Golongan IIA

Unsur Golongan II A
(Sifat Fisik, Sifat Kimia, Pembuatan, Kelimpahan di Alam, Kegunaan)

Lambang Unsur:  Be Mg Ca Sr Ba Ra -> Alkali Tanah

Cara menghafal : Bebek Mangan Cacing Sirahe Banjur Raup

1.     SIFAT FISIK

Nomor Atom	4	12	20	38	56
Konfigurasi Elektron	[He] 2s2	[Ne] 3s2	[Ar] 4s2	[Kr] 5s2	[Xe] 6s2
Titik Leleh	1553	923	1111	1041	987
Titik Didih	3043	1383	1713	1653	1913
Jari-jari Atom (Angstrom)	1.12	1.60	1.97	2.15	2.22
Jari-jari Ion (Angstrom)	0.31	0.65	0.99	1.13	1.35
Energi Ionisasi I (KJ mol-1)	900	740	590	550	500
Energi Ionisasi II (KJ mol-1)	1800	1450	1150	1060	970
Elektronegativitas	1.57	1.31	1.00	0.95	0.89
Potensial Elektrode (V) M2+ + 2e à M	-1.85	-2.37	-2.87	-2.89	-2.90
Massa Jenis (g mL-1)	1.86	1.75	1.55	2.6	3.6

Keterangan :

·         Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2. Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali, kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali.

·         Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali, mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua electron valensinya, sehingga lebih stabil sebagai ion M2+.

·         Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat, sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi.

·         Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar, kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen.

·         Potensial elektrode (reduki) standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif). Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat, bahkan kalsium, stronsium, dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium.

·         Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena itu, unsur-unsur logam alkali tanah berwujud padat pada suhu ruangan.

2.    SIFAT KIMIA

Kereaktifan logam alkali tanah meningkat dari berilium ke barium. Fakta ini sesuai dengan yang diharapkan . Oleh karena, dari berilium ke barium jari-jari atom bertambah besar sehingga energi ionisasi serta keelektronegatifan berkurang. Akibatnya, kecendrungan untuk melepas elektron membentuk senyawa ion makin besar. Semua senyawa dari kalsium, strontium, dan barium, yaitu logam alkali tanah yang bagian bawah, berbentuk senyawa ion, tetapi magnesium membentuk beberapa senyawa kovalen sedangkan senyawa-senyawa berilium bersifat kovalen.

Sifat kimia logam alkali tanah bermiripan dengan logam alkali, tetapi logam alkali tanah kurang reaktif dari logam alkali seperiode. Jadi, berilium kurang reaktif dibandingkan litium, magnesium kurang reaktif dibandingkan terhadap natrium, dan seterusnya. Hal itu disebabkan jari-jari atom logam alkali tanah lebih kecil sehingga energi pengionan lebih besar. Lagi pula logam alkali tanah hanya satu.Kereaktifan kalsium, stronsium,dan barium dan tidak terlalu berbeda dari logam alkali, tetapi berilium dan magnesium jauh kurang aktif.

Unsur golongan ini bersifat basa, sama seperti unsur golongan alkali, namun tingkat kebasaannya lebih lemah. Senyawa Be(OH)2 bersifat amfoter. Artinya bisa bersifat asam atau pun basa. Sedangkan unsur Ra bersifat Radioaktif. Semua logam alkali tanah merupakan logam yang tergolong reaktif, meskipun kurang reaktif dibandingkan dengan unsur alkali. Alkali tanah juga memiliki sifat relatif lunak dan dapat menghantarkan panas dan listrik dengan baik, kecuali Berilium. Logam ini juga memiliki kilapan logam.

Logam alkali tanah memiliki jari-jari atom yang besar dan harga ionisasi yang kecil. Dari Berilium ke Barium, nomor atom dan jari-jari atom semakin besar. Selain itu semua logam alkali tanah juga mempunyai kecenderungan teratur mengenai keelektronegatifan yang semakin kecil dan daya reduksi yang semakin kuat dari Berilium ke Barium.

3.    PEMBUATAN

Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa. Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya. Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara, yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis.

v  Magnesium diperoleh dengan proses Down. Langkahnya pertama mengendapkan sebagai Mg(OH)₂ kemudian diubah menjadi MgCl₂ dan dikristalkan sebagai MgCl₂.6H₂O. Leburan kristal dielektrolisis.

1.      Dengan elektrolisis leburan garamnya.

Contoh:

CaCl2(l)	->	Ca2+ (l)	+ 2Cl- (l)
Katoda	:	Ca2+ (l)	+ 2 e-	->	Ca (s)
Anoda	:				2Cl2 (g)	+ 2 e-
---------------------------------------------------
		Ca2+ (l)	+ 2Cl- (l)	->	Ca (s)	+ Cl2 (l)

2.      Isolasi berilium

Berilium sangat bermanfaat untuk menunjang kehidupan manusia. Namun, keberadaan berilium dialam tidak dapat ditemukan dalam bentuk murninya. Berilium tersebut ditemukan dialam dalam bentuk bersenyawa sehingga untuk mendapatkannya perlu dilakukan isolasi. Isolasi berilium dapat dilakukan dengan 2 metode (Indri M.N. 2009):

1.     Metode reduksi BeF₂

2.    Metode elektrolisis BeCl₂

1.     Metode Reduksi

Pada metode ini diperlukan berilium dalam bentuk BeF₂ yang dapat diperoleh dengan cara memanaskan beryl dengan Na₂SiF₆ pada suhu 700-750^oC. Setelah itu dilakukan leaching (ekstraksi cair-padat) terhadap flour dengan air kemudian dilakukan presipitasi (pengendapan) dengan Ba(OH)₂ pada PH 12 (Greenwood N.N and  Earnshaw A , 1997).

Reaksi yang terjadi adalah (Indri M.N. 2009):

BeF­₂ + Mg          ->          MgF₂ + Be

2.    Metode Elektrolisis

Untuk mendapatkan berilium juga  dapat dilakukan dengan cara elektrolisis dari lelehan BeCl₂ yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl₂ tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. BeCl₂ tidak dapat menghantarkan listrik karena BeCl₂ bukan merupakan larutan elektrolit. Reaksi yang terjadi adalah (Indri M.N. 2009):

Katoda : Be²⁺ + 2e^- Be

Anode : 2Cl^- Cl₂ + 2e^-

3.    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 BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl­2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang terjadi adalah
Katoda : Be2+ + 2e- -> Be
Anode : 2Cl- -> Cl2 + 2e-

4.    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- -> Mg
Anode : 2Cl- -> Cl2 + 2e-

5.    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

6.    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-

7.    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.

3.      KELIMPAHAN DI ALAM

a.    Berilium.

Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada. Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3], dan Krisoberil [Al2BeO4].

b.    Magnesium.

Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9% keberadaannya. Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2], Senyawa Karbonat [MgCO3], Dolomit [MgCa(CO3)2], dan Senyawa Epsomit [MgSO4.7H2O].

c.    Kalsium.

Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4% keberadaanya. Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3], Senyawa Fospat [CaPO4], Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF].

d.    Stronsium.

Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan Strontianit.

e.    Barium.

Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit [BaCO3].

f.    KEGUNAAN

a.    Berilium

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. Dan  campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik, maka  Berilium sangat penting sebagai komponen televisi.

b.    Magnesium

Dalam bentuk pita, menjadi sediaan Grignard. Berguna untuk sintesis organik. Agen aditif dalam bahan bakar konvensional dan produksi grafit nodular dalam pengecoran besi. Agen reduktor dalam produksi uranium dan logam dari garamnya.  Sebagai anode pada sel galvani untuk member perlindungan pada pipa bawah tanah dan pemanas air.  Bercampur dengan seng untuk menghasilkan lembar seng dalam industry percetakan, pembuatan baterai kering, dan atap rumah. Campuran magnesium-aluminium untuk pembuatan kaleng.

c.     Kalsium

Sebagai reduktor dalam ekstraksi logam, seperti uranium, zirkonium, dan torium. Sebagai deoksidator, desulfurator dan dekarobnator pada berbagai macam campuran besi dan campuran non-besi. Sebagai campuran aluminium, berilium, tembaga, tembaga, dan magnesium. Pembuatan semen dalam konstruksi. Pembuatan kecju, diaman ion kalsium mempengaruhi aktivitas rennin dalam proses koagulasi susu.

d.    Stronsium

Sebagai katode pada televisi, mencegah emisi sinar X dengan cara menyerapnya.  ₈₉Sr adalah bahan aktif pada Metastron sebagai obat kanker tulang, bertindak seperti kalsium, meningkatkan proses osteogenesis. Stronsium karbonat dan garam stronsium lainnya digunakan untuk menghasilkan warna merah pada kembang api.  Stronsium klorida digunakan sebagai bahan pasta gigi untuk gigi sensitif.

e.    Barium

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

f.    Radium

Radium digunakan untuk menghasilkan gas radon, dimana gas radon digunakan untuk pengobatan kanker. Radium juga pernah dipakai sebagai panel nuklir, jam, dan pembuatan lukisan bercahaya. Namun kini penggunaanya sudah jarang ditemukan, karena radium memiliki bahaya radioaktif.