UNSUR GOLONGAN VB

Golongan VA terdiri dari 4 unsur yaitu Vanadium (V), Niobium (Nb), Tantalum (Ta). Beberapa sifat unsur golongan ini dapat kita lihat pada tabel berikut :

Sifat – sifat

Vanadium (V23)

Niobium (Nb41)

Tantalum (Ta73)      

Dubnium (Db105)

Konfigurasi

Elektron terluar

Massa atom (g/mol)

Masa jenis

Titik cair (° C)

Titik didih (° C)

Jari-jari atom (A°)

Jari-jari ion (A°)

Potensial ionisasi pertama

Elektronegativitas

Bilangan oksidasi

Kalor uap

Kalor lebur

Kapasitas kalor (25 °C)

J/(mol·K)

Sifat magnetic

Resistivitas listrik

(nΩ·m)

Konduktivitas termal (300 K) (W·m−1·K−1)

Ekspansi termal (25 °C) (µm·m−1·K−1)

Kecepatan suara (pada wujud kawat) (20 °C)

Modulus Young

Modulus geser

Skala kekerasan Mohs

2, 8, 11, 2

3d3 4s2

50, 94

6,1

1900

3450

1,34

0,59

6,74

1,6

-1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

106

4,2

24.89

Paramagnetic

(20 °C) 197

30.7

8.4

4560 m/s

128 GPa

47 GPa

6.7

2, 8, 18, 12, 1

4d4 5s1

92, 91

8,4

2468

3300

1,46

0,70

6,80

1,6

-1, +2, +3, +4, +5

-

6,4

24.60

no data

(0 °C) 152

53.7

7.3

3480 m/s

105 GPa

38 GPa

6.0

2, 8, 18, 32, 11, 2

5d3 6s2

130, 95

16,6

2996

5425

1,49

0,73

7,00

1,5

-1, +2, +3, +4, +5

180

6,8

25.36

no data

(20 °C) 131

57.5

6.3

3400 m/s

186 GPa

69 GPa

6.5

2, 8, 18, 32, 32, 11, 2

5f14 6d3 7s2

268

-

-

-

-

-

-

-

+3, +4, +5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Elektron terluar V ( 3d3 4S2 ), Nb ( 4d4 4S1 ), Ta ( rd3 4S2 ). Bilangan oksidasi bervariasi, stabilitas bilangan oksidasi +5 meningkat dari V-Nb-Ta.

Dengan demikian V+5 mudah direduksi menjadi V+2 sedang Nb+5 dan Ta+5 tetap stabil, V+5 merupakan oksidator yang baik. Sifat unik tiap-tiap unsur berkurang dangan berkurangnya ukuran kation. Dengan demikian sifat unik V+4 > V+3 > V+2. Akibatnya VCl4 bersifat kovalen.

Sifat oksidanya, V2O5 amphoter tetapi lebih bersifat asam, sedang Nb2O5 dan Ta2O5 lebih sedikit basa.

Pada suhu kamar tidak reaktif tetapi pada pemanasan bereaksi membentuk halida VCl5, VCl4, VCl3, dan VI3. sedang Nb dan Ta hanya membentuk halida tipe MX5.

Semua halida bersifat kovalen, mudah menguap. Dengan H2 membentuk senyawa non-stoikiometrik, VH0,7 ; NbH0,86 dan TaH0,76. Kecenderungan membentuk komplek : V > Nb > Ta

Jari-jari ( ion dan atom ) Nb dengan Ta hampir sama sebagai akibat lanthanida contraction, sehingga sifat keduanya hampir sama.

Senyawa logam-logam ini dengan bilangan oksidasi rendah tampah berwarna karena adanya orbital d yang berisi sebagian.

1. Vanadium

· Sejarah dan terdapatnya :

Pada tahun 1831, ahli kimia Swedia, Niel Grabiol Sefstrom menemukan unsur baru dalam bijih besi di Swedia. Unsur itu dinamakannya Vanadium seperti dewi Vanadis yang berarti cantik menawan. Tahun 1865 Roscor dan Thorpe menemukan unsur ini berada bersama tembaga dan lapisan bawah batu pasir dari cheshire. Senyawa vanadium tersebar melimpah dalam kerak bumi.

Beberapa mineral vanadium yang menonjol adalah :

1. vanadinite : 3 Pb3(VO4)2 . PbCl2

2. carnotite : K2O . 2UO3 . V2O53H2O

3. patronite : V2S5 . 3CuS2

Vanadium juga terdapat dalam tanah liat, batu-batuan, batu bara dan minyak mentah dengan kadar yang kecil.

Cara mendapakan Vanadium diantaranya adalah dengan cara ekstraksi dari beberapa senyawa yaitu :

Dari vanadinite.

Ekstrksi dari bijih ini melibatkan beberapa tahap :

1) Pemisahan PbCl2.

Bijih direaksikan dengan HCl pekat, PbCl2 akan mengendap, dioxovandium chlotida (VO2Cl) tetap dalam larutan.

2) Pembuatan V2O5.

Setelah PbCl2 dipisahkan, larutan ditambah NH4Cl dan dijenuhkan dengan NH3, sehingga terbentuk NH4VO3 yang bila dipanaskan akan terbentuk V2O5.

3) Reduksi V2O5.

V2O5 direduksi dengan Ca pada 900 – 950 º C untuk memperoleh vanadium murni ( Mardenand – Rich, 1927 ).

Dari carnotite.

1) Pembuatan sodium orthovanadate.

Carnotite dicairkan dengan Na2CO3, masa cair yang diperoleh diekstraksi dengan air untuk mengendapkan Fe(OH)3, larutan dipekatkan dan didinginkan maka didapat Na3VO4.

2) Pembuatan V2O5.

Larutan yang berisi Na3VO4 diberi NH4Cl dan dijenuhkan dengan NH3, sehingga terbentuk NH4VO3 (amonium metavanadate), yang dipanaskan untuk mendapatkan V2O5.

3) Reduksi V2O5.

Dengan cara Mardenand-Rich diperoleh logam vanadium murni.

Pembuatan logam :

Logam ini sangat sulit diperoleh dalam keadaan murni sebab titik cair yang tinggi dan reaktivitas terhadap O2, N2 dan C pada suhu tinggi.

v Vanadium ± 99 % dapat diperoleh dengan mereduksi V2O5 dengan Al (proses thermit).

v Vanadium murni diperoleh dengan mereduksi VCl3 dengan Na atau dengan H2 pada suhu 900 º C. VCl3 diperoleh dari reaksi V2O5 dengan S2Cl2 pada 300 º C.

v Reduksi VCl4 dengan Mg dapat memperoleh 99,3 % vanadium.

Aliase vanadium :

Produk komersial vanadium adalah terutama sebagai aliase,

Ø Ferro vanadium.

Ø Cupro vanadium

Keduanya dibuat dengan mereduksi vanadium oksida yang dicampur dengan oksida logam Fe atau Cu dengan karbon .dalm electric furnace.

Ø Nikelo vanadium, dibuat dengan pemanasan campuran V2O5 + NiO.

Ø Obalto vanadium, dibuat dengan mencampur endapan (dari reaksi larutan Na-vanadate dengan cobalto sulphate) dengan Na2CO3 dalam electric furnace.

Penggunaan :

Penambahan 0,1 – 0,3 % V pada baja akan meningkat daya rentang.

Vanadium penting untuk alat-alat baja kecepatan tinggi.

V2O5 dipakai sebagai katalisator dalam oksudasi naphtalen dan juga dalam pembuatan H2SO4 proses kontak.

Sifat-sifat :

ü Dipanaskan dalam H2 (tanpa gas lain) pada 1100 º C membentuk vanadium hidrida yang stabil.

ü Logam ini reaktif dalam keadaan dingin, bila dipanaskan terbentuk V2O (coklat), dipanaskan terus terbentuk V2O3 (hitam), V2O4 (biru), akhirnya V2O5 (orange). Logam ini terbakar dengan nyala terang dengan oksigen.

ü Bila dipanaskan dengan Cl2 kering terbentuk VCl4.

ü Logam ini tidak bereaksi dengan air brom, HCl/dingin, melepaskan H2 dengan HF dan membentuk larutan hijau.

Senyawa-senyawa :

Vanadium membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +5, +4, +3 dan +2. senyawa dengan bilangan oksidasi rendah merupakan reducing agent, bersifat unik dan berwarna.

1. senyawa V+5 (yang tidak berwarna) direduksi dengan reduktor yang sesuai terjadi perubahan sebagai berikut :

VO3- → VO+2 → V+3 → V+2

Meta vandate ion vana- hijau ion

(ion tak ber- dyl, V+4 vanado

warna, V+5) (biru) (violet)

a. Vanadium pentoksida, V2O5

Dibuat dari :

o Oksidasi / pemanggangan logam atau oksidanya dengan bilangan oksidasi rendah. V2O5 sebagai hasil akhir.

o Hidrolisa VOCl3.

o Pemanasan amonium vanadate.

Penggunaan :

o Sebagai katalis dalam oksidasi SO2 → SO3, dalam pembuatan asam sulfat.

V2O5

2SO2 + O2 ↔ 2SO3

o Katalis dalam oksidasi alkohol dan hidrogenasi olefin.

b. Vanadium pentaflourida, VF5.

Senyawa ini dinyatakan sebagai sublimat putih murni. Dibuat

dengan pemanasan VF4 dalam lingkungan nitrogen, pada suhu 350°C – 650°C. Senyawa ini sangat mudah larut dalam air atau pelarut organik.

c. Vanadium oxitrikhlorida, VOCl3.

Senyawa ini dibuat dengan melewatkan Cl2 kering pada VO3 yang dipanaskan. Senyawa ini berwarna kuning bening dengan titik didih 127

° C.

d. Vanadium pentasulfida, V2S5.

Senyawa ini dibuat dengan memanaskan campuran vanadium trisulfida, dengan sulfur tanpa udara pada 400 ° C. senyawa ini berupa bubuk hitam.

2. Senyawa V+4.

Senyawa – senyawa dengan bilangan oksidasi +4 ini sangat stabil, mudah dibuat.

a. Vanadium titroksida, V2O4 atau VO2.

Dibuat dengan pemanasan campuran vanadium trioksida dan vanadium pentoksida tanpa udara dengan jumlah molar yang sama. Senyawa ini berbentuk kristal biru tua, mudah larut dalam asam atau basa.

b. Vanadium titraflourida, VF4.

Dibuat dari reaksi HF anhidrid dengan VCl4. Reaksi berjalan mulai suhu – 28°C dan meningkat secara lambat sampai 0°C. Flourida ini berupa bubuk kuning kecoklatan, larut dalam air membentuk larutan berwarna biru.

3. Senyawa vanadil.

Senyawa ini berisi kation vanadil (VO+2) dimana bilangan oksidasinya +4, bersifat unik, berwarna biru. Vanadil klorida dibuat dari hidrolisa VCl4

VCl4 + H2O → VOCl2 + 2HCl

Atau dari reaksi V2O5 dengan HCl

V2O5 + HCl → 2VOCl2 +3H2O + Cl2

Senyawa VOCl2 bersifat reduktor kuat yang digunakan secara komersial dalam pewarnaan. Hanya E° dari VO+2/ VO3 adalah – 1 volt.

4. Senyawa V+3.

a. Vanadium trioksida, V2O3.

Dibuat dengan mereduksi V2O5 dengan hidrogen. V2O3 bersifat basa, larut dalam asam memberikan ion hezaquo, V(H2O)63+.

b. Vanadium halida dan oxihalida.

Vanadium triflourida, VF3. 3H2O dibuat bila V2O3 dilarutkan HF. Trihalida yang lain adalah VCl3 dan VBr3, sedang VI3 tidak dikenal. Vanadium oxihalida yang dikenal adalah VOCl dan VOBr. Keduanya tak larut dalam air tetapi larut dalam asam.

5. Senyawa V+2.

Senyawa – senyawa V+2 berwarna dan paramagnetik ion V+2 merupakan reduktor kuat. Larutan encer V+2 (violet) mereduksi air membebaskan H2.

V+2 + H+ → V+3 + ½ H2

(violet) (hijau)

6. Senyawa V+1, V-1 dan V°.

Bilangan oksidasi ini tidak umum, distabilkan oleh ligan asam п. Bilangan oksidasi +1 dijumpai pada senyawa V(CO)6-1.

2. Niobium dan Tantalum

Kedua unsur ini walaupun bersifat logam dalam beberapa hal, memiliki sifat kimia seperti unsur non logam.keduanya tidak memiliki kation yang nyata, tetapi membentuk beberapa anion. Halida dan oxihalida sangat mudah menguap dan mudah terhidrolisa.

· Sejarah Niobium dan Tantalum

Niobium ditemukan oleh ahli kimia dari Inggris yaitu Charles Hatchett pada tahun 1801. Hatchett menemukan niobium dalam sampel mineral yang disebutnya columbite dan unsur baru columbium. Columbium ditemukan oleh Hatchett dalam bentuk campuran dengan Tantalum. Tantalum sendiri ditemukan oleh Anders Ekeberg seorang kimiawan Swedia.

Kemudian timbul kebingungan antara kedua unsur tersebut apakah keduanya merupakan unsur yang sama atau bukan. Maka pada tahun 1809, ahli kimia Inggris William Hyde Wollaston membandingkan bentuk oksidasi yang terjadi antara columbium – columbite, dengan densitas 5918 gr/ml, dan tantalum – tantalite dengan densitas 7935 gr/ml, dan menyimpulkan bahwa kedua unsur tersebut berbeda karena memilii densitas yang berbeda sehingga nama columbium menjadi niobium dan Tantalum tetap Tantalum.

· Terdapatnya :

Didalam kerak bumi, Niobium terdapat 10 – 12 kali lebih banyak dari Tantalum. Sumber komersial utama kedua unsur ini adalah mineral columbite – tantalite yang memiliki komposisi (Fe/Mn) (Nb/Ta)2O6, dan niobium juga dapat ditemukan pada mineral pyrochlore ((Na,Ca)2Nb2O6(OH,F))

Sifat – sifat :

Kedua logam ini sangat sukar dipisahkan. Logam Niobium bersifat tipis, lunak, keabu-abuan, mengkilat, dapat dibengkokkan, titik cair tinggi (Nb= 2468 ° C). Logam Tantalum bersifat gelap, padat, dapat dibengkokkan, lebih keras daripada Niobium, daya hantar panas dan listriknya tinggi, titik cair tinggi (Ta = 2996° C), sangat tahan terhadap asam. Keduanya dapat dilarutkan dengan HNO3, HF dan larut sangat lambat dalam alkali cair.

Senyawa – senyawa :

Senyawa Nb+5 dan Ta+5.

a) Nb2O5 dan Ta2O5.

Dibuat dengan dihidroksioksida terhidrat (sering disebut asam niobat atau tantalat), atau dengan pemanggangan senyawa tertentu dengan oksigen berlebih. Kedua senyawa ini berbentuk bubuk yang padat, relatif inert secara kimia, hampir tak bereaksi dengan asam kecuali HF pekat. Dapat pula senyawa ini dilarutkan dengan dicairkan bersama alkali hidrogen sulfat, alkali karbonat atau alkali hidroksida.

b) NbX5 dan TaX5 (X = halida).

Senyawa NbF5 dan TaF5 dibuat dengan reaksi flourinasi langsung logam atau pentakhloridanya. Keduanya berbentuk padat putih, mudah menguap. Titik cair Nb = 80 ° C, Ta = 95 ° C. Titik didih Nb = 235 ° C, Ta = 229 ° C, membentuk cairan dan uap tak berwarna. Senyawa halida yang lain berwarna kuning sampai coklat, dibuat dengan reaksi langsung logam dengan halogen berlebih. Halida – halida ini bertitik cair dan titik didih antara 200 – 300 ° C, larut dalam pelarut organik seperti eter, CCl4, dan sebagainya.

Senyawa Nb dan Ta dengan bilangan oksidasi rendah.

a. Oksida NbO2 dan TaOx (x = 2 s.d 2,5)

b. Tetrahalida.

Semua halida dikenal kecuali TaF4. Senyawa NbF4 berwarna hitam tak mudah menguap, paramagnetik. Tetrakhlorida dan tetrakronida berwarna hitam coklat atau hitam. NbI4 dapat diperoleh secara mudah dengan pemanasan NbI5 sampai 300° C. Senyawa ini diamagnetik.

Aplikasi

§ Niobium

· Sebagai bahan konstruksi pembangkit listrik tenaga nuklir

· Sebagai campuran logam tahan karat (contohnya Niobium foil), yang disebabkan oleh adanya senyawa Niobium karbit dan Niobium Nitrit, dengan konsentrasi Niobium dalam senyawa sekitar 0.1%.

· Sebagai superkonduktor magnet (3 tesla clinical Magnetic resonance imaging scanner), dan superkonduktor radio frekuensi

· Dalam pembuatan mata uang koin (Contohnya Austria 2003, Latvia 2004)

· Dalam peralatan kesehatan, Pace maker

· Dalam pembuatan perhiasan

§ Tantalum

· Digunakan dalam pembuatan anak timbangan dalam laboratorium

· Digunakan dalam membuat piranti elektronika

· Dalam pembuatan lensa kamera

· Untuk memproduksi variasi campuran logam yang memiliki titik didih tinggi serta kekuatan yang baik

· Pembuatan peralatan karbit yang terbuat dari logam

· Digunakan dalam pembuatan komponen mesin jet

3. Dubnium

Dubnium merupakan unsur logam transisi golongan Vb yang dibuat melalui reaksi fusi nuklir. Unsur ini ditemukan oleh Albert Ghiorso pada tahun 1970. Karena inti atom dubnium sangat besar maka dubnium merupakan unsur yang tidak stabildan dapat segera meluruh ketika terbentuk.

Unsur Dubnium dapat dibuat dengan menembaki unsur amerisiumdengan atom – atom neon, dan menghasilkan isotop – isotop dubnium, dan dengan cepat meluruh dengan memancarkan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Reaksinya sebagai berikut:

+ 4

Senyawa yang dapat terbentuk misalnya Db2O5 (Dubnium pentoksida), DbX5 (Dubnium Halida), senyawa kompleks halida DbO43- , DbF6-, DbF83-. Keterangan lain tentang unsur Dubni

GOLONGAN III B

Perbandingan Sifat Unsur-Unsur Golongan IIIB

a. Ukuran atom

Dalam satu golongan, dari atas ke bawah jari-jari semakin bertambah besar, jumlah kulit elektron semakin banyak.

Sedangkan dalam satu periode, dari kiri ke kanan jari-jari semakin pendek, karena ukuran inti semakin ke kanan semakin besar, daya tarik inti dengan elektron semakin kuat.

b. Densitas

Dalam satu golongan dari atas ke bawah densitas semakin besar. Hal ini dikarenakan massa atom relative yang semakin besar pula tetapi menempati volume yang hampir sama.

c. Energi Ionisasi

Energi ionisasi merupakan energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah dari suatu atom netral atau dalam keadaan gas.

Dalam satu golongan, dari atas ke bawah nilai energi ionisasi unsur golongan IIIB semakin menurun, karena dari atas ke bawah jari-jari atom semakin besar sehingga daya tarik inti dengan elektron terluar semakin lemah, maka energi ionisasinya semakin kecil.

d. Elektronegatifitas

Elektronegatifitas adalah kemampuan suatu atom untuk menarik elektron dari atom unsur lain.

Dalam satu golongan, dari atas ke bawah elektronegatifitas unsur golongan IIIB semakin kecil, karena jari-jarinya semakin besar, volumenya semakin besar dan daya tarik inti dan elektron semakin lemah.

1. SCANDIUM

Skandium adalah unsur golongan IIIB yang berada pada periode 4. Skandium merupakan bagian dari unsur transisi. Skandium ditemukan oleh Lars Nilson pada tahun 1879 di Swedia. Skandium ditemukan dalam mineral euxenite, thortveitile, thortvetile dan gadoline di Skandinavia dan Madagaskar. Lars Fredik Nilson dan timnya tidak sadar tentang prediksinya pada sumber pada tahun 1879, yang menyelidiki logam yang terdapat sedikit di bumi. Dengan analisis spektra mereka menemukan unsur baru dalam mineral bumi. Mereka menamakan scandium dari bahasa Latin Scandia yang berarti Scandinavia dan dalam proses isolasi, mereka memproses 10 kg euxenite, menghasilkan sekitar 2 g scandium oksida murni (Sc2O3). Elemen ini diberi nama Skandium karena untuk menghormati Negara Skandinavia tempat ditemukannya unsure ini.

Dmitri Mendeleev menggunakan periodik unsur tahun 1869 untuk memprediksikan keadaan dan sifat dari tiga unsur yang disebut ekaboron.

.Fischer, Brunger, dan Grinelaus mengolah scandium untuk pertama kalinya pada tahun 1937, dengan elektrolisis potassium, litium, dan scandium klorida pada suhu 700-800ºC.

A. Sifat Fisika

1. Densitas : 3 g/cm3

2. Titik leleh : 1812,2 K

3. Titik didih : 3021 K

4. Bentuk (25°C) : padat

5. Warna : putih perak

B. Sifat Atomik

1. Nomor atom : 21

2. Nomor massa : 44,956

3. Konfigurasi electron : [Ar] 3d1 4s2

4. Volume atom : 15 cm3/mol

5. Afinitas elektron : 18,1 kJ/mol

6. Keelektronegatifitasan : 1,36

7. Energi ionisasi : - pertama : 631 kJ/mol

- kedua : 1235 kJ/mol

- ketiga : 2389 kJ/mol

8. Bilangan oksidasi utama : +3

9. Bilangan oksidasi lainnya : +1, +2

10. Bentuk Kristal : Hexagonal Unit Cell

Pada keadaan padat scandium mempunyai struktur kristal hexagonal.

C. Sifat Kimia

Sifat kimia dari Skandium:

Reaksi dengan air:

Ketika dipanaskan maka Skandium akan larut dalam air membentuk larutan yang terdiri dari ion Sc (III) dan gas hidrogen

2Sc(s) + 6H2O(aq) 2Sc3+(aq) + 6OH-(aq) + 3H2(g)

Reaksi dengan oksigen

Pada reaksi dengan udara atau pembakaran secara cepat maka akan membentuk scandium (III)oksida

4Sc(s) + 3O2(g) 2Sc2O3(s)

Reaksi dengan halogen

Skandium sangat reaktif ketika bereaksi dengan semua unsur halogen membentuk trihalida

2Sc(s) + 3F2(g) 2ScF3(s)

2Sc(s) + 3Cl2(g) 2ScCl3(s)

2Sc(s) + 3Br2(l) 2ScBr3(s)

2Sc(s) + 3I2(s) 2ScI3(s)

Reaksi dengan asam

Skandium mudah larut dalam asam klrida untuk membentuk larutan yang mengandung ion Sc (III) dan gas hidrogen

2Sc(s) + 6HCl(aq) 2Sc3+(aq) + 6Cl-(aq) + 3H2(g)

D. Aplikasi

Salah satu bentuk senyawa yang ditemukan dalam unsure Skandium adalah Skandium Clorida (ScCl3), dimana senyawa ini dapat ditemukan dalam lampu halide, serat optic, keramik elektrolit dan laser.

Logam ini juga dapat diperoleh melalui proses elektrolisis dengan reaksi sebagai berikut :

2ScCl3 (s) 2Sc (s) + 3 Cl3 (g)

elektrolisa ini berasal dari leburan dari potassium, lithium, scandium klorida pada suhu 700-800 0C. Penelitian ini dilakukan oleh Fischer, Brunger, Grieneisen.

Aplikasi utama dari unsure scandium dalah sebagai alloy alumunium-skandium yang dimanfaatkan dalam industri aerospace dan untuk perlengkapan olahraga ( sepeda, baseball bats) yang mempunyai kualitas yang tinggi. Aplikasi yang lain adalah pengunaan scandium iodida untuk lampu yang memberikan intensitas yang tinggi. Sc2O3 digunakan sebagai katalis dalam pembuatan Aseton.

E. Efek Bagi Kesehatan dan Lingkungan

Skandium tidak beracun, namun perlu berhati-hati karena beberapa senyawa scandium mungkin bersifat karsinogenik pada manusia selain itu dapat menyebabkan kerusakan pada liver jika terakumulasi dalam tubuh. Bersama dengan hewan air, Sc dapat menyebabkan kerusakan pada membran sel, sehingga memberikan pengaruh negatif pada reproduksi dan sistem syaraf.

Sc dapat mencemari lingkungan, terutama dari industri petroleum dan dari pembuangan perabot rumah tangga. Sc secara terus-menerus terakumulasi di dalam tanah, hal ini akan memicu terkonsentrasinya di dalam tubuh manusia dan hewan.

2. YITRIUM

Yttrium merupakan unsur golongan IIIB yang berada pada periode 5. Yttrium termasuk dalam logam transisi. Yttrium ditemukan oleh peneliti dari Finlandia bernama Johan Gadolin tahun 1794 dan diisolasi oleh Friedrich Wohler tahun 1828 berupa ekstrak tidak murni yttria dari reduksi yttrium klorida anhidrat (YCl3) dengan potassium.

Johan Gadolin Friedrich Wohler

Yttria (YCl3) adalah oksida dari yttrium dan ditemukan oleh Johan Gadolin tahun 1794 dalam mineral gadolinite dari Yttreby, Swedia. Tahun 1843 seorang ahli kimia Swedia Carl Mosander dapat menunjukkan bahwa yttria dapat terbagi menjadi oksida-oksida dalam tiga unsur yang berbeda disebut Yttria. Penambangan yang terletak di dekat desa Ytterby yang menghasilkan beberapa mineral antara lain erbium, terbium, ytterbium, dan yttrium memiliki nama yang sama dengan desa tersebut.

Carl Mosander

Senyawa ini diberi nama Yttrium karena untuk menghormati kota Ytterby di Swedia. Senyawa ini ditemukan pada barang tambang yang jarang ditemukan di bumi (termasuk monazite, xenotime, Yttria). Senyawa ini tidak ditemukan dalam keadaan bebas di bumi.

A. Sifat Fisika

1. Densitas : 4,5 g/cm3

2. Titik leleh : 1796,2 K

3. Titik didih : 3537 K

4. Bentuk (25°C) : padat

5. Warna : perak

B. Sifat Atomik

1. Nomor atom : 39

2. Nomor massa : 88,91

3. Konfigurasi elektron : [Kr] 4d1 5s2

4. Volume atom : 19,8 cm3/mol

5. Afinitas elektron : 29,6 kJ/mol

6. Keelektronegatifitasan

7. Energi ionisasi : - pertama : 615,6 kJ/mol

- kedua : 1181 kJ/mol

- ketiga : 1979,9 kJ/mol

8. Bilangan oksidasi utama : +3

9. Bilangan oksidasi lainnya : +2

10. Bentuk Struktur : Hexagonal Unit Cell

Pada keadaan padat Yttrium mempunyai struktur kristal hexagonal.

C. Sifat Kimia

Sifat kimia dari Yttrium adalah:

o Reaksi dengan air

Ketika dipanaskan maka logam Yttrium akan larut dalam air membentuk larutan yang terdiri dari ion Y (III) dan gas hidrogen

2Y(s) + 6H2O(aq) 2Y3+(aq) + 6OH-(aq) + 3H2(g)

o Reaksi dengan oksigen

Pada reaksi dengan udara atau pembakaran secara cepat maka akan membentuk Yttrium (III)oksida

4Y(s) + 3O2(g) 2Y2O3(s)

o Reaksi dengan halogen

Skandium sangat reaktif ketika bereaksi dengan semua unsur halogen membentuk trihalida

2Y(s) + 3F2(g) 2YF3(s)

2Y(s) + 3Cl2(g) 2YCl3(s)

2Y(s) + 3Br2(g) 2YBr3(s)

2Y(s) + 3I2(g) 2YI3(s)

o Reaksi dengan asam

Yttrium mudah larut dalam asam klrida untuk membentuk larutan yang mengandung ion Y (III) dan gas hidrogen

2Y(s) + 6HCl(aq) 2Y3+(aq) + 6Cl-(aq) + 3H2(g)

D. Aplikasi

Senyawa Yttrium biasanya ditemukan dalam bentuk senyawa

- Yttrium Allumunium garnet Y­3All5O12 senyawa ini digunakan sebagai laser selain itu untuk perhiasan yaitu stimulan pada berlian.

- Yttrium(III)Oksida Y2O3 senyawa ini digunakan untuk membuat YVO4 ( Eu + Y2O3) dimana phosphor Eu memberikan warna merah pada tube TV berwarna. Yttrium oksida juga digunakan untuk membuat Yttrium-Iron-garnet yang dimanfaatkan pada microwave supaya efektif

- Selain itu Yttrium juga digunakan untuk meningkatkan kekuatan pada logam alumunium dan alloy magnesium. Penambahan Yttrium pada besi membuat nya mempunyai efektifitas dalam bekerja.

E. Efek bagi Kesehatan dan Lingkungan

Bahaya Yttrium jika bereksi dengan udara adalah jika terhirup oleh manusia dapat menyebabkan kanker dan jika terakumulasi dalam jumlah berlebih dalam tubuh menyebabkan kerusakan pada liver. Pada binatang air terpaan scandium menyebabkan kerusakan pada membrane sel, yang berdampak pada system reproduksi dan fungsi pada system saraf. Skandium tidak beracun tetapi beberapa dari senyawa scandium bersifat karsinogenik pada manusia selain itu dapat menyebabkan kerusakan pada liver jika terakumulasi dalam tubuh.

Yttrium dapat mencemari lingkungan, terutama dari industri petroleum dan dari pembuangan perabot rumah tangga. Yttrium secara terus-menerus terakumulasi di dalam tanah, hal ini akan memicu terkonsentrasinya di dalam tubuh manusia dan hewan.

3. LANTHANUM

Seorang ilmuawan kimia dari Swedia, Carl Gustav Mosander yang merupakan kimiawan hebat dengan julukan “father moses” pada tahun 1893 telah menemukan unsur baru dalam bentuk sampel impuritif cerium nitrat. Lanthanum ditemukan oleh ahli kimia dari Swedia ini ketika dia mengubah komposisi sampel cerium nitrat dengan memanaskan dan mereaksikan garamnya dengan mencairkan asam nitrat. Dari hasil reaksi tersebut lalu mengisolasinya yang disebut lantana. Lanthanum diisolasi dalam bentuk murni tahun 1923.

Carl Gustav Mosander

Kemudian dia memberi nama dengan “Lanthana” yang berarti “tersembunyi”. mineral tersebut sekarang dikenal dengan sebagai Lanthanum oksida, La2O3 . logam murninya tidak / belum dapat diisolasi hingga mencapai tahun 1923.

Lanthanum adalah unsur pertama dalam satu seri unsur-unsur yang disebut dengan “Lanthanida”.yang sering disebut dengan gol “rare earth” atau mineral langka. Y dan La hampir selalu tergabung dengan gol Lanthanida. La berwarna putih silver, lunak, dan cukup mudah diiris dengan pisau biasa. Seluruh logam dalam gol IIIB mudah timbul bercak noda jika dalam udara, dan mudah terbakar seperti : La2O3.

Lanthanum merupakan dasar yang paling kuat dari semua lanthanida dan sifatnya membuat Mosander mengisolasi dan memurnikan garam-garam dari unsur tersebut.

Pemisahannya dioperasikan secara komersial meliputi pengendapan dari basa lemah larutan nitrat dengan penambahan magnesium oksida atau gas ammonia. Pemurnian lanthanium tetap pada kondisi larutan. Cara lain kristalisasi fraksional dibuat oleh Dimitry Mendeleev, dalam bentuk ganda ammonium nitrat tetrahidrat, yang digunakan untuk memisahkan lanthanum yang memiliki kelarutan kecil dari didymium yang memiliki kelarutan lebih besar di tahun 1870. Sistem tersebut digunakan secara komersial dalam proses pemurnian lanthanum sampai perkembangan metode ekstraksi pelarut yang dimulai tahun 1950. Seperti pada pemurnian lanthanum, ammonium nitrat direkristalisaikan dari air. Lanthanum relatif mudah dimurnikan, sejak hanya terdapat satu lantanida yang berdekatan yaitu cerium yang sangat mudah lepas sesuai dengan ikatan valensinya.

A. Sifat Fisika

1. Densitas : 6,17 g/cm3

2. Titik leleh : 1193,2 K

3. Titik didih : 3693 K

4. Bentuk (25°C) : padat

5. Warna : putih perak

B. Sifat Atomik

1. Nomor atom : 57

2. Nomor massa : 138,91

3. Konfigurasi elektron : [Xe] 5d1 6s2

4. Volume atom : 22,5 cm3/mol

5. Afinitas elektron : 50 kJ/mol

6. Keelektronegatifitasan : 1,1

7. Energi ionisasi : - pertama : 538,1 kJ/mol

- kedua : 1067 kJ/mol

- ketiga : 1850 kJ/mol

8. Bilangan oksidasi utama : +3

9. Bilangan oksidasi lainnya : +2

10. Bentuk Kristal : Double Hexagonal Unit Cell

C. Sifat Kimia

o Reaksi dengan air

Lantanum cukup elektropositif dan bereaksi secara lambat dengan air dingin tapi cukup cepat jika bereaksi dengan air panas membentuk lanthana hidroksida dan gas hidrogen

2La(s) + 6H2O(g) 2La(OH)3(aq) + 3H2(g)

o Reaksi dengan oksigen

Pada reaksi dengan udara atau pembakaran secara cepat maka akan membentuk Lanthana (III)oksida

4La(s) + 3O2(g) 2La2O3(s)

o Reaksi dengan halogen

Logam lanthanum bereaksi dengan semua unsur halogen membentuk lanthana ( III) halida

2La(s) + 3F2(g) 2LaF(s)

2La(s) + 3Cl2(g) 2LaCl(s)

2La(s) + 3Br2(g) 2LaBr(s)

2La(s) + 3I2(g) 2LaI(s)

o Reaksi dengan asam

Yttrium mudah larut dalam asam klrida untuk membentuk larutan yang mengandung ion Y (III) dan gas hidrogen

2La(s) + 3H2SO4(aq) 2La3+(aq) + 3SO42-(aq) + 3H2(g)

D. Aplikasi

Jarang sekali logam La murni atau senyawa oksidanya mempunyai kegunaan yang spesifik. Karena unsur-unsur kimia mempunyai kesamaan maka mereka sangat sulit untuk dipisahkan. Campuran tersebut akan lebih termaanfaatkan dari pada bentuk murninya. sebagai contoh : “misch metal” adalah campuran dari beberapa “rare earth” dan biasa digunakan untuk “lighter flints’ dan bentuk oksidasinya juga digunakan dalam phosphor layar televisi (LaMgAl11O19 ) dan beberapa peralatan flouresen serupa.

La2O2 digunakan untuk membuat kaca optic khusus (kaca adsorbsi infra merah, kamera dan lensa teleskop). Jika La ditambahkan di dalam baja maka akan meningkatkan kelunakan dan ketahanan baja tersebut. La digunakan sebagai material utama dalam elektroda karbon (carbon arc electrodes). Garam-garam La yang terdapat dalam katalis zeolit digunakan dalam proses pengkilangan minyak bumi , karena La dapat menstabilkan zeolit pada temperatur tinggi.

Salah satu kegunaan senyawa-senyawa gol Lanthanida adalah pada industri perfilman untuk penerangan dalam studio dan proyeksi.

Lantanum dapat mengadsorbsi gas H2 sehingga logam ini disebut dengan “hydrogen sponge” atau sepon hydrogen. Gas H2 tersebut terdisosiasi menjadi atom H, yang mana akan mengisi sebagian ruangan (interstice) dalam atom-atom La. Ketika atom H kembali lepas ke udara maka mereka kembali bergabung membentuk ikatan H-H.

E. Efek Bagi Kesehatan dan Lingkungan

La sangat berbahaya jikak kabut dan asapnya terhirup bersama masuknya oksigen serta dalam jangka waktu yang lama, akan dapat menyebabkan emboli.

Jika menghirup La maka seseorang dapat terkena penyakit kanker paru-paru. Jika terakumulasi dalam tubuh maka La dapat mengancam organ liver.

La dapat mencemari lingkungan, terutama dari industri petroleum dan dari pembuangan perabot rumah tangga. La secara terus-menerus terakumulasi di dalam tanah, hal ini akan memicu terkonsentrasinya di dalam tubuh manusia dan hewan.

Bersama dengan hewan air, La dapat menyebabkan kerusakan pada membran sel, sehingga memberikan pengaruh negatif pada reproduksi dan sistem syaraf. La sangat mudah terakumulasi dalam otot.

4. ACTINIUM

Ac merupakan unsur pertama dalam seri grup “actinida”. Actinium ditemukan tahun tahun 1899 oleh Andre-Louis Debierne seorang ahli kimia Prancis yang memisahkannya dari campuran. Friedrich Oskar Giesel menemukan actinium secara bebas tahun 1902 dan disebut “emanium” tahun 1904. Nama Debierne tetap dipakai karena lebih senior. Sifat kimia actinium mirip dengan lanthanum. Kata actinium berasal dari Yunani, akti, aktinos, yang berarti sinar. Karena Ac adalah unsur radioaktif yang dapat bercahaya dalam ruangan gelap, yang disebabkan oleh intensitas keradioaktifannya yang berwarna biru.

Actinium ditemukan dalam jumlah sedukit dalam bijih uranium tetapi lebih banyak dibuat dalam satuan mg dengan cara penyinaran netron terhadap 226Ra dalam reactor nuklir. Logam actinium dibuat dengan cara reduksi actinium florida dengan uap lithium pada suhu 1100-1300ºC.

A. Sifat Fisika

1. Densitas : -

2. Titik leleh : 1323,2 K

3. Titik didih : 2743 K

4. Bentuk (25°C) : padat

5. Warna : putih perak

B. Sifat Atomik

1. Nomor atom : 89

2. Nomor massa : 227,03

3. Konfigurasi elektron : [Rn] 6d1 7s2

4. Volume atom : -

5. Afinitas elektron : -

6. Keelektronegatifitasan : 1,1

7. Energi ionisasi : - pertama : 499 kJ/mol

- kedua : 1170 kJ/mol

8. Bilangan oksidasi utama : +3

9. Bilangan oksidai lainnya : -

10. Struktur Kristal : Face Centered Cubic Unit Cell

C. Sifat Kimia

Reaksi dengan oksigen

Aktinium mudah terbakar membentuk aktinium (III) oksida

4Ac(s) + 3O2(g) 2Ac2O3(s)

D. Aplikasi

Sifat keradioaktifan dari Ac 150 kali lebih besar dari Radium, sehingga memungkinkan untuk menggunakan Ac sebagai sumber netron. Sebaliknya Ac jarang digunakan dalam bidang Industri.

Ac-225 digunakan dalam pengobatan, yaitu digunakan dalam suatu generator untuk memproduksi Bi-213. Ac-225 juga dapat digunakan sebagai agen untuk penyembuhan secara “radio-immunoterapi”.

E. Efek Bagi Kesehatan dan Lingkungan

Aktinium-227 bersifat sangat radoiaktif dan berpengaruh buruk pada kesehatan. Bahaya dari aktinium sama dengan bahaya dari plutonium. Bahaya terbesar dari raioaktif unuk kehidupan sebagaimana kita ketahui adalah bahaya bagi sistem reproduksi dan penurunan sifat.Bahkan dengan dosis rendah bersifat karsinogenik yang menyebabkan penurukan sistem kekebalan tubuh leukimia.

Pertumbuhan tekhnologi nuklir telah membawa sejumlah besar pengeluaran zat radioaktif ke atmosfir, tanah, lautan. Radiasi membahayakan dan terkonsentrasi dalam rantai makanan, sehingga membehayakan bagi manusia dan hewan.