1.Jelaskan sumber-sumber unsur gas mulia, halogen, alkali, alkali tanah, unsur periode 3, unsur transisi periode 4

1.Jelaskan sumber-sumber unsur gas mulia, halogen, alkali, alkali tanah, unsur periode 3, unsur transisi periode 4

gas mulia

adalah Unsur-unsur golongan VIIIA yang terdiri dari helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn) 

Halogen

adalah unsur-unsur golongan VIIA yang terdiri dari fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iodin (I), dan astatin (At)

Logam Alkali

adalah unsur-unsur golongan IA kecuali hidrogen (H), antara lain litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs), dan fransium (Fr)

Logam Alkali Tanah

adalah unsur-unsur golongan IIA yang terdiri dari berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra)

Unsur-unsur Periode Ketiga

terdiri dari logam (natrium, magnesium, dan aluminium), metaloid (silikon), dan nonlogam (fosforus, sulfur, klorin, dan argon)

Unsur-unsur transisi periode keempat

terdiri dari skandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), kromium (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), tembaga (Cu), dan seng (Zn)

2.Jelaskan sifat fisika dan kimia unsur gas mullia, halogen, alkali, alkali tanah, unsur periode 3 , dan unsur transisi periode 4

  • gas mulia : sifatnya sangat stabil (sukar bereaksi)
  • halogen : sifat elektronegatifitas
  • alkali : sifat sangat reaktif
  • alkali tanah : sifat tidak sereaktif logam alkali
  • unsur periode 3 : Sifat preduksi berkurang dan sifatpengoksidasi bertambah, Sifat logam semakin lemah dan sifat nonlogam semakin kuat, Sifat basa semakin lemah dan sifatasam semakin kuat
  • unsur transisi periode 4 : sifat keelektronegatifan dan keelektropositifan yang rendah

3.Jelaskan pembuatan unsur gas mullia, halogen, alkali, alkali tanah, unsur periode 3 f dan unsur transisi periode 4

gas mulia

1) Pengambilan Helium (He) dari gas alam

Sumber gas He yang utama terdapat di matahari dan bintang tetapi kita sulit mengambilnya. Di udara terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit. Untuk mengambilnya secara ekonomi tidak menguntungkan maka dicari sumber lain, yaitu yang berasal dari gas alam.

Untuk mendapatkan Helium dari gas alam ini diembunkan sehingga diperoleh produk yang berupa campuran Helium (He), gas Nitrogen (N2) dan pengotor. Agar diperoleh gas He murni, dilakukan proses kriogenik dan adsorbsi. Kriogenik adalah cara mendapatkan pada suhu rendah umumnya di bawah -100oC.

Dalam proses kriogenik campuran gas alam diberi tekanan lalu didinginkan dengan cepat agar N2 mengembun sehingga dapat dipisahkan. Dengan proses adsorbsi pengotor dapat diserap sehingga diperoleh gas helium murni.

2) Pengambilan Ne, Ar, Kr, Xe dari udara

Pada tahap awal dilakukan pemisahan udara dari CO2 dan uap air. Selanjutnya udara diembunkan dengan pemberian tekanan 200 atm dan diikuti dengan pendinginan cepat. Dengan ini sebagian besar udara akan membentuk fase cair dengan kandungan gas mulia lebih banyak ±60% gas mulia (Ar, Kr, Xe) dan sisanya ±30% O2 dan ±10%N2.

He dan Ne tidak mengembun karena titik didih kedua gas tersebut sangat rendah. Langkah berikutnya Ar, Kr, dan Xe dipisahkan dengan menggunakan proses adsorbsi atau destilasi fraksionasi.
(i) Proses adsorbsi

Oksigen dan nitrogen dipisahkan terlebih dahulu untuk memperoleh Ar, Kr, dan Xe. O2 direaksikan dengan Cu sedangkan N2 direaksikan dengan Mg. Hasil dari pemisahan ini (Ar, Xe, dan Kr) diadsorpsi oleh arang teraktivasi. Pada saat arang dipanaskan perlahan, setiap gas akan keluar dari arang. Akhirnya pada suhu ±-80oC diperoleh Ar, sementara Kr, dan Xe diperoleh pada suhu yang lebih tinggi.
 (ii) Proses destilasi bertingkat

Proses destilasi bertingkat merupakan prinsip pemisahan zat berdasarkan perbedaan titik didih zat. Titik didih N2 paling tinggi sehingga N2 dapat dipisahkan terlebih dahulu, kemudian Ar dan O2 dipisahkan. Sedangkan Xe dan Kr dipisahkan pada tahapan destilasi berikutnya.

3) Perolehan Radon (Rn)

Radon diperoleh dari peluruhan unsur radioaktif U-238 dan peluruhan langsung Ra-226. Radon cepat meluruh menjadi unsur lain, Radon mempunyai waktu paruh 3,8 hari.

halogen

dapat dibuat dengan cara elektrolisis atau dengan cara mengoksidasi senyawa halida (X-). Pada umumnya unsur-unsur halogen (X2) dibuat di laboratorium dengan cara mengoksidasi senyawa halida. Gas fluorin (F2) jarang dibuat di laboratorium karena tidak ada oksidator yang mampu mengoksidasi senyawa fluorida (F). Mengapa demikian? Fluorin mempunyai daya oksidasi tinggi dibanding halogen yang lain. Unsur halogen klorin, bromin, dan iodin dapat dihasilkan dari oksidasi terhadap senyawa halida dengan oksidator MnO2 atau KMnO4 dalam lingkungan asam.

1. Pembuatan Fluorin (F2)

Fluorin diperoleh melalui proses elektrolisis garam hidrogen fluorida, KHF2 dilarutkan dalam HF cair, kemudian ditambahkan LiF 3% (agar suhu turun sampai ±100oC). Elektrolisis dilakukan pada tempat terbuat dari baja, di mana sebagai katode baja dan sebagai anoda karbon (grafit).

2. Pembuatan Klorin (Cl2)

Air laut dan garam batu merupakan sumber utama Cl, untuk mendapatkan Cl dapat dilakukan elektrolisis leburan NaCl, dan elektrolisis larutan NaCl.
3. Pembuatan Bromin (Br2)

Air laut juga sumber utama Br. Setiap 1 m3 air laut terdapat 3 kg bromin (Br2). Bromin didapatkan dengan cara mengoksidasi ion bromida yang terdapat dalam air laut.

4. Pembuatan Iodin (I2)

Yodium di alam hanya terdapat natrium Iodat (NaIO3). Yodium dibuat secara reduksi ion yodat dengan produksi natrium hidrogensulfit.

5. Pembuatan Astatin (At)

Astatin diperoleh dari penembakan Bi dengan partikel α (He). Astatin bersifat radioaktif dan mempunyai waktu paropendek (8,1  jam)

alkali logam

Logam-logam alkali dapat dibuat dengan elektrolisis lelehan garamnya atau mereduksi garamnya. Elektrolisis larutan garam logam alkali tidak akan menghasilkan logam alkali karena harga potensil elektroda lebih negatif dari pada air. dapat diperoleh dengan elektrolisis lelehan LiCl

alkali tanah

Alkali tanah mempunyai harga potensial elektroda sangat negatif, sehingga pembuatan logam alkali tanah dilakukan dengan cara elektrolisis lelehan garamnya, kecuali berilium. Berilium dapat dibuat dengan mereduksi garam flouridanya.

unsur periode 3

1. Pembuatan Aluminium (Al)

Pengolahan logam aluminium melalui proses pemurnian dan proses elektrolisis menurut Charles Martin Hall.
  • Proses pemurnian bauksit
  • Proses elektrolisis
Logam aluminium yang terbentuk tertumpuk pada dinding bejana tempat yang digunakan untuk elektrolisis). Oksigen yang terbentuk terdapat pada anoda. Seringkali gas oksigen yang terbentuk bereaksi dengan karbon menghasilkan gas karbondioksida.

2. Pembuatan belerang (S)

Sumber unsur belerang adalah gunung berapi dan dalam tanah. Pengambilan belerang dan depositnya dalam tanah ditambang dengan penambangan frash. Dengan menggunakan pompa Frasch, dipompakan uap air yang sangat panas ke dalam deposit belerang di dalam tanah sehingga belerang meleleh. Oleh udara bertekanan tinggi, campuran belerang dan air panas dipompa ke atas permukaan tanah. Belerang akan membentuk padatan ketika sampai permukaan tanah. Dengan cara ini kemurnian belerang yang diperoleh sampai 99,5 %.

3. Pembuatan Silikon (Si)

Silikon dibuat dengan cara memanaskan pasir dan kokas (c) pada suhu sekitar 3000oC dalam tanur listrik atau tungku pembakaran. Kokas (C) berfungsi sebagai reduktor.

4. Pembuatan Fosforus (P)

Unsur fosforus diperoleh dengan memanaskan campuran kalsium fosfat, pasir, dan karbon pada suhu 1400oC - 1500oC dalam suatu tanur listrik.

unsur golongan transisi (periode 4)

Unsur-unsur transisi berada di alam dalam bentuk senyawaan. Bagaimana cara untuk mendapatkan unsur-unsur transisi tersebut? Mari kita pelajari cara mendapatkan beberapa unsur transisi berikut ini.

1. Pembuatan Skandium (Sc)

Skandium (Sc) dibuat dengan elektrolisis cairan ScCl3 yang dicampurkan dengan klorida-klorida lain.

2. Pembuatan Titanium (Ti)

Salah satu metode yang digunakan dalam proses pembuatan titanium adalah Metode Kroll yang banyak menggunakan klor dan karbon. Hasil reaksinya adalah titanium tetraklorida yang kemudian dipisahkan dengan besi triklorida dengan menggunakan proses distilasi. Senyawa titanium tetraklorida, kemudian direduksi oleh magnesium menjadi logam murni. Udara dikeluarkan agar logam yang dihasilkan tidak dikotori oleh unsur oksigen dan nitrogen. Sisa reaksi adalah antara magnesium dan magnesium diklorida yang kemudian dikeluarkan dari hasil reaksi menggunakan air dan asam klorida sehingga meninggalkan spons titanium. Spon ini akan mencair dibawah tekanan helium atau argon yang pada akhirnya membeku dan membentuk batangan titanium murni.

3. Pembuatan Vanadium (V)

    Frevonadium (logam campuran dengan besi) dihasilkan dari reduksi V2O5 dengan campuran silikon (Si) dan besi (Fe). Senyawa SiO2 ditambah dengan CaO menghasilkan suatu terak yaitu bahan yang dihasilkan selama pemurnian logam.

4. Pembuatan Krom (Cr)

Unsur krom dapat kita peroleh dengan cara mengekstraksi bijihnya. Langkah-langkah dalam ekstraksi unsur krom dari bijihnya adalah seperti berikut.
  • Kromium (III) dalam bijih diubah menjadi dikromat (VI)
  • Reduksi Cr (VI) menjadi Cr (III)
  • Reduksi kromium (III) oksida dengan aluminium (reaksi termit)
Logam kromium diperoleh melalui proses alumino thermit mereduksi Cr2O3 dengan aluminium.
Hasil ekstrasi ini diperoleh logam kromium dengan kemurnian 97% – 99%. Adapun ferokromium diperoleh dengan mereduksi bijih dengan kokas atau silikon dalam tanur listrik

5. Pembuatan Mangan (Mn)

Sumber utama senyawa mangan ialah MnO2. Proses pembuatan Mangan (Mn) dilakukan dengan mereduksi MnO2 dengan campuran besi oksida dan karbon

6. Pembuatan Besi (Fe)

Pengolahan logam besi dilakukan dalam tanur tinggi, melalui proses reduksi bijih besi (Fe2O3, Fe3O4) dengan karbon monoksida meliputi tahap-tahap sebagai berikut.
  • Daerah pemanasan (400 - 750)oC.
  • Daerah reduksi (750 - 1000)oC.
  • Daerah karburasi (1000 - 1300)oC.
  • Daerah pencairan (1300 - 1500)oC.

4.Jelaskan kegunaan unsur gas mullia, halogen, alkali, alkali tanah, unsur periode 3 F dan unsur transisi periode 4

gas mulia

  • untuk pengisi balon udara
  • untuk membuat udara buatan yang dipakai dalam penyelaman dasar laut
  • digunakan sebagai zat pendingin karena memiliki titik uap yang sangat rendah

halogen

  • senyawa CFC pendingin ruangan lemari es dan mesin-mesin pendingin lainnya
  • Magnesium Fluorida (MgF2) digunakan dalam bidang optik, seperti pembuatan lensa

logam alkali

  • untuk membuat baterai

unsur periode 3F

  • membuat pupuk superfosfat
  • membuat korek api

unsur transisi periode 4

  • pembuatan asam sulfat dan anhidrida maleat
  • digunakan juga dalam industri keramik dan kaca
  • digunakan sebagai pigmen dan penyamakan kulit
  • digunakan dalam penyepuhan peralatan logam
  • digunakan dalam proses pembuatan baja

5.Jelaskan dampak negatif unsur gas mullia, halogen, alkali, alkali tanah, unsur periode 3 f dan unsur transisi periode 4

gas mulia

  • Jika digunakan campuran nitrogen dan oksigen untuk membuat udara buatan, nitrogen yang terisap mudah terlarut dalam darah dan dapat menimbulkan halusinasi pada penyelam
  • Terbentuknya gelembung gas dalam darah dapat menimbulkan rasa sakit atau kematian

halogen

  • menyebabkan berkurangnya lapisan ozon di atmosfer yang mengakibatkan pemanasan global
  • Pestisida DTT dari halogen tidak dapat terurai secara alami dan dapat terakumulasi dalam tubuh manusia melalui tumbuhan yang dikonsumsi
  • CCl4 mengakibatkan kerusakan fungsi hati dan syaraf

logam alkali

  • Lithium : Jika digunakan sebagai obat syaraf secara berlebihan dapat menimbulkan autis
  • natrium : Mudah meledak
  • Kalium heksasianoferrat (III) beracun

alkali tanah

  • Magnesium : Menyebabkan asbestosis (gejala sesak nafas, diikuti ekskresi dahak dan batuk serta pembesaran ujung jari)
  • Barium : Menyebabkan efek samping pada penggunaan radiasi kanker

unsur lainnya(periode 3 dan 4)

  • Aluminium : dalam bentuk bubuk beracun jika terhirup
  • Silikon : dalam bentuk bubuk mudah terbakar, Menyebabkan kebakaran, terbakar spontan di udara (SiH4)
  • Belerang : Beracun untuk organism rendah (jamur), Mudah terbakar, dan meledak dalam bentuk mesiu
  • Tembaga : Unsur dalam bentuk serbuk mudah terbakar,  dapat menyebabkan keracunan, Memacu kanker
  • Besi : Gas yang mengandung Fe2(C2O4)4 dapat menyebabkan siderosis (penyakit paru-paru)