Makalah Kimia Anorganik 2 Edit

  • Published on
    07-Dec-2015

  • View
    17

  • Download
    8

Embed Size (px)

DESCRIPTION

makalah kimia anorganik

Transcript

<p>Makalah Kimia Anorganik 2</p> <p>LOGAM GOLONGAN 13</p> <p>Kelompok 1:Albert Niaman Tel(4121210002)Bella Chintya Dewi Purba(4121210003)Citra Hazanah Simatupang(4121210004)Hanum Fauziah(4121210005)</p> <p>JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI MEDAN2014</p> <p>KATA PENGANTAR</p> <p>Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Kimia Anorganik 2 tentang Logam Aluminium dengan baik.Tugas Kimia Dasar tentang Logam Aluminium ini diberikan kepada mahasiswa dengan maksud agar mahasiswa mempunyai pengetahuan tentang kecenderungan logam 13, proses pembuatan , reaksi-reaksi dan sifat kimia aluminium. Dalam penyusunan tugas ini penulis banyak menemukan hambatan dan kesulitan, namun berkat kesungguhan serta dukungan dari berbagai pihak akhirnya tugas ini dapat terselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu penyusunan tugas ini. Dengan terselesaikannya tugas ini diharapkan pembaca dapat menamba pengetahuan yang efektif dan efisien tentang logam Aluminium.Penulis menyadari karena keterbatasan pengetahuan, maka dalam penyusunan tugas ini masih banyak kesalahan dan kekurangan sehingga jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mengharap kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca demi kesempurnaan tugas ini.</p> <p>Medan, 03 Oktober 2014Penulis</p> <p>Kelompok I</p> <p>DAFTAR ISI</p> <p>KATA PENGANTARDAFTAR ISIBAB 1 PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Masalah1.2 Rumusan Masalah1.3 TujuanBAB 2 PEMBAHASAN2.1 Pengertian Aluminium2.2 Kecenderungan Golongan 132.3 Sifat Kimia Aluminium2.4 Proses Pembuatan Aluminium2.5 Reaksi-reaksi AluminiumBAB 3 PENUTUP3.1 Kesimpulan3.2 SaranDAFTAR PUSTAKA</p> <p>BAB 1 PENDAHULUAN</p> <p>1.1 Latar Belakang MasalahPengunaan Aluminiumdan logam paduan Aluminium didunia industri terus berkembang dan di era modernisasi yang terjadi saat ini, menuntut manusia untuk melaksanakan rekayasa guna memenuhi kebutuhan yang semakin kompleks,tak terkecuali dalam hal teknologi yang berperan penting dalam kelangsungan hidup manusia seperti dalam hal rekayasa dan proses perlakuan pada logam yang mempunyai pengaruh fital karena merupakan elemen dasar untuk membuat sesuatu yang berguna dalam bidang kontruksi bangunan khususnya.Proses perlakuan ini dapat di artikan sebagai suatu metode untuk membuat suatu material menjadi suatu produk yang siap pakai yang didukung data-data empiris. Metode tersebut dapat dijabarkan melalui proses pembuatan untuk mendapatkan data-data seperti sifat-sifat material (kimia, fisika, mekanik, dan teknologi).1.2 Rumusan MasalahRumusan masalah dari makalah ini adalah:1. Bagaimanakah kecenderungan golongan 13 di alam?2. Apa sajakah sifat kimia dari aluminium?3. Bagaimanakah proses pembuatan aluminium?4. Apa sajakah reaksi-reaksi yang melibatkan logam aluminium?</p> <p>1.3 TujuanTujuan dari makalah ini adalah:1. Untuk mengetahui kecenderungan golongan 13 di alam2. Untuk mengetahui sifat kimia dari aluminium3. Untuk menegetahui proses pembuatan aluminium4. Untuk mengetahui reaksi-reaksi yang melibatkan logam aluminium</p> <p>BAB 2 PEMBAHASANAlumunium merupakan unsur non ferrous yang paling banyak terdapat di bumi yang merupakan logam ringan yang mempunyai sifat yang ringan, ketahanan korosi yang baik serta hantaran listrik dan panas yang baik, mudah dibentuk baik melalui proses pembentukan maupun permesinan, dan sifat-sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam. Di alam, alumunium berupa oksida yang stabil sehingga tidak dapat direduksi dengan cara seperti mereduksi logam lainnya.2.1 Kecenderungan Golongan 13Kecenderungan golongan 13, antara lain: Jari-jari logam cenderung berkurang dari Ga- Tl, kecuali logam Al Jari-jari ion cenderung meningkat dari Al Tl Energi ionisasi pertama unsur golongan IIIA cenderung berkurang dari Al Tl Keelektronegatifan unsur golongan IIIA cenderung bertambah dari Al Tl Titik cair unsur golongan IIIA cenderung bertambah dari Ga Tl, kecuali Al memiliki titik cair yang besar Titik didih unsur golongan IIIA cenderung berkurang dari Al TlTiap kelompok memiliki bentuk geometri yang disebut ikosahedron. Aluminium mengikuti struktur sebuah pusat permukaan kubik, tetapi gallium memiliki struktur yang unik yang bersisi pasangan atom-atom indium dan talium, masing-masing memiliki struktur yang berbeda. Hanya saja, ketika unsurnya melebur dan bentuk kristalnya hancur, dapat kita lihat dari penurunan titik didih dalam satu golongan, bahwa ikatan logamnya semakin lemah.Sebagai pengecualian boron dikelompokkan sebagai semilogam, dengan ikatan kovalen. Akibat dari tingginya kerapatan ion-ion golongan 13, semakin memudahkan untuk terjadinya polarisasi pada kebanykan anion yang cukup berdekatan untuk membentuk suatu ikatan kovalen.2.2 Sifat KimiaAluminiumSifat kimiawi yang dimiliki Aluminium diantara lain: Aluminium mempunyai nomor atom 13, dan massa atom relatif 26,98. Aluminium juga bersifat amfoter. Ini dapat ditunjukkan pada reaksi sebagai berikut:a. Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2Ob. Al2O3 + 6NaOH 2Na3AlO2 + 6H2O Aluminium merupakan unsur yang sangat reaktif sehingga mudah teroksidasi. Karena sifat kereaktifannya maka Aluminium tidak ditemukan di alam dalam bentuk unsur melainkan dalam bentuk senyawa baik dalam bentuk oksida Alumina maupun Silikon. Ketahanan Terhadap KorosiAluminium mengalami korosi dengan membentuk lapisan oksida yangtipis dimana sangat keras dan pada lapisan ini dapat mencegah karat pada Aluminium yang berada di bawahnya. Dengan demikian logam Aluminium adalah logam yang mempunyai daya tahan korosi yang lebih baik dibandingkan dengan besi dan baja lainnya. Daya Hantar Listrik Yang BaikAluminium adalah logam yang paling ekonomis sebagai penghantar listrik karena massa jenisnya dari massa jenis tembaga, dimana kapasitas arus dari Aluminium kira-kira dua kali lipat dari kapasitas arus pada tembaga. Anti MagnetisAluminium adalah logam yang anti magnetis. ToksifitasAluminium adalah logam yang tidak beracun dan tidak berbau. Kemudahan dalam prosesAluminium mempunyai sifat yang baik untuk proses mekanik dari kemampuan perpanjangannya, hal ini dapat dilihat dari proses penuangan, pemotongan, pembengkokan, ekstrusi dan penempaan Aluminium Sifat dapat dipakai kembaliAluminium mempunyai titik lebur yang rendah, oleh karena itu kita dapat memperoleh kembali logam Aluminium dari scrap.2.3.2 Sumber dan Ekstraksi AluminiumAluminium sangat berlimpah terdapat di alam, merupakan logam terbanyak di kerak bumi (~ 8,3 % berat kerak bumi) dan terbanyak ketiga setelah oksigen (~ 45,5 %) dan silikon (~ 25,7 %). Karena sangat reaktif khususnya dengan oksigen, unsur aluminium tidak pernah dijumpai dalam keadaan bebas di alam melainkan sebagai senyawanya yang merupakan penyusun utama dari bahan tambang bijih bauksit dalam bentuk campuran oksida-hidroksida aluminium. Bauksit adalah batuan aluminium yang terjadi karena iklim alam setempat. Aluminium merupakan unsur penyusun utama dan mineral-mineral alam asli; selain bauksit yaitu kelompok batuan aluminosilikat termasuk feldspar dan mika. Iklim setempat, khususnya temperatur, dapat menghasilkan berbagai mineral lempung seperti:kaolin= A12(OH)4 Si2O5atau sering dituliskan Al2O3 . 2H2O . 2SiO2spinel = MgA12O4atau sering dituliskan MgO . Al2O3garnet= Ca3Al2(SiO4)3atau sering dituliskan 3CaO . 3SiO2 . Al2O3beril= Be3A12Si6O18atau sering dituliskan 3BeO . 6SiO2 . Al2O3korundum= ()-Al2O3 dan kriolit= Na3A1F6</p> <p>Pada dasarnya, preparasi logam aluminium meliputi dua tahapan yaitu (1) tahap ekstraksi, pemumian, dan dehidrasi bijih bauksit, dan (2) tahap elektrolisis.Pada tahap pertama umumnya dewasa ini bauksit diolah menurut proses Bayer. Pada awalnya bijih bauksit kasar dan tidak murni yaitu yang bercampur sebagian besar dengan oksida-oksida besi dan silikon dihaluskan dengan penumbukan (grinding), kemudian larutan pekat basa kuat NaOH ditambahkan. Karena (bijih) oksida aluminium bersifat amfoterik maka akan diperoleh larutan aluminat bersama-sama pula dengan oksida silikon menjadi larutan silikat. Persamaan reaksi yang terjadi pada tahap ini dapat dituliskan sebagai berikut:Al2O3(s) + 2 OH(aq) + 3 H2O(l) 2 [Al(OH)4]- (aq)SiO2(s) + 2OH(aq) SiO32-(aq) + H2O(l)Limbah material lain yang tidak larut, yaitu terutama oksida besi dan juga TiO2 dan berupa lumpur merah, dapat dipisahkan dengan penyaringan. Untuk mernisahkan larutan aluminat dan silikat, ke dalam larutan basa ini dialirkan gas CO2 yang bersifatasam lemah sehingga menurunkan pH larutan dan dengan demkian, aluminat akan mengendap sebagai basanya, ataudapat pula ditambahkan pengumpan A1203 ;dalam hal ini ion silikat masih tetap dalam larutan. Persamaan reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut:CO2(g) + 2 H2O(l) HCO3(aq) + H3O+(aq)H3O+(aq) + [Al(OH)4](aq) Al(OH)3(s) + 2H2O(l)Endapan basa Al(OH)3 yang telah dipisahkan, selanjutnya dikeringkan dan dipanaskan pada temperatur tinggi, kira-kira 1200 C, untuk melepaskan molekul air dan basanya hingga diperoleb oksidanya:2 Al(OH)3(s) Al2O3(s) + 3H2O(g)Oksida ini kemudian diproses dalam tahap kedua yaitu elektrolisis. Aluminium oksida dengan muatan ion yang tinggi mempunyai energi kisi yang tinggi, sehingga mengakibatkan titik leleh sangat tinggi (~ 2045 C). Untuk perlakuan elektrolisis diperlukan titik leleh yang lebih rendah, dan ini dapat dilakukan dengan melarutkan ke dalam elektrolit kriolit, Na3[A1F6], yang mempunyai titik leleh jauh lebih rendah (~1000 C), sehingga proses ini dapat dioperasikan pada temperatur 950 C. Dalam proses ini dipakai rangkaian anode karboan yang dipasang secara paralel dan katode karbon yang dipasang sebagai pelapis bak sel. Persamaan reaksi pada proses elektrolisis mi yaitu:Anode : ( 2O2- (Na3[A1F6]) O2(g) + 4e ) 3xKatode : ( Al3 (Na3 [A1F6]) + 3 e Al(l) ) 4x+Persamaan reaksi total : 2 A12O3(l) 4 Al(l) + 3 O2(g)Oksigen hasil ini, pada temperatur tinggi, dapat bereaksi dengan anode karbon, menghasilkan gas CO dan CO2, dan ini lama kelamaan berakibat ketebalan anode karbon semakin berkurang sehingga harus diganti dengan yang baru secara periodik. Lelehan aluminium hasil ini (titik leleh ~ 6600C) mengumpul pada bagian dasar bak sel, sehingga mudah dikeluarkan, dan Al2O3 yang baru dapat ditambahkan sehingga proses berjalan terus. Dengan proses demikian ini dapat diperoleh aluminium dengan kemurnian tinggi yaitu antara 99,8-99,9%.Produksi aluminium disertai empat hasil samping yang menimbulkan polusi yaitu:1. Lumpur merah hasil dari pemurnian bauksit yang bersifat sangat basa.2. gas hidrogen flourida hasil reaksi kriolit dengan kelumit-kelumit uap dalam aluminium oksida.3. oksida-oksida karbon hasil reaksi anode, dan4. fluorokarbon hasil reaksi fluorin dengan anode karbon.</p> <p>2.3.3 Oksida, Hidroksida, dan Garam AluminiumUnsur aluminium sangat reaktif, hanya mempunyai satu macam tingkat oksidasi yaitu +3. Dengan demikian, hanya ada satu senyawa oksidanya yaitu Al2O3 demikian pula dengan hidroksidanya yaitu Al(OH)3 yang berwarna putih dan bersifat sukar larut dalam air. Oleh karena itu, bila ke dalam larutan garam aluminium ditambahkan basa maka akan diperolrh endapan putih gelatin menurut persamaan reaksi:Al3+ (aq) + 3OH- (aq)Al(OH)3 (s)Ion Al3+ realtif kecil ukuranya, namun karena mempunyai muatan ion yamg tinggi (+3) demikian juga densitas muatanya, dalam larutan air, kation ini mampu mengakomodasi enam molekul netral H2O (yang bersifat polar dengan kutub negatif atom O mengarah pada ion logam. Hasilnya yaitu ion kompleks [Al(H2O)6]3+ yang berbentuk oktahedron. Larutan sulfida atau karbonat juga mampu mengendapkan aluminium hidroksida, karena larutan tersebut memberikan konsentrasi OH- yang cukup tinggi sebagai akibat hidrolisis menurut persamaan reaksi:S2-(aq) + H2O (l) HS- (aq) + OH- (aq)CO32-(aq) + H2O (l) HCO3- (aq) + OH- (aq)Oksida aluminium dapat diperoleh dan pemanasan hidroksidanya. Pemanasan di atas 850 C menghasilkan oksida yang tak larut dalam asam maupun basa, tetapi oksida yang diperoleh dan pemanasan di bawah 600 C larut dalam asam maupun basa; dengan kata lain berisifat amfoterik. Hidroksida aluminium juga bersifat amfoterik.Al2O3 (s) + 6 H3O+ (aq) 2 Al3+(aq) + 9 H2O(l)A12O3 (s) + 2 OH- (aq) + 3 H2O (l) 2 [Al(OH)4]- (aq) Al(OH)3 (s)+ 3 H3O+ (aq) A13+ (aq) + 6 H2O(l)Al(OH)3 (s)+ OH- (aq) 2 [Al(OH)4]- (aq)Sejumlah garam aluminium mengkristal dan larutannya dalam bentuk terhidrat seperti AIX3nH2O (di mana X = Cl, Br, I, ClO3, dan n = 6) dan Al(NO3)3 . 9H20. Aluminium sulfat yang dapat dibuat dan aluminium oksida dengan asam sulfat pekat panas, mengkristal sebagai A12(SO4)3 . 18H20. Garam ini dapat dibuat dengan bahan dasar lempung kaolin, Al2Si2O5(OH)4. Dernikian juga reaksi kalium sulfat dengan aluminium sulfat dalam jumlah mol yang sama akan menghasilkan garam rangkap tawas K2SO4Al2(SO4)3.24H2O atau KAl(SO4)2 12H2O. Dengan demikian dapat dimengerti bahwa secara umum garam-garam aluminium mudah larut dalam air sebagai [Al(H2O)6]3+ dan bersifat asam.</p> <p>Aluminium idoida anhidrat berupa kristal putih yang menyublim pada 180C. Dari pengukuran densitas dapat ditunjukkan bahwa garam ini berbentuk dimer (bentuk yang terulang dua kali) dalam fase uap sehingga rumus molekulnya harus ditulis A12Cl6. Dalam molekul fase gas ini tiap atom aluminium terikat oleh empat atom klorin dalam bangun tetrahedron. Dua dan keempat atom klorin mi masing-masing terikat pada dua atom aluminium sehingga dapat dikatakan kedua atom klorin ini berfungsi sebagai jembatan tidak hanya penghubung antara kedua atom aluminium tetapi juga antara kedua monomer AlCl3. Kedua jembatan atom klorin ini masing-masing selain terikat secara kovalen dengan atom aluminium yang satu juga menyediakan sepasang elektron untuk dipakai ikatan bersama dengan atom aluminium yang lain, sehingga tiap atom aluminium membangun konfigurasi elektronik oktet. Dengan demikian, molekul Al2Cl6 membentuk bangun dua tetrahedron yang berimpit pada salah satu sisinya yang terdiri atas dua jembatan atom kiorin.Hasil pengamatan sinar-X menunjukkan bahwa rangkaian molekul-molekul AlCl3 dalam padatan aluminium klorinida tidak terbatas jumlahnya. Oleh karena itu formula senyawa ini dalam padatannya biasanya tetap ditulis sebagai AlCl3 walaupun strukturnya membentuk lapisan polimer yang tidak tersusun oleh molekul AlCl3 secara individu. Senyawa tersebut dapat dibuat dan klorinasi langsung logam aluminium atau dan pemanasan alumina-bauksit (Al2O3) dengan karbon dan gas klorin, menurut persamaan reaksi:2 Al (s) + 3 Cl2 (g) 2 AlCl3 (s) H = - 1408 kJAl2O3 (s) + 3 C (s) + 3 Cl2 (g) 2 Al Cl3 (s) + 3 CO (g) H = - 64,0 kJ</p> <p>2.4 Reaksi-Reaksi Aluminiuma. Reaksi aluminium dengan udara4Al (s) + 3O2 (l ) 2 Al2O3b. Reaksi aluminium dengan halogen2Al (s) + 3I2 (l) 2 Al2I6 (s)2Al (s) + 3Cl2 (l) 2 Al2 Cl32Al (s) + 3Br2 (l) 2 Al2 Br6c. Reaksi aluminium dengan asam2Al (s) + 3H2SO4 (aq) 2Al 3+ (aq) + 2SO4 2-(aq) + 3H2 (g)2Al (s) + 6HCl (aq) 2Al 3+ (aq) + 6Cl- (aq) + 3...</p>