unsur alkali

A.  PENGENALAN UNSUR ALKALI

Unsur alkali adalah unsur-unsur golongan 1A dalam tabel unsur, yaitu Li (litium), Na(natrium), K ( kalium), Rb (rubidium), Cs ( sesium), dan fr ( fransium ). Fransium merupakan zat radioaktif, sehingga dapat berubah menjadi unsur lain.. Semuanya merupakan unsur logam yang lunak ( mudah diiris dengan pisau ). Pada saat logam dibersihkan, terlihat warna logam putih mengkilap ( seperti perak ).Disebut logam alkali karena oksidanya mudah larut dalam air dan menghasilkan larutanyang bersifat basa (alkalis). Semua logam alkali sangat reaktif sehingga di alam tidak pernah diperoleh dalam keadaan bebas. Di alam yang paling banyak ditemukan adalah natrium dan kalium. Sedangkan yang paling sedikit adalah fransium.

B.  SENYAWA yang MENGANDUNG ALKALI DI ALAM

UNSUR	SENYAWA
Li	LiA(SiO3)2
Na	NaCl, NaNO3,  KMgCl3.6H2O, NA3AlF6, Na2B4O7.10 H2O, Na2O.Al2O3.3SiO2, Na2CO3.10H2O, Na2CO3.NaHCO3.2H2O, Zeolit, sodolit
K	KCL, KCL.MgCl2.6H2O, KNO, K2O.Al2O3.3SiO2
Rb	Dalam Lepidolit
Cs	Pirolusit, mineral fosfat trifilit
Fr	Peluruhan α aktinum

C.  SIFAT UNSUR GOLONGAN ALKALI

1.    Sifat Periode Logam Alkali

Unsur	Elektron valensi	Jari-jari Atom (Ǻ)	Keelektro-negatifan	Energi Ionisasi (kJ/mol)	Potensial reduksi (Volt)
Li	2s1	1,52	0,98	520,2	-3,045
Na	3s1	1,86	0,93	495,8	-2,7109
K	4s1	2,27	0,82	418,8	-2,924
Rb	5s1	2,47	0,82	403,0	-2,925
Cs	6s1	2,65	0,79	375,7	-2,923

Berdasarkan tabel tersebut, Konfigurasi elektron valensi logam alkali adalah ns¹ yang berarti terletak pada golongan IA dalam sistem periodik dan menempati blok s. Logam alkali mempunyai satu elektron valensi sehingga mudah melepaskan satu elektron(energi ionisasinya kecil) dan membentuk ion positif bervalensi satu :

L →  L⁺   +  e^-

Oleh karena itu, alkali digolongkan ke dalam zat pereduksi kuat. Unsur-unsur alkali dalam sistem periodik dari atas ke bewah, jari-jari atomnya semakin besar. Sedangkan potensial reduksinya memiliki harga yang besar dan negatif sehingga logam alkali sulit mengalami reduksi dan mudah mengalami oksidasi.

2.    Sifat Fisika Logam Alkali

Unsur	Kerapatan (g/mL)	Titik Didih (oC)	Titik leleh (oC)
Li	0,534	1.347	180,54
Na	0,971	903,8	97,81
K	0,862	774	63,65
Rb	1,532	688	38,89
Cs	1,878	678,4	28,40

Dilihat dari kerapatannya unsur Li, Na, dan K memiliki kerapatan kurang dari 1 gr/ml. Itu artinya Li, Na, dan K sangatlah ringan. Semua logam alkali memiliki titik leleh dan titik didih diatas suhu ruangan (25⁰C) . Semua unsurnya berwujud padat pada suhu ruangan, kecuali cesium, jika suhu lingkungan pada saat pengukuran melebihi 28^oC unsur ini akan berwujud cair.

3.    Sifat Kimia Logam Alkali

a.    Reaksi Logam Alkali dengan Halogen

Unsur halogen bersifat sebagai pengoksidasi. Reaksi antara logam alkali dengan halogen berlangsung sangat cepat, membentuk halida logam.

Reaksi: 2 M(s)   +    X₂ →   2 MX(s)

             Logam alkali      Halogen      Garam Halida

dengan: M = logam alkali (Li, Na, K, Rb, Cs), X = halogen (F, Cl, Br, I), Reaktifitas logam alkali semakin meningkat jika energi ionisasinya semakin berkurang

b.    Reaksi Logam Alkali dengan Hidrogen dan Nitrogen

Logam alkali bereaksi dengan gas hidrogen membentuk senyawa putih berbentuk kristal yang disebut hidrida.  Senyawa hidrida adalah senyawa mengandung atom hidrogen dengan biloks negatif. Reaksi terjadi dengan lambat pada suhu kamar dan membutuhkan pemanasan untuk melelehkan logam alkali.

Logam alkali +   gas hidrogen →    hidrida logam alkali

Reaksi: 2 M(s)   +   H₂(g) →  2 MH(s)

Tidak semua logam alkali bereaksi dengan nitrogen, hanya litium yang membentuk litium nitrit (Li₃N). Litium + nitrogen →   litium nitrida

Reaksi: 6 Li(s) + N₂(g) →    2 Li₃N(s)

           

c.    Reaksi Logam Alkali dengan Oksigen

Reaksi antara logam alkali dengan oksigen berlangsung sangat cepat/mudah terbakar. Produk yang dihasilkan berbeda, tergantung pada kondisi reaksi dan berapa banyak oksigen yang ada, seperti oksida (bilangan oksidasi O = –2), peroksida (bilangan oksidasi O = –1), dan superoksida (bilangan oksidasi O = –½)

1)      Reaksi menghasilkan oksida

4 Li(s) + O₂(g) → 2 Li₂O(s) , dalam oksida O = –2

2)      Reaksi menghasillkan perosida

2 Na(s) + O₂(g) → Na₂O₂(s) , dalam Peroksida, O = –1

3)      Rekasi menghasilkan superoksida

K(s) + O2(g) → KO₂(s) , dalam Superoksida, O = –½

d.    Reaksi Logam Alkali dengan Air

Logam alkali bereaksi dengan air membentuk gas hidrogen dan hidroksida logam alkali, MOH.

Logam alkali + air → basa + gas hidrogen

2L + 2H₂O → 2LOH + H_{2        =} menghasilkan gelembung gas

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H_{2  =} menghasilkan nyala api

2K + 2H₂O → 2KOH + H_{2      =} menghasilkan ledakan

e.    Reaksi Logam Alkali dengan Amonia

Logam alkali bereaksi dengan amonia membentuk

Reaksi: 2 M (s) + 2 NH₃ (l) → 2 M⁺ (s) + 2 NH₂^– (s) + H₂ (g) dengan M = Li, Na, K, Rb, Cs

f.     Reaksi logam alkali dengan belerang

Logam alkali + belerang →  sulfida

2L + S →  L₂S

4.    Sifat Logam dan Basa Alkali

            Logam alkali dapat bereaksi dengan air membentuk basa kuat (LOH). Semakin ke bawah sifat basa logam alkali semakin kuat. Hal ini dikarenakan dari atas ke bawah dalam sistem periodik semakin mudah untuk direduksi. Dan sifat logamnya semakin kebawah juga semakin kuat.

5.    Kelarutan Basa LOH

            Basa senyawa alkali ini bersifat ionik dan semuanya mudah larut dalam air. Kelarutannya dalam air semakin ke bawah semakin besar. Berikut beberapa kelarutan basa alkali pada suhu 18⁰C dalam 100 ml air. LiOH = 12,04 gr, NaOH = 116,4 gr, KOH = 142,9

6.    Warna Nyala Logam Alkali

            Sifat penting logam alkali adalah mempunyai spektrum emisi, yang dihasilkan bila larutan garamnya dipanaskan dalam nyala bunsen. Spektrum emisi adalah Warna nyala yang dihasilkan oleh suatu unsur.Spektrum emisi yang dihasilkan setiap unsur berbeda antara yang satu dengan yang lainnya. Warna spektrum ini dapat dipakai dalam analisis kualitatif, yang disebut tes nyala. Di bawah ini warna nyala logam alkali.

Logam Alkali	Warna Nyala
Litium	Merah Tua
Natrium	Kuning
Kalium	Merah dan Ungu
Rubidium	Merah Ungu
Sesium	Biru

Warna-warna yang dihasilkan oleh unsur-unsur alkali sangat indah sehingga logam-logam alkali banyak dimanfaatkan dalam pembuatan kembang api atau mercun. Warna kuning nyala natrium banyak dipakai dijalan raya, karena biayanya lebih murah dibandingkan lampu pijar.

D.  KEGUNAAN LOGAM ALKALI

UNSUR	KEGUNAAN
Li	·          Litium  digunakan untuk membuat baterai. ·          Paduan alumunium dalam kontruksi pesawat terbang ·          Li2CO3 digunakan untuk pembuatan beberapa jenis peralatan gelas dan keramik. ·          Litium serat untuk minyak pelumas ·          Media transfer panas dalam percobaan reaktor nuklir, karena memiliki panas yang tinggi ·          LiCl dan LiBr sangat higroskopis dan digunakan dalam proses pengeringan di industri dan pengatur kondisi udara
Na	·          Sebagai pendingin pada reaktor nuklir, dimana Na menyerap panas dari reaktor nuklir kemudian Na panas mengalir melalui saluran menuju reservoar yang berisi air. Selanjutnya air dalam reservoar menguap dan uapnya dialirkan pada pembangkit listrik tenaga uap. ·          Natrium digunakan pada industri pembuatan bahan anti ketukan pada bensin yaitu TEL (tetraetillead). ·          Uap natrium digunakan untuk lampu jalan yang dapat menembus kabut. ·          Untuk membuat beberapa  senyawa natrium seperti Na2O2 (natrium peroksida) dan 2Li3N (Litium Nitrida) ·          Natrium juga digunakan untuk foto sel dalam alat-alat elektronik. ·          Natrium Klorida Sebagagai bahan baku untuk membuat natrium (Na), klorin (Cl2), hydrogen (H2), hydrogen klorida (HCl) serta senyawa- senyawa natrium seperti NaOH dan Na2CO3, Di negara yang bermusim dingin, natrium klorida digunakan untuk mencairkan salju di jalan raya, pengolahan bahan makanan yaitu sebagai bumbu masak atau garam dapur. ·          Natrium Hidroksida (NaOH) disebut juga dengan nama kaustik soda atau soda api, digunakan dalam industri sabun dan deterjen. Sabun dibuat dengan mereaksikan lemak atau minyak dengan NaOH, industri pulp dan kertas. Bahan dasar pembuatan kertas adalah selulosa (pulp) dengan cara memasak kayu, bambu dan jerami dengan kaustik soda (NaOH). ·          Natrium Karbonat (Na2CO3) dinamakan juga soda abu, digunakan dalam industri pembuatan kertas, industri kaca, industri deterjen, bahan pelunak air (menghilangkan kesadahan pada air). ·          Natrium Bikarbonat (NaHCO3) disebut juga soda kue, Kegunaannya sebagai bahan pengembang pada pembuatan kue. ·          Natrium nitrit (NaNO2), pembuatan zat warna (proses diazotasi), pencegahan korosi. ·          Natrium sulfat (Na2SO4) atau garam Glauber, obat pencahar (cuci perut), zat pengering untuk senyawa organik. ·          Natrium tiosulfat (Na2S2O3), larutan pencuci (hipo) dalam fotografi. ·          Na3AlF6, pelarut dalam sintesis logam alumunium. ·          Natrium sulfat dekahidrat (Na2SO4.10H2O) atau garam glauber: digunakan oleh industri pembuat kaca. ·          Na3Pb8 : sebagai pengisi lampu Natrium. ·          Natrium peroksida (Na2O2): pemutih makanan. ·          Na-benzoat, zat pengawet makanan dalam kaleng, obat rematik. ·          Na-sitrat, zat anti beku darah. ·          Na-glutamat, penyedap masakan (vetsin). ·          Na-salsilat, obat antipiretik (penurun panas).
K	·          Unsur kalium sangat penting bagi pertumbuhan. Tumbuhan membutuhkan garam-garam kalium, tidak sebagai ion K+sendiri, tetapi bersama-sama dengan ion Ca2+ dalam perbandingan tertentu. ·          Unsur kalium digunakan untuk pembuatan kalium superoksida (KO2) yang dapat digunakan sebagai bahan cadangan oksigen dalam tambang (bawah tanah), kapal selam, dan digunakan untuk memulihkan seseorang yang keracunan gas. ·          Kalium oksida (KO2), digunakan sebagai konverter CO2pada alat bantuan pernafasan. Gas CO2 yang dihembuskan masuk kedalam alat dan bereaksi dengan KO2 menghasilkan O2 ·          KOH digunakan pada industri sabun lunak atau lembek. ·          KCl dan K2SO4 digunakan untuk pupuk pada tanaman. ·          KNO3 digunakan sebagai komponen esensial dari bahan peledak, petasan dan kembang api. ·          KClO3  digunakan untuk pembuatan korek api, bahan peledak, dan mercon. KClO3 dapat juga digunakan sebagai bahan pembuat gas Cl2, apabila direaksikan dengan larutan HCl pada laboratorium. ·          Kalium hidroksida (KOH), bahan pembuat sabun mandi, elektrolit batu baterai batu alkali ·          K2Cr2O7, zat pengoksidasi (oksidator) ·          KMnO4, zat pengoksidasi, zat desinfektan
Rb	·        Sebagai filamen sel fotolistrik
Cs	·        Pembuatan sel fotolistrik ·        Katalis hidrogenasi ·        Getter pada tabung elektron

E.   PEMBUATAN LOGAM ALKALI

Logam alkali lebih mudah membentuk ion positif karena dapat melepaskan satu elektron terluarnya. Sehingga semua reaksi pembuatan logam alkali dari senyawa tergolong reaksi tereduksi.

1.      Litium ; dibuat dengan elektrolisis lelehan LiCl dengan KCL cair

2.      Natrium ; dibuat dengan elektrolisis campuran NaCl dan NaF cair

3.      Kalium ; dibuat dengan elektrolisis campuran KCL dan CaCl₂ cair

4.      Rubidium dan Secium ; dibuat dengan mereduksi lelehan halida garamnya dengan Na

RbCl + Na  NaCl + Rb

CsCl + Na  NaCl + Cs