‘’GOLONGAN UNSUR TRANSISI PERIODE EMPAT’’
OLEH:
1. NICO KENZIE 2. NOLA APRILIA
3. SUCI PRATIWI 4. SELINAWINI
SMAN 1 SINGKEP BARAT
RUMUSAN MASALAH�
Bagaimana kelimpahan golongan unsur transisi periode ke empat pada alam?
Apa sifat fisis unsur-unsur periode ke empat ?
Apa sifat kimia unsur-unsur periode ke empat ?
Apa saja kegunaan dari unsur golongan transisi ?
KELIMPAHAN UNSUR-UNSUR DI ALAM DAN PRODUK-PRUDUK YANG MENGANDUNG UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT�
Skandium(Sc) terdapat dalam mineral tervetit (SC2SIO7)
Unsur ini terdapat dalam Mineralrutil (TiO2) yang terdapat dalam bijih besi sebagai elmenit (FeTi)2O3 dan ferrotilanate (FeTIO3) juga terdapat dalam karang,silikat,bauksit,batubara dan tanah liat.
Vanadium terdapat dalam senyawa karnotit (K-uranil-vanadat) [(2(UO2(UO2)2(VO4)2.3H2)] dan vanadinit (Pb5(VO4)3CL).
Bijih utama dari kromium di alam adalah kromit (FeO.Cr 2O2) dan sejumlah kecil dalamkromoker.
Bijih utamanya berupa pirulosit atau batu kawi (MnO2), dan rodokrosit (MnCO3) dan diperkirakan cadangan Mn terbesar terdapat di dasar lautan.
Besi (Fe) adalah unsur yang cukup melimpah di kerak bumi (sekitar 6,2% massa kerak bumi). Besi umumnya ditemukan dalam bentuk mineral (bijih besi), seperti hematite (Fe2O3), siderite (FeCO3), dan magnetite (Fe3O4).
Kobalt (Co)Kobalt terdapat di alam sebagai arsenida dari Fe, Co, Ni, dan dikenal sebagai smaltit, kobaltit(CoFeAsS) dan eritrit Co3(AsO4)2.8H2O
Nikel ditemukan dalam beberapa senyawa berikut ini. Sebagai senyawa sulfida : penladit (FeNiS), milerit (NiS); Sebagai senyawa arsen : smaltit (NiCOFeAs2); Sebagai senyawa silikat : garnierit (Ni.MgSiO3).
Tembaga (Cu)Tembaga (Cu) merupakan unsur yang jarang ditemukan di alam (precious metal).Tembaga umumnya ditemukan dalam bentuk senyawanya, yaitu bijih mineral, seperti Pirittembaga (kalkopirit) CuFeS2, bornit (Cu3FeS3), kuprit (Cu2O), melakonit (CuO), malasit(CuCO.Cu(OH)2)
Seng (Zn) terdapat di alam sebagai senyawa sulfida seperti seng blende (ZnS),sebagai senyawa karbonat kelamin (ZnCO3), dan senyawa silikat seperti hemimorfit(ZnO.ZnSiO3.H2O).
Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menyebabkan unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur golongan utama, seperti sifat magnetik, warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks.
Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu :
SIFAT-SIFAT KIMIA
Semua unsur transisi periode keempat bersifat logam, baik dalam sifat kimia maupun dalam sifat fisis. Harga energi ionisasi yang relatif rendah (kecuali seng yang agak tinggi),sehingga mudah membentuk ion positif. Demikian pula, harga titik didih dan titik lelehnya relative tinggi (kecuali Zn yang membentuk TD dan TL relatif rendah).
Semua unsur transisi periode keempat bersifat logam. Sifat itu disebabkan semua unsurtransisi memiliki energi ionisasi yang rendah, yaitu kurang dari 1.000 kJ mol-1 dan keelektronegatifannya rendah, yaitu kurang dari 2.
Senyawa- senyawa unsur transisi alam ternyata mempunyai bilangan oksidasi lebih darisatu. Adanya biloks lebih dari satu ini karena mudahnya melepaskan elektron valensinya. dengandemikian energi ionisasi pertama, kedua dan seterusnya relatif lebih kecil daripada golongan utama.
Adanya elektron-elektron yang tidak berpasangan pada sub kulit d menyebabkan unsur-unsur transisi bersifat paramagnetik (sedikit ditarik ke dalam medan magnet). Makin banyakelektron yang tidak berpasangan, maka makin kuat pula sifat paramagnetiknya. Pada sengdimana orbital pada sub kulit d terisi penuh, maka bersifat diamagnetik (sedikit ditolak keluar medan magnet).
Senyawa unsur transisi (kecuali scandium dan seng), memberikan bermacam warna baik padatan maupun larutannya. Warna senyawa dari unsur transisi juga berkaitan dengan adanyaorbital sub kulit d yang terisi tidak penuh. Peralihan elektron yang terjadi pada pengisian subkulitd (sehingga terjadi perubahan bilangan oksidasi) menyebabkan terjadinya warna pada senyaalogam transisi. Senyawa dari Sc3+dan Ti4+tidak berwarna karena subkulit 3d-nya kosong, serta senyawadari Zn2+ tidak berwarna karena subkulit 3d-nya terisi penuh, sehingga tidak terjadi peralihan electron.
Kecuali Sc dan Zn, unsur-unsur transisi periode keempat mempunyai beberapa tingkatoksidasi.
Bilangan oksidasi yang mungkin bergantung pada bilangan oksidasi yang dapat dicapaikestabilannya. Kestabilan senyawa logam transisi diantaranya bergantung pada jenis atom yang mengikatlogam transisi, senyawa berbentuk Kristal atau larutan, PH dalam air. Kestabilan bilanganoksidasi yang tinggi dapat dicapai melalui pembentukan senyawa dengan oksoaniaon, fluoride,dan oksofluorida.
Ion kompleks adalah ion yang berbentuk dari suatu kation (biasanya ion logam transisi)yang meningkat beberapa anion atau molekul netral. Selanjutnya, kation itu disebut ion pusat dananion atau molekul netral yang terikat pada ion pusat disebut ligan. Pada ion kompleks[Cu(Cn)4]2-dan [Fe(H2O)6]2+,Cu2+dan Fe2+adalah ion pusat, sedangkan Cn-dan H2O adalah ligan. Ligan adalah spesi yang memiiliki atom yang dapat menjadi donor sepasang elektron padaion pusat. Ligan merupakan basa Leuwis, sedangkan ion pusat sebagai asam Leuwis. Ligan dapat berupa ion monoatomik (tapi bukan atom netral), seperti ion halida ; berupa anion, seperti CN- dan NO2-, berupa molekul sederhana, seperti NH3 dan H2O ; berupa molekul kompleks ; seperti piridin (C5H5N).
Ion kompleks positif :
Ag(NH3)2]+ = Diamin Perak (I)
[Cu(NH3)4]2+= Tetra amin Tembaga (II)
[Zn(NH3)4]2+= Tetra amin Seng (II)
[Co(NH3)63+= Heksa amin Kobal (III)
[Cu(H2O)4]2+= Tetra Aquo Tembaga (II)
[Co(H2O)6]3+ = Heksa Aquo Kobal (III)
Contoh :[Cr(NH3)4Cl2]+→atom pusat : Cr 3+
Ligan : NH3 (amina) dan Cl (kloro) bilangan koordinasi : 4 + 2 = 6
Nama ionnya = tetraamin dikloro krom (III)
Ion kompleks negatif
Contoh :[Ni(CN)4]2-→atom pusat : Ni2+
Ligan : CN (siano) Bilangan koordinasi : 4 Nama ionnya = tetrasiano nikelat (II)
Salah satu sifat penting unsur transisi dan senyawanya, yaitu kemampuannya untuk menjadi katalis-katalis reaksi-reaksi dalam tubuh. Katalis adalah zat yang dapat mempercepat reaksi. Di dalam tubuh, terdapat enzim sitokrom oksidase yang berperan dalam mengoksidasi makanan. Enzim ini dapat bekerja bila terdapat ion Cu2+. Beberapa logam transisi atau senyawanya telah digunakan secara komersial sebagai katalis pada proses industry seperti TiCl3 (Polimerasasi alkena pada pembuatan plastic), V2O5(proses kontak pada pembuatan margarine), dan Cu atau CuO (oksidasi alcohol pada pembuatan formalin).
PROSES PEMBUATAN UNSUR LOGAM
Logam skandium dibuat dengan elektrolisis cairan ScCI3 yang dicampurkan dengan klorida-kloroda lain.
Logam titanium (T) diperoleh dengan cara mengalirkan gas kloris pada TiO2, sehingga terbentukTiCI, dengan reaksi: TiO2(s)+2C(s)+2CI2(g)→TiCI4(s)+2CO(g) TiCI yang terjadi direduksi dengan logam Mg pada suhu tinggi yang bebas oksigen. Reaksinya:
TiCI(s)+2Mg(s)→Ti(s)+2MgCI2(s) Vanadium (V)
Dihasilkan dari reduksi V,O, dengan campuran silikon (Si) dan besi (Fe). Reaksinya:
2V205(s)+ 5Si(s)+ Fe(s)→4V (+Fe)(s) + 5Si2(s)4V (+Fe)(s) + 5Si2(s) merupakan Δ ferovanadium
Pembuatan mangan dilakukan dengan mereduksi MnO2 dengan campuran besi oksida dan karbon. Reaksinya:
MnO2(s)+Fe2O3(s)+5C(s)→2Fe(s) Mn(a)+5C0(a)
Logam mangan murni dibuat dengan proses alumino thermi seperti pembuatan logam krom. Reaksinya:
3MnO2(s)→Mn3O4(g)+O2(g) Tahap 2: 3Mn3O4(s)+ 8AI(s)→9Mn(s) + 4AI2O3(s)
Proses pengolahan biji besi menjadi logam besi dilakukan dalam tanur tinggi. Prinsip kerjanya dengan mereduksi oksida besi menggunakan gas karbon monoksida. Adapun langkah- langkah proses pengolahan besi dari bijihnya, sebagai berikut:
Bahan utama, yaitu bijih besi hematit (Fe2O3) dicampur dengan pasir (SiO2) dan oksida oksida asam lain. Bahan ini akan direduksi. Bahan pereduksi, yaitu kokas (karbon). Bahan tambahan, yaitu batu kapur (CaCO3) yang berfungsi untuk mengikat zat-zat pengotor.
Udara panas dimasukkan dari bagian bawah tanur sehingga suhu tanur semakin ke atas semakin rendah. Hal ini mengakibatkan kokas terbakar menghasilkan gas CO2. Gas CO2 yang terbentuk direduksi oleh kokas yang panas menjadi gas CO. Gas CO yang terbentuk dan kokas akan mereduksi bijih besi (Fe2O3). Besi cair yang terbentuk mengalir ke bawah dan berkumpul di dasar tanur. Pada bagian tengah tanur, batu kapur terurai. Selanjutnya CaO yang terbentuk akan mengikat zat pengotor dan membentuk terak pada dasar tanur.
Tembaga yang dihasilkan dimurnikan secara elektrolisis dan flotasi. Pemurnian tembaga dengan elektrolisis dilakukan dengan menempatkan tembaga kotor di anode menggunakan larutan elektrolit CuSO4 sehingga tembaga murni akan diperoleh di katode. Reaksinya:
Unsur cobalt diproduksi ketika hidroksida hujan akan timbul hipokloritsodium (NaOCl). Berikut reaksinya :
2Co2+(aq)+ NaOCl(aq)+ 4OH-(aq)+ H2O 2Co(OH)3(s)+ NaCl(aq)
Trihydroxide Co(OH)3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk membentuk oksida dan kemudian ditambah dengan karbon sehingga terbentuklah unsur kobalt metal.
merupakan unsur terakhir pada deret logam transisi periode empat. Pembuatan logam seng dilakukan dengan pemanggangan seng sulfida (ZnS) kemudian oksida sang direduksi dengan karbon pijar.
Reaksinya:
2ZnS(s)+3O2(g)→ 2ZnO(s)+2SO2(g) ZnO(s)+C(s) →Zn(g)+CO(g)
Proses ini berlangsung pada suhu kurang lebih 1.200°C. Seng dalam bentuk gas dikondensasikan menjadi debu seng.
KEGUNAAN UNSUR LOGAM
Skadium digunakan sebagai komponen pada lampu berintesitas tinggi dan bahan pembentukan gelatin hidroksida (Sc(OH)3).
Titanium banyak digunakan dalam industri pesawat terbang, mesin turbin, dan peralatan kelautan.
Vanadium banyak digunakan dalam pembuatan peralatan teknik yang tahan getaran. misal pegas, per mobil, pesawat terbang, dan kereta api.
Mangan banyak digunakan pada industri baja sebagai campuran (alloy) mangan dengan besi yang disebut feromangan. Feromangan digunakan sebagai bahan pembuat mesin dan alat berat karena sifatnya yang sangat keras, kuat, dan tahan gesekan. Selain itu. mangan dalam bentuk senyawa MnO2 digunakan pada baterai kering
Besi bersifat feromagnetik. Oleh karena itu, banyak oksida besi digunakan sebagai bahan pembuatan perangkat elektronik, memori komputer, dan pita rekaman.
Kobalt digunakan untuk membuat paduan logam. Campuran besi-kobalt mempunyai sifat tahan karat. Kobalt juga banyak dalam pembuatan mesin jet, mesin turbin, dan peralatan tahan panas. Isotop radioaktif kobalt (Co-60) berguna dalam pengobatan kanker.
Nikel berfungsi untuk melapisi logam agar tahan karat dan sebagai campuran logam. Selain itu, nikel digunakan sebagai penghantar panas atau listrik yang baik.
Tembaga banyak digunakan sebagai kabel listrik (alat- alat elektronik).
Seng digunakan sebagai logam pelapis besi agar tahan karat. Seng juga berguna untuk paduan logam, zat antioksidan pada pembuatan ban mobil, bahan pembuat cat putih, dan bahan untuk melapisi tabung gambar televisi, karena dapat berfluoresensi. Lembaran seng dapat dimanfaatkan sebagai atap bangunan.
PENUTUP
Kesimpulan:
Saran:
Manfaatkanlah unsur transisi periode keempat yang ada di bumi dengan sebaik-baiknya dantidak berlebihan karena dapat menimbulkan dampak negatif juga serta jangan disalahgunakandalam penggunaannya.