Unsur Golongan IIA

Unsur-Unsur Golongan IIA

Unsur-unsur golongan IIA atau alkali tanah ditemukan dalam kelompok kedua tabel periodik. Semua unsur alkali tanah memiliki jumlah oksidasi +2, membuat unsur-unsur ini sangat reaktif. Karena reaktivitas, logam yang bersifat basa tidak ditemukan bebas di alam.

Berikut merupakan unsur-unsur yang termasuk dalam golongan alkali tanah :

• Berilium
• Magnesium
• Kalsium
• Strontium
• Barium
• Radium

2. Kelimpahan Unsur-Unsur Golongan IIA

Di alam unsur-unsur alkali tanah terdapat dalam bentuk senyawa. Magnesium dan kalsium terdapat dalam batuan silikat dan aluminosilikat sebagai kationiknya. Oleh karena kation-kation dalam silikatitu larut dalam air dan terbawa oleh air hujan ke laut maka ion-ion Ca2+ dan Mg2+ banyak ditemukan di laut, terutama pada kulit kerang sebagai CaCO3. Kulit kerang dan hewan laut lainnya yang mati berakumulasi membentuk deposit batu kapur. Magnesium dalam air laut bereaksi dengan sedimen kalsium karbonat menjadi dolomit, CaCO3.MgCO3.

Mineral utama berilium adalah beril, Be3Al2(SiO3)6, mutiara dari jenis aquamarin (biru terang), dan emerald (hijau tua). Stronsium terdapat dalam celestit, SrSO4, dan stronsianat, SrCO3. Barium ditemukan dalam barit, BaSO4, dan iterit, BaCO3. Radium terdapat dalam jumlah kecil pada bijih uranium, sebagai unsur radioaktif.

3. Sifat Fisika dan Sifat Kimia Unsur-Unsur Golongan IIA

Sifat fisik unsur golongan II A dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Sifat	Be	Mg	Ca	Sr	Ba
Jari-jari logam (pm)	111	160	197	215	217
Jari-jari ion (pm)	31	65	99	113	135
Rapatan muatan ion	+6,45	+3,08	+2,02	+1,77	+1,48
Energy ionisasi pertama dan kedua	+2,675	+2,188	+1,735	+1,614	+1,468
Energy hidrasi	-2385	-1940	-1600	-1460	-1320
Potensial elektroda (V)	-1,70	-2,375	-2,76	-2,89	-2,90

Kekerasan logam alkali tanah berkurang dari atas ke bawah akibat kekuatan ikatan antaratom menurun. Hal ini disebabkan jarak antaratom pada logam alkali tanah bertambah panjang. Berilium merupakan logam berwarna abu dan kekerasannya mirip dengan besi, serta cukup kuat untuk menggores kaca. Logam alkali tanah yang lain umumnya berwarna perak dan lebih lunak dari berilium, tetapi lebih keras jika dibandingkan dengan logam alkali.

Titik leleh dan titik didih logam alkali menurun dari atas ke bawah dalam sistem periodik. Hal ini disebabkan oleh jari-jari atom yang bertambah panjang. Energi ionisasi kedua dari unsur-unsur golongan IIA relatif rendah sehingga mudah membentuk kation +2. Akibatnya, unsur-unsur menjadi cukup reaktif. Kereaktifan logam alkali meningkat dari atas ke bawah dalam sistem periodik. Pada suhu kamar, berilium tidak bereaksi dengan air, magnesium bereaksi agak lambat dengan air, tetapi lebih cepat dengan uap air. Adapun kalsium dan logam alkali tanah yang di bawahnya bereaksi dengan air pada suhu kamar.

Reaksinya:
Ca(s) + 2H2O → Ca(OH)2(aq) + H2(g)

Logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida. Barium dapat membentuk peroksida. Barium peroksida terbentuk pada suhu rendah dan terurai menjadi oksida pada 700°C. Kalsium, stronsium, dan barium bereaksi dengan hidrogen membentuk logam hidrida. Adapun magnesium dapat bereaksi dengan hidrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis MgI2.

Ca(s) + H2(g) → CaH2(s)

Mg(s) + H2(g) → MgH2(s)

Semua unsur alkali tanah bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida, dengan nitrogen dapat membentuk nitrida pada suhu tinggi, misalnya magnesium nitrida:

Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s)

Pembakaran unsur-unsur alkali tanah atau garamnya dalam nyala bunsen dapat memancarkan spektrum warna khas. Stronsium berwarna krimson, barium hijau-kuning, dan magnesium putih terang. Magnesium jika dibakar akan mengeluarkan cahaya sangat terang. Oleh karena garam-garam alkali tanah menghasilkan nyala beraneka warna, sering dipakai sebagai bahan untuk membuat kembang api.

4. Reaksi  Dengan Unsur Lain

Kemiripan sifat logam alkali tanah disebabkan oleh kecenderungan melepaskan dua elektron valensi. Oleh karena itu senyawanya mempunyai bilangan oksidasi +2, sehingga logam alkali tanah diletakkan pada golongan II A. Alkali tanah termasuk logam yang reaktif, namun Berilium adalah satu-satunya unsur alkali tanah yang kurang reaktif, bahkan tidak bereaksi dengan air. Logam alkali tanah bersifat pereduksi kuat. Semakin ke bawah, sifat pereduksi ini semakin kuat. Hal ini ditunjukkan oleh kemampuan bereaksi dengan air yang semakin meningkat dari Berilium ke Barium. Selain dengan air unsur logam alkali tanah juga bisa bereaksi dengan Oksigen, Nitrogen, dan Halogen.

Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum	Keterangan
2M(s) + O2(g) à 2MO(s)	Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) à MO2 (s)	Ba mudah, Sr dengan tekanan tinggi, Be, Mg, dan Ca, tidak terjadi
M(s) + X2(g) àMX2 (s)	X: F, Cl, Br, dan I
M(s) + S(s) à MS (s)
M(s) + 2H2O (l) àM(OH)2 (aq) + H2 (g)	Be tidak dapat, Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) à M3N2 (s)	Reaksi berlangsung pada suhu tinggi, Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) à M2+(aq) + H2(g)	Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) à MH2 (s)	Perlu pemanasan, Be dan Mg tidak dapat berlangsung

• Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air

Berilium tidak bereaksi dengan air, sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin. Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut.

Ca(s) + 2H2O(l) –> Ca(OH)2(aq) + H2(g)

• Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen

Dengan pemanasan, Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logam.Barium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2).

2Mg(s) + O2 (g) –>  2MgO(s)

Ba(s) + O2(g) (berlebihan) –> BaO2(s)

Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2).

4Mg(s) + ½ O2(g) + N2 (g) –> MgO(s) + Mg3N2(s)

Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3

Mg3N2(s) + 6H2O(l) –> 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)

• Reaksi Logam Alkali Tanah Dengan Nitrogen

Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah. Contoh :

3Mg(s) + N2(g) –> Mg3N2(s)

• Reaksi Logam Alkali Tanah Dengan Halogen

Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida, kecuali Berilium. Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F–, maka BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion. Contoh :

Ca(s) + Cl2(g) –> CaCl2(s)

5. Cara Memperoleh Logam Alkali Tanah

a. Ekstraksi Berilium (Be)

Metode reduksi

Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2. Sebelum mendapatkan BeF2, kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiF­6 hingga 700 0C. Karena beril adalah sumber utama berilium.

BeF­2 + Mg –> MgF2 + Be

Metode Elektrolisis

Untuk mendapatkan berilium juga kita dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl­2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang terjadi adalah :

Katoda : Be2+ + 2e– –> Be

Anode  : 2Cl– à Cl2 + 2e–

b. Ekstraksi Magnesium (Mg)

Metode Reduksi

Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomit [MgCa(CO3)2] karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. lalu MgO.CaO. dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg.

2[MgO.CaO] +  FeSi –> 2Mg + Ca2SiO4 + Fe

Metode Elektrolisis

Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO. Reaksi yang terjadi  :

CaO + H2O –> Ca2+ + 2OH–

Mg2+ + 2OH– –> Mg(OH)2

Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2.

Mg(OH)2 +  2HCl –> MgCl2 + 2H2O

Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium.

Katode : Mg2+ + 2e– à Mg

Anode  : 2Cl– –> Cl2 + 2e–

c. Ekstraksi Kalsium (Ca)

Metode Elektrolisis

Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang terjadi :

CaCO3 + 2HCl –> CaCl2 + H2O + CO2

Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca).  Reaksi yang terjadi :

Katoda  : Ca2+ + 2e– –> Ca

Anoda               : 2Cl– –> Cl2 + 2e–

Metode Reduksi

Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2­ oleh Na. Reduksi CaO oleh Al.

6CaO + 2Al –> 3 Ca + Ca3Al2O6

Reduksi CaCl2 oleh Na

CaCl2 + 2 Na –> Ca + 2NaCl

d. Ekstraksi Strontium (Sr)

Metode Elektrolisis

Untuk mendapatkan Strontium (Sr), Kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2­. Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4]. Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi :

Katode  :  Sr2+ +2e– –> Sr

Anoda  :   2Cl– –> Cl2 + 2e–

e. Ekstraksi Barium (Ba)

Metode Elektrolisis

Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa  diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2.Reaksi yang terjadi :

Katode  :  Ba2+ +2e– –> Ba

Anoda   :  2Cl– –> Cl2 + 2e–

Metode Reduksi

Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :

6BaO + 2Al –> 3Ba + Ba3Al2O6

6. Kegunaan Unsur Golongan IIA

Berilium (Be)

• Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat, akan tetapi bermasa lebih ringan. Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat jet.
• Berilium digunakan pada kaca dari sinar X.
• Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir
• Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik, maka  Berilium sangat penting sebagai komponen televisi.

Magnesium (Mg)

• Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu Blitz.
• Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi.
• Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencagah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag.
• Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga biasa digunakan pada alat alat rumah tangga.

Kalsium (Ca)

• Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kue dan plastik.
• Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat Gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah.
• Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok.Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.
• Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator,dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap.
• Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah.
• Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan.
• Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi.

Stronsium (Sr)

• Stronsium dalam senyawa Sr(no3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api.
• Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer.
• Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator).

Barium (Ba)

• BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun.
• BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastic karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang.
• Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api.