Dalam bidang ilmu kimia, istilah alkali adalah kelompok zat dengan karakteristik khusus yang dapat membedakannya dengan zat-zat lain. Unsur ini memiliki peran penting dalam berbagai aspek kehidupan, mulai dari penggunaan industri hingga aplikasi dalam kehidupan sehari-hari.
Dalam artikel ini, Anda akan menjelajahi dunia senyawa hidroksida logam ini, mulai dari segi pengertian, fungsi, sifat, dan berbagai contoh penggunaannya. Baca artikel ini sampai selesai, ya!
Daftar ISI
Apa Itu Alkali?
Alkali adalah salah satu jenis senyawa hidroksida terlarut dari logam. Zat ini identik dengan sifat basa kuat karena dapat mengubah warna kertas lakmus dari merah menjadi biru dan dapat bereaksi dengan asam untuk menghasilkan garam netral.
Senyawa alkali adalah zat yang dapat membentuk ion OH– saat ditambahkan ke air. Oleh karena itu, senyawa ini larut dalam air untuk membentuk larutan yang memiliki nilai pH lebih tinggi dari 7. Secara menyeluruh, nilai pH larutan senyawa hidroksida logam ini akan lebih besar dari 7.
Apabila Anda mengingat tabel periodik unsur kimia, maka logam ini merupakan kelompok unsur blok-s dalam tabel periodik yang terletak di Grup. Letak logam ini dapat Anda temukan pada sisi paling kiri tabel periodik atau sebagai golongan IA.
Logam ini disebut demikian karena kemampuannya dalam membentuk larutan hidroksida logam yang kuat ketika bereaksi dengan air. Unsur-unsur logam ini mudah larut dalam air, melepaskan elektron, dan menghasilkan ion positif (kation).
Adapun unsur-unsur yang tergolong alkali adalah litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs), dan fransium (Fr). Logam-logam ini termasuk dalam salah satu elemen paling reaktif yang ada dalam tabel periodik.
Meskipun Hidrogen (H) letaknya juga berada di dalam golongan logam ini, unsur tersebut tidak dianggap sebagai logam alkali. Sebab, sebagian besar hidrogen ditemukan dalam gas dan beberapa sifatnya mirip dengan halogen. Sehingga, banyak ahli yang tidak menganggapnya sebagai senyawa hidroksida logam sejati.
Perbedaan Basa dan Alkali
Istilah basa dan alkali sering kali digunakan secara bergantian. Akan tetapi, keduanya memiliki perbedaan yang cukup signifikan. Senyawa basa cenderung tidak mudah larut dalam air, tidak semua basa adalah alkali, dan berguna untuk menetralkan asam. Contohnya seperti seng hidroksida dan tembaga oksida.
Sedangkan alkali adalah basa yang larut dalam air, semua alkali bersifat basa, dan melepaskan ion OH- lalu menerima proton. Contohnya seperti kalium hidroksida dan natrium hidroksida.
Konfigurasi Elektron Logam Alkali
Logam alkali adalah logam yang berada dalam kelompok pertama tabel periodik. Pengelompokan tersebut membuat logam ini memiliki satu elektron di kulit terluarnya.
Konfigurasi elektron umumnya adalah ns¹. Misalnya, konfigurasi elektron lithium adalah 1s², 2s¹. Lithium dapat kehilangan elektron di kulit terluar dengan mudah untuk membentuk ion positif.
Konfigurasi elektron secara rinci bisa Anda lihat di bawah ini:
- Lithium (Li) : [He]2s¹
- Natrium (Na): [Ne]3s¹
- Kalium (K): [Ar]4s¹
- Rubidium (Rb): [Kr]5s¹
- Cesium (Cs): [Xe]6s¹
- Fransium (Fr) umumnya tidak memiliki konfigurasi elektron karena merupakan unsur radioaktif.
Sifat-Sifat Fisika dari Alkali
Perlu Anda ketahui bahwa unsur-unsur alkali adalah kelompok unsur kimia yang juga memiliki berbagai sifat fisika yang menarik. Berikut ini beberapa sifat fisika yang khas darinya:
1. Jari-jari Atom dan Ionik Unsur
Jari-jari atom dan jari-jari ionik pada satu kolom akan semakin meningkat dalam garis lurus ke bawah. Selain itu, ketimbang golongan-golongan yang lain, setiap logam dari golongan IA memiliki jari-jari terbesar dari elemen apa pun. Adapun urutan jari-jari atom dan ionik unsur alkali adalah Li Ë‚ Na Ë‚ K Ë‚ Rb Ë‚ Cs.
2. Densitas
Unsur senyawa hidroksida logam ini memiliki kepadatan terendah karena memiliki jari-jari dan volume terbesar. Akibatnya, sifat unsur ini menjadi sangat lunak dan dapat dipotong dengan pisau. Contohnya, unsur-unsur Lithium, Natrium, dan Kalium lebih ringan daripada air, terlebih karena Kalium (K) memiliki kepadatan terendah.
3. Karakter Logam Elektropositif
Logam alkali adalah logam elektropositif yang mudah membentuk kation dengan melepaskan satu-satunya elektron dari kulit valensi. Lithium adalah logam paling elektropositif yang ada dalam tabel periodik.
4. Energi Ionisasi
Energi ionisasi logam ini akan berkurang seiring dengan semakin ke bawahnya urutan di tabel periodik. Atom lithium yang lebih kecil membutuhkan energi ionisasi tertinggi untuk menghilangkan elektron valensi.
Meningkatnya ukuran atom, justru semakin menurunkan tarikan elektrostatik inti ke elektron sehingga memudahkan elektron untuk melepaskan diri dari kulit valensinya. Dengan meningkatnya nomor atom, energi ionisasi berkurang. Urutan penurunan energi ionisasi adalah Li > Na > K > Rb > Cs.
5. Kelarutan atau Hidrasi Ion
Dalam golongan alkali, ion yang paling mudah larut adalah ion lithium. Ketika ukuran ion meningkat, maka kelarutan akan menurun. Cesium menjadi ion logam yang paling tidak mudah larut dalam air.
Sifat ionik dan ukuran suatu zat mempengaruhi kelarutannya dalam air. Ion yang lebih kecil memiliki kerapatan muatan yang lebih tinggi dan dapat dilarutkan oleh lebih banyak molekul air.
Oleh karena itu, larutan dapat menghasilkan entalpi hidrasi yang lebih tinggi dan ion terhidrasi dengan lebih stabil. Urutan kelarutan logam senyawa hidroksida logam ini yaitu Li > Na > K > Rb > Cs.
6. Potensi Reduksi
Reduktor adalah zat yang dengan mudah menyumbangkan elektronnya dan membentuk ion positif. Logam ini dapat dengan mudah menyumbangkan elektronnya dan membentuk ion positif, serta dianggap sebagai zat pereduksi yang baik.
Potensial reduksi unsur-unsur berbanding terbalik dengan energi ionisasi unsur-unsur karena ketika energi ionisasi berkurang, potensi reduksi justru meningkat.
Seperti yang Anda ketahui dalam kasus logam ini, energi ionisasi berkurang sepanjang periode sehingga potensial reduksi meningkat. Sehingga, urutan potensi reduksi alkali adalah E Na Ë‚ E K Ë‚ E Rb Ë‚ E Cs
7. Warna Api
Energi yang berguna untuk transisi elektronik antara tingkat energi yang tersedia dalam elemen blok-s jatuh di wilayah spektrum yang terlihat. Akibatnya, ketika senyawa dipanaskan, zat-zat logam memiliki warna nyala api yang berbeda.
Sifat-Sifat Kimia dari Alkali
Unsur-unsur senyawa hidroksida logam ini memiliki sejumlah sifat kimia yang khas dan menonjol. Berikut adalah beberapa sifat-sifat kimia yang mencirikan unsur-unsur alkali:
1. Hidrida
Pada suhu yang lebih tinggi, logam senyawa hidroksida logam ini bereaksi dengan hidrogen untuk membentuk hidrida logam. Dengan kata lain, ion hidrida dilepaskan oleh hidrida logam.
2. Nitrida
Nitrida dapat terbentuk ketika logam bereaksi bahkan dengan nitrogen atmosfer. Proses ini menghasilkan senyawa yang disebut nitrida logam.
3. Oksida
Sifat berkilau akan muncul ketika senyawa ini bereaksi dengan oksigen atmosfer atau biasa disebut proses oksida. Namun, sifat oksida yang terbentuk akan memiliki keadaan yang berbeda.
Atom lithium yang lebih kecil membentuk oksida normal, sedangkan atom natrium membentuk peroksida dan atom yang lebih besar membentuk superoksida. Karena logam bereaksi dengan nitrogen, oksigen, dan air di udara, maka logam-logam ini selalu tersimpan dalam minyak tanah untuk mencegah terjadinya reaksi tersebut.
4. Hidroksida
Reaksi air dan logam senyawa hidroksida logam ini dapat menghasilkan hidroksida logam dan membebaskan hidrogen. Reaksi logam alkali dengan air adalah salah satu ilustrasi paling klasik dari sifat reaktif logam yang kuat dan berpotensi membahayakan jika tidak Anda lakukan dengan hati-hati.
5. Halida
Semua zat dari golongan IA bereaksi dengan gugus golongan halogen yang terdiri dari fluor, klor, brom dan yodium untuk membentuk halida. Reaktivitas halida menurun dari fluor ke yodium.
Penggunaan Alkali dalam Kehidupan Sehari-hari
Unsur-unsur senyawa hidroksida logam ini memiliki berbagai penggunaan penting dalam kehidupan sehari-hari, baik dalam bentuk unsur murni maupun senyawa kimia yang dihasilkannya. Berikut adalah beberapa penggunaan utama alkali dalam kehidupan:
- Lithium umumnya berguna dalam pembuatan baterai lithium-ion. Sedangkan lithium oksida dapat membantu pemrosesan silika.
- Paduan dari lithium klorida berguna untuk mematri bagian aluminium.
- Kombinasi lithium metalik dengan magnesium dan aluminium dapat menciptakan paduan produk yang sangat kokoh dan ringan.
- Lithium juga bermanfaat dalam bidang medis, khususnya untuk alat pacu jantung.
- Natrium klorida berguna sebagai garam dapur.
- Cesium sebagai cesium sulfida bermanfaat dalam pembangkit listrik termoelektrik.
- Logam natrium murni memiliki banyak manfaat, termasuk berguna dalam lampu uap natrium. Lampu ini menghasilkan cahaya yang sangat efisien apabila Anda bandingkan dengan jenis pencahayaan lainnya dan dapat membantu menghaluskan permukaan logam lain.
- Sodium berguna dalam proses pemurnian berbagai jenis logam.
- Kalium memiliki banyak kegunaan dalam sabun, pembersih, deterjen dan pertambangan emas.
- Senyawa kalium sering bermanfaat sebagai pupuk karena kalium merupakan nutrisi penting bagi tanaman.
- Kalium hidroksida adalah basa yang sangat kuat yang sering bermanfaat untuk mengatur pH berbagai zat.
Sudah Paham dengan Konsep Alkali dalam Kimia?
Dalam artikel ini, Anda telah menjelajahi ilmunya dengan memahami pengertian, fungsi, sifat-sifatnya, dan mengetahui berbagai contoh penerapannya. Alkali adalah senyawa yang berperan penting dalam berbagai aspek kehidupan, mulai dari industri hingga kesehatan dan lingkungan.
Pemahaman yang lebih dalam tentang senyawa hidroksida logam ini membantu untuk lebih menghargai kontribusi pentingnya dalam dunia ini serta meningkatkan kesadaran akan aplikasi-aplikasi yang melibatkannya dalam kehidupan sehari-hari.
