I.            JUDUL/TOPIK          :

Kereaktifan Logam Natrium (Na)

    II.            TUJUAN                    : Membedakan kereaktifan natrium dalam dua

   medium yang berbeda

 III.            DASAR TEORI

Semua logam alkali (golongan IA) mulai dari Li, Na, K, Rb, sampai Cs (Fr radioaktif) dijumpai di alam selalu sebagai garam sederhana seperti NaCl atau mineral komposit seperti krolit, Na₃AlF₆ . Hal ini membuktikan bahwa logam-logam alkali sangat reaktif, sehingga akan lebih stabil kalau berada sebagai kation +1.

Natrium atau dalam bahasa inggris dikenal dengan nama  sodium merupakan salah satu mineral penting bagi tubuh. Pada manusia kadar natrium dalam tubuh mencapai 2 persen dari total mineral. Tubuh orang dewasa sehat mengandung 256 gram Natrium Klorida atau setara dengan 100 gram natrium. Natrium merupakan  logam lunak, berwarna keperakan dan dapat diiris. Natrium   lambang kimian Na. Dalam sistem periodik unsur,  Natrium  terletak  pada golongan IA atau yang dikenal dengan golongan logam alkali dan terletak pada  periode ketiga.

Selain berwarna keperakan mengkilap Natrium memiliki beberapa sifat fisika dan kimia diantaranya:

Ø  Sifat fisika

-           Densitas                                        : 0,97 gr/mL

-          Titik leleh                                      : 97,5°C

-          Titik didih                                     : 883°C

-          Potensial standar                           : -2,7

-          Koefisien ekspansi liner termal     : 70,6 x 10^-5 /K

-          Konduktifitas termal                     : 1,41 W/cmK

-          Konduktivitas listrik                     : 0,21 x 10^-6 ohmcm

-          Kalor jenis                                     : 1,23 J/gr K

-          Tekanan uap                                  : 0,0000143 Pa pada 961°C

-          Bentuk                                           : padatan pada suhu standar

-          Warna                                            : putih keperakan

Ø  Sifat Kimia

-           Nomor atom                                             : 11

-          Nomor massa                                             : 22,989

-          Jari-jari atom                                              : 1,86 Amstrong

-          Jari-jari ion                                     : 0,95 Amstrong

-          Keelektronegatifan                                    : 0,9 (skala pauling)

-          Afinitas elektron                                       : -53

-          Energi ionisasi                                           : pertama 496 KJ/mol,

   kedua 4562 KJ/mol

-           Warna nyala                                             : kuning

·         Kereaktifan Natrium

Karena kereaktifannya logam natrium misalnya harus disimpan dalam paraffin. Penyimpanan ini dilakukan untuk menghilangkan atau paling tidak mengurangi kontak logam natrium dengan udara. Bila dibiarkan dengan udara natrium dapat bereaksi dengan uap air, oksigen atau CO₂ yang terdapat dalam udara dan reaksi dapat disertai dengan terjadinya nyala atau ledakan. (hati-hati reaksi logam natrium dengan air dapat menimbulkan ledakan bila reaksi berlangsung terlalu cepat). Meskipun disimpan dalam paraffin logam natrium masih bereaksi secara perlahan dengan oksigen yang terlihat dari terbentuknya lapisan putih yang menutupi logam natrium yang seharusnya berwarna perak mengkilap. Warna logam natrium yang baru saja dipotong  dengan pisau akan berubah dari mengkilap dan menjadi abu-abu dan selanjutnya akan membentuk lapisan putih karena bereaksi dengan CO₂ membentuk lapisan karbonat. Lapisan karbonat ini akan melindungi logam natrium bagian dalam sehingga tidak terjadi reaksi lebih lanjut dan dengan demikian logam natrium aman disimpan dalam waktu yang relative lama.

Logam natrium dapat bereaksi secara langsung dengan berbagai unsure seperti unsur halogen membentuk garam halida yang larut dalam air. Reaksi ini menunjukkan bahwa natrium adalah reduktor yang kuat. Sifat yang sama juga akan ditunjukkan bila logam natrium bereaksi dengan air. Reaksi akan terjadi secara sepontan dan molekul air akan direduksi sehingga menghasilkan gas Hidrogen disertai dengan pembentukkan basa. Terbentuknya gas hidrogen dapat diamati dari terbentuknya gelembung gas atau asap putih yang keluar dari wadah tempat reaksi karena reaksi ini disertai dengan pelepasan kalor yang menyebabkan sebagian air mengalami penguapan. Hasil samping dari reaksi logam natrium dengan air adalah natrium hidroksida. Terbentuknya natrium hidroksida dapat dideteksi  dengan menggunakan indicator asam-basa yang umum. Misalnya phenolphthalein (pp) yang akan mengalami perubahan dari tidak berwarna menjadi merah. Warna merah yang terbentuk akan menghilang bila konsentrasi  basa terlalu tinggi.

·         Reaksi-Reaksi Natrium

Selain sifat fisika dan kimia yang ditunjukkan diatas, Natrium juga merupakan reduktor kuat karena memiliki harga potensial reduksi yang sangat kecil. Natrium dapat berikatan dengan unsur lainnya melalui ikatan ionik dengan tingkat oksidasi +1. Selain itu, Natrium merupakan logam yang sangat reaktif . Kereaktifan Natrium disebabkan oleh kemudahannya melepas elektron.  Beberapa reksi yang dapat terjadi pada logam Natrium diantaranya:

·         Reaksi dengan Air

Natrium dapat bereaksi hebat dengan air membentuk basa dan gas hidrogen.  Reaksi ini dapat berlangsung pada suhu kamar dan menghasilkan percikan api. Selain itu basa Natrium Hidroksida yang terbentuk merupakan basa kuat. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:

Na_(s)   +   H₂O_(l)   à  NaOH_(aq)  +   H_2(g)

·         Reaksi dengan Hidrogen

Jika dipanaskan natrium dapat bereaksi dengan gas hidrogen membentuk senyawa hidrida, dimana atom hidrogen memiliki bilangan oksidasi -1.

Na_(s)   +   H_2(g)   à  NaH_(s)

·         Reaksi dengan Halogen

Logam Natrium dapat bereaksi  hebat dengan halogen membentuk garam halida.

2Na_(s)   +   X₂   à   2NaX_(s)  dengan X adalah flouro, kloro, bromo dan iodo

·         Reaksi dengan Oksigen

Logam Natrium bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa oksida, peroksida dan superoksida.

Na   +    O₂   à  Na₂O 

Na₂O  +  O₂  à  Na₂O₂

Na₂O₂   +   O₂  à  NaO₂

·         Ekstraksi Natrium

Karena keberadaannya di alam dalam bentuk garam-garam mineral, Untuk memperoleh logam natrium dalam bentuk unsur sangatlah jarang ditemukan. Namun kita dapat memperoleh logam natrium murni melalui proses elektrolisis lelehan NaCl atau yang dikenal dengan proses Downs dengan menambahkan sedikit kalsium klorida. Penambahan kalsium klorida bertujuan untuk menurunkan titik leleh Natrium Klorida tersebut.

Proses elektrolisis lelehan Natrium Klorida :

Persamaan reaksi:  NaCl(l)  à   Na+   +   Cl-

Katoda : Na⁺   +  e  à  Na(l)

Anoda  : 2Cl^-   à  Cl₂

Reaksi total : Na⁺    +    2Cl^-  à  2Na  +  Cl₂

Elektrolisis lelehan NaCl dilakukan didalam sel silinder dengan menambahkan CaCl₂ guna menurunkan titih leleh dari NaCl dari 801⁰C menjadi 580⁰C. Akan tetapi dari elektrolisis tidak diperoleh Ca. Hal ini disebabkan karena Ca lebih sulit tereduksi dibanding Na karena potensial reduksi Ca lebih rendah dibanding Na.

Suhu optimum beroperasinya downs cell 772⁰C, sementara titik leleh KCl 850⁰C dan pada suhu tersebut K akan berwujud gas sehingga K tidak mungkin dipisahkan / diisolasi dengan menggunakan downs cell. Oleh karena itu logam K, Rb, Cs diisolasi dengan mereaksikan garam kloridanya dengan Na

Na_(g) + MCl _(l) → M_(g) + NaCl_(l)                                

·         Persenyawaan

Dalam persenyawaannya Natrium banyak ditemukan dalam bentuk  mineral logam misalnya sebagai NaCl, amphibole, kriolit, soda niter, dan zeolit. Senyawa-senyawa Natrium memiliki perananan penting dalam kehidupan manusia. Beberapa senyawa Natrium yang banyak dijumpai adalah garam dapur (NaCl), baking soda (NaHCO₃), soda kaustik (NaOH), boraks (Na₂B₄O₇.10H₂O),  Natrium Benzoat (NaC₇H₅O₂).

Natrium klorida atau yang dikenal dengan garam dapur merupakan garam Natrium yang biasa digunakan sebagai bumbu dan pengawet makanan. Selain itu garam dapur juga dapat digunakan sebagai inhibitor pada proses metabolisme benih recalsitran. Kemampuan tingkat osmotik yang tinggi mengakibatkan NaCl yang terlarut dalam air mengimbibisi kandungan air dalam benih sehingga akan terjadi kesetimbangan kadar air dalam benih dan menyebabkan kadar air dalam benih berkurang sehingga benih tidak cepat mengalami perkecambahan dan berjamur. Natrium klorida dapat dibuat dari eir laut atau batu garam.

Natrium Hidroksida banyak digunakan dalam industry sabun, detergen, pulp dan kertas, pengolahan bauksit serta pengolahan minyak bumi. Senyaw ini dapat dibuat melalui elektrolisis  larutan natrium klorida atau yang dikaenal dengan proses klor-alkali menurut reaksi

2H₂O_(l)  +   NaCl_(aq)   à  2NaOH_(aq)  +  H_2(g)  +   Cl_2(g)

Natrium Benzoat adalah garam natrium yang terbentuk dari reaksi antara natrium hidroksida dan asam benzoat. Garam ini biasa digunakan sebagai bahan pengawet makanan, dalam obat batuk, obat kumur bahkan digunakan sebagai bahan kembang api dan campuran bahan bakar peluit. Dalam penggunaannya sebagai bahan pengawet makanan, natrium benzoat memiliki sifat yang lebih bagus daripada asam benzoat yaitu mudah larut dalam air.

Natrium Karbonat (Na₂CO₃) digunakan sebagai bahan pembuatan kaca dan bahan pelunak air ( bahan penghilang kesadahan air). Seyawa ini banyak dihasilkan dari sumber alam seperti trona. Selain itu Natrium Karbonat juga dapat diperoeh melalui proses solvey.

NaCl_(aq)  + CO_2(g)  +  NH_3(aq)  +  H₂O_(l)  à NaHCO_3(s)  +  NH₄Cl_(aq)

NHCO_3(s)  àNa₂CO_3(s) + H₂O_(g) + CO_2(g)

Natrium Sulfat digunakan pada industry kertas sebagai bahan pelarut lignin kayu untuk membuat bubur kayu( bahan pembuat kertas). Natrium Sulfat dapat diperoleh melalui reaksi antara padatan Natrium klorida dengan asam sulfat pekat melalui reaksi

2NaCl_(s) + H₂SO_4(l) à Na₂SO_4(s) + 2HCl_(g)

Dalam bentuk atom logamnya, logam Natrium juga berperan penting dalam fabrikasi senyawa ester dan dalam persiapan senyawa-senyawa organik. Logam ini dapat di gunakan untuk memperbaiki struktur beberapa campuran logam, dan untuk memurnikan logam cair, sebagai alloy dengan logam lain, digunakan pada lampu natrium, sebagai transfer panas pada reaktor nuklir dan mesin pembakaran, sintesis reaktan pada kimia organik dan digunakan sebagai agen pengering misalnya NaK.

 IV.            ALAT  DAN BAHAN

A.    ALAT

NO	ALAT	UKURAN	JUMLAH
1	Gelas ukur	50mL	1
2	Gelas Kimia	200mL	1
3	Pisau atau cutter		1

B.     BAHAN

NO	BAHAN	JUMLAH
1	Logam Natrium	secukupnya
2	Thinner	25mL
3	Aquadest	50mL
4	Indicator pp	3 tetes
5	Tissue	secukupnya

    V.            PROSEDUR KERJA

1.      50 mL aqudest dimasukkan kedalam gelas kimia

2.      Ditambahkan 3 tetes indicator pp dan digoyangkan gelas kimia agar pp menyebar keseluruhan lapisan air

3.      Ditambahkan 25 mL thinner cat atau sampai pemisahan dua fase terlihat dengan jelas

4.      Logam natrium dipotong dengan pisau atau cutter lalu dibersihkan dengan kertas tissue untuk menghilangkan sebanyak mungkin paraffin , lalu segera dimasukkan ke dalam gelas kimia.

5.      Perubahan atau reaksi yang terjadi diamati seperti perubahan warna, adanya gas atau perubahan suhu (dapat diperkirakan dengan menyentuh bagian luar gelas kimia), lalu dicatat dalam lembar pengamatan

6.      Reaksi dibiarkan sampai selesai (sampai logam natrium habis), lalu campuran dibuang langsung ke lubang sink smbil dialiri air dari kran.

 VI.            DATA HASIL PENGAMATAN

NO	Perlakuan	Hasil Pengamatan
1	H2O 50mL + 3 tetes pp + 25mL thinner	Saat pencampuran kedua larutan, larutan keruh dan pada lapisan bawah bening setelah beberapa menit lapisan atas berubah bening dan lapisan bawah bening serta lapisan atas dan bawah tetap memisah.
2	H2O 50mL + 3 tetes pp + 25mL thinner + Na	Berbuih di sekitar Na, ada asap, warna dari bening  menjadi pink (pada lapisan bawah), dan pada lapisan atas berwarna putih keruh, larutan berbau.

               

VII.            PEMBAHASAN DAN JAWABAN PERTANYAAN

A.    PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan pada percobaan, pertama-tama memasukkan 50 ml aquades kedalam gelas kimia kemudian menambahkan 3 tetes indicator pp dan menggoyang gelas agar pp menyebar keseluruh lapisan air, setelah itu memotong logam natrium dengan pisau atau cutter lalu membersihkannya dengan kertas tissue untuk menghilangkan sebanyak mungkin paraffin kemudian segera memasukkannya kedalam gelas kimia, kemudian mengamati perubahan yang terjadi yaitu pada saat logam Na ditambahkan pada campuran larutan yang di dalamnya terdapat air,thinner dan indicator pp. Sebelumnya  saat pencampuran kedua larutan antara air dengan thinner larutan keruh dan pada lapisan bawah bening setelah beberapa menit lapisan atas berubah bening dan lapisan bawah bening serta lapisan atas dan bawah tetap memisah hal ini terjadi karena thinner merupakan adalah bahan pengencat cat yg berbasis minyak bumi sehingga terlihat memisah.

Selanjutnya ketika logam Na ditambahkan pada campuran larutan yang di dalamnya terdapat air,thinner dan indicator pp terjadi perubahan yaitu berbuih di sekitar Na, ada asap, warna dari bening  menjadi pink (pada lapisan bawah), dan pada lapisan atas berwarna putih keruh, larutan berbau. Adanya buih dan asap di karenakan logam natrium bereaksi dengan air. Reaksi akan terjadi secara sepontan dan molekul air akan direduksi sehingga menghasilkan gas Hidrogen. Selain itu, sesuai dengan sifatnya bahwa Natrium  sangat reaktif terhadap oksigen  dan air (H₂O). Kereaktifan logam Na disebabkan karena elektron kulit terluar inti terikat secara lemah, sehingga mudah terlepas. Selain itu logam Na merupakan reduktor dan dapat mereduksi air dengan membentuk basa dan melepas hidrogen. Setelah dimasukkan logam natrium larutan yang pada mulanya tidak berwarna berubah menjadi berwarna merah muda (pink) karena adanya indikator pp. Indikator pp ini menandakan bahwa larutan tersebut adalah larutan basa (NaOH). Secara sederhana, Reaksi ini dapat dituliskan dengan :

2H₂O_(aq)  +  2Na_(s)  →  2NaOH_(aq)  +  H_{2 (g)}

Jadi, dari percobaan dapat dibuktikan bahwa , sesuai dengan sifatnya Natrium (Na) sangat reaktif terhadap oksigen (O₂) dan air (H₂O). Kereaktifan logam Na disebabkan karena elektron kulit terluar inti terikat secara lemah, sehingga mudah terlepas. Selain itu logam Na merupakan reduktor dan dapat mereduksi air dengan membentuk basa dan melepas hidrogen.

B.     JAWABAN PERTANYAAN

1.      Tulislah persamaan reaksi kimia yang terjadi dalam percobaan ini !

Jawab :

Persamaan reaksi kimia yang terjadi yaitu

2H₂O_(aq)  +  2Na_(s)  →  2NaOH_(aq)  +  H_{2 (g)}

2.      Hitunglah berat maksimal natrium hidroksida yang terbentuk bila potongan logam natrium yang anda gunakan adalah 0,23 gram dan perkirakan pH larutan yang terbentuk (dengan asumsi tidak ada air yang hilang , dan volume thinner tidak dihitung) !

Jawab :

Diketahui :   massa Na                           = 0,23 gram

                     Volume air                         = 50mL          = 50cm³           = 0,05 L

                     Massa jenis air                   = 1,03 gram/cm³

                     Ar Na                                 = 23 gram/mol

                     Ar H                                  = 1 gram/mol

                     Ar O                                  = 16 gram/mol

Ditanya :      -   massa NaOH                 =…………?

-          pH larutan                    =…………?

Penyalesaian :

-          n Na  =

         =

         = 0,01 mol

-          massa H₂O      = massa jenis H₂O  volume H₂O

                        = 1,03 gram/cm³  50cm³

                                = 51,5 gram

-          Mr H₂O           = ( 2  Ar H ) + (1  Ar O )

                        = ( 2  1 gram/mol ) + (1  16 gram/mol )

                        = 2gram/mol + 16 gram/mol

                        = 18 gram/mol

-          n H₂O              =

                        =

                        = 2,861 mol

         

-          Reaksi kesetimbangan

                                        2H₂O _(aq)     +   2Na _(s)  →  2NaOH _(aq) +  H_{2 (g)} 

Mula-mula :2,861mol      0,01mol             -               -

Bereaksi             : 0,01mol           0,01mol         0,01mol    0,005mol

Setimbang          :2,851mol               -                0,01mol     0,005mol

·         Massa NaOH

    Mr NaOH             = ( 1  Ar Na ) + ( 1  Ar H ) + (1  Ar O )

    = ( 1  23 gram/mol ) + ( 1  1gram/mol ) +

    ( 1  16 gram/mol )

= 23 gram/mol + 1 gram/mol +16 gram/mol

                                                                                = 40 gram/mol

                                                         Massa  NaOH     =  n NaOH  MrNaOH

                                                                                        = 0,01 mol  40gram/mol

                                                                                        = 0,4 gram

·         pH NaOH

                                                         Molaritas NaOH                         =

                                                                                                                 =

                                                                                                                 = 0,2 M

                                                         NaOH ↔ Na⁺ + OH^-

                                                         Valensi OH^- adalah 1

                                                         Maka,

                                                         [OH^-]                     = b  Mb

                                                                                        = 1  0,2 M

                                                                                        = 0,2

                                                         pOH                       = − log [OH^-]

                                                                                        = −log 0,2

                                                                                        = 0,698

                                                         Jadi,

                                                         pH                          = 14 – pOH

                                                                                        = 14 – 0.698

                                                                                        = 13,302

Jadi, berat maksimal natrium hidroksida adalah 0,4 gram dan pH larutan yang terbentuk adalah 13,302

3.      Hitung juga volume gas yang terbentuk jika diukur pada suhu 27 ̊ C dan 1 atm untuk keadaan seperti pertanyaan no.2 !

Diketahui           : T                    = 27 ̊ C                        = 300 K

     P                    = 1 atm

     n H_{2 (g)}              = 0,005 mol

     R                   = 0,082 L atm/mol K

Ditanya : V gas yang terbentuk            = ……….?

Penyelesaian      :

   PV       = nRT

                                       V         =

                                       V         =

                                       V         =

                                       V         = 0,123 L        = 123mL

Jadi, volume gas yang terbentuk adalah 0,123L atau 123mL.

VIII.            KESIMPULAN SARAN

A.    KESIMPULAN

Kesimpulan yang didapat dari percobaan ini yaitu Logam natrium yang termasuk pada golongan 1 A sangat reaktif dibandingkan logam golongan lain. Selain disebabkan oleh jumlah elektron valensi yang hanya satu dan ukuran jari-jari atom yang besar, sifat ini juga disebabkan oleh harga energi ionisaisnya yang lebih kecil dibandingkan logam golongan lain. Kereaktifan logam alkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air.

Berdasarkan tujuan percobaan yaitu “membedakan kereaktifan natrium dalam dua medium yang berbeda” maka didapatkan kesimpulan bahwa natrium merupakan logam yang reaktif dengan gejala-gejala yang ditunjukkannya sehingga dapat mengetahui sifat-sifat logam natrium yaitu pada saat logam Na ditambahkan pada larutan campuran yang di dalamnya terdapat (air, thinner dan indicator pp) terjadi buih di sekitar Na, ada asap, warna dari bening  menjadi pink (pada lapisan bawah), dan pada lapisan atas berwarna putih keruh, larutan berbau hal tersebut terjadi karena natrium dimasukkan kedalam medium berupa air dan thinner  yang berfungsi untuk menurunkan viskositas (viscosity) air supaya dapat diaplikasikan dengan mudah. Tidak terjadi ledakan yang hebat ketimbang natrium langsung dimasukkan kedalam air yang tanpa campuran.

 Secara sederhana, reaksinya dapat dituliskan dengan :

 2H₂O_(aq)  +  2Na_(s)  →  2NaOH_(aq)  +  H_{2 (g)}

B.     SARAN

·         Agar tidak terjadi kesalahan data hasil pengamatan diharapkan para praktikan lebih teliti dalam melakukan percobaan dan pengamatan.

·         Karena kereaktifan logam natrium tersebut kita sebagai praktikan disarankan tidak menyentuh logam natrium dengan tangan telanjang, karena logam ini dapat bereaksi dengan air pada tangan dan dapat menimbulkan api atau ledakan.

 IX.            DAFTAR PUSTAKA

Keenan dkk. 1979. Kimia Untuk Universitas Edisi Keenam. Jilid II. Jakarta :Erlangga.

Mun’im , Abdul.,S.2002. Kimia Anorganik 2. Palangka Raya :

Universitas Palangkaraya.

Petrucci, H. Ralph . Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi ke

Empat Jilid III. Jakarta : Erlangga.

Rahmah. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik . Palangka Raya :

Universitas Palangkaraya.

Alchester .2011.Natrium.http://alchemistterrible.blogspot.com

/2011/11/natrium.html. diakses 27 Mei 2012,

pukul 11.00 WIB

Anonym. 2011.Logam Alkali. http://wanibesak.wordpress.com/2011

/08/22/logam-alkali/. diakses 27 Mei 2012,

 pukul 11.00 WIB

Anonym.2006.Natrium.http://www.chem-is-try.org/tabel_

periodik/natrium/ . diakses 27 Mei 2012,

pukul 11.00 WIB

    X.            LAMPIRAN

Lampiran berupa 2 lembar fotocopy laporan sementara.