Mengapa disebut logam alkali tanah? Logam alkali tanah (kelas 9). − asam sulfat pekat
Sifat-sifat logam alkali tanah
Properti fisik
Logam alkali tanah (dibandingkan dengan logam alkali) memiliki suhu yang lebih tinggi. dan titik didih, potensi ionisasi, kepadatan dan kekerasan.
Sifat kimia
1. Sangat reaktif.
2. Mereka mempunyai valensi positif +2.
3. Bereaksi dengan air pada suhu kamar (kecuali Be) untuk melepaskan hidrogen.
4. Mereka memiliki afinitas yang tinggi terhadap oksigen (zat pereduksi).
5. Dengan hidrogen membentuk hidrida mirip garam EH 2.
6. Oksida memiliki rumus umum EO. Kecenderungan pembentukan peroksida lebih kecil dibandingkan logam alkali.
Berada di alam
3BeO ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 beryl
mg
magnesit MgCO3
CaCO 3 ∙ MgCO 3 dolomit
KCl ∙ MgSO 4 ∙ 3H 2 O kainit
KCl ∙ MgCl 2 ∙ 6H 2 O karnalit
Kalsit CaCO 3 (batu kapur, marmer, dll.)
Ca 3 (PO 4) 2 apatit, fosforit
CaSO 4 ∙ 2H 2 O gipsum
CaSO4 anhidrit
CaF 2 fluorspar (fluorit)
SrSO 4 selestin
strontianit SrCO 3
BaSO 4 barit
BaCO 3 layu
Kuitansi
Berilium diperoleh dengan reduksi fluorida:
BeF 2 + Mg═ t ═ Be + MgF 2
Barium diperoleh dengan reduksi oksida:
3BaO + 2Al═ t ═ 3Ba + Al 2 O 3
Logam yang tersisa diperoleh dengan elektrolisis lelehan klorida:
CaCl 2 = Ca + Cl 2 ╜
katoda: Ca 2+ + 2ē = Ca 0
anoda: 2Cl - - 2ē = Cl 0 2
MgO + C = Mg + CO
Logam dari subkelompok utama kelompok II adalah zat pereduksi kuat; senyawa hanya menunjukkan bilangan oksidasi +2. Aktivitas logam dan kemampuan reduksinya meningkat pada deret: Be Mg Ca Sr Ba╝
1. Reaksi dengan air.
Dalam kondisi normal, permukaan Be dan Mg ditutupi lapisan oksida inert sehingga tahan terhadap air. Sebaliknya, Ca, Sr dan Ba larut dalam air membentuk hidroksida, yang merupakan basa kuat:
Mg + 2H 2 O═ t ═ Mg(OH) 2 + H 2
Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 ╜
2. Reaksi dengan oksigen.
Semua logam membentuk oksida RO, barium peroksida BaO 2:
2Mg + O2 = 2MgO
Ba + O 2 = BaO 2
3. Senyawa biner terbentuk dengan nonlogam lainnya:
Be + Cl 2 = BeCl 2 (halida)
Ba + S = BaS (sulfida)
3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (nitrida)
Ca + H 2 = CaH 2 (hidrida)
Ca + 2C = CaC 2 (karbida)
3Ba + 2P = Ba 3 P 2 (fosfida)
Berilium dan magnesium bereaksi relatif lambat dengan non-logam.
4. Semua logam larut dalam asam:
Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2 ╜
Mg + H 2 SO 4 (diencerkan) = MgSO 4 + H 2 ╜
Berilium juga larut dalam larutan alkali berair:
Jadilah + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2 ╜
5. Reaksi kualitatif terhadap kation logam alkali tanah - pewarnaan nyala api dengan warna berikut:
Ca 2+ - oranye tua
Sr 2+ - merah tua
Ba 2+ - hijau muda
Kation Ba 2+ biasanya ditemukan melalui reaksi pertukaran dengan asam sulfat atau garamnya:
Barium sulfat berbentuk endapan putih, tidak larut dalam asam mineral.
Oksida logam alkali tanah
Kuitansi
1) Oksidasi logam (kecuali Ba yang membentuk peroksida)
2) Dekomposisi termal nitrat atau karbonat
CaCO 3 ═ t ═ CaO + CO 2 ╜
2Mg(NO 3) 2 ═ t ═ 2MgO + 4NO 2 ╜ + O 2 ╜
Sifat kimia
Oksida basa yang khas. Bereaksi dengan air (kecuali BeO), oksida asam dan asam
MgO + H 2 O = Mg(OH) 2
3CaO + P 2 O 5 = Ca 3 (PO 4) 2
BeO + 2HNO 3 = Be(NO 3) 2 + H 2 O
BeO adalah oksida amfoter, larut dalam basa:
BeO + 2NaOH + H 2 O = Na 2
Hidroksida logam alkali tanah R(OH) 2
Kuitansi
Reaksi logam alkali tanah atau oksidanya dengan air: Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2
CaO(kapur kapur) + H 2 O = Ca(OH) 2 (kapur kapur sirih)
Sifat kimia
Hidroksida R(OH) 2 adalah zat kristal putih, kurang larut dalam air dibandingkan hidroksida logam alkali (kelarutan hidroksida menurun dengan menurunnya nomor atom; Be(OH) 2 tidak larut dalam air, larut dalam basa). Kebasaan R(OH) 2 meningkat seiring bertambahnya nomor atom:
Be(OH) 2 - hidroksida amfoter
Mg(OH) 2 - basa lemah
hidroksida yang tersisa adalah basa kuat (basa).
1) Reaksi dengan oksida asam:
Ca(OH) 2 + SO 2 = CaSO 3 ¯ + H 2 O
Ba(OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O
2) Reaksi dengan asam:
Mg(OH) 2 + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 Mg + 2H 2 O
Ba(OH) 2 + 2HNO 3 = Ba(NO 3) 2 + 2H 2 O
3) Reaksi pertukaran dengan garam:
Ba(OH) 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ¯+ 2KOH
4) Reaksi berilium hidroksida dengan basa:
Be(OH)2 + 2NaOH = Na2
Kesadahan air
Air alami yang mengandung ion Ca 2+ dan Mg 2+ disebut air sadah. Air sadah membentuk kerak ketika direbus dan produk makanan tidak dapat dimasak di dalamnya; Deterjen tidak menghasilkan busa.
Kesadahan karbonat (sementara) disebabkan oleh adanya kalsium dan magnesium bikarbonat dalam air, kesadahan non-karbonat (permanen) disebabkan oleh klorida dan sulfat.
Kesadahan total air dianggap sebagai jumlah karbonat dan non-karbonat.
Kesadahan air dihilangkan dengan pengendapan ion Ca 2+ dan Mg 2+ dari larutan:
1) mendidih:
Ca(HCO 3) 2 ═ t ═ CaCO 3 ¯ + CO 2 + H 2 O
Mg(HCO 3) 2 ═ t═ MgCO 3 ¯ + CO 2 + H 2 O
2) menambahkan susu jeruk nipis:
Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 ¯ + 2H 2 O
3) menambahkan soda:
Ca(HCO 3) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯+ 2NaHCO 3
CaSO 4 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + Na 2 SO 4
MgCl 2 + Na 2 CO 3 = MgCO 3 + 2NaCl
Untuk menghilangkan kesadahan sementara, keempat metode digunakan, dan untuk kesadahan permanen, hanya dua metode terakhir yang digunakan.
Dekomposisi termal nitrat.
E(NO3)2 =t= EO + 2NO2 + 1/2O2
Fitur kimia berilium.
Be(OH)2 + 2NaOH (g) = Na2
Al(OH)3 + 3NaOH (g) = Na3
Menjadi + 2NaOH + 2H2O = Na2 + H2
Al + 3NaOH + 3H2O = Na3 + 3/2H2
Be, Al + HNO3 (Conc) = pasivasi
Kelompok kedua tabel periodik D.I.Mendeleev berisi sekelompok unsur yang sifatnya sangat mirip dengan logam alkali, tetapi aktivitasnya lebih rendah. Ini mengandung berilium dan magnesium, serta kalsium, strontium, barium dan radium. Mereka dikenal secara kolektif sebagai unsur alkali tanah. Dalam artikel kami, kami akan mempelajari distribusinya di alam dan penggunaannya dalam industri, serta mempelajari sifat kimia paling penting dari logam alkali tanah.
karakteristik umum
Semua atom unsur di atas mengandung dua elektron pada lapisan energi terluarnya. Ketika berinteraksi dengan zat lain, mereka selalu melepaskan partikel negatifnya, berubah menjadi kation dengan muatan 2+. Dalam reaksi redoks, unsur berperilaku sebagai zat pereduksi kuat. Dengan meningkatnya muatan inti, sifat kimia logam alkali tanah dan aktivitasnya meningkat. Di udara mereka dengan cepat teroksidasi, membentuk lapisan oksida di permukaannya. Rumus umum semua oksida adalah RO. Mereka sesuai dengan hidroksida dengan rumus R(OH) 2. Sifat dasar dan kelarutannya dalam air juga meningkat seiring dengan bertambahnya nomor atom suatu unsur.
Sifat khusus berilium dan magnesium
Dalam beberapa sifatnya, dua perwakilan pertama dari subkelompok utama kelompok kedua agak berbeda dari unsur alkali tanah lainnya. Hal ini memanifestasikan dirinya, khususnya, ketika mereka berinteraksi dengan air. Misalnya, sifat kimia berilium sedemikian rupa sehingga tidak bereaksi sama sekali dengan H 2 O. Magnesium bereaksi dengan air hanya jika dipanaskan. Tetapi semua unsur alkali tanah mudah bereaksi dengannya pada suhu biasa. Zat apa saja yang terbentuk pada kasus tersebut?
Bahan dasar logam alkali tanah
Sebagai unsur aktif, kalsium, barium, dan anggota kelompok lainnya dengan cepat menggantikan hidrogen dari air, menghasilkan hidroksida. Interaksi logam alkali tanah dengan air berlangsung hebat, dengan pelepasan panas. Larutan basa kalsium, barium, dan strontium berbentuk sabun saat disentuh dan menyebabkan luka bakar parah jika bersentuhan dengan kulit dan selaput lendir mata. Pertolongan pertama dalam kasus seperti itu adalah merawat permukaan luka dengan larutan asam asetat yang lemah. Ini akan menetralkan alkali dan mengurangi risiko nekrosis jaringan yang rusak.
Sifat kimia logam alkali tanah
Interaksi dengan oksigen, air dan nonlogam merupakan daftar utama sifat-sifat logam yang termasuk dalam golongan kedua sistem periodik unsur kimia. Misalnya, kalsium, bahkan dalam kondisi normal, bereaksi dengan halogen: fluor, klor, brom, dan yodium. Saat dipanaskan, ia bergabung dengan belerang, karbon, dan nitrogen. Oksidasi keras - pembakaran, diakhiri dengan pembentukan kalsium oksida: 2Ca + O 2 = 2 CaO. Interaksi logam dengan hidrogen menyebabkan munculnya hidrida. Mereka berwarna putih, zat tahan api dengan kisi kristal ionik. Sifat kimia penting dari logam alkali tanah termasuk interaksinya dengan air. Seperti disebutkan sebelumnya, produk dari reaksi perpindahan ini adalah logam hidroksida. Kami juga mencatat bahwa dalam subkelompok utama kelompok kedua, kalsium menempati tempat paling signifikan. Oleh karena itu, mari kita bahas ciri-cirinya lebih detail.
Kalsium dan senyawanya
Kandungan unsur dalam kerak bumi mencapai 3,5% yang menunjukkan tersebar luas pada mineral seperti batu kapur, kapur, marmer dan kalsit. Kalsium alami mengandung enam jenis isotop. Itu juga ditemukan di sumber air alami. Senyawa logam alkali dipelajari secara rinci pada mata kuliah kimia anorganik. Misalnya pada pelajaran kelas 9, siswa mengetahui bahwa kalsium merupakan logam ringan namun kuat berwarna putih keperakan. Titik leleh dan titik didihnya lebih tinggi dibandingkan unsur basa. Metode produksi utama adalah elektrolisis campuran garam cair kalsium klorida dan kalsium fluorida. Sifat kimia utama meliputi reaksinya dengan oksigen, air dan non-logam. Dari senyawa logam alkali, kalsium oksida dan basa merupakan senyawa yang paling penting bagi industri. Senyawa pertama diperoleh dari kapur atau batu kapur dengan cara dibakar.
Selanjutnya, kalsium hidroksida terbentuk dari kalsium oksida dan air. Campurannya dengan pasir dan air disebut mortar. Itu terus digunakan sebagai plester dan untuk menyambung batu bata saat memasang dinding. Larutan kalsium hidroksida yang disebut air kapur digunakan sebagai reagen untuk mendeteksi karbon dioksida. Ketika karbon dioksida dilewatkan melalui larutan Ca(OH) 2 yang berair jernih, larutan tersebut menjadi keruh karena pembentukan endapan kalsium karbonat yang tidak larut.
Magnesium dan karakteristiknya
Kimia logam alkali tanah mempelajari sifat-sifat magnesium, dengan fokus pada beberapa fiturnya. Ini adalah logam yang sangat ringan dan berwarna putih keperakan. Magnesium, yang meleleh di atmosfer dengan kelembapan tinggi, secara aktif menyerap molekul hidrogen dari uap air. Saat logam mendingin, logam tersebut hampir sepenuhnya melepaskannya kembali ke udara. Bereaksi sangat lambat dengan air karena pembentukan senyawa yang sedikit larut - magnesium hidroksida. Alkali tidak berpengaruh sama sekali terhadap magnesium. Logam tidak bereaksi dengan beberapa asam: asam sulfat pekat dan asam fluorida, karena pasifnya dan pembentukan lapisan pelindung pada permukaan. Kebanyakan asam mineral melarutkan logam, yang disertai dengan pelepasan hidrogen secara cepat. Magnesium adalah zat pereduksi kuat; ia menggantikan banyak logam dari oksida atau garamnya:
BeO + Mg = MgO + Menjadi.
Logam tersebut, bersama dengan berilium, mangan, dan aluminium, digunakan sebagai bahan tambahan paduan pada baja. Paduan yang mengandung magnesium - elektron - memiliki sifat yang sangat berharga. Mereka digunakan dalam produksi pesawat terbang dan mobil, serta di bagian peralatan optik.
Peranan unsur-unsur dalam kehidupan organisme
Mari kita beri contoh logam alkali tanah yang senyawanya umum ditemukan di alam hidup. Magnesium adalah atom pusat dalam molekul klorofil pada tumbuhan. Ini terlibat dalam proses fotosintesis dan merupakan bagian dari pusat aktif pigmen hijau. Atom magnesium menangkap energi cahaya, kemudian mengubahnya menjadi energi ikatan kimia senyawa organik: glukosa, asam amino, gliserol dan asam lemak. Unsur tersebut berperan penting sebagai komponen penting enzim yang mengatur metabolisme dalam tubuh manusia. Kalsium adalah unsur makro yang memastikan aliran impuls listrik yang efektif melalui jaringan saraf. Kehadiran garam asam fosfat dalam tulang dan email gigi memberikan kekerasan dan kekuatan.
Berilium dan sifat-sifatnya
Logam alkali tanah juga termasuk berilium, barium dan strontium. Pertimbangkan berilium. Unsur ini tidak terlalu umum di alam; unsur ini terutama ditemukan pada mineral, seperti beryl. Varietasnya yang mengandung kotoran beraneka warna membentuk batu mulia: zamrud dan aquamarine. Keunikan sifat fisiknya adalah kerapuhan dan kekerasan yang tinggi. Ciri khas atom suatu unsur adalah adanya tingkat energi terluar kedua bukan delapan, seperti semua logam alkali tanah lainnya, tetapi hanya dua elektron.
Oleh karena itu, jari-jari atom dan ion sangat kecil, dan energi ionisasinya tinggi. Ini menentukan kekuatan tinggi dari kisi kristal logam. Sifat kimia berilium juga membedakannya dari unsur lain dari kelompok kedua. Ia bereaksi tidak hanya dengan asam, tetapi juga dengan larutan alkali, menggantikan hidrogen dan membentuk hidroksoberilat:
Menjadi + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2.
Logam ini memiliki sejumlah karakteristik unik. Karena kemampuannya dalam mentransmisikan sinar-X, ia digunakan untuk membuat jendela pada tabung sinar-X. Dalam industri nuklir, unsur ini dianggap sebagai moderator dan reflektor neutron terbaik. Dalam metalurgi, ini digunakan sebagai aditif paduan berharga yang meningkatkan sifat anti-korosi paduan.
Strontium dan barium
Unsur-unsur ini cukup umum di alam dan, seperti magnesium logam alkali tanah, ditemukan dalam mineral. Sebut saja: barit, celestine, strontianite. Barium memiliki penampakan logam ulet dengan warna putih keperakan. Seperti kalsium, ia diwakili oleh beberapa isotop. Di udara, ia secara aktif berinteraksi dengan komponennya - oksigen dan nitrogen, membentuk barium oksida dan nitrida. Oleh karena itu, logam disimpan di bawah lapisan parafin atau minyak mineral, hindari kontak dengan udara. Kedua logam tersebut membentuk peroksida ketika dipanaskan hingga 500°C.
Dari jumlah tersebut, barium peroksida memiliki aplikasi praktis, digunakan sebagai pemutih kain. Sifat kimia barium dan strontium logam alkali tanah mirip dengan kalsium. Namun, interaksinya dengan air jauh lebih aktif, dan basa yang dihasilkan lebih kuat dibandingkan kalsium hidroksida. Barium digunakan sebagai bahan tambahan pada cairan pendingin logam yang mengurangi korosi, dalam optik, dan dalam pembuatan perangkat elektronik vakum. Strontium diminati dalam produksi fotosel dan fosfor.
Reaksi kualitatif menggunakan ion logam alkali tanah
Senyawa barium dan strontium adalah contoh logam alkali tanah yang banyak digunakan dalam kembang api karena ion-ionnya memiliki warna nyala api yang cerah. Jadi, strontium sulfat atau karbonat memberikan nyala api berwarna merah tua, dan senyawa barium yang sesuai memberikan nyala api kuning-hijau. Untuk mendeteksi ion kalsium di laboratorium, beberapa butir kalsium klorida dituangkan ke atas nyala api pembakar; nyala api berubah menjadi merah bata.
Larutan barium klorida digunakan dalam kimia analitik untuk mengidentifikasi ion residu asam asam sulfat dalam suatu larutan. Jika pada saat larutan ditiriskan terbentuk endapan putih barium sulfat, berarti terdapat partikel SO 4 2- di dalamnya.
Dalam artikel kami, kami mempelajari sifat-sifat logam alkali tanah dan memberikan contoh penggunaannya di berbagai industri.
Logam alkali tanah termasuk logam golongan IIa: berilium, magnesium, kalsium, strontium, barium dan radium. Mereka ringan, lembut dan reaktivitasnya kuat.
karakteristik umum
Dari Be ke Ra (dari atas ke bawah pada tabel periodik) terjadi pertambahan: jari-jari atom, logam, basa, sifat pereduksi, reaktivitas. Keelektronegatifan, energi ionisasi, dan afinitas elektron menurun.
Konfigurasi elektronik unsur-unsur ini serupa, karena mereka berada dalam satu golongan (subkelompok utama!), rumus umumnya adalah ns 2:
- Menjadi - 2s 2
- Mg - 3s 2
- Ca - 4s 2
- Sr - 5 detik 2
- Ba - 6 detik 2
- Ra - 7 detik 2
Senyawa alami
Di alam, logam alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawa berikut:
- Be - BeO*Al 2 O 3 *6SiO 2 - beryl
- Mg - MgCO 3 - magnesit, MgO*Al 2 O 3 - spinel, 2MgO*SiO 2 - olivin
- Ca - CaCO 3 - kapur, marmer, batu kapur, kalsit, CaSO 4 *2H 2 O - gipsum, CaF 2 - fluorit
Kuitansi
Ini adalah logam aktif yang tidak dapat diperoleh dengan elektrolisis suatu larutan. Untuk memperolehnya, digunakan elektrolisis lelehan, aluminotermi, dan perpindahannya dari garam oleh logam lain yang lebih aktif.
MgCl 2 → (t) Mg + Cl 2 (elektrolisis lelehan)
CaO + Al → Al 2 O 3 + Ca (aluminotermi adalah metode memproduksi logam dengan mereduksi oksidanya dengan aluminium)
MgBr 2 + Ca → CaBr 2 + Mg
Sifat kimia
Oksida logam alkali tanah
Mereka mempunyai rumus umum RO, contoh: MgO, CaO, BaO.
Kuitansi
Oksida logam alkali tanah dapat diperoleh dengan penguraian karbonat dan nitrat:
MgCO 3 → (t) MgO + CO 2
Ca(NO 3) 2 → (t) CaO + O 2 + NO 2
Sifat kimia
Mereka menunjukkan sebagian besar sifat basa, semuanya kecuali BeO - oksida amfoter.
Hidroksida logam alkali tanah
Mereka menunjukkan sifat dasar, kecuali berilium hidroksida - hidroksida amfoter.
Kuitansi
Hidroksida diperoleh dari reaksi oksida logam dan air yang bersangkutan (semuanya kecuali Be(OH) 2)
CaO + H 2 O → Ca(OH) 2
Sifat kimia
Sifat dasar sebagian besar hidroksida mendukung reaksi dengan asam dan oksida asam.
Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + H 2 O
Ca(OH) 2 + H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3) 2 + H 2 O
Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O + CO 2
Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O
Reaksi dengan garam (dan tidak hanya) terjadi jika garam larut dan sebagai akibat dari reaksi tersebut, gas dilepaskan, terbentuk endapan, atau terbentuk elektrolit lemah (air).
Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + NaOH
Berilium hidroksida bersifat amfoter: ia menunjukkan sifat ganda, bereaksi dengan asam dan basa.
Be(OH) 2 + HCl → BeCl 2 + H 2 O
Menjadi(OH)2 + NaOH → Na2
Kesadahan air adalah seperangkat sifat air yang bergantung pada keberadaan garam kalsium dan magnesium di dalamnya: bikarbonat, sulfat, dan klorida.
Bedakan antara kekerasan sementara (karbonat) dan permanen (non-karbonat).
Anda mungkin sering mengeraskan air di rumah Anda, saya berani mengatakannya setiap hari. Kesadahan air sementara dapat dihilangkan hanya dengan merebus air dalam ketel, dan kapur di dindingnya - CaCO 3 - adalah bukti tak terbantahkan untuk menghilangkan kesadahan:
Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O
Kesadahan sementara juga dapat dihilangkan dengan menambahkan Na 2 CO 3 ke dalam air:
Ca(HCO 3) 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + NaHCO 3
Tidak ada gunanya melawan kesadahan yang konstan dengan merebus: sulfat dan klorida tidak akan mengendap selama perebusan. Kesadahan air yang konstan dihilangkan dengan menambahkan Na 2 CO 3 ke dalam air:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + NaCl
MgSO 4 + Na 2 CO 3 + H 2 O → 2 CO 3 ↓ + CO 2 + Na 2 SO 4
Kesadahan air dapat ditentukan dengan menggunakan berbagai pengujian. Kesadahan air yang terlalu tinggi menyebabkan pembentukan kerak yang cepat pada dinding ketel, pipa, dan ketel.
©Belevich Yuri Sergeevich
Artikel ini ditulis oleh Yuri Sergeevich Bellevich dan merupakan kekayaan intelektualnya. Menyalin, mendistribusikan (termasuk dengan menyalin ke situs dan sumber lain di Internet) atau penggunaan informasi dan objek lainnya tanpa persetujuan sebelumnya dari pemegang hak cipta dapat dihukum oleh hukum. Untuk mendapatkan bahan artikel dan izin menggunakannya, silakan hubungi
Logam alkali tanah adalah unsur-unsur yang termasuk dalam kelompok kedua tabel periodik. Ini termasuk zat seperti kalsium, magnesium, barium, berilium, strontium dan radium. Nama golongan ini menunjukkan bahwa mereka memberikan reaksi basa dalam air.
Logam alkali dan alkali tanah, atau lebih tepatnya garamnya, tersebar luas di alam. Mereka diwakili oleh mineral. Pengecualian adalah radium, yang dianggap sebagai unsur yang agak langka.
Semua logam di atas memiliki beberapa kualitas yang sama, yang memungkinkan untuk menggabungkannya menjadi satu kelompok.
Logam alkali tanah dan sifat fisiknya
Hampir semua elemen ini adalah padatan berwarna keabu-abuan (setidaknya dalam kondisi normal, dan omong-omong, sifat fisiknya sedikit berbeda - meskipun zat ini cukup persisten, namun mudah terpengaruh.
Menariknya, dengan adanya nomor seri pada tabel, indikator logam seperti massa jenis juga meningkat. Misalnya, pada kelompok ini, kalsium memiliki indikator paling rendah, sedangkan radium memiliki kepadatan yang sama dengan besi.
Logam alkali tanah: sifat kimia
Pertama-tama, perlu dicatat bahwa aktivitas kimia meningkat sesuai dengan nomor seri tabel periodik. Misalnya, berilium adalah unsur yang cukup stabil. Bereaksi dengan oksigen dan halogen hanya dengan pemanasan yang kuat. Hal yang sama berlaku untuk magnesium. Tapi kalsium perlahan bisa teroksidasi bahkan pada suhu kamar. Tiga anggota kelompok yang tersisa (radium, barium dan strontium) dengan cepat bereaksi dengan oksigen atmosfer pada suhu kamar. Oleh karena itu unsur-unsur tersebut disimpan dengan cara ditutup dengan lapisan minyak tanah.
Aktivitas oksida dan hidroksida logam-logam ini meningkat menurut pola yang sama. Misalnya, berilium hidroksida tidak larut dalam air dan dianggap sebagai zat amfoter, tetapi dianggap sebagai alkali yang cukup kuat.
Logam alkali tanah dan ciri-ciri singkatnya
Berilium adalah logam tahan lama berwarna abu-abu muda yang sangat beracun. Unsur ini pertama kali ditemukan pada tahun 1798 oleh ahli kimia Vauquelin. Ada beberapa mineral berilium di alam, yang paling terkenal adalah sebagai berikut: beryl, phenacite, danalite dan chrysoberyl. Omong-omong, beberapa isotop berilium sangat radioaktif.
Menariknya, beberapa bentuk beryl merupakan batu permata yang berharga. Ini termasuk zamrud, aquamarine dan heliodor.
Berilium digunakan untuk membuat beberapa paduan dan unsur ini digunakan untuk memoderasi neutron.
Kalsium adalah salah satu logam alkali tanah yang paling terkenal. Dalam bentuknya yang murni, ini adalah zat putih lembut dengan warna keperakan. Kalsium murni pertama kali diisolasi pada tahun 1808. Di alam, unsur ini terdapat dalam bentuk mineral seperti marmer, batu kapur, dan gipsum. Kalsium banyak digunakan dalam teknologi modern. Ini digunakan sebagai sumber bahan bakar kimia dan juga sebagai bahan tahan api. Bukan rahasia lagi bahwa senyawa kalsium digunakan dalam produksi bahan bangunan dan obat-obatan.
Unsur ini juga terdapat pada setiap organisme hidup. Pada dasarnya, ia bertanggung jawab atas berfungsinya sistem motorik.
Magnesium merupakan logam ringan dan cukup mudah dibentuk dengan ciri khas warna keabu-abuan. Ia diisolasi dalam bentuk murninya pada tahun 1808, tetapi garamnya telah diketahui jauh lebih awal. Magnesium ditemukan dalam mineral seperti magnesit, dolomit, karnalit, dan kieserit. Omong-omong, garam magnesium menyediakan sejumlah besar senyawa zat ini yang dapat ditemukan di air laut.
Konsep logam alkali tanah mencakup bagian dari unsur golongan II sistem periodik: berilium, magnesium, kalsium, strontium, barium, radium. Empat logam terakhir memiliki ciri klasifikasi alkali tanah yang paling menonjol, oleh karena itu, di beberapa sumber, berilium dan magnesium tidak termasuk dalam daftar, sehingga membatasi dirinya pada empat unsur.
Logam ini mendapatkan namanya karena ketika oksidanya berinteraksi dengan air, lingkungan basa terbentuk. Sifat fisika logam alkali tanah: semua unsur mempunyai warna abu-abu metalik, dalam kondisi normal berstruktur padat, seiring bertambahnya nomor atom massa jenisnya bertambah, dan mempunyai titik leleh yang sangat tinggi. Berbeda dengan logam alkali, unsur golongan ini tidak dapat dipotong dengan pisau (kecuali strontium). Sifat kimia logam alkali tanah: memiliki dua elektron valensi, aktivitas meningkat seiring bertambahnya nomor atom, dan bertindak sebagai zat pereduksi dalam reaksi.
Ciri-ciri logam alkali tanah menunjukkan aktivitasnya yang tinggi. Hal ini terutama berlaku untuk elemen dengan nomor seri yang besar. Misalnya, berilium dalam kondisi normal tidak berinteraksi dengan oksigen dan halogen. Untuk memicu mekanisme reaksi, harus dipanaskan hingga suhu lebih dari 600 derajat Celcius. Magnesium dalam kondisi normal memiliki lapisan oksida di permukaannya dan juga tidak bereaksi dengan oksigen. Kalsium teroksidasi, tetapi agak lambat. Namun strontium, barium, dan radium teroksidasi hampir seketika, sehingga disimpan di lingkungan bebas oksigen di bawah lapisan minyak tanah.
Semua oksida meningkatkan sifat dasarnya dengan meningkatnya nomor atom logam. Berilium hidroksida adalah senyawa amfoter yang tidak bereaksi dengan air, tetapi sangat larut dalam asam. Magnesium hidroksida merupakan alkali lemah, tidak larut dalam air, namun reaktif dengan asam kuat. Kalsium hidroksida adalah basa kuat dan sedikit larut dalam air yang bereaksi dengan asam. Barium dan strontium hidroksida merupakan basa kuat yang sangat larut dalam air. Dan radium hidroksida adalah salah satu basa terkuat yang bereaksi baik dengan air dan hampir semua jenis asam.
Metode memperoleh
Hidroksida logam alkali tanah dibuat dengan memaparkan unsur murninya ke dalam air. Reaksi berlangsung pada kondisi ruangan (kecuali berilium, yang memerlukan peningkatan suhu) dengan evolusi hidrogen. Saat dipanaskan, semua logam alkali tanah bereaksi dengan halogen. Senyawa yang dihasilkan digunakan dalam produksi berbagai macam produk mulai dari pupuk kimia hingga komponen mikroprosesor ultra-presisi. Senyawa logam alkali tanah menunjukkan aktivitas tinggi yang sama dengan unsur murni, itulah sebabnya senyawa ini digunakan dalam banyak reaksi kimia.
Paling sering hal ini terjadi selama reaksi pertukaran, bila perlu untuk menggantikan logam yang kurang aktif dari suatu zat. Mereka mengambil bagian dalam reaksi redoks sebagai zat pereduksi kuat. Kation divalen kalsium dan magnesium menyebabkan air disebut kesadahan. Fenomena ini dapat diatasi dengan pengendapan ion melalui tindakan fisik atau penambahan zat pelembut khusus ke dalam air. Garam logam alkali tanah terbentuk dengan melarutkan unsur-unsur dalam asam atau sebagai hasil reaksi pertukaran. Senyawa yang dihasilkan memiliki ikatan kovalen yang kuat sehingga memiliki konduktivitas listrik yang rendah.
Di alam, logam alkali tanah tidak dapat ditemukan dalam bentuk murni, karena cepat berinteraksi dengan lingkungan sehingga membentuk senyawa kimia. Merupakan bagian dari mineral dan batuan yang terkandung dalam ketebalan kerak bumi. Yang paling umum adalah kalsium, diikuti oleh magnesium, dan barium serta strontium cukup umum. Berilium adalah logam langka, dan radium adalah logam yang sangat langka. Sepanjang waktu yang telah berlalu sejak penemuan radium, hanya satu setengah kilogram logam murni yang telah ditambang di seluruh dunia. Seperti kebanyakan unsur radioaktif, radium memiliki empat isotop.
Logam alkali tanah diperoleh dengan menguraikan zat kompleks dan mengisolasi zat murni darinya. Berilium ditambang dengan mereduksinya dari fluorida pada suhu tinggi. Barium direduksi dari oksidanya. Kalsium, magnesium, dan strontium diperoleh dengan elektrolisis lelehan kloridanya. Hal yang paling sulit untuk disintesis adalah radium murni. Itu ditambang dengan paparan bijih uranium. Menurut para ilmuwan, rata-rata terdapat 3 gram radium murni per ton bijih, meskipun ada juga simpanan kaya yang mengandung sebanyak 25 gram per ton. Untuk mengisolasi logam, metode pengendapan, kristalisasi fraksional, dan pertukaran ion digunakan.
Aplikasi logam alkali tanah
Kisaran penerapan logam alkali tanah sangat luas dan mencakup banyak industri. Berilium dalam banyak kasus digunakan sebagai aditif paduan dalam berbagai paduan. Ini meningkatkan kekerasan dan kekuatan material, dan melindungi permukaan dengan baik dari korosi. Selain itu, karena lemahnya penyerapan radiasi radioaktif, berilium digunakan dalam pembuatan mesin sinar-X dan energi nuklir.
Magnesium digunakan sebagai salah satu zat pereduksi dalam produksi titanium. Paduannya bercirikan kekuatan tinggi dan ringan, oleh karena itu digunakan dalam produksi pesawat terbang, mobil, dan roket. Magnesium oksida terbakar dengan nyala api yang terang dan menyilaukan, yang tercermin dalam aplikasi militer di mana ia digunakan untuk membuat peluru pembakar dan pelacak, suar, dan granat flash-bang. Ini adalah salah satu elemen terpenting untuk mengatur fungsi normal tubuh, oleh karena itu termasuk dalam beberapa obat.
Kalsium dalam bentuk murni praktis tidak digunakan. Hal ini diperlukan untuk pemulihan logam lain dari senyawanya, serta dalam produksi obat untuk memperkuat jaringan tulang. Strontium digunakan untuk mereduksi logam lain dan sebagai komponen utama untuk produksi bahan superkonduktor. Barium ditambahkan ke banyak paduan yang dirancang untuk bekerja di lingkungan agresif, karena memiliki sifat pelindung yang sangat baik. Radium digunakan dalam pengobatan untuk iradiasi kulit jangka pendek dalam pengobatan tumor ganas.
