• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Kimia unsur (Unsur Transisi Periode Keempat)
 

Kimia unsur (Unsur Transisi Periode Keempat)

on

  • 23,557 views

 

Statistics

Views

Total Views
23,557
Views on SlideShare
23,557
Embed Views
0

Actions

Likes
15
Downloads
991
Comments
3

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel

13 of 3 previous next Post a comment

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Kimia unsur (Unsur Transisi Periode Keempat) Kimia unsur (Unsur Transisi Periode Keempat) Presentation Transcript

    • Unsur-Unsur Transisi Periode Keempat terdiri dari :1. Skandium (Sc)2. Titanium (Ti)3. Vanadium (V)4. Kromium (Cr)5. Mangan (Mn)6. Besi (Fe)7. Kobalt (Co)8. Nikel (Ni)9. Tembaga (Cu)10.Seng (Zn)
    • KEBERADAAN UNSUR UNSUR LOGAM TRANSISIDI ALAMUnsur Keberadaan di AlamSkandium Sc terutama terdapat pada mineral tortveitil (~34% Sc), wikit,bijih Sn, dan tungsten. Bentuk dasar adalah Sc2O3. Logam Scdiperoleh sebagai produk samping pemurnian uranium.Titanium Ti merupakan unsur peringkat ke-10 terbanyak di kerak bumi.Ti biasanya terdapat dalam bentuk mineralrutile (TiO2) atau ilmenite (FeTiO3 ).Vanadium V terdapat di kerak bumi dengan kadar ~0,02%. V terdapatpada mineral patronit (VS4), Vanadinit [Pb5(VO4-)3Cl], dankamotit [K2(UO2)2(VO4-) 2·3H2O ]Kromium Cr terdapat pada mineral kromit [Fe,Mg(CrO4].
    • Unsur Keberadaan di AlamMangan Mn terutama terdapat pada pirolusit (MnO₂),psilomelan*(Ba,H₂0)2Mn₅O₁₀+, dan rodokrosit (MnCO₃). Logam Mndiekstraksi dari pirolusit.Besi Fe merupakan unsur kedua terbanyak di alam. Besi ditemukandalam mineral hematit (Fe₂O₃), magnetit (Fe₃O₄ ) ,siderit (FeCO₃), limonit (2Fe₂O₃∙3H₂O), dan pirit (FeS₂)Kobalt Co berada sebagai senyawa kobaltin (CoAsS) dan lineit (CO₃S₄). Comurni dihasilkan dari produk samping pemurnian Ni,Cu, dan Fe.
    • Nikel Ni ditemukan dalam mineral pentlandit [(NiFe)₉S₈+ . Logam Nidiperoleh dengan memanaskan bijih besi dalam tungkupembakaran.Tembaga Cu ditemukan dalam bentuk unsur maupun senyawa sulfida dalammineral kalkopirit (CuFeS₂) ,kovelin (CuS), kalkosit (Cu₂S) atauseperti kuprit (Cu₂O)Seng Zn ditemukan di dalam mineral zinkblende/spalerit (ZnS), kalamin,franklinit, smitsonit, (ZnCO3), wilemit, dan zincite (Zn0).
    • SIFAT FISIS UNSUR-UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPATSifat Atomik Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu ZnJari-jari logam (pm) 144 132 122 118 117 117 116 115 117 125Energi Ionisasi I (kJ/mol) 631 658 650 653 717 759 758 737 746 906Keelektronegatifan 1,3 1,5 1,6 1,6 1,5 1,8 1,8 1,8 1,9 1,6Biloks (maksimum) +3 +4 +5 +6 +7 +6 +5 +4 +3 +2
    • Sifat fisis Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu ZnKerapatan (kg/m3) 2.990 4.500 5.960 7.200 7.200 7.860 8.900 8.900 8.920 7.140Kekerasan (Mohs) - 6,0 7,0 8,5 6,0 4,0 5,0 4,0 3,0 2,5Titik Leleh (0C) 1.541 1.668 1.890 1.857 1.244 1.535 1.495 1.453 1.083 419Titik Didih (0C) 2.830 3.287 3.407 2.672 2.061 2.861 2.927 2.913 2.567 907∆Hfus (KJ/mol) 14.1 15,5 20,9 16,9 12,1 13,8 16,2 17,5 13,1 7,32∆Hv (KJ/mol) 314 421 452 344 226 350 377 370 300 115Daya Hantar Listrik (MΩ-1 cm-1)0.018 0,023 0,049 0,077 0,007 0,099 0,172 0,143 0,596 0,166Daya Hantar Panas (W/cmK) 0.158 0,219 0,307 0,937 0,078 0,802 1,00 0,907 4,01 1,16
    • Untuk dapat mempelajari kereaktifanunsur-unsur transisi periode keempat,dapat digunakan data Sifat Atomikdan Konfigurasi Elektron.
    • Dalam upaya mencapai konfigurasi gas mulia, logamtransisi akan melepas elektron-elektron di subkulit s dan d –nya.Karena jumlah elektron di subkulit d yang tergolongbanyak, maka dibutuhkan energi yang lebih besar untuk melepaselektron-elektron tersebut.Hal ini ditunjukkan dari kecenderungan nilai energiionisasi nya yang secara umum bertambah dari Sc ke Zn, meskiada fluktuasi. Dengan demikian, diharapkan kereaktifan unsur-unsur transisi akan berkurang dari Sc ke Zn.Namun demikian, di dalam prakteknya, ada faktor lainyang mempengaruhi kereaktifan logam transisi, yakni :karakteristik lapisan oksida yang terbentuk pada permukaanunsur sewaktu unsur teroksidasi/ bereaksi.
    • Kereaktifan unsur-unsur transisi periode keempat juga ditunjukkan dari nilaiPotensial reduksi standar (E⁰) pada tabel berikut :E⁰ (Volt)Periode 4 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu ZnM + 2e⁻ ↔ M - -1,63 -1,13-0,90 -1,18 -0,44 -0,28 -0,25 +0,34 -0,76
    • Sifat magnetik suatu unsur disebabkan keberadaan elektron yang tidakberpasangan di dalam orbital atomnya.Kemungkinan adanya elektron tidak berpasangan cenderung ditemuipada atom dari unsur dengan subkulit yang terdiri dari banyak orbital, yaknisubkulit d dan f.Seperti diketahui, sebagian besar unsur-unsur transisi periode keempatmemiliki elektron-elektron yang tidak berpasangan dalam orbital-orbital disubkulit d –nya,Hal ini menyebabkan unsur-unsur ini menjadi mudah tertarik ke medanmagnet luar.
    • Elektron yang Tidak Berpasangan
    • Berdasarkan sifatnya dalam medan magnet luar, sifatmagnetik zat dapat dibedakan menjadi :a. DiamagnetikSifat diamagnetik dimiliki zat yang semua elektronnya sudahberpasangan (↑↓) dimana momen magnetiknya saling meniadakan.Sewaktu diletakkan dalam medan magnet, zat ini akan ditolak sedikitoleh medan magnet.b. ParamagnetikSifat paramagnetik dimiliki zat yang mempunyai setidaknya 1 elektrontidak berpasangan (↑). Dalam medan magnet luar, momen-momenmagnetik atom yang terdistribusi acak akan tersusun berjajar. Zat akantertarik ke medan magnet luar tersebut.
    • Tingkat Oksidasi Unsur-UnsurTransisi Periode Keempat
    • Warna Senyawa
    • Proses Ekstraksi BesiTahapan ekstraksi Fe dari bijih besi :-Bijih besi, batu kapur (CaCO₃), dan kokas (C) dimasukkan daribagian atas tanur.-Kemudian, udara panas ditiupkan kebagian bawah tungku agar Cbereaksi dengan O₂ membentuk CO₂.-Gas CO₂ yang terbentuk selanjutnya akan bergerak ke atas danbereaksi lebih lanjut dengan C untuk membentuk CO.C (s)+ O₂(g) → CO₂(g)CO₂(g) + C(s) → 2CO (g)
    • -Produk reaksi yakni gas CO kemudian bergerak naik dan mulaimereduksi senyawa-senyawa besi pada bijih besi.Reaksi keseluruhannya dapat ditulis debagai berikut :Fe yang terbentuk akan mengalir dan berkumpul di bawah.Karena suhu di bawah lebih tinggi sekitar 2000⁰C, Fe akan beradadalam bentuk lelehannya.3Fe₂O₃(s) + CO(g) → 2Fe₃O₄ (s) + CO₂(g)Fe₃O ₄(s) + CO(g) → 3FeO(s) + CO₂(g)FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO₂(g)Fe₂O₃(s) + 3CO → 2Fe(l) + 3CO₂(g)
    • -Sementara itu, CaCO₃ dalam tanur akan terurai menjadi CaO-CaO yang terbentuk akan bereaksi dengan pengotor yang bersifatasam yang ada dalam bijih besi, seperti pasir silika. Reaksi inimenghasilkan senyawa dengan titik didih rendah yang disebutterak (slag).CaO(s) + SiO₂(s) → CaSiO₃(l)
    • -Lelehan terak kemudian akan mengalir ke bagian bawah tanur.Karena kerapatan lelehan terak yang lebih rendah dibandingkanlelehan besi, maka lelehan terak berada di atas lelehan besisehingga keduanya dapat dikeluarkan secara terpisah. (Secaratidak langsung, lelehan terak ini melindungi lelehan besi dariteroksidasi kembali).Besi yang terbentuk di dalam tanur tiup masihmengandung pengotor dan bersifat cukup rapuh. Besi ini disebutjuga besi gubal. Besi gubal dapat dicetak langsung menjadi besituang atau diproses lebih lanjut menjadi baja, tergantung dariaplikasinya.
    • Proses Ekstraksi TembagaBijih tembagadiolah dulu agarkandungannyamenjadi sekitar25-35% Cu.TungkuPeleburanTungkuPemisahanPerakTungkuKonversiPemurniandenganPembakaranPembuatananode CuTembaga anodedengan kandungan99,4% Cu masuk keproses elektrolisisuntuk menghasilkan~99,999% CUDiagram proses ekstraksi tembaga :
    • a. Sebagai Magnet
    • b. Sebagai KatalisKatalis Aplikasi IndustriV₂O₅ Untuk produksi H₂SO₄ menggunakan proses kontak.FeSerbuk Fe dan garam lainnya digunakan sebagaikatalis dalam proses Haber-Bosch untuk produksiNH₃.NiUntuk hidrogenasi (penambahan hidrogen) kedalam minyak dari tumbuh-tumbuhanTiCl₃ Untuk polimerisasi etena menjadi polietena.Penggunaan unsur-unsur transisi periode keempat sebagai katalisterkait dengan sifat karakteristiknya, yakni memiliki berbagai tingkatoksidasi.Hal ini memberikan alternatif bagi jalur reaksi dengan energi aktivasiyang lebih rendah, sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat.
    • c. Sebagai Bahan StrukturLogam transisi mempunyai ikatan logam yang lebih kuatdibandingkan logam utama (non-transisi), dan strukturkristal yang rapat. Hal ini menyebabkan logam transisimemiliki kekuatan mekanik yang tinggi sehinggadigunakan sebagai bahan struktur.
    • d. Sebagai Pewarna
    • e. Sebagai mineral penting dalam tubuhIon Logam Transisi Fungsi dalam tubuhFePeredaran O₂ ke seluruh tubuh,penyimpanan O₂ dalam jaringan otot,respirasi, pembelahan selCu RespirasiZn Kontrol pH darahCo Pembelahan Sel
    • Pertanyaan & Jawaban1. Nama : Yogi SundanaPertanyaan : Sebutkan dampak positif dan negatifpada unsur transisi periode keempat!Jawaban :Dampak Positif :a. Kromium : untuk melapisi logam lain, pewarnakeramik dan tekstilb. Tembaga : sebagai insektisida, anti lumut pada kolam,pewarna gelas dan katalisDampak Negatif :Penggunaan Cu mudah terbakar dalam bentuk serbukhalus
    • 2. Nama : Mutia RadianaPertanyaan : Jelaskan proses ekstraksi besi dan tembaga!Jawaban :Proses Ekstraksi Besi :Tahapan ekstraksi Fe dari bijih besi :-Bijih besi, batu kapur (CaCO₃), dan kokas (C) dimasukkan dari bagian atastanur.-Kemudian, udara panas ditiupkan kebagian bawah tungku agar C bereaksidengan O₂ membentuk CO₂.C (s)+ O₂(g) → CO₂(g)-Gas CO₂ yang terbentuk selanjutnya akan bergerak ke atas dan bereaksilebih lanjut dengan C untuk membentuk CO.CO₂(g) + C(s) → 2CO (g)
    • -Produk reaksi yakni gas CO kemudian bergerak naik dan mulaimereduksi senyawa-senyawa besi pada bijih besi.Reaksi keseluruhannya dapat ditulis debagai berikut :Fe₂O₃(s) + 3CO → 2Fe(l) + 3CO₂(g)Fe yang terbentuk akan mengalir dan berkumpul di bawah. Karenasuhu di bawah lebih tinggi sekitar 2000⁰C, Fe akan berada dalambentuk lelehannya.3Fe₂O₃(s) + CO(g) → 2Fe₃O₄ (s) + CO₂(g)Fe₃O ₄(s) + CO(g) → 3FeO(s) + CO₂(g)FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO₂(g)
    • -Sementara itu, CaCO₃ dalam tanur akan terurai menjadi CaO-CaO yang terbentuk akan bereaksi dengan pengotor yang bersifat asam yang adadalam bijih besi, seperti pasir silika. Reaksi ini menghasilkan senyawa dengan titikdidih rendah yang disebut terak (slag).Lelehan terak kemudian akan mengalir ke bagian bawah tanur. Karenakerapatan lelehan terak yang lebih rendah dibandingkan lelehan besi, makalelehan terak berada di atas lelehan besi sehingga keduanya dapat dikeluarkansecara terpisah. (Secara tidak langsung, lelehan terak ini melindungi lelehan besidari teroksidasi kembali).Besi yang terbentuk di dalam tanur tiup masih mengandung pengotordan bersifat cukup rapuh. Besi ini disebut juga besi gubal. Besi gubal dapatdicetak langsung menjadi besi tuang atau diproses lebih lanjut menjadi baja,tergantung dari aplikasinya.CaO(s) + SiO₂(s) → CaSiO₃(l)
    • Gambar Tanur Besi
    • Proses Ekstraksi Tembaga :Diagram proses ekstraksi tembaga :Bijih tembagadiolah dulu agarkandungannyamenjadi sekitar25-35% Cu.TungkuPeleburanTungkuPemisahanPerakTungkuKonversiPemurniandenganPembakaranPembuatananode CuTembaga anodedengan kandungan99,4% Cu masuk keproses elektrolisisuntuk menghasilkan~99,999% CU
    • 3. Nama : M. Arif MaulanaPertanyaan: Jelaskan proses pembuatan Titanium, Vanadiumdan Kromium pada unsur transisi periode keempat!Jawaban :1. Cara Pembuatan Titanium :Langkah awal produksi titanium dilakukan dengan mengubahbijih rutil yang mengandung TiO2 menjadi TiCl4, kemudianTiCl4 dureduksi dengan Mg pada temperature tinggi yang bebasoksigen.Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :TiO2 (s) + C(s) + 2Cl2(g) → TiCl4(g) + CO2(g)TiCl4(g) + 2Mg(s) → Ti(s) + 2MgCl2(g)Reaksi dilakukan pada tabung baja. MgCl2 dipindahkan dandielektrolisis menjadi Mg dan Cl2. Keduanya kemudiandidaurulangkan. Ti didapatkan sebagai padatan yang disebut sepon.Sepon diolah lagi dan dicampur dengan logam lain sebelumdigunakan.
    • 2. Cara pembuatan VanadiumProduksi vanadium sekitar 80% digunakan untuk pembuatan baja. Dalampenggunaannya vanadium dibentuk sebagai logam campuran besi. Ferovanadium mengandung 35% - 95% vanadium. Ferrovanadium dihasilkan denganmereduksi V205 dengan pereduksi campuran silicon dan besi. SiO2 yangdihasilkan direaksikan dengan CaO membentuk kerak CaSiO3(l). reaksinya sebagaiberikut.2 V205(s) + 5Si(s) → { 4V(s) + Fe(s) } + 5 SiO2(s)SiO2(s) + CaO(s) → CaSiO3Kemudian ferrovanadium dipisahkan dengan CaSiO3.3. Cara Pembuatan kromiumKrom merupakan salahsatu logam yang terpenting dalam industry logam daribijih krom utama yaitu kromit, Fe(CrO2)2 yang direduksi dapat dihasilkancampuran Fe dan Cr disebut Ferokrom.Reksinya sebagai berikut :Fe(CrO2)2(s) +4C(s) → Fe(s)+2Cr(s) + 4CO(g)Ferokrom ditambahkan pada besi membentuk baja.