2. Bab VUnsur-Unsur Golongan Transisi
Periode Empat
Disusun Oleh :
1. Inayatul Ulya (08)
2. Indah Rif’ah .D (09)
3. Khoirul Anas (10)
4. Haniatul Waghfiroh (11)
Kelas : XII IPA 2
3. Yang akan dipelajari pada bab ini :
1. Sifat-Sifat Unsur Golongan Transisi Periode Empat
2. Kelimpahan, Manfaat, Dampak, dan Proses
Pembuatan Unsur-Unsur Golongan Transisi Periode
Empat
1.
2.
4. A. Sifat Unsur Golongan Transisi Periode Empat
Secara Umum, Unsur-unsur transisi periode empat mempunyai sifat sebagai
berikut :
1. Merupakan unsur logam dengan ikatan logam kuat
2. Berwujud padat pada suhu ruangan
3. Bersifat konduktor
4. Titik lebur dan titik didih tinggi
5. Membentuk senyawa berwarna
6. Dapat ditarik medan megnet
7. Membentuk senyawa kompleks
5. Sifat Unsur Golongan Transisi Periode Empat
1. Sifat logam
Semua unsur transisi memiliki elektron pada blok d yang belum penuh
sehingga memiliki banyak elektron yang tidak berpasangan. Elektron
bergerak bebas membentuk ikatan logam. Dengan adanya ikatan ini,
mengakibatkan unsur transisi memiliki sifat keras, kerapatan (densitas)
maupun titik didih yang tinggi.
6. 2. Bilangan Oksidasi
Umumnya, unsur-unsur transisi periode empat memiliki biloks lebih dari satu. Hal
ini disebabkan tingkat energi orbital s dan orbital d tidak berbeda jauh sehingga
memungkinkan elektron-elektron pada kedua orbital ini digunakan untuk pembentuka
orbital hibrida sp3d2.
Unsur tingkat oksidasi Tingkat oksidasi stabil
Sc +3
Ti +2,+3,+4
+3
+4
V +2,+3,+4,+5
Cr +2,+3,+4,+5,+6
+5
+3,+6
Mn +2,+3,+4,+6,+7 +2,+4,+7
Fe +2,+3
Co +2,+3
+2,+3
+2,+3
Ni +2,
Cu +1,+2
+2
+1,+2
Zn +2, +2
7. 3. Senyawa Berwarna
Senyawa yang dibentuk dari ion-ion logam transisi sebagian besar berwarna. Warna
disebabkan oleh tingkat energi elektron pada unsur-unsur transisi hampir sama.
Tidak adanya elektron pada orbital d menyebabkan ion-ion tidak berwarna. Kecuali
. .. Warna yang terbentuk juga dipengaruhi atom lain yang
diikat. Ion yang sama dapat membentuk senyawa-senyawa dengan warna berbeda apa
bila atom yang diikat juga berbeda.
8. 4. Sifat Magnetik
Berdasarkan sifat magnetiknya, unsur transisi periode empat
dikelompokkan menjadi tiga:
a. Diamagnetik : transisi tidak dapat ditarik medan magnet. Sifat ini
dimiliki unsur yang seluruh elektron pada orbital telah
berpasangan. Contoh : unsur Zn
b. Paramagneti : transisi ditarik lemah oleh medan magnet. Sifat ini
dimiliki unsur yang memiliki sedikit elektron yang tidak
berpasangan. Contoh : unsur Sc
c. Feromagneti : transisi dapat ditarik kuat oleh medan magnet. Sifat
ini dimiliki unsur yang memiliki banyak elektron pada orbital yang
tidak berpasangan. Contoh : unsur Fe, Co dan Ni
a. Diamagnetik
b. Paramagnetik
c. Feromagnetik
9. 5. Ion kompleks
Unsur transisi dapat membentuk ion kompleks karena memiliki
orbital-orbital yang masih kosong. Senyawa ionik yaitu senyawa yang
terbentuk dari kation dari logam transisi yang berikatan dengan dua atau
lebih anion atau molekul netral (ligan). Muatan ion kompleks
merupakan jumlah muatan atom pusat dengan ligannya.
Muatan ion kompleks merupakan jumlah muatan atom pusat dengan
ligannya. Muatan atom pusat Cu 2+ sedangkan Ligannya 4- maka muatan
ion kompleks adalah 2+(-4) = -2.
Bilangan koordinasi yaitu jumlah ligan yang terikat langsung pada
atom pusatnya. Sebagai contoh, [Cr(H2O)4Cl2]+. Cr memiliki bilangan
koordinasi 6 sebab ada enam atom yang terikat langsung.
(Ion logam
transisi)
(Ligan) Ion kompleks
Tetrasiano kuprat II
10. selain sifat fisik, juga memiliki sifat kimia yaitu kereaktifan dan kelarutan.
Logam transisi bereaksi lambat dengan air, oksigen, dan halogen (VII A). Unsur
transisi periode empat juga kurang reaktif, oleh karena itu unsur transisi tahan
terhadap korosi. Sebagian besar unsur transisi bersifat larut dalam asam mineral
encer.
11. Tata Nama Senyawa Kompleks
Tata nama senyawa atau ion kompleks menurut IUPAC (International Union of
Pure Applied Chemistry) sebagai berikut.
a. nama kation disebutkan terlebih dahulu
b. Jumlah ligan yang sama diberi awalan sebagai berikut.
1= mono 3= tri 5= penta
2= di 4=tetra 6= heksa
Khusus ligan tertentu seperti etilendiamin diberi awalan berbeda.
2= bis 3=tris 4=tetrakis
c. Apabila dalam ion terdapat lebih dari satu ligan, penamaan diurutkan sesuai
abjad.
d. Ligan disebutkan terlebih dahulu
e. Nama ligan anion diakhiri huruf “O”
12. f. Ligan molekul netral diberi nama sesuai molekulnya, kecuali
.
g. Nama ion Komplek bermuatan positif diawali dengan nama ligan diikuti atom
pusatnya. Biloks atom pusat ditulis dengan romawi dan tanda kurung.
h. Nama ion kompleks negatif diawali nama ligannya diikuti nama atom pusatnya
(nama latin) diberi akhiran “at”.
Bukan Tembaganat
Muatan Rumus Nama Ligan Rumus Nama Ligan
Netral H2O Akuo CO Karbonil
NH3 Amin CH3 Metil
NO nitrosil C6H5 Fenil
-1 I-
iodo CN-
Siano
OH-
Hidrokso F-
Fluoro
-2 O2-
Okso CO3
2-
Karbonato
SO4
2-
Sulfato S2O3
2-
Tiosulfato
13. B. Kelimpahan, Manfaat, Dampak, dan Proses
Pembuatan Unsur-Unsur Golongan Transisi Periode
Empat
Mineral-mineral yang mengandung unsur-unsur golongan transisi periode
empat di alam biasanya ditemukan dalam bentuk senyawa oksida dan sulfida.
Hal itu dikarenakan unsur-unsur golongan transisi periode empat mudah
teroksidasi dan mempunyai afinitas yang cukup besar terhadap oksigen dan
sulfur. Oksigen dan sulfur termasuk unsur sangat reaktif terhadap logam yang
tersebar di kerak bumi.
14. 1. Scandium (Sc)
Kelimpahan Scandium dikulit bumi sekitar
0,0025%. Dialam hanya terdapat sedikit
bersama dengan unsur-unsur lantanida. Ion
Sc3+
tidak berwarna, bersifat diamagnetik dan
bersifat amfoter mirip Al3+
. Skandium memiliki
reaktivitas yang tinggi dan bersifat isotop
radioaktif dengan paruh waktu yang singkat.
Skandium -45 merupakan satu-satunya isotop
alami yang tidak berifat radioaktif.
15. Berikut kegunaan logam skandium :
1. Skandium digunakkan sebagai komponen pada lampu
berintensitas tinggi.
2. Skandium dapat menghasilkan larutan asam pada hidrolisis
[Sc(H2O)6]3+
dan membentuk senyawa Na3ScF6 yang mirip
kriolit (Na3AlF6).
3. Skandium dimanfaatkan bahan pembentukan gelatin
hidroksida (Sc(OH)3) bersifat amfoter.
Logam Skandium di peroleh dengan cara elektrolisis ScCl3
dicampur klorida lain.
16. 2. Titanum (Ti)
Titanium merupakan unsur yang tersebar
dalam kerak bumi sebesar 0,6%. Mineral
yang mengandung titanium selain rutil
dan ilmenit yaitu perovskite (CaTiO3)
dan titanit (CaTiOSiO4). Titanium
banyak digunakan dalam industri pesawat
terbang, mesin turbin, dan peralatan
kelautan.
17. Titanium bersifat amfoter , inert, putih cerah, tidak tembus
cahaya dan tidak toksik. Sifat ini dimanfaatkan untuk membuat
pemutih, pengilap kertas, pigmen putih cat, keramik, kaca,
kosmetik, dan bahan kimia lain.
Logam Ti diperoleh dengan cara mengalirkan gas klorin pada
TiO2 sehingga terbentuk TiCl4. persamaan reaksi sebagai berikut.
TiO2 (s) + 2C (s) +2Cl2 (g) TiCl4 (s) + 2CO (g)
TiCl4 yang terjadi direduksi dengan logam Mg pada suhu
tinggi bebas oksigen.
TiCl4 (s) + 2Mg (s) Ti (s) + 2MgCl2 (s)
Ti didapatkan sebagai padatan yang disebut sepon.
18. 3. Vanadium (V)
Vanadium Tersebar di kerak bumi sebesar
0,02%. Sumber utama vanadium adalah
Vanadit (Pb3(VO4)2). Vanadium
pentaoksida digunakan sebagai katalis pada
pembuatan asam sulfat dalam proses
kontak.
19. Vanadium dalam bentuk campuran dengan besi menghasilkan ferovanadium
yang bersifat keras, kuat dan tahan korosi. Ferovanadium digunakan dalam
pembuatan peralatan teknik yang tahan getaran, misal pegas, per mobil,
pesawat terbang, dan kereta api.
Ferovanadium dihasilkan dari reduksi V2O5 dengan campuran silikon (Si)
dan besi (Fe), Reaksinya :
2V2O5 (s) + 5Si (s) + Fe (s) 4V (+Fe) (s) + 5SiO2 (s)
Senyawa SiO2 ditambah dengan CaO menghasilkan suatu terak CaSiO3,
bahan yang dihasilkan selama pemurnian logam.
SiO2 (s) + CaO (s) CaSiO3 (s)
Ferovanadium
Terak
20. 4. Kromium (Cr)
Kelimpahan kromium di kulit bumi
hanya 0,0122%. Logam kromium reaktif
terhadap oksigen dan membentuk oksida
yang berupa lapisan tipis dipermukaan
logam.
21. Kromium banyak digunakan untuk melapisi logam agar tahan karat
secara elektroplating, misal nikrom pada alat pemanas mengandung
18%. Kromium juga digunakan sebagai dasar dalam industri baja
sehingga menghasilkan baja kuat dan mengkilap.
Kromit (FeCr2O4) direduksi oleh karbon mengahasilkan ferokrom.
FeCr2O4 (s) + 4C (s) Fe (s) + 2Cr (s) + 4CO (s)
Logam kromium dibuat menurut proses Goldschmidt dengan jalan
reduksi Cr2O3 dengan logam aluminium.
Cr2O3 (s) +2Al (s) Al2O3 (s) +2Cr (s)
Ferokrom
22. 5. Mangan (Mn)
Mangan terdapat di alam dengan jumlah
melimpah. Biji mangan yang utama
adalah pirolusit. Selain itu, mangan
terdapat dalam bentuk spat mangan
(MnO3) dan manganit (Mn2O3.H2O).
23. Mangan digunakan pada industri baja sebagai campuran mangan
dengan besi yang disebut feromangan, digunakan sebagi bahan
pembuat mesin dan alat berat karena sifatnya yang sangat keras, kuat,
dan tahan gesekan. Mangan yang terdapat dalam MnO2 digunakan pada
baterai kering.
Pembuatan feromangan dengan cara mereduksi MnO2 dengan
campuran besi oksida dan karbon.
MnO2 (s) + Fe2O3 (s) + 5C (s) 2Fe (s) + Mn (s) + 5CO (s)
Baja feromangan berfungsi untuk mengikat oksigen agar pada
proses penuangan tidak terjadi gelembung-gelembung udara
mengakibatkan baja keropos.
Logam mangan dibuat melalui proses alumino thermi.
Tahap I : 3MnO2 (s) Mn3O4 (g) + O2 (g)
Tahap II : 3Mn3O4 (s) + 8Al (s) 9Mn (s) + 4Al2O3 (s)
24. 6. Besi (Fe)
Kelimpahan besi di alam
menempati urutan keempat. Besi
merupakan logam yang sangat
penting dalam industri, sehingga
logam besi sangat banyak digunakan
dalam kehidupan sehari-hari.
25. Besi bersifat feromagnetik. Karena itu, banyak oksida besi
digunakan sebagai perangkat elektronik, memori komputer, dan
pita rekaman. Kompleks besi berperan dalam proses biologis
seperti untuk membentuk hemoglobin (Hb) dalam darah dan
klorofil pada tanaman.
Besi murni besifat lunak, liat dan cukup reaktif . Besi selalu
dipadukan dengan logam lain membentuk aliase. Misal baja
dengan stainless steel, baja dibuat dari besi dengan tambahan Mn,
Cr, Ni atau unsur lain sesuai kegunaan.
26. Proses Pembuatan Besi
Besi diperoleh dari bijih besi dengan cara mereduksi bijih dalam tanur
(tungku). Bahan-bahan yang diperlukan meliputi:
a) bijih besi (hematit) Fe3O2 sebagai bahan baku,
b) batu kapur CaCO3 untuk mengikat zat pengotor,
c) kokas (C) sebagai pereduksi.
Proses yang terjadi pada pembuatan besi adalah :
1) Bahan-bahan (biji besi, batu kapur, dan kokas) dimasukkan ke dalam
tungku dari puncak tanur.
2) Udara panas dialirkan melalui dasar tanur sehingga mengoksidasi
karbon menjadi gas CO2.
C(s) + O2(g) → CO2(g)
3) Kemudian gas CO2 bergerak naik dan bereaksi lagi dengan kokas
menjadi CO.
CO2(g) + C(s) → 2CO(g)
27. 4) Gas CO yang terjadi mereduksi bijih besi secara bertahap menjadi besi.
3Fe2O3 (s) + CO (g) → 2Fe3O4 (s) + CO2 (g)
Fe3O4 (s) + CO (g) → 3FeO (s) + CO2 (g)
FeO (s) + CO (g) → Fe (l) + CO2
5) logam besi yang dihasilkan berwujud cair dan mengalir ke dasar tanur.
Temperatur tinggi mengakibatkan CaCO3 terurai menjadi CaO (kapur
tohor) dan gas CO2.
6) CaO akan mengikat zat pengotor dan membentuk terak pada dasar tanur.
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
SiO2(s) + CaO(s) → CaSiO3(l)
Al2O3(s) + CaO(s) → Ca(AlO2)2(l)
P2O5(s) + 3CaO(s) → Ca3(PO4)2(l)
Terak yang terbentuk akan mengapung dipermukaan besi cair. Besi cair pada tanur
dituang dalam cetakan .
(pada suhu 500 °C di bagian atas tanur)
(pada suhu 850 °C lebih rendah pada tanur)
(pada suhu 1000 °C bagian lebih rendah lagi)
28.
29. 7. Kobalt (Co)
Kobalt di alam diperoleh sebagai bijih
smaltit (CoAs2) dan Kobaltit (CoAsS).
Kobalt bersifat mirip dengan nikel.
Unsur kobalt tidak reaktif, tetapi stabil
terhadap panas.
30. Kobalt digunakan untuk membuat paduan logam. Campuran
besi dan kobalt mempunyai sifat tahan karat. Alnico adalah
paduan dari aluminium, nikel, kobalt dan tembaga bersifat magnet
kuat. Kobalt digunakan dalam pembuatan mesin jet, mesin turbin,
dan peralatan tahan panas. Isotop kobalt (Co-60) berguna dalam
pengobatan kanker.
Ion Co2+ (aq) digunakan sebagai bahan tinta tidak berwarna.
Kertas yang mengandung ion Co2+ digunakan untuk mendeteksi
perubahan cuaca.
31. 8. Nikel (Ni)
Nikel merupakan logam putih
mengkilap seperti perak dan dijadikan
sebagai penghantar panas atau listrik
yang baik. Nikel dapat dijumpai dalam
bentuk senyawa mineral dan kompleks.
32. [Ni(NH3)6]Cl dan [Ni(NH3)6SO4 digunakan dalam
elektroplating. Manfaat Nikel untuk melapisi agar tahan karat dan
sebagai campuran logam seperti monel (paduan 60% Ni, 40% Cu,
dan sedikit Fe, Mn, Si, C) dan alnico (Ni, Fe, Al, dan Co).
Serbuk nikel biasa digunakan sebai katalis dalam reaksi reduksi
senyawa hidrokarbon, contoh proses hidrogenasi lemak pada
pembuatan margarin. Nikel (III) oksida (Ni2O3) digunakan dalam
sel edison.
33. 9. Tembaga (Cu
Tembaga di alam terdapat dalam bijih
tembaga. Sekitar 80% diperoleh sebagai
sulfida. Tembaga merupakan logam
penghantar panas dan listrik yang baik.
34. Tembaga banyak digunakan sebagai kabel listrik. Selain itu juga dapat
digunakan sebagai bahan pembuatan kerajinan dicampur dengan emas.
Kegunaan tembaga dengan campuran logam lain sebagai berikut :
a. Dicampur dengan logam Zn disebut kuningan
b. Campuran dengan logam Ni dikenal dengan monel (dibuat mata
uang, dan kerajinan)
c. Campuran dengan Sn dikenal dengan perunggu (dibuat medali)
d. Serbuk tembaga maupun tembaga oksida untuk membuat zat anti
karat pada kapal.
Kegunaan lainnya :
1. Menguji kemurnian alkohol dengan memasukkan serbuk putih
CuSO4
2. Membuat rayon/ sutra ( melarutkan selulosa kedalam [Cu(NH3)4]2+
3. Mematikan hama atau serangga (campuran Cu(OH)2 + CaSO4)
4. Menguji sifat pereduksi dari senyawa mengandung gugus aldehid
35. Proses Pembuatan Tembaga
Proses pengolahan tembaga dimulai dari pemanggangan
kalkopirit (CuFeS2). Hasilnya dioksidasi dalam oksigen.
4CuFeS2 (s) + 9O2 (g) 2Cu2S (s) + 2Fe2O3 (s) +6SO2 (g)
2Cu2S (s) + 3O2 (g) 2Cu2O (s) + 2SO2 (g)
2Cu2O (s) + Cu2S (s) 6Cu (s) + SO2 (g)
Tembaga yang dihasilkan dimurnikan dengan cara dielektrolisis.
Pemurnian dengan cara menempatka tembaga kotor pada anoda
dengan menggunakan larutan elektrolit CuSO4. tembaga murni
pada katoda.
Anoda : Cu (s) Cu2+ (aq) + 2e
Katoda : Cu2+ (aq) + 2e Cu (s)
Cu (s) Cu (s)
Tembaga hasil elektrolisis merupakan tembaga murni.
36. 10. Seng (Zn)
Seng di alam dijumpai dalam bentuk
zinsit (ZnO) dan stalerit (ZnS). Seng
merupakan logam mengkilat pada
keadaan murni, keras, rapuh, dan tidak
mudah bereaksi dengan udara. Hal ini
disebabkan seng diudara lembab
membentuk zinc karbonat basa,
An2(OH)2CO3.
37. Seng berguna sebagai pelapis logam besi agar tahan karat. Selain itu
berguna untuk paduan logam (misal kuningan), zat antioksidan pada
pembuatan mobil. ZnS digunakan sebagai bahan pembuat cat putih dan
bahan melapisi tabung gambar televisi dan monitor komputer.
Lembaran seng dapat dimanfaatkan sebagai atap bangunan.
Pembuatan seng dilakukan dengan pemanggangan ZnS kemudian
oksida seng direduksi dengan karbon pijar.
2ZnS (s) + 3O2 (g) 2ZnO (s) +2SO2 (g)
ZnO (s) + C (s) Zn (g) + CO (g)
Proses ini berlangsung pada suhu 1200oC. Seng dalam bentuk gas
dikondensasi menjadi debu seng
38. Terima Kasih
Disusun Oleh :
1. Inayatul Ulya (08)
2. Indah Rif’ah. D (09)
3. Khoirul Anas (10)
4. Haniatul Waghfiroh (11)
Kelas : XII IPA 2
39. Terima Kasih
Disusun Oleh :
1. Inayatul Ulya (08)
2. Indah Rif’ah. D (09)
3. Khoirul Anas (10)
4. Haniatul Waghfiroh (11)
Kelas : XII IPA 2
