Makalah sifat fisika dan kimia golongan III dan IV A

 BAB I

PENDAHULUAN

1.1.         LATAR BELAKANG

Unsur-unsur dari golongan IIIA adalah boron (B), aluminium (Al), galium (Ga), indium(In), dan thalium (Tl). Golongan ini memiliki sifat yang berbeda dengan golongan IA dan golongan IIA. Dan unsur-unsur pada golongan IVA adalah karbon (C), silikon (SI), germanium (Ge), timah (Sn), timbal (Pb).

1.2.         RUMUSAN MASALAH

adapun permasalahan dalam tugas makalah ini adalah:

1.      Bagaimanakah sifat kimia dan fisika golongan IIIA dan golongan IVA?

2.      Bagaimanakah kelimpahannya dialam dari kedua golongan tersebut?

3.      Apakah manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari?

4.      Bagaimanakah dampaknya dalam kehidupan sehari-hari?

5.      Bagaimanakah proses pembuatannya?

1.3.         TUJUAN DAN MANFAAT

1.      Agar siswa dan siswi dapat mengetahui sifat kimia dan sifast kimia golongan IIIA dan golongan IVA.

2.      Agar siswa-siwi dapat menemikan serta dapat mengetahui bentuk zat kimia  dari golongan golongan IIIA dan golongan IVA.

3.      Agar siswa dan siswi dapat mengetahui manfaat golongan IIIA dan golongan IVA dalam kehidupan sehari-hari.

4.      Agar siswa dan siswi dapat mengetahui proses pembuatannya.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. SIFAT KIMIA DAN FISIKA

a.       SIFAT FISIKA GOLONGAN IIIA

Tabel sifat fisika golongan IIIA

Lambing unsur	B	Al	Ge	In	Ti
Nomor atom Jari –jari atom (A0) Jari –jari ion (A0) Titik Leleh (0K) Titik Didih (0K)	5 0,80 - 2300 4200	13 1,25 0,45 923 2720	31 1,24 0,60 303 2510	49 1,50 0,80 429 2320	81 1,55 0,95 577 1740

Tabel diatas menunjukkan ringkasan beberapa sifat penting dari unsur-unsur golongan IIIA. Fakta yang terpenting pada tabel diatas adalah tingginya titik leleh Boron dan titik leleh Galium yang relatif rendah; peningkatan yang signifikan pada potensial reduksi dari atas ke bawah dalam satu golongan; tingginya energi ionisasi dari golongan nonlogam (boron) dan besarnya peningkatan kepadatan dari atas ke bawah dalam satu golongan.

b.      SIFAT FISIKA GOLONGAN IVA

Karbon dan silikon termasuk unsur golongan IVA. Anggota unsur golongan IVA lainnya adalah germanium (Ge), timah (Sn), plumbum (Pb). Di sini kita hanya akan mempelajari sifat unsur karbon dan silikon. Perhatikan sifat fisika karbon dan silikon berikut ini:

Sifat	C	Si
Nomor atom Titik leleh (K) Titik didih (K)	6 3.510 3.930	14 1.412 2.680

c.       SIFAT KIMIA GOLONGAN IIIA

Pada makalah ini sifat kimia yang kita pelajari hanya kimia boron dan aluminium.

1.      Boron

Boron adalah unsur yang tidak reaktif pada suhu biasa. Bila bereaksi, tidak ada kecenderungan dari atom unsure boron untuk kehilangan elektron-elektron terluar dan membentuk kation sederhana yaitu B³⁺.

Adapun reaksi pada boron adalah sebagai berikut:

a)      Reaksi dengan halogen

Boron bereaksi dengan halogen secara umum, bahkan sampai terbakar dalam gas fluor.

2 B + 3 X₂                    2 BX₃                     X = atom halogen

b)      Membentuk asam oksi

ika dipanaskan dalam udara, unsur boron bereaksi dengan oksigen dalam pembakaran yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida B₂O₃. Oksida ini bersifat asam. Adapun reaksinya adalah sebagai berikut.

B₂O₃(s) + 3 H₂O(l)  2 H₃BO₃(l)

                                                    asam borat

c)      Semua boron yang larut membentuk larutan yang bersifat basa bila dilarutkan dalam air, di mana ion. BO₃^2- bertindak sebagai basa dengan menghilangkan proton dari air.

BO₃ ² ¯(aq) + H₂O(l) HBO₃¯(aq) + OH¯(aq)

d)     Boron membentuk molekul-molekul ion raksasa dengan atom oksigen menempati kedudukan yang berselang-seling dengan reaksi seperti berikut. 

                           |

– B – O – B – O – B – O

            |                                 |

2.      Sifat Kimia Unsur Aluminium

Sejumlah garam aluminium seperti halnya logam golongan IIIA mengkristal dalam larutannya sebagai hidrat. Misal senyawa AlX₃.6H₂O (di mana X = Cl–, Br,– I–). Aluminium bersifat amfoter. Perhatikan reaksi berikut.

                              OH^-                                      OH^-

(Al(H O) )³⁺ (a)                Al(OH) (aq)                   (Al(OH) ) (aq)

                               H₃O⁺                             H₃O⁺                            

Aluminium dapat berlaku asam atau basa dikarenakan kecenderungan yang kuat untuk dioksidasi menjadi Al³⁺. Perhatikan reaksi berikut.

2 Al(s) + 6 H₂O(l) → 2 Al(OH)₃(aq) + 3 H₂(g)

Reaksi ini terjadi pada permukaan aluminium yang bersih tetapi dalam larutan asam atau dengan kehadiran basa kuat, lapisan tipis Al(OH)3 ini larut dengan reaksi seperti berikut.

2 Al(OH)₃(aq) + 2 OH¯(aq) → 2 (Al(OH)₄)¯(aq)

d.      SIFAT KIMIA GOLONGAN IVA

Karbon dan silikon termasuk unsur golongan IVA. Anggota unsur golongan IVA lainnya adalah germanium (Ge), timah (Sn), plumbum (Pb). Di sini kita hanya akan mempelajari sifat unsur

karbon dan silikon.

a.       Sifat Fisika Karbon dan Silikon

Karbon dan silikon tidak reaktif pada suhu biasa. Karbon dan silikon membentuk kation sederhana seperti C⁴⁺ dan Si^4+.Sifat kimia karbon antara lain sebagai berikut.

1)      Karbon bereaksi langsung dengan fluor, dengan reaksi seperti berikut.

C(s) + 2 F₂(g) → CF₄(g)

2)      Karbon dibakar dalam udara yang terbatas jumlahnya menghasilkan karbon monoksida.

2 C(s) + O₂(g) → 2 CO(g)

Jika dibakar dalam kelebihan udara, akan terbentuk karbon dioksida

3)      Membentuk asam oksi.

Bila karbon dipanaskan dalam udara, unsur ini bereaksi dengan oksigen membentuk CO² dan jika CO² ini bereaksi dengan air akan membentuk asam karbonat.

CO₂(g) + H₂O(l) →H₄CO₃(l)

                                      asam karbonat

4)      Membentuk garam asam oksi.

Asam karbonat, suatu asam diprotik yang khas, bereaksi dengan basa menghasilkan karbonat dan bikarbonat, antara lain seperti berikut.

- K₂CO³                     = kalium karbonat

- KHCO³                    = kalium bikarbonat

- MgCO³                         = magnesium karbonat

- Mg(HCO3)²         = magnesium bikarbonat

5)      Kecenderungan atom karbon membentuk ikatan kovalen tunggal, ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga yang akan membentuk senyawa organik.

Sifat kimia silikon, antara lain seperti berikut.

1.      Silikon bereaksi dengan halogen, secara umum reaksi yang terjadi dapat dituliskan seperti berikut.

Si + 2 X₂ → SiX₄

2.      Bila silikon dipanaskan dengan oksigen akan membentuk oksida SiO₃, sehingga apabila oksida ini bereaksi dengan air membentuk dua asam yaitu asam ortosilikat (H₄SiO₄) dan asam metasilikat H₂SiO₃. Senyawa ini tidak larutdalam air tetapi bereaksi dengan basa.

H₄SiO₄(l) + 4 NaOH(l) → Na₄SiO₄(l) + H₂O(l)

3.      Silikon membentuk garam dari asam oksi, antara lain seperti berikut.

- Na₂SiO₃              = natrium metasilikat

- Mg₂SiO₄                 = magnesium ortosilikat

- LiAl(SiO₃)₂           = litium aluminium metasilikat

     4.    Semua silikat membentuk larutan yang bersifat basa yang dapat dilarutkan dalam air, dimana ion SiO₃²¯ bertindak sebagai basa dengan menghilangkan proton dari air.

SiO₃²¯(aq) + H₂O(l) ←⎯⎯⎯⎯→ HSiO₃(aq) + OH¯(aq)

5.      Silikon membentuk molekul-molekul dan ion-ion raksasa, di mana atom oksigen menempati kedudukan yang berselang-seling.

2.2.         KELIMPAHANNYA DIALAM

1.     kelimpahan golongan IIIA

a.       boron

Boron tidak ditemukan bebas di alam, melainkan dalamsenyawaan seperti silika, silikat, dan borat. Senyawaan boron yang utama dan tidak melimpah adalah asam borat (H₃BO₃) dan natrium borat terhidrasi atau boraks (Na₂B₄O₇.10 H₂O).

b.      aluminium

Unsur yang terpenting pada golongan IIIA adalah aluminium. Kelimpahan aluminium terdapat dalam berbagai senyawaan, seperti batu manikam (Al₂O₃), tanah liat (Al₂(SiO₃)₃), kriolit (NaF.AlF₃), bauksit (Al₂O₃.2 H₂O). Bauksit merupakan bahan terpenting untuk memperoleh aluminium antara lain terdapat di Kepulauan Riau, dan Pulau Bintan.

2.      kelimpahan golongan IVA

Karbon terdapat di alam dalam keadaan bebas seperti intan dan grafit. Adapun dalam keadaan ikatan sebagai bahan bakar mineral, antrasit, batu bara, batu bara muda, dan sebagai minyak tanah, aspal, gas CO₂, dan CaCO₃. Karbon di alam juga terdapat sebagai hasil pembuatan arang amorf, misalkan kokas dari penyulingan kering batu bara, arang kayu dari pembakaran kayu. Karbon amorf sesungguhnya adalah grafit yang hablur-hablurnya sangat halus.

2.3.         MANFAAT GOLONGAN IIIA DAN GOLONGAN IVA

a)      Manafaat golongan IIIA

a.       Unsur Aluminium

Aluminium digunakan untuk membuat barang-barang keperluan rumah tangga, misal piring, mangkok, dan sendok; untuk membuat rangka dari mobil dan pesawat terbang; sebagai bahan cat aluminium (serbuk aluminium dengan minyak cat). Aluminium dapat dicairkan menjadi lembaran tipis yang dipakai untuk pembungkus cokelat, rokok dan juga sebagai kaleng minuman bersoda. Daun aluminium atau logam campuran dengan Mg dipakai sebagai pengisi lamput Blitz, disamping gas oksigen. Selanjutnya aluminium dipakai untuk membuat beberapa macam logam campur, diantaranya yang penting ialah duraluminium (paduan 94% aluminium dengan Cu, Mn, Mg), yang terutama dipakai dalam industri pesawat terbang, dan mobil.

b.      Aluminium Oksida

Aluminium oksida (Al₂O₃) di alam tercampur dengan oksida besi dalam bentuk hablur yang disebut amaril. Bahan ini sangat keras dan dipakai untuk menggosok besi. Hablur Al₂O₃ (korundum) juga terdapat dalam bentuk batu permata atau intan berwarna misal mirah berwana merah (mirah delima), nilam berwarna biru (batu nilam), zamrut berwarna hijau, ametis berwarna ungu, ratna cempaka berwarna kuning. Batu-batu ini diperdagangkan dengan nama batu akik, meskipun nama ini tidak tepat karena yang dimaksudkan dengan akik adalah hablur kwarsa (SiO₂).

c.       Senyawa Asam Borat

Asam borat (H₃BO₃) banyak dipakai dalam pabrik kaca dan email. Pada penyamakan kulit digunakan untuk mengikat kapur dalam kulit.

d.      Garam-Garam Aluminium Silikat

Beberapa garam aluminium silikat terdapat dalam tanah liat. Tanah liat merupakan bahan dasar dalam pembuatan keramik. Ultramarin adalah bahan cat biru yang terdiri dari Na-Al-silikat dan S. Ultramarin dalam alam terdapat dengan nama lazurit, dipakai sebagai bahan pembiru pakaian, tekstil, kertas, dan gula.

e.       Senyawa Natrium Perborat

Natrium perborat NaBO3 . 4 H₂O dengan air menimbulkan oksigen aktif yang digunakan sebagai pemucat dalam beberapa macam serbuk sabun.

b)      manfaat golongan IVA

a.       Unsur Silikon

Oleh karena silikon bersifat semikonduktor sehingga digunakan sebagai bahan baku pada kalkulator, transistor, komputer, dan baterai solar.

b.      Pasir Kwarsa

Pasir Kwarsa (SiO₂₎ digunakan untuk pembuatan kaca, gelas, porselin, beton. Selain itu SiO₂ digunakan untuk menggosok batu kaca, logam-logam untuk pembuatan ampelas dan untuk pembuatan cat tahan udara.

c.       Kaca Cair Natrium

Kegunaan kaca cair natrium (Na₂SiO₃) adalah untuk bahan campuran sabun cuci dan perekat dalam pembuatan karton.

2.4.         DAMPAK NEGATIF DARI GOLONGAN IIIA DAN GOLONGAN IVA

Selain bermanfaat ternyata unsur-unsur yang telah kita pelajari mempunyai dampak negatif.dalam makalah ini hanya membahas beberapa dampak negativ atom. Adapun dampak negatifnya adalah seperti berikut.ni

a.       Aluminium

Aluminium dapat merusak kulit dan dalam bentuk bubuk dapat meledak di udara bila dipanaskan. Senyawa aluminium yang berbahaya antara lain aluminium oksida (Al₂O₃) yang bereaksi dengan karbon dan berdampak pada pemanasan global. Adapun reaksinya seperti berikut.

b.      Silikon

Silikon yang dipakai untuk kecantikan wajah dapat menyebabkan kerusakan bentuk dan melumpuhkan beberapa otot wajah. Hal ini karena silikon dapat membentuk gumpalan dan dapat memblokir aliran darah ke jaringan/organ tubuh.

c.       carbon

Dampak negatif karbon adalah pada senyawa karbon yaitu:

1.      Karbon dioksida (CO₂)

Karbon dioksida terjadi karena pemakaian bahan bakar dari fosil. Adanya pembakaran ini menyebabkan terjadinya efek rumah kaca.

2.      Cloro Fluoro Carbon (CFC)

CFC berdampak negatif terhadap penipisan lapisan ozon dan berkontribusi terhadap efek rumah kaca.

3.      Kloroform (CCl₄)

Kloroform menyebabkan kerusakan hati dan ginjal, dan bersifat racun bila tertelan.

4.      Karbon disulfida (CS₂)

Karbon disulfida merupakan senyawa mudah terbakar dan bersifat meracuni.

5.      Karbon monoksida (CO)

Karbon monoksida biasanya dihasilkan oleh asap kendaraan dan proses industri. Karbon monoksida lebih mudah mengikat hemoglobin daripada oksigen. Oleh karena itu, darah akan kekurangan oksigen.

2.5.         PROSES PEMBUTANNYA

a.       proses penbuatan aluminium dan boron

1.      Unsur Aluminium

Aluminium diperoleh dari elektrolisis bauksit yang  dilarutkan dalam kriolit cair. Proses ini dikenal dengan proses Hall. Pada proses ini bauksit ditempatkan dalam tangki baja yang dilapisi karbon dan berfungsi sebagai katode. Adapun anode berupa batang-batang karbon yang dicelupkan dalam campuran.

2.      Senyawa Aluminium Sulfat

Aluminium sulfat (Al₂(SO₄)) dibuat dari pemanasan tanah liat murni (kaolin) dengan asam sulfat pekat.

3.      Unsur Boron

Boron dibuat dengan mereduksi boron oksida B₂O₃, dengan magnesium atau aluminium. Perhatikan reaksi berikut.

                                               panas

B₂O₃(s) + 3 Mg(s)                   3 MgO(l) + 2 B(s)

b.      proses pembuatan silikon

Silikon dapat dibuat dari reduksi SiO₂ murni dengan serbuk aluminium pada suhu tinggi, dengan reaksi seperti berikut.

BAB IV

PENUTUP

4.1 KESIMPULAN

1. Unsur-unsur dari logam utama golongan III A adalah : boron ( B), aluminium (Al), galium (Ga), indium ( In), thalium (Tl).
2. Unsur-unsur dari logam utama golongan III A umumnya dapat bereaksi dengan udara, air, asam, unsur-unsur halogen membentuk senyawa.
3. Unsur-unsur dari logam utama golongan III A di alam tidak ditemukan dalam bentuk unsur melainkan dalam bentuk senyawanya. Oleh karena itu, diperlukan beberapa proses yang digunakan untuk dapat mengisolasi unsur tersebut dari senyawanya.
4. Unsur-unsur dari logam utama golongan III A dan senyawanya memiliki kegunaan masing-masing dalam kehidupan sehari-hari dan dalam industri.
5. Unsur-unsur pada golongan IVA adalah karbon (C), silikon (SI), germanium (Ge), timah (Sn), timbal (Pb)
    
   DAFTAR PUSTAKA
   Sunarya, Yatada dan agus setiabudi, 2009,Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas/ Madrasa Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam,Departemen Pendidikan; Jakarta.
   Sukmawati dan  Wening, 2009, Kimia 3 untuk SMA/MA kelas XII, Departemen Pendidikan Nasional; Jakarta.
   Pobgajuonto,  Teguh dan Tri Rahmidi, 2009, Kimia 3 untuk SMA/MA Kelas XII, Departemen Pendidikan Nasional; Jakarta.
   http/google/ logam-utama-golongan-iiia.html
   http/google/ GAS MULIA.htm