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) + H2(g)
·
Reaksi dengan Hidrogen
Jika
dipanaskan natrium dapat bereaksi dengan gas hidrogen membentuk senyawa
hidrida, dimana atom hidrogen memiliki bilangan oksidasi -1.
Na(s) + H2(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) + H2(g) + Cl2(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) +
CO2(g) + NH3(aq) + H2O(l) à NaHCO3(s) + NH4Cl(aq)
NHCO3(s) àNa2CO3(s)
+ H2O(g) + CO2(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) + H2SO4(l) à
Na2SO4(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) + H2 (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) + H2 (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) + H2
(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 H2 (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) + H2 (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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar