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