Jumat, 06 Januari 2012

kimia anorganik unsur-unsur logam transisi

I.                   Unsur-Unsur Transisi
Unsur-unsur transisi adalah unsur logam yang memiliki kulit elektron d atau f yang tidak terisi penuh oleh elektron dalam keadaan netral atau kation.  Unsur transisi terdiri  atas  56  dari  103  unsur.    Logam-logam transisi diklasifikasikan dalam blok d, yang terdiri dari unsur-unsur 3d dari Sc sampai Cu, 4d dari Y ke Ag, dan 5d dari Hf  sampai Au, dan blok f, yang terdiri dari unsur lantanoid dari La sampai Lu dan unsur aktinoid dari Ac sampai Lr.  Kimia unsur blok d  dan blok f  sangat berbeda. Dalam sistem periodik, unsur transisi terletak di antara golongan alkali tanah dan golongan boron. Logam transisi disebut juga logam berat.
dblock.gif
Gambar 1. Sistem Periodik Unsur-Unsur
II.                Sifat-Sifat Unsur Transisi
sifat-umum5.jpg
Gambar 2. Tabel Sifat-Sifat Unsur Transisi Periode Keempat
Dari tabel sifat keperiodikan di atas, dapat simpulkan beberapa sifat atomik dan sifat fisis dari logam transisi :
1.      Jari-jari atom

Jari-jari atom berkurang dari Sc ke Zn, hal ini berkaitan dengan semakin bertambahnya elektron pada kulit 3d, maka semakin besar pula gaya tarik intinya, Sehingga jarak elektron pada kulit terluar ke inti  semakin kecil.
2.      Energi ionisasi

Energi ionisasi cenderung bertambah dari Sc ke Zn. Walaupun terjadi sedikit fluktuatif, namun secara umum Ionization Energy (IE) meningkat dari Sc ke Zn. Setelah pengisian elektron pada subkulit 3s dan 3p, pengisian dilanjutkan ke kulit 4s tidak langsung ke 3d, sehingga  kalium dan kalsium terlebih dahulu dibanding Sc. Hal ini berdampak pada grafik energi ionisasinya yang fluktuatif dan selisih  nilai energi ionisasi antar atom yang berurutan tidak terlalu  besar. Karena ketika logam  menjadi ion, maka elektron pada kulit 4s lah yang terlebih dahulu terionisasi.
3.      Konfigurasi elektron

Kecuali unsur Cr dan Cu, semua unsur transisi periode keempat mempunyai elektron pada kulit terluar 4s2, sedangkan pada Cr dan Cu adalah 4s1.
konfigurasi-elektron.jpg
Gambar 3. Pengisian Elektron Pada Unsur Transisi Periode Keempat

4.      Struktur unsur transisi periode keempat
Atom unsur – unsur transisi periode keempat  yang disebut juga logam transisi, terikat satu sama lainnya dengan ikatan logam. Kekuatan ikatan logam dipengaruhi oleh rapat muatan ion positif dan rapat muatan awan elektron dari logam transisi bertambah dari kiri ke kanan, sementara jumlah kulit dalam tetap. Diharapkan rapat muatan ion positif dan rapat muatan awan elektron bertambah atau kekuatan ikatan logam meningkat dari ke kanan.
Akan tetapi, terjadi fluktuasi kekuatan ikatan logam seperti yang dapat diamati dari kecendrungan sifat fisis, misalnya titik leleh yang mencapai maksimum pada V dan Cr, seperti ditunjukan tabel sebelumnya. Hal ini diperkirakan karena jumlah elektron yang sebenarnya terlibat dalam ikatan logam terbatas meski jumlah elektron terus bertambah. Namun, dengan pertambahan nomor atom, muatan inti juga bertambah dan tarik menarik inti dengan electron menjadi kuat. Selanjutnya, karena V memiliki 5 elektron dan Cr memiliki 6 elektron,maka disimpulkan bahwa jumlah elektron yang sebenarnya terlibat dalam ikatan logam maksimum 5-6 elektron.
Ikatan logam pada logam transisi membentuk struktur kristal , seperti yang dapat dilihat pada table dibawah ini.
Unsur
Struktur Kristal
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Struktur hcp
Struktur hcp
Struktur bcc
Struktur bcc
Struktur bcc
Struktur bcc
Struktur hcp
Struktur fcc
Struktur fcc
Struktur hcp


5.      Bilangan oksidasi
Senyawa-senyawa unsur transisi di alam ternyata mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu. Adanya bilangan oksidasi lebih dari satu ini disebabkan mudahnya melepaskan elektron valensi. Dengan demikian, energi ionisasi pertama, kedua dan seterusnya memiliki harga yang relatif lebih kecil dibanding unsur golongan utama. Walaupun unsur transisi memiliki beberapa bilangan oksidasi, keteraturan dapat dikenali. Bilangan oksidasi tertinggi atom yang memiliki lima elektron yakni jumlah orbital d berkaitan dengan keadaan saat semua elektron d (selain elektron s) dikeluarkan. Jadi, pada skandium dengan konfigurasi elektron (n-1)d1ns2, bilangan oksidasinya +3. Mangan dengan konfigurasi (n-1)d5ns2, akan berbilangan oksidasi maksimum +7. Bila jumlah elektron d melebihi 5, situasinya berubah. Untuk besi Fe dengan konfigurasi elektron (n-1)d6ns2, bilangan oksidasi utamanya adalah +2 dan +3. Sangat jarang ditemui bilangan oksidasi +6. Bilangan oksidasi tertinggi sejumlah logam transisi penting seperti kobal (Co), Nikel (Ni), tembaga (Cu) dan zink (Zn) lebih rendah dari bilangan oksidasi atom yang kehilangan semua elektron (n–1)d dan ns-nya. Di antara unsur-unsur yang ada dalam golongan yang sama, semakin tinggi bilangan oksidasi semakin penting untuk unsur-unsur pada periode yang lebih besar.
biloks.jpg
Gambar 4. Bilangan Oksidasi Unsur Transisi
6.      Berbentuk Logam Padat
7.      Konduktor Yang Baik
8.      Paramagnetik
Banyak senyawa logam transisi memiliki sifat paramagnetik. Sifat magnetic yaitu memiliki electron yang tidak berpasangan yang mengakibatkan dapat tertarik oleh medan magnet. Sifat magnetik ion kompleks dari senyawa transisi bergantung pada banyaknya elektron tidak berpasangan. Jumlah elektron tidak berpasngan pada ion kompleks dapat diketahui melalui pengukuran magnetik, pada umumnya hasil pecobaan akan mendukung prediksi yang diperoleh berdasarkan pembelahan medan kristal.
9.      Memiliki warna khas
Warna-warna cerah yang terlihat pada senyawa kompleks dapat dijelaskan dengan teori medan kristal. Teori medan kristal adalah sebuah model yang menjelaskan struktur elektronik dari senyawa logam transisi yang semuanya dikategorikan sebagai kompleks koordinasi.
Apabila orbital d dan sebuah kompleks berpisah menjadi dua kelompok, maka ketika molekul tersebut menyerap foton dari cahaya tampak, satu atau lebih elektron yang berada dalam orbital tersebut akan meloncat dari orbital d yang berenergi rendah ke orbital d yang berenergi lebih tinggi menghasilkan keadaan atom yang tereksitasi.
E= h r
E= h c̲
         λ
Cahaya dengan λ (lamda) yang memiliki energy sama dengan energy ionisasi yang diserap, sedangkan yang lainnya tidak diserap akibatnya akan terlihat warna komplementernya.
Warna yang muncul bergantung pada jenis atom pusat dari ion logam dan jenis ligannya.
λ diserap vs warna terpantau
490 nm ungu diserap, hijau-kuning terpantau (λ560 nm)
450 nm biru diserap, kuning terpantau (λ 600 nm)
490 nm biru-hijau diserap, merah terpantau (λ 620 nm)
570 nm kuning-hijau diserap, ungu terpantau (λ 410 nm)
580 nm kuning diserap, biru tua terpantau (λ 430 nm)
600 nm jingga diserap, biru terpantau (λ 450 nm)
650 nm merah diserap, hijau terpantau (λ 520 nm)
10.  Senyawa kompleks
Unsur-unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks (senyawa koordinasi)
[Cu(H2O)4] 2+  +  NH3 à [Cu(NH3)2 (H2O)2] 2+
Biru tua
[Cu(H2O)4] 2+  +  HCl à [CuCl4]2-
       Hijau
III.             Logam Transisi di Alam
1.      Skandium (Sc)
Elemen skandium ditemukan oleh Nilson pada tahun 1878 di dalam mineral-mineral euxenite dan gadolinite, yang belum pernah ditemukan dimanapun kecuali di Skandinavia. Dengan memproses 10 kg euxenite dan hasil sampingan mineral-mineral langka lainnya, Skandium ternyata lebih banyak ditemukan di matahari dan beberapa bintang lainnya (terbanyak ke-23) dibandingkan di bumi (terbanyak ke-50). Elemen ini tersebar banyak di bumi, terkandung dalam jumlah yang sedikit di dalam banyak mineral (sekitar 800an spesies mineral). Warna biru pada beryl (satu jenis makhluk hidup laut) disebutkan karena mengandung skandium. Ia juga terkandung sebagai komponen utama mineral thortveitite yang terdapat di Skandinavia dan Malagasi. Unsur ini juga ditemukan dalam hasil sampingan setelah ekstrasi tungsten dari Zinwald wolframite dan di dalam wiikitedan bazzite.
Kebanyakan skandium sekarang ini diambil dari throtvitite atau diekstrasi sebagai hasil produksi pemurnian uranium. Skandium metal pertama kali diproses pada tahun 1937 oleh Fischer, Brunger dan Grienelaus yang mengelektrolisis cairan eutectic kalium, litium dan skandium klorida pata suhu 700 dan 800 derajat Celcius. Kabel tungsten dan genangan seng cair digunakan sebagai elektroda dalam graphite crucible. Skandium muruni sekarang ini diproduksi dengan cara mereduksi skandium florida dengan kalsium metal.
Produksi pertama 99% skandium metal murni diumumkan pada tahun 1960.



2.      Perak (Ag)
Sejarah
(Anglo-Saxon, Seolfor siolfur; Latin argentum). Perak telah dikenal sejak jaman purba kala. Unsur ini disebut dalam Alkitab. Beberapa tempat buangan mineral di Asia Minor dan di pulau-pulau di Laut Aegean mengindikasikan bahwa manusia telah belajar memisahkan perak dari timah sejak 3000 SM.
Sumber-sumber
Perak muncul secara alami dan dalam bijih-bijih argentite (Ag2S) dan horn silver (AgCl). Bijih-bijih timah, timbal-timah, tembaga, emas dan perunggu-nikel merupakan sumber-sumber penting untuk menambang perak. Di dunia belahan barat Meksiko, Kanada, Peru dan Amerika Serikat merupakan negara-negara penghasil perak.
Produksi
Perak dapat diproduksi melalui elektrolisis :
Zn(s) +  2[Ag(CN)2]-(aq) + 4OH-(aq)  à  2Ag(s) + 4CN-(aq) + Zn(OH)2-(aq)
Perak yang dijual secara komersil mengandung setidaknya 99.9% perak. Perak murni dengan kandungan 99.999+% juga tersedia secara komersil.

Reaksi – reaksi
Perak tidak larut dalam asam klorida, asam sulfat encer atau asam nitrat encer. Dalam larutan asan nitrat pekat atau dalam asam pekat panas ia melarut :
6Ag(s) + 8HNO3  à  6Ag+ (aq) + 2NO(g) + 6NO3-(aq) + 4H2O(l)
2Ag(s) + 2H2SO4(aq)  à  2Ag+(aq) + SO4-(aq) + SO2(g) + 2H2O(l)
Perak membentuk ion monovalen dalm larutan yang tak berwarna. Senyawa-senyawa perak (II) tidakl stabil, tetapi memainkan peranan penting dalam proses oksidasi-reduksi yang dikataliskan oleh perak. Perak nitrat mudah larut dalam air, perak asetat , perak nitrit dan perak sulfat kurang larut, sedang semua senyawa perak lainnya praktis tidak larut
·         Asam klorida encer
Ag+(aq) + Cl-(aq)  à  AgCl(s)
Membentuk endapan putih perak klorida

·         Hidrogen sulfida
2Ag+(aq) + H2S(g)  à  Ag2S(s) + 2H+(aq)

·         Larutan ammonia
2Ag+(aq) + 2NH3(g) + H2O(l)  à  Ag2O(s) + 2NH4+(aq)
Membentuk endapan coklat perak oksida

·         Natrium hidroksida
2Ag+(aq) + 2OH-(aq)  à  Ag2O(s) + H2O(l)
Membentuk endapan coklat perak oksida

·         Kalium iodida
2Ag+(aq) + I- à  AgI(s)
Membentuk endapan kuning perak iodide

·         Kalium kromat dalam larutan netral
2Ag+(aq) + CrO42-(aq)  à  Ag2CrO4(s)
Membentuk endapan merah perak kromat

·         Kalium sianida
Bila ditambahkan tetes demi tetes pada larutan netral perak nitrat akan membentuk endapan putih perak sianida
2Ag+(aq) + CN-(aq)  à  AgCN(s)

·         Natrium Karbonat
2Ag+(aq) + CO32-(aq)  à  Ag2CO3(s)
Membentuk endapan perak karbonat

·         Uji kering (uji pipa tiup )
Bila suatu garam perak dipanaskan dengan karbonat alkali diatas arang, dihasilkan sebutir manik putih yang dapat ditempa tanpa kerak oksidanya, manik ini mudah larut dalam sam nitrat. Larutan segera diandapkan oleh asam klorida encer.

Sifat-sifat
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 diantara semua logam dan memiliki resistansi kontak yang sangat kecil. Elemen ini sangat stabil di udara murni dan air, tetapi langsung ternoda ketika diekspos pada ozon, hidrogen sulfida atau udara yang mengandung belerang.

Kegunaan
Perak sterling digunakan untuk perhiasan, perabotan perak, dsb. dimana penampakan sangat penting. Campuran logam ini biasanya mengandung 92.5% perak, dengan sisanya tembaga atau logam lainnya. Perak juga merupakan unsur penting dalam fotografi, dimana sekitar 30% konsumsi industri perak digunakan untuk bidang ini. Perak juga digunakan sebagai campuran logam pengganti gigi, solder, kotak listrik, dan baterai perak-timah dan perak-cadmium. Cat perak digunakan untuk membuat sirkuit cetak. Perak juga digunakan untuk produksi kaca dan dapat didepositkan sebagai lapisan pada gelas atau logam lainnya dengan metoda chemical deposition, electrode position atau dengan cara penguapan. Ketika perak baru saja didepositkan, lapisan ini merupakan reflektor cahaya paling baik. Tapi, lapisan ini juga cepat rusak dan ternoda dan kehilangan reflektivitasnya. Walau lapisan perak bagus untuk cahaya, ia sangat buruk untuk memantulkan sinar ultraviolet. Silver fulminate, bahan peledak yang kuat, kadang-kadang terbentuk saat pembentukan perak. Silver iodide digunakan untuk membuat hujan buatan. Silver chloride memiliki sifat-sifat optikal yang unik karena bisa dibuat transparan. Silver nitrate, atau lunar caustic, yang merupakan senyawa perak yang penting banyak digunakan di bidang fotografi. Selama beratus-ratus tahun, perak telah digunakan sebagai bentuk pembayaran dalam bentuk koin oleh banyak negara. Belakangan ini sayangnya, konsumsi perak telah jauh melebihi produksi.

Penanganan
Walau unsur perak itu sendiri tidak beracun, banyak senyawa garamnya     sangat berbahaya. Exposisi pada perak (baik logam maupun senyawa-  senyawanya yang dapat larut) di udara jangan sampai melebihi 0.01 g/m3 (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per minggu). Senyawa-senyawa perak dapat diserap dalam sistem sirkulasi tubuh dan hasil reduksi perak dapat terdepositkan pada banyak jaringan tubuh. Sebuah kondisi (argyria) dapat menimbulkan pigmen-pigmen abu-abu pada kulit tubuh dan selaput-selaput mucous. Perak memiliki sifat-sifat yang dapat membunuh bakteri tanpa membahayakan binatang-binatang besar.
3.      Vanadium (V)
Sejarah
Vanadium ditemukan pertama kali oleh del Rio pada tahun 1801. Sayangnya, seorang ahli kimia Perancis dengan salah menyatakan bahwa unsur baru del Rio hanyalah krom yang tidak murni. Del Rio pun menyangka dirinya salah dan menerima pernyataan ahli kimia Perancis itu.
Unsur ini akhirnya ditemukan ulang pada tahun 1830 oleh Sefstrom, yang menamakan unsur itu untuk memuliakan dewi Skandinavia, Vanadis, karena aneka warna senyawa yang dimilikinya. Vanadium berhasil diisolasi hingga nyaris murni oleh Roscoe, pada tahun 1867 dengan mereduksi garam kloridanya dengan hidrogen. Vanadium tidak dapat dimurnikan hingga kadar 99.3% – 99.8% hingga tahun 1922.
Vanadium adalah logam abu-abu yang keras logam ini melebur pada1900 oC. Vanadium tak dapat dilarutkan dalam asam klorida, asam nitrat atau asam sulfat atau dalam alkali. Logam ini mudah melarut dalam air raja, atau dalam campuran asam nitrat pekat dan hidrogen fluorida. Dalam senyawanya vanadium mungkin mempunyai bilangan oksidasi +2, +3, +4,+5, dan +7, diantara ini +5 adalah yang paling umum, dan +4 juga sering terdapat. Vanadat mengandung vanadium pentavalen, zat ini analog dengan fosfat. Asam vanadat, seperti asam fosfat, terdapat dalam bentuk senyawa meta-, piro-, dan orto- ( masing-masing HVO3, H4V2O7 dan H3VO4 ). Beda dengan garam dari asam fosfat, metavanadat adalah yang paling stabil, dan ortovanadat yang paling tidak stabil. Larutan ortovanadat dengan dididihkan berubah menjadi metavanadat, dengan membentuk garam-piro- sebagai zat-antara. Dalam larutan yang sangat asam, terdapat kation dioksovanadium (V), VO2+ . Dalam bentuk kuadrivalen, vanadium biasanya terdapat sebagai ion vanadil, VO2+.
Sumber
Vanadium ditemukan dalam 65 mineral yang berbeda, di antaranya karnotit, roskolit, vanadinit, dan patronit, yang merupakan sumber logam yang sangat penting. Vanadium juga ditemukan dalam batuan fosfat dan beberapa bijih besi, juga terdapat dalam minyak mentah sebagai senyawa kompleks organik. Vanadium juga ditemukan dalam sedikit dalam batu meteor.
Produksi komersial berasal dari abu minyak bumi dan merupakan sumber Vanadium yang sangat penting. Kemurnian yang sangat tinggi diperoleh dengan mereduksi vanadium triklorida dengan magnesium atau dengan campuran magnesium-natrium.
Sekarang, kebanyakan logam vanadium dihasilkan dengan mereduksi    V2O5 dengan kalsium dalam sebuah tabung bertekanan, proses yang dikembangkan oleh McKenie dan Seybair
Reaksi-reaksi
·         Hidrogen sulfida
Tidak terjadi endapan dalam larutan asam, tetapi terbentuk larutan biru ( yang disebabkan karena dihasilkannya ion-ion vanadium kudrivalen ), dan belerang memisah. Zat-zat pereduksi lainnya, seperti belerang dioksida, asam oksalat, besi(III) sulfat, hidrazina, asam format, dan etanol, juga menghasilkan ion vanadium(IV) (VO+) yang biru . Reaksi ini berlangsung lambat dalam keadaan dingin, tetapi lebih cepat dengan dipanaskan.
·         Zink, kadmium atau aluminium dalam larutan asam
Ini mereduksi lebih jauh lagi. Larutan mula-mula berubah menjadi biru (ion-ion VO2+), lalu hijau (ion-ion V3+) dan akhirnya lembayung (V2+).
·         Larutan ammonium sulfida
Larutan diwarnai merah anggur, yang disebabkan terbentuknya tiovanadat (mungkin VS43+). Setelah larutan diasamkan, vanadium sulfida, V2S5, yang coklat, mengendap tak sempurna, dan filtrat biasanya berwarna biru. Endapan tak larut dalam larutan alkali, alkali karbonat dan sulfida.
·         Hidrogen peroksida
Pewarnaan merah terjadi bila beberapa tetes larutan hidrogen peroksida ditambahkan setetes demi setetes kepada larutan vanadat yang asam (asam sulfat 15-20%), hidrogen peroksida yang berlebihan harus dihindari. Warna tak hilang dengan mengocok larutan dengan eter, dan tak pula dipengaruhi oleh fosfat atau fluorida. Jika lebih banyak lagi hidrogen peroksida ditambahkan atau larutan dibuat basa, atau kedua-duanya, warna berubah menjadi kuning.
Warna merah disebabkan terbentuknya kation peroksovanadium(V), VO23+ :
VO3- (aq)+ 4H+(aq) + H2O2(l)  à  VO23+(aq) + 3H2O(l)
VO23+ (aq) +  H2O2(l)  + 6OH-(aq0                [VO2(O2)2]3-(aq) + 4H2O(aq)
·         Amonium klorida
Penambahan ammonium klorida pada larutan suatu alkali vanadat, menghasilkan pemisahan kristal-kristal ammonium vanadat, NH4VO3, yang tak berwarna, yang sangat sedikit larut dalam larutan ammonium klorida pekat.
·         Larutan timbel asetat
Menghasilkan endapan kuning timbel vanadat, yang berubah menjadi putih atau kuning pucat setelah didiamkan, endapan tak larut dalam asam asetat encer, tetapi larut dalam asam nitrat encer.
·         Larutan barium klorida
Membentuk endapan kuning barium vanadat yang larut dalam asam klorida encer.
·         Larutan tembaga sulfat
Membentuk endapan hijau dengan metavanadat. Pirovanadat memberi endapan kuning.
·         Uji tanin
Bila larutan vanadat yang netral atau dalam asam asetat, diolah dengan asam tanat 5% yang berlebihan, diperoleh pewarnaan biru tua (atau biru hitam) . Jika ad ammonium asetat, endapan biru gelap (atau biru hitam) memisah.Endapan atau pewarnaan dihilangkan oleh asam-asam mineral.
·         Uji kering
Manic boraks pada nyala oksidasi-tak berwarna (kuning dengan adanya     vanadium), pada nyala reduksi berwarna hijau.
v  Pemisahan. Vanadat-vanadat tak diendapkan oleh H2S dalam larutan asam, terjadi reduksi kekeadaan kuadrivalen. Dengan larutan ammonium sulfida, terbentuk garam tio yang larut.V2S5 yang coklat diendapkan dengan menuangkannya ke dalam H2SO4 3M. Endapan dapat dilarutkan dalam HCl pekat.
Namun umumnya, ion-ion vanadil, VO2+, yang terdapat dalam filtrate dari golongan II, akan sebagian besra dioksidasikan kembali menjadi vanadat pasa pengolahan dengan asam nitrat sebelum pengendspsn Golonagan IIIA. Jika larutan  mengandung kation-kation golongsn IIIA, dan anggota-anggota tertentu dari golongan-golongan yang lebih belakang, vanadat dari logam-logam ini mungkin mengendap. Namun, bila tak ada anggota lain dari golongan IIIA , vanadium mungkin diendapkan tak sempurna sebagai ammonium vanadat. Maka diajurkan, jika vanadium diduga ada ( larutan biru pucat tertinggal setelah pengaliran H2S dalam golongan IIA, agar filtrate golongan II diuji terhadap besi denagn larutan kalium heksasianoferat(II). Jika besi tak ada, sedikit larutan besi(III) klorida harus sitambahkan sebelum pengendapan Golongan IIIA.
Isotop
Vanadium alam merupakan campuran dari 2 isotop, yakni Vanadium-50 sebanyak 0.24% dan Vanadium -51 sebanyak 99.76%. Vanadium-50 sedikit radioaktif, memiliki masa paruh lebih dari 3.9 x 1017 tahun. Ada sembilan isotop lainnya yang tidak stabil.
Sifat-sifat Vanadium murni adalah logam berwarna putih cemerlang dan lunak. Tahan korosi terhadap larutan basa, asam sulfat, dan asam klorida, juga air garam. Tetapi logam ini teroksidasi di atas 660oC
Vanadium memiliki kekuatan struktur yang baik dan memiliki kemampuan fisi neutron  yang rendah , membuatnya sangat berguna dalam penerapan nuklir .
Kegunaan
Vanadium digunakan dalam memproduksi logam tahan karat dan peralatan yang digunakan dalam kecepatan tinggi. Vanadium karbida sangat penting  dalam pembuatan baja.
Sekitar 80% Vanadium yang sekarang dihasilkan, digunakan sebagai ferro vanadium atau sebagai  bahan tambahan baja. Foil vanadium digunakan sebagai zat pengikat dalam melapisi titanium pada baja. Vanadium petoksida digunakan dalam pembuatan keramik dan sebagai katalis.
Vanadium juga digunakan untuk menghasilkan magnet superkonduktif dengan medan magnet sebesar 175000 Gauss.
Penanganan
Vanadium dan semua senyawanya adalah beracun dan harus ditangani dengan hati-hati. Konsentrasi maksimum V2O5 yang masih diizinkan terdapat di udara adalah 0.05 (selama 8 jam kerja rata-rata selama 40 jam per minggu)


4.      Raksa (Hg)
Raksa merupakan unsur logam yang berbentuk cair yang putih keperakan pada suhu ruangan. Mempunyai kerapatan 13,534g ml-1 pada 25 oC. Ia jarang ditemukan tanpa terikat dengan unsur lain. Ia tak dipengaruhi oleh asam klorida atau asam sulfat encer, tetapi mudah bereaksi dengan asam nitrat. Asam nitrat yang dingin dan sedang pekatnya, dengan merkurim yang berlebihan menghasilkan ion merkurium(I) :
6Hg(l) + 8HNO3(l)  à  3Hg22+ (aq) + 2NO(g) + 6NO3-(aq) + 4H2O(aq)
Reaksi ion merkurium(I)
·         Asam klorida encer atau klorida-klorida yang larut
Hg22+ (aq) + 2Cl-(aq) à  Hg2Cl2(s)
Membentuk endapan putih merkurium(I) klorida
·         Hidrogen sulfida dalam suasana netral atau asam encer
Hg22+ (aq) + H2S(g)  à  Hg(s) + HgS(s) + 2H+(aq)
Membentuk endapan hitam yang merupakan campuran dari merkurium(II) sulfida dan logam merkurium
.
·         Larutan ammonia
NH2(aq)
Hg22+ (aq) + NO3-(aq) +  4NH3(g) + H2O(aq)  à  HgO.Hg                          + 2Hg(s) + 3NH4+     
                                                                                                   NO3(g)          
·         Natrium hidroksida
Hg22+ (aq) + 2OH-(aq)  à  Hg2O(s) + H2O(aq)
Membentuk endapan hitam merkurium (I) oksida. Endapan tak larut dalam reagensia berlabihan, tetapi mudah larut dalam asam nitrat encer.
·         Kalium kromat dalam larutan panas
Hg22+ (aq) + CrO42-(aq)  à Hg2CrO4(s)
Membentuk endapan kristalin merah merkurium(I) kromat.
·         Kalium iodida, ditambahkan perlahan-lahan dalam larutan dingin
Hg22+ (aq) + 2I-(aq)  à  Hg2I2(s)
Membentuk endapan hijau merkurium iodida
·         Lembaran tembaga atau mata uang tembaga yang mengkilap
Jika setetes merkurium(I) nitrat ditaruh diatas permukaan tembaga yang mengkilap terbentuk endapan logam merkurium :
Cu(s) + Hg22+(aq)  à  Cu2+(aq) + 2Hg(s)
·         Lembaran aluminium
Jika setetes merkurium(I) nitrat ditaruh diatas permukaan aluminium yang bersih, terbentuk aluminium amalgam, dan ion-ion aluminium melarut:
3Hg22+(aq) +  2Al(s)  à 2Al3+(aq) +  6Hg(s)
Aluminium yang larut dalam amalgam itu dioksidaikan dengan cepat oleh oksigen dari udara, dan terbentuklah endapan aluminium oksida yang bervolume besar. Merkurium yang tersisa membentuk lagi sejumlah amalgam dengan aluminium, yang lagi-lagi dioksidasikan, maka sejumlah besar aluminium akan terkorosikan.
·         Uji kering
Semua senyawa-senyawa merkurium bila dipanaskan dengan natrium karbonat anhidrat yang sangat berlebihan dalam tabung uji kecil, akan menghasilkan cermin abu-abu, yang terdiri dari tetesan-tetesan halus merkurium, dibagian sebelah atas tabung. Butiran-butiranini menggumpal bila digosok dengan batang kaca.

Reaksi-reaksi ion merkurium(II)
·         Hidrogen sulfida
3Hg2+(aq) + 2Cl-(aq) + 2H2S(g)  à Hg3S2Cl2(S) + 4H+(aq)
Hg3S2Cl2(S) + H2S(g)  à  3HgS(s) + 2H+(aq) + 2Cl-(aq)
Dengan adanya asam klorida encer, mula-mula akan terbentuk endapan putih merkurium (II) klorosilfida, yang terurai bila ditambahkan hidrogen sulfida lebih lanjut, dan akhirnya terbentuk endapan hitam merkurium (II) sulfida.
·         Larutan ammonia: endapan putih dengan komposisi tercampur. Pada dasarnya terdiri dari merkurium(II) oksida dan merkurium(II) amidonitrat:
2Hg2+(aq0 + NO3-(aq) + 4NH3(aq) + H2O(l)  à  HgO.Hg(NH2)NO3     + 3NH4+(aq)
Garam ini, seperti kebanyakan senyawa-senyawa merkurium, bersublimasi pada tekanan atmosfer.
Natrium hidroksida bila ditambahkan dalam jumlah sedikit: endapan merah kecoklatan dengan komposisi yang berbeda-beda, jika ditambahkan dalam jumlah yang stoikiometris, endapan berubah menjadi kuning ketika terbentuk merkurium (II) oksida :
                  2Hg2+(aq) + 2OH-9aq)  à  HgO    + H2O(aq)
·         Kalium iodida bila ditambahkan perlahan-lahan kepada larutan: endapan merah merkurium (II) iodida
2Hg2+(aq) + 2I-(aq)  à  HgI2    
·         Kalium sianida : tak menimbulkan perubahan apa-apa dalam larutan encer.
·         Uji kobalt(II) tiosiant
Kepada larutan uji, tambahkan reagensia sejumlah volume yang sama, dan gosok-gosok dinding bejana dengan batang kaca. Terbentuk endapan kristalin yang biru tua, yaitu kobalt tetratiosianatomerkuat(II)
2Hg2+(aq) + Co2+(aq) + 4SCN-(aq)  à  Co[Hg(SCN)4]                                   


·         Uji kering
Semua senyawa-senyawa merkurium, tak peduli keadaan valensinya, membentuk logam merkurium jika dipanaskan dengan natrium karbonat anhidrat yang berlebihan.
Produksi raksa
Logam ini diproduksi dengan cara memanaskan cinnabar dalam arus udara dan dengan cara mengembunkan uapnya.

Kegunaan
Logam ini banyak digunakan di laboratorium untuk pembuatan termometer, barometer, pompa difusi dan alat-alat lainnya. Unsur ini juga digunakan dalam pembuatan lampu uap merkuri, sakelar merkuri, dan alat-alat elektronik lainnya. Kegunaan lainnya adalah dalam membuat pestisida, soda kaustik, produksi klor, gigi buatan, baterai dan katalis.
Raksa merupakan logam yang sangat berat, berwarna putih keperakan, pengantar kalor yang buruk dibandingkan logam lain, dan pengantar listrik yang biasa saja. Unsur ini mudah membentuk campuran logam dengan logam-logam yang lain seperti emas, perak, dan timah (disebut juga amalgam). Kemudahannya bercampur dengan emas digunakan dalam pengambilan emas dari bijihnya. Garam raksa yang terpenting adalah raksa klorida (racun berbahaya), mercurous chloride (calomel, digunakan di bidang kedokteran), raksa fulminat (sebagai pemicu bahan peledak) dan raksa sulfida (vermilion, pigmen cat). Senyawa organik raksa juga sangat penting. Telah diketahui bahwa elektron menyebabkan uap raksa terkombinasi dengan neon, argon, kripton dan xenon. Senyawa yang terbentuk (terikat oleh gaya van der Waals) adalah HgNe, HgAr, HgKr dan HgXe.
Raksa merupakan racun yang berbahaya dan dapat diserap melalui kulit, saluran pernapasan dan saluran pencernaan gastrointestinal tract. Udara yang jenuh (saturated) dengan uap raksa pada suhu 20 derajat Celsius mengandung konsentrasi yang melebihi batas limit keracunan berkali lipat. Lebih tinggi suhu, lebih berbahaya. Oleh karena itu sangat penting raksa ditangani secara hati-hati. Kontainer raksa harus benar-benar tertutup rapat dan jangan sampai tertumpah. Jika perlu memanaskan raksa, harus dilakukan dengan alat ventilasi udara. Raksa metil (methyl mercury) merupakan polutan yang membahayakan dan sekarang ini diketahui banyak ditemukan di air dan sungai. triple point raksa pada suhu -38.8344 derajat Celcius merupakan titik standar pada International Temperature Scale (ITS-90).
5.      Titanium
Sejarah
(Latin: titans, anak pertama bumi dalam mitologi romawi) Ditemukan oleh Gregor di tahun 1791 dan dinamakan oleh Klaproth di tahun 1795. Titanium yang tidak murni dipersiapkan oleh Nilson dan Pettersson di tahun 1887, tetapi unsur yang murni tidak dibuat sampai pada tahun 1910 oleh Hunter dengan cara memanaskan TiCl4 dengan natrium dalam bom baja.

Sumber
Titanium ditemukan di meteor dan di dalam matahari. Bebatuan yang diambil oleh misi Apollo 17 menunjukkan keberadaan TiO2 sebanyak 12,1%. Garis-garis titanium oksida sangat jelas terlihat di spektrum bintang-bintang tipe M. Unsur ini merupakan unsur kesembilan terbanyak pada kerak bumi. Titanium selalu ada dalam igneous rocks (bebatuan) dan dalam sedimen yang diambil dari bebatuan tersebut. Ia juga terdapat dalam mineral rutile, ilmenite dan sphene dan terdapat dalam titanate dan bijih besi. Titanium juga terdapat di debu batubara, dalam tetumbuhan dan dalam tubuh manusia. Logam ini hanya dikutak-kutik di laboraturium sampai pada tahun 1946, Kroll menunjukkan cara memproduksi titanium secara komersil dengan mereduksi titanium tetraklorida dengan magnesium. Metoda ini yang dipakai secara umum saat ini. Selanjutnya logam titanium dapat dimurnikan dengan caramedekomposisikaniodanya.

Sifat-sifat
Titanium murni merupakan logam putih yang sangat bercahaya. Ia memiliki berat jenis rendah, kekuatan yang bagus, mudah dibentuk dan memiliki resistansi korosi yang baik. Jika logam ini tidak mengandung oksigen, ia ductile. Titanium merupakan satu-satunya logam yang terbakar dalam nitrogen dan udara. Titanium juga memiliki resistansi terhadap asam sulfur dan asam hidroklorida yang larut, kebanyakan asam organik lainnya, gas klor dan solusi klorida. Titanium murni diberitakan dapat menjadi radioaktif setelah dibombardir dengan deuterons. Radiasi yang dihasilkan adalah positrons dan sinar gamama. Logam ini dimorphic. Bentuk alfa heksagonal berubah menjadi bentuk beta kubus secara perlahan-lahan pada suhu 880 derajat Celcius. Logam ini terkombinasi dengan oksigen pada suhu panas merah dan dengan klor pada suhu 550 derajat Celcius. Logam titanium tidak bereaksi dengan fisiologi tubuh manusia (physiologically inert). Titanium oksida murni memiliki indeks refraksi yang tinggi dengan dispersi optik yang lebihtinggidaripadaberlian.


Isotop
Titanium alami memiliki lima isotop dengan masa atom dari 46 sampai 50. Semuanya stabil. Ada delapan isotop titanium yang labil.
Kegunaan
Titanium sangat penting sebagai agen campuran logam dengan aluminium, molibdenum, manggan, besi dan beberapa logam lainnya. Campuran logam titanium digunakan terutama untuk bahan pesawat terbang dan misil, dimana logam ringan, kuat dan tahan suhu tinggi diperlukan. Titanium sekuat baja, tetapi 45% lebih ringan. Ia 60% lebih berat daripada aluminium, tetapi dua kali lebih kuat. Titanium memiliki kegunaan potensial di pabrik desalinasi untuk mengkonversi air laut menjadi air tawar. Logam ini memiliki resistansi yang baik terhadap air laut dan digunakan untuk baling-baling kapal dan bagian kapal lainnya yang terekspos pada air asin. Anoda titanium yang dilapisi platinum telah digunakan untuk memberikan perlindungan dari korosi air garam. Titanium diproduksi secara buatan untuk permata. Safir dan rubi menunjukkan asterism sebagai hasil keberadaan TiO2. Titanium dioksida sangat banyak digunakan untuk cat rumah dan cat lukisan karena permanen dan memilki sifat penutup yang baik. Pigmen titanium oksida merupakan aplikasi yang terbanyak untuk unsur ini. Cat titanium merupakan reflektor sinar infra yang sangat bagus dan banyak digunakan pada tempat-tempat pengamatan matahari (solar observatories) dimana panas dapat mengganggu pengamatan. Titanium tetraklorida digunakan untuk mengiridasi gelas. Senyawa ini mengeluarkan asap tebal di udara.
Pembuatan logam Ti
 TiO2 dialirkan gas Cl2 kemudian hasil reaksi di reduksi dengan Mg
TiO2 + 2Cl2 à TiCl4 + O2
TiCl4 + 2Mg à Ti + MgCl2
6.      Tembaga (Cu)
Tembaga (Cu) dari bahasa latin ‘cuprum’, juga nama pulau di siprus. Cu di temukan dalam bentuk unsur maupun sebagai senyawa sulfide dalam mineral kalkopirit (CuFeS2), kovelin (CuS), kalkosit (Cu2S), atau oksida seperti kuprit (Cu2O), malactive (Cu(OH)2CO3). Cu memiliki berbagai macam bilangan oksidasi yaitu, +1, +2, +3.
Biloks Cu dalam senyawaanya +1 dan +2
·         Cu dengan biloks +2, misal terusi CuSO4.5H20 berwarna biru. Senyawa ini mudah larut dalam air dan larutannya berwarna biru. Terusi yang dipanaskan akan menyebabkan warna biru hilang sebab airnya lepas membentuk padatan putih.
·         Cu dengan biloks +1 bersifat tidak stabil berubah menjadi Cu2+.
2Cu+(aq) à Cu2+(aq) + Cu(s)
·         Logam Cu berwarna kemerahan dan bersifat konduktor yang baik.
·         Cu diperoleh dengan cara sebagai berikut:
Ø  Pemekatan dengan cara flotasi
Konsetrate mengandung 25-30% Cu sebagai Cu2S dengan FeS sebagai pengotor.
Ø  Konsentrat dipanaskan dengan silica (SiO2), terjadi dua cairan.
a.      Matte mengandung 30-60% Cu2S dan sedikit FeS
b.      Terik yang mengandung FeSi03
Ø  Pemisahan terik
a.      Logam Cu2S dengan Cu2O
b.      Terik
Ø  Logam putih dilebur pada 1200-1300oC, sehingga diperoleh Cu kasar (blister copper)

2Cu2S(l) + 3O2(g) à 2Cu2O(l) + 2SO2(g)
2Cu2O(l) + Cu2S(l) à 6Cu(l) + SO2(g)

Ø  Pemurnian (Refining)
Dilakukan dengan elektrolisis pada 50-60% dari larutan CuSO4 yang diasamkan, Cu murni sebagai katoda, Cu tidak murni sebagai anoda. Cu tidak murni terendapkan dikatoda.

·         Penggunaan Cu dan senyawanya

Ø  Campuran Cu(OH)2 dan CuSO4 disebut bubur BORDENIX digunakan untuk membunuh hama tumbuhan.
Ø  Untuk paduan logam :   Kuningan (Cu dan Zn)
Perunggu (Cu dan Sn)
Monel       (Cu, Ni, dan Mn)
Ø  Kabel listrik
Ø Pipa air

·         Berberapa reaksi kimia

Cu2+(aq) + 4NH4OH(aq) à [Cu (NH3)4]2+ + 4H2O
                        (berlebih)                    (biru tua)
Cu2+(aq) +2OH-(aq) à Cu(OH)2(s)
                                    (Biru)

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar