Sifat Unsur Aluminium dan Senyawanya

Sifat Unsur Aluminium dan Senyawanya- Aluminium berada dalam golongan IIIA pada sistem periodik dengan elektron valensi ns2 np1, dan bilangan oksidasi +3. Aluminium pada umumnya membentuk senyawa kovalen. Senyawa ion aluminium sangat terbatas, misalnya AlF3.

1. Kelimpahan Aluminium di Alam

Aluminium merupakan unsur dengan kelimpahan pada urutan ketiga dalam kerak bumi (setelah oksigen dan silikon). Aluminium terutama terdapat dalam mineral aluminosilikat yang ditemukan berasal dari batuan kulit bumi. Akibat perubahan alam, batuan ini membentuk lempung yang mengandung aluminium. Setelah melalui proses alam yang panjang dan lama, lempung tersebut menghasilkan deposit bauksit, suatu bijih aluminium yang mengandung AlO(OH) dan Al(OH)3 dalam berbagai komposisi. orundum adalah mineral keras yang mengandung aluminium oksida, Al2O3. Oksida aluminium murni tidak berwarna, tetapi akibat adanya pengotor dapat menghasilkan berbagai warna. Contohnya seperti pada Gambar 3.26, safir berwarna biru dan ruby berwarna merah tua.

Ruby berwarna biru

Gambar 3.26(a) Ruby berwarna biru. (b) Safir berwarna merah tua

2. Sifat-Sifat Unsur Aluminium

Berdasarkan potensial reduksi standar (E° = – 1,66), aluminium mudah teroksidasi menjadi aluminium oksida, Al2O3. Oksida ini membentuk lapisan tipis pada permukaan aluminium dan bersifat inert terhadap oksidasi sehingga lapisan oksida ini mampu mencegah terjadinya oksidasi berkelanjutan (pasivasi). Aluminum dapat bereaksi secara langsung dengan halogen membentuk aluminium halida disertasi pelepasan gas hidrogen.

2Al(s) + 6HCl(aq) →2AlCl3(aq) + 3H2(g)

Dengan asam nitrat, aluminium tidak bereaksi karena ada lapisan oksida yang tahan terhadap asam nitrat.

Tabel 3.14 Sifat Fisika dan Kimia Aluminium

Sifat Sifat Aluminium
Titik leleh (°C) 660
Titik didih (°C) 2467
Massa jenis (gcm–3) 2,70
Keelektronegatifan 1,5
Jari-jari ion ( ) 0,68
Jari-jari kovalen ( ) 1,25
Potensial reduksi (V) 1,66

Aluminium hidroksida larut dalam asam membentuk ion Al3+, dan dalam basa berlebih membentuk ion aluminat, Al(OH)4 .

Al(OH)3(s) + 3H+(aq) →Al3+(aq) + 3H2O(l)
Al(OH)3(s) + OH(aq) →Al(OH)4(aq)
Dengan demikian, aluminium hidroksida adalah suatu amfoter.

3. Pembuatan dan Kegunaan Unsur/Senyawa Aluminium

Aluminium dibuat melalui proses Hall H roult, suatu metode komersial pembuatan aluminium melalui elektrolisis aluminium oksida yang dilarutkan dalam lelehan kriolit, Na3AlF6. Campuran kriolit dielektrolisis pada suhu sekitar 950°C. Sel elektrolisis ditunjukkan pada Gambar 3.27.

Sel Hall-Heroult

Gambar 3.27 Sel Hall-Heroult untuk produksi aluminium Aluminium oksida dielektrolisis dalam kriolit cair (elektrolit).

Lelehan Al terbentuk pada katode dan berkumpul di bawah sel, yang dikeluarkan secara berkala. Walaupun reaksi pada elektrolisis sangat rumit, tetapi reaksi bersihnya dapat dituliskan seperti berikut.

Katode: 4Al3+(aq) + 12e– → 4Al(l)
Anode: 12O2–(aq) + 3C(s) 3CO2(g) + 12e
Reaksi sel: 2[2Al3++3O2–] + 3C(s) →4Al(l)+3CO2(g)

Anode karbon dibuat dari karbonasi minyak bumi yang harus diganti secara kontinu sebab sering terkontaminasi oleh pengotor. Aluminium dibuat dalam jumlah besar untuk paduan logam. Logam aluminium murni bersifat lunak dan mudah terkorosi. Penambahan sejumlah kecil logam lain, seperti Cu, Mg, atau Mn, aluminium akan menjadi keras dan tahan terhadap korosi. Beberapa aluminium digunakan untuk mengekstraksi logam lain. Logam kromium diperoleh melalui reduksi oksidanya oleh serbuk aluminium. Reaksi Cr2O3 dengan aluminium bersifat eksotermis.

Cr2O3(s) + 2Al(l)→ Al2O3(l) + 2Cr(l) ΔH°= –536 kJ

Reaksi serupa diterapkan pada las listrik untuk menyambung besi, yaitu campuran dari serbuk aluminium dan besi(III) oksida, yang disebut termit (lihat Gambar 3.29). Sekali campuran ini dibakar, reaksi berlangsung terus menghasilkan pijar tinggi bertabur bunga api.

Pembakaran termit

Gambar 3.29Pembakaran termit

2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3

Senyawa aluminium yang penting adalah alumina atau aluminium oksida. Senyawa ini dibuat melalui pemanasan aluminium hidroksida yang diperoleh dari bauksit dan dilakukan pada 550°C. Alumina membentuk senyawa berpori atau berupa serbuk padat berwarna putih.

2Al(OH)3(s)⎯ Δ→Al2O3(s) + 3H2O(l)

Alumina digunakan sebagai katalis, juga digunakan untuk memproduksi logam aluminium. Jika alumina diuapkan pada suhu tinggi (2.045°C), akan terbentuk corundum yang digunakan sebagai ampelas atau gerinda. Jika alumina diuapkan dengan logam pengotor tertentu, akan diperoleh permata safir atau ruby. Ruby sintesis mengandung 2,5% kromium oksida, Cr2O3 dalam alumina, dan digunakan terutama pada arloji dan sebagai asesoris permata. Dalam air, ion aluminium membentuk kompleks hidrat, Al(H2O)63+dan ion ini mudah terhidrolisis:

[Al(H2O)6]3+(aq)+H2O(l)⇆ [Al(H2O)5OH]2+(aq)+ H3O+(aq)

Aluminium sulfat oktadekahidrat, Al2(SO4)3.18H2O merupakan garam aluminium yang dapat larut dalam air, dibuat melalui pelarutan bauksit dalam asam sulfat. Aluminium sulfat digunakan dalam jumlah besar untuk perekat kertas. Pada proses ini, zat seperti lempung dari aluminium sulfat ditambahkan ke dalam fiber selulosa untuk menghasilkan material berpori menjadi halus. Aluminium sulfat juga digunakan untuk mengolah air limbah dari pulp kertas dan untuk menjernihkan air limbah. Jika basa ditambahkan kepada larutan garam aluminium ini, endapan seperti gelatin dari aluminium hidroksida terbentuk.

Al3+(aq) + 3OH(aq) →Al(OH)3(s)

Ion aluminium mengkoagulasi suspensi koloid yang selanjutnya menyerap endapan aluminium hidroksida. Aluminium hidroksida sering diendapkan ke dalam fiber untuk menyerap celupan tertentu. Aluminium klorida heksahidrat, AlCl3.6H2O dapat dibuat melalui pelarutan alumina dalam asam klorida. Garam ini digunakan sebagai penghilang bau keringat dan desinfektan (Gambar 3.31).

Tawas

Gambar 3.31 Tawas, AlK(SO4)2.12H2O digunakan untuk pengolahan air.

Garam aluminium tidak berhidrat, AlCl3 tidak dapat dibuat melalui pemanasan hidrat sebab akan terurai menghasilkan HCl. Aluminium klorida tak berhidrat diperoleh melalui reaksi serbuk aluminium dengan gas klorin.

2Al(s) + 3Cl2(g) →2AlCl3(s)

Padatan AlCl3 diyakini ionis, tetapi jika dipanaskan pada suhu titik lelehnya akan terbentuk senyawa kovalen Al2Cl6. Aluminium klorida menyublim pada titik lelehnya (180°C) dan molekul Al2Cl6 terdapat dalam uapnya. Struktur Al2Cl6 merupakan dimer dari AlCl3 dengan klorin sebagai jembatannya.

Pada suhu lebih tinggi, molekul Al2Cl6 berwujud uap akan terdisosiasi menjadi molekul AlCl3 dengan struktur molekul trigonal planar. Aluminium klorida tak berhidrat ini digunakan sebagai katalis, misalnya pada pembuatan etilbenzena.

Contoh Mengidentifikasi Senyawa Aluminium

Suatu larutan diduga mengandung NaCl(aq), MgCl2(aq), atau AlCl3(aq). Bahan uji kimia apakah untuk mengidentifikasi larutan ini? Anda hanya dapat menggunakan satu zat.

Jawab

Tambahkan NaOH(s) tetes demi tetes ke dalam larutan. Jika NaOH(s) ditambahkan pada AlCl3(aq), endapan putih Al(OH)3 terbentuk. Penambahan NaOH secara berlebih akan melarutkan kembali endapan yang terbentuk menghasilkan aluminat yang larut, Na[Al(OH)4]. Jika NaOH ditambahkan ke dalam larutan MgCl2, padatan putih Mg(OH)2 terbentuk. Penambahan NaOH berlebih tidak melarutkan endapan yang terbentuk. Larutan NaCl tidak memberikan endapan dengan ditambahkannya NaOH.

Artikel Terkait

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Budisma.web.id © 2014 Frontier Theme