Makalah Kimia Tentang Unsur Transisi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Dalam makalah ini, kita akan mempelajari tentang sifat unsur transisi periode keempat, reaksi kimia dan pengolahan unsur transisi periode keempat, pemanfaatan unsur transisi periode keempat dalam kehidupan sehari-hari, sifat senyawa kompleks yang terbentuk dari berbagai unsur transisi periode keempat, serta penulisan nama senyawa kompleks yang terbentuk.

Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain. Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menyebabkan unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur golongan utama, seperti sifat magnetik, warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).

1.2 RUMUSAN MASALAH

Berikut adalah permasalahan yang akan di bahas dalam makalah ini, yaitu :

1. Pengertian unsur transisi.

2. Sifat fisis dan kimia unsur-unsur periode ke empat.

3. Unsur transisi periode empat di alam.

4. Kegunaan unsur-unsur periode keempat.

5. Bahaya unsur - unsur kimia.

6. Manfaat, dampak, dan proses pembuatan unsur-unsur transisi periode keempat.

1.3 TUJUAN PENULISAN

1. Untuk mengetahui pengertian dari unsur transisi

2. Untuk mengetahui apa saja sifat-sifat yang dimiliki oleh unsur transisi

3. Untuk mengetahui kegunaan dari unsur transisi

4. Untuk mengetahui apa saja manfaat dari unsur transisi

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 PENGERTIAN UNSUR TRANSISI

Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki keelektronegatifan yang lebih besar dibandingkan unsur Alkali maupun Alkali tanah, sehingga kereaktifan unsur transisi tersebut lebih rendah bila dibandingkan Alkali maupun Alkali Tanah. Sebagian besar unsur transisi periode keempat mudah teroksidasi (memiliki E°_red negatif), kecuali unsur Tembaga yang cenderung mudah tereduksi (E°_Cu = + 0,34 V). Hal ini berarti bahwa secara teoritis, sebagian besar unsur transisi periode keempat dapat bereaksi dengan asam kuat (seperti HCl) menghasilkan gas hidrogen, kecuali unsur Tembaga. Akan tetapi, pada kenyataanya, kebanyakan unsur transisi periode keempat sulit atau bereaksi lambat dengan larutan asam akibat terbentuknya lapisan oksida yang dapat menghalangi reaksi lebih lanjut. Hal ini terlihat jelas pada unsur Kromium. Walaupun memiliki potensial standar reduksi negatif, unsur ini sulit bereaksi dengan asam akibat terbentuknya lapisan oksida (Cr₂O₃) yang inert. Sifat inilah yang dimanfaatkan dalam proses perlindungan logam dari korosi (perkaratan).

Dibandingkan unsur Alkali dan Alkali Tanah, unsur-unsur transisi periode keempat memiliki susunan atom yang lebih rapat (closed packing). Akibatnya, unsur transisi tersebut memiliki kerapatan (densitas) yang jauh lebih besar dibandingkan Alkali maupun Alkali Tanah. Dengan demikian, ikatan logam (metallic bonds) yang terjadi pada unsur transisi lebih kuat. Hal ini berdampak pada titik didih dan titik leleh unsur transisi yang jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama. Selain itu, entalpi pelelehan dan entalpi penguapan unsur transisi juga jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama.

Unsur transisi periode keempat memiliki tingkat oksidasi (bilangan oksidasi) yang bervariasi. Hal ini disebabkan oleh tingkat energi subkulit 3d dan 4s yang hampir sama. Oleh sebab itu, saat unsur transisi melepaskan elektron pada subkulit 4s membentuk ion positif (kation), sejumlah elektron pada subkulit 3d akan ikut dilepaskan. Bilangan oksidasi umum yang dijumpai pada tiap unsur transisi periode keempat adalah +2 dan +3. Sementara, bilangan oksidasi tertinggi pada unsur transisi periode keempat adalah +7 pada unsur Mangan (4s²3d⁷). Bilangan oksidasi rendah umumnya ditemukan pada ion Cr³⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Cu⁺, dan Cu²⁺, sedangkan bilangan oksidasi tinggi ditemukan pada anion oksida, seperti CrO₄^2-, Cr₂O₇^2-, dan MnO₄^-.

Perubahan bilangan oksidasi ditunjukkan oleh perubahan warna larutan. Sebagai contoh, saat ion Cr⁺⁷direduksi menjadi ion Cr³⁺_,warna larutan berubah dari orange (jingga) menjadi hijau.

Cr₂O₇^2-_(aq)+ 14 H⁺_(aq)+ 6 e^- 2 Cr³⁺_(aq)+ 7 H₂O_(l)

Dalam kehidupan sehari-hari,kita sering mendengar kata-kata sepeti tembaga,besi, emas dan perak. Bagaimana posisi unsur-unsur tersebut dalam tabel periodik? Unsur-unsur tersebut terletak pada golongan transisi periode ke empat dan ke lima. Disini kami akan menjelaskan tentang unsur-unsur transisi periode ke empat.

1. Skandium ( Sc )

Skandium merupakan unsur transisi yang berada paling ujung pada deretan unsur transisi. Unsur ini memiliki massa atom relative sebanyak 21.

2. Titanium ( Ti )

Tentunya kalian mempunyai jam tangan bukan? Ada jam yang terbuat dari logam, tidak berat ketika dipakai, tidak berkarat ketika kena air, dan tetap mengilap walaupun sudah lama dipakai.

Pernahkah kalian perhatikan dari logam apakah jam itu? Salah satu bahan yang digunakan dalam pembuatan jam tangan adalah titanium.

3. Vanadium ( V )

Vanadium adalah logam abu-abu yang keras dan tersebar luas dikulit bumi sekitar 0,02 % massa.

4. Kromium ( Cr )

Kromium, terletak pada golongan VI B periode keempat dan merupakan salah satu logam yang penting.

5. Mangan ( Mn )

Bijih mangan yang utama adalah pirolusit (MnO₂).

6. Besi ( Fe )

Besi bersifat logam dan terletak pada golongan VIII B periode empat dalam tabeln periodic. Besi di dunia, dengan produksi tahunan mendekati satu miliar ton merupakan logam penting dalam peradaban modern.

7. Kobalt ( Co )

Kobalt di alam diperoleh sebagai bijih smaltit (CoAs₂) dan kobaltit (CoAsS) yang biasanya berasosiasi dengan Ni dan Cu.

8. Nikel ( Ni )

Bijih nikel di alam banyak ditemukan dalam mineral petlantdit [(Fe,Ni)₉S₈) dan garnirit [(Ni, Mg)SiO_3.nH₂O].

9. Tembaga ( Cu )

Tentunya kalian sering melihat kawat tembaga bukan ? kawat tembaga yang berwarna kuning dan digunakan untuk kawat listrik.

10. Seng ( Zn )

Seng di alam merupakan senyawa yang tersebar luas sebagai bijih tambang. Umumnya senyawa tersebut adalah seng blende (ZnS) dan calamine (ZnCO₃).

Unsur-unsur transisi adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit d. Berdasarkan prinsip Aufbau, unsur-unsur transisi baru dijumpai mulai periode 4. Pada setiap periode kita menemukan 10 buah unsur transisi, sesuai dengan jumlah elektron yang dapat ditampung pada subkulit d. Diberi nama transisi karena terletak pada daerah peralihan antara bagian kiri dan kanan sistem periodik. Aturan penomoran golongan unsur transisi adalah:

a. Nomor golongan sama dengan jumlah elektron pada subkulit s ditambah d.

b. Nomor golongan dibubuhi huruf B.

Catatan: 1. Jika s + d = 9, golongan VIIIB.

2. Jika s + d = 10, golongan VIIIB.

3. Jika s + d = 11, golongan IB.

4. Jika s + d = 12, golongan IIB.

Tabel 2.1. konfigurasi elektron pada unsur periode empat

Unsur	Konfigurasi Elektron	Golongan
21Sc	[A r ], 3d1, 4s2	IIIB atau 3
22Ti	[A r ], 3d2, 4s2	IVB atau 4
23V	[A r ], 3d3, 4s2	VB atau 5
24Cr	[A r ], 3d5, 4s1	VIB atau 6
25Mn	[A r ], 3d5, 4s2	VIIB atau 7
26Fe	[A r ], 3d6, 4s2	VIIIB atau 8
27Co	[A r ], 3d7, 4s2	VIIIB atau 9
28Ni	[A r ], 3d8, 4s2	VIIIB atau 10
29Cu	[A r ], 3d10, 4s1	IB atau 11
30Zn	[A r ], 3d10, 4s2	IIB atau 12

2.2 SIFAT FISIS DAN KIMIA YANG DIMILIKI OLEH UNSUR TRANSISI

1. Sifat logam

Semua unsur transisi periode keempat bersifat logam, baik dalam sifat kimia maupun dalam sifat fisis. Harga energy ionisasi yang relative rendah (kecuali seng yang agak tinggi), sehingga, mudah membentuk ion positif. Demikian pula, harga titik didih dan titik lelehnya relative tinggi (kecuali Zn yang membentuk TD dan TL relative rendah). Hal ini disebabkan orbital subkulit d pada unsure transisi banyak orbital yang kosong atau tersisi tidak penuh. Adanya orbital yang kosong memungkinkan atom-atom membentuk ikatan kovalen (tidak permanen) disamping ikatan logam. Orbital subkulit 3d pada seng terisi penuh sehingga titik lelehnya rendah. Bandingkan dengan unsure utama yang titik didih dan titik lelehnya juga relative rendah.

Tabel 2.2 sifat fisis unsur transisi

Unsur	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn
Jari-jari atom (nm)	0,16	0,15	0,14	0,13	0,14	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13
Titik leleh (⁰C)	1540	1680	1900	1890	1240	1540	1500	1450	1080	420
Titik didih (⁰C)	2370	3260	3400	2480	2100	3000	2900	2730	2600	910
Kerapatan (g/cm³)	3,0	4,5	6,1	7,2	7,4	7,9	8,9	8,9	8,9	7,1
E ionisasi I (kJ/mol)	6,30	660	650	6500	720	760	760	740	750	910
E ionisasi II (kJ/mol)	1240	1310	1410	1590	1510	1560	1640	1750	1960	1700
E ionisasi III (kJ/mol)	2390	2650	2870	2990	3260	2960	3230	3390	3560	3800
E⁰red M²⁺(aq)	-	-	-1,2	-0,91	-1,19	-0,44	-0,28	-0,25	+0,34	0,76
E⁰red M³⁺(aq)	-2,1	-1,2	-0,-86	-0,74	-0,28	-0,04	+0,44	-	-	-
Kekerasan ( skala mohs)	-	-	-	9,0	5,0	4,5	-	-	3,0	2,5

2. Sifat Magnet

Adanya electron-elektron yang tidak berpasangan pada sub kulit d menyebabkan unsur-unsur transisi bersifat paramagnetic (sedikit ditarik ke dalam medan magnet). Makin banyak electron yang tidak berpasangan, maka makin kuat pula sifat paramagnetknya. Pada seng dimana orbital pada sub kulit d terisi penuh, maka bersifat diamagnetic (sedikit ditolak keluar medan magnet).

3. Membentuk Senyawa-Senyawa Berwarna

Senyawa unsure transisi (kecuali scandium dan seng), memberikan bermacam warna baik padatan maupun larutannya. Warna senyawa dari unsure transisi juga berkaitan dengan adanya orbital sub kulit d yang terisi tidak penuh. Peralihan electron yang terjadi pada pengisian subkulit d (sehingga terjadi perubahan bilangan oksidasi) menyebabkan terjadinya warna pada senyaa logam transisi.

Senyawa dari Sc³⁺ dan Ti⁴⁺ tidak berwarna karena subkulit 3d-nya kosong, serta senyawa dari Zn²⁺ tidak berwarna karena subkulit 3d-nya terisi penuh, sehingga tidak terjadi peralihan electron.

Tabel 2.3 warna senyawa logam transisi dengan berbagai bilangan oksidasi

Unsure	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7
Sc	-	-	Tb	-	-	-	-
Ti	-	-	Ungu	Tb	-	-	-
V	-	Ungu	Hijau	biru	Merah	-	-
Cr	-	Biru	Hijau	-	-	Jingga	-
Mn	-	Merah muda	Coklat	Coklat tua	Biru	Hijau	Ungu
Fe	-	Hijau	Kuning	-	-	-	-
Co	-	Merah muda	Ungu	-	-	-	-
Ni	-	Hijau	-	-	-	-	-
Cu	Tb	Biru	-	-	-	-	-
Zn	-	Tb	-			-	-

4. Mempunyai Beberapa Tingkat Oksidasi

Kecuali Sc dan Zn, unsur-unsur transisi periode keempat mempunyai beberapa tingkat oksidasi. Bilangan oksidasi yang mungkin bergantung pada bilangan oksidasi yang dapat dicapai kestabilannya.

Kestabilan senyawa logam transisi diantaranya bergantung pada jenis atom yang mengikat logam transisi, senyawa berbentuk kristal atau larutan, PH dalam air. Kestabilan bilangan oksidasi yang tinggi dapat dicapai melalui pembentukan senyawa dengan oksoaniaon, fluoride, dan oksofluorida.

5. Banyak Di Antaranya Dapat Membentuk Ion Kompleks

Ion kompleks adalah ion yang terdiri atas atom pusat dan ligan. Biasanya atom pusat merupakan logam transisi yang bersifat elektropositif dan dapat menyediakan orbital kosong sebagai tempat masuknya ligan. Contohnya ion besi (III) membentuk ion kompleks [Fe(CN)₆].

Ion kompleks unsur transisi terdiri dari ion pusat Ligand, yaitu :

1. Ion pusat : ion dari unsur-unsur transisi dan bermuatan positif

2. Ligand : molekul atau ion yang mempunya pasangan elektron bebas. (Cl, CN, NH₃, H₂O)

3. Bilangan koordinasi adalah jumlah ligand dalam suatu ion kompleks. Antara ion pusat dan ligan terdapat ikatan koordinasi.

Daftar tabel ion kompleks unsur transisi

· Tabel 2.4 Ion kompleks positif

[Ag(NH₃)₂]⁺	= Diamin Perak	(I)
[Cu(NH₃)₄]²⁺	= Tetra amin Tembaga	(II)
[Zn(NH₃)₄]²⁺	= Tetra amin Seng	(II)
[Co(NH₃)₆]³⁺	= Heksa amin Kobal	(III)
[Cu(H₂O)₄]²⁺	= Tetra Aquo Tembaga	(II)
[Co(H₂O)₆]³⁺	= Heksa Aquo Kobal	(III)

· Tabel 2.5 Ion kompleks negatif

[Ni(CN)₄]^2-	= Tetra siano Nikelat	(II)
[Fe(CN)₆]^3-	= Heksa siano Ferat	(III)
[Fe(CN)₆]^4-	= Heksa siano Ferat	(II)
[Co(CN)₆]^4-	= Heksa siano Kobaltat	(II)
[Co(CN)₆]^3-	= Heksa siano Kobaltat	(III)
[Co(Cl₆]^3-	= Heksa kloro Kobaltat	(III)

6. Beberapa Diantaranya Dapat Digunakan Sebagai Katalisator

Salah satu sifat penting unsur transisi dan senyawanya, yaitu kemampuannya untuk menjadi katalis-katalis reaksi-reaksi dalam tubuh. Katalis adalah zat yang dapat mempercepat reaksi. Di dalam tubuh, terdapat enzim sitokrom oksidase yang berperan dalam mengoksidasi makanan. Enzim ini dapat bekerja bila terdapat ion Cu²⁺. Beberapa logam transisi atau senyawanya telah digunakan secara komersial sebagai katalis pada proses industry seperti TiCl₃ (Polimerasasi alkena pada pembuatan plastic), V₂O₅(proses kontak pada pembuatan margarine), dan Cu atau CuO (oksidasi alcohol pada pembuatan formalin).

2.3 KEGUNAAN UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

1. Skandium (Sc)

Gambar 2.1 gambar batuan scandium

Penggunaan utamanya dari segi isi padu adalah aloi aluminium-skandium untuk peralatan sukan (basikal, bet besbol, senjata api, dan sebagainya) yang memerlukan bahan berprestasi tinggi. Apabila dicampur dengan aluminium.

2. Titanium (Ti)

Gambar 2.2 gambar batuan titanium

Titanium banyak digunakan dalam industri dan konstruksi :

a. Titanium digunakan sebagai bahan konstruksi karena mempunyai sifat fisik

b. Titanium digunakan sebagai badan pesawat terbang dan pesawat supersonik, karena pada temperatur tinggi tidak mengalami perubahan kekuatan (strenght).

c. Titanium digunakan sebagai bahan katalis dalam industri polimer polietlen.

d. Titanium digunakan sebagai pigmen putih, bahan pemutih kertas, kaca, DAN keramik

3. Vanadium (V)

Gambar 2.3 gambar batuan vanadium

Vanadium banyak digunakan dalam industri-industri seperti :

a. Untuk membuat peralatan yang membutuhkan kekuatan dan kelenturan yang tinggi seperti per mobil dan alat mesin berkecepatan tinggi,

b. Untuk membuat logam campuran,

c. Oksida vanadium (V₂O₅) digunakan sebagai katalis dalam pembuatan asam sulfat dengan proses kontak.

4. Khromium (Cr)

Gambar 2.4 gambar batuan chromium

Adapun kegunaan kromium antara lain sebagai berikut :

a. Khromium digunakan untuk mengeraskan baja, pembuatan baja tahan karat dan membentuk banyak alloy (logam campuran) yang berguna.

b. Kebanyakan khromium digunakan dalam proses pelapisan logam utntuk menghasilkan permukaan logam yang keras dan indah dan juga dapat mencegah korosi.

c. Khromium juga luas digunakan sebagai katalis.

5. Mangan (Mn)

Gambar 2.5 gambar batuan maganese

Mangan merupakan logam putih kemerahan atau putih kehijauan, keras (lebih keras dari besi), sangat mengkilap, dan sangat reaktif banyak digunakan untuk panduan logam dan membentuk baja keras yang digunakan untuk mata bor pada pemboran batuan.

6. Besi (Fe)

Gambar 2.6 gambar batuan iron

Kegunaan utama dari besi adalah untuk membuat baja. Salah satu contoh baja Baja adalah istilah yang digunakan untuk semua aloi dari besi (aliase). yang terkenal adalah stainless steel, yang merupakan baja tahan karat.

Berikut uraian beberapa kegunaan dari besi :

a. Sebagai logam, besi memiliki kegunaan paling luas dalam kehidupan, seperti untuk kontruksi atau rangka bangunan, landasan, untuk badan mesindan kendaraan, tulkit mobil, untuk berbagai peralatan pertanian, bangunan dan lain-lain.

b. Fe(OH)₃ digunakan untuk bahan cat seperti cat minyak, cat air, atau cat tembok.

c. Fe₂O₃ sebagai bahan cat dikenal nama meni besi, digunakan juga untuk mengkilapkan kaca.

d. FeSO₄ digunakan sebagai bahan tinta.

7. Kobalt (Co)

Gambar 2.7 gambar batuan cobalt

Kobalt merupakan logam putih keperakan dengan sedikit kebiruan bila digosok langsung mengkilap lebih keras dan lebih terang dari pada nikel, tahan terhadap udara, sehingga banyak digunakan untuk pelapis logam. Selain itu juga digunakan sebagai katalis, untuk paduan logam (baja kobalt) digunakan sebagai bahan magnet permanen. Campuran Co, Cr, dan W digunakan untuk peralatan berat dan alat bedah atau operasi. Campuran Co, Fe, dan Cr (logam festel) digunakan untuk elemen pemanas listrik.

8. Nikel (Ni)

Gambar 2.8 gambar batuan nickel

Nikel banyak digunakan untuk hal-hal berikut ini:

a. Merupakan logam putih perak keabuan, dapat ditempa, penghantar panas yang baik dan tahan terhadap udara, tetapi tidak tahan terhadap air yang mengandung asam sehingga banyak digunakan sebagi komponen pemanas listrik (nikrom) yang merupakan campuran dari Ni, Fe, dan Cr.

b. Zat tambahan pada besi tuang dan baja, agar mudah ditempa dan tahan karat.

c. Sebagai katalis.

9. Tembaga (Cu)

Gambar 2.9 gambar batuan copper

Tembaga merupakan logam berwarna kemerahan, mengkilap bila digosok dapat ditempa, penghantar panas pada listrik yang baik, tidak mudah berkarat tetapi bila terkena udara warnanya menjadi hijau oleh terbentuknya tembaga karbonat.

10. Seng (Zn)

Gambar 2.10 gambar batuan zinc

Logam seng berguna untuk hal-hal sebagai berikut:

a. Merupakan logam cukup keras, terang berwarna putih kebiruan, tahan dalam udara lembab dibanding Fe. Hal ini disebabkan diatas lapisan permukaan seng terbentuk lapisan karbonat basa (Zn₂(OH)₂CO₃) yang dapat menghambat oksidasi lebih lanjut. Karena sifat tersebut, maka seng banyak digunakan untuk melapisi logam besi (disebut kaleng)

b. Digunakan sebagai elektroda pada elektroda (katoda) pada sel elektrokimia dan untuk pembuatan paduan logam.

c. ZnO digunakan untuk bahan cat untuk memberikan warna putih dan digunakan untuk pembuatan salep seng (ZnO-vaselin).

d. Logam ini digunakan untuk membentuk berbagai campuran logam dengan metal lain.

2.4 UNSUR TRANSISI PERIODE EMPAT DI ALAM

Unsur unsur yang termasuk periode keempat yaitu, Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Kobalt (Co), Mangan (Mn), Besi (Fe), kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), Seng (Zn).

Unsur transisi di alam dapat dilihat dalam penjelasan berikut :

a. Skandium(Sc)

Skandium (Sc) terdapat dalam mineral torvetit (Sc₂SiO₇).

b.Titanium (Ti)

Unsur ini terdapat dalam mineralrutile (TiO₂) yang terdapat dalam bijih besi sebagai ilmenit (FeTi)₂O₃dan ferrotitanate (FeTiO₃) juga terdapat dalam karang, silikat,bauksit batubara, dan tanah liat.

c. Vanadium (V)

Vanadium terdapat dalam senyawa karnotit (K-uranil-vanadat) [(K₂(UO₂)₂(VO₄)_2.3H₂)], dan vanadinit (Pb₅(VO₄)3Cl).

d. Kromium (Cr)

Bijih utama dari kromium di alam adalah kromit (FeO.Cr₂O₂) dan sejumlah kecil dalam kromoker.

e. Mangan (Mn)

Bijih utamanya berupa pirulosit (batu kawi) (MnO₂), dan rodokrosit (MnCO₃) dan diperkirakan cadangan Mn terbesar terdapat di dasar lautan.

f. Besi (Fe)

Besi (Fe) adalah unsur yang cukup melimpah di kerak bumi (sekitar 6,2% massa kerak bumi). Besi jarang ditemukan dalam keadaan bebas di alam. Besi umumnya ditemukan dalam bentuk mineral (bijih besi), seperti hematite Logam Besi bereaksi dengan larutan asam klorida menghasilkan gas hidrogen. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : Fe_(s)+ 2H⁺_(aq) Fe²⁺_(aq)+ H_2(g)

Larutan asam sulfat pekat dapat mengoksidasi logam Besi menjadi ion Fe³⁺. Sementara larutan asam nitrat pekat akan membentuk lapisan oksida Fe₃O₄ yang dapat menghambat reaksi lebih lanjut. Umumnya, Besi dijumpai dalam bentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2 dan +3. Beberapa contoh senyawa Besi (II) antara lain FeO (hitam), FeSO₄. 7H₂O (hijau), FeCl₂(kuning), dan FeS (hitam). Ion Fe²⁺dapat dengan mudah teroksidasi menjadi ion Fe³⁺ bila terdapat gas oksigen yang cukup dalam larutan Fe²⁺. Sementara itu, senyawa yang mengandung ion Besi (III) adalah Fe₂O₃(coklat-merah) dan FeCl₃(coklat) Kobalt (Co). Kobalt terdapat di alam sebagai arsenida dari Fe, Co, Ni, dan dikenal sebagai smaltit, kobaltit (CoFeAsS) dan eritrit Co₃(AsO₄)₂.8H₂O.

h. Nikel (Ni)

Nikel ditemukan dalam beberapa senyawa berikut ini, yaitu :

· Sebagai senyawa sulfida : penladit (FeNiS), milerit (NiS)

· Sebagai senyawa arsen : smaltit (NiCOFeAs₂)

· Sebagai senyawa silikat : garnierit (Ni.MgSiO₃)

i. Tembaga (Cu)

Tembaga (Cu) merupakan unsur yang jarang ditemukan di alam (precious metal). Tembaga umumnya ditemukan dalam bentuk senyawanya, yaitu bijih mineral, seperti Pirit.

Tembaga (kalkopirit) CuFeS₂, bornit (Cu₃FeS₃), kuprit (Cu₂O), melakonit (CuO), malasit (CuCO₃.Cu(OH)₂)(Fe₂O₃), siderite (FeCO₃), dan magnetite (Fe₃O₄). Semua senyawa Tembaga (I) bersifat diamagnetik dan tidak berwarna (kecuali Cu₂O yang berwarna merah), sedangkan semua senyawa Tembaga (II) bersifat paramagnetik dan berwarna. Senyawa hidrat yang mengandung ion Cu²⁺berwarna biru. Beberapa contoh senyawa yang mengandung Tembaga (II) adalah CuO (hitam), CuSO₄.5H₂O (biru), dan CuS (hitam).

j. Seng (Zn)

Seng (Zn) terdapat di alam sebagai senyawa sulfida seperti seng blende (ZnS), sebagai senyawa karbonat kelamin (ZnCO₃), dan senyawa silikat seperti hemimorfit (ZnO.ZnSiO₃.H₂O).

Unsur-unsur yang ada di periode ke empat

Gambar 2.11 gambar unsur-unsur periode ke empat

2.5 CARA PEMBUATAN UNSUR-UNSUR TRANSISI PERIODE KE EMPAT

a. Cara Pembuatan Titanium

Produksi titanium yang makin banyak disebabkan karena kebutuhan dalam bidang militer dan industri pesawat terbang makin meningkat. Hal ini disebabkan karena titanium lebih disukai daripada aluminium dan baja. Aluminium akan kehilangan kekuatannya pada temperatur tinggi dan baja terlalu rapat (mempunyai kerapatan yang tinggi).

Langkah awal produksi titanium dilakukan dengan mengubah bijih rutil yang mengandung TiO₂ menjadi TiCl₄, kemudian TiCl₄dureduksi dengan Mg pada temperatur tinggi yang bebas oksigen.

Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :

TiO_2
(s) + C_(s) + 2Cl_2(g)TiCl_4(g) + CO_2(g)

TiCl_4(g)+ 2Mg_(s) Ti_(s)+ 2MgCl_2(g)

Reaksi dilakukan pada tabung baja. MgCl₂ dipindahkan dan dielektrolisis menjadi Mg dan Cl₂. Keduanya kemudian didaurulangkan. Ti didapatkan sebagai padatan yang disebut sepon. Sepon diolah lagi dan dicampur dengan logam lain sebelum digunakan.

b. Cara Pembuatan Vanadium

Produksi vanadium sekitar 80% digunakan untuk pembuatan baja. Dalam penggunaannya vanadium dibentuk sebagai logam campuran besi. Fero vanadium mengandung 35% - 95% vanadium. Ferrovanadium dihasilkan dengan mereduksi V₂0₅ dengan pereduksi campuran silicon dan besi. SiO₂ yang dihasilkan direaksikan dengan CaO membentuk kerak CaSiO_3(l). reaksinya sebagai berikut.

2 V₂0_5(s) + 5Si_(s)4V_(s) + Fe_(s)} + 5 SiO_2(s)

SiO_2(s)+ CaO_(s)CaSiO₃

Kemudian ferrovanadium dipisahkan dengan CaSiO₃.

c. Cara Pembuatan Kromium

Krom merupakan salah satu logam yang terpenting dalam industri logam dari bijih krom utama yaitu kromit, Fe(CrO₂)₂ yang direduksi dapat dihasilkan campuran Fe dan Cr disebut Ferokrom.

Reksinya sebagai berikut :

Fe(CrO₂)_2(s) +4C_(s)Fe_(s)+2Cr_(s) + 4CO_(g)

Ferokrom ditambahkan pada besi membentuk baja.

d. Cara Pembuatan Besi

Bahan dasar : Bijih besi hematit Fe₂O₃, magnetit Fe₃O₄, bahan tambahan batu gamping, CaCO₃ atau pasir (S_iO₂). Reduktor kokes (C).

Dasar reaksi : Reduksi dengan gas CO, dari pembakaran tak sempurna C.

Tempat : Dapur tinggi (tanur tinggi), yang dindingnya terbuat dari batu tahan api.

Reaksi dalam dapur tinggi adalah kompleks. Secara sederhana dapat dilihat pada penjelasan berikut. Dalam 24 jam rata-rata menghasilkan 1.000 – 2.000 ton besi kasar dan 500 ton kerak (terutama CaSiO₃). Kira-kira 2 ton bijih, 1 ton kokes dan 0,3 ton gamping dapat menghasilkan 1 ton besi kasar.

e. Cara Pembuatan Kobalt

Kobalt di alam diperoleh sebagai biji smaltit (CoAs₂) dan kobaltit (CoAsS) yang biasanya berasosiasi dengan Ni dan Cu. Untuk pengolahan biji kobalt dilakukan dengan cara pemanggangan, yaitu :

CoAs _(s) Co₂O_3(s)+ As₂O_3(s)

Co₂O_3(s) + 6HCl 2 CoCl_3(aq)+ 3 H₂O_(l)

Zat-zat lain seperti Bi₂O₃dan PbO diendapkan dengan gas H₂S

Bi₂O_3(s)+ 3 H₂S_(g)Bi₂S_{3 (aq)}+ 3 H₂O_(l)

PbO_(s)+ H₂S_(g)PbS_(s) + H₂O_(l)

Pada penambahan CoCO_{3 (s)}dengan pemanasan akan diendapkan As dan Fe sebagai karbonat. Dengan penyaringan akan diperoleh CoCl₃. Tambahan zat pencuci mengubah CoCl₃menjadi Co₂O_3. Selanjutnya CoCO₃ direduksi dengan gas hydrogen, menurut reaksi :

Co₂O_3
(s) + H_2(g)2 CO_(s)+ 3 H₂O _(g)

Penggunaan kobalt antara lain sebagai aloi, seperti alnico, yaitu campuran Al, Ni, dan Co.

f. Cara Pembuatan Nikel

Proses pengolahan biji nikel dilakukan untuk menghasilkan nikel matte yaitu produk dengan kadar nikel di atas 75 persen. Tahap-tahap utama dalam proses pengolahan adalah sebagai berikut:

1) Pengeringan

Pengeringan di Tanur Pengering bertujuan untuk menurunkan kadar air bijih laterit yang dipasok dari bagian Tambang dan memisahkan bijih yang berukuran 25 mm.

2) Kalsinasi dan Reduksi

Kalsinasi dan reduksi di Tanur untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan sulfidasi.

3) Peleburan

Peleburan di Tanur Listrik untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan terak

4) Pengkayaan

Pengkayaan di Tanur Pemurni untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen.

5) Granulasi dan Pengemasan

Granulasi dan pengemasan untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas.

g. Cara Pembuatan Tembaga

Pada umumnya bijih tembaga mengandung 0,5 % Cu, karena itu diperlukan pemekatan biji tembaga. Langkah-langkah pengolahan bijih tembaga adalah seperti skema berikut

Reaksi proses pengolahannya adalah :

1. 2 CuFeS_2(s) + 4 O₂800 ⁰C Cu₂S_(l)+ 2 FeO _(s)+ 3 SO_{2 (g)}

2. FeO_(s)+ SiO_{2 (s)}1400⁰C FeSiO_{3 (l)}

Cu₂S dan kerak FeSiO_{3 (l)}dioksidasi dengan udara panas, dengan reaksi sebagai berikut :

2 Cu₂S_(l)+ 3 O_{2 (g)}2 Cu₂O_(l) + 2 SO_2(g)

2 Cu₂O_(l)+ Cu₂S_(s)6 Cu_(l) + SO_{2 (g)}

3 Cu₂S_(l)+ 3 O₂6 Cu_(l)+ 3 SO_2(g)

Pada reaksi oksidasi tersebut diperoleh 98% - 99% tembaga tidak murni. Tembaga tidak murni ini disebut tembaga blister atau tembaga lepuh. Tembaga blister adalah tembaga yang mengandung gelembung gas SO₂ bebas.

Untuk memperoleh kemurnian Cu yang lebih tinggi, tembaga blister dielektrolisis dengan elektrolit CuSO₄ _(aq). Pada elektrolisis, sebagai electrode negatif (katode) adalah tembaga murni dan sebagai electrode positif (anode) adalah tembaga blister.

h. Cara Pembuatan Zink

Logam seng telah diproduksi dalam abat ke-13 di Indina dengan mereduksi calamine dengan bahan-bahan organik seperti kapas. Logam ini ditemukan kembali di Eropa oleh Marggraf di tahun 1746, yang menunjukkan bahwa unsur ini dapat dibuat dengan cara mereduksi calamine dengan arang. Bijih-bijih seng yang utama adalah sphalerita (sulfida), smithsonite (karbonat), calamine (silikat) dan franklinite (zine, manganese, besi oksida). Satu metoda dalam mengambil unsur ini dari bijihnya adalah dengan cara memanggang bijih seng untuk membentuk oksida dan mereduksi oksidanya dengan arang atau karbon yang dilanjutkan dengan proses distilasi.

2.6 KEGUNAAN UNSUR-UNSUR PERIODE KEEMPAT

a. Skandium (Sc)

b. Kegunaan Titanium (T)

a. Sebagai bahan kontruksi, karena mempunyai sifat fisik :

1. Rapatannya rendah (logam ringan)

2. Kekuatasn struktrurnya tinggi

3. Tahan panas

4. Tahan terhadap korosi

b. Sebagai badan pesawat terbang dan pesawat supersonic

c. Sebagai pigmen putih, bahan pemutih kertas, kaca, keramik, dan kosmetik

c. Kegunaan Vanadium (V)

Banyak digunakan dalam industri-industri:

1. Untuk membuat peralatan yang membutuhkan kekuatan dan kelenturan yang tinggi seperti per mobil dan alat mesin berkecepatan tinggi

2. Untuk membuat logam campuran

d. Kegunaan Kromium (Cr)

a. Logam kromium banyak digunakan dalam bidang industri :

1. Logam kromium dapat dicampur dengan besi kasar membentuk baja yang bersifat keras dan permukaannya tetap mengkilap.

2. Kromium digunakan untuk penyepuhan, karena indah, mengkilap, dan tidak kusam

b. Larutan kromium (III) oksida, dalam asam sulfat pekat, adalah oksidator kuat yang biasanya digunakan untuk mencuci alat-alat laboratorium.

e. Kegunaan Mangan (Mn)

a. Untuk produksi baja

b. Menghilangkan warna hijau pada gelas yang disebabkan oleh pengotor besi

c. Banyak tersebar dalam tubuh yang merupakan unsure yang penting untuk penggunaan vitamin B1.

f. Kegunaan Besi (Fe)

a. Membuat baja

b. Banyak digunakan di dalam pembuatan alat-alat keperluan sehari-hari seperti, cangkul, pisau, sabit, paku, mesin, dan sebagainya.

g. Kegunaan kobalt (Co)

a. Sebagai aloi

b. Larutan Co²⁺ digunakan sebagai tinta rahasia untuk mengirim pesan dan juga dalam sistem peramalan cuaca

h. Kegunaan Nikel (Ni)

a. Pembuatan aloi, electrode baterai, dan keramik

b. Zat tambahan pada besi tuang dan baja, agar mudah ditempa dan tahan karat

c. Pelapis besi (pernekel)

d. Sebagai katalis

i. Kegunaan Tembaga (Cu)

a. Bahan kabel listrik

b. Bahan uang logam

c. Untuk bahan mesin tenaga uap

d. Dan untuk aloi

j. Kegunaan seng (Zn)

a. Bahan cat putih

b. Pelapis lampu TL

c. Layar TV dan monitor computer

d. Campuran logam dengan metal lain

2.7 BAHAYA UNSUR - UNSUR KIMIA

a. Karbon

Berikut adalah bahaya yang di timbulkan oleh karbon, yaitu :

1. Dalam bentuk CO₂ menyebabkan terjadinya efek rumah kaca.

2. Dalam bentuk CFC menyebabkan penipisan lapisan ozon.

3. Dalam bentuk CCl₄ menyebabkan kerusakan hati dan ginjal.

4. Dalam bentuk CS₂ bersifat racun.

5. Dalam bnetuk CO menyebabkan darah kekurangan oksigen.

b. Nitrogen

Campuran NO dan NO₂ menyebabkan terjadinya hujan asam dan kabut yang mengakibatkan iritasi pada mata dan tumbuhan menjadi kering. Selain itu hujan asam dapat merusak pH, perairan, dan bangunan.

c. Silikon

Silikon yang digunakan untuk kecantikan wajah dapat menyebabkan kerusakan bentuk wajah dan melumpuhkan beberapa otot wajah.

d. Fosfor

Jika biji fosfor diolah menjadi menjadi fosfat dan larutan dalam air akan menyebabkan terjadinya limbah radio aktif.

e. Belerang

Dalam belerang dalam bentuk H₂S sangat beracun dan dapat menyebabkan kematian, sedangkan dalam bentuk H₂SO₄ dapat merusak kulit dan menyebabkan korosi.

f. Radon

Jika radon terhirup, akan tertinggal di paru-paru dan menyebabkan kanker paru-paru.

g. Aluminium

Dalam aluminium dapat merusak kulit , dalam bentuk bubuk dapak meledak di udara jika dipanaskan, dan dalam bentuk Al₂O₃ jika direaksikan dengan karbon akan menyebabkan pemanasan global.

h. Krom

Krom sangat beracun dan dapat menyebabkan kanker.

i. Mangan

Pada pengelasan baja dengan logam Mn akan dihasilkan asap, yang bersifat racun dan dapat mengganggu sistem saraf pusat.

j. Logam Tembaga

Pada penambangan tembaga terdapat pasir sisa yang masih mengandung logam CO. Jika pasir sisa ini dibuang ke perairan, maka akan membahayakan bagi organisme-organisme perairan.

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).

Sifat Fisis Dan Kimia yang dimiliki oleh Unsur-Unsur Periode Ke Empat

1. Sifat Logam

2. Sifat Magnet

3. Membentuk Senyawa-Senyawa Berwarna

4. Mempunyai Beberapa Tingkat Oksidasi

5. Banyak Diantaranya Dapat Membentuk Ion Kompleks

6. Beberapa Diantaranya Dapat Digunakan Sebagai Katalisator

3.2 SARAN

Adapun saran dari kami adalah sebagai berikut:

1. Diharapkan agar para pembaca dapat mengetahui apa itu unsur transisi, sifat-sifat yang terdapat di unsur transisi dan kegunaannya

2. Kami harapkan kritik dan saran dari para pembaca agar makalah ini menjadi lebih baik untuk kedepannya.

Posted in: MAKALAH