Laporan Praktikum: Reaktivitas Logam Terhadap Air dan Udara

By: Wayan Gracias on 00.17

Share it Please

Tweet

REAKTIVITAS LOGAM TERHADAP AIR DAN UDARA

(Laporan Praktikum Kimia Anorganik I)

Oleh

Wayan Gracias

1313023090

LABORATORIUM PEMBELAJARAN KIMIA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2014

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Percobaan          : Reaktivitas Logam terhadap Air dan Udara

Tanggal Percobaan      : 21 Oktober 2014

Tempat Percobaan       : Laboratorium Pembelajaran Kimia

Nama                           : Wayan Gracias

NPM                           : 1313023090

Fakultas                       : Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Jurusan                        : Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Program Studi             : Pendidikan Kimia

Kelompok                   : III (Tiga)

          Bandarlampung, 21 Oktober 2014

Mengetahui

Asisten

Irma Ria Ferdianti

NPM: 1213023033

I.                   PENDAHULUAN

1.1     Latar Belakang

Logam sering sekali digunakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti besi pada peralatan pertanian seperti cangkul dan arit, tembaga digunakan sebagai kawat, dan natrium yang banyak digunakan pada industry tekstil, kimia, dan logam. Logam memiliki banyak sifat fisis yang berbeda dari sifat fisis padatan yang lainnya. Hal ini dapat dilihat dari daya hantar dan sifat-sifat mekanik yang dimiliki oleh logam.

Untuk mengetahui sifat dari suatu logam dapat dilakukan dengan banyak cara, salah satunya adalah dengan cara mereaksikannya dengan pereaksi tertentu termasuk reaksi oksidasi reduksi. Logam umumnya merupakan pereduksi kuat, sedangkan logam yang berada pada golongan transisi, memiliki sifat pereduksi yang relatif rendah dari golongan utama. Hal ini dipengaruhi oleh letaknya dalam sistem periodik. Logam dengan jari-jari atom yang besar umumnya lebih reaktif dan kemampuan untuk melepaskan elektron kulit terluarnya lebih besar. Kereaktifan logam alkali dan logam lainnya terhadap air dan udaara berbeda-bead. Logam-logam alkali merupakan logam-logam yang paling reaktif diantara golongan lainnnya. Sifat logam alkali yang sangat reaktif ini karena logam alkali hanya memiliki satu elektron di kulit terluar dan mudah sekali mendapatkan satu elektronnya. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai reaksi logam alkali dan logam lainnya terhadap air dan udara, maka dilakukan percobaan ini.

1.2     Tujuan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk membandingkan reaktivitas logam alkali dengan logam lain terhadap udara dan air.

II.                TINJAUAN PUSTAKA

Logam adalah kelompok unsur kimia yang berwujud padatan mengkilap, merupakan penghantar panas dan listrik yang baik. Tidak semua logam memiliki sifat ini (misalnya merkuri adalah cairan). Dalam kimia, ada dua jenis logam. Logam dari blok s dan p (misalnya natrium dan alumunium) biasanya merupakan unsur reaktif. Kelompok ini membentuk kompleks koordinasi semua logam mempunyai oksida yang basa (Daintith, 1990).

Diantara logam yang paling reaktif ialah logam alkali dan alkali tanah. Kebalikannya dari skala reaktivitas logam yang paling tidak aktif atau logam yang paling stabil  ialah perak dan emas, disebabkan kereaktifannya hampir tidak ada. Reaktif berbanding terbalik dengan kestabilan, tapi setara dengan kata aktif. Saat unsur bebas bereaksi dengan senyawaan dari unsur lain, unsur bebas tersebut akan mengganti salah satu unsur dari senyawa tersebut jika unsur bebas itu lebih reaktif dari unsur dalam senyawa. Umumnya, loga, bebas akan mengganti tempat logam lain dalam senyawaan, nonlogam bebas akan mengganti tempat nonlogam lain dalam senyawaan. Suatu senyawa baru dan unsru bebas baru akan terbentuk. Jika unsur bebas tersebut tidak lebih reaktif dari unsur dalam senyawa, maka tidak akan terjadi reaksi (Goldberg, 2005).

Golongan alkali merupakan golongan dari logam aktif (paling aktif). Logam-logam tersebut menunjukkan energi ionisasi yang rendah, potensi elektrodanya besar dan negatif, dan sebagainya. Pada umumnya, keragaman sifat dalam golongan ini mudah diramalkan dari segi keberkalaan. Nilai yang besar dan negatif dari potensial elektrode menyatakan kecenderungan terjadinya proses reduksi yang kecil. Sebaliknya, nilai yang besar dan negatif ini menunjukkan kecenderungan untuk proses sebaliknya, yaitu oksidasi. Logam alkali tanah memiliki jari-jari yang meningkat dengan bertambahnya nomor atom. Jari-jari ion jauh lebih kecil dari jari-jari logam karena ion membawa muatan bersih +2. Ion logam IIA jauh lebih kecil dari ion logam IA yang berhubungan karena adanya  tambahan muatan positif. Karena muatannya yang tinggi dan kecilnya jari-jari, ion logam IIA mempunyai rapatan muatan positif yang tinggi. Energi yang diperlukan untuk melepas dua electron valensi dari atom logam alkali tanah sangat besar (Petrucci, 1999).

Natrium merupakan unsur logam alkali yang berwarna putih perak, sangat reaktif, dan merupakan logam lunak. Natrium dapat bereaksi hebat dengan air yang membentuk natrium hidroksida dan gas hidrogen. Natrium terapung di atas permukaan air dan terlihat seperti bundaran-bundaran perak, dan gas hidrogen yang dihasilkan biasanya terbakar, kadang disertai dengan ledakan. Natrium adalah logam alkali yang dibutuhkan paling banyak untuk keperluan industri. Logam natrium digunakan dalam berbagai sintesis senyawa natrium, namun ada dua kegunaan utamanya. Pertama untuk ekstraksi logam-logam lain, dan kedua adalah produksi zat adiktif bahan bakar minyak, tetraetiltimbel (TEL) yang disintesis dari aloi Na-Pb dengan etil klorida. Natrium dapat diperoleh dengan elektrolisis garam leburan atau eutetik bertitik leleh rendah.  Na bereaksi hebat dengan air, K menyala dan Rb serta Cs bereaksi menimbulkan ledakan. Li, Na, dan K dapat ditangani di dalam air meskipun cepat menjadi  panas. Namun lainnya harus ditangani dengan menggunakan Argon (Sunardi, 2006).

Logam biasanya dianggap sebagai padatan yang keras dengan rapatan massa yang sangat tinggi dan tidak reaktif. Namun kenyataannya, sifat-sifat logam alkali berlawanan dengan sifat-sifat tersebut, yaitu lunak, rapatan massa rendah, dan sangat reaktif. Semua logam alkali (Li, Na, K, Rb, Cs, dan Fr) tampak mengkilap, berwarna keperakan, merupakan konduktor listrik dan panas yang baik. Logam alkali bersifat sangat lunak, dan semakin lunak dengan naiknya nomor atom. Kelunakan dan kerendahan titik leleh logam alkali dapat dikaitkan dengan lemahnya ikatan metalik dalam unsur-unsur ini (Sugiyarto, 2010).

III.             METODOLOGI PERCOBAAN

3.1     Alat dan Bahan

Alat:

1.      Kaca arloji                              2 buah

2.      Gelas kimia 100 mL               2 buah

3.      Gelas ukur 50 mL                  1 buah

4.      Spatula                                   1 buah

5.      Ampelas                                 1 buah

Bahan:

1.      Logam Na                              1 ujung spatula

2.      Pita Mg                                  1 cm

3.      Akuades                                 50 mL

4.      Indikator phenolftalein          3 tetes

3.2     Prosedur Percobaan

3.2.1        Reaksi Logam dengan Udara

1.      Sediakan 2 buah kaca arloji yang bersih dan kering

2.      Ambil 1 cm pita Mg, ampelas sampai bersih, kemudian letakkan di atas salah satu kaca arloji

3.      Ambil logam Na seujung spatula kecil, keringkan dari minyak tanah dengan kertas saring, kemudian letakkan di atas kaca arloji yang lain

4.      Diamkan beberapa saat, amati perubahan yang terjadi

3.2.2        Reaksi Logam dengan Air

1.      Sediakan 2 buah gelas kimia, masing-masing isi dengan 200 mL akuades dan 3 tetes indikator phenolftalein (pp)

2.      Ambil 1 cm pita Mg, ampelas sampai bersih, kemudian masukkan ke dalam salah satu gelas kimia

3.      Ambil logam Na seujung spatula kecil, letakkan di atas kertas saring, kemudian dengan hati-hati letakkan di atas permukaan air (dengan kertas saringnya) dalam gelas kimia lainnya

4.      Diamkan beberapa saat, amati  perubahan yang terjadi.

 

IV.             HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1     Hasil Pengamatan

Adapun hasil pengamatan yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut:

a.       Reaksi Logam dengan Udara

Reaksi logam Mg dengan Udara

No	Alur	Hasil Pengamatan
1	1 cm pita Mg diampelas sampai bersih, diletakkan pada kaca arloji.	Mula-mula pita Mg berwarna hitam, setelah diamplas berwarna keperakan. Belum terlihat reaksi antara Mg dan udara.

Reaksi logam Na dengan Udara

No	Alur	Hasil Pengamatan
1	Logam Na seujung spatula kecil dikeringkan dari minyak tanah dengan kertas saring, diletakkan di atas kaca arloji.	Mula-mula berwarna agak terang, lama-kelamaan berwarna lebih gelap dan muncul gelembung kecil pada permukaan logam Na.

b.      Reaksi Logam dengan Air

Reaksi logam Mg dengan Air

No	Alur	Hasil Pengamatan
1	1 cm pita Mg diampelas, dimasukkan dalam gelas kimia yang telah berisi 200 mL akuades dan 3 tetes indikator pp.	Terdapat gelembung fas dan warna Mg menjadi sedikit ungu dan jumlahnya juga makin sedikit.

Reaksi logam Na dengan Air

No	Alur	Hasil Pengamatan
1	Logam Na seujung spatula kecil diatas kertas saring, diletakkan diatas permukaan air pada gelas kimia yang telah berisi air 200 mL dan telah diteteskan 3 tetes indikator pp.	Mula-mula logam Na berbentuk padatan, ketika bereaksi terbentuk semacam gelembuung, terbentuk api disertai ledakan dan warna air yang dihasilkan berubah menjadi warna ungu.

4.2     Pembahasan

Pada percobaan mengenai reaktivitas logam terhadap udara dan air ini logam yang digunakan adalah logam Magnesium (Mg) dan logam Natrium (Na). Percobaan yang pertama mengenai reaktivitas logam terhadap udara. Adapun cara kerjanya ialah menyiapkan dua buah kaca arloji. Lalu, mengampelas 1 cm logam Mg hingga bersih, kemudian meletakkan logam tersebut pada salah satu kaca arlojji. Pada logam Na, logam Na diambul seujung spatula kecil dari minyak tanah lalu dikeringkan dengan kertas saring, lalu meletakkan logam Na beserta kertas saring pada kaca arloji. Selanjutnya, mendiamkan kedua logam tersebut beberapa saat. Hasil yang teramati adalah pada logam Mg yang sebelum diampelas berwarna hitam dan setelah diampelas berwarna keperakan, adapun setelah didiamkan beberapa saat belum terlihat reaksi yang terjadi pada logam Mg. Pada logam Na, logam Na mula-mula berwarna agak terang, lama-kelamaan warna logam Na menjadi gelap, dan terbentuk gelembung-gelembung kecil pada permukaannya.

Pada percobaan yang kedua yaitu mengenai reaktivitas logam terhadap air cara kerjanya yaitu mula-mula menyiapkan dua buah gelas kimia yang masing-masing diisi 200 mL air dan ditambahkan tiga tetes indikator pp. Kemudian, mengampelas logam Mg dan memasukkannya kedalam salah satu gelas kimia. Selanjutnya, pada logam Na, logam Na diambil dari minyak tanah dan dikeringkan diatas kertas saring, lalu memasukkan logam Na (beserta kertas saringnya) ke dalam gelas kimia yang telah berisi air dan ditambahkan indikator pp. Adapun hasil yang teramati yaitu pada logam Mg terbentuk gelembung-gelembung gas kecil dan warna air yang bening berubah menjadi ungu. Pada logam Na, terjadi reaksi yang sangat cepat, yakni dalam waktu 10 detik Na sudah dapat bereaksi yang diawali dengan timbulnya gelembung gas, lalu terbentuk api yang disertai ledakan, dan warna aquades yang awalnya bening berubah menjadi warna ungu.

Berdasarkan hasil percobaan, terlihat bahwa Natrium lebih reaktif dibandingkan dengan Magnesium. Hal ini dikarenakan energi ionisasi Natrium lebih rendah dibandingkan energi ionisasi Magnesium. Natrium lebih mudah untuk melepaskan 1 elektron terluarnya dibandingkan Magnesium yang membutuhkan energi lebih besar untuk melepaskan 2 elektron terluarnya. Hal ini juga  dipengaruhi oleh jari-jari atom Na dan Mg. Jari-jari atom Na lebih besar dibandingkan jari-jari atom Mg. Sehingga daya tarik inti terhadap elektron terluar pada Na lebih lemah daripada daya tarik inti Mg terhadap elektron terluarnya. Demikian, energi ionisasi Na lebih rendah dibanding energi ionisasi Mg. Oleh sebab itulah logam Na lebih reaktif daripada logam Mg.

Adapun reaksi logam Na dengan air yang menunjukkan timbulnya api disertai ledakan, hal ini dikarenakan lepasnya elektron dari Na merupakan peristiwa eksoterm dan membentuk larutan yang berwarna ungu. Ledakan ini disebabkan terdapatnya gas hidrogen yang terbentuk yang segera bereaksi dengan oksigen di udara. Hal ini dikarenakan sifat gas hidrogen yang sangat mudah terbakar ketika bereaksi dengan oksigen.

Adapun reaksi-reaksi yang terjadi pada percobaan ini adalah:

Selain dengan air dan udara, Na dapat bereaksi dengan senyawa lain, beberapa reaksinya adalah sebagai berikut:

Adapun reaksi logam Mg dengan senyawa lain selain air dan udara diantaranya adalah:

Dalam satu golongan sifat logam dari atas ke bawah semakin bertambah. Jadi, pada golongan alkali uruttan kereaktifan dari yang paling besar ke yang paling kecil adalah Cs, Rb, K, Na, dan Li. Adapun pada golongan alkali tanah urutan kereaktifan dari yang paling reaktif ke yang paling tidak reaktif adalah Ra, Ba, Ca, Mg, dan Be. Bila dibandingkan kereaktifan Mg dan Na dalam golongannya, maka keduanya sama-sama memiliki keelektronegatifan yang rendah. Namun logam Na lebih reaktif dibandingkan logam Mg. Hal ini dikarenakan jari-jari atom Mg lebih kecil dari jari-jari atom Na, sehingga energi ionisasi Mg lebih besar dari energi ionisasi Na.

Adapun sifat fisika dari logam Na yaitu massa atom 22.98 g/mol, keelektronegatifan 0.9, titik lebur 97.5°C, titik didih 88.3°C, energi ionisasi pertama 495.7 kJ/mol, warna apinya ketika bereaksi dengan udara adalah kuning, semua logam alkali bersifat lunak, putih mengkilap seperti perak dengan titik leleh terendah. Sifat ini karena atom-atom alkali hanya memiliki satu elektron terluar yang terlibat dalam ikatan logam, sehingga energi kohesi antar atom dalam kristal sangatlah kecil. Adapun sifat kimia dari logam Na adalah natrium bereaksi cepat dengan air, salju, dan es untuk menghasilkan natrium hidroksida dan hidrogen. Ketika terkena udara, logam natrium kehilangan warna keperakannya dan berubah menjadi abu-abu buram akibat pembentukan lapisan natrium oksida. Natrium tidak bereaksi dengan nitrogen, bahkan pada suhu yang sangat tinggi, tetapi dapat bereaksi dengan amonia untuk membentuk amida.

Adapun sifat fisika dari logam Mg yaitu massa atom 24.305 g/mol, keelektronegatifan 1.2, titik lebur 650°C, titik didih 1107°C, radius van der waals 0.16 nm, energi ionisasi pertama 737.5 kJ/mol, energi ionisasi kedua 1450 kJ/mol, warna nyalanya adalah putih cemerlang. Warna logam berwarna putih keperakan dan sangat ringan. Magnesium sangat aktif secara kimia dengan sejumlah besar logam dapat diproduksi melalui reduksi termal garam logam tersebut dengan magnesium teroksidasi. Unsur ini bisa bereaksi dengan sebagian besar unsur nonlogam dan hampir setiap asam. Magnesium digunakan sebagai katalis, magnesium memperlancar reaksi organik kondensasi, reduksi, dan dehalogenasi.

V.                KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan, maka dapat disimpulkan bahwa:

1.      Logam natrium lebih reaktif dibandingkan logam magnesium.

2.     Kereaktifan logam natrium yang lebih besar dibandingkan dengan logam magnesium dikarenakan jari-jari atom Na lebih besar dibandingkan dengan jari-jari atom Mg. Semakin besar jari-jari atom, maka daya tarik inti terhadap elektron terluar semakin lemah yang menyebabkan energi ionisasi suatu atom semakin kecil dengan naiknya jari-jari atom. Demikian, energi ionisasi Na lebih rendah dibandingkan energi ionisasi Mg.

3.      Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, ukuran jari-jari atom semakin meningkat, sehingga dari atas ke bawah dalam satu golongan kereaktifan semakin besar. Demikian untuk golongan alkali urutan kereaktifan dari yang paling kecil ke yang paling besar adalah Li, Na, K, Rb, Cs dan Fr. Adapun untuk golongan alkali tanah urutan kereaktifan mulai dari yang terkecil adalah Be, Mg, Ca, Sr, Ba, dan Ra.

4.      Reaksi yang terjadi pada percobaan ini diantaranya adalah:

DAFTAR PUSTAKA

Daintith, John. 1990. Kamus Lengkap Kimia. Jakarta: Erlangga

Goldberg, D.E. 2005. Theory and Problems of Beginning Chemistry. McGraw-Hill Companies, Inc: New York

Petrucci, Ralph. H. 1999. Kimia Dasar Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Sugiyarto, K.H. dan R.D. Suyanti. 2010. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI Press

Sunardi. 2006. 116 Unsur Kimia. Bandung: Yrama Widya