Ada kesalahan di dalam gadget ini

Minggu, 08 Januari 2012

Unsur Transisi


TUGAS ANORGANIK
UNSUR – UNSUR LOGAM TRANSISI


Disusun oleh:
Aplik Sumas Arifin

UNSUR UNSUR LOGAM TRANSISI

A. Pengertian Unsur – unsur Transisi

Apakah unsur transisi itu?
Istilah unsur transisi dan unsur blok d kadang-kadang dapat digunakan secara bersamaan jika keduanya memberikan arti yang sama. Keduanya tidak sama terdapat perbedaan yang tidak kentara diantara dua istilah tersebut.

Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain.

Unsur-unsur blok d
Unsur-unsur dalam tabel periodik yang bersesuaian dengan pengisian tingkat d disebut dengan unsur-unsur blok d. Baris pertama ditunjukkan melalui tabel periodik singkat di bawah ini.
http://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/anorganik/dblock.gif
Di bawah ini adalah struktur elektronik unsur-unsur blok d adalah sebagai berikut:
Unsur
Nomor Atom
Konfigurasi Elektron
Orbital
3d
4s
Skandium (Sc)
21
(Ar) 3d1 4s2
á




áâ
Titanium (Ti)
22
(Ar) 3d2 4s2
á
á



áâ
Vanadium (V)
23
(Ar) 3d3 4s2
á
á
á


áâ
Krom (Cr)
24
(Ar) 3d5 4s1
á
á
á
á
á
á
Mangan (Mn)
25
(Ar) 3d5 4s2
á
á
á
á
á
áâ
Besi (Fe)
26
(Ar) 3d6 4s2
áâ
á
á
á
á
áâ
Kobalt (Co)
27
(Ar) 3d7 4s2
áâ
áâ
á
á
á
áâ
Nikel (Ni)
28
(Ar) 3d8 4s2
áâ
áâ
áâ
á
á
áâ
Tembaga (Cu)
29
(Ar) 3d10 4s1
áâ
áâ
áâ
áâ
áâ
á
Seng (Zn)
30
(Ar) 3d10 4s2
áâ
áâ
áâ
áâáâ
áâ
áâ
Konfigurasi elektron Cr bukan (Ar) 3d4 4s2 tetapi (Ar) 3d5 4s1. Demikian halnya dengan konfigurasi elektron Cu bukan (Ar) 3d9 4s2 tetapi (Ar) 3d10 4s1. Hal ini berkenaan dengan kestabilan orbitalnya, yaitu orbital-orbital d dan s stabil jika terisi penuh, bahkan 1/2 penuh pun lebih stabil daripada orbital lain.

B. Identifikasi Bahan Unsur-unsur Transisi
Unsur-unsur transisi terdapat di antara unsur-unsur golongan alkali tanah dan unsur-unsur golongan boron. Unsur-unsur ini disebut juga logam-logam transisi. Masih ada perbedaan pendapat di antara para ahli kimia untuk menentukan secara tegas unsur-unsur manakah yang termasuk dalam kelompok unsur-unsur transisi.
Mudahnya, unsur-unsur transisi adalah unsur-unsur blok d di dalam sistem periodik dan merupakan logam berat. Anggota-anggotanya antara lain Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Au, Ag, Hg,dll. Skandium dan seng mempunyai sifat yang agak berbeda dari unsur-unsur transisi deret pertama lainnya dari Ti sampai dengan Cu. Skandium dan seng masing-masing mempunyai hanya satu macam bilangan oksidasi yaitu +3 dan +2, sedangkan unsur-unsur lainnya mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu macam.
Senyawa skandium dan seng berwarna putih, tidak seperti senyawa unsur lain yang pada umumnya berwarna. Pada umumnya unsur-unsur transisi bereaksi langsung dengan unsur nonlogam seperti oksigen dan halogen. Beberapa di antaranya seperti Sc, Y, La dapat bereaksi dengan air menghasilkan hidrogen.
M + 3H2O                 M(OH)3 +  H2
Unsur-unsur seperti Pt dan Au sukar mengalami oksidasi. Kedua unsur ini tidak melarut baik dalam HCl atau HNO3, tetapi dapat melarut dalam aquaregia (air raja) yaitu campuran 3 bagian HCl pekat dan 1 bagian HNO3 pekat.
Di bawah ini adalah identifikasi bahan tentang unsur-unsur logam transisi :
a.   Skadium (Sc)
Belum banyak diketahui tentang sifat dan gunanya.

b.  Titan (Ti)
·      Di alam sebagai TiO2 dan FeTiO3
·      Logam Titan tahan karat dan bila bercampur dengan logam lain menghasilkan paduan logam yang sangat keras
·      Pembuatan logam Ti
TiO2 dialirkan gas Cl2 kemudian hasil reaksi direduksi dengan Mg
TiO2 + 2 Cl2 → TiCl4 + O2
     TiCl4 + 2 Mg → Ti + MgCl2

c.   Vanadium (V)
·      Dia alam sebagai V2O5 (vanadium pentaoksida)
·      Logam vanadium dicampur dengan besi menghasilkan baja vanadium yang keras, kuat, dan tahan karat → untuk membuat per mobil
·      Digunakan untuk/ sebagai katalis di industri
Misal : katalis pada pembuatan H2SO4 menurut kontak
SO2 +V2O5               → SO3 + V2O4
V2O4 +  O2              → V2O5
SO2 +  O2 + V2O5   → SO3 + V2O5

d.  Mangan (Mn)
·      Terdapat di alam sebagai oksidanya, misal MnO2 (batu kawi)
·      MnO2 digunakan sebagai/untuk :
-       Batu batere
-       Pembuatan baja yang berfungsi untuk mengikat O2, sehingga pada proses pembekuan baja tidak mengelembung oleh gas sehingga mencegah keroposnya baja
·       KmnO4 merupakan senyawaan mangan yang penting. Senyawa ini merupakan oksidator kuat.
Pembuatan KmnO4 dilakukan dengan cara mengalirkan Cl2 ke dalam larutan manganat (K2MnO4)
Cl2(g) + 2MnO42-(aq) → 2Cl-(aq) + 2MnO4-(aq)
Ungu
Larutan KmnO4 dalam suasana asam atau basa merupakan oksidator
Contoh : KMnO4 + H2SO4 + H2C2O4
MnO4- + 8H+ + 5e-                 → Mn2+ + 4H2O                       x2
H2C2O4                                   → 2CO2 + 2H+ + 2e-                      x5
2MnO4- + 6H+ + 5H2C2O4     → 2Mn2+ + 8H2O + 10 CO2

e.   Cobalt (Co)
·      Terdapat di alam sebagai kobalt glance (CoAsS) dan lemacite (Co3S4)
·      Bilangan oksida Co = +2 dikenal dalam senyawa CoCl2 berwarna merah jambu
·      Larutan CoCl2 encer digunakan untuk tinta tak berwarna setelah diruus → dikenai matahari → menjadi biru
·      Penambahan Co pada besi menyebabkan logam ini tahan karat
·      Paduan logam Co, Al, Ni, Cu, dan Fe disebut ALNICO





f.   Nikel (Ni)
·      Terdapat di alam sebagai pentlandite (FeS.NiS)
·      Logam Ni berwarna putih seperti Ag, bersifat konduktor yang bau
·      Biloks Ni +2 dalam senyawa NiSO4 yang berwarna hijau
·      Nikel diperoleh dengan cara sebagai berikut :
-       Bijih sulfida dipekatkan dengan cara plotasi
-       Konsentrat dilebur menjadi matte (75% Ni, 5% Cu, 1% Fe, 0,5% Co, 22% ZnS)
-       Nikel dalam matte dilarutkan dalam larutan amonia yang mengandung O2
NiS(s) + 2O2(g) + 6NH3(aq) → Ni(NH3)62+(aq) + SO42-(aq)
-       Disaring, kemudian kompleks nikel amonia direduksi dengan H2
Ni(NH3)62+(aq) + H2(g) → Ni(s) + 2NH4+(aq) + 4NH3(g)
·      Cara lain memperoleh Ni dan matte dan sumber lain
-       Ni direaksikan dengan Co pada 60oC
Ni(s) + 4Co(g) → Ni(Co)4(g)
-       Gas Ni(Co)4 dipompa ke luar sehingga dipisahkan dari zat pengotor
-       Pemanasan pada suhu 180oC nikel karbonil terurai
Ni(Co)4(g) → Ni(s) + 4Co(g)
·      Nikel digunakan untuk
-       Melapisi logam lain
-       Katalis → pada pembuatan margarine atau mentega
-       Paduan logam
60% Ni dan 40% Cu         → Logam tahan karat
60% Ni, 25% Fe, 15% Cr → Logam tahan asam

g.  Tembaga (Cu)
·      Terdapat di alam dalam keadaan bebas, juga sebagai senyawa-senyawa cuprite (Cu2O), chalcocite (Cu2S), malachite (Cu(OH)2.CO3)
·      Cu dengan biloks +2, misal terusi CuSO4.5H2O berwarna biru
Senyawa ini mudah larut dalam air dan larutannya berwarna biru
Terusi yang dipanaskan akan menyebabkan warna biru hilang sebab air kristalnya lepas membentuk padatan putih
·      Cu dengan biloks +1 bersifat tidak stabil, berubah menjadi Cu2+
2Cu+(aq) → Cu2+(aq) + Cu(s)
·      Logam Cu berwarna kemerahan dan bersifat konduktor yang baik
·      Cu diperoleh dengan cara sebagai berikut :
-       Pemekatan dengan cara flotasi
Konsentrate mengandung 25-30% Cu sebagai Cu2S dengan FeS sebagai pengotor
-       Konsentrat dipanaskan dengan silika (SiO2), terjasi dua cairan :
a)         Matte mengandung 30-60% Cu2S dan sedikit FeS
b)        Terak yang mengandung FeSiO3
-       Pemisahan terak
-       Matte dileburkan dengan silika, membentuk dua cairan :
a)         Logam putih Cu2S dengan Cu2O
b)        Terak
-       Logam putih dilebur pada 1200-1800oC, sehingga diperoleh Cu kasar (blister Copper)
2Cu2S(l) + 3O2(g) → 2Cu2O(l) + 2SO2(g)
2Cu2O(l) + Cu2S → 6Cu(l) + SO2(g)
-       Pemurnian (Refining)
Dilakukan dengan elektrolisis pada 50-60oC dari larutan CuSO4 yang diasamkan, Cu murni sebagai katoda, Cu tidak murni sebagai anoda. Cu tidak murni terendapkan di katoda
·      Penggunaan Cu dan senyawanya :
-       Campuran Cu(OH)2 dan CuSO4 disebut bubur BORDEAU digunakan untuk membunuh hama tumbuh-tumbuhan
-       Untuk paduan logam : Kuningan (Cu dan Zn)
                                          Perunggu (Cu dan Sn)
-       Kabel listrik
-       Pipa air

·      Beberapa reaksi kimia
Cu2+(aq) + 4NH4OH(aq) → [Cu(NH3)3]2+(aq) + 4H2O
Biru tua
Cu2+(aq) + 2OH-(aq) → Cu(OH)2(s)
Biru

h.  Perak (Ag)
·      Di alam terdapat dalam keadaan bebas atau sebagai Ag2S (argentite)
·      Ag merupakan logam berwarna putih dan konduktor yang baik
·      Senyawa-senyawa Ag umumnya mempunyai biloks +1
Misal : AgNO3
·      Pembuatan Ag
Ag2S(s) + 4CN-(aq) → 2[Ag(CN)2]-(aq) + S2-(aq)
Zn(s) + 2[Ag(CN)2]-(aq) + 4OH-(aq) → 2Ag(s) + 4CN-(aq) + Zn(OH)42-(aq)

i.    Seng (Zn)
·      Terdapat di alam sebagai Zinche (ZnO) dan Spalarite (ZnS)
·      Zn dihasilkan dengan pemanggangan ZnS, kemudian ZnO direduksi dengan karbon pijar
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2
ZnO + C → Zn + CO
Suhu proses  1200oC, di atas suhu tersebut Zn menguap dan dikondensasi menjadi debu Zn
·      Zn mudah bereaksi dengan asam membentuk H2
Zn(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g)
·      Zn2+ tidak berwarna dan dalam air terhidrolisis
·      ZnS digunakan sebagai pengubah berkas elektron menjadi cahaya tampak dalam layar TV



j.    Kadmium (Cd)
·      Terdapat sebagai senyawa, misal CdS (greenokite)
·      Dihasilkan sebagai hasil samping ekstraksi Pb dan Zn atau dihasilkan dengan mereduksi Cd2+ dengan Zn :
-       Mula-mula CdS dilarutkan dalam asam
-       Larutan Cd2+ direduksi dengan Zn
CdS(s) + 2H+(aq) → Cd2+(aq) + H2S(g)
Cd2+(aq) + Zn(s) → Cd(s) + Zn2+(aq)
·       Digunakan pada paduan logam, cat, dan produksi beberapa plastik
·       Adanya Cd bebas di udara atau terlarut berbahaya bagi manusia
-       Adanya Cd dalam tulang menyebabkan tulang berpori dan mengalami keretakan
-       Cd dapat menggantikan Zn pada metabolisme lemak sehingga reaksi terhambat

k.  Emas (Au)
·      Terdapat di alam dalam keadaan bebas atau sebagai calarente (AuTl2)
·      Biloks dalam senyawaan adalah +1 dan +3
·      Merupakan konduktor yang baik
·      Au murni bersifat lunak, agar keras dicampur logam lain
Emas 24 karat → emas murni
·      Cara memperoleh emas :
-       Pemekatan bijih emas dilakukan dengan cara flotasi
-       Konsentrat diaduk dengan larutan NaCN dan udara
4Au(s) + 8CN-(aq) + O2(g) + 2H2O(l) → 4Au(CN)2(aq) + 4OH-(aq)
·      Larutan direduksi dengan Zn dan Au dipisahkan
2Au(CN)2-(aq) + Zn(s) → Zn(CN)42-(aq) + 2Au(s)
·      Emas tidak termakan oleh udara dan asam, tetapi larut dalam air raja/aqu regia (HNO3(p) : 3HCl(p)) menghasilkan kompleks
Au(s) + 4Cl-(aq) + 3NO3(aq) + 6H+(aq) → [AuCl4]-(aq) + 3NO3-(aq) + 3H2O(l)
·      Penggunaan Au :
-       Jaminan moneter
-       Perhiasan
-       Komponen listrik kualitas tinggi

l.    Raksa (Hg)
·      Terdapat dalam mineral, misal smabat (HgS)
·      Pada suhu kamar berwujud cair, mudah menguap dan uapnya bersifat racun
·      BO besar dan daya muatnya kecil → digunakan untuk termometer dan barometer
·      Bilangan oksidasi +1 dan +2
·      Hg dihasilkan dengan pemanggangan mineral HgS
HgS + O2  Hg + SO2
·      Hg melarutkan logam-logam Cu, Ag, Au dan logam-logam alkali
Larutan logam dalam raksa disebut ALMAGAMA
·      Senyawa Hg dengan biloks +1 contohnya Hg2Cl2
·      Hg2Cl2 sukar larut dalam air
·      Hg2Cl2­ bereaksi dengan larutan amonia membentuk padatan hitam
Hg2Cl2(s) + 2NH3  HgNH2Cl(s) + Hg(s) + NH4+(aq) + Cl-(aq)
·      Larutan Hg2+ direaksikan dengan NaOH atau KOH endapan HgO berwarna kuning
Hg2+(aq) + 2OH-(aq) → HgO(s) + H2O(l)
 Kuning
·      Larutan Hg2+ ditambah larutan KI membentuk endapan jingga yang larut bila KI berlebihan membentuk senyawa kompleks HgI42-
Hg2+(aq) + 2I-(aq) → HgI2(s)
  Jingga
HgI2(s) + 2I-(aq) → HgI42-(aq)
·      Penggunaan
-       HgO (berwarna kuning) digunakan sebagai komponen obat/salep mata → tidak larut dalam air
-       Hg(NO3)2 digunakan pada pembuatan topi → berbahaya sebab menimbulkan gangguan jiwa
·      Tiga bentuk merkuri yang berbahaya dalam tubuh manusia
1)   Merkuri sebagai logam → merusak jaringan otak apabila masuk ke jaringan darah
2)   Senyawa Anorganik Merkuri
Yang berbahaya adalah merkuri yang dapat larut dalam air. Misal : Hg(NO3)2
3)   Senyawa Merkuri Organik
Sangat berbahaya : misal (CH3)2Hg atau (CH3)HgX
X = halogen atau nitrat
Merkuri Anorganik di dasar sungai dapat diubah menjadi merkuri organik oleh bakteri
Penyakit minamata

m.    Krom (Cr)
·         Terdapat di alam sebagai Cr2O3 atau FeOSrO3
·         Keras dan tahan karat
·         Titik leleh dan titik didihnya tinggi
·         Krom termasuk logam reaktif, bereaksi dengan O2 membentuk oksidanya
2Cr + 3O2 → 2CrO3
·         Pembuatannya
Dalam bidang industri, kromium diperlukan dalam dua bentuk, yaitu kromium murni dan aliasi besi-kromium yang disebut Ferokromium
Tahapan pengekstrakannya sebagai berikut :
1.      Cr (III) dalam bijih dirubah menjadi dikromat (VI)
FeO.CrO3(s) +4OH-(aq) + O2                 FeO(s) + CrO42-(aq) + 2H2O(l)
            2CrO42-(aq)       asam       Cr2O72-(aq)
2.      Reduksi Cr (VI) menjadi Cr (III)
Na2Cr2O7(s) + 2C(s)          200oC           Cr2O3(s) + Na2CO3(s) + CO(g)
3.      Reduksi Cr (III) oksida dengan alumunium (reaksi termit)
Cr2O3(s) + 2Al(s)                                   Al2O3(s) + Cr(s)
·         FeCr (ferokromium) diperoleh dari mereduksi biji FeO.CrO3 dengan silicon atau kokus dalam tanur listrik
                  FeO.CrO3(s) + 4C(s)                              FeCr(s) + 4CO(g)
·         Kegunaan Cr:
Ø  Penyepuhan kromium
Ø  K2Cr2O7 atau CrO3 dalam H2SO4 pekat merupakan oksidator kuat  untuk pencucian peralatan laboratorium
Ø  Na2Cr2O7. 2H2O dalam jumlah sedikit digunakan dalam penyamakan kulit
Ø  Digunakan sebagai pigmen: PbCrO4 (Kuning kromium) dan Cr2O3 (hijau kromium)
Ø  Ferokrom digunakan untuk membuat baja kromium
Ø  Senyawa kromium digunakan dalam alat penganalisis napas (untuk menangkap peminum alcohol saat mengemudi)
            Kromium (2+)
·         Logam Cr melarut dalam larutan HCl atau H2SO4 membentuk [Cr(H2O)6]2+ berwarna biru langit
                  Cr(s) + 2H+(aq)                Cr2+(aq)  + H2(g)
·         Ion Cr2+ dapat terbentuk dari reduksi larutan kromium (VI) misalnya kromat atau dikromat atau ion kromium (III) oleh Zn dan HCl
                  Cr2O72-(aq)                                  Cr3+(aq)                          Cr2+(aq)
                    (jingga)                                    (hijau)                          (biru langit)
·         Potensial reduksi Cr3+       Cr2+ Eo = - 0.41 V sehingga ion Cr2+ mudah dioksidasi di udara menjadi ion Cr3+
                  2Cr2+(aq) + 4H+(aq) + O2(g)                      2Cr3+(aq) + 2H2O(l)
·         Ion Cr2+ dapat bereaksi dengan H+ atau H2O apabila terdapat katalis serbuk logam
                  2Cr2+(aq) + 2H2O(l)                                 2Cr3+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g)
                  2Cr3+(aq) + 2H+(aq)                     2Cr3+(aq) + H2(g)
            Kromium (3+)
·         Ion kromium (III) merupakan ion yang paling stabil di kation logam transisi
·         Dalam larutan, ion ini terdapat sebagai [Cr(H2O)6]3+ dan berwarna hijau
·         Apabila H2O diganti dengan ion klorida, akan terjadi perubahan warna
                  [Cr(H2O)5Cl]2+ berwarna hijau muda
                  [Cr(H2O)4Cl2]+ berwarna hijau tua
·         Dengan basa [Cr(H2O)6]3+ akan membentuk Cr2O3.x H2O berwarna hijau muda
                  [Cr(H2O)6]+3(aq) + OH-(aq)                                  Cr2O3. x H2O(s)

      Dalam basa berlebih membentuk [Cr(OH)6]3-
                  Cr2O3.xH2O(s)                                      [Cr(OH)6]3-(aq)
·         Kompleks Cr (III) umumnya berwarna hijau baik dalam bentuk anion maupun kation

Contoh : [Cr(H2O)6]+3 ; [Cr(NH3)6]3+ ; [CrCl6]3- ; [Cr(CN)6]3-
            Kromium (6+)
·         Kromium (VI) oksida CrO3 bersifat asam, sehingga dapat bereaksi dengan basa membentuk ion kromat (VI)
                  CrO3(s) + 2OH-(aq)                                  CrO42-(aq) + H2O(l)
·         Cr(OH)3 dapat dioksidasi oleh Na2O2 menghasilkan ion kromat yang berwarna kuning
      2Cr(OH)3(s) + 2Na2O2(s) + 2H+(aq)                     2CrO42-(aq) + 6Na+(aq) + 4H2O
·         Pengasaman ion kromat menghasilkan ion dikromat yang berwarna jingga
                  2CrO42-(aq) + 2H+(aq )                 Cr2O72-(aq) + H2O(l)
Struktur CrO42- adalah tetrahedral dan ion Cr2O72- mempunyai struktur tetrahedran rangkap
      n. Besi (Fe)
·         Terdapat di alam sebagai : Hematit merah ( Fe2O3)
                                            Magnetit (FeCO4)
                                            Hematite coklat
                                            Siderit (FeCO3)
                                            Pirit FeS (tidak digunakan sebagai sumber                                                             besi)
·         Banyak dikenal dengan biloks +2 (Fe2+) dan +3 (Fe3+)
·         Fe3+ lebih stabil dari pada Fe2+
Pengolahan besi :
Dikenal dengan menggunakan tanur hembus, tahapannya sebagai berikut :
Ø  daerah pengeringan (kurang lebih 500oC)
kokas (C) dan bijih besi Fe2O3 dari atas di keringkan terlebih dahulu pada suhu 500oC
Ø  daerah reduksi
                    C + O2                         CO2
                    CO2 + C                      CO
                    3Fe2O3 + CO               2Fe3O4 + CO2
                    Fe3O4 + CO                 3FeO + CO2
                    FeO + CO                   Fe + CO2
Ø  daerah karburasi (penyerapan)
                    sebagian besi menyerap karbon
Ø  daerah pencairan
-          Besi mencair pada suhu 1000oC
-          Besi cair terlindungi oleh lapisan terak dari oksida
-          Terak merupakan garam silikat sebagai hasil tambahan
-          CaO + SiO2                 CaSiO3…..
-          besi yang dihasilkan pada proses tanur tinggi adalah besi kasar cair yang mengandung kurang lebih 5%C, mungkin terdapat silicon atau pospor
-          besi tuang dihasilkan dengan mengalirkan besi kasar cair tersebut ke dalam cetakan-cetakan dan grafit
-          Baja dibuat dari besi kasar cair dengan mengurangi kadar C (max 2%C)
-          Dengan proses Bessemer yaitu udara panas dialirkan melalui lubang-lubang kecil pada konvertor yang berisi besi kasar cair, sehingga karbon dioksidasi menjadi CO2, Dihasilkan Baja.
·         Kegunaan Fe:
Ø  Baja sedang (0.06-0.2% C ; 0.05-1.0%Mn ; 0.2-0.75%Si) bersifat mudah dibentuk yang digunakan untuk jarum, pipa, dan badan mobil.
Ø  Baja berkadar carbon tinggi, bersifat keras digunakan untuk perkakas seperti paku dan pelat (0.4-0.9%C ; 0.5-1.0%Mn ; 0.2-0.75%Si)
Ø  Stainless steil(0.2-0.4%C ; 18%Cr ; 8%Ni) bersifat tahan korosi digunakan untuk pisau danperkakas lainnya.
Ø  Baja Mangan (0.4-0.9%C ; 13%Mn) bersifat kuat dank eras digunakan untuk per.
Ø  Baja Wolfram (0.4-0.9%C ; 5% W) bersifat sangat keras dan digunakan untuk ujung alat pemotes
·         Sifat besi dan senyawanya :
1.      besi bereaksi dengan uap air pada suhu tinggi
              3Fe(s) + 4H2O(l)                        Fe2O4(s) + 4H2 (g)
2.      besi bereaksi dengan HCl dan H2SO4 encer
              Fe(s) + 2H3O+(aq)                        Fe2+ + H2(g) + 2H2O(l)
3.      dalam larutan asam kompleks [Fe(H2O)6]2+(aq) relative stabil, tetapi dalam suasana netral dan basa akan teroksidasi oleh udara membentuk [Fe(H2O)6]3+
4.      larutan [Fe(H2O)6]3+ bersifat asam sebab mengalami hidrolisis
  [Fe(H2O)6]3+(aq) + H2O(l)                       [Fe(H2O)5(OH)]2+(aq) + H3O+(aq)
Cara membedakan Fe2+ dengan Fe3+
  Dengan NaOH
              Fe2+(aq) + 2OH-(aq)                     Fe(OH)2(s)  (endapan hijau)
              Fe3+(aq) + 3OH-(aq)                      Fe(OH)3(s)  (endapan coklat kemerahan)

C. Sifat - sifat unsur transisi
1.     Memiliki berbagai macam bilangan oksidasi
Dengan berbagai pengecualian, logam transisi pada umumnya memiliki berbagai macam bilangan oksidasi
Sc   :    +3
Ti    :    +2, +3, +4
V    :    +2, +3, +4, +5
Cr   :    +2, +3, +6
Mn :    +2, +3, +4, +5, +6,+7
Fe   :    +2, +3
Co   :    +2, +3
Ni   :    +2, +3
Cu   :    +2
Zn   :    +2
2.     Berbentuk logam padat dan bersifat konduktor yang baik
3.     Energi Ionisasi logam-logam transisi relatif rendah sehingga mudah membentuk ion positif
4.     Banyak senyawa logam transisi bersifat paramagnetik
·      Sifat magnetik ion kompleks dari senyawa transisi bergantung pada banyaknya elektron tidak berpasangan yang ada
·      Unsur-unsur transisi pada umumnya memiliki orbital d dan f yang belum terisi penuh, sehingga atom, unsur bebas maupun senyawanya dapat memiliki elektron tidak berpasangan
·      Jumlah elektron (spin) tidak berpasangan pada ion kompleks dapat diketahui lewat pengukuran magnetik, pada umumnya hasil percobaan akan mendukung prediksi yang diperoleh berdasarkan pembelahan medan kristal
·      Ada 2 interaksi zat terhadap medan magnet
Diamegnetik     Tidak tertarik medan magnet
Elektron berpasangan
Paramagnetik   Terdapat elektron yang tidak berpasangan
                                                                
                                               Tertarik medan magnet
5.     Banyak senyawa unsur transisi berwarna
·      Warna-warna cerah yang terlihat pada kebanyakan senyawa kompleks dapat dijelaskan dengan teori medan kristal
·      Apabila orbital d dari sebuah kompleks berpisah menjadi dua kelompok, maka ketika molekul tersebut menyerap proton dari cahaya tampak, satu atau lebih elektron yang berada dalam orbital tersebut akan meloncat dari orbital d yang berenergi lebih rendah, ke orbital d yang berenergi lebih tinggi menghasilkan keadaan atom yang tereksitasi
E  =   hv
E  =   h
Cahaya dengan x yang memiliki energi sama dengan energi eksitasi yang diserap, sedangkan yang lainnya tidak diserap akibatnya akan terlihat warna komplementer
·      Warna yang muncul bergantung dari jenis atom pusat dari ion logam dan jenis ligannya
 diserap vs warna terpantau
490 nm ungu diserap, hijau-kuning terpantau ( 560 nm)
450 nm biru diserap, kuning terpantau ( 600 nm)
490 nm biru-hijau diserap, merah terpantau ( 620 nm)
570 nm kuning-hijau diserap, ungu terpantau ( 410 nm)
590 nm kuning diserap, biru tua terpantau ( 430 nm)
600 nm jingga diserap, biru terpantau ( 450 nm)
650 nm merah diserap, hijau terpantau ( 520 nm)
Unsur-unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks (senyawa koordinasi) seperti contohnya :
[Cu(H2O)4]2+  [Cu(NH3)2(H2O)2)]2+
Biru muda                  Biru tua
[Cu(H2O)4]2+ [CuCl4]2-
Biru muda           hijau

Ø  Sifat yang khas dari unsur transisi yaitu :
1.      Berbagai macam bilangan oksidasi
Dengan beberapa perkecualian unsur transisi pada umunya memiliki berbagai macam bilangan oksidasi.
2.      Banyak senyawanya bersifat paramagnetik
Unsur-unsur transisi pada umumnya memiliki orbital d atau f yang belum terisi penuh, sehingga atom, unsur bebas, maupun senyawanya dapat memiliki elektron tak berpasangan. Hal ini yang menunjang sifat paramagnetik.
3.   Banyak senyawa unsur transisi berwarna
4.   Unsur-unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks (senyawa koordinasi).
Ø  Konfigurasi elektron dan bilangan oksidasi
              a. Tabel konfigurasi elektron atom dan ion unsur-unsur transisi deret pertama 
Unsur
Konfigurasi elektron dari atom (Ar) ...
Ion yang umum
Konfigurasi elektron dari ion (Ar) ...
Sc
3d1 4s2
Sc3+

Ti
3d2 4s2
Ti4+

V
3d2 4s2
V3+
3d2
Cr
3d5 4s1
Cr3+
3d3
Mn
3d5 4s2
Mn2+
3d5
Fe
3d6 4s2
Fe2+
3d6


Fe3+
3d5
Co
3d7 4s2
Co2+
3d7
Ni
3d8 4s2
Ni2+
3d8
Cu
3d10 4s1
Cu+
3d10


Cu2+
3d9
Zn
2d104s2
Zn2+
 3d10

Energi elektron dalam orbital 3d hampir sama besar. Hal ini berarti bahwa agar mencapai kestabilan, unsur-unsur ini membentuk ion dengan cara melepaskan elektron dalam jumlah yang berbeda. Oleh karena itu, unsur-unsur ini mempunyai dua macam bilangan oksidasi atau lebih dalam senyawanya.
              b. Bilangan oksidasi
Senyawa-senyawa unsur transisi di alam ternyata mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu. Adanya bilangan oksidasi lebih dari satu ini disebabkan mudahnya melepaskan elektron valensi. Dengan demikian, energi ionisasi pertama, kedua dan seterusnya memiliki harga yang relatif lebih kecil dibanding unsur golongan utama.
Walaupun unsur transisi memiliki beberapa bilangan oksidasi, keteraturan dapat dikenali. Bilangan oksidasi tertinggi atom yang memiliki lima elektron yakni jumlah orbital d berkaitan dengan keadaan saat semua elektron d (selain elektron s) dikeluarkan. Jadi, dalam kasus skandium dengan konfigurasi elektron (n-1)d1ns2, bilangan oksidasinya 3. Mangan dengan konfigurasi (n-1)d5ns2, akan berbilangan oksidasi maksimum +7.

http://metaltransition.files.wordpress.com/2009/11/biloks.jpg?w=336&h=343Bila jumlah elektron d melebihi 5, situasinya berubah. Untuk besi Fe dengan konfigurasi elektron (n-1)d6ns2, bilangan oksidasi utamanya adalah +2 dan +3. Sangat jarang ditemui bilangan oksidasi +6. Bilangan oksidasi tertinggi sejumlah logam transisi penting seperti kobal Co, Nikel Ni, tembaga Cu dan zink Zn lebih rendah dari bilangan oksidasi atom yang kehilangan semua elektron (n–1)d dan ns-nya. Di antara unsur-unsur yang ada dalam golongan yang sama, semakin tinggi bilangan oksidasi semakin penting untuk unsur-unsur pada periode yang lebih besar.










Dari tabel terllihat bahwa untuk deret pertama, bilangan oksidasi maksimum bertambah secara teratur dari +3 untuk Sc ke +7 untuk Mn da berkurang menjadi +2 untuk Zn. Terlihat juga bahwa unsur-unsur transisi di bagian tengah mempunyai lebih banyak macam bilangan oksidasi.
Selain itu dalam satu sub golongan makin ke bawah bilangan oksidasi terbesar lebih menonjol, misalnya +2 dan +3 untuk Fe.

            Dengan mempelajari bilangan oksidasi unur-unsur transisi dapat disimpulkan bahwa :
1.      Bilangan oksidasi yang umum adalah +2 dan +3 atau kedua-duanya. Pada awal deret bilangan oksidasi yang umum adalah +3 dan pada akhir deret adalah +2.
2.      Sampai dengan Mn, dicapai bilangan oksidasi maksimum untuk memenuhi struktur elektron argon (4 untuk Ti, 5 untuk V, 6 untuk Cr dan 7 untuk Mn).
3.      Pada umumnya bilangan oksidasi maksimum dicapai dalam senyawa denganoksigen dan flour yang mempunyai keelektronegatifan terbesar.

Ø  Sifat Magnetik
Sifat magnetik suatu zat apakah terdiri atas atom, ion atau molekul ditentukan oleh struktur elektronnya. Ada dua macam interaksi antara zat dan medan magnit, yaitu diamagnetik dan paramagnetik. Zat paramagnetik tertarik oleh medan magnit, zat diamagnetik tidak. Banyak unsur transisi dan senyawanya bersifat paramagnetik. Hal ini disebabkan adanya elektron yang tidak berpasangan. Makin banyak jumlah elektron yang tidak berpasangan, makin besar sifat paramagnetik.
Ø  Warna
Berbeda dengan unsur-unsur alkali dan alkali tanah, ada umumnya senyawa unsur transisi membentuk senyawa berwarna. Beberapa diantaranya dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Unsur
Jumlah elektron tak berpasangan
Bilangan oksidasi
+2
+3
+4
+5
+6
+7
Sc
1

tak berwarna




Ti
2

ungu
tak berwarna



V
3
ungu
hijau
biru
merah


Cr
6
biru
hijau


jingga

Mn
5
merah jambu



hijau
ungu
Fe
4
hijau
kuning




Co
3
merah
biru




Ni
2
hijau





Cu
1
biru





Zn

tak berwarna





http://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/anorganik/colourions.gifSetiap ion logam transisi membentuk senyawa kompleks yang mempunyai warna karakteristik. Contohnya :











NH3
 
 
            [Cu(H2O)]2+                            [Cu(NH3)2(H2O2)2+
HCl
 
                biru muda                                biru tua
            [Cu(H2O)4]2+                          [CuCl4]2-
            biru muda                           hijau



Ion-ion dengan tingkat oksidasi yang berbeda mempunyai warna yang berbeda.
Mn (VIII)
Ungu
Mn (VI)
Hijau
Mn (V)
Biru
Mn (IV)
Cokelat
Mn (III)
Hijau
Mn (II)
Merah jambu pucat

Ø  Sifat katalitis
Logam transisi dan persenyawaannya merupakan katalis yang baik. Beberapa kasus yang nyata dapat dilihat dibawah ini, tetapi kamu akan menemukan penjelasan katalisis secara mendalam pada bagian lain situs (ikuti link setelah contoh).

Logam transisi dan senyawa-senyawanya dapat berfungsi sebagai katalis karena memiliki kemampuan mengubah tingkat oksidasi atau, pada kasus logam, dapat meng-adsorp substansi yang lain pada permukaan logam dan mengaktivasi substansi tersebut selama proses berlangsung. Semua bagian ini dibahas pada bagian katalisis.

Logam transisi sebagai katalis

Besi pada Proses Haber
Prose Haber menggabungkan hidrogen dan nitrogen untuk membuat amonia dengan menggunakan katalis besi.
http://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/anorganik/haber.gifhttp://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/anorganik/padding.gif

Nikel pada hidrogenasi ikatan C=C
Reaksi ini terdapat pada bagian inti pembuatan margarin dari minyak tumbuhan. Akan tetapi, contoh sederhana terjadi pada reaksi antara etana dengan hidrogen melalui keberadaan katalis nikel.
http://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/anorganik/ethh2eqn.gifhttp://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/anorganik/padding.gif



Vanadium(V) oksida pada Proses Contact
Bagian inti Proses Contact adalah reaksi konversi belerang dioksida menjadi belerang trioksida. Gas belerang dioksida dilewatkan bersamaan dengan udara (sebagai sumber oksigen) diatas padatan katalis vanadium(V) oksida.


http://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/anorganik/contact4.gif
 


*      Ion-ion besi pada reaksi antara ion-ion persulfat dan ion-ion iodida
Ion persulfat (ion peroksodisulfat), S2O82-, merupakan agen pengoksidasi yang sangat kuat. Ion iodida sangat mudah dioksidasi menjadi iodin. Dan reaksi antara keduanya berlangsung sangat lambat pada larutan dengan pelarut air.
Reaksi di katalisis oleh keberadaan salah satu diantara ion besi(II) atau ion besi(III).
http://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/anorganik/persulph1.gifhttp://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/anorganik/padding.gif

D. Senyawa Koordinasi dan Tata Nama Senyawa Koordinasi
a. Senyawa Koordinasi
Senyawa koordinasi terdiri dari ion logam positif yang disebut juga atom pusat dan sejumlah gugus koordinasi yang disebut ligan. Ion positif bertindak sebagai asam Lewis dan ligan merupakan basa Lewis. Pada umunya kation yang dapat membentuk senyawa koordinasi adalah ion-ion unsur transisi, namun dikenal pula beberapa senyawa koordinasi unsur representatif seperti Mg (III), Ca (II), Al (III), Pb (II), Sn (II), Sn (IV), Sb (III). Ligan yang merupakan basa Lewis sekurang-kurangnya harus mempunyai sepasang elektron bebas dalam orbital ikatan. Perbandingan besarnya ligan dan atom pusat merupakan faktor utama yang menentukan jumlah ligan maksimum yang dapat ditampung. Jumlah ikatan kovalen koordinasi yang dapat terbentuk pada pembentukan kompleks disebut bilangan koordinasi dari ion pusat. Ion Cu2+ mempunyai bilangan koordinasi 4 dalam [Cu(H2O)4]2+, [Cu(NH3)4]2+, dan dalam [CuCl4]2-. Ion Fe3+ mempunyai bilangan koordinasi 6 dalam [Fe(H2O)6]3+, [FeF6]3-, dan dalam [Fe(Cn)6]3-, sedankan Ag+ mempunyai bilangan koordinasi 2 dalam [Ag(NH3)2]+ dan dalam [Ag(CN)2]-.
b. Tata Nama Senyawa Koordinasi
ü  Penamaan Ligan
·      Beberapa ligan diberi nama khusus
NH3   : amin
H2O   : aqua
NO     : nitrosil
CO     : karbonil
·      Ligan anion diberi nama umum dan diberi akhiran O
F-               : fluoro         CN-        : siano
Cl-              : kloro           OH-        : hidrokso
Br-             : bromo         CO32-     : karbonato
CH3COO- : asetato        C2O4      : oksalato
·      Radikal diberi nama sesuai nama biasa
CH3    : metil
C6H5 : fenil
·      Ligan yang menggunakan nama biasa tanpa diberi spasi
(CH3)2SO : dimetilsulfaksida
C5H5N      : piridin
(C6H5)3P    : trifenilfosfin
·      Ligan Ni dan O2 disebut dinitrogen dan dioksigen
Penyebutan banyaknya Ligan digunakan awalan Yunani (di-, tri-, tetra-, penta-, heksa-)

ü  Urutan Sebutan
Dalam menyebut nama garam, nama kation disajikan lebih dahulu kemudian nama anion. Misalnya Cu(NH3)4SO4, mula-mula nama Cu(NH3)42+, kemudian nama SO42-.
Untuk ion kompleks atau molekul ligan, disajikan lebih dahulu dan logam yang terakhir.
Ligan disusun berdasarkan abjad dan biasanya ligan netral disajikan lebih dahulu, kemudian ligan anion.
ü  Ion Logam
Untuk kompleks netral dan kompleks kation, setelah nama ligan diikuti nama logam dan diberi bilangan oksidasi dengan angka Romawi dalam tanda kurung.
Contoh :
            Cu(NH3)42+                       tetraammintembaga (II)
Untuk kompleks anion, logam diberi akhiran –at
            [Fe(Cn)6]4-                   heksasianoferat (II)
Contoh :
            Cu(NH3)4SO4                                  tetraammintembaga (II) sulfat
            [Co(NH3)5Cl]Cl2                     pentaamminklorokobalt (III) klorida
            K4[Fe(CN)6]                            kalium heksaasionoferat (II)
            [Mo(NH3)3Br]NO3                        tetraammintribromomolibdenum (IV) nitrat
            (NH4)2[CuBr4]                         amoniumtetrabromokuprat (II)
            [Co(NH3)4(H2O)CN]Cl2         tetraamminaquasianokobalt (II) klorida
            [Co(NH3)5CO3]Cl                   pentaamminkarbonatokobalt (II) klorida
            [Cr(H2O)4Cl2]Cl                      tetraaquodiklorokromium (III) klorida










DAFTAR PUSTAKA

Hiskia. Ahmad, 1992. Kimia Unsur dan Radiokimia. PT Citra Adytia Bakti.
www.chem-is-try.com
http://Bebas.ui.ac.id
Andy. 2009. Pre-College Chemistry.
Cotton, F. Albert dan Geoffrey Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: Penerbit UI Press
Chang, Raymond. 2007. Chemistry Ninth Edition. New York: Mc Graw Hill.
Ratcliff, Brian, dkk. 2006. AS Level and A Level Chemistry. Dubai: Oriental Press.
Moore, John T. 2003. Kimia For Dummies. Indonesia: Pakar Raya.




Tidak ada komentar:

Poskan Komentar