1

BAB I PENDAHULUAN

Unsur-unsur golongan IIIA terdiri dari lima unsur yaitu Boron (B), Aluminium

(Al), Galium (Ga), Indium (In) dan Talium (Tl). Pada umumnya unsur golongan

IIIA merupakan unsur logam, kecuali unsur Boron yang merupakan unsur

metalloid (mempunyai sifat diantara logam dan nonlogam). Aluminium adalah

unsur kimia yangmempunyai simbol Al dan nomor atom 13. Aluminium

merupakan logam yang berwarna putih perak dan tergolong ringan yang

mempunyai massa jenis 2,7 gr cm  – 3 dan mempunyai ciri keperakan dan mulur.

Aluminium juga merupakan logam aktif seperti yang ditunjukkan pada harga

potensial reduksinya. Aluminium dijumpai terutamanya dalam bijih bauksit dan

adalah terkenal kerana daya tahan pengoksidaannya (oleh sebab fenomena

pempasifan)dan oleh sebab keringanannya. Aluminium digunakan dalam banyak

industri untuk menghasilkan bermacam-macam keluaran kilang dan adalah sangat

penting dalam ekonomi dunia. Komponen berstruktur yang diperbuat daripada

aluminium dan aloy-aloynya adalah penting dalam industri aeroangkasa dan juga

dalam kendaraan serta bangunan, di mana keringanan, ketahanan, dan kekuatan

adalah diperlukan

Galium disebut-sebut sebagai eka-aluminium oleh D.I Mendeleev pada tahun

1870 dan ditemukan pada tahun 1875 oleh P.E. Lecoq de Boisbaudran

menggunakan spektroskopi. Indikasi pertama datang dengan mengobservasi dua

garis ungu baru dalam spectrum dari sebuah sampel yang terdeposit dalam besi.

Dan dapat diisolasi 1 gram logam awal dari ratusan kilogram bijih zink blende

dan diberi nama latin Gallia. Sifat fisika dan kimia dari Galium diprediksi oleh

Mendeleev. (Greenwood dan Earnshaw, 1998)

2

Galium sering ditemukan sebagai elemen yang terkandung di dalam diaspore,

sphalerite, germanite, bauksit dan batubara. Analisa debu dari hasil pembakaran

batubara pernah menunjukkan kandungan galium sebanyak 1.5%.Unsur ini satu

dari empat logam: raksa, cesium dan rubidium yang dapat berbentuk cair dekat

pada suhu ruangan. Oleh karena itu galium dapat digunakan pada termometer

suhu tinggi. Ia memiliki tekanan uap rendah pada suhu tinggi. Ada tendensi yang

kuat untuk galium menjadi super dingin dibawah titik bekunya. Oleh karena itu

proses seeding diperlukan untuk menginisiasi solidifikasi. (Mohsin, Yulianto,

2006)

Talium dan Indium ditemukan dalam spektroskopi yang disebut sebagai indikator.

Talium ditemukan pada tahun 1861-1862 oleh W.Crookes dan C.A Lamy. Diberi

nama talium karena menghasilkan garis warna spectra hijau pada spectrum

nyalanya yang dalam bahasa Yunani disebut Thallos.(Greenwood dan Earnshaw,

1998)

3

BAB II PEMBAHASAN

1. Sifat Logam Golongan IIIA

a. Sifat Fisik

Al Ga In Tl

Konfigurasi elektron

terluar

3S23P2 4S24P1 5S25P1 6S26P1

Jari-jari logam (pm) 143 141 166 171

Jari-jari ion (pm)

M+

M3+

-

50

113

62

132

81

140

95

Energi Ionisasi pertama

(KJ/mol)

576,4 578,3 558,1 589

Keelektronegatifan

(Skala Pauling)

1,5 1,6 1,7 1,8

Potensial Elektroda ( V )

M+ (aq) + e M ( p)

M3+ (aq) + 3e M (p)

-

-1,66

-

-0,56

-0,25

-0,34

-0,34

+0,72

Titik Cair ( oC) 660,4 29,8 156,6 303,5

Titik didih ( oC) 2467 2403 2080 1457

Kelimpahan dalam kulit

bumi (ppm)

81,300 15 0,1 2

4

Kecenderungan sifat logam golongan IIIA:

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 – Tl

Potensial reduksi negatif menyatakan bahwa unsur lebih bersifat logam

dibandingkan hidrogen. Energi pengionan dari logam golongan IIIA hampir

sama satu sama lain, kecuali energi hidrasi Al3+ merupakan yang terbesar di

antara kation golongan IIIA. Hal ini menjelaskan bahwa Al3+ mempunyai

potensial reduksi negatif yang paling besar di antara kation golongan IIIA dan

bahwa Al adalah logam yang paling aktif.

Sifat menarik dari unsur Ga, In, dan Tl yang tidak terdapat pada Al adalah

kemampuan membentuk ion bermuatan satu. Kemampuan ini menunjukkan

adanya pasangan elektron lembam, nS2, dalam atau dari unsur pasca-

peralihan (post-transition). Jadi, sebuah atom Ga dapat kehilangan elektron

pada 4p dan mempertahankan elektron 4s untuk membentuk ion Ga+, dengan

konfigurasi elektron [Ar]3d104s2. Kemungkinan ini lebih mudah terjadi pada

atom yang lebih berat dalam golongan. Dalam kenyataannya , talium dengan

bilangan oksidasi +1 lebih mantap dalam larutan berair dibanding taliuum

dengan bilangan oksidasi +3.

Ukuran ion yang kecil, besarnya muatan ion, dan tingginya energi ionisasi

menyebabkan logam golongan IIIA umumnya memiliki sifat kovalen yang

tinggi ( ion Al3+ tidak dijumpai kecuali dalam ALF3 padat). Dalam larutan

berair, ion Al3+ berada dalam bentuk ion terhidrat Al(H2O)63+

atau dalam

5

bentuk kompleks lainnya. Al sangat stabil terhadap udara, karena membentuk

lapisan oksida pada permukaannya yang digunakan untuk melindungi logam

dari oksidasi lebih lanjut.

b. Sifat Kimia

Sifat kimia galium serupa dengan aluminium. Talium mempunyai

beberapa kesamaan dengan timbal, misalnya rapatannya yang tinggi

(11,85 g/cm3), lunak, dan bersifat racun dari senyawanya. Pemanasan

unsur golongan IIIA dalam oksigen menghasilkan seskuioksida (M2O3).

M(s) + O2 M2O3(s)

Semua logam golongan IIIA dapat bereaksi dengan halogen membentuk

senyawa trihalida. Fluorida-fluorida Al, Ga, dan In adalah ionik, titik

leleh tinggi ( berturut-turut 1290, 950, dan 1170 oC), sukar larut dalam air

( energi kisi tinggi); sedangkan klorida, bromida, dan iodidanya

mempunyai titik leleh lebih rendah, bersifat kovalen dengan bilangan

koordinasi yang bervariasi. Unsur-unsur golongan IIIA tidak dapat

membentuk hidrida secara langsung dengan hidrogen, AlH3 ada dalam

bentuk polimer ( AlH3)n, dimana antara atom Al dihubungkan dengan

jembatan hidrogen. AlH3 dibuat dengan mereaksikan LiH dengan AlCl3

dalam pelarut eter, bila LiH berlebih.

LiH(s) + AlCl3 (AlH3)n(s) LiAlH4(s)

2. Kelimpahan Unsur-Unsur Golongan IIIA

Aluminium terdapat melimpah dalam kulit bumi, yaitu sekitar 7,6 %.Dengan

kelimpahan sebesar itu, aluminium merupakan unsur ketiga terbanyak setelah

oksigen dan silikon, serta merupakan unsur logam yang paling

melimpahtetapi tidak ditemukan dalam bentuk unsur bebas di alam.

Walaupun senyawaaluminium ditemukan paling banyak di alam, selama

bertahun-tahun tidakditemukan cara yang ekonomis untuk memperoleh logam

6

aluminium darisenyawanya. Oleh karena itu aluminium tetap merupakan

logam yang mahal karena pengolahannya sukar. Mineral aluminium yang

bernilai ekonomis adalahbauksit yang merupakan satu-satunya sumber

aluminium. Bauksit mengandung aluminium dalam bentuk aluminium oksida

(Al2O3). Kriloit digunakan padapeleburan aluminium, sedang tanah liat

banyak digunakan untuk membuat batubata, keramik. Di Indonesia, bauksit

banyak ditemukan di pulau Bintan dan di tayan(Kalimantan Barat).

Aluminium (Al) adalah unsur logam yang biasa dijumpai dalam kerak bumi

yang terdapat dalam batuan seperti felspar dan mika. Umumnya juga dalam

bentuk aluminium silikat dan campurannya dalam logam lain seperti natrium,

kalium, furum, kalsium & magnesium. Kelimpahan Aluminium dalam kulit

bumi (ppm) sebesar 81,300.

Galium (Ga) terdapat dalam jumlah yg sedikit di alam, yaitu dalam bentuk

bauksit, pirit, magnetit dan kaolin. Biji Galium (Ga) sangat langka tetapi

Galium (Ga) terdapat di logam-logam yang lain. Kelimpahan Galium dalam

kulit bumi (ppm) sebesar 15. Indium tidak pernah ditemukan dalam bentuk

logam bebas di alam, tetapi dalam bentuk sulfida (In2S3) dan dalam bentuk

campuran seng, serta biji tungsten, timah dan besi. Kelimpahan Indium

dalam kulit bumi (ppm) sebesar 0,1. Di alam talium terdapat dalam bentuk

batu-batuan dan merupakan keluarga logam aluminium yang terdapat dalam

bentuk gabungan dengan pirit, campuran seng dan hematit. Kelimpahan

Talium dalam kulit bumi (ppm) sebesar 2.

3. Senyawaan Unsur-Unsur Golongan IIIA

Senyawa yang memiliki kegunaan besar adalah aluminium oksida, sulfat,

danlarutan sulfat dalam kalium. Oksida aluminium, alumina muncul secara

alami sebagai ruby, safir, corundum dan emery  dan digunakan dalam pembuatan

kaca dan tungku pemanas

Beberapa senyawaan aluminium diantaranya adalah :

a) Aluminium Nitrida

7

Aluminium Nitrida (AlN) dapat dibuat dari unsur-unsur pada suhu

800 0C. Itu dihidrolisis dengan air membentuk ammonia dan

aluminium hidroksida

b) Aluminium Hidrida

Aluminium hidrida (AlH3)n dapat dihasilkan dari trimetilaluminium

dan kelebihanhydrogen. Ini dibakar secara meledak pada udara.

Aluminium hidrida dapat jugadibuat dari reaksi aluminium klorida

pada litium klorida pada larutan eter, tetapi tidak dapat diisolasi bebas

dari pelarut.

c) Aluminium oksida (Al2O3) dapat dibuat dengan pembakaran oksigen

ataupemanasan hidroksida,nitrat atau sulfat.

d) Aluminium halogen

Contoh : - aluminium iodida : AlI3

- aluminium flourida : AlF3

- krinolit (Na3AlF6)

e) Aluminium silikat

- Mika (K-Mg-Al-Slilkat)

- Tanah liat (Al2Si2O7.2H2O)

- Feldspar

4. Reaksi Unsur-Unsur Golongan IIIA

a. Reaksi aluminium dengan udara

Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan. Permukaan logam

aluminium dilapisi dengan lapisan oksida yang membantunya melindungi

logam agar tahan terhadap udara. Jadi, aluminium tidak bereaksi dengan

udara. Jika lapisan oksida rusak, logam aluminium bereaksi untuk

menyerang (bertahan). Aluminium akan terbakar dalam oksigen dengan

nyala api, membentuk aluminium (III) oksida Al2O3.

Reaksi : 4Al(s)+ 3O2(l ) → 2 Al2O3

b. Reaksi aluminium dengan air

8

Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan. Permukaan logam

aluminium dilapisi dengan lapisan oksida yang membantunya melindungi

logam agar tahan terhadap udara. Hal serupa juga terjadi pada reaksi

aluminium dengan air.

c. Reaksi aluminium dengan asam

Logam aluminium larut dengan asam sulfur membentuk larutan yang

mengandungion Al (III) bersama dengan gas hidrogen.

Reaksi : 2Al(s) + 3H2SO4(aq) → 2Al3+ (aq) + 2SO42-(aq) + 3H2 (g)

 2Al(s)+ 6HCl(aq) → 2Al3+(aq) + 6Cl-(aq) + 3H2 (g)

d. Reaksi aluminium dengan basa

Aluminium larut dengan natrium hidroksida.

Reaksi : 2Al(s) + 2 NaOH(aq) + 6 H2O → 2Na+(aq)+ 2 [Al (OH)4]- + 3H2 (g)

e. Reaksi aluminium dengan halogen

Aluminium sangat reaktif terhadap unsur –unsur halogen seperti iodin

(I2), klorin(Cl2), bromin (Br2), membentuk aluminium halida menjadi

aluminium (III) iodida,aluminium (III) bromida, aluminium(III) klorida.

Reaksi : 2 Al + 3 X2 → 2 Al2X6 

2Al(s)+ 3I2(l)→ 2 Al2I6(s)

2Al(s) + 3Cl2(l) → 2 Al2Cl3

2Al(s) + 3Br2(l) → 2 Al2Br6

5. Cara Isolasi

Aluminium dibuat menurut proses Hall-heroult yang ditemukan oleh Charles

M.Hall di Amerika Serikat dan Paul Heroult  tahun 1886. Pengolahan

aluminium dan bauksit meliputi 2 tahap :

a. Pemurnian bauksit untuk meperoleh alumina murni.

b. Peleburan / reduksi alumina dangan elektrolisis

9

1. Pemurnian bauksit melalui cara :

Tahap pemurnian bauksit dilakukan untuk menghilangkan pengotor utamadalam

bauksit. Pengotor utama bauksit biasanya terdiri dari SiO, Fe2O, dan TiO2.

Caranya adalah dengan melarutkan bauksit dalam larutan natrium

hidroksida (NaOH),

Al2O3(s) + 2NaOH(aq)+ 3H2O(l) 2NaAl(OH)4(aq)

 

Aluminium oksida larut dalam NaOH sedangkan pengotornya tidak larut.

Pengotor- pengotor dapat dipisahkan melalui proses penyaringan.

Selanjutnya aluminiumdiendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan

gas CO2 dan pengenceran.

2NaAl(OH)4(aq)+ CO2(g) 2Al(OH)3(s )+ Na2CO3(aq)+

H2O(l) 

Endapan aluminium hidroksida disaring,dikeringkan lalu dipanaskan

sehinggadiperoleh aluminium oksida murni (Al2O3).

2Al(OH)3(s) Al2O3(s)+ 3H2O(g)

2. Peleburan / reduksi alumina dangan elektrolisis

Tahap peleburan alumina dengan cara reduksi melalui proses elektrolisis

menurut proses Hall-Heroult. Dalam proses Hall-Heroult,aluminum oksida

dilarutkan dalam lelehan krinolit (Na3AlF6) dalam bejana baja berlapis

grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode. Selanjutnya

elektrolisisdilakukan pada suhu 950oC. Sebagai anode digunakan batang

grafit.

10

Dalam proses elektrolisis dihasilkan aluminium di katoda dan di anoda

terbentukgas O2 dan CO2

Reaksi : 2Al2O3(l) 4Al3+ (l) + 6O2- (l)

Katoda : 4Al3+ (l)+ 12e- 4Al

Anoda : 4O2- (l) 2O2(g)+ 8e

C(s)+ 2O2- (l) CO2(g)+ 4e

 2Al2O3(l)+ C(s) 4Al+ 2O2(g)+ CO2(g)

Galium (Ga) biasanya adalah hasil samping dari produksi Aluminium pemurnian

bauksit dengan proses bayer. Elektrolisis menggunakan elektroda Hg memberikan

konsentrasi dan elektrolisis menggunakan katoda stanleysteel dari natrium galat,

menghasilkan leburan logam Galium (Ga).Tl biasanya diperoleh dengan

elektrolisis  larutan garam-garamnya dalam air, bagi Ga dan In kemungkinan ini

bertambah karena besarnya tegangan lebih untuk evolusi hidrogen dari logam-

logam ini. Indium (In) biasanya diperoleh dengan elektrolisis  larutan garam-

garamnya dalam air, bagi Ga dan In kemungkinan ini bertambah karena besarnya

tegangan lebih untuk evolusi hydrogen dari logam-logam ini.

11

6. Manfaat Unsur-Unsur Golongan IIIA

a. Kegunaan logam aluminium

Dalam bidang rumah tangga, aluminium banyak digunakan

sebagai peralatan dapur, bahan konstruksi bangunan dan ribuan

aplikasi lainnya dimanan logam yangmudah dibuat, kuat dan

ringan diperlukan.

Walau konduktivitas listriknya hanya 60% dari tembaga, tetapi ia

digunakansebagai bahan transmisi karena ringan.

Campuran logam aluminium dengan tembaga, magnesium,

silikon,mangan, dan unsur-unsur lainnya untuk membentuk sifat-

sifat yang membuataluminium dapat dijadikan sebagai bahan

penting dalam konstruksi pesawatmodern dan roket. Sebagai

pelapis pelindung logam lainnya, logam ini jika diuapkan di

vakummembentuk lapisan yang memiliki reflektivitas tinggi untuk

cahaya yang tampakdan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam

dibawahnya proses oksidasisehingga tidak menurunkan nilai

logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan untukmemproteksi

kaca teleskop dan kegunaan lainnya.

Pada sektor industri makanan, sifat aluminium yang lunak, ringan

dan mudahdibentuk dimanfaatkan sebagai kemasan berbagai

produk makanan.

Di sektor pembangunan perumahan, aluminium biasa digunakan

utuk kusenpintu dan jendela.

b. Kegunaan logam Galium

semikonduktor, terutama dalam bioda pemancar cahaya

menjadi alloy

3. Kegunaan logam Talium

Beberapa jenis reaksi gelombang dimanfaatkan dalam system

komunikasi militer.

12

Talium sulfat, yang tak berwarna, tak berasa, dan sangat beracun

sebagai obat pembasmi hama.

Talium yang dihasilkan dari kristal natrium iodida dalam tabung

photomultiplier digunakan pada alat pendeteksi radiasi sinar

gamma.

Kristal talium bromoiodide untuk memancarkan radiasi inframerah

dan kristal talium oksisulfida untuk mendeteksi campuran talium

dengan raksa membentuk cairan logam yang membeku, pada suhu

-60 0C digunakan untuk membuat thermometer suhu rendah dan

RELAY.

Dipakai dalam pembuatan roket dan kembang api.

4. Kegunaan logam Indium

Untuk industri layar datar (flat monitor).

Sebagai campuran logam.

Sebagai batang control dalam reactor atom.

Senyawa Indium (In) tertentu merupakan bahan semikonduktor

yang mempunyai karakteristik unik.

13

BAB III KESIMPULAN

Dari pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. 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 dan titik didih unsur golongan IIIA cenderung berkurang

dari Al – Tl.

2. Semua logam golongan IIIA dapat bereaksi dengan halogen membentuk

senyawa trihalida. Kelimpahan Aluminium dalam kulit bumi (ppm)

sebesar 81,300, Galium dalam kulit bumi (ppm) sebesar 15, Indium

dalam kulit bumi (ppm) sebesar 0,1, dan Talium dalam kulit bumi (ppm)

sebesar 2.

3. Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan. Permukaan logam

aluminium dilapisi dengan lapisan oksida yang membantunya melindungi

logam agar tahan terhadap udara. Jadi, aluminium tidak bereaksi dengan

udara dan air. Logam aluminium larut dengan asam dan basa. Aluminium

sangat reaktif terhadap unsur –unsur halogen. Aluminium dibuat menurut

proses Hall-heroult. Pengolahan aluminium dan bauksit meliputi 2 tahap :

Pemurnian bauksit untuk memperoleh alumina murni dan Peleburan /

reduksi alumina dangan elektrolisis. Galium (Ga) biasanya adalah hasil

samping dari produksi Aluminium pemurnian bauksit dengan proses

bayer, Talium (Tl ) dan Indium (In) biasanya diperoleh dengan

elektrolisis  larutan garam-garamnya dalam air.

4. Aluminium, Galium, Talium, dan Indium memiliki manfaat dalam

kehidupan sehari-hari.