UNSUR KIMIA GOLONGAN IV A

of 19

Please download to get full document.

View again

All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
PDF
19 pages
0 downs
129 views
Share
Description
UNSUR KIMIA GOLONGAN IV A
Tags
Transcript
  UNSUR KIMIA GOLONGAN IV A BAB II PEMBAHASAN 2.1 Karbon (C)  A.Sejarah Karbon Karbon adalah salah satu unsur golongan IVA yang merupakan unsur nonlogam dan merupakan unsur penyusun senyawa-senyawa organik. Nama karbon berasal dari bahasa latin carbo yang  berarti coal (charcoal) yang artinya arang. Karbon pertama kali ditemukan sebagai arang di zaman prasejarah, bahkan nama penemunya tidak diketahui. Karbon tidak diakui sebagai unsur hingga abad ke-17 setelah Robert Boyle menyatakan bahwa unsur adalah zat yang tidak dapat didekomposisi menjadi zat yang lebih sederhana. Sementara itu, Antoine Laurent Lavoisier, perintis  buku kimia Traité Élémentaire de Chimie yang diterbitkan tahun 1789, menyatakan karbon sebagai unsur yang dapat teroksidasi dan dapat diasamkan. Karbon terjadi secara alami dalam beberapa bentuk. Berlian, grafit, dan amorf karbon telah dikenal sepanjang sejarah tertulis, tapi tidak diketahui bahwa ketiganya adalah bentuk yang berbeda dari substansi yang sama sampai pada akhir abad ke-18. Lavoisier menunjukkan bahwa berlian adalah bentuk karbon pada tahun 1772. Dia membakar  berlian yang sudah ditimbang dengan sampel karbon dan menunjukkan bahwa kedua zat tidak menghasilkan uap air dan menghasilkan jumlah yang sama dari gas karbon dioksida per gram. Karbon merupakan unsur ke-19 yang paling banyak terdapat di kerak bumi yaitu dengan prosentase  berat 0,027%, dan menjadi unsur paling banyak ke-4 terdapat jagat raya setelah hydrogen, helium, dan oksigen. Ditemukan baik di air, darat, dan atmosfer bumi, dan didalam tubuh makhluk hidup. Karbon membentuk senyawaan hampir dengan semua unsur terutama senyawa organik yang banyak menyusun dan menjadi bagian dari makhluk hidup. B. Sifat-sifat Karbon  Adapun sifat fisis dari karbon adalah sebagai berikut: Lambang : C Nomor Atom : 6 Golongan : IVA Periode : 2 Blok : s Massa atom standar : 12,001 sma Konfigurasi elektron : 1s2 2s22p2 Massa jenis : 2,26 g•cm−3  Titik lebur : 3825 K Titik didih : 5100 K Entalpi penguapan : - 715 kJ•mol−1  Kapasitas kalor : 0.709 J .g-1. K-1 Elektronegativitas : 2,55 Potensial ionisasi : 11,260 volt Jari-jari atom : 0,91 Å    Adapun sifat khas dari atom karbon diantaranya adalah sebagai berikut: a. Atom Karbon memiliki 4 elektron valensi.  Atom karbon memiliki empat elektron valensi, keempat elektron valensi tersebut dapat membentuk empat ikatan kovalen melalui penggunaan bersama pasangan elektron dengan atom-atom lain.  b. Atom - atom karbon dapat mengadakan katenasi yaitu kemampuan untuk membentuk rantai karbon. Ada dua bentuk rantai karbon, yaitu terbuka (alifatik, yang terdiri atas rantai lurus dan rantai bercabang) dan tertutup (siklik). Akibat dari katenasi itu adalah timbulnya peristiwa isomeri,  yaitu zat - zat kimia yang mempunyai rumus molekul yang sama tetapi rumus strukturnya berbeda. c. Unsur karbon dapat membentuk ikatan-ikatan kimia yang kuat, baik sebagai ikatan tunggal, ikatan rangkap atau sebagai ganda tiga. Ini terbukti dari besarnya energi ikatan yang dapat kita lihat di bawah ini : Ikatan tunggal : C - C dengan enegi ikatan : + 356 kJ 1/mol Ikatan rangkap: C=C dengan energi ikatan + 598kJ 1/mol Ikatan ganda tiga: C=C dengan energi ikatan: + 813 kJ 1/mol Ikatan tunggal: C - H dengan energi ikatan : + 416 kJ 1/mol Karbon ditemukan di alam ditemukan dalam tiga bentuk alotropik, yaitu amorf, grafit, dan berlian (diamond).  Adapun sifat-sifat karbon berdasarkan alotropinya antara lain: 1. Amorf Unsur karbon dalam bentuk amorf, selain terdapat dialam,juga dihasilkan dari pembakaran terbatas minyak bumi (jumlah oksigen terbatas, sekitar 50 % dari jumlah oksigen yang diperlukan untuk pembakaran sempurna). Secara alami, karbon amorf dihasilkan dari perubahan serbuk gergaji,lignit batu bara,gambut,kayu,batok kelapa,dan biji-bijian. 2. Grafit Grafit adalah zat bukan logam yang mampu mengantarkan panas dengan baik. Bentuk kristal mikro grafit banyak kita kenal sebagai arang,jelaga,atau jelaga minyak. Sifat fiska grafit ditentukan oleh sifat dan luasnya permukaan. Bentuk grafit yang halus akan mempunyai permukaan yang relatif lebih luas,sehingga dengan sedikit gaya tarik akan mudah menyerap gas dan zat terlarut. Grafit, terdapat dalam bentuk padatan yang memiliki ukuran kristal dan tingkat kemurnian yang berbeda- beda. 3. Diamond Diamond adalah salah satu contoh alotrop yang terbaik dari karbon dan memiliki nilai ekonomi yang tinggi, dimana sifatnya yang keras dan memiliki optikal optis sehingga banyak dipakai dalam  berbagai industri dan untuk bahan baku perhiasan. Diamond menjadi mineral alami terkeras yang pernah ada, tidak ada unsur alam yang dapat memotong diamond maupun menarik (merenggangkan) diamond. Setiap karbon yang terdapat dalam diamond berikatan secara kovalen pada empat atom karbon yang lain dalam bentuk geometri tetrahedral. Dan tetrahedral ini membentuk 6 cincin karbon seperti sikloheksana dalam bentuk konformasi “kursi” sehingga hal ini mengakibatka n tidak adanya sudut ikatan yang mengalami ketegangan. Jalinan struktur kovalen yang stabil inilah membuat sifat diamond menjadi keras. C. Kegunaan Senyawa Karbon •  Digunakan dalam bidang industri baja, plastik, cat, karet dan lain-lain  •  Dalam bentuk intan dapat digunakan sebagai perhiasan dan untuk membuat alat pemotong, karena sifatnya yang sangat keras •  Dalam bentuk senyawa-senyawa hidrokarbon, seperti minyak bumi dan turunannya digunakan sebagai bahan bakar, obat-obatan, dan industri-industri petrokimia •  Gas karbondioksida (CO2) digunakan oleh tumbuhan hijau untuk proses fotosintesis yang menghasilkan gas oksigen untuk pernapasan manusia •  Isotop karbon-14 digunakan dalam bidang arkheologi •  Dalam bentuk batu bara digunakan sebagai bahan bakar, •  Arang dapat digunakan untuk mengadsorpsi zat warna dan bahan polutan dalam pengolahan air serta dalam air tebu pada pengolahan gula, selain sebagai obat sakit perut. •  Asam karbonat (H2CO3), digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan garam-garam karbonat. •  Glukosa (C6H12O6), yang bermanfaat sebagai sumber energi yang digunakan untuk proses respirasi. 2.2 Silikon (Si) Silikon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14. Silikon merupakan unsur periode ketiga yang paling banyak terdapat di alam. 28% dari massa kulit bumi mengandung silikon. Silikon adalah unsur kedua yang paling berlimpah di kerak bumi, setelah oksigen.  A. Sejarah Silikon Pada tahun 1789, kimiawan Perancis Antoine Laurent Lavoisier mengusulkan bahwa kuarsa (kristal silikon dioksida) yang mungkin menjadi oksida dari elemen yang sangat umum, namun belum teridentifikasi atau terisolasi. Ada kemungkinan bahwa di Inggris pada tahun 1808 Humphry Davy  berhasil mengisolasi silikon sebagian murni untuk pertama kalinya, namun dia tidak menyadarinya. Di tahun 1811, kimiawan Perancis Joseph L. Gay-Lussac dan Louis Jacques Thenard juga mungkin telah membuat silikon murni dengan mereaksikan kalium dengan apa yang sekarang kita sebut silikon tetrafluorida untuk menghasilkan suatu padatan coklat kemerahan yang mungkin silikon amorf. Pada 1824 kimiawan Swedia Jöns Jakob Berzelius menghasilkan sampel dari silikon amorf, solid coklat, dengan mereaksikan kalium fluorosilikat dengan kalium, memurnikan produk dengan mencuci berulang-ulang. Itu dinamakan silicium unsur baru. Pada saat itu, konsep semikonduktor  berbaring abad di masa depan dan ilmuwan memperdebatkan apakah unsur baru adalah logam atau  bukan logam. Berzelius percaya itu adalah logam, sementara Humphry Davy mengira itu bukan logam. Masalahnya adalah bahwa unsur baru adalah konduktor baik listrik dari nonmetals, tapi tidak sebagus konduktor sebagai logam. Silikon diberi nama pada tahun 1831 oleh kimiawan Skotlandia Thomas Thomson. Dia tetap bagian dari nama Berzelius, dari 'silicis', yang berarti batu. Dia mengubah akhiran elemen dengan elemen on karena itu lebih mirip dengan nonmetals boron dan karbon daripada untuk logam seperti kalsium dan magnesium. (Silicis, atau batu api, mungkin penggunaan pertama kali silikon dioksida). Pada tahun 1854 Henri Deville memproduksi silikon kristal untuk pertama kalinya menggunakan metode elektrolitik. Dia mengelektrolisis lelehan murni sebuah natrium klorida untuk menghasilkan  silisida aluminium. Ketika silikon telah dihilangkan dengan air, meninggalkan kristal silikon. B. Sifat Fisika Silikon Titik leleh, ºC : 1,412 Titik didih, ºC : 2,680 Distribusi elektron : 2,84 Energi pengionan : 8,2 eV/atm atau kJ/mol  jari-jari kovalen, Å : 1,18  jari-jari ion, Å : 0,41 (Si4+) keelektronegatifan : 1,8 C. Sifat Kimia Silikon Silikon murni berwujud padat seperti logam dengan titik lebur 14100C. silikon dikulit bumi terdapat dalam berbagai bentuk silikat, yaitu senyawa silikon dengan oksigen. Unsur ini dapat dibuat dari silikon dioksida (SiO2) yang terdapat dalam pasir, melalui reaksi: SiO2(s) + 2C(s) →  Si(s) + 2CO(g) Silikon murni berstruktur seperti Intan ( tetrahedral) sehingga sangat keras dan tidak menghantarkan listrik, jika dicampur dengan sedikit unsur lain, seperti alumunium (Al) atau boron (B). silikon bersifat semikonduktor (sedikit menghantarkan listrik), yang diperlukan dalam berbagai peralatan, elektronik, seperti kalkulator dan Komputer. Itulah sebabnya silikon merupakan zat yang sangat penting dalam dunia modern. Untuk itu dibutuhkan silikon yang kemurniannya sangat tinggi dan dapat dihasilkan dengan reaksi: SiCl4(g) + 2H2(g) →  Si(s) + 4HCl(g) Jari-  jari silikon lebih besar dari karbon, sehingga tidak dapat membentuk ikatan π (rangkap dua atau tiga) sesamanya, hanya ikatan tunggal (σ). Karena itu silikon tidak reaktif pada suhu kamar dan tidak bereaksi dengan asam, tetapi dapat bereaksi dengan basa kuat seperti NaOH. Si(s) + 4OH-(aq) →  SiO4(aq) + 2H2(g) Pada suhu tinggi, silikon dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrida, dan dengan halogen membentuk halide, seperti: Si(s) + 2H2 →  SiH4 Si(s) + 2Cl2 →  SiCl4 Batuan dan mineral yang mengandung silikon, umumnya merupakan zat padat yang mempunyai titik tinggi, keras, yang setiap keping darinya merupakan suatu kisi yang kontinu terdiri dari atom-atom yang terikat erat. Sebuah contoh dari zat padat demikian, adalah silikon dioksida, yang terdapat dialam dalam bentuk kuarsa, aqata (akik), pasir, dan seterusnya. D. Reaksi Silikon a. Reaksi dengan Halogen Silikon bereaksi dengan halogen secara umum, bahkan sampai terbakar dalam gas flour (menggunakan suatu atom halogen). Si + 2X2 →  SiX4  b. Asam-oksi yang umum Bila dipanaskan dalam udara, unsur ini bereaksi dengan oksigen dalam reaksi pembakaran yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida SiO2, pada hakikatnya tidak reaktif dengan air pada suhu-suhu biasa. Namun, dua asam silikat sederhana adalah asam ortosilikat, H4SiO4, dan asam metasilikat, H2SiO3. Kedua senyawa ini praktis dan larut dalam air, tetapi mereka memang bereaksi dengan basa.  Contohnya: H4SiO4(s) + 4 NaOH(aq) →  Na4SiO4(aq) + H2O(aq) (nartium ortosilikat) Bila kering seBagian (parsial) asam silikat disebut gel silika (suatu asam yang agak mirip dengan garam buatan, NaCl). Dalam bentuk ini ia mempunyai kapasitas menyerap yang besar terhadap uap air, belerang dioksida, asam sitrat, benzena dan zat-zat lain, ia digunakan secara luas sebagai bahan untuk menghilangkan kelembaban dalam wadah-wadah kecil yang tertutup. Garam-garam asam oksi dari kedua asam silikat tadi meliputi; Na2SiO3 natrium metasilikat Na4SiO4 natrium ortosilikat Mg2SiO4 magnesium ortosilikat LiAl(SiO3)2 litium alumunium metasilikat Semua silikat ini kecuali silikat dari Na+, K+, Rb+, Cs+, dan NH4+, praktis tidak larut dalam air. Semua silikat yang larut, membentuk larutan yang berasifat basa bila dilarutkan dalam air. Ion SiO32-, bertindak sebagai basa dengan menghilangkan proton dari air. SiO32-(aq) + H2O(aq) →  HSiO3-(aq) + OH-(aq) Suatu sifat kimia yang penting dari silikon adalah kecenderungan yang membentuk molekul yang signifikan besar. Silikon cenderung membentuk ikatan tunggal (masing-masing membentuk 4 dan 3 ikatan tunggal). Silikon membentuk molekul-molekul dan ion-ion raksasa, atom oksigen membentuk kedudukan yang berselang-seling. D. Karakteristik silikon  Atom silikon seperti halnya atom karbon, dapat membentuk empat ikatan secara serentak silikon dalam susunan petrahedral, unsur Si mengkristal dengan struktur kubus pusat muka (fcc) seperti intan, silikon bersifat semi konduktor. Dalam siloka SiO2, setiap atom Si terikat pada empat atom O dan tiap atom O terikat pada dua atom Si. Susunan struktur tersebut membentuk jaringan yang sangat besar, yaitu struktur kristal kovalen raksasa (seperti intan). Kuarsa mempunyai titik leleh tinggi dan bersifat insulator. Kuarsa merupakan bentuk umum untuk silika namun, sesungguhnya  bentuk-bentuk silika lain banyak, sehingga umumnya disebut mineral silika. Sebagian besar silika tidak larut dalam air. Hanya silikat dari logam alkali yang dapat diperoleh sebagai senyawa yang larut dalam air. Sifat umum dari mineral silikat adalah kekomplekan anion silikatnya, namun struktur dasarnya merupakan tetrahedral sederhana dari empat atom O disekitar atom pusat Si, tetrahedral ini dapat berupa: Unit terpisah   •  Bergabung menjadi rantai atau cincin dari 2,3,4 atau 6 gugus   •  Bergabung membentuk rantai tunggal yang panjang atau rantai ganda   •  Tersusun dalam lembaran   •  Terikat menjadi kerangka tiga dimensi   •  SiO44-(aq) + 4H+(aq) →  Si(OH)4(aq) E. Reaktifitas silikon dan senyawanya Kereaktifan silikon sama halnya dengan boron dan karbon yaitu sangat tak reaktif pada suhu biasa. Bila mereka bereaksi, tak ada kecendrungan dari atom-atom mereka untuk kehilangan elektron-elektron terluar dan membentuk kation sederhana, seperti B3+, C4+ dan Si4+. Ion-ion kecil ini akan mempunyai rapatan muatan begitu tinggi, sehingga eksistensinya tidaklah mungkin. Namun atom-atom ini biasanya bereaksi dengan persekutuan antara elektron merekamembentuk ikatan kovalen. Bila dipanaskan dalam udara, unsur-unsur itu bereaksi dengan oksigen dalam reaksi pembakaran  yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida B2O3, CO2 dan SiO2,Ketiga oksida ini bersifat
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks