
TUGAS MATA KULIAH KIMIA ANORGANIK
UNSUR LOGAM
![]() |
DISUSUN OLEH :
Adiba Dian
Kusumawati NIM : 126289
Amelya
Setyawati NIM : 126309
Ike Setya
Puspita Sari NIM : 126415
KELAS : IC
KELOMPOK : 6
AKADEMI KIMIA ANALISIS
Jalan Ir. H. Juanda No. 7, Bogor
Tahun Ajaran 2012/2013
UNSUR
LOGAM
A.
Pendahuluan
Tentang Logam
Dalamkimia, sebuah logam
(bahasa Yunani: Metallon) adalah sebuahunsur kimiayang siap membentukion(kation).
Logam adalah salah satu dari tiga kelompok unsur yang dibedakan oleh
sifationisasidanikatan, bersama denganmetaloiddannonlogam.
Logam
adalah unsur yang jumlah elektron dikulit terluar atomnya lebih kecil atau sama
dengan nomor perioda. Gaya ikatan logam disebabkan adanya elektron-elektron
yang ter”delokalisasi”. Derajat kohesi yang besar yang disebabkan oleh
elektron-elektron yang ter”delokalisasi” menyebabkan logam mempunyai titik
leleh, titik didih dan kerapatan yang tinggi. Pergerakan dari elektron valensi
menyebabkan logam mempunyai daya hantar listrik dan panas yang besar.
Logam
dapat mengkristal dalam bentuk heksagonal dan kubus bersifat muka dan kubus
berpusat badan. Unsur logam dapat membentuk io positif :

Hanya
emas dan logam golongan platina yang terdapat di alam dalam keadaan bebas,
sedangkan pada umumnya, logam terdapat sebagai senyawa. Senyawa-senyawa semacam
itu yang terdapat di alam disebut mineral.
B. Jenis Logam
Dalam sistem periodik, dari bawah ke atas dan
dari kiri ke kanan, sifat logam unsur semakin berkurang dan sifat non logam
semakin bertambah.
Kelompok unsur
logam :
1. Logam Alkali (Alkali
metals) : Lithium(Li), Natrium(Na),
Potassium(K),
Rubidium(Rb),
Cesium(Cs), Francium(Fr).
2. Logam Alkali Tanah (Alkaline earth metals) : Beryllium(Be), Magnesium(Mg),
Calcium(Ca),
Strontium(Sr), Barium(Ba), Radium(Ra).
3. Logam Transisi (Transitional metals), Lanthanide series
dan Actinide series.
4. Logam
Lainnya (Other
metals) antara lain: Aluminium (Al),
Gallium (Ga), Indium(In), Thallium (Tl), Ununtrium (Uut), Tin (Sn), Lead (Pb),
Ununquadium (Uuq),Bismuth (Bi), Ununpentium (Uup), Ununhexium (Uuh)
Kelompok unsur Metaloid (semi logam) :

C.
Sifat-Sifat
Logam
Sifat logam berhubungan
dengan kemampuan suatu atom melepas elektron atau menjadibermuatan positip
(membentuk kation). Sedangkan sifat nonlogam berhubungan dengankecenderungan
suatu atom untuk menerima elektron atau menjadi bermuatan negatif(membentuk
anion).
Sifat Kimia Logam
Sifat-sifat kimia logam antara lain:
1.
Logam
memiliki
energi ionisasi yang rendah, oleh karena itu logam cenderung melepaskan
elektronnya dengan mudah. Logam cenderung melepaskan elektron daripada
menangkap elektron untuk membentuk kation. Logam berikatan dengan lainnya untuk
mencapai stabil. Contohnya,Na+, Mg2+, Al3+ .
2.
Umumnya
logamcenderung memiliki titik leleh titik didih yang tinggi karena kekuatan
ikatan logam. Kekuatan ikatan berbeda antara logam yang satu dengan logam
yang lain tergantung pada jumlah elektron yang terdelokalisasi pada lautan
elektron, dan pada susunan atom-atomnya.Sifat titik leleh menunjukkan kekerasan
logam, titik leleh yang tinggi artinya logamnya keras, sedangkan titik leleh
rendah artinya logamnya lemah. Semua logam memiliki titik leleh yang tinggi,
kecuali merkuri (Hg), cerium (Ce), galium (Ga), timah (Sn) dan timbal
(Pb).
3.
Logam
memiliki
1 sampai 3 elektron dalam kulit terluar dari atom-atomnya.
4.
Kebanyakan
logam oksida yang larut dalam air bereaksi untuk membentuklogam hidroksida. Contonya: logam oksida+air → logam hidroksida
Na2O(s)+H2O(l) → 2NaOH(aq)
CaO (s)+H2O(l) → Ca(OH)2(aq)
5.
Logam
oksida bereaksi denganasammembentukgaramdan air. Contohnya:
logam oksida+asam → garam+air
MgO(s)+2HCl(aq) → MgCl2(aq)+H2O(l)
NiO(s)+H2SO4(aq) → NiSO4(aq) + H2O(l)
Sifat Fisis Logam
Pada umumnya unsur logam mempunyai sifat fisis, antara
lain:
1.
Logam
akan memantulkan sinar yang datang dengan panjang gelombang dan frekuensi yang
sama sehingga logam terlihat lebih mengkilat. Contohnya, emas (Au), perak
(Ag), besi (Fe), dan seng (Zn).
2.
Logam
dapat menghantarkan panas ketika dikenai sinar matahari, sehingga logam akan
sangat panas (terbakar). Energi panas diteruskan oleh elektron sebagai
akibat dari penambahan energi kinetik. Hal ini menyebabkan elektron bergerak
lebih cepat. Energi panas ditransferkan melintasi logam yang diam melalui
elektron yang bergerak.
3.
Logam
juga dapat menghantarkan listrik karena elektronnya terdelokalisasi bebas
bergerak di seluruh bagian struktur atom. Tembaga (Cu) sering dipakai dalam
pembuatan kawat penghantar lisrik.
4.
Meabilitas,
yaitu kemampuan logam untuk ditempa atau diubah menjadi bentuk lembaran. Sifat
ini digunakan oleh pandai besi untuk membuat sepatu kuda dari batangan logam.
Gulungan baja (besi) penggiling menggunakan sifat ini saat mereka mengulung
batangan baja menjadi lembaran tipis untuk pembuatan alat-alat rumah tangga.Hal
ini karena kemampuan atom-atom logam untuk menggelimpang antara atom yang satu
dengan atom yang lain menjadi posisi yang baru tanpa memutuskan ikatan logam.
5.
Duktilitasyaitu
kemampuan logam dirubah menjadi kawat dengan sifatnya yang mudah meregang jika
ditarik. Tembaga (Cu) dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan kawat.
6.
Semua
logam merupakan padatan pada suhu kamar dengan pengecualian raksa atau merkuri
(Hg) yang berupa cairan pada suhu kamar.
7.
Semua
logam bersifat keras, kecuali natrium (Na) dan kalium (Ca), yang lunak dan
dapat dipotong dengan pisau.
8.
Umumnya
logam memiliki kepadatan yang tinggi sehingga terasa berat jika dibawa.
9.
Logam
juga dapat menimbulkan suara yang nyaring jika dipukul, sehingga dapat
digunakan dalam pembuatan bel atau lonceng.
10.
Logam
dapat ditarik magnet, sehingga logam disebut diamagnetik, misalnya besi (Fe).
SIFAT-SIFAT LOGAM YANG KHAS
1.
Penghantar Listrik yang Baik.Elektron
valensi yang mudah bergerak memungkinkan muatan negatif yang berasal
dari luarmendorong lautan electron, sehingga listrik dapat mengalir
melalui logam.
2.
Penghantar Panas Yang Baik.Bila bagian tertentu dari logam dipanaskan, maka elektron-elektron
pada logam tersebut akanmenerima sejumlah energi, sehingga energi kinetiknya
bertambah dangerakkannya semakincepat. Elektron yang bergerak cepat itu akan menyerahkan sebagian
energikinetiknya kepadaelektron lain sehingga seluruh bagian logam menjadi
panas dan naik suhunya.
3.
Dapat Ditempa dan Ditarik. Elektron valensi yang berada dalam logam, mengelilingi ion
logamyang bermuatan positifsecara simetris karena gaya tarik antar ionlogam dan
elektron valensi sama ke segala arah.Sehingga bila ditempa, logam tidak akan
remuk, tetapiakan menggeser.
4.
Mengkilap JikaDigosok atau
Terkena Cahaya. Bila cahaya tampak jatuh pada
permukaan logam, sebagian elektron valensi yang mudahbergerak akan tereksitasi.
Ketika elektron yang tereksitasi kembali pada
keadaan dasarnya,maka energi cahaya dengan panjang gelombang tertentu akandipancarkan
kembali.
5.
Memilki Kerapatan Relatif
Tinggi. Sifat kerapatan logam
menunjukkan struktur logam, seperti pada gambar.
|
|
|

Tipe a : struktur kubus sederhana (sc = simple cubic), Tipe b
:struktur kubus berpusat tubuh (bcc = body centered cubic), Tipe c :struktur
kubus berpusat muka (fcc = facecentered cubic).
6.
Berwujud Padat, Keras, dan Kuat Pada SuhuKamar, Kecuali Raksa (Hg).
Penggelimpangan lapisan atom antara yang
satu dengan yang lain ini dihalangi oleh batas butiran karena baris atom tidak
tersusun sebagai mana mestinya. Hal ini mengakibatkan semakin banyak batas
butiran (butiran-butiran kristal lebih kecil), menyebabkan logam lebih keras.
Untuk mengimbangi hal ini, karena batas
butiran merupakan suatu daerah dimana atom-atom tidak berkaitan dengan baik
satu sama lain, logam cenderung retak pada batas butiran. Kenaikan jumlah batas
butiran tidak hanya membuat logam menjadi semakin kuat, tetapi juga membuat
logam menjadi rapuh.
D. Sumber
dan Cara Memperoleh Logam
1.
Metalurgi
Metalurgi adalah sains dan
teknologi logam tentang produksi logam dari bijihnya, pemurnian logam dan studi
tentang sifat dan penggunaannya. Metalurgi adalah proses pengolahan bahan-
bahan alam menjadi logam unsure yang selanjutnya menjadi logam dengan sifat-sifat
yang diinginkan. Bahan anorganik alam yang ditemukan dikerak bumi disebut
mineral, contohnya bauksit dan aluminosilikat sedang mineral yang dapat
dijadikan sumber untuk memproduksi bahan secara komersial disebut bijih. Bijih
logam yang paling umum adalah barupa oksida, sulfide, karbonat,silikat, halide
dan sulfat. Silikat sebenarnya melimpah, tetapi relative tidak berharga karena
pengolahan nya sulit. Ada 3 tahap prosedur dan produksi logam yaitu:
a) Pemekatan
bijih
Ada
2 macam cara pemekatan yaitu cara fisika dan cara kimia
Ø Cara
fisika: pencucian dengan penyemprotan air dapat membersihkan mineral dari batu
reja ( karang yang tidak diinginkan ). Pada floatasi, bijih logam dicampur
dengan zat aktif permukaan misalnya detergent atau zat pembusa. Ke dalam
campuran ini dihembuskan udara. Bijih logam melekat pada gelombung busa dan
mengapung sedangkan batu reja turun kedasar wadah sehingga logam dapat
dipisahkan. Dengan elektromagnetit biji besi seperti magnetit, fe3O4
tertarik oleh magnet sehingga terpisahkan dari karang.
Ø Cara
kimia: bauksit diolah dengan larutan NaOH pekat. Al2O3
melarut dan mengahasilkan ion aluminat (AlO2-)

Setelah dipisahkan dari
batu reja lalu diasamkan, Al(OH)3 yang terbentuk dipijarkan untuk
memperoleh alumina.

b. Ekstraksi
Proses
ekstraksi logam dapat dibagi dalam 3 macam, yaitu pirometalurgi,
hidrometalurgi, dan elektrometalurgi.
·
Pirometalurgi
Proses
ini menggunakan kalor untuk mengubah atau mereduksi mineral. Sebelum proses
reduksi dilakukan sintering (pemanasan untuk membentuk partikel lebih besar),
kalsinasi (pemanasan untuk menghilangkan gas yang mudah menguap), dan roasting
(pemanggangan).
-
Sintering: pemanasan (tidak sampai
meleleh) untuk membentuk partikel lebih besar.
-
Kalsinasi: pemanasan untuk menghilangkan
gas atau produk yang mudah menguap.


-
Roasting : pada pemanasan terjadi reaksi
kimia antara bijih dan gas yang terdapat dalam tungku. Pada pemanggangan yang
terjadi oksidasi dan reduksi dapat disertai dengan kalsinasi.


Biji logam yang kurang reaktif seperti raksa dapat
dipanggang sampai menjadi
logam
bebas.

Logam
bebas dapat terbentuk jika didalam tungku terdapat karbon monoksida.

Logam seperti titanium yang sukat
diperoleh dalam kedaaan bebas, dengan pemanggangan diubah menjadi klorida
kemudian direduksi. Untuk memperoleh
klorida, oksida logam (karbida logam) dipanggang dalam atmosfer khlor.

-
Peleburan
adalah
proses pada suhu tinggi. Pada proses materi yang berbentuk dalam reaksi kimia
memisah dalam dua lapisan atau lebih. Dua lapisan yang penting adalah leburan
dan terak (slag).

(batu raja) (fluks) (terak)
·
Hidrometalurgi
Proses
ini merupakan teknik untuk mengekstrak logam dari bijihnya dengan reaksi dalam
larutan air. Proses penting dalam hidrometalurgi adalah leaching. Setelah proses leaching
logam atau senyawa akan terlarut dalam bentuk ion biasa atau ion kompleks.

(bijih
tembaga) (larutan leach)
Setelah
logam dalam bijih diubah menjadi ion dalam larutan, kemudian direduksi,

·
Elektrometalurgi
Proses
ini menggunakan energi listrik untuk mereduksi mineral atau memurnikan logam.
Contoh elektrometalurgi adalah proses ekstraksi logam natrium dan aluminium.
c. Pemurnian
Logam
perlu dimurnikan karena zat pengotor dapat menyebabkan logam tidak dapat
digunakan dengan baik dan zat pengotor dalam logam juga memeiliki nilai
ekonomis.
Cara
memurnikan logam:
-
Elektrolisis (tembaga)
-
Oksidasi zat pengotor (besi)
-
Distilasi logam dengan titik leleh
rendah (raksa dan seng)
2.
LOGAM
STRATEGI
Suatu masyarakat industry modern
bergantung pada persediaan sejumlah logam. Keberuntungan dari sumber mineral
tertentu sangat penting bagi ketahanan nasinal yang berkaitan dengan ekonomi
dan sekuriti militer. Logam – logam tersebut di bawah ini merupakan komponen
terpentingbagi masyarakat jet modern dan alat- alat perang mutakhir.
Kobalt,
molebden, niobium, tantalum, dan vanadium bukan logam yang kita jumpai
disekitar rumah kita. Namun, kehidupan manusia masa kini akan lain, tanpa
logam-logam ini. Mangan, niobium, kromium, dan molibden digunakan untuk
memperkeras baja. Jika persendian logam ini habis, maka manusia tidak dapat
membuat mesin, mobil atau peralatan industry lainnya.
Beberapa Mineral Bijih Logam
Logam
|
Mineral
|
Rumus
|
Besi
Nikel
Alumunium
Timah
Tembaga
|
Magnetic
Hematite
Siderit
Pirit
Pentlandit
Garnerit
Bauksit
Kasiterit
Kalkopirit
Malasit
Kuprit
Kalkosit
|
Fe3O4
Fe2O3
FeCO3
FeS2
FeNiS
H2(NiMg)SiO4.2H2O
Al2O3.H2O
dan Al2O3.3H2O
SnO2
CuFeS2
Cu2(OH)2CO3
Cu2O
Cu2S
|
E. Reaksi
Kimia
1. Reaksi
antara logam-logam alkali dan oksigen menghasilkan oksida, M2O,
peroksida, M2O2 , dan superoksida,MO2
Li → Li2O
Na →
Na2O + Na2O2
K →
K2O2 + KO2
Rb
→
RbO2
Cs
→
CsO2
2. Reaksi
logam alkali (M) dengan unsur-unsur bukan logam halogen, N2, S, P,
dan H2
2
M + Cl2 → 2 MCl
6
M + N2 → 2 M3N
2M
+ S → M2S
3 M + P → M3P
2
M + H2 → 2 MH
(hanya
litium yang bereaksi secara langsung dengan nitrogen)
3. Reaksi
dengan air
2
M + 2 H2O → 2 MOH + H2
(litium
lambat bereaksi, natrium meleleh dan
logam lain menyala)
4. Dengan
asam encer
2
M + 2H+ → 2M+ + H2
(terjadi
ledakan)
5. Gas
amonia pada suhu 400OC
2
M + 2 NH3 → 2 MNH2 + H2
6. Alumunium
klorida dengan pemanasan
3
M + AlCl3 → 3 MCl + Al
F.
Identifikasi Unsur Logam
1.Uji
nyala
Ujiini dilakukan dengan mencelupkan kawat platina ke dalam HCl(p)dan
kemudian kawat ditempelkan ke serbuk zat
yang akan diperiksa lalu dipanaskan ke dalam nyala bunsen yang tak berwarna dan
diperhatikan :
-
warna nyala yang dihasilkan dalam pemeriksaan uji nyala zat yang diperiksa
harus berupa padatan, tidak bisa larutan
- HCl(p)
berguna untuk mengubah zat yang dianalisa menjadi garam Klorida-nyasehingga
mudah menguap karena uap dari zat inilah yang akan menghasilkanwarna daripada nyala
- Warna
nyala pada unsur Na selalu menggangu pengamatan warna nyala unsur lain,
terutama K. Cara mengatasinya nyala senyawa yang sedang diperiksa dapatdiamati
melaluli kaca kobalt rangkap sehingga warna K tampak sebagai warnamerah anggur
- Kawat
harus bersih dari segala kotoran, cara mengujinya adalah jika dipanaskanmaka
kawat tidak memberikan warna pada nyala. Sebelum analisa,
kawatdipanaskan pada nyala terpanas
- Saat menganalisa,
kawat dipanaskan di bagian api dalam zona mengoksidasi bawah
warna nyala
|
|
Li
|
Merah
|
Na
|
orange cemerlang terus menerus
|
K
|
lilac (pink)
|
Rb
|
merah (lembayung kemerah-merahan)
|
Cs
|
biru lembayung
|
Ca
|
orange-merah
|
Sr
|
Merah
|
Ba
|
hijau pucat
|
Cu
|
biru-hijau (sering disertai percikan
berwarna putih)
|
Pb
|
putih keabu-abuan
|
Asal-usul
warna nyala
Warna nyala dihasilkan dari pergerakan elektron dalam
ion-ion logam yang terdapat dalam senyawa.Sebagai contoh, sebuah ion natrium
dalam keadaan tidak tereksitasi memiliki struktur 1s22s22p6.
Jika dipanaskan, elektron-elektron akan mendapatkan
energi dan bisa berpindah ke orbital kosong manapun pada level yang lebih
tinggi – sebagai contoh, berpindah ke orbital 7s atau 6p atau 4d atau yang
lainnya, tergantung pada berapa banyak energi yang diserap oleh elektron
tertentu dari nyala.Karena sekarang elektron-elektron berada pada level yang
lebih tinggi dan lebih tidak stabil dari segi energi, maka elektron-elektron
cenderung turun kembali ke level dimana sebelumnya mereka berada – tapi tidak
musti sekaligus.Sebuah elektron yang telah tereksitasi dari level 2p ke sebuah
orbital pada level 7 misalnya, bisa turun kembali ke level 2p sekaligus.
Perpindahan ini akan melepaskan sejumlah energi yang dapat dilihat sebagai
cahaya dengan warna tertentu.
Akan tetapi, elektron tersebut bisa turun sampai dua tingkat (atau lebih)
dari tingkat sebelumnya. Misalnya pada awalnya di level 5 kemudian turun sampai
ke level 2.Masing-masing perpindahan elektron ini melibatkan sejumlah energi
tertentu yang dilepaskan sebagai energi cahaya, dan masing-masing memiliki
warna tertentu.Sebagai akibat dari semua perpindahan elektron ini, sebuah
spektrum garis yang berwarna akan dihasilkan. Warna yang anda lihat adalah
kombinasi dari semua warna individual.Besarnya lompatan/perpindahan elektron
dari segi energi, bervariasi dari satu ion logam ke ion logam lainnya. Ini
berarti bahwa setiap logam yang berbeda akan memiliki pola garis-garis spektra
yang berbeda, sehingga warna nyala yang berbeda pula.
2. Identifikasi
Unsur

3. Spektrofotometer
Serapan Atom
Spektrofotometri
Serapan atom (AAS) adalah suatu metode analisis untuk penentuan unsur-unsur
logam dan metaloid yang berdasarkan pada penyerapan (absorpsi) radiasi oleh
atom-atom bebas unsur tersebut.
a.
Prinsip Pengukuran
dengan Spektrofotometer Serapan Atom
Spektrofotometri serapan atom (AAS)
adalah suatu metode analisis yang didasarkan pada proses penyerapan energi
radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat energi dasar (ground state).
Penyerapan tersebut menyebabkan tereksitasinya elektron dalam kulit atom ke
tingkat energi yang lebih tinggi. Keadaan ini bersifat labil, elektron akan
kembali ke tingkat energi dasar sambil mengeluarkan energi yang berbentuk
radiasi.
G.
Kegunaan Logam
1.
Kegunaan logam dalam kehidupan
sehari-hari
Ø Besi
merupakan unsur logam yang paling penting
banyak digunakan dalam kehidupan sehari – hari, misalnya peralatan rumah
tangga, pertanian, konstruksi, mesin, dan persenjataan. Penggunaan besi yang
meluas ini karena bijih besi banyak terdapat di alam. Selain itu, karena besi
mudah ditempa, dapat dibuat baja, penghantar listrik dan panas yang baik.
Ø Aluminium
§ Rumah tangga: sebagai peralatan
dapur, seperti panic, dan wajan
§ Pesawat terbang: sebaga paduan
logam, digunakan untuk membuat badan pesawat.Contohpaduan logam ini adalah
magnalium, yaitu campuran Al dan Mg.
Penggunaan Senyawa Aluminium
1. Tawas: K2SO4Al2(SO4)3.24H2O
Digunakan untuk menjernihkan air
2. Alumina, Al2O3,
digunakan pada industri keramik, gelas dan sebagai ampelas
Ø Timah
Penggunaan
Logam Timah
1. Kaleng (besi yang dilapisi timah)
2. Perunggu (70-95% Cu, 1-25%Zn, dan
1-18%Sn)
Penggunaan Senyawa Timah
1. Timah (II) klorida, SnCl2
Digunakan
sebagai pereduksi dlam pembutan zat warna
2. Timah (II) flourida, SnF2
Digunakan
dalam pasta gigi (odol) yang mengandung flourin untuk menguatkan gigi karena
SnF2 larut dalam air
Ø Nikel
1.
Baja
Nikel (25%Ni): kuat, tahan karat, dan koefisien muai rendah
Digunakan
nuntuk alat ukur (meteran), kawat dan persenjataan
2.
Serbuk
nikel juga dugunakan sebagai katalis dalam pembuatan margarin
Ø Penggunaan Logam Tembaga
1.
Penghantar
(kabel) listrik dan komponen elektronika
2.
Paduan
logam (aliase)
1. kuningan (60-82% Cu dan 18-40% Zn)
2. perunggu (70-95% Cu, 1-25% Zn, dan
1-18% Sn)
Kegunaan
Senyawa Tembaga
Tembaga
(II) sulfat, CuSO4.5H2O
Senyawa
ini berwarna biru dan biasanya dikenal sebagai terusi atau blue vitriol yang
digunakan untuk membunuh jamur (sebagai fungisida). Terusi ini dapat dipakai
untuk:
1.
membunuh
jamur pada air dalam kolam renang
2.
merendam
benih sebul ditabur sehingga benih terhindar dari jamur dan hama lain
Ø Emas
1.
Perhiasan
2.
Komponen listrik kualitas tinggi
3.
Sebagai jaminan moneter
Daftar Pustaka
ü Achmad,
Hiskia dan Edi Kurniawan.2001.Kimia Unsur dan Radiokimia.PT Citra Aditya
Bakti.Bandung.
ü http://www.chem-is-try.orgPukul: 21:45, 18 Sep. 12
ü ocw.usu.ac.id/course/download/.../kimia_slide_mineral.pdf tgl
18 september 2012 Pukul 19.00.
ü Petrucci, Ralph H.1985.Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi
Keempat. PT Erlangga.Jakarta.
0 komentar:
Posting Komentar