. Zirkon (Zr) Sifat Fisik Zirkonium merupakan logam berwarna putih keabu-abuan, berbentuk kristal (amorf), lunak, dapat ditempa dan diulur bila murni juga tahan terhadap udara bahkan api. Adapun karakteristik dari logam zirkonium dapat dilihat dibawah ini. Simbol : Zr Radius atom : 1.6 Å Volume atom : 14.1 cm3/mol
Massa atom : 91.224 Titik didih : 4682 K Titik lebur : 2128 K Struktur kristal : Heksagonal Massa jenis :6.51 g/cm3 Elektronegativitas : 1.33 Konfigurasi elektron : [Kr]4d2 5s2 Bilangan oksidasi : +4 Potensial ionisasi : 6.84 V
Sifat Kimia Zirkonium membentuk satu oksida yang stabil dengan bilangan oksidasi 4 yaitu ZrO2. 2. Secara kimia, zikornium memiliki keraktifan yang tinggi baik di udara maupan dalam medium cair, sehingga hal ini menyebabkan terbentuknya lapisan oksida logamnya yang menyebabkan zikornium tidak mudah mengalami korosi. 3. Dalam larutan yang bersifat sangat asam, ion zirkonium akan mengalami solvasi sebagai ion zikornik (Zr4+) dan ion zirkonil (ZrO2+), sedangkan dalam larutan yang bersifat sangat basa akan menghasilkan ion zikornat (HZrO3-).
3. Niobium (Nb) Sifat Fisik Massa jenis : 8,57 gr/cm3 Titik lebur : 2750K Titik didih : 5017K Kalor peleburan : 30 kj/mol Kalor penguapan : 689,9 j/mol.K Massa atom : 92,90 g/mol Konfigurasi elektron : (Kr) 4d4 5s1 Sifat Kimia Dapat larut dalam HNO3-HF. Tahan terhadap asam.
Kegunaan Unsur Niobium Berguna untuk pembuatan kawat Nb-Zr (bersifat magnet superkonduktif). Sebagai bahan konstruksi pembangkit listrik tenaga nuklir. Sebagai campuran logam tahan karat, contohnya niobium foil yang disebabkan oleh adanya senyawa niobium karbit dan niobium nitrit dengan konsentrasi niobium dalam senyawa sekitar 0.1%. Sebagai superkonduktor magnet (3 tesla clinical magnetic resonance imaging scanner) dan superkonduktor radio frekuensi. Dalam pembuatan mata uang koin. Dalam pembuatan perhiasan.
4. Molibdenum (Mo) Sifat Fisik Jari-jari atom : 2.01Å Volume atom : 9.4cm3/mol Tingkat energi (e) : 2,8,18,13,1 Jumlah elektron : 42 Jumlah neutron : 54 Jumlah proton : 42 Elektronegativitas : 2.16 (Pauling); 1.3 (Rochow Allrod) Energi ionisasi Pertama :7,099 Kedua : 16,461 Ketiga : 27,16
Sifat Kimia Tidak bereaksi dengan air pada suhu ruang. Tidak bereaksi dengan oksigen pada suhu ruang. Pada temperature tinggi, membentuk molibdenum(VI)trioxide. 2Mo(s) + 3O2(g) → 2MoO3(s) 4. Pada temperatur ruang Mo bereaksi dengan fluorin membentuk molibdenum(VI)fluorida. Mo(s) + 3F2(g) → MoF6(l)
Kegunaan Unsur Molibdenum Bahan baku pada industri Katalis Bahan tambahan dalam alloy
5. Teknesium (Tc) Sifat Fisik Titik leleh : 2430 K Titik didih : 4538 K Klasifikasi unsur : Logam Fase : Padat Warna : Putih keabu-abuan Nomor atom : 43 Nomor massa : 99 Elektronegativitas : 1,9 Energi ionisasi : 703 kJ/mol Jari-jari atom : 135 pm Afinitas elektron : -53 kJ/mol
Sifat Kimia Teknesium tidak beraksi dengan air. Teknesium dalam bentuk bubuk dan sponge lebih reaktif. Ketika dibakar dengan oksigen menghasilkan teknesium(VII)oksida sesuai reaksi: 4Tc(s) + 7O2(g) → 2Tc2O7(s) 3. Teknesium direaksikan dengan fluorin menghasilkan campuran teknesium(VI)fluorida. 4. Teknesium tidak larut dalam asam hidroklorik (HCl) dan asam hidroflourik (HF). Teknesium dapat larut dalam asam nitrit (HNO3) atau H2SO4, membentuk larutan asam perteknetik (HTcO4) yang memiliki bilangan oksidasi stabil +7.
Kegunaan Unsur Teknesium Teknesium dapat mencegah korosi dan stabil dalam melawan aktivitas neutron, sehingga dapat digunakan untuk membangun reactor nuklir. Isotop Tc-99 digunakan untuk memberikan sumber radiasi atau terapi dengan memancarkan sinar gamma murni dalam pengobatan karena dapat mendeteksi tumor di organ hati, otak, tiroid dan limpa. Campuran antara Tc-99 dan senyawa timah dapat menjepit sel darah merah yang selanjutnya dapat digunakan untuk memetakkan gangguan sirkulatori. Isotop teknesium-99 digunakan untuk kalibrasi peralatan.
6. Ruthenium (Ru) Sifat Fisik Massa jenis : 12.45 g/cm³ pada suhu kamar. Massa jenis cair : 10.65 g/cm³ Titik lebur : 2607 K (2334 °C, 4233 °F) Titik didih : 4423 K(4150 °C, 7502 °F) Kalor peleburan : 38.59 kJ/mol Kalor penguapan : 591.6 kJ/mol Kapasitas kalor : 24.06 J/mol.K pada suhu kamar. Struktur kristal : hexagonal Bilangan oksidasi : 2, 3, 4, 6, 8 Elektronegativitas : 2.2 (skala Pauling)
Sifat Kimia Reaksi dengan Oksigen Ru(s) + O2(g) RuO2(s) Reaksi dengan Halogen RutHenium bereaksi dengan fluorin berlebih untuk membentuk ruthenium(IV)fluorida. Ru(s) + 3F2(g) RuF6(s)
Kegunaan Unsur Ruthenium Logam ini merupakan pengeras platina dan paladium yang paling efektif dan membentuk alloy dengan platina atau paladium untuk menghasilkan sifat hambatan listrik yang luar biasa. Alloy rutenium-molibdenum dilaporkan bersifat superkonduktif pada suhu 10, 6K. Ketahanan korosi pada titanium dapat diperbaiki seratus kali lipat dengan penambahan 0.1% rutenium. Ruthenium juga merupakan katalis yang serba guna.
7. Rodium (Rh) Sifat Fisik Rodium berwarna putih keperakan. Logam ini memiliki titik cair yang tinggi. Bobot jenis yang lebih rendah dari platina. Fase : solid Titik lebur : 2237 K (1964 °C, 3567 °F Titik didih : 3968 K (3695 °C, 6683 °F) Elektronegativitas : 2.28 (skala Pauling) Jari-jari atom : 135 pm Energi ionisasi Pertama : 719.7 kJ/mo Kedua : 1740 kJ/mol ketiga : 2997 kJ/mol
Sifat Kimia Bila dipijarkan perlahan-lahan di udara, akan berubah menjadi resquioksida. Pada suhu yang lebih tinggi, resquioksida ini kembali menjadi unsur rodium.
Paladium (Pd) Paladium adalah suatu unsur kimia dengan simbol kimia Pd dan nomor atom 46. Ini adalah logam perak-putih yang langka dan berkilau ditemukan pada tahun 1803 oleh William Hyde Wollaston. Paladium, platinum, rhodium, ruthenium, iridium dan osmium membentuk sekelompok elemen disebut sebagai kelompok logam platinum (PGMs). Ini memiliki sifat kimia yang mirip, namun paladium memiliki titik leleh terendah dan adalah yang paling padat dari mereka.
Sifat Fisik Massa jenis : 12.023 g/cm³ Fase : solid Titik lebur : 1828.05 K (1554.9 °C, 2830.82 °F) Titik didih : 3236 K (2963 °C, 5365 °F) Elektronegativitas : 2.20 (skala Pauling) Jari-jari atom : 140 pm Energi ionisasi Pertama : 804.4 kJ/mol Kedua : 870 kJ/mol Ketiga : 3177 kJ/mol
Sifat Kimia Paladium asetat diperoleh sebagai kristal coklat bilamana busa Pd dilarutkan dalam asam asetat yang mengandung HNO3, ia adalah trimer [Pd(CO2Me)2]3. Ion palladium Pd2+ terdapat dalam PdF2. Ion aquo Pd(H2O)4 2+ adalah spin berpasangan dan kompleks Pd adalah diamagnetik. Garam coklat yang mudah mencair di udara seperti [Pd(H2O)4](ClO4)2 dapat diperoleh bilamana Pd dilarutkan dalam HNO3 atau PdO dalam HClO4. Bereaksi lambat dengan asam kuat panas.
9. Perak (Ag) Sifat Fisik Perak murni memiliki warna putih yang terang. Unsur ini sedikit lebih keras dibanding emas dan sangat lunak dan mudah dibentuk, terkalahkan hanya oleh emas dan mungkin palladium. Perak murni memiliki konduktivitas kalor dan listrik yang sangat tinggi. Fasa : padatan Densitas : 10,49 g/cm³ Titik lebur : 1234,93 K (961,78 °C, 1763,2 °F Titik didih : 2435 K (2162 °C, 3924 °F) Nomor atom : 47 Jari-jari atom : 160 ppm Elektronegatifitas : 1,93 (skala pauling)
Sifat Kimia Dalam hampir semua senyawaan perak sederhana (non kompleks), logam ini mempunyai tingkat oksidasi +1 dan ion Ag+ adalah satu-satunya ion perak yang stabil dalam larutan air. Senyawa yang penting yaitu perak nitrat, satu-satunya garam perak yang sangat mudah larut dalam air dan tak berwarna. Sifat sukar larut AgCl, AgBr, dan AgI dijelaskan berdasarkan karakter kovalensi, tetapi AgF padatan putih yang telah larut dalam air dipertimbangkan mempunyai karakter ionik baik padatan maupun dalam larutan.
4. Perak klorida, perak bromida dan perak iodida sangat sensitif terhadap cahaya dan bersifat mudah tereduksi dari ion Ag+ menjadi logam Ag yang mengakibatkan padatan menjadi berwarna gelap. Itulah sebabnya senyawaan perak disimpan dan larutannya disimpan dalam botol gelap.
10. Kadmium (Cd) Sifat Fisik Menurut Greenberg (1992), kadmium merupakan komponen campuran logam yang memiliki titik cair terendah. Sulfat merupakan garamnya yang paling banyak ditemukan dan sulfidanya memiliki pigmen kuning. Kadmium dan senyawa-senyawanya bersifat sangat beracun. Sifat Fisik Warna : putih perak Fase : padat Massa jenis : 8.65 g/cm3 Titik lebur : 594,18 K Titik didih : 1038 K Elektronegativitas : 1,7 Jari-jari atom : 0,92 amstrong
Sifat Kimia Kadmium memiliki sifat yang serupa dengan zink, kecuali cenderung membentuk kompleks. Kadmium sangat beracun meskipun dalam konsentrasi rendah. Pembakaran kadmium menghasilkan kadmium(II)oksida 2Cd(s) + O2(g) → 2CdO(s) 4. Reaksi dengan Halogen Kadmium bereaksi dengan fluorin, bromin dan iodin membentuk kadmium(II)dihalida. 5. Reaksi dengan Asam Kadmium larut perlahan dalam asam sulfat encer untuk membentuk campuran yang mengandung ion kadmium (II) dan gas hidrogen. 6. Reaksi dengan Basa Kadmium tidak akan larut dalam larutan alkali.
Kegunaan Unsur Kadmiun Kadmium digunakan dalam campuran logam poros dengan koefisien gesek yang rendah dan tahan lama. Kadmium digunakan dalam aplikasi sepuhan listrik (electroplating). Kadmium digunakan pula dalam pembuatan solder, baterai Ni-Cd, dan sebagai penjaga reaksi nuklir fisi. Senyawa kadmium digunakan dalam fosfor tabung TV hitam-putih dan fosfor hijau dalam TV bewarna.
Perbandingan Sifat Unsur Logam Transisi Deret Pertama, Kedua dan Ketiga Menurut Darjito (2000), beberapa hal penting dari unsur-unsur transisi deret kedua dan ketiga dibandingkan dengan deret pertama adalah sebagai berikut. Jari-jari Jari-jari logam dan ion untuk unsur transisi periode kedua dan ketiga lebih besar dibanding periode pertama. 2. Tingkat Oksidasi Untuk unsur transisi periode kedua dan ketiga, pada tingkat oksidasi tinggi umumnya lebih stabil daripada unsur periode pertama.
3. Kimia Larutan Ion akuo dari unsur transisi periode kedua dan ketiga pada keadaan valensi rendah dan sedang tidak umum didapatkan atau tidak terlalu penting. 4. Ikatan Logam-logam Umumnya unsur-unsur transisi periode kedua dan ketiga akan lebih mudah untuk membentuk ikatan M-M daripada unsur transisi periode I.
5. Sifat Magnetik Umumnya unsur-unsur periode kedua dan ketiga mempunyai sifat magnetik yang sedikit penggunaannya dibandingkan dengan unsur transisi periode pertama. 6. Stereokimia Unsur-unsur transisi periode kedua dan ketiga umumnya mempunyai bilangan koordinasi yang lebih tinggi yaitu VIII dan VIII dibandingkan unsur transisi periode pertama dengan pengecualian untuk unsur platina bilangan koordinasi tertinggi 6.
KESIMPULAN Dari pembahasan yang telah dilakukan, disimpulkan bahwa unsur transisi periode kedua memiliki kemiripan sifat kimia dengan unsur transisi periode ketiga tetapi memiliki sifat yang berlainan dengan unsur transisi periode pertama.