Unsur-unsur

UNSUR-UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

(Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni dan Cu) Oleh: XII IPA 2 Umdatul Mufiidah 31 Unik Nur Fauziah 32 Uswatun Khasanah Waginah Wahyu Eka C.

33 34 35

Unsur-unsur transisi adalah Terletak antara unsur golongan alkali tanah dan golongan boron. Merupakan unsur logam Merupakan unsur-unsur blok d dalam sistem periodik

Sifat-sifat yang khas dari unsur transisi    

Mempunyai berbagai bilangan oksidasi Kebanyakan senyawaannya bersifat paramagnetik Kebanyakan senyawaannya berwarna Unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks

Beberapa sifat logam transisi

0

T it ik L e Cle h

BEBERAPA SENYAWAAN YANG DAPAT DIBENTUK OLEH UNSUR TRANSISI 1.

2.

Tingkat Oksidasi <2 - Dengan ligan π Aseptor - Ligan-ligan Organik - Ligan Hidrogen Tingkat Oksidasi 2 - Biasanya bersifat ionik - Oksidanya (MO), bersifat basa - Memiliki struktur NaCl - Mampu membentuk kompleks Aquo, dengan jalan mereaksikan, logam, oksida, karbonat dalam larutan asam dan melalui reduksi katalitik.

3. Tingkat Oksidasi 3 - Beberapa senyawaan bersifat stabil terhadap air, kecuali kompleks dari logam Cu. - Flourida (MF3) dan oksidanya (M2O3) bersifat ionik. - Senyawaan klorida, bromida, iodida dan sulfida bersifat kovalen. - Unsur-unsur Ti – Co membentuk ion-ion oktahedral [M(H2O)]3+ - Ion Co3+ dan Mn3+ mudah direduksi oleh air. - Ion Ti3+ dan V3+ teroksidasi oleh udara. 4. Tingkat Oksidasi 4 - Beberapa contoh senyawaannya antara lain : TiO2, TiCl4, VCl4, VO2+(Vanadil) dapat berperilaku seperti M2+. - Logam-logam dengan tingkat oksidasi 4 dapat membentuk senyawaan kompleks yang bersifat kation, netral dan anion tergantung ligannya. - Diluar unsur Ti dan V, umumnya dikenal sebagai komplek fluoro, dan anion okso. - Beberapa kompleks tetrahedral dapat dibentuk dengan ligan : OR, - NR2, CR3, seperti : Cr(OCMe3)4 5. Tingkat Oksidasi ≥ 5, dikenal untuk unsur-unsur V, Cr, Mn, dan Fe dalam kompleks flouro, amin okso, misal : CrF5, KmnO4, dan K2FeO4 dan s semuanya merupakan zat pengoksidasi yang kuat.

TITANIUM (Ti) KELIMPAHAN : 1. Ilmenite 2. Rutil BEBERAPA PROSES UNTUK MEMPEROLEH LOGAM TITANIUM : 1. Proses Kroll 2. Proses van Arkel de Boer BEBERAPA SIFAT DARI LOGAM TITANIUM : 1. Logamnya berstruktur heksagonal memiliki kemiripan sifat dengan logam besi dan nikel. 2. Keras, tahan panas (mp 16800C, bp 32600C) 3. Penghantar panas dan listrik yang baik 4. Tahan terhadap korosi, sehingga banyak digunakan untuk mesin turbin, industri kimia, pesawat terbang, dan peralatan laut. 5. Meskipun merupakan unsur yang tidak reaktip dapat bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti : hidrogen (H2), Halogen, oksigen, nitrogen, karbon, boron, silikon dan sulfur pada temperatur tertentu.

SENYAWAAN TITANIUM (IV) a. Halida, - TiCl4 (larutan tidak berwarna) terhidrolisis oleh air (mp -230, bp 1360C) TiCl4 + H2O TiO2 + 4HCl - Ti Br4 tidak stabil - TiI4 berbentuk kristal pada temperatur kamar - TiF4 bubuk putih yang higroskopis b. Titanium oksida dan kompleks oksida - Titanium Oksida - Kompleks Titanium SENYAWAAN TITANIUM (III) Senyawa Biner Senyawa Halida Senyawa Kompleks

VANADIUM (V) KELIMPAHAN : 1. Patronite (kompleks sulfida) 2. Vanadinite 3. Carnotite 4. Bijih Uranium Beberapa sifat dari logam vanadium  Keras, tahan terhadap korosi  Pada keadaan massive tahan terhadap udara, air, basa, asam non oksidator.  Larut dalam asam nitrat dan aquaregia.  Pada kondisi temperatur terkontrol dapat bereaksi dengan oksigen (V2O5) dan nitrogen nitrida (VN)

SENYAWAAN VANADIUM Senyawa Biner 











Halida, halida dengan tingkat oksidasi +5 VF5 (merupakan cairan tak berwarna (titik leleh 480C). VCl4 diperoleh dengan mereaksikan logam vanadium dengan gas klor (Cl2), pada kondisi penyimpanan dapat kehilangan Cl. VCl4(Merah) VCl3(ungu) VCl2(hijau pucat) Vanadium Oksida (V2O5) diperoleh melalui penambahan H2SO4 encer dalam larutan amonium vanadat. 2NH4VO3 V2O5 + 2 NH3 + H2O Vanadat dibuat dengan melarutkan vanadium pentoksida pada larutan NaOH V2O5 + NaOH VO43- + Na+ Vanadium oxo halida : Contoh : VOX3 (X = F, Cl, Br), VO2F, VO2Cl, VOF3, dibuat dengan mereaksikan antara V2O5 dengan F2 pada temperatur tertentu. Ion dioksovanadium dan vanadium kompleks. Dibuat melalui pengasaman ion vanadat VO43- + H+ VO2+, (VO2(H2O)4]+

KROMIUM (Cr) Kelimpahan unsur kr omium didapat seba gai miner al Chr omite (FeCr 2 O 4 ) Untuk memper oleh kr omium mur ni dapat dilakukan dengan • Mineral Kromite direaksikan dengan basa dan oksigen untuk mengubah Cr(III) menjadi Cr(VI) • Reduksi Cr(VI) menjadi Cr(III) dengan karbon • Reduksi Cr(III) menjadi Cr(0) dengan aluminium Beber apa sifat dari logam kr omium : • Logam berwarna putih, keras (mp 19030C). • Tahan terhadap korosi (digunakan sebagai bahan pelapis melalui proses elektroplating). • Larut dalam asam-asam mineral (HCl, H2SO4) • Pada temperatur yang terkontrol kromium dapat bereaksi dengan unsur halogen, belerang, silikon, boron, nitrogen, karbon dan oksigen.

Senyawaan Kromium 1. Halida - Halida dari kromium (II) dapat dibuat dengan mereaksikan antara logam kromium dengan asam HF, HCl, HBr dan I2 pada temperatur 6000 – 7000C atau reduksi trihalida dengan H2 pada 500 – 6000C. - Halida dari Cr(III) dapat dibuat dengan melalui : a. Mereaksikan dengan SOCl2 pada hidrat klorida. b. Sublimasi dengan gas klor pada 6000C. 2. Oksida - Oksida terpenting dari krom : Cr2O3, CrO2 dan CrO3. - Cr2O3 dapat dibuat dengan membakar logam kromium dalam oksigen, dekomposisi termal dari Cr(IV) oksida. - CrO2 dibuat melalui reduksi hidrotermal dari CrO3. - CrO3 dibuat dengan jalan mereaksikan antara larutan asam dengan Na/K dikromat. 3. Senyawa biner dari krom yang lain Senyawaan sulfida Cr2S3.

MANGAN (Mn) KELIMPAHAN, ISOLASI, DAN SIFAT-SIFAT UNSURNYA Mangan relatip melimpah dialamsekitar 0,085%. Diantara beberapa logam hanya besi yang kelimpahannya melebihi mangan terdapat dalam sejumlah deposit terutama dalam bentuk oksida, oksida hidrat, atau karbonat. Mangan juga terdapat dalam nodule pada dasar laut pasifik bersama-sama dengan Ni, Cu, dan Co. Logam Mn dapat diperoleh dari oksidanya dengan mereaksikan dengan menggunakan aluminium. Penggunaan yang luas dari Mn adalah dalam ferromangan untuk baja. Mangan memiliki kemiripan sifat kimia dan fisika dengan besi, dengan perbedaan utama dalam hal kekerasan dan lebih rapuh tetapi sedikit lebih tahan panas (mp 12470 C). Mangan lebih elektropositip dan lebih mudah larut dalam larutan encer asam non oksidasi.

SENYAWAAN MANGAN (II) 1. SENYAWA BINER - Mangan(II) oksida merupakan bubuk berwarna hijau gelap yang dibuat dari pemanggangan senyawa karbonat dalam hidrogen atau nitrogen atau dapat juga dibuat dari pemanasan MnCl2 pada 6000C. - Mangan (II) sulfida senyawa berwarna merah muda kenuning-kuningan yang diperoleh melalui pengendapan dengan larutan sulfida basa 2. GARAM DARI MANGAN(II), Garam mangan (II) dapat dibentuk dengan hampir semua anion. Garam mangan(II) larut dalam air, walaupun phospat dan karbonat hanya sedikit larut. Hampir semua garam kristal berbentuk hidrat.

SIFAT KIMIA DARI MANGAN (III) SENYAWA BINER. Oksida merupakan senyawa terpenting, mangan (III)oksida merupakan hasil akhir dari oksidasi Mn atau MnO pada 470 – 6000C membentuk Mn2O3. Mangan(III) flourida dibuat dengan flourinasi dari MnCl2 atau senyawa lain dan membentuk padatan merah anggur yang secara sertamerta terhidrolisis oleh air.

SIFAT KIMIA MANGAN (IV) SENYAWA BINER. Senyawa biner terpenting mangan dioksida yang merupakan padatan berwarna abu-abu sampai hitam yang dialam terdapat sebagai bijih pyrolusite TETRAFLOURIDA MnF4, didapat melalui interaksi langsung merupakan padatan biru yang tidak stabil secara lambat terdekomposisi menjadi MnF3 dan F2.

SIFAT KIMIA MANGAN (VI-VII) Mangan (VI) yang dikenal sebagai ion manganat MnO42- yang berwarna hijau. Ion ini dibentuk pada oksidasi MnO2 dalam lelehan KOH dengan KNO3, udara atau zat pengoksidasi lain atau melalui penguapan KMnO4 dan larutan KOH

BESI (Fe) KELIMPAHAN : Besi merupakan logam yang melimpah nomor dua (2) setelah logam aluminium dan merupakan unsur melimpah nomor 4 penyusun kulit bumi. Bahkan inti bumi diyakini mayoritas unsur penyusunnya adalah besi dan nikel. Mineral sumber utama besi (Fe) : 1. Hematite 2. Magnetit (Fe3O4) 3. Limonit (FeO(OH)) 4. Siderit (FeCO3) Beberapa metode untuk memperoleh logam besi murni antara lain : 1. Reduksi besi oksida dengan hidrogen Didapat dari dekomposisi termal dari besi (II) oksalat, karbonat dan nitrat 2. Elektrodeposisi dari larutan garam besi 3. Dekomposisi termal dari besi karbonil BEBERAPA SIFAT DARI LOGAM BESI • Merupakan logam berwarna putih mengkilap (mp 15280C) • Tidak terlalu keras dan agak reaktip, mudah teroksidasi • Mudah bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti : halogen, sulfur, pospor, boron, karbon dan silikon. • Kelarutan : larut dalam asam-asam mineral encer.

SENYAWAAN BESI Besi hidroksida dan Oksida

1. Besi hidroksida dibuat dengan menambahkan larutan hidroksida kedalam larutan besi (II). 2. Besi(II)oksida diperoleh melalui proses dekomposisi termal besi(II) oksalat pada kondisi vakum. 3. Besi (III) oksida [FeO(OH)] dapat dibuat dengan cara : - Hidrolisis larutan besi(III) klorida pada temperatur tertentu. - Oksidasi dari besi(II) hidroksida. 4. Fe2O3 dibuat dengan memanaskan Besi (III) oksida pada temperatur 2000C. 5. Fe3O4 dibuat dengan memanaskan Fe2O3 pada temperatur 14000C

Halida, umumnya hanya berasal dari besi(II) dan besi (III) - Halida dari besi tiga dapat dibuat dengan mereaksikan antara unsur halogen dengan logam besi. - FeI dan FeBr dibuat dengan mereaksikan langsung antar unsur-unsurnya. - FeF2 dan FeCl2 direaksikan dengan HF dan HCl untuk memperoleh trihalida yang selanjutnya direduksi dengan hidrogen melalui proses pemanasan.

KOBAL (Co) KELIMPAHAN : Unsur kobal dialam selalu didapatkan bergabung dengan nikel dan biasanya juga dengan arsenik. Mineral kobal terpenting antara lain Smaltite (CoAs2) dan kobaltite (CoAsS). Sumber utama kobal disebut “Speisses” yang merupakan sisa dalam peleburan bijih arsen dari Ni, Cu, dan Pb. SENYAWAAN KOBAL 1. OKSIDA. Kobal (II) oksida merupakan senyawa berwarna hijau dibuat melalui pemanasan logam, kobal karbonat, atau nitrat pada suhu 11000C 2. HALIDA. Halida anhidrat CoX2 dapat dibuat dengan dehidrasi dari hidrat halida dan untuk CoF2 dibuat dengan mereaksikan antara HF dengan CoCl2 3. SULFIDA. Dibentuk dari larutan Co2+ yang direaksikan dengan H2S membentuk endapan CoS berwarna hitam. 4. GARAM. Bentuk garam kobal(II) yang paling sederhana dan merupakan garam hidrat. Semua garam hidrat kobal berwarna merah atau pink dari ion [Co(H2O)6]2+ yang merupakan ions terkoordinasi oktahedral. 5. KOMPLEKS-KOMPLEKS DARI KOBAL(II) , Ion akuo (Co(H2O)6] merupakan kompleks kobal(II) paling sederhana.

NIKEL (Ni) KELIMPAHAN : 1. Smaltite [Fe,Co,Ni]As

2. 3. 4.

Nikolit [NiAs] Pentlandite [Ni,Co,Fe]S Garnierite [Ni,Mg]SiO3xH2O

SIFAT Ni : logam putih mengkilap 2. pada t kamar tidak bereaksi dengan udara dan air 3. larut dalam HNO3 encer 4. mp 14500C , bp 28000C 5. bereaksi dengan H2S menghasilkan endapan hitam 5. dalam larutan akuatik Ni[H2O]62+ hijau 6. membentuk oksida NiO 1.

SENYAWAAN NIKEL (Ni) 1. Hidroksida [Ni(OH)2] 2. Klorida [NiCl2] 3. Sulfat [NiSO4.7H2O] 4. Senyawa Kompleks

TEMBAGA (Cu) KELIMPAHAN : - Tembaga tersebar luas dialam sebagai logam, dalam bentuk sulfida, arsenida, klorida dan karbonat. - Mineral yang paling umum adalah Chalcopyrite (CuFeS2). - Tembaga dapat diisolasi dari mineralnya melalui pemanggangan dan peleburan oksidatip, pencucian dengan bantuan mikroba yang diikuti oleh elektrodeposisi dari larutan sulfat. - Tembaga banyak digunakan dalam aliansi seperti kuningan dan bahan campuran emas. SENYAWAAN TEMBAGA (I) - SENYAWAAN BINER TEMBAGA (I). Oksida dan sulfida lebih stabil daripada senyawa Cu(II) pada temperatur tinggi - KOMPLEK TEMBAGA(I). Jenis kompleks tembaga(I) yang paling umum adalah kompleks yang dibentuk dari ligan halida atau amina dan mempunyai struktur tetrahedral. SENYAWAAN KIMIAWI TEMBAGA (II)  SENYAWA BINER. Tembaga oksida CuO merupakan kristal hitam yang diperoleh melalui pirolisis dari garam nitrat atau garam-garam okso yang lain. CuO terdekomposisi pada suhu diatas 8000C menjadi Cu2O  HALIDA. CuF2 tidak berwarna dengan struktur rutil terdistorsi CuCl2 berwarna kuning, dan CuBr2 berwarna hitam  KIMIAWI ION AKUO DAN LARUTAN AKUO. Pelarutan tembaga, hidroksida, karbonat, dan senyawa-senyawa Cu(II) dalam asam akan membentuk ion akuo yang berwarna hijau kebiruan [Cu(H2O)6]2+ .