PENJELASAN SKL-8 KIMIA SMA/MA 2010 Bagian VII

SKL-8

Memahami karakteristik unsur-unsur penting, terdapatnya di alam, pembuatan dan kegunaanya.

Konsep 3

Mendeskripsikan cara memperoleh unsur dan kegunaannya.

Anda diharapkan mampu mendeskripsikan cara memperoleh unsur-unsur penting dalam kehidupan dan kegunaannya. Unsur-unsur penting ini meliputi logam Na, Mg, Al, Fe, dan Cu; non logam Si, N, S, dan Cl.

Na, Mg, Al diperoleh melalui elektrolisis, karena logam-logam ini tergolong aktif, mudah teroksidasi, sehingga kationnya cukup stabil, sulit diubah menjadi logam. Elektrolisis adalah suatu reaksi paksaan. Dengan arus listrik, kation tsb. dipaksa untuk menangkap elektron, tereduksi menjadi logamnya. Mengapa elektrolisis ini menggunakan lelehan, tidak larutan? Di atas telah dibahas bahwa logam ini mudah teroksidasi, jadi sebaliknya ionnya sukar mengalami reduksi. Dalam larutan, Eo reduksi H2O lebih besar dari Eo reduksi Na+, Mg2+ dan Al3+; sehingga di katoda yang mengalami reduksi adalah air.

Elektrolisis NaCl(l) dengan elektroda grafit, diperlukan CaCl2 untuk menurunkan titik leleh NaCl(s) karena titik lelehnya relatif tinggi.

Elektrolisis MgCl2(l) juga menggunakan CaCl2 sebagai penurun titik leleh. Elektrodanya juga inert, biasanya grafit.

Al diperoleh dari elektrolisis bijih bauksit, Al2O3.2H2O. Mula-mula bauksit kotor dibersihkan atau dimurnikan terlebih dahulu. Setelah Al2O3 murni, kemudian di elektrolisis menggunakan elektroda grafit. Karena titik leleh Al2O3 sangat tinggi, maka ditambahkan kriolit, Na3AlF6. Dalam kriolit, Al2O3 membentuk larutan elektrolit.

2 Al2O3 --> 4 Al3+ + 6 O2-
K (-) 4 Al3+ + 12e --> 4 Al
A (+) 6 O2- --> 3 O2(g) + 12e
----------------------------------------
2 Al2O3 --> 4 Al + 3 O2(g)

O2(g) yang terbentuk di anoda, sebelum keluar sebagai gas, sebagian bereaksi dengan elektroda grafit,

C(s) + O2(g) --> CO2(g)

Maka secara periodik anoda harus diganti karena keropos.

Pengolahan besi dari bijihnya, Fe2O3 menggunakan tanur tinggi melalui 5 tahap reaksi. Dua tahap pertama untuk pembentukan reduktor CO dari kokas, C. Tahap ini berada di dasar tanur, merupakan tahap paling panas. Setelah CO terbentuk, bijih besi mulai mengalami reduksi. Proses reduksi ini ada 3 tahap.

C(s) + O2(g) --> CO2(g)

CO2(g) + O2(g) --> CO(g)

Fe2O3 + (o) --> Fe3O4 +CO2(g} (Fe3O4 = Fe2O3.FeO}

Fe3O4 + CO(g) --> FeO + CO2(g)

FeO + CO(g) --> Fe + CO(s)

Selanjutnya besi diolah menjadi baja, yaitu suatu logam campur atau paduan logam. Hal ini dilakukan karena besi mudah berkarat. Paduan logam (aliasi) adalah salah satu cara untuk menghindari terjadinya korosi.

Lain halnya dengan pengolahan tembaga dari bijihnya. Walaupun nantinya dilakukan reduksi, namun bijih tembaga tidak langsung direduksi seperti bijih besi. Penyebabnya adalah bijih tembaga merupakan suatu sulfida, CuFeS2. Bijih tembaga ini harus dipanggang dahulu, untuk mengusir belerangnya. Pada pemanggangan, belerang mengalami oksidasi. Hasil tembaga kemudian dimurnikan, karena Cu tergolong logam mulia. Pada pemurnian Cu, Cu kotor dipasang di anoda sedang Cu murni kita peroleh di katoda.

Asam sulfat diproduksi melalui proses kontak sbb.

S8(s) + O2(g) --> SO2(g)
SO2(g) + O2(g) <--> SO3(g) (V2O5 sebagai katalis)
2SO3(g) + H2O(l) --> H2SO4.SO3 (aq) --> H2S2O7(aq)
H2S2O7(aq) + H2O(l)--> 2H2SO4(aq)

Silikon dibuat melalui reduksi SiO2 yang banyak terdapat di alam sebagai pasir.

Nitrogen diperoleh dari penyulingan bertingkat udara cair. Udara dimampatkan hingga cair, kemudian disuling. Dari penyulingan ini diperoleh juga oksigen.

Klor dibuat secara besar melalui elektrolisis NaCl(aq) dengan penyekat untuk menghindari terjadinya reaksi klor dengan NaOH(aq).

Kegunaan

Contoh kegunaan senyawa Na, NaCl garam dapur; NaIO3 sebagai campuran garam beryodium; NaOCl bahan pemutih pakaian; NaOH soda api, a.l. sebagai bahan baku pembuatan sabun; NaHCO3 soda kue, juga untuk minuman; Na2CO3 soda a.l. untuk melunakkan kesadahan tetap; NaBr obat penenang.

Senyawa Mg cukup banyak kegunaannya, sebagai contoh untuk obat maag, batu tahan api, untuk logam korban dalam perlindungan katodik besi.

Senyawa Ca, Ca(OCl)2 kaporit untuk membunuh hama; CaO kapur tohor/gamping sebagai bahan bangunan; kalsium juga dikonsumsi dalam bentuk tablet, dicampurkan ke susu bubuk, CaSO4 gips; Ca3(PO4)2 sebagai tulang; CaCO3 sebagai marmer atau batu pualam untuk perabotan, serbuk kapur untuk kapur tulis.

Karena sifatnya, aluminium benar-benar sangat berperanan dalam hidup kita. Dari alat-alat rumah tangga dengan Al sebagai batangan/lempengan, sampai dapat dibuat menjadi aluminium foil.

Besi sebagai baja banyak sekali kegunaannya, alat-alat rumah tangga sampai dengan kerangka bangunan.

Tembaga juga banyak peranannya, banyak benda dari Cu, perhiasan, koin.

Si untuk diode karena bersifat semikonduktor, N untuk amoniak, NH3 bahan dasar obat keriting rambut dan pupuk.

Asam sulfat sangat besar peranannya, khususnya dalam industri. Suatu negara dikatakan industri kimianya sangat maju apabila konsumsi terhadap asam sulfat sangat besar. Mengapa demikian? Setiap industri kimia selalu memerlukan asam sulfat. Asam sulfat banyak digunakan sebagai pelarut dan oksidator. Asam ini bersifat dehidrator, digunakan dalam reaksi-reaksi senyawa karbon. Dalam kimia analisis juga diperlukan.

Kegunaan senyawa halogen cukup banyak, seperti senyawa-senyawa CFC, CCl4, CHCl3, kaporit, kapur klor, NaOCl, NaCl, NaBr, senyawa-senyawa organoklor dan masih banyak lagi yang lain. Dari kegunaan zat-zat tersebut, perhatikan kegunaan yang terpenting saja.