Makalah
Konsep Unsur-Unsur Golongan IIIA
disusun untuk memenuhi tugas kelompok mata kuliah Kimia Unsur yang diasuh oleh Dra. Sri
Wardhani, M.Si
Tim penyusun:
Kelompok 8
Ryzki Martha Anjani 105090201111010
Randhy Dwi Rendrahadi 105090201111012
Ersalina Nidianti 105090203111003
Silzha Eka Prasetya Irawan 105090204111002
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2012
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat ALLAH SWT yang telah memberikan
rahmat dan hidayah- Nya, sehingga penulis mampu menyelesaikan Tugas Makalah Kimia
Unsur dengan tema “Golongan III A”
Makalah ini merupakan suatu pemikiran dan gagasan dari suatu permasalah pada
golongan III A dan memberikan solusinya dengan cara mencari informasi dan study literatur
di buku – buku kimia serta internet. .
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Sri Wardhani, M.Si selaku dosen
pengampu mata kulia kimia unsur, para orang tua yang telah memberi dukungan moril dan
materil, teman-teman kimia 2010 B dan penulis juga mengucapkan terima kasih kepada para
pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih terdapat kekurangan
dan jauh dari kesempurnaan yang diharapkan . Oleh karena itu, saran dan kritik yang dapat
membangun penulis sangat diharapkan agar penulis dapat lebih baik lagi dalam karya
berikutnya.
Semoga makalah yang kami buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada khususnya
dan masyarakat pada umumnya sehingga dapat menambah wawasan kita semua sehingga
bumi kita dapat menjadi lebih baik di masa depan.
Malang,September 2012
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam tabel periodik unsur, golongan IIIA merupakan salah satu golongan
yang unik untuk dipelajari karena unsur-unsurnya memiliki beberapa perbedaan
karakteristik yang cukup bervariasi, sehingga muncul anggapan bahwa penempatan
kelima unsur yang ada pada golongan IIIA dimungkinkan hanya berdasarkan
kesamaan elektron valensi yang dimiliki masing-masing unsur dalam golongan IIIA.
Tidak seperti golongan IA dan IIA yang telah dibahas sebelumnya bahwa
unsur-unsur kedua golongan tersebut memiliki kesamaan sifat pada masing-masing
golongannya, golongan IIIA hanya secara fisik dapat terlihat bagaimana
perbedaannya. Namun tetap terdapat beberapa kesamaan sifat yang mendukung
tepatnya penempatan kelima unsur tersebut ditempatkan dalam satu golongan IIIA.
Untuk mengkaji lebih lanjut bagaimana karakteristik golongan IIIA maka perlu
dilakukan perumusan masalah dan pengkajian literatur untuk menjelaskan lebih lanjut
bagaimana karakteristik, sifat fisik - sifat kimia, manfaat, dan unsur-unsur yang
terdapat dalam golongan IIIA.
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam makalah ini adalah :
a. Bagaimana karakteristik unsur-unsur golongan IIIA secara umum yang disebut-
sebut memiliki perbedaan sifat yang cukup bervariasi?
b. Sifat fisik dan sifat kimia yang dimiliki golongan III A, serta bagaimana
perbedaannya dengan golongan IA dan II A?
c. Apa manfaat dari masing-masing unsur golongan IIIA dalam kehidupan sehari-
hari?
d. Bagaimana reaksi-reaksi yang dapat terjadi pada golongan IIIA?
C. Batasan Masalah
Dari rumusan masalah, maka batasan masalah makalah ini adalah :
a. Karakteristik golongan IIIA secara umum
b. Sifat fisik dan kimia golongan IIIA secara umum
c. Reaksi-reaksi yang dapat terjadi pada golongan IIIA secara umum
d. Manfaat unsur-unsur golongan IIIA secara umum
e. Unsur-unsur golongan IIIA secara umum
D. Tujuan
a. Memahami karakteristik dan sifat-sifat golongan IIIA
b. Memahami manfaat unsur-unsur golongan IIIA
c. Memahami unsur-unsur golongan IIIA
d.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Golongan IIIA
Unsur-unsur pada golongan IIIA mencakup satu unsur non-logam dan empat
unsur lainnya yang memiliki sifat kelogaman yang sama (Miessler, 1991). Unsur-
unsur pada golongan IIIA menunjukkan perbedaan sifat yang cukup bervariasi. Boron
merupakan unsur non-logam, aluminium merupakan unsur logam namun
menunjukkan banyak kemiripan sifat kimia dengan boron, dan unsur sisanya
seluruhnya memiliki karakteristik sebagai unsur logam (Sharpe, 1992).
Gambar 1. Unsur-Unsur Golongan IIIA (Anonim, 2012)
Meskipun keadaan oksidasi positif tiga (+3) merupakan karakteristik utama
untuk semua unsur golongan IIIA, keadaan positif satu (+1 atau + saja) terdapat dalam
senyawaan semua unsur golongan IIIA kecuali boron, dan untuk thallium keadaan
tersebut merupakan keadaan oksidasi yang stabil. Faktanya thallium menunjukkan
kemiripan dengan banyak unsur lain (alkali tanah, perak, merkuri, dan timbal )
sehingga disebut duckbill platypus di antara unsur-unsur lainnya (Sharpe, 1992).
B. Sifat Fisik dan Kimia
a. Sifat Fisik
Unsur-unsur dari golongan IIIA adalah boron (B), aluminium (Al), galium (Ga), indium (In), dan thalium (Th). Golongan ini memiliki sifat yang berbeda dengan golongan IA dan golongan IIA. Berikut sifat-sifat fisik dari golongan IIIA :
Tabel 1. Sifat-sifat Fisik Unsur Golongan IIIA
Karakteristik B Al Ga In Tl
Nomor atom
Konfugurasi
elektron
5
[He]
2 s22 p1
13
[Ne]
3 s23 p1
31
[Ar]
3 d10 4 s2 4 p1
49
[Kr]
4 d105 s2 5 p1
81
[Xe]
4 f 14 5d106 s2 6 p1
Jari-jai atom
(Å)
∆ H○
atomisasi (kJ
mol−1)
Titik leleh
(○C)
Titik didih
(○C)
Energi
ionisasi
pertama (kJ
mol−1)
Energi ionisai
kedua (kJ
mol−1)
Energi
ionisasi ketiga
(kJ mol−1)
Energi
ionisasi
keempat (kJ
mol−1)
Jari-jari ion
(Å)
E○ M3+ (aq) +
e ↔ M/V
-
565
2250
2550
800
2428
3650
25000
-
-
1,43
324
660
2500
578
1817
2745
11600
0,53
- 1,66
1,22
272
30
2400
579
1979
2962
6190
0,62
-0,53
1,62
244
157
2100
558
1820
2705
5250
0,80
-0,34
1,70
180
303
1475
589
1970
2880
4890
0,90
+0,72
b. Sifat Kimia
Unsur – unsur golongan III A lebih bersifat logam. Kimiawi
senyawanya lebih ionik, meskipun demikian banyak senyawanya yang berada
pada garis batas sifat ionik – kovalen. Dalam hal sifatnya sebagai asam lewis,
kekuatan golongan III Amenurun dari atas ke bawah dalam satu golonga ( B >
Al > Ga > ln ~ TI.
c. Reaksi-Reaksi
Reaksi- reaksi yang terjadi pada Golongan III A yaitu sebagai berikut :
1. Boron
Reaksi dengan Udara
4B + 3O2 (g) → 2 B2O
Reaksi dengan Air
Boron tidak dapat beraksi dengan air pada kondisi normal
Reaksi dengan Halogen
2B(s) + 3X2(g) 2BX3
X = F,Cl,Br,I
Reaksi dengan Asam
Boron tidak bereaksi dengan pemanasan asam, misalnya asam
hidroklorida (HCl) ataupun dengan pemanasan asam hidroflourida (HF).
Boron dalam bentuk serbuk mengoksidasi dengan lambat ketika
ditambahkan dengan asam nitrat.
2. Aluminium
Reaksi dengan Udara
Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan. Permukaan
logam aluminium dilapisi dengan lapisan oksida yang membantunya
melindungi logam agar tahan terhadap udara. Jadi, aluminium tidak
bereaksi dengan udara. Jika lapisan oksida rusak, logam aluminium
bereaksi untuk menyerang (bertahan). Aluminium akan terbakar dalam
oksigen dengan nyala api, membentuk aluminium (III) oksida
Al2O3.4Al (s) + 3O2 (l ) → 2 Al2O3
Reaksi dengan Air
Aluminium tidak dapat bereaksi dengan air, hal ini dikarenakan
logam aluminium juga tidak dapat bereaksi dengan air karena adanya
lapisan tipis oksida
Reaksi aluminium dengan halogen
Aluminium dapat bereaksi dengan unsur –unsur halogen seperti
iodin (I2), klorin (Cl2), bromine (Br2), membentuk aluminium halida
menjadi aluminium (III) iodida, aluminium (III) bromida, aluminium
(III) klorida.
2Al (s) + 3I2 (l) → 2 Al2I6 (s)
2Al (s) + 3Cl2 (l) → 2 Al2 Cl3
2Al (s) + 3Br2 (l) → 2 Al2 Br6
Reaksi aluminium dengan asam
Logam aluminium larut dengan asam sulfur membentuk larutan
yang mengandung ion Al (III) bersama dengan gas hidrogen.
2Al (s) + 3H2SO4 (aq) → 2Al 3+ (aq) + 2SO4 2- (aq) + 3H2 (g)
2Al (s) + 6HCl (aq) → 2Al 3+ (aq) + 6Cl- (aq) + 3H2 (g)
Reaksi aluminium dengan basa
Aluminium larut dengan natrium hidroksida.
2Al (s) + 2 NaOH (aq) + 6 H2O → 2Na+(aq) + 2 [Al (OH)4]- + 3H2 (g)
3. Galium
Reaksi galium dengan asam
Ga2O3 + 6 H+ → 2 Ga3+ + 3 H2
Ga (OH)3 + 3 H+ → Ga3+ + 3 H2O
Reaksi galium dengan basa
Ga2O3 + 2 OH- → 2 Ga(OH)4-
Ga (OH)3 + OH- → Ga(OH)4-
4. Indium
Reaksi indium dengan udara
In3+ + O2 → In2O3
Reaksi indium dengan asam
Indium bereaksi dengan HNO3 15 M
In3+ + 3HNO3 → In(NO3)3 + 3H+
Indium juga bereaksi dengan HCl 6M
In3+ + 3HCl → InCl3 + 3H+
5. Talium
Reaksi talium dengan udara
Talium bereaksi dengan oksida mirip dengan Galium, namun
Talium hanya menghasilkan TI2O3 yang berwarna hitam cokelat yang
terdekomposisi menjadi Tl2O pada suhu 100oC
2 Tl (s) + O2 (g) → Tl2O
Reaksi Talium dengan air
Talium kelihatannya tidak bereaksi dengan air. Logam talium
memudar dengan lambat dalam air basah atau larut dalam air
menghasilkan racun thalium (I) hidroksida
2 Tl (s) + 2H2O (l) → 2 TlOH (aq) + H2 (g)
Reaksi Talium dengan halogen
Logam talium bereaksi dengan hebat dengan unsur-unsur halogen
seperti flourin (F2), klorin (Cl2), dan bromin (Br2) membentuk thalium
(III) flourida, thalium (III) klorida, dan thalium (III) bromida. Semua
senyawa ini bersifat racun.
2 Tl (s) + 3 F2 (g) → 2 TiF3 (s)
2 Tl (s) + 3 Cl2 (g) → 2 TiCl3 (s)
2 Tl (s) + 3 Br2 (g) → 2 TiBr3 (s)
Reaksi talium dengan asam
Talium larut dengan lambat pada asam sulfat atau asam klorida
(HCl) karena racun garam talium yang dihasilkan tidak larut.
C. Manfaat
Unsur-unsur golongan IIIA terdapat dalam banyak batuan dan mineral dalam
kerak bumi. Batuan dan mineral tersebut ditambang dari dalam bumi agar dapat
dimanfaatkan. Aluminium merupakan unsur yang paling sering digunakan dalam
golongan IIIA. Aluminium banyak digunakan dalam bidang rumah tangga, industri,
dan transportasi. Aluminium digunakan sebagai bingkai jendela, kabel listrik,
peralatan udara, dan kaleng minuman. Boron digunakan untuk membuat
semikonduktor, peralatan gelas, dan produk pembersih. Boron juga digunakan dalam
pestisida, peralatan pelidung api, dan pengobatan kanker. Gallium digunakan dalam
semikonduktor, superkomputer, dan telepon selular. Thallium digunakan untuk
membuat beberapa benda seperti peralatan gelas spesial dengan titik lebur rendah, sel
fotoelektrik, dan pengobatan nuklir. Indium tidak memiliki banyak kegunaan, namun
juga digunakan dalam pembutan bebrapa benda seperti sistem sprinkler dan
semikonduktor (Hasan, 2010).
D. Unsur-Unsur Golongan IIIA
a. Boron
Boron memiliki simbol kimia B, nomor atom 5. Boron ditemukan
dalam berbagai mineral seperti boraks, tetraborate natrium, Na2B4O7.10H2O.
Nama boron berasal dari bahasa Arab Buraq, "putih." Merupakan elemen yang
relatif langka di kerak bumi, sekitar 0,001%. Di Amerika Serikat, boraks
ditemukan dalam jumlah besar di California, di danau air asin Searles dan di
gurun Mojave. Boraks Molten bereaksi dengan oksida logam membentuk borat
yang larut dalam larutan, sehingga berguna pada pengelasan dan fluks solder.
Borax terhidrolisis dalam air membentuk larutan sedikit basa. Konfigurasi
elektron boron adalah 1s 2s 2p. Senyawa boron lainnya yang sering digunakan
adalah asam orthoboric, atau asam borat atau boraks, H3BO3, dan trioksida
boron, B2O3. Boron ditemukan oleh Davy, Gay-Lussac dan Thenard pada
tahun 1808. Boron murni pertama diproduksi oleh Weintraub pada tahun 1909
berupa bubuk coklat-hitam amorf. Boron murni dapat dibuat sebagai kristal
keras monoklinik kuning yang menyerupai silikon semikonduktor. Kristal
boron merupakan isolator pada suhu rendah, namun menjadi konduktor pada
temperatur tinggi. Kepadatan kristal boron adalah 2,34 g / cc, amorf boron
2,37. Meleleh pada 2300 ° C dan mendidih pada 2.550 ° C, sehingga
merupakan zat yang sangat tahan api. Serat boron telah digunakan dalam
material komposit karena kekuatan mereka yang besar (Calvert, 2009).
b. Aluminium
Aluminium merupakan unsur dari golongan IIIA yang juga merupakan
unsur logam yang mudah dijumpai dalam kerak bumi dan batuan. Unsur ini
biasa ditemukan ebagai oksida tehidrat seperti baukit, Al2O3.nH2O dan kryolit,
Na3AlF6(Cotton, 1989). Aluminium dibuat dalam skala besar dari bauksit,
Al2O3.nH2O. Dimurnikan dengan pelarutan dalam NaOH dan diendapkan
ulang sebagai Al(OH)2 dengan menggunakan CO2, hasil dehidrasinya
dilarutkan dalam lelehan kryolit, dan lelehannya dielektrolisis. Aluminium
adalah logam yang keras, kuat, dan berwarna putih. Meskipun elektropositif,
namun tahan terhadap korosi karena lapian oksida yang kuat dan liat.
Aluminium larut dalam asam mineral encer. Patung Anteros di Piccadilly
Circus, London, dibuat pada tahun 1893 dan merupakan salah satu patung
pertama yang terbuat dari aluminium. Logam ini pertama kali diproduksi pada
tahun 1825 dalam bentuk murni oleh fisikawan sekaligus kimiawan Denmark
Hans Christian Oersted. Dia mereaksikan aluminium klorida anhidrat dengan
amalgam potasium, menghasilkan gumpalan logam tampak mirip dengan
timah. Friedrich Wöhler sadar dari eksperimen dan dikutip mereka, tapi setelah
mengulangi percobaan dari Ørsted ia menyimpulkan bahwa logam ini adalah
kalium murni. Dia melakukan percobaan serupa pada tahun 1827
menggunakan aluminium klorida anhidrat dengan kalium dan menghasilkan
aluminium. Selanjutnya, Pierre Berthier menemukan aluminium dalam bijih
bauksit dan berhasil mengekstraknya (Sharpe, 1992).
c. Gallium
Gallium merupakan suatu unsur kimia dengan simbol Ga dan nomor
atom 31. Unsur ini tidak berada dialam bebas sebagai unsurnya, namun ebagai
senyawaannya dalam bijih bauksit dan seng. Keberadaan galium pertama kali
diprediksi oleh kimiawan Rusia Dmitri Mendeleev pada tahun 1875, yang
menamakannya "eka-aluminium" atas dasar posisinya dalam tabel periodik
nya. Gallium ditemukan oleh Paul Emile Lecoq de Boisbaudran pada 1875
dengan percobaan spektrum karakteristik (dua garis ungu) dalam pemeriksaan
sampel sfalerit. Kemudian Lecoq memperoleh logam bebas dengan elektrolisis
hidroksida dalam larutan kalium hidroksida . Nama gallium berasal dari kata
"Gallia", dari bahasa Latin yang berarti Gaul Gallia. Dari penemuannya pada
tahun 1875 sampai dengan era semikonduktor, penggunaan utamanya untuk
aplikasi thermometric (Ball, 2002).
d. Indium
Indium merupakan logam berwarna putih keperakan. Kepadatan
indium lebih tinggi dari galium, tetapi lebih rendah dibandingkan dengan
talium. Pada 1863, para ahli kimia Jerman Ferdinand Reich dan Hieronymous
Theodor Richter menguji bijih dari tambang sekitar Freiberg, Saxony. Mereka
menguraikannya dalam asam klorida dan seng klorida. Pada tahun 1924,
indium ditemukan memiliki kemampuan yang berharga untuk menstabilkan
logam non-ferrous. Awal produksi indium semikonduktor dimulai pada tahun
1952. Indium diproduksi terutama dari residu yang dihasilkan selama
pengolahan bijih seng , ditemukan dalam besi, timah, dan bijih tembaga.
Penerapan skala besar pertama untuk indium adalah sebagai pelapis untuk
bantalan dalam performa tinggi mesin pesawat selama Perang Dunia II
(Schampera, S., 2002).
e. Thallium
Thallium adalah suatu unsur kimia dengan simbol Tl dan nomor atom
81. Ini logam sedikit lunak abu-abu, tidak ditemukan bebas di alam. Ketika
terisolasi menyerupai timah, namun luntur bila terkena udara. Kimiawan
William Crookes dan Claude-Auguste Lamy menemukan thallium secara
independen pada tahun 1861, dalam residu produksi asam sulfat. Keduanya
menggunakan metode baru dikembangkan dari spektroskopi api, di mana
talium menghasilkan garis spektral terkenal hijau. Talium, dari bahasa Yunani,
thallos, yang berarti menembak atau ranting hijau (Hasan, 2009).
BAB III
PEMBAHASAN
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
4.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
Cotton, F.A. ,Wilkinson, G., 1989, Kimia Anorganik Dasar, UI Press, Jakarta
Sharpe, A. G., 1992, Inorganic Chemistry 3rd Edition, Longman Scientific and Technical, John Willey and Sons, Inc., New York
