Logam transisi biasanya memiliki subkulit d yang tidak lengkap atau mudah menghasilkan ion dengan subkulit d yang tidak lengkap (Gambar 22.1). (Logam Grup 2B — Zn, Cd, dan Hg — tidak memiliki konfigurasi elektron karakteristik ini dan karenanya, meskipun kadang-kadang disebut logam transisi, mereka benar-benar tidak termasuk dalam kategori ini.) Atribut ini bertanggung jawab atas beberapa sifat penting , termasuk pewarnaan khusus, pembentukan senyawa paramagnetik, aktivitas katalitik, dan terutama kecenderungan besar untuk membentuk ion kompleks. Dalam bab ini kami fokus pada elemen baris pertama dari skandium menjadi tembaga, logam transisi yang paling umum. Tabel 22.1 mencantumkan beberapa propertinya. TUGAS ANORGANIK UNSUR – UNSUR LOGAM TRANSISI Disusun oleh: Aplik Sumas Arifin UNSUR – UNSUR LOGAM TRANSISI A. Pengertian Unsur – unsur Transisi Apakah unsur transisi itu? Istilah unsur transisi dan unsur blok d kadang-kadang dapat digunakan secara bersamaan jika keduanya memberikan arti yang sama. Keduanya tidak sama terdapat perbedaan yang tidak kentara diantara dua istilah tersebut. Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain. Unsur-unsur blok d Unsur-unsur dalam tabel periodik yang bersesuaian dengan pengisian tingkat d disebut dengan unsur-unsur blok d. Baris pertama ditunjukkan melalui tabel periodik singkat di bawah ini.
Di bawah ini adalah struktur elektronik unsur-unsur blok d adalah sebagai berikut:
Konfigurasi elektron Cr bukan (Ar) 3d4 4s2 tetapi (Ar) 3d5 4s1. Demikian halnya dengan konfigurasi elektron Cu bukan (Ar) 3d9 4s2 tetapi (Ar) 3d10 4s1. Hal ini berkenaan dengan kestabilan orbitalnya, yaitu orbital-orbital d dan s stabil jika terisi penuh, bahkan 1/2 penuh pun lebih stabil daripada orbital lain. B. Identifikasi Bahan Unsur-unsur Transisi Unsur-unsur transisi terdapat di antara unsur-unsur golongan alkali tanah dan unsur-unsur golongan boron. Unsur-unsur ini disebut juga logam-logam transisi. Masih ada perbedaan pendapat di antara para ahli kimia untuk menentukan secara tegas unsur-unsur manakah yang termasuk dalam kelompok unsur-unsur transisi. Mudahnya, unsur-unsur transisi adalah unsur-unsur blok d di dalam sistem periodik dan merupakan logam berat. Anggota-anggotanya antara lain Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Au, Ag, Hg,dll. Skandium dan seng mempunyai sifat yang agak berbeda dari unsur-unsur transisi deret pertama lainnya dari Ti sampai dengan Cu. Skandium dan seng masing-masing mempunyai hanya satu macam bilangan oksidasi yaitu +3 dan +2, sedangkan unsur-unsur lainnya mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu macam. Senyawa skandium dan seng berwarna putih, tidak seperti senyawa unsur lain yang pada umumnya berwarna. Pada umumnya unsur-unsur transisi bereaksi langsung dengan unsur nonlogam seperti oksigen dan halogen. Beberapa di antaranya seperti Sc, Y, La dapat bereaksi dengan air menghasilkan hidrogen.
Unsur-unsur seperti Pt dan Au sukar mengalami oksidasi. Kedua unsur ini tidak melarut baik dalam HCl atau HNO3, tetapi dapat melarut dalam aquaregia (air raja) yaitu campuran 3 bagian HCl pekat dan 1 bagian HNO3 pekat. Di bawah ini adalah identifikasi bahan tentang unsur-unsur logam transisi : a. Skadium (Sc)
Belum banyak diketahui tentang sifat dan gunanya. b. Titan (Ti)
· Di alam sebagai TiO2 dan FeTiO3 · Logam Titan tahan karat dan bila bercampur dengan logam lain menghasilkan paduan logam yang sangat keras · Pembuatan logam Ti TiO2 dialirkan gas Cl2 kemudian hasil reaksi direduksi dengan Mg TiO2 + 2 Cl2 → TiCl4 + O2 TiCl4 + 2 Mg → Ti + MgCl2 c. Vanadium (V)
· Dia alam sebagai V2O5 (vanadium pentaoksida) · Logam vanadium dicampur dengan besi menghasilkan baja vanadium yang keras, kuat, dan tahan karat → untuk membuat per mobil · Digunakan untuk/ sebagai katalis di industri Misal : katalis pada pembuatan H2SO4 menurut kontak SO2 +V2O5 → SO3 + V2O4 V2O4 + O2 → V2O5 SO2 + O2 + V2O5 → SO3 + V2O5 d. Mangan (Mn)
· Terdapat di alam sebagai oksidanya, misal MnO2 (batu kawi) · MnO2 digunakan sebagai/untuk : - Batu batere - Pembuatan baja yang berfungsi untuk mengikat O2, sehingga pada proses pembekuan baja tidak mengelembung oleh gas sehingga mencegah keroposnya baja · KmnO4 merupakan senyawaan mangan yang penting. Senyawa ini merupakan oksidator kuat. Pembuatan KmnO4 dilakukan dengan cara mengalirkan Cl2 ke dalam larutan manganat (K2MnO4) Cl2(g) + 2MnO42-(aq) → 2Cl-(aq) + 2MnO4-(aq) Ungu Larutan KmnO4 dalam suasana asam atau basa merupakan oksidator Contoh : KMnO4 + H2SO4 + H2C2O4 → MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O x2 H2C2O4 → 2CO2 + 2H+ + 2e- x5 2MnO4- + 6H+ + 5H2C2O4 → 2Mn2+ + 8H2O + 10 CO2 e. Cobalt (Co)
· Terdapat di alam sebagai kobalt glance (CoAsS) dan lemacite (Co3S4) · Bilangan oksida Co = +2 dikenal dalam senyawa CoCl2 berwarna merah jambu · Larutan CoCl2 encer digunakan untuk tinta tak berwarna setelah diruus → dikenai matahari → menjadi biru · Penambahan Co pada besi menyebabkan logam ini tahan karat · Paduan logam Co, Al, Ni, Cu, dan Fe disebut ALNICO f. Nikel (Ni)
· Terdapat di alam sebagai pentlandite (FeS.NiS) · Logam Ni berwarna putih seperti Ag, bersifat konduktor yang bau · Biloks Ni +2 dalam senyawa NiSO4 yang berwarna hijau · Nikel diperoleh dengan cara sebagai berikut : - Bijih sulfida dipekatkan dengan cara plotasi - Konsentrat dilebur menjadi matte (75% Ni, 5% Cu, 1% Fe, 0,5% Co, 22% ZnS) - Nikel dalam matte dilarutkan dalam larutan amonia yang mengandung O2 NiS(s) + 2O2(g) + 6NH3(aq) → Ni(NH3)62+(aq) + SO42-(aq) - Disaring, kemudian kompleks nikel amonia direduksi dengan H2 Ni(NH3)62+(aq) + H2(g) → Ni(s) + 2NH4+(aq) + 4NH3(g) · Cara lain memperoleh Ni dan matte dan sumber lain - Ni direaksikan dengan Co pada 60oC Ni(s) + 4Co(g) → Ni(Co)4(g) - Gas Ni(Co)4 dipompa ke luar sehingga dipisahkan dari zat pengotor - Pemanasan pada suhu 180oC nikel karbonil terurai Ni(Co)4(g) → Ni(s) + 4Co(g) · Nikel digunakan untuk - Melapisi logam lain - Katalis → pada pembuatan margarine atau mentega - Paduan logam 60% Ni dan 40% Cu → Logam tahan karat 60% Ni, 25% Fe, 15% Cr → Logam tahan asam g. Tembaga (Cu) · Terdapat di alam dalam keadaan bebas, juga sebagai senyawa-senyawa cuprite (Cu2O), chalcocite (Cu2S), malachite (Cu(OH)2.CO3) · Cu dengan biloks +2, misal terusi CuSO4.5H2O berwarna biru Senyawa ini mudah larut dalam air dan larutannya berwarna biru Terusi yang dipanaskan akan menyebabkan warna biru hilang sebab air kristalnya lepas membentuk padatan putih · Cu dengan biloks +1 bersifat tidak stabil, berubah menjadi Cu2+ 2Cu+(aq) → Cu2+(aq) + Cu(s) · Logam Cu berwarna kemerahan dan bersifat konduktor yang baik · Cu diperoleh dengan cara sebagai berikut : - Pemekatan dengan cara flotasi Konsentrate mengandung 25-30% Cu sebagai Cu2S dengan FeS sebagai pengotor - Konsentrat dipanaskan dengan silika (SiO2), terjasi dua cairan : a) Matte mengandung 30-60% Cu2S dan sedikit FeS b) Terak yang mengandung FeSiO3 - Pemisahan terak - Matte dileburkan dengan silika, membentuk dua cairan : a) Logam putih Cu2S dengan Cu2O b) Terak - Logam putih dilebur pada 1200-1800oC, sehingga diperoleh Cu kasar (blister Copper) 2Cu2S(l) + 3O2(g) → 2Cu2O(l) + 2SO2(g) 2Cu2O(l) + Cu2S → 6Cu(l) + SO2(g) - Pemurnian (Refining) Dilakukan dengan elektrolisis pada 50-60oC dari larutan CuSO4 yang diasamkan, Cu murni sebagai katoda, Cu tidak murni sebagai anoda. Cu tidak murni terendapkan di katoda · Penggunaan Cu dan senyawanya : - Campuran Cu(OH)2 dan CuSO4 disebut bubur BORDEAU digunakan untuk membunuh hama tumbuh-tumbuhan - Untuk paduan logam : Kuningan (Cu dan Zn) Perunggu (Cu dan Sn) - Kabel listrik - Pipa air · Beberapa reaksi kimia Cu2+(aq) + 4NH4OH(aq) → [Cu(NH3)3]2+(aq) + 4H2O Biru tua Cu2+(aq) + 2OH-(aq) → Cu(OH)2(s) Biru h. Perak (Ag) · Di alam terdapat dalam keadaan bebas atau sebagai Ag2S (argentite) · Ag merupakan logam berwarna putih dan konduktor yang baik · Senyawa-senyawa Ag umumnya mempunyai biloks +1 Misal : AgNO3 · Pembuatan Ag Ag2S(s) + 4CN-(aq) → 2[Ag(CN)2]-(aq) + S2-(aq) Zn(s) + 2[Ag(CN)2]-(aq) + 4OH-(aq) → 2Ag(s) + 4CN-(aq) + Zn(OH)42-(aq) i. Seng (Zn) · Terdapat di alam sebagai Zinche (ZnO) dan Spalarite (ZnS) · Zn dihasilkan dengan pemanggangan ZnS, kemudian ZnO direduksi dengan karbon pijar 2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2 ZnO + C → Zn + CO Suhu proses · Zn mudah bereaksi dengan asam membentuk H2 Zn(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g) · Zn2+ tidak berwarna dan dalam air terhidrolisis · ZnS digunakan sebagai pengubah berkas elektron menjadi cahaya tampak dalam layar TV j. Kadmium (Cd) · Terdapat sebagai senyawa, misal CdS (greenokite) · Dihasilkan sebagai hasil samping ekstraksi Pb dan Zn atau dihasilkan dengan mereduksi Cd2+ dengan Zn : - Mula-mula CdS dilarutkan dalam asam - Larutan Cd2+ direduksi dengan Zn CdS(s) + 2H+(aq) → Cd2+(aq) + H2S(g) Cd2+(aq) + Zn(s) → Cd(s) + Zn2+(aq) · Digunakan pada paduan logam, cat, dan produksi beberapa plastik · Adanya Cd bebas di udara atau terlarut berbahaya bagi manusia - Adanya Cd dalam tulang menyebabkan tulang berpori dan mengalami keretakan - Cd dapat menggantikan Zn pada metabolisme lemak sehingga reaksi terhambat k. Emas (Au) · Terdapat di alam dalam keadaan bebas atau sebagai calarente (AuTl2) · Biloks dalam senyawaan adalah +1 dan +3 · Merupakan konduktor yang baik · Au murni bersifat lunak, agar keras dicampur logam lain Emas 24 karat → emas murni · Cara memperoleh emas : - Pemekatan bijih emas dilakukan dengan cara flotasi - Konsentrat diaduk dengan larutan NaCN dan udara 4Au(s) + 8CN-(aq) + O2(g) + 2H2O(l) → 4Au(CN)2‑(aq) + 4OH-(aq) · Larutan direduksi dengan Zn dan Au dipisahkan 2Au(CN)2-(aq) + Zn(s) → Zn(CN)42-(aq) + 2Au(s) · Emas tidak termakan oleh udara dan asam, tetapi larut dalam air raja/aqu regia (HNO3(p) : 3HCl(p)) menghasilkan kompleks Au(s) + 4Cl-(aq) + 3NO3(aq) + 6H+(aq) → [AuCl4]-(aq) + 3NO3-(aq) + 3H2O(l) · Penggunaan Au : - Jaminan moneter - Perhiasan - Komponen listrik kualitas tinggi l. Raksa (Hg) · Terdapat dalam mineral, misal smabat (HgS) · Pada suhu kamar berwujud cair, mudah menguap dan uapnya bersifat racun · BO besar dan daya muatnya kecil → digunakan untuk termometer dan barometer · Bilangan oksidasi +1 dan +2 · Hg dihasilkan dengan pemanggangan mineral HgS HgS + O2 · Hg melarutkan logam-logam Cu, Ag, Au dan logam-logam alkali Larutan logam dalam raksa disebut ALMAGAMA · Senyawa Hg dengan biloks +1 contohnya Hg2Cl2 · Hg2Cl2 sukar larut dalam air · Hg2Cl2 bereaksi dengan larutan amonia membentuk padatan hitam Hg2Cl2(s) + 2NH3 · Larutan Hg2+ direaksikan dengan NaOH atau KOH endapan HgO berwarna kuning Hg2+(aq) + 2OH-(aq) → HgO(s) + H2O(l) Kuning · Larutan Hg2+ ditambah larutan KI membentuk endapan jingga yang larut bila KI berlebihan membentuk senyawa kompleks HgI42- Hg2+(aq) + 2I-(aq) → HgI2(s) Jingga HgI2(s) + 2I-(aq) → HgI42-(aq) · Penggunaan - HgO (berwarna kuning) digunakan sebagai komponen obat/salep mata → tidak larut dalam air - Hg(NO3)2 digunakan pada pembuatan topi → berbahaya sebab menimbulkan gangguan jiwa · Tiga bentuk merkuri yang berbahaya dalam tubuh manusia 1) Merkuri sebagai logam → merusak jaringan otak apabila masuk ke jaringan darah 2) Senyawa Anorganik Merkuri Yang berbahaya adalah merkuri yang dapat larut dalam air. Misal : Hg(NO3)2 3) Senyawa Merkuri Organik Sangat berbahaya : misal (CH3)2Hg atau (CH3)HgX X = halogen atau nitrat Merkuri Anorganik di dasar sungai dapat diubah menjadi merkuri organik oleh bakteri ↓ Penyakit minamata m. Krom (Cr) · Terdapat di alam sebagai Cr2O3 atau FeOSrO3 · Keras dan tahan karat · Titik leleh dan titik didihnya tinggi · Krom termasuk logam reaktif, bereaksi dengan O2 membentuk oksidanya 2Cr + 3O2 → 2CrO3 · Pembuatannya Dalam bidang industri, kromium diperlukan dalam dua bentuk, yaitu kromium murni dan aliasi besi-kromium yang disebut Ferokromium Tahapan pengekstrakannya sebagai berikut : 1. Cr (III) dalam bijih dirubah menjadi dikromat (VI)
2. Reduksi Cr (VI) menjadi Cr (III)
3. Reduksi Cr (III) oksida dengan alumunium (reaksi termit)
· FeCr (ferokromium) diperoleh dari mereduksi biji FeO.CrO3 dengan silicon atau kokus dalam tanur listrik
· Kegunaan Cr: Ø Penyepuhan kromium Ø K2Cr2O7 atau CrO3 dalam H2SO4 pekat merupakan oksidator kuat untuk pencucian peralatan laboratorium Ø Na2Cr2O7. 2H2O dalam jumlah sedikit digunakan dalam penyamakan kulit Ø Digunakan sebagai pigmen: PbCrO4 (Kuning kromium) dan Cr2O3 (hijau kromium) Ø Ferokrom digunakan untuk membuat baja kromium Ø Senyawa kromium digunakan dalam alat penganalisis napas (untuk menangkap peminum alcohol saat mengemudi) Kromium (2+) · Logam Cr melarut dalam larutan HCl atau H2SO4 membentuk [Cr(H2O)6]2+ berwarna biru langit
· Ion Cr2+ dapat terbentuk dari reduksi larutan kromium (VI) misalnya kromat atau dikromat atau ion kromium (III) oleh Zn dan HCl
(jingga) (hijau) (biru langit) · Potensial reduksi Cr3+ Cr2+ Eo = - 0.41 V sehingga ion Cr2+ mudah dioksidasi di udara menjadi ion Cr3+
· Ion Cr2+ dapat bereaksi dengan H+ atau H2O apabila terdapat katalis serbuk logam
Kromium (3+) · Ion kromium (III) merupakan ion yang paling stabil di kation logam transisi · Dalam larutan, ion ini terdapat sebagai [Cr(H2O)6]3+ dan berwarna hijau · Apabila H2O diganti dengan ion klorida, akan terjadi perubahan warna [Cr(H2O)5Cl]2+ berwarna hijau muda [Cr(H2O)4Cl2]+ berwarna hijau tua · Dengan basa [Cr(H2O)6]3+ akan membentuk Cr2O3.x H2O berwarna hijau muda
Dalam basa berlebih membentuk [Cr(OH)6]3-
· Kompleks Cr (III) umumnya berwarna hijau baik dalam bentuk anion maupun kation Contoh : [Cr(H2O)6]+3 ; [Cr(NH3)6]3+ ; [CrCl6]3- ; [Cr(CN)6]3- Kromium (6+) · Kromium (VI) oksida CrO3 bersifat asam, sehingga dapat bereaksi dengan basa membentuk ion kromat (VI)
· Cr(OH)3 dapat dioksidasi oleh Na2O2 menghasilkan ion kromat yang berwarna kuning
· Pengasaman ion kromat menghasilkan ion dikromat yang berwarna jingga
Struktur CrO42- adalah tetrahedral dan ion Cr2O72- mempunyai struktur tetrahedran rangkap n. Besi (Fe) · Terdapat di alam sebagai : Hematit merah ( Fe2O3) Magnetit (FeCO4) Hematite coklat Siderit (FeCO3) Pirit FeS (tidak digunakan sebagai sumber besi) · Banyak dikenal dengan biloks +2 (Fe2+) dan +3 (Fe3+) · Fe3+ lebih stabil dari pada Fe2+ Pengolahan besi : Dikenal dengan menggunakan tanur hembus, tahapannya sebagai berikut : Ø daerah pengeringan (kurang lebih 500oC) kokas (C) dan bijih besi Fe2O3 dari atas di keringkan terlebih dahulu pada suhu 500oC Ø daerah reduksi C + O2 CO2 CO2 + C CO 3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 FeO + CO Fe + CO2 Ø daerah karburasi (penyerapan) sebagian besi menyerap karbon Ø daerah pencairan - Besi mencair pada suhu 1000oC - Besi cair terlindungi oleh lapisan terak dari oksida - Terak merupakan garam silikat sebagai hasil tambahan - CaO + SiO2 CaSiO3….. - besi yang dihasilkan pada proses tanur tinggi adalah besi kasar cair yang mengandung kurang lebih 5%C, mungkin terdapat silicon atau pospor - besi tuang dihasilkan dengan mengalirkan besi kasar cair tersebut ke dalam cetakan-cetakan dan grafit - Baja dibuat dari besi kasar cair dengan mengurangi kadar C (max 2%C) - Dengan proses Bessemer yaitu udara panas dialirkan melalui lubang-lubang kecil pada konvertor yang berisi besi kasar cair, sehingga karbon dioksidasi menjadi CO2, Dihasilkan Baja. · Kegunaan Fe: Ø Baja sedang (0.06-0.2% C ; 0.05-1.0%Mn ; 0.2-0.75%Si) bersifat mudah dibentuk yang digunakan untuk jarum, pipa, dan badan mobil. Ø Baja berkadar carbon tinggi, bersifat keras digunakan untuk perkakas seperti paku dan pelat (0.4-0.9%C ; 0.5-1.0%Mn ; 0.2-0.75%Si) Ø Stainless steil(0.2-0.4%C ; 18%Cr ; 8%Ni) bersifat tahan korosi digunakan untuk pisau danperkakas lainnya. Ø Baja Mangan (0.4-0.9%C ; 13%Mn) bersifat kuat dank eras digunakan untuk per. Ø Baja Wolfram (0.4-0.9%C ; 5% W) bersifat sangat keras dan digunakan untuk ujung alat pemotes · Sifat besi dan senyawanya : 1. besi bereaksi dengan uap air pada suhu tinggi
2. besi bereaksi dengan HCl dan H2SO4 encer
3. dalam larutan asam kompleks [Fe(H2O)6]2+(aq) relative stabil, tetapi dalam suasana netral dan basa akan teroksidasi oleh udara membentuk [Fe(H2O)6]3+ 4. larutan [Fe(H2O)6]3+ bersifat asam sebab mengalami hidrolisis
Cara membedakan Fe2+ dengan Fe3+ Dengan NaOH
C. Sifat - sifat unsur transisi 1. Memiliki berbagai macam bilangan oksidasi Dengan berbagai pengecualian, logam transisi pada umumnya memiliki berbagai macam bilangan oksidasi Sc : +3 Ti : +2, +3, +4 V : +2, +3, +4, +5 Cr : +2, +3, +6 Mn : +2, +3, +4, +5, +6,+7 Fe : +2, +3 Co : +2, +3 Ni : +2, +3 Cu : +2 Zn : +2 2. Berbentuk logam padat dan bersifat konduktor yang baik 3. Energi Ionisasi logam-logam transisi relatif rendah sehingga mudah membentuk ion positif 4. Banyak senyawa logam transisi bersifat paramagnetik · Sifat magnetik ion kompleks dari senyawa transisi bergantung pada banyaknya elektron tidak berpasangan yang ada · Unsur-unsur transisi pada umumnya memiliki orbital d dan f yang belum terisi penuh, sehingga atom, unsur bebas maupun senyawanya dapat memiliki elektron tidak berpasangan · Jumlah elektron (spin) tidak berpasangan pada ion kompleks dapat diketahui lewat pengukuran magnetik, pada umumnya hasil percobaan akan mendukung prediksi yang diperoleh berdasarkan pembelahan medan kristal · Ada 2 interaksi zat terhadap medan magnet Diamegnetik → Tidak tertarik medan magnet ↓ Elektron berpasangan Paramagnetik → Terdapat elektron yang tidak berpasangan ↓ Tertarik medan magnet 5. Banyak senyawa unsur transisi berwarna · Warna-warna cerah yang terlihat pada kebanyakan senyawa kompleks dapat dijelaskan dengan teori medan kristal · Apabila orbital d dari sebuah kompleks berpisah menjadi dua kelompok, maka ketika molekul tersebut menyerap proton dari cahaya tampak, satu atau lebih elektron yang berada dalam orbital tersebut akan meloncat dari orbital d yang berenergi lebih rendah, ke orbital d yang berenergi lebih tinggi menghasilkan keadaan atom yang tereksitasi E = hv E = h Cahaya dengan x yang memiliki energi sama dengan energi eksitasi yang diserap, sedangkan yang lainnya tidak diserap akibatnya akan terlihat warna komplementer · Warna yang muncul bergantung dari jenis atom pusat dari ion logam dan jenis ligannya diserap vs warna terpantau 490 nm ungu diserap, hijau-kuning terpantau ( 560 nm) 450 nm biru diserap, kuning terpantau ( 600 nm) 490 nm biru-hijau diserap, merah terpantau ( 620 nm) 570 nm kuning-hijau diserap, ungu terpantau ( 410 nm) 590 nm kuning diserap, biru tua terpantau ( 430 nm) 600 nm jingga diserap, biru terpantau ( 450 nm) 650 nm merah diserap, hijau terpantau ( 520 nm) Unsur-unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks (senyawa koordinasi) seperti contohnya : [Cu(H2O)4]2+ Biru muda Biru tua [Cu(H2O)4]2+ Biru muda hijau Ø Sifat yang khas dari unsur transisi yaitu : 1. Berbagai macam bilangan oksidasi Dengan beberapa perkecualian unsur transisi pada umunya memiliki berbagai macam bilangan oksidasi. 2. Banyak senyawanya bersifat paramagnetik Unsur-unsur transisi pada umumnya memiliki orbital d atau f yang belum terisi penuh, sehingga atom, unsur bebas, maupun senyawanya dapat memiliki elektron tak berpasangan. Hal ini yang menunjang sifat paramagnetik. 3. Banyak senyawa unsur transisi berwarna 4. Unsur-unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks (senyawa koordinasi). Ø Konfigurasi elektron dan bilangan oksidasi a. Tabel konfigurasi elektron atom dan ion unsur-unsur transisi deret pertama
Energi elektron dalam orbital 3d hampir sama besar. Hal ini berarti bahwa agar mencapai kestabilan, unsur-unsur ini membentuk ion dengan cara melepaskan elektron dalam jumlah yang berbeda. Oleh karena itu, unsur-unsur ini mempunyai dua macam bilangan oksidasi atau lebih dalam senyawanya. b. Bilangan oksidasi Senyawa-senyawa unsur transisi di alam ternyata mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu. Adanya bilangan oksidasi lebih dari satu ini disebabkan mudahnya melepaskan elektron valensi. Dengan demikian, energi ionisasi pertama, kedua dan seterusnya memiliki harga yang relatif lebih kecil dibanding unsur golongan utama. Walaupun unsur transisi memiliki beberapa bilangan oksidasi, keteraturan dapat dikenali. Bilangan oksidasi tertinggi atom yang memiliki lima elektron yakni jumlah orbital d berkaitan dengan keadaan saat semua elektron d (selain elektron s) dikeluarkan. Jadi, dalam kasus skandium dengan konfigurasi elektron (n-1)d1ns2, bilangan oksidasinya 3. Mangan dengan konfigurasi (n-1)d5ns2, akan berbilangan oksidasi maksimum +7.
Bila jumlah elektron d melebihi 5, situasinya berubah. Untuk besi Fe dengan konfigurasi elektron (n-1)d6ns2, bilangan oksidasi utamanya adalah +2 dan +3. Sangat jarang ditemui bilangan oksidasi +6. Bilangan oksidasi tertinggi sejumlah logam transisi penting seperti kobal Co, Nikel Ni, tembaga Cu dan zink Zn lebih rendah dari bilangan oksidasi atom yang kehilangan semua elektron (n–1)d dan ns-nya. Di antara unsur-unsur yang ada dalam golongan yang sama, semakin tinggi bilangan oksidasi semakin penting untuk unsur-unsur pada periode yang lebih besar. Dari tabel terllihat bahwa untuk deret pertama, bilangan oksidasi maksimum bertambah secara teratur dari +3 untuk Sc ke +7 untuk Mn da berkurang menjadi +2 untuk Zn. Terlihat juga bahwa unsur-unsur transisi di bagian tengah mempunyai lebih banyak macam bilangan oksidasi. Selain itu dalam satu sub golongan makin ke bawah bilangan oksidasi terbesar lebih menonjol, misalnya +2 dan +3 untuk Fe. Dengan mempelajari bilangan oksidasi unur-unsur transisi dapat disimpulkan bahwa : 1. Bilangan oksidasi yang umum adalah +2 dan +3 atau kedua-duanya. Pada awal deret bilangan oksidasi yang umum adalah +3 dan pada akhir deret adalah +2. 2. Sampai dengan Mn, dicapai bilangan oksidasi maksimum untuk memenuhi struktur elektron argon (4 untuk Ti, 5 untuk V, 6 untuk Cr dan 7 untuk Mn). 3. Pada umumnya bilangan oksidasi maksimum dicapai dalam senyawa denganoksigen dan flour yang mempunyai keelektronegatifan terbesar. Ø Sifat Magnetik Sifat magnetik suatu zat apakah terdiri atas atom, ion atau molekul ditentukan oleh struktur elektronnya. Ada dua macam interaksi antara zat dan medan magnit, yaitu diamagnetik dan paramagnetik. Zat paramagnetik tertarik oleh medan magnit, zat diamagnetik tidak. Banyak unsur transisi dan senyawanya bersifat paramagnetik. Hal ini disebabkan adanya elektron yang tidak berpasangan. Makin banyak jumlah elektron yang tidak berpasangan, makin besar sifat paramagnetik. Ø Warna Berbeda dengan unsur-unsur alkali dan alkali tanah, ada umumnya senyawa unsur transisi membentuk senyawa berwarna. Beberapa diantaranya dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
biru muda hijau Ion-ion dengan tingkat oksidasi yang berbeda mempunyai warna yang berbeda.
Ø Sifat katalitis Logam transisi dan persenyawaannya merupakan katalis yang baik. Beberapa kasus yang nyata dapat dilihat dibawah ini, tetapi kamu akan menemukan penjelasan katalisis secara mendalam pada bagian lain situs (ikuti link setelah contoh). Logam transisi dan senyawa-senyawanya dapat berfungsi sebagai katalis karena memiliki kemampuan mengubah tingkat oksidasi atau, pada kasus logam, dapat meng-adsorp substansi yang lain pada permukaan logam dan mengaktivasi substansi tersebut selama proses berlangsung. Semua bagian ini dibahas pada bagian katalisis. Logam transisi sebagai katalis Besi pada Proses Haber Prose Haber menggabungkan hidrogen dan nitrogen untuk membuat amonia dengan menggunakan katalis besi.
Nikel pada hidrogenasi ikatan C=C Reaksi ini terdapat pada bagian inti pembuatan margarin dari minyak tumbuhan. Akan tetapi, contoh sederhana terjadi pada reaksi antara etana dengan hidrogen melalui keberadaan katalis nikel.
Vanadium(V) oksida pada Proses Contact Bagian inti Proses Contact adalah reaksi konversi belerang dioksida menjadi belerang trioksida. Gas belerang dioksida dilewatkan bersamaan dengan udara (sebagai sumber oksigen) diatas padatan katalis vanadium(V) oksida.
Ion persulfat (ion peroksodisulfat), S2O82-, merupakan agen pengoksidasi yang sangat kuat. Ion iodida sangat mudah dioksidasi menjadi iodin. Dan reaksi antara keduanya berlangsung sangat lambat pada larutan dengan pelarut air. Reaksi di katalisis oleh keberadaan salah satu diantara ion besi(II) atau ion besi(III).
D. Senyawa Koordinasi dan Tata Nama Senyawa Koordinasi a. Senyawa Koordinasi Senyawa koordinasi terdiri dari ion logam positif yang disebut juga atom pusat dan sejumlah gugus koordinasi yang disebut ligan. Ion positif bertindak sebagai asam Lewis dan ligan merupakan basa Lewis. Pada umunya kation yang dapat membentuk senyawa koordinasi adalah ion-ion unsur transisi, namun dikenal pula beberapa senyawa koordinasi unsur representatif seperti Mg (III), Ca (II), Al (III), Pb (II), Sn (II), Sn (IV), Sb (III). Ligan yang merupakan basa Lewis sekurang-kurangnya harus mempunyai sepasang elektron bebas dalam orbital ikatan. Perbandingan besarnya ligan dan atom pusat merupakan faktor utama yang menentukan jumlah ligan maksimum yang dapat ditampung. Jumlah ikatan kovalen koordinasi yang dapat terbentuk pada pembentukan kompleks disebut bilangan koordinasi dari ion pusat. Ion Cu2+ mempunyai bilangan koordinasi 4 dalam [Cu(H2O)4]2+, [Cu(NH3)4]2+, dan dalam [CuCl4]2-. Ion Fe3+ mempunyai bilangan koordinasi 6 dalam [Fe(H2O)6]3+, [FeF6]3-, dan dalam [Fe(Cn)6]3-, sedankan Ag+ mempunyai bilangan koordinasi 2 dalam [Ag(NH3)2]+ dan dalam [Ag(CN)2]-. b. Tata Nama Senyawa Koordinasi ü Penamaan Ligan · Beberapa ligan diberi nama khusus NH3 : amin H2O : aqua NO : nitrosil CO : karbonil · Ligan anion diberi nama umum dan diberi akhiran O F- : fluoro CN- : siano Cl- : kloro OH- : hidrokso Br- : bromo CO32- : karbonato CH3COO- : asetato C2O4 : oksalato · Radikal diberi nama sesuai nama biasa CH3 : metil C6H5 : fenil · Ligan yang menggunakan nama biasa tanpa diberi spasi (CH3)2SO : dimetilsulfaksida C5H5N : piridin (C6H5)3P : trifenilfosfin · Ligan Ni dan O2 disebut dinitrogen dan dioksigen Penyebutan banyaknya Ligan digunakan awalan Yunani (di-, tri-, tetra-, penta-, heksa-) ü Urutan Sebutan Dalam menyebut nama garam, nama kation disajikan lebih dahulu kemudian nama anion. Misalnya Cu(NH3)4SO4, mula-mula nama Cu(NH3)42+, kemudian nama SO42-. Untuk ion kompleks atau molekul ligan, disajikan lebih dahulu dan logam yang terakhir. Ligan disusun berdasarkan abjad dan biasanya ligan netral disajikan lebih dahulu, kemudian ligan anion. ü Ion Logam Untuk kompleks netral dan kompleks kation, setelah nama ligan diikuti nama logam dan diberi bilangan oksidasi dengan angka Romawi dalam tanda kurung. Contoh : Cu(NH3)42+ tetraammintembaga (II) Untuk kompleks anion, logam diberi akhiran –at [Fe(Cn)6]4- heksasianoferat (II) Contoh : Cu(NH3)4SO4 tetraammintembaga (II) sulfat [Co(NH3)5Cl]Cl2 pentaamminklorokobalt (III) klorida K4[Fe(CN)6] kalium heksaasionoferat (II) [Mo(NH3)3Br]NO3 tetraammintribromomolibdenum (IV) nitrat (NH4)2[CuBr4] amoniumtetrabromokuprat (II) [Co(NH3)4(H2O)CN]Cl2 tetraamminaquasianokobalt (II) klorida [Co(NH3)5CO3]Cl pentaamminkarbonatokobalt (II) klorida [Cr(H2O)4Cl2]Cl tetraaquodiklorokromium (III) klorida DAFTAR PUSTAKA Hiskia. Ahmad, 1992. Kimia Unsur dan Radiokimia. PT Citra Adytia Bakti. www.chem-is-try.com http://Bebas.ui.ac.id http://metaltransition.wordpress.com/2009/11/27/sifat-sifat-unsur-transisi-periode-keempat/ Andy. 2009. Pre-College Chemistry. Cotton, F. Albert dan Geoffrey Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: Penerbit UI Press Chang, Raymond. 2007. Chemistry Ninth Edition. New York: Mc Graw Hill. Ratcliff, Brian, dkk. 2006. AS Level and A Level Chemistry. Dubai: Oriental Press. Moore, John T. 2003. Kimia For Dummies. Indonesia: Pakar Raya. Page 2 |
Mengapa Zn Cd dan Hg tidak memiliki beberapa sifat dari logam transisi?
Pos Terkait
Copyright © 2024 berikutyang Inc.
