Logam Alkali (Golongan IA)

Atom-atom logam alkali mempunyai satu elekrton pada kulit terluarnya. Dalam sistem periodik unsur terletak pada golongan IA. Alkali berasal dari bahasa arab kali yang berarti abu. Dinamakan alkali karena dapat membentuk basa kuat. Logam alkali terdiri atas enam unsuryaitu litium ( Li ), natrium ( Na ), kalium ( K ), rubidium ( Rb ), cesium ( Cs ), dan frasium ( Fr ). Unsur logam alkali tidak terdapat bebas di alam melainkan dalam bentuk senyawanya.

UNSUR	3Li	11Na	19K	37Rb	55Cs	87Fr
1. Konfigurasi elektron	[G] ns1
2. Massa atom	------->
3. Jari-jari atom (n.m)
4. Keelektronegatifan	Rendah (antara 0.7 - 1.0) Di atas suhu kamar (antara 28.7o - 180.5o)
5. Suhu lebur (oC)
6. Energi ionisasi (kJ/mol)	<------ p="">Antara 376 - 519

7. Potensial oksidasi (volt)

Positif, antara 2.71 - 3.02 (reduktor)

8. Bilangan oksidasi +1 +1 +1 +1

+1

+1
 Catatan :
 [G] = unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)
   n = nomor perioda (2, 3, 4, 5, 6, 7)
  → = makin besar sesuai dengan arah panah

 Berdasarkan tabel dan grafik di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :

Konfigurasi elektron valensi logam alkali adalah ns¹ yang berarti terletak pada golongan IA dalam sistem periodik dan menempati blok s. Logam alkali mempunyai satu elektron valensi sehingga mudah melepaskan satu elektron dan membentuk ion positif bervalensi satu :

L →  L⁺   +  e^-

Kecenderungan sifat logam alkali sangat teratur. Dari atas ke bawah secara berurutan semakin besar :

• jari-jari atom dan jari-jari ion
• massa atom dan massa jenisnya
• keelektropositifan
• sifat reduktor

Sementara itu, Dari atas ke bawah secara berurutan semakin kecil :

• energi ionisasi
• afinitas elektron
• keelektronegatifan
• titik leleh
• titik didih

Titik leleh yang cukup rendah menunjukkan bahwa logam alkali merupakan logam yang lunak. Lunaknya logam bertambah dengan bertambahnya nomor atom.

Hubungan jari-jari dengan kereaktifan logam alkali :

Dalam satu golongan dari atas ke bawah jari-jari atom bertambah besar sehingga jarak antara inti dengan elektron kulut terluar bertambah besar. Dengan demikian besarnya energi untuk melepas elektron valensinya (energi ionisasi) semakin kecil. dengan semakin kecil harga energi ionisasi maka dari atas ke bawah ( Li ke Cs ) semakin besar kereaktifannya.


 Reaksi-Reaksi Logam Alkali

UNSUR	Li	Na	K	Rb dan Cs
a.Dengan udara/oksigen	Perlahan-lahan terjadi Li2O	Cepat terjadi Na2O dan Na2O2	Cepat terjadi K2O	Terbakar terjadi Rb2O dan Cs2O
b. Dengan air 2L + 2H2O → 2LOH + H2	-----------> (makin hebat reaksinya sesuai dengan arah panah)
c. Dengan asam kuat 2L + 2H+ → 2L+ + H2
d. Dengan halogen 2L + X2 → 2LH
WARNA NYALA API	Merah	Kuning atau oranye/jingga	Ungu (pink kebiruan)	biru kemerahan dan biru
Garam atau basa yang sukar larut dalam air	CO32+ OH- , PO43-	-	ClO4- dan [ Co(NO2)6 ]3-

Reaksi Logam Alkali dengan Air

Semua logam dari Golongan 1 bereaksi hebat dengan air dan bahkan dapat meledak ketika bereaksi dengan air. Untuk masing-masing reaksi ini, terbentuk sebuah larutan logam hidroksida bersama dengan gas hidrogen.

Persamaan reaksi ini berlaku bagi reaksi logam manapun dari Golongan 1 dengan air – cukup ganti simbol X dengan unsur yang anda inginkan. Reaksi logam alkali dengan air berlangsung cepat kecuali Litium ( Li ) yang memerlukan temperatur sekitar 25 C serta reaksinya agak lambat.

Warna Nyala Logam Alkali

Logam alkali bila dipanaskan dapat menghasilkan warna nyala api yang khas untuk masing-masing jenis logam alkali. Litium ( Li ) menghasilkan warna nyala api merah, natrium ( Na ) menghasilkan warna nyala api kining atau oranye, kalium ( K ) menghasilkan warna nyala api ungu, rubidium ( Rb ) menghasilkan warna nyala api biru kemerahan dan cesium ( Cs ) menghasilkan warna nyala api biru.

Reaksi Logam Alkali dengan Udara/Oksigen

Semua logam pada Golongan 1 ini sangat reaktif dan harus dihindarkan dari bersentuhan dengan udara untuk mencegah terjadinya oksidasi. Semakin ke bawah Golongan, kereaktifan semakin meningkat. Lithium, natrium dan kalium disimpan di dalam minyak. (Lithium sebenarnya mengapung dalam minyak, tapi terdapat cukup banyak lapisan minyak untuk melindunginya. Itulah sebabnya lithium kurang reaktif dibanding unsur lain dalam Golongan 1).

Rubidium dan cesium biasanya disimpan dalam tabung-tabung kaca tertutup untuk mencegahnya bersentuhan dengan udara. Tabung-tabung tempat menyimpan kedua logam ini bisa berupa lingkungan gas vakum atau lembam, seperti gas argon. Tabung-tabung ini dipecahkan tutupnya jika logam didalamnya akan digunakan.

a. Litium akan berubah menjadi litium oksida ( Li2O) , di udara litium juga merupakan satu satunya logam alkali yang bereaksi dengan nitrogen menghasilkan litium nitrida.

b. Natrium akan berubah menjadi natrium oksida ( Na2O ) dan natrium peroksida (Na2O2)

c. Kalium akan berubah menjadi kalium peroksida ( K2O2) dan kalium superoksida ( KO2 )

untuk rubidium dan cesium akan menghasilkan superoksida RbO2 dan CsO2 dengan reaksi seperti persamaan reaksi untuk kalium.

Reaksi-reaksi lainnya seperti yang tetulis pada tabel reaksi logam alkali di atas dan tidak dibahas lebih lanjut.


Kegunaan Logam Alkali dan Senyawanya

 1. Kegunaan natrium ( Na )

• Sebagai pendingin pada reaktor nuklir
• Natrium digunakan pada pengolahan logam-logam tertentu
• Natrium digunakan pada industri pembuatan bahan anti ketukan pada bensin yaitu TEL (tetraetillead)
• Uap natrium digunakan untuk lampu natrium yang dapat menembus kabut
• Untuk membuat senyawa natrium seperti Na2O2 (natrium peroksida) dan NaCN (natrium sianida)
• Natrium juga digunakan untuk foto sel dalam alat-alat elektronik.

 
2. Kegunaan Senyawa Natrium

a.  Natrium Klorida
Senyawa natrium yang paling banyak diproduksi adalah natrium klorida (NaCl). Natrium klorida dibuat dari air laut/ dari garam batu. Kegunaan senyawa natrium klorida antara lain :

• Bahan baku untuk membuat natrium (Na), klorin (Cl₂), hydrogen (H₂), hydrogen klorida (HCl) serta senyawa- senyawa natrium seperti NaOH dan Na₂CO₃.
• Pada industri susu serta pengawetan ikan dan daging.
• Di negara yang bermusim dingin, natrium klorida digunakan untuk mencairkan salju di jalan raya.
• Regenerasi alat pelunak air.
• Pada pengolahan kulit.
• Pengolahan bahan makanan yaitu sebagai bumbu masak atau garam dapur.

b.  Natrium Hidroksida (NaOH)
Natrium hidroksida dihasilkan melalui elektrolisis larutan NaCl. Natrium hidroksida disebut dengan nama kaustik soda atau soda api yang banyak digunakan dalam industri berikut :

• Industri sabun dan deterjen. Sabun dibuat dengan mereaksikan lemak atau minyak dengan NaOH.
• Industri pulp dan kertas. Bahan dasar pembuatan kertas adalah selulosa (pulp) dengan cara memasak kayu, bambu dan jerami dengan kaustik soda (NaOH).
• Pada pengolahan aluminium Kaustik soda digunakan untuk mengolah bauksit menjadi Al₂O₃ (alumina) murni.
• NaOH juga digunakan dalam industri tekstil, plastik, pemurnian minyak bumi, serta pembuatan senyawa natrium lainnya seperti NaClO.

c.  Natrium Karbonat (Na₂CO₃)
Natrium karbonat berasal dari sumber alam yaitu trona dan dapat juga dibuat dari NaCl. Natrium karbonat dinamakan juga soda abu. Natrium karbonat banyak digunakan untuk :

• Industri pembuatan kertas, untuk membentuk sabun damar yang berfungsi menolak air dan pengikat serat selulosa (pulp)
• Industri kaca, industri deterjen, bahan pelunak air (menghilangkan kesadahan pada air).

d.  Natrium Bikarbonat (NaHCO₃)
Natrium bikarbnat disebut juga soda kue. Kegunaannya sebagai bahan pengembang pada pembuatan kue.

e.  Natrium Sulfida (Na₂S)
Digunakan bersama-sama dengan NaOH pada proses pengolahan pulp (bahan dasar pembuat kertas).

f.  Natrium Sulfat (Na₂SO₄)

Natrium sulfat dibuat dari NaCl dengan H₂SO₄ dengan pemanasan dengan reaksi :

2NaCl_(s) + H₂SO_4(l)   →   Na₂SO_4(s) + 2HCl_(g)\

kegunaannya sebagai bahan yang dapat dipakai untuk menyimpan energi surya, sehingga dapat dipakai sebagai penghangat ruangan dan penghangat air.

g.  Kegunaan senyawa natrium yang lain

• NaCN untuk ekstraksi emas dan untuk mengeraskan baja.
• NaNO₂ untuk bahan pengawet.
• NaHSO₃ untuk proses pembuatan pulp.
• Na₂SiO₃ untuk bahan perekat atau pengisi dalam industri kertas (karton) dan sebagai bahan pengisi pada industri sabun.

3. Kegunaan Kalium (K)
Kegunaan kalium dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.

• Unsur kalium sangat penting bagi pertumbuhan. Tumbuhan membutuhkan garam-garam kalium, tidak sebagai ion K⁺sendiri, tetapi bersama-sama dengan ion Ca²⁺ dalam perbandingan tertentu.
• Unsur kalium digunakan untuk pembuatan kalium superoksida (KO₂) yang dapat bereaksi dengan air membentuk oksigen.

          Persamaan reaksinya:

         4KO_2(S) + H₂O_(l)  → 4KOH_(aq) + 3O_2(g)

• senyawa KO₂ digunakan sebagai bahan cadangan oksigen dalam tambang (bawah tanah), kapal selam, dan digunakan untuk memulihkan seseorang yang keracunan gas.

4. Kegunaa  Senyawa kalium
Kegunaan senyawa kalium ialah sebagai berikut :

• KOH digunakan pada industri sabun lunak atau lembek.
• KCl dan K₂SO₄ digunakan untuk pupuk pada tanaman.
• KNO₃ digunakan sebagai komponen esensial dari bahan peledak,    petasan dan kembang api.
• KClO₃  digunakan untuk pembuatan korek api, bahan peledak, dan mercon. KClO₃ dapat juga digunakan sebagai bahan pembuat gas Cl₂, apabila direaksikan dengan larutan HCl pada laboratorium.
• K₂CO₃ digunakan pada industri kaca.

5. Kegunaa Logam Alkali Lain dan Senyawanya
Selain natrium dan kalium, kegunaan logam alkali sebagai berikut :

• Litium  digunakan untuk membuat baterai.
• Rubidium (Rb) dan Cesium (Cs) digunakan sebagai permukaan peka cahaya dalam sel fotolistrik yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik.
• Li₂CO₃ digunakan untuk pembuatan beberapa jenis peralatan gelas dan keramik.

Pembuatan Logam Alakli dan Senyawanya

1. Pembuatan Logam Natrium ( Na )

Logam natrium dibuat dengan cara elektrolisis leburan (lelehan) NaCl yang dicampur CaCl2 yang berguna untuk menurunkan titik leleh/cair dari 800 C menjadi sekitar 500 C. Karena potensial reduksi ion Ca2+ lebih negatif dari potensial reduksi ion Na+ maka pada elektrolisis hanya terjadi reduksi ion Na+. Alat yang digunakan pada pembuatan logan Na ini disebut sel Down. Persamaan reaksinya :

			2NaCl(l)		→	2Na+(l) + 2Cl-(l)
	Katoda (-)		2Na+(l)	+ 2e-	→	2Na(s)
	Anoda  (+)		2Cl-(l)		→	Cl2(g)  + 2e-
	---------------------------------------------------------
			2NaCl(l)		→	2Na(s) +  Cl2(g)

2. Pembuatan Logam Kalium ( K )

• elektrolisis lelehan KOH
• elektrolisis lelehan KCN
• reduksi garam kloridanya
• reduksi KCl dengan natrium

3. Pembuatan Logam Litium ( Li )

Litium ( Li) dibuat secara elektrolisis cairan LiCl, logam Li diperoleh di katoda dan gas Cl2 diperoleh di anoda.

4. Pembuatan Senyawa Natrium Hidroksida ( NaOH )
Senyawa natrium hidroksida dapat dibuat dengan cara elektrolisis larutan NaCl. Alat yang digunakan disebut Sel Nelson.

			2NaCl(aq)		→	2Na+(aq)+ 2Cl-(aq)
	Katoda(-)		2H2O(aq)	+ 2 e-	→	2OH-(aq) +H2(g)
	Anoda (+)		2Cl-(aq)		→	Cl2(g)  + 2 e-
	---------------------------------------------------------
	2NaCl(l) +	2H2O	→2Na+(aq)	+2OH-(aq)+	Cl2(g)	+ H2

                Na⁺ + OH^-  → NaOH