Kimia Anorganik II

Kanker dikenal oleh dunia sebagai salah satu penyakit paling berbahaya. Istilah kanker merujuk pada istilah tumor ganas. Kanker atau tumor ganas merupakan sel-sel tubuh yang berkembang biak tidak terkendali dimana sel-sel tersebut terus tumbuh walaupun tubuh kita tidak membutuhkannya lagi. Sel-sel kanker ini selanjutnya dapat menyebar ke daerah tubuh yang lain yang berbeda dari asalnya. Bila kanker sudah menyebar luas, maka kanker tersebut akan sulit sekali untuk disembuhkan. Untuk itu pengobatan secara khusus harus diperlukan.

Menurut WHO, ada dua faktor yang menyebabkan berkembangnya sel kanker dalam tubuh yaitu faktor lingkungan yang berperan berkisar 80-90% dimana yang termasuk faktor lingkungan meliputi asap rokok (40%), konsumsi makanan (25-30%), dan udara di sekitar tempat tinggal (10%) dan faktor genetik dan mungkin virus sebesar 10-20%. Untuk mengobati penyakit kanker, salah satu caranya adalah dengan kemoterapi yaitu terapi dengan menggunakan obat untuk menghancurkan sel kanker. Beberapa obat yang sering digunakan untuk kemoterapi adalah taxol, cisplatin, dan bleomycin. Khusus untuk cisplatin dalam pengobatan modern sekarang ini telah terbukti sangat efektif untuk mengobati bermacam-macam jenis kanker dan paling sering digunakan dalam kemoterapi-kemoterapi kanker.

Cisplatin atau cisplatinum atau cis diamminedichloroplatinum(II) adalah obat kemoterapi kanker yang berbasis logam platinum. Pada dasarnya senyawa turunan platinum yang menunjukkan antitumor/antikanker telah ribuan yang disintesis. Tetapi hanya 28 dari mereka yang telah diujicoba secara klinis dan hanya 2 yang sangat aktif yaitu cisplatin itu sendiri dan carboplatin.

Tabel 1. Status Klinis dan Dosis Limit Keracunan Beberapa Obat Berbasis Platinum

Cisplatin

Struktur kimia cisplatin adalah cis-PtCl₂(NH₃)₂. Senyawa ini pertama kali ditemukan oleh M. Peyrone (1845) yang berasal dari garam Peyrone dan strukturnya ditentukan kemudian oleh Alfred Werner (1893). Senyawa cisplatin ini disintesis dengan memanfaatkan efek trans antara potassium tetrachloroplatinate(II), K₂PtCl₄ dengan ligan amina (NH₃). Struktur kimia yang terbentuk ini sesuai dengan syarat struktur klasik untuk menjadikan logam platinum memiliki aktivitas anti kanker, yaitu (1) Bilangan oksidasi Pt +2 atau +4, (2) Ligan amina harus dalam posisi cis, (3) Muatan total senyawa kompleks platinum harus netral, (4) Ligan amina (NH3) harus memiliki sedikitnya satu gugus N-H yang tersisa, dan terakhir (5) Gugus pergi harus anion yang kekuatan ikatannya medium seperti klorida atau turunan karboksilat.

Cisplatin bekerja sebagai anti kanker dengan cara menempelkan diri pada DNA (deoxyribonucleic acid) sel kanker dan mencegah pertumbuhannya.

Gambar 1. Bentuk-bentuk ikatan antara Visplatin dengan DNA

Pada dasarnya cisplatin secara umum bukanlah merupakan senyawa yang relatif reaktif dan mudah bereaksi secara langsung dengan semua jenis molekul aktif pada sistem biologi termasuk didalamnya basa dari DNA. Tetapi bila senyawa ini terlarut dalam air, ligan kloro pada cisplatin diganti satu persatu oleh ligan air (aqua) melalui reaksi hidrolisis. Selanjutnya ikatan Pt-OH2 yang terdapat dalam senyawa kompleks monoaquaplatina dan diaquaplatina yang terbentuk akan jauh lebih reaktif, sehingga kompleks tersebut akan lebih mudah bereaksi dengan ligan donor beratom nitrogen pada basa DNA.

Cisplatin dan Pengobatan Kanker

Saat ini cisplatin secara luas digunakan untuk mengobati berbagai kanker terutama sangat efektif untuk kanker testicular dan bila dikombinasi dengan obat lain akan bekerja sangat efektif dalam mengobati kanker ovarian, kanker kandung kemih, kanker paru, kanker kepala dan leher. Kombinasi cisplatin tersebut dapat meliputi kombinasi dengan radioterapi atau dengan obat tertentu seperti pacliataxel, aphidicolin dan hydroxyurea atau 5-fluorouracil.

Kombinasi antara cisplatin, vinblastine dan bleomycin akan dapat menyembuhkan 90% kanker testicular. Sedangkan kombinasi dengan cyclohosphoramide, dioxorubicin dan hexamethylmelamine akan mampu meningkatkan daya hidup pasien yang terkena kanker ovarian yang sudah parah. Untuk kanker paru ataupun kanker paru non sel kecil (NSCLC), dapat mengunakan empat kombinasi platinum yaitu cisplatin/paclitaxel, gemcitabine/cisplatin, cisplatin/docetaxel dan carboplatin/paclitaxel. Selain itu penambahan avastin pada kombinasi antara cisplatin/gemcitabine akan sangat efektif dalam memperpanjang keberlangsungan hidup penderita NSCLC hinga 20-30%. Untuk jenis kanker lain, juga menunjukkan kesensitifan terhadap cisplatin pada beberapa tingkat seperti yang terdapat pada tabel 2.

Tabel 2. Aktivitas Biologi Cisplatin Terhadap Berbagai Jenis Kanker

Efek Samping dan Penghantar Obat Cisplatin

Cisplatin sebagaimana obat-obat umum lain yang digunakan untuk kemoterapi, juga mempunyai efek samping yang parah. Termasuk didalamnya Neprotoksisitas yang sangat kronis dan berbahaya, tetapi neprotoksisitas ini dapat diminimalisasi dengan cara hidrasi sang pasien dan menggunakan manitol untuk diuretic. Selain itu efek samping yang lain adalah neurotoksisitas, mual, muntah, keracunan sumsum tulang, kerontokan rambut (alopecia), dan penurunan kekebalan tubuh. Namun untungnya untuk kerontokan rambut dan penurunan kekebalan tubuh umumnya akan kembali normal setelah pengobatan.

Dewasa ini untuk mengurangi efek samping dari penggunaan kemoterapi cisplatin, solusinya adalah dengan menggunakan drug delivery (penghantar obat). Salah satunya adalah dengan menggunakan nanohorn. Nanohorn yaitu sejenis nanotube yang salah satu ujung silindernya meruncing dan tertutup seperti tanduk. Nanohorn ini berukuran 100 nanometer yang didalamnya telah terdapat cisplatin yang berukuran 1-2 nanometer. Nanohorn ini bersifat aman bagi tubuh karena berasal dari unsur karbon.

Gambar 2. Foto Mikroskop Elektron dari : (a) Sekelompok nanohorn yang mengandung cisplatin (bintik-bintik hitam) di dalam rongganya dan (b) Satu butiran cisplatin yang berada dalam suatu rongga nanohorn.

Nanohorn ini merupakan penghantar obat yang efektif karena setelah disuntikan ke dalam tubuh pasien, nanohorn langsung terserap oleh sel kanker, hal ini karena sifat sel kanker yang lebih mudah menyerap benda-benda berukuran 100 nanometer dibandingkan sel tubuh lainnya. Sehingga, efek samping kemoterapi yang dapat merusak sel-sel tubuh lainnya, dapat dihindarkan. Setelah nanohorn terakumulasi (terkumpul) di dalam sel kanker, perlahan-lahan cisplatin terlepas dan mematikan sel kanker.

Nama platinum sendiri berasal dari bahasa spanyol, yaitu platina yang berarti “little silver“.

Platinum selalu ditemukan bersama-sama logam lainnya, seperti iridium, osmium, palladium dan rhodium.

Di antara logam golongan ini, Platinum memiliki kepadatan nomor tiga setelah Iridium dan Osmium. Kira-kira 12% lebih padat dibanding emas untuk per 1g/cm3. Logam golongan ini merupakan golongan logam terlangka yang bisa ditemukan di lapisan bumi. Sekitar 2-10 ton bijih besi diperlukan untuk mendapatkan 1 ounce Platinum murni

Saat ini, hampir 50% penggunaan Platinum adalah untuk pembuatan perhiasan. 20% untuk kepentingan industri. Afrika selatan merupakan penghasil platinum terbesar di dunia. Sekitar ¾ platinum dunia berasal dari negeri Nelson Mandela ini. Russia adalah penghasil nomor dua diikuti oleh Amerika.

Emas Sebagai Perhiasan...

Apakah beda emas kuning dengan emas putih?? Samakah dengan platinum??

Emas merupakan elemen kimia dengan nomor atom 79 yang memiliki symbol Au, berasal dari bahasa latin yang artinya bersinar terang. Emas murni berwarna kuning mengkilat, sering disebut fine gold. Emas murni lebih lembut dibanding perak namun lebih keras dari timah.

Penambahan logam-logam lain ke dalam emas murni bertujuan untuk meningkatkan tingkat kekerasan emas. Logam yang dipilih tentunya yang tidak akan mengubah kilau emas secara dramatis dan tentunya tidak membuat emas menjadi rapuh. Sebagai contoh, jika emas murni dicampur dengan logam indium, warna emas berubah menjadi ke-ungu-an dan mengubah sifat kekerasan bahan emas layaknya gelas. Sedikit tekanan, maka emas akan pecah layaknya sebuah gelasum

Tingkat kemurnian emas, disebut Karat. Nilai tertinggi untuk karat adalah 24. Sebagai contoh

24 Karat Emas merupakan 24/24 emas, atau 100% Emas murni
18 Karat Emas merupakan 18/24 emas, atau 75% Emas dan 25% logam campuran lain
14 Karat Emas merupakan 14/24 emas, atau 58.33% Emas dan 41.67% logam lain.

Untuk membuat sebuah perhiasan, harus ada keseimbangan antara emas murni dan logam campurannya. Karena alasan teknik pembuatan dan keindahan, emas 18 karat lah yang paling banyak beredar di pasaran.

Ada beberapa logam yang lazim ditambahkan ke emas murni. Tembaga (copper), perak (Ag), Zinc (tetap menggunakan istilah inggrisnya, sebab Seng atau besi bukan terjemahan yang tepat), Nikel dan palladium. Penambahan logam lain ke dalam emas murni akan mengubah warna dan kilauan emas. Saya sangat teringat dengan pelajaran kimia dasar, dimana saat melakukan praktikum electroplating dan electrolysis, seoarang teman menempelkan terlalu banyak nikel ke logam emas yang berujung pada kemarahan guru kimi saya.

Emas murni dicampur tembaga akan menghasilkan efek visual warna merah.
Emas murni dicampur perak akan menghasilkan efek visual warna hijau.
Emas murni dicampur nikel akan menghasilkan efek visual warna putih.
Emas murni dicampur palladium akan menghasilkan efek visual warna putih (juga)

Di pasaran, emas putih campuran emas murni dan nikel adalah lebih lazim dibanding emas putih campuran emas murni dan palladium, karena harganya lebih murah. Mencampur emas dengan palladium tidak begitu diminati, mengingat, palladium jauh lebih mahal dibanding emas.

Seorang ahli/pembuat perhiasan menggunakan sifat campuran ini untuk membuat perhiasan emas. Sebagai contoh,

Emas kuning 18K dan 14K merupakan campuran emas murni dan tembaga, perak dan zinc.

Emas putih 18K dan 14K merupakan campuran emas murni dan tembaga, nikel dan zinc.

Harga platinum lebih mahal jika dibandingkan dengan emas karena sifat bahan dan aplikasinya yang membuat platinum lebih high-demand dan menjadi jauh lebih mahal dibanding emas.

Manfaat dan Aplikasi Platinum

1. Walaupun Emas dan Platinum sama sama tidak mudah teroksidasi, atom platinum bersifat lebih kalalytic dibanding atom emas. Sebuah lapisan emas, jika tergores (tergores disini dalam arti mikro, bukan goresan yang kasat mata), atom-atom emas ini akan benar-benar hilang, meninggalkan daerah kosong yang tidak ditempati oleh atom emas. Goresan mikro pada emas putih, jika dibiarkan kelamaan, akan menimbulkan efek kuning kumal yang kasat mata. Beda halnya dengan platinum. Jika sebuah lapisan platinum tergores (secara micro), atom-atom nya tidaklah benar benar hilang, namun cuma bergeser tempat. Artinya, atom platinum masih ada. Inilah alasan, setelah beberapa lama, sebuah perhiasan emas perlu disepuh kembali agar tetap kelihatan mengkilat seperti baru. Untuk menyepuh emas, diperlukan logam tambahan, sesuai dengan jenis emas apa yang anda miliki. Dalam proses penyepuhan ini (dalam kimia disebut elektroplating), kita benar-benar menambahkan atom baru ke emas tersebut. Biasanya, emas putih akan disepuh dengan nikel atau rhodium. Berbeda dengan platinum yang tidak perlu disepuh. Perhiasan platinum yang terlihat tidak kinclong lagi, cukup dibawa ke toko/ahli perhiasan. Disana, si ahli perhiasan cuma akan mem-polish/burnish platinum anda, tanpa menambahkan bahan lain ke perhiasan platinum anda. Karena sifat inilah, platinum menjadi lebih favorit dibanding emas. Perhiasan emas memang lebih murah, namun biaya pemeliharaannya akan jauh lebih besar dibanding perhiasan platinum. Jadi, jika uang anda berlebih, memang lebih baik membeli perhiasan platinum.

2. Platinum memiliki sifat mekanik, fisik dan elektrik yang sangat menarik. Dibanding emas, Platinum lebih keras namun juga lebih mudah untuk ditempa. a). Platinum dapat ditempa seperti layaknya aluminum foil, namun lebih tipis dengan ketebalan hanya 100 atom platinum. b). Titik leleh platinum, 1768,3 OC, jauh lebih tinggi dibanding emas, hampir dua kalinya. Ini yang membuat platinum merupakan bahan favorit di laboratorium untuk studi temperatur dan tekanan tinggi. Berbeda dengan emas, Platinum pada suhu tinggi bersifat stabil. c). Campuran platinum dan cobalt akan menghasilkan salah satu magnet terkuat yang kita kenal.

3. Di bidang surface-science, untuk mengamati singe atom, lebih sering digunakan jarum yang terbuat dari platinum. Akan lebih mudah membuat jarum platinum yang diujungnya cuma ada satu atom dibanding menggunakan jarum jenis lain. Dengan ini, resolusi data anda akan jauh lebih tinggi. Sayangnya, jarum platinum sangat lah mahal.

4. Platinum bersifat hypoallergic. Platinum merupakan satu-satunya logam yang cocok sebagai elektroda untuk alat pemicu jantung (heart pacemakers). Selain itu, banyak dalam kasus patah tulang, tulang disambung menggunakan platinum

5. Platinum banyak digunakan dalam pembuatan hard disk saat ini, karena hard disk akan lebih tahan lama.

6. Platinum merupakan bahan non-organik yang dapat digunakan untuk terapi kanker. Cisplatin atau cisplatinum (cis-diamminedichloridoplatinum(II), CDDP) merupakan kemoterapi yang berbasiskan platinum. Biasanya, Cisplatin digunakan dalam terapi kanker seperti , sarcoma, carcinoma (misalnya, kanker paru-paru dan kanker ovarium), lymphoma dan sel tumor.

Kromium merupakan mineral yang dapat ditemukan di banyak makanan seperti brokoli, whole grain, jus anggur, bir, kacang-kacangan, serta telur. Selain pada makanan, kromium juga tersedia dalam bentuk suplemen.

Dalam tubuh kromium berfungsi membantu pada proses metabolisme karbohidrat,lemak dan protein. Kromium dengan dosis yang lebih tinggi dari biasanya diperoleh dari makanan, dapat membantu meregulasi kadar gula darah bagi pengidap penyakit diabetes dan mereka yang beresiko menderita penyakit diabetes. Kromium dapat menurunkan kadar kolesterol, mengurangi risiko penyakit kardiovaskular, bahkan membantu menurunkan berat badan.

Beberapa studi menunjukkan bahwa suplemen kromium berfungsi mengontrol kadar gula darah pada pengidap penyakit diabetes serta mengatur kadar insulin pada penderita sindrto metabolik,gejala awl diabetes. Mineral ini juga menurunkan kadar kolesterol dan beberapa diantaranya juga menunjukkan jika kromium dapat meningkatkan kadar kolesterol baik HD.

Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA. Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu : Berilium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Di sebut logam karena memiliki sifat sifat seperti logam. Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air. Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air, dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerk bumi. Oleh sebab itu, istilah “alkali tanah” biasa digunakan untuk menggambarkan kelompok unsur golongan II A.

Tiap logam memiliki kofigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A, setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar. Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu : 1s²2s²2p⁶3s² atau (Ne) 3s². Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik. Karena, elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan, agar mencapai kestabilan.

Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi, sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik , unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen, dan logam murni yang ada di udara, membentuk lapisan luar pada oksigen.

SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR

Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar. Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut. Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan, semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya, sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya. Jadi, dalam satu golongan (dari atas ke bawah), jari-jari atomnya semakin besar. Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti, sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap. Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar, sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom.

Jari-Jari Ion. Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya. Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil, sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya.

Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1. Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar, begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya. Maka EI 1<>

Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif. Semakin negatif harga afinitas elektron, semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif. Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga afinitas elektronnya semakin kecil. Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga afinitas elektronnya semakin besar. Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif, kecuali golongan IIA dan VIIIA. Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA.

Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa. Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 0,7 sampai 4. Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar, cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif. Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil, cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif. Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga keelektronegatifan semakin kecil. Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga keelektronegatifan semakin besar.

Sifat Logam dan Non Logam. Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan, yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation. Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI). Makin besar harga EI, makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya. Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan, yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron. Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah. Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang. Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur, sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas. Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid. Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam.

Kereaktifan. Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron. Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), mula-mula kereaktifan menurun, tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA).

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.

Berdasarkan Tabel diatas dapat diamati juga hal-hal sebagai berikut,

1. 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.
2. 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⁺.
3. 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.
4. Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar, kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen.
5. 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.
6. 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.

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 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) + H_2(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) + O_{2 (g)} → 2MgO_(s)

Ba_(s) + O_{2(g) (berlebihan)} → BaO_2(s)

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

4Mg_(s) + ½ O_2(g) + N_{2 (g)} → MgO_(s) + Mg₃N_2(s)

Bila Mg₃N₂ direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH₃

Mg₃N_2(s) + 6H₂O_(l) → 3Mg(OH)_2(s) + 2NH_3(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) + N_2(g) → Mg₃N_2(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) + Cl_2(g) → CaCl_2(s)

III. KESADAHAN AIR

Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral yang terdapat di dalam air umumnya mengandung ion Ca²⁺ dan Mg²⁺. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain maupun garam-garam bikarbonat dan sulfat. Kesadahan air ini dapat dilihat pada air ketika sedang mencuci, karena sebenarnya air sadah sendiri adalah air biasa yang sering digunakan sehari-hari. Dari air tersebut kita akan menemukan dua jenis air:

Air Lunak

Jika busa sabun yang dihasilkan pada air itu cukup banyak maka air tersebut termasuk air lunak. Air lunak adalah air yang mengandung kadar mineral yang rendah. Penentuan air ini dilihat dari jumlah busa sabun yang dihasilkan.

Air Sadah (hard water)

Jika busa sabun yang dihasilkan pada air itu sangat sedikit atau bahkan tidak menghasilkan sabun sama sekali maka air tersebut merupakan air sadah. Air sadah ini adalah air yang mengandung kadar mineral yang sangat tinggi. Biasanya secara fisik terlihat air tampak keruh. Kesadahan air total dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume (w/v) dari CaCO₃. Air sadah yang bercampur sabun dapat membentuk gumpalan (scum) yang sukar dihilangkan.

Air sadah digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation (Ca²⁺ atau Mg²⁺), yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap.

Air Sadah Sementara, yaitu air yang mengandung garam hidrogen karbonat (Ca(HCO₃)₂ dan Mg(HCO₃)₂). Senyawa Kalsium Karbonat dan Magnesium Karbonat dari batu kapur dan dolomite dapat larut menjadi senyawa Bikarbonat karena adanya gas karbondioksida di udara.

CaCO_3(S) + 2 H₂O(l) + CO_2(g) → Ca(HCO₃)₂

Air Sadah Tetap, yaitu air yang mengandung garam selain garam hidrogen karbonat, seperti garam sulfat (CaSO_4, MgSO₄) dan garam klorida (CaCl₂, MgCl₂). Air sadah tetap tidak dapat dihilangkan dengan pemanasan, tetapi harus ditambahkan Natrium Karbonat (soda)

MgCl_2(aq) + Na₂CO_3(aq) → MgCO_3(s) + 2NaCl_(aq)

Air sadah kurang baik apabila digunakan untuk mencuci dengan menggunakan sabun (NaC₁₇H₃₅COO). Hal ini disebabkan karena ion Ca²⁺ atau Mg²⁺ dalam air sadah dapat mengendapkan sabun sehingga membentuk endapan berminyak yang terapung dipermukaan air. Dengan demikian, sabun hanya sedikit membuih dan daya pembersih sabun berkurang.

2NaC₁₇H₃₅COO_(aq) + Ca²⁺ → Ca(C₁₇H₃₅COO)_{2 (s)} + 2Na⁺_(aq)

Walaupun tidak berbahaya, air sadah dapat menimbulkan kerugian, diantaranya :

• Kesadahan Air dapat menurunkan efisiensi dari deterjen dan sabun.
• Kesadahan Air dapat menyebabkan noda pada bahan pecah belah dan bahan flat.
• Kesadahan Air dapat menyebabkan bahan linen berubah pucat.
• Mineral Kesadahan Air dapat menyumbat semburan pembilas dan saluran air.
• Residu Kesadahan Air dapat melapisi elemen pemanas dan menurunkan efisiensi panas.
• Kesadahan Air dapat menciptakan biuh logam pada kamar mandi shower dan bathtubs.

Menghilangkan Kesadahan

Pemanasan. Pemanasan dapat menghilangkan kesadahan sementara. Pada suhu tinggi, garam hidrogen karbonat Ca(HCO₃)₂ akan terutarai, sehingga ion Ca²⁺ akan mengendap sebagai CaCO₃

Ca(HCO₃)_2(aq) à CaCO_3(s) + CO_2(g) + H₂O_(l)

Penambahan ion karbonat. Soda (NaCO₃).10H₂O yang ditambahkan dalam air sadah dapat mengendapkan ion Ca²⁺ menjadi endapan CaCO_3.

Na₂CO_3.10H₂O_(s) à 2Na⁺_(aq) + CO₃^2- + 10H₂O

CaCl₂ à Ca²⁺_(aq) + 2Cl^-_(aq)

Na₂CO_3.10H₂O_(s) + CaCl₂ à 2NaCl + CaCO₃ + 10H₂O

Menggunakan zat pelunak air. Natrium Heksametafosfat [Na₂(Na₄(PO₃))] dapat digunakan untuk menghilangkan air sadah yang mengandung ion Ca²⁺ dan Mg²⁺. Kedua ion ini akan diubah menjadi ion kompleks yang mudah larut, sehingga tidak dapat bergabung dengan ion dari sabun.

Na₂[Na₄(PO₃)₆]_(s) à 2Na⁺_(aq) + [Na₄(PO₃)₆]^2-_(aq)

CaCl₂ à Ca²⁺ + 2Cl^-

Na₂[Na₄(PO₃)₆] + CaCl₂ à 2NaCl + Ca[Na₄(PO₃)₆]

Menggunakan resin penukar ion. Resin berfungsi mengikat semua kation atau anion yang ada di dalam air sadah.

IV. PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH

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.

Ekstraksi Berilium (Be)

Metode reduksi

Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF₂. Sebelum mendapatkan BeF_2, kita harus memanaskan beril [Be3Al₂(SiO₆)₃] dengan Na₂SiF­₆ hingga 700 ⁰C. Karena beril adalah sumber utama berilium.

BeF­₂ + Mg à 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^- à Be

Anode : 2Cl^- à Cl₂ + 2e^-

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 à 2Mg + Ca₂SiO₄ + Fe

Metode Elektrolisis

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

CaO + H₂O à Ca²⁺ + 2OH^-

Mg²⁺ + 2OH^- à Mg(OH)₂

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

Mg(OH)₂ + 2HCl à MgCl₂ + 2H₂O

Setelah mendapatkan lelehan MgCl₂ kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium

Katode : Mg²⁺ + 2e^- à Mg

Anode : 2Cl^- à Cl₂ + 2e^-

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 à CaCl₂ + H₂O + CO₂

Setelah mendapatkan CaCl_2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi :

Katoda ; Ca²⁺ + 2e^- à Ca

Anoda ; 2Cl^- à 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 à 3 Ca + Ca₃Al₂O₆

Reduksi CaCl₂ oleh Na

CaCl₂ + 2 Na à Ca + 2NaCl

Ekstraksi Strontium (Sr)

Metode Elektrolisis

Untuk mendapatkan Strontium (Sr), Kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl_2­. Lelehan SrCl₂ bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO₄]. Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi ;

katode ; Sr²⁺ +2e^- à Sr

anoda ; 2Cl^- à Cl₂ + 2e^-

Ekstraksi Barium (Ba)

Metode Elektrolisis

Barit (BaSO₄) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl₂ barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl_2. Reaksi yang terjadi :

katode ; Ba²⁺ +2e^- à Ba

anoda ; 2Cl^- à Cl₂ + 2e^-

Metode Reduksi

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

6BaO + 2Al à 3Ba + Ba₃Al₂O_6.

V. KEBERADAAN DI ALAM

Logam alkali tanah memilii sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali :

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].

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]

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]

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

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

VI. APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH

Berilium (Be)

1. Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat, akan tetapi bermasa lebih ringan. Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Zet.

2. Berilium digunakan pada kaca dari sinar X.

3. Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir

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

Magnesium (Mg)

1. Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu Blitz.

2. Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi.

3. Senyawa Mg(OH)₂ digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencagah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag

4. Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga biasa digunakan pada alat alat rumah tangga.

Kalsium (Ca)

1. Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kue dan plastik.

2. Senyawa CaSO₄ digunakan untuk membuat Gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah.

3. Senyawa CaCO₃ biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok.Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.

4. Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator,dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap.

5. Ca(OH)₂ digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah

6. Kalsium Karbida (CaC₂) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C₂H₂) yang digunakan untuk pengelasan.

7. Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi.

Stronsium (Sr)

1. Stronsium dalam senyawa Sr(no₃)₂ memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api.

2. Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer.

3. Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator).

Barium (Ba)

1. BaSO₄ digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun.

2. BaSO₄ digunakan sebagai pewarna pada plastic karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang.

3. Ba(NO₃)₂ digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api.

Bagaimanakah rasa air laut?? ASIN,, Kenapa rasa air laut asin?? Darimanakah rasa asin itu??

Merasa bingung khan?? Mari kita bicarakan bersama....

Laut adalah kumpulan air asin yang luas dan berhubungan dengan samudra.

Berapakah % rongga kosong pada kubus sederhana?

Pada kubus sederhana, panjang sisi = jarak
2 pusat atom (a) = 2 r, dan dalam kubus terdapat 8 atom, setiap atom memiliki sebesar 1/8 bagian sehingga
Volume rongga = volume kubus – 8 x 1/8 volume atom
= a3 –4/3 r3
= 2r x 2r x 2r – 4/3 r3
= 8r3 -4,187r3
= 3,813 r3
Jadi % rongga
Kubus sederhana = 3,813 r3 / 8r3 x 100%
= 47,67 %






Berapakah besarnya % rongga kosong pada tetrahedral?
Bangun tetrahedral memiliki alas berbentuk segitiga, dan terdapat 4 buah atom, yang masing-masing atom berkontribusi sebesar 1/6 bagian, dan apabila kita tarik garis tiap inti atom maka akan terbentuk limas segitiga, sehingga :

alas limas = jarak antar pusat atom = 2r
tinggi segitiga, dicari dengan teorema pytagoras, diperoleh t= 1,732 r
dan tinggi limas, t = 1,803 r
Volume rongga = volume limas alas segitiga - 4x 1/6 Volume atom
= (1/2x alas x tinggi segi tiga x tinggi limas)- 4x 1/6 x 4/3  r 3
=1/2 x 2r x 1,732 r x 1,803 r - 2,79 r3
= 3,12 r3- 2,7 r3
= 0,33 r3
Jadi % rongga tetrahedral = 0,33 r3/ 3,12 r3 x 100%
= 10,58 %







Berapakah besarnya % rongga kosong pada body centered cubic?

Pada Bcc diagonal ruang merupakan jumlah dari 4 buah jari-jari atom =4r . karena tiap bagian atom saling bersentuhan,
Diagonal persegi = √a2 + a2 = a√2
Maka, Panjang diagonal ruang kubus= a √3 =1,732 a
1,732 a = 4r
a = 4r /1,732
a =2,31r
Volume rongga = volume kubus- 2 volume atom
= a x a x a – 2 x 4/3 π r3
= 2,31r x 2,31r x 2,31r - 8/3 π r3
= 12,31 r3- 8,37 r3
=3,94 r3
Jadi % rongga kubus pusat badan = 3,94 r3 / 12,31 r3 X 100% = 32 %








Berapakah besarnya % rongga kosong pada face centered cubic?

Dalam Fcc panjang diagonal sisi = 4r, karena ada 3 atom yg saling bersentuhan 1 x 2r dan 2 x 1r.
Panjang diagonal sisi = √a2 + a2
= a√2
= 1,414 a
1,414 a = 4r
a = 4r / 1,414
a = 2,83 r
Volume rongga = volume kubus- 4 volume atom
= a3– 4 x 4/3 π r3
=2,83 r x 2,83 r x 2,83 r - 16/3x π r3
= 22,615 r3- 16,75 r3
=5,86 r3
Jadi % rongga Fcc = 5,86 r3 / 16,75 r3 X 100% = 25,93 %