Reaksi Unsur-unsur Golongan I dengan Air (nikEfile)


Reaksi Unsur-unsur Golongan 1 dengan Air

Kereaktifan umum Golongan 1

Semua logam dari Golongan 1 bereaksi hebat dengan air dingin atau bahkan dapat meledak ketika bereaksi dengan air. Untuk masing-masing reaksi ini, terbentuk sebuah larutan logam hidroksida bersama dengan gas hidrogen.

Persamaan reaksi ini berlaku bagi reaksi logam manapun dari Golongan 1 dengan air – cukup ganti simbol X dengan unsur yang anda inginkan.

Kereaktifan masing-masing logam

Lithium

Berat jenis lithium hanya sekitar seperdua dari berat jenis air sehingga llithium mengapung pada permukaan air dan secara perlahan mengeluarkan gas hidrogen. Logam ini berangsur-angsur bereaksi dan menghilang, membentuk sebuah larutan tidak berwarna yaitu lithium hidroksida. Reaksi yang terjadi ini melepaskan panas dengan lambat dan titik lebur lithium masih terlalu tinggi untuk bisa melebur akibat panas tersebut (lihat untuk natrium berikut).

Natrium

Natrium juga mengapung pada permukaan, tapi panas yang dilepaskan oleh reaksi cukup untuk meleburkan natrium (natrium memiliki titik lebur yang lebih rendah dibanding lithium dan reaksi yang terjadi menghasilkan panas lebih cepat) dan natrium melebur hampir sekaligus membentuk sebuah bulatan perak kecil yang tersebar di atas permukaan. Ada bekas putih dari natrium hidroksida yang terlihat dalam air di bawah bulatan-bulatan natrium, tapi bekas-bekas itu segera terlarut menghasilkan larutan natrium hidroksida yang tidak berwarna.

Natrium bergerak-gerak pada permukaan karena ditekan dari segala arah oleh hidrogen yang terlepas selama reaksi. Jika natrium terjebak pada pinggir wadah, maka hidrogen bisa terbakar dan menghasilkan nyala orange. Warna ini ditimbulkan oleh kontaminasi nyala biru hidrogen oleh senyawa-senyawa natrium.

Kalium

Apa yang terjadi pada kalium agak mirip dengan natrium hanya saja reaksi berlangsung lebih cepat dan panas yang dilepaskan cukup untuk membakar hidrogen. Kali ini nyala hidrogen yang normalnya biru dikontaminasi oleh senyawa-senyawa kalium sehingga berubah menjadi pink kebiru-biruan.

Rubidium

Rubidium lebih padat dari air sehingga logam ini tenggelam. Logam ini bereaksi hebat dan spontan, dan kembali terjadi penyemburan komponen larutan dari dasar wadah. Reaksi menghasilkan larutan rubidium hidroksida dan hidrogen.

Cesium

Cesium meledak saat bersentuhan dengan air, bahkan bisa memecahkan wadah. Pada reaksi ini terbentuk cesium hidroksida dan hydrogen

 


  ALKALI

Merupakan unsur- unsur golongan IA (kecuali hydrogen).

Seperti :

· Litium

· Natrium

· Kalium

· Rubidium

· Sesium

· Fransium

Kata Alkali berasal dari bahasa arab yang berarti abu. Air abu bersifat basa. Oleh karena logam golongan IA membentuk basa kuat yang larut air.

Sifat Fisik dan Sifat Atom dari Unsur-unsur Golongan 1

Kecenderungan Jari-Jari Atom

Pada gambar di atas anda bisa melihat bahwa semakin ke bawah Golongan, jari-jari atom semakin meningkat.

Penjelasan meningkatnya jari-jari atom

Jari-jari atom dipengaruhi oleh

· jumlah kulit elektron di sekitar inti

· tarikan yang dialami elektron dari inti.

Dengan demikian, satu-satunya faktor yang akan mempengaruhi ukuran atom adalah jumlah kulit elektron terdalam yang harus terdapat di sekitar atom. Jadi, semakin banyak kulit elektron, maka semakin banyak ruang yang diisi karena elektron saling menolak satu sama lain. Ini berarti bahwa atom-atom semakin kebawah Golongan akan semakin besar.

Kecenderungan Energi Ionisasi Pertama

Energi ionisasi pertama adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang paling lemah ikatannya dari masing-masing satu mol atom gas untuk menghasilkan satu mol ion gas yang bermuatan tunggal – dengan kata lain, untuk 1 mol proses ini berlaku persamaan berikut:

Perhatikan bahwa energi ionisasi pertama semakin ke bawah Golongan semakin berkurang.

Penjelasan menurunnya energi ionisasi pertama

Energi ionisasi dipengaruhi oleh

· muatan pada inti,

· jumlah screening/penyaringan oleh elektron terdalam,

· jarak antara elektron terluar dengan inti

Semakin kebawah Golongan, peningkatan muatan inti pasti diimbangi dengan peningkatan jumlah elektron terdalam. Seperti pada pembahasan tentang jari-jari atom sebelumnya, pada masing-masing unsur dalam Golongan ini, elektron-elektron terluar mengalami tarikan sebesar 1+ dari inti.

Akan tetapi, semakin ke bawah Golongan, jarak antara inti dan elektron terluar semakin meningkat sehingga elektron-elektron tersebut semakin mudah terlepas, akibatnya energi ionisasi berkurang.

Kecenderungan Keelektronegatifan

Kelektronegatifan merupakan ukuran kecenderungan sebuah atom untuk menarik sepasang elektron ikatan. Keelektronegatifan biasanya diukur dalam skala Pauling, dimana pada skala ini unsur yang paling elektronegatif (fluorine) diberi nilai kelektronegatifan 4,0.

Semua unsur pada gambar di atas memiliki kelektronegatifan yang sangat rendah. (Ingat bahwa unsur yang paling elektronegatif, fluorine, memiliki nilai kelektronegatifan 4,0.). Perhatikan bahwa keelektronegatifan akan berkurang semakin ke bawah Golongan. Atom-atom semakin berkurang gaya tariknya untuk pasangan-pasangan elektron ikatan.

Penjelasan berkurangnya keelektronegatifan

Coba anda bayangkan sebuah ikatan yang terbentuk antara satu atom natrium dengan satu atom klorin. Anggap ikatan ini terbentuk sebagai ikatan kovalen – yaitu memiliki satu pasang elektron bersama. Pasangan elektron ini akan tertarik ke arah klorin karena terdapat tarikan yang jauh lebih besar dari inti klorin dibanding dari inti natrium.

Pasangan elektron ini tertahan pada jarak yang begitu dekat ke klorin sehingga terjadi transfer satu elektron ke klorin – ion-ion terbentuk.

Tarikan besar dari inti klorin inilah yang menyebabkan mengapa klorin jauh lebih elektronegatif dibanding natrium.

Kecenderungan Titik lebur dan Titik Didih

Dari gambar di atas kita bisa melihat bahwa baik titik lebur maupun titik didih semakin ke bawah Golongan, semakin berkurang.

Penjelasan kecenderungan titik lebur dan titik didih

Jika anda meleburkan logam manapun dari Golongan 1, ikatan logamnya akan menjadi cukup lemah sehingga atom-atomnya bisa bergerak bebas, dan kemudian ikatannya menjadi putus apabila logam dididihkan.

Penurunan titik lebur dan titik didih berarti menunjukkan penurunan kekuatan ikatan logam.

Atom-atom dalam sebuah logam dipertahankan oleh gaya tarik inti terhadap elektron-elektron yang terdelokalisasi. Ketika atom menjadi lebih besar, inti semakin menjauh dari elektron-elektron terdelokalisasi tersebut, sehingga gaya tarik berkurang. Ini berarti bahwa atom-atom lebih mudah terpisah untuk membentuk wujud cair dan pada akhirnya membentuk wujud gas.

Seperti yang telah dibahas sebelumnya, masing-masing atom ini memiliki tarikan dari inti sebesar 1+. Muatan yang meningkat pada inti semakin ke bawah Golongan diimbangi dengan bertambanya jumlah elektron screening/penyekat. Yang terpenting adalah jarak antara inti dengan elektron-elektron ikatan.

kecederungan Berat Jenis

Perlu diketahui bahwa logam-logam pada Golongan 1 ini adalah logam-logam ringan – bahkan tiga logam pertama dalam Golongan ini lebih kecil berat jenisnya daripada air (kurang dari 1 g cm-3). Ini berarti bahwa tiga logam pertama akan mengapung dalam air, sedangkan yang lainnya akan tenggelam.

Berat jenis/kepadatan semakin ke bawah Golongan cenderung semakin meningkat (kecuali untuk kalium yang mengalami fluktuasi).

Penjelasan kencederungan berat jenis

Cukup sulit untuk memberikan sebuah penjelasan sederhana tentang kecenderungan berat jenis ini, karena berat jenis tergantung pada dua faktor, dimana kedua faktor ini semakin ke bawah golongan akan mengalami perubahan.

Semua logam pada Golongan 1 memiliki tatanan atom yang sama dalam molekulnya, sehingga yang harus dipertimbangkan adalah berapa banyak atom yang bisa termuat dalam sebuah volume tertentu, dan berapa massa masing-masing atom. Banyaknya atom yang bisa dimuat tentu saja tergantung pada volumenya – dan volume ini tergantung pada jari-jari atomnya.

Semakin ke bawah Golongan, jari-jari atom semakin meningkat, sehingga volume atom juga meningkat. Ini berarti bahwa jumlah atom natrium yang sama banyaknya dengan jumlah atom lithium tidak bisa dimuat pada volume tertentu yang sama.

Akan tetapi, semakin ke bawah Golongan, massa atom semakin meningkat. Ini berarti bahwa dalam jumlah yang sama, atom natrium memiliki massa yang lebih berat dibanding atom lithium.

Jadi 1 cm3 natrium akan mengandung lebih sedikit atom dibanding 1 cm3 lithium, meski setiap atom natrium memiliki massa yang lebih berat. Lalu pengaruh apa yang akan ditimbulkan oleh sifat ini terhadap berat jenis? Tidak mungkin mengetahuinya tanpa melakukan sedikit perhitungan!

Reaksi dengan Udara atau Oksigen

Semua logam pada Golongan 1 ini sangat reaktif dan harus dihindarkan dari bersentuhan dengan udara untuk mencegah terjadinya oksidasi. Semakin ke bawah Golongan, kereaktifan semakin meningkat.

Lithium, natrium dan kalium disimpan di dalam minyak. (Lithium sebenarnya mengapung dalam minyak, tapi terdapat cukup banyak lapisan minyak untuk melindunginya. Itulah sebabnya lithium kurang reaktif dibanding unsur lain dalam Golongan 1).

Rubidium dan cesium biasanya disimpan dalam tabung-tabung kaca tertutup untuk mencegahnya bersentuhan dengan udara. Tabung-tabung tempat menyimpan kedua logam ini bisa berupa lingkungan gas vakum atau lembam, seperti gas argon. Tabung-tabung ini dipecahkan tutupnya jika logam didalamnya akan digunakan.

Jika logam-logam pada Golongan 1 ini dibakar maka akan terbentuk beberapa jenis oksida, tergantung pada posisi logam dalam Golongan (rinciannya akan dibahas berikut). Reaksi khusus dengan oksigen hanya merupakan versi yang lebih lambat dari reaksi dengan udara secara umum.

Lithium cukup berbeda dengan logam lain dalam Golongan ini karena dia juga bereaksi dengan nitrogen dalam udara menghasilkan lithium nitrida (lihat rincian berikut).

Reaksi masing-masing logam dengan oksigen

Lithium

Lithium akan terbakar dengan nyala merah terang jika dipanaskan di udara. Logam ini bereaksi ini dengan oksigen dalam udara menghasilkan lthium oksida yang berwarna putih. Jika bereaksi dengan oksigen murni, nyala biasanya lebih terang.

Lithium juga bereaksi dengan nitrogen di udara menghasilkan lithium nitrida. Lithium merupakan satu-satunya unsur pada Golongan 1 yang dapat membentuk nitrida dengan cara seperti ini.

Natrium

Potongan-potongan kecil natrium terbakar di udara dan sering menimbulkan nyala yang sedikit lebih terang dari warna orange. Jika jumlah natrium yang lebih besar digunakan atau jika dibakar di dalam oksigen maka akan menghasilkan nyala orange yang cemerlang. Terbentuk campuran padatan antara oksida dan natrium peroksida.

Persamaan reaksi untuk pembentukan oksida sederhana mirip dengan yang terjadi pada lithium.

Persamaan reaksi peroksida adalah:

Kalium

Potongan-potongan kecil kalium yang dipanaskan di udara cenderung hanya melebur dan dengan cepat kembali menjadi campuran kalium peroksida dan kalium superoksida tanpa ada nyala yang terlihat. Jika potongan-potongan kalium yang lebih besar dipanaskan, maka akan terbentuk nyala berwarna pink kebiru-biruan.

Persamaan reaksi untuk pembentukan peroksida tepat seperti yang terjadi pada natrium di atas:

dan untuk superoksida, memiliki persamaan reaksi:

Rubidium and cesium

Kedua logam ini terbakar di udara dan menghasilkan superoksida yaitu RbO2 and CsO2. Persamaan reaksinya sama seperti persamaan reaksi untuk kalium.

Beberapa sumber menyebutkan bahwa kedua superoksida ini berwarna orange atau kuning. Salah satu situs utama menyebutkan superoksida rubidium berwarna coklat tua pada salah satu halaman webnya dan berwarna orange pada halaman web lainnya.

Nyala yang terbentuk saat reaksi terjadi belum dicermati lebih lanjut. Anda tidak bisa memastikan bahwa nyala yang timbul dari pembakaran logam akan sama dengan warna nyala dari senyawa-senyawanya.

Ringkasan

Pembentukan oksida-oksida yang lebih kompleks dari logam-logam pada Golongan 1 ini akan melepaskan lebih banyak energi dan menjadikan senyawa yang terbentuk lebih stabil dari segi energi. Akan tetapi, ini hanya berlaku bagi logam-logam pada setengah unsur terbawah dalam Golongan yang ion-ion logamnya cukup besar dan memilki kepadatan muatan yang rendah.

Pada bagian atas Golongan, ion-ion kecil dengan kepadatan muatan yang lebih tinggi cenderung mempolarisasikan ion-ion oksida yang lebih kompleks sampai menjadi terurai.

Reaksi Oksida

Oksida-oksida sederhana, X2O

Reaksi dengan air

Oksida-oksida dasar yang sederhana jika bereaksi dengan air akan menghasilkan hidroksida logam.

Sebagai contoh, lithium oksida bereaksi dengan air menghasilkan larutan lithium hidroksida yang tidak berwarna.

Iklan