ALKALI TANAH

ALKALI TANAH

Jumat, 10 Desember 2010

Rencana Pelaksanaan Pembelajaran

Mata Pelajaran : Kimia
Kelas/ Semester : X11/ 1
Jumlah Pertemuan : 1
Alokasi waktu : 2 x 45 menit

I. Standar Kompetensi :
Memahami karakteristik unsur-unsur penting, kegunaan dan bahayanya, serta terdapatnya di alam

II. Kompetensi Dasar :

1. Mengidentifikasi kelimpahan unsur-unsur utama dan transisi di alam dan produk yang mengandung unsur tersebut
2. Mendeskripsikan kecenderungan sifat fisik dan kimia unsur utama dan unsur transisi (titik didih, titik leleh, kekerasan, warna, kelarutan, kereaktifan, dan sifat khusus lainnya)
3. Menjelaskan manfaat, dampak dan proses pembuatan unsur-unsur dan senyawanya dalam kehidupan sehari-hari

III. Indikator :
1. Mengidentifikasi keberadaan unsur-unsur yang ada di alam, terutama di Indonesia (gas mulia, halogen, alkali, alkali tanah, aluminium, karbon, silikon, belerang, kromium, tembaga, seng, besi, oksigen, dan nitrogen)
2. Mengidentifikasi sifat fisik dan sifat kimia unsur utama dan unsur transisi
3. Mengidentifikasi reaksi nyala senyawa logam (terutama alkali dan alkali tanah) melalui percobaan.

4. Menjelaskan manfaat dan pembuatan unsur-unsur (seperti gas mulia, halogen, alkali, alkali tanah, aluminium, karbon, silikon, belerang, kromium, tembaga, seng, besi, oksigen, dan nitrogen) serta senyawanya dalam kehidupan sehari-hari dan industri

IV. Tujuan Pembelajaran:
1. Mengidentifikasi kelimpahan unsur alkali tanah di kulit bumi, udara, dan air laut.
2. Mengidentifikasi sifat fisik dan sifat kimia unsur alkali tanah.
3. Mengidentifikasi reaksi nyala senyawa logam alkali tanah melalui percobaan.
4. Menjelaskan manfaat dan pembuatan unsur-unsur alkali tanah serta senyawa-senyawanya dalam kehidupan sehari-hari dan industri

V. Materi Pembelajaran
Unsur logam alkali tanah (IIA) ini terdiri dari Berilium, Magnesium, kalsium, Strontium, Barium, dan Radium. Dalam tabel periodik, ke enam unsur itu terletak pada golongan IIA. Logam alkali tanah juga membentuk basa, tetapi lebih lemah dari logam alkali. Berbeda dengan golongan IA, senyawa dari logam golongan IIA banyak yang sukar larut dalam air. Unsur-unsur golongan IIA umumnya ditemukan dalam tanah berupa senyawa tak larut. Oleh karena itu, unsur-unsur golongan IIA disebut logam alkali tanah.

Sifat fisik alkali tanah
Dari berilium ke barium, jari-jari atom meningkat secara beraturan. Pertambahan jari-jari menyebabkan penurunan energi pengionan dan keelektronegatifan. Potensial elektrode juga meningkat dari kalsium ke barium. Akan tetapi, berilium menunjukan penyimpangan karena potensial elektrodenya relatif kecil. Hal itu disebabkan energi ionisasi berilium (pertama+kedua) yang relatif besar. Titik leleh dan titik didih cenderung menurun dari atas ke bawah. Sifat-sifat fisis seperti titik leleh, rapatan, dan kekerasan logam alkali tanah lebih besar jika dibandingkan dengan logam alkali seperiode. Hal itu disebabkan logam alkali tanah mempunyai 2 elektron valensi sehingga ikatan logamnya lebih kuat.

Sifat kimia alkali tanah
Kereaktifan logam alkali tanah meningkat dari berilium ke barium. Fakta ini sesuai dengan yang diharapkan. Karena dari berilium ke barium jari-jari atom bertambah besar, energi ionisasi serta keelektonegatifan berkurang. Akibatnya, kecenderungan untuk melepas elektron membentuk senyawa ion makin besar. Semua senyawa dari kalsium, strontium, dan barium, yaitu logam alkali tanah yang bagian bawah, berbentuk senyawa ion sedangkan magnesium membentuk beberapa senyawa kovalen, dan senyawa-senyawa berilium bersifat kovalen.

Reaksi-reaksi logam alkali tanah
a. Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Halogen
b. Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Oksigen
c. Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Air
d. Logam alkali tanah bereaksi dengan asam dan basa

Kegunaan alkali tanah
1. Senyawa alkali tanah digunakan untuk memberikan warna pada kembang api.
2. Logam berilium dipakai pada tabung sinar X, komponen reaktor atom, dan pembuatan salah satu komponen televisi
3. Magnesium hidroksida sebagai obat maag dan sebagai bahan pasta gigi
4. Magnesium untuk membuat campuran logam yang ringan dan liat, contohnya digunakan pada alat-alat rumah tangga
5. CaCO3 digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok. Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.
6. Kalsium klorida sebagai pelebur es di jalan raya
7. Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer.
8. BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang.

Pembuatan alkali tanah
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa. Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya. Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara, yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis.

VI. Metode Pembelajaran:
1. Model : SOCT (Structure Oriented Chemistry Teaching)
2. Metode : Ceramah bermakna, diskusi, dan pemberian tugas
3. Pendekatan : konsep dan inquiri
VII. Langkah-Langkah Pembelajaran:


a. Kegiatan pendahuluan (Apersepsi)
Motivasi dan apersepsi :
“Pernahkah kalian mengamati warna nyala pada kembang api? Apa yang menyebabkan perbedaan warna nyala tersebut? Unsur apa saja yang terdapat dalam kembang api?”
Siswa berdiskusi untuk memecahkan masalah diatas.


b. Kegiatan Inti
1. Siswa dibagi menjadi beberapa kelompok, setiap kelompok teridiri dari 5-6 orang.
2. Siswa berdiskusi untuk menyebutkan unsur-unsur yang termasuk ke dalam golongan alkali tanah dan menjelaskan posisinya dalam tabel periodik.
3. Siswa dibimbing untuk melihat halaman web mengenai pengantar tentang alkali tanah.
4. Siswa berdiskusi tentang kelimpahan unsur atau senyawa alkali tanah di alam, khususnya di indonesia.
5. Siswa dibimbing untuk melihat halaman web mengenai kelimpahan masing-masing unsur alkali tanah di alam.
6. Siswa berdiskusi untuk menyebutkan kegunaan dari unsur alkali tanah yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan sifat-sifat yang dimilikinya baik sifat fisik maupun sifat kimia.
7. Siswa dibimbing untuk melihat halaman web mengenai kegunaan dan sifat-sifat alkali tanah
8. Siswa mengkaji sifat fisik dan sifat kimia dari alkali tanah, kemudian membandingkannya dengan alkali.
9. Siswa merancang dan melakukan percobaan untuk mengidentifikasi warna nyala logam alkali tanah dalam kerja kelompok (setiap kelompok melakukan satu percobaan warna nyala). LKS terlampir.
10. Siswa diberikan kesempatan untuk menjelaskan pembuatan alkali tanah.
11. Siswa dibimbing untuk melihat halaman web mengenai pembuatan unsur alkali tanah.


c. Kegiatan akhir (penutup)
1. Siswa membuat kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan mengenai identifikasi warna nyala logam alkali tanah.
2. Siswa diberikan penguatan kembali tentang keberadaan unsur alkali tanah di alam, sifat fisik dan kimia alkali tanah, pembuatan serta kegunaan dari unsur alkali tanah dalam kehidupan sehari-hari maupun industri.
3. Siswa dibimbing untuk melihat soal evaluasi pada halaman web
4. Siswa disuruh untuk mengerjakan soal tersebut (sebagai tugas invidu dan dikerjakan diluar jam pelajaran)

VIII. Sarana dan Sumber Belajar:
Alat : LCD dan layar.
Alat-alat dan bahan laboratorium
Sumber : Buku Sains Kimia untuk sma kelas XII halaman 121-126

IX. Penilaian:
Teknik penilaian
1. Lisan
Dilaksanakan secara terpadu selama proses pembelajaran, misalnya guru menilai keaktifan siswa dalam berdiskusi dikelas.
2.Tulisan
Mengerjakan LKS (percobaan mengenai identifikasi warna nyala unsur alkali tanah)
»»  READMORE...

Tujuan Pembelajaran

Tujuan dari pembelajran alkali tanah ini adalah:

1. Siswa dapat menggolongkan unsure logam alkali.
2. Siswa dapat menggolongkan unsure logam alkali tanah.
3. Siswa dapat membedakan sifat fisik logam alkali.
4. Siswa dapat membedakan sifat kimia logam alkali tanah.
»»  READMORE...

Materi Pembelajaran

ALKALI TANAH

A. SEJARAH
      Kata alkali berasal dari bahasa arab yang berarti abu, Air abu bersifat basa. Kata alkali ini menunjukkan bawa kecenderungan sifat logam alkali dan alkali tanah adalah membentuk basa.
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA. Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu : Berilium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra).
     Di sebut logam karena memiliki sifat sifat seperti logam.Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air.
Istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air, dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi. Oleh sebab itu, istilah “alkali tanah” biasa digunakan untuk menggambarkan kelompok unsur golongan II A. 

B. SIFAT ALKALI TANAH
Logam alkali tanah yaitu unsur golongan IIA, kereaktifannya dibawah alkali, namun dengan elektron valensi yang dimilikinya, maka alkali tanah pun mudah melepaskan elektronya membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2.
Semua logam alkali tanah pada suhu kamar berwujud padat, berwarna putih perak, kecuali Berilium yang berwarna abu-abu. Logam alkali tanah di alam terdapat dalam bentuk senyawa yang tidak larut di dalam tanah.

Tabel Beberapa Data Fisis Logam Alkali Tanah



Tabel Kelarutan logam alkali tanah



C. KELIMPAHAN DI ALAM
Logam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali.

1. Berilium.
Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada. Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3], dan Krisoberil [Al2BeO4].


2. Magnesium.
Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9% keberadaannya. Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2], Senyawa Karbonat [MgCO3], Dolomit [MgCa(CO3)2], dan Senyawa Epsomit [MgSO4.7H2O].




3. Kalsium
Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4% keberadaanya. Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3], Senyawa Fospat [CaPO4], Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF].


4. Stronsium.
Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan Strontianit .



5. Barium
Barium berada di kerak bumi sebanyak0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit[BaCO3]



D. PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa. Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya. Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara, yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis.

1. Berilium
a. Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2. Sebelum mendapatkan BeF2, kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiF¬6 hingga 700 0C. Karena beril adalah sumber utama berilium.

BeF¬2 + Mg à MgF2 + Be

b. Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium, kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl¬2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang terjadi adalah :

Katoda : Be2+ + 2e- à Be
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-

2. Magnesium
a. Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium, kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2]. Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO lalu MgO.CaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg.

2[ MgO.CaO] + FeSi à 2Mg + Ca2SiO4 + Fe


b. Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO. Reaksi yang terjadi :

CaO + H2O à Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- à Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2

Mg(OH)2 + 2HCl à MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium.

Katode : Mg2+ + 2e- à Mg
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-

3. Kalsium
a. Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang terjadi :

CaCO3 + 2HCl à CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi :

Katode : Ca2+ + 2e- à Ca
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-

b. Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi 

CaCl2¬ oleh Na. Reduksi CaO oleh Al.
6CaO + 2Al à 3 Ca + Ca3Al2O6

Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na à Ca + 2NaCl

4. Strontium
a. Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr), kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2¬. Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4]. Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi :

Katode : Sr2+ +2e- à Sr
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-

5. Barium
a. Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi :
Katode : Ba2+ +2e- à Ba
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-

b. Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :

6BaO + 2Al à 3Ba + Ba3Al2O6.

E. REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH

 Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Halogen membentuk garam halida (MX2)
Reaksi: M(s) + X2(g) ⎯⎯→ MX2(s)
dengan: M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba dan X = F, Cl, Br, I

 Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Oksigen membentuk oksida (MO).
Reaksi: 2 M(s) + O2 (g) → 2 MO(s)
dengan M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba

 Logam Alkali Tanah Bereaksi dengan Air membentuk logam hidroksida [M(OH)2].
Reaksi: M(s) + 2 H2O(l) →M2+(aq) + 2 OH–(aq) + H2(g)
dengan M = Mg, Ca, Sr, atau Ba

 Logam alkali tanah bereaksi dengan asam dan basa
Semua logam alkali tanah berekasi dengan asam kuat (seperti HCl) membentuk garam dan gas hidrogen. Reaksinya makin hebat dari Be ke Ba.
M(s) + 2 HCl(aq) →MCl(aq) + H2(g)
Be juga berekasi dengan basa kuat, membentuk Be(OH)4(aq) dan gas H2
Be(s) + 2 NaOH(aq) + 2 H2O(l) → Na2Be(OH)4(aq) + H2(g)
 Logam alkali tanah bereaksi dengan hydrogen
M + H2 → MH2 harus dipanaskan,
Be dan Mg tidak bereaksi

 Logam alkali tanah bereaksi dengan nitrogen
3M + 2N → M3N2 harus dipanaskan

F. KEGUNAAN ALKALI TANAH
Kegunaan alkali tanah adalah
• Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api.




• Paduan Be dan Cu menghasilkan logam sekeras baja, maka digunakan untuk per/pegas dan sambungan listrik
• Logam berilium dipakai pada tabung sinar X, komponen reaktor atom, dan pembuatan salah satu komponen televisi


• Senyawa Magnesium hidroksida sebagai obat maag dan sebagai bahan pasta gigi
• Magnesium untuk membuat campuran logam yang ringan dan liat, contohnya digunakan pada alat-alat rumah tangga
  • Senyawa Magnesium sulfat digunakan untuk pupuk, obat-obatan dan lampu Blitz
»»  READMORE...

Tugas Siswa

LEMBAR KERJA SISWA

MENGAMATI WARNA NYALA LOGAM ALKALI TANAH
Alat dan bahan
Pelajari cara kerja berikut, kemudian siapkanlah alat dan bahan yang diperlukan.

Tuliskan alat dan bahan!
Cara kerja
1. Siapkan kristal CaCl2 dalam kaca arloji

2. Tuangkan larutan asam klorida pekat ke dalam dua tabung reaksi masing-masing sebanyak kira-kira 1 ml

3. Celupkan ujung kawat nikrom ke dalam Hcl pekat dalam tabung I, kemudian masukan kedalam nyala api yang panas. Ulangi pekerjaan ini sampai kawat nikrom bersih (tidak memberi warna nyala lain).

4. Celupkan ujung kawat nikrom yang telah bersih ke dalam HCl pekat dalam tabung II, kemudian ke dalam kristal CaCl2 (pada kaca arloji). Selanjutnya masukan ujung kawat nikrom itu ke dalam nyala api yang panas.Catat pengamatan anda!

5. Ulangi prosedur 3 dan 4 diatas dengan menggunakan senyawa yang lain seperti SrCl2 dan BaCl2



Analisis Data/ Pertanyaan
1. Spesi mana dari senyawa-senyawa logam diatas (kation atau anion) yang memberikan warna nyala?
2. Jelaskan bagaimana unsur menghasilkan spektrum warna?
3. Simpulkan reaksi nyala senyawa logam alkali tanah!

»»  READMORE...

Evaluasi

SOAL PG

1. Dibawah ini adalah data tes nyala pada alkali tanah :


Nyala warna hijau dihasilkan oleh logam...
     a. Barium b. Magnesium c. Berilium d. Strontium e.Kalsium
2. Pada elektrolisis cairan magnesium klorida,zat yang terbentuk di katode adalah...
    a. Oksigen b. Hidrogen c. Air d. Klorida e. Magnesium
3. Diantara basa dibawah ini yang kelarutannya paling besar adalah...
   a. Magnesium Hidroksida
   b. Barium Hidroksida
   c. Kalsium Hidroksida
   d. Berilium Hidroksida
   e. Strontium Hidroksida

4. Unsur alkali tanah yang memilki enenrgi ionisasi paling kecil adalah...
   a. Berilium b. Magnesium c. Kalsium d. Strontium e. Barium
5. Kegunaan dari senyawa magnesium adalah kecuali...
   a. Sebagai obat maag dan sebagai bahan pasta gigi
   b. Untuk membuat campuran logam yang ringan dan liat, contohnya digunakan pada alat-alat rumah tangga
   c. Digunakan untuk pupuk dan obat-obatan
   d. Untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz
   e. Banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi

SOAL ESSAY
1. Mengapa unsur dalam golongan II A pada sistem periodik disebut sebagai senyawa alkali tanah?
2. Bagaimanakah pembuatan unsur alkali tanah?
3. Coba anda bandingkan sifat yang dimiliki alkana tanah dengan alkali!!
»»  READMORE...

Video Magnesium

video
»»  READMORE...