Unsur kimia golongan III A

BAB I

PENDAHULUAN

A.    LATAR BELAKANG

Alam semesta ini kaya akan kandungan unsur-unsur kimia. Hingga saat ini unsur-unsur kimia berjumlah sekitar 114 unsur. Unsur-unsur tersebut dikelompokkan berdasarkan kesamaan sifatnya ke dalam beberapa golongan, yaitu golongan A (golongan utama) dan golongan B (golongan transisi). Selain itu unsur-unsur kimia dapat dikelompokkan menjadi unsur logam, unsur non-logam, semi logam dan gas mulia. Salah satu golongan utama (Golongan A) yaitu 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.

Unsur-unsur dari golongan IIIA adalah boron (B), alumunium (Al), galium (Ga), indium (In), dan thalium (Th). Baron merupakan unsur  non-logam, sedang alumunium merupakan unsur logam namun menunjukkan banyak kemiripan sifat kimia dengan baron, dan unsur sisanya seluruhnya memiliki karakteristik sebagai unsur logam (Sharpe, 1992). Semua benda yang ada di alam inimengandung unsur kimia, baik dalam bentuk logam, unsur bebas, senyawa, atau paduan logamnya. Selain memberikan manfaat, beberapa unsur kimia memberikan dampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan. Kegunaan dan dampak beserta cara pencegahannya tidakterlepas dari sifat yang dimiliki unsur-unsur tersebut. Melalui makalah ini kami harapkan pembaca dapat memahami dan mengetahui kimia unsur khususnya golongan IIIA lebih spesifik lagi.

B.     RUMUSAN MASALAH

1.      Apakah pengertian golongan III A?

2.      Bagaimana kelimpahan unsur golongan III A?

3.      Bagaimana sifat-sifat golongan unsur III A?

4.      Bagaimana reaksi-reaksi dari unsur-unsur logam utama golongan  III A?

5.      Bagaimana kegunaan unsur-unsur logam utama golongan III A?

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Golongan III A

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).

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.     Kelimpahan Unsur-Unsur Golongan IIIA

1.      BORON

Ada dua alotrop boron; boron amorfus adalah serbuk coklat, tetapi boron metalik berwarna hitam. Bentuk metaliknya keras (9,3 dalam skala Moh) dan konduktor yang buruk dalam suhu kamar. Tidak pernah ditemukan bebas dalam alam.Unsur ini tidak ditemukan di alam, tetapi timbul sebagai asam othorboric dan biasanya ditemukan dalam sumber mata air gunung berapi dan sebagai borates di dalam boron dan colemantie. Ulexite, mineral boron yang lain dianggap sebagai serat optik alami.  Sumber-sumber penting boron adalah rasorite (kernite) dan tincal (bijih borax). Kedua bijih ini dapat ditemukan di gurun Mojave. Tincal merupakan sumber penting boron dari Mojave. Deposit borax yang banyak juga ditemukan di Turkey.  Boron muncul secara alami sebagai campuran isotop ¹⁰B sebanyak 19.78% dan isotop ¹¹B 80.22%.

2.      ALUMUNIUM

Aluminium terdapat melimpah dalam kulit bumi, yaitu sekitar 7,6 %.  Dengan kelimpahan sebesar itu, aluminium merupakan unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon, serta merupakan unsur logam yang paling melimpahtetapi tidak ditemukan dalam bentuk unsur bebas di alam. Mineral aluminium yang bernilai ekonomis adalah bauksit yang merupakan satu-satunya sumber aluminium. Bauksit mengandung aluminium dalam bentuk aluminium oksida (Al₂O₃). Kriloit digunakan pada peleburan aluminium, sedangkan tanah liat banyak digunakan untuk membuat batubata, keramik.

3.      GALIUM 

Terdapat dalam jumlah yg sedikit di alam, yaitu dalam bentuk bauksit, pirit, magnetit dan kaolin. Biji Galium (Ga) sangat langka tetapi Galium (Ga) terdapat di logam-logam yang lain. Kelimpahan Galium dalam kulit bumi (ppm) sebesar  15.  Indium tidak pernah ditemukan dalam bentuk logam bebas di alam, tetapi dalam bentuk sulfida (In₂S₃) dan dalam bentuk campuran seng, serta biji tungsten, timah dan besi. Kelimpahan Indium  dalam kulit bumi (ppm) sebesar  0,1.

4.      INDIUM 

Berasal dari garis terang indigo pada spektrumnya. Unsur ini ditemukan oleh Reich and Richter, yang kemudian mengisolasi logam ini. Sampai pada tahun 1924, hanya satu gram yang tersedia di seluruh dunia dalam bentuk terisolasi. Ketersediaanya mungkin sebanyak perak. Sekitar 4 juta troy ons indium diproduksi di negara-negara maju. Kanada memproduksi lebih dari 1 juta troy ons setiap tahunnya.  

5.      TALIUM 

Ditemukan secara spektroskopis oleh Crookes pada tahun 1861. Nama elemen ini diambil dari garis hijau di spektrumnya. Logam ini berhasil diisolasi oleh Crookes dan Lamy pada tahun 1862 pada saat yang bersamaan. Thalium adalah unsur kimia dengan simbol Tl dan mempunyai nomor atom 81. Talium terdapat di crooksite, lorandite, dan hutchinsonite. Ia juga ada dalam pyrites. Manganes nodules, ditemukan di dasar samudera juga mengandung talium. (http://uhibbu-ilaiki.blogspot.com/2013/06/sifat-fisika-dari-unsur-unsur-logam.html)

C.    Sifat – sifat unsur golongan III A

Sifat Fisika

Unsur	B	Al	Ga	In	Tl
Nomor atom	5	13	31	49	81
Jari –jari atom (A0)	0,80	1,25	1,24	1,50	1,55
Jari –jari ion (A0)	-	0,45	0,60	0,81	0,95
Kerapatan (g/cm3)	2,54	2,70	5,90	7,30	11,85
Titik Leleh (0K)	2300	932	303	429	577
Titik Didih (0K)	4200	2720	2510	2320	1740
Energi ionisasi (I) (kJ/mol)	807	577	579	556	590
Energi ionisasi (II) (kJ/mol)	2425	1816	1979	1820	1971
Energi ionisasi (III) (kJ/mol)	3658	2744	2962	2703	2874

Tabel diatas menunjukkan ringkasan beberapa sifat penting dari unsur-unsur golongan IIIA. Fakta yang terpenting pada tabel diatas adalah tingginya titik leleh Boron dan titik leleh Galium yang relatif rendah; peningkatan yang signifikan pada potensial reduksi dari atas ke bawah dalam satu golongan; tingginya energi ionisasi dari golongan nonlogam (boron) dan besarnya peningkatan kepadatan dari atas ke bawah dalam satu golongan.

Kecenderungan sifat logam golongan IIIA:

·       Jari-jari logam cenderung berkurang dari Ga- Tl, kecuali logam Al

·       Jari-jari ion cenderung meningkat dari Al – Tl

·       Energi ionisasi pertama unsur golongan IIIA cenderung berkurang dari Al – Tl

·       Keelektronegatifan unsur golongan IIIA cenderung bertambah dari Al – Tl

·       Titik cair unsur golongan IIIA cenderung bertambah dari Ga – Tl, kecuali Al memiliki titik cair yang besar

·       Titik didih unsur golongan IIIA cenderung berkurang dari Al – Tl

Sifat Kimia

·         Boron adalah unsur golongan IIIA dengan nomor atom lima. Boron memiliki sifat diantara logam dan nonlogam (semimetalik). Boron lebih bersifat semikonduktor daripada sebuah konduktor logam lainnya. Secara kimia boron berbeda dengan unsur- unsur satu golongannya. Boron juga merupakan unsur metaloid dan banyak ditemukan dalam bijih borax.

·         Aluminium tidak beracun (sebagai logam), nonmagnetik dan tidak memercik. Aluminium sangat lunak dan kurang keras. Aluminium adalah logam aktif seperti yang ditunjukkan pada harga potensial reduksinya dan tidak ditemukan dalam bentuk unsur di alam. Tahan korosi dan tidak beracun maka banyak digunakan untuk alat rumah tangga seperti panci, wajan dan lain-lain.

·         Galium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ga dan nomor atom 31. sebuah logam miskin yang jarang dan lembut, galium merupakan benda padat yang mudah rapuh pada suhu rendah namun mencair lebih lambat di atas suhu kamar dan akan melebur ditangan. Terbentuk dalam jumlah sedikit di dalam bauksit dan bijih seng.

·         Indium adalah logam yang jarang ditemukan, sangat lembut, berwarna putih keperakan dan stabil di dalam udara dan air tetapi larut dalam asam. Indium termasuk dalam logam miskin ( logam miskin atau logam post-transisi adalah unsur logam dari blok p dari tabel periodik, terjadi antara metalloid dan logam transisi, tetapi kurang dibanding dengan logam alkali dan logam alkali tanah, titik leleh dan titik didihnya lebih rendah dibanding dengan logam transisi dan mereka lebih lunak). Indium ditemukan dalam bijih seng tertentu. Logam indium dapat menyala dan terbakar.

·         Thalium adalah unsur kimia dengan simbol Tl dan mempunyai nomor atom 81. Thalium adalah logam yang lembut dan berwarna kelabu dan lunak dan dapat dipotong dengan sebuah pisau. Thalium termasuk logam miskin. Thalium kelihatannya seperti logam yang berkilauan tetapi ketika bersentuhan dengan udara, thalium dengan cepat memudar menjadi warna kelabu kebiru-biruan yang menyerupai timbal. Jika thalium berada di udara dalam jangka waktu yang lama maka akan terbentuk lapisan oksida pada thalium. Jika thalium berada di air maka akan terbentuk thalium hidroksida. Oksida akan terbentuk jika membiarkan talium di udara dan hidrida dapat terbentuk jika tercampur dengan air. Logam ini sangat lunak dan mudah dibentuk. Ia dapat dipotong dengapisau. 

(http://badrun14.student.fkip.uns.ac.id/2014/06/20/sifat-kimia-golongan-iiia/)

D.    Reaksi-Reaksi Dari Unsur-Unsur Logam Utama Golongan IIIA.

1.      Boron

·         Reaksi boron dengan udara

Kemampuan boron bereaksi dengan udara bergantung pada kekristalan sampel tersebut, suhu, ukuran partikel, dan kemurniannya. Boron tidak bereaksi dengan udara pada suhu kamar. Pada temperatur tinggi, boron terbakar membentuk boron (III) Oksida, B₂O₃.

4B + 3O_2 (g) → 2 B ₂O₃

·         Reaksi boron dengan air

Boron tidak bereaksi dengan air pada kondisi normal

·         Reaksi boron dengan halogen

Boron bereaksi dengan hebat pada unsur –unsur halogen seperti flourin (F₂), klorin (Cl₂), bromine (Br₂), membentuk trihalida menjadi boron (III) flourida, boron (III) bromida, boron (III) klorida.

2B _(s) + 3F_2 (g) → 2 BF₃

2B _(s) + 3Cl_2 (g) → 2 BCl₃

2B _(s) + 3Br_2 (g) → 2 BBr₃

·         Reaksi boron dengan asam

Kristal boron tidak bereaksi dengan pemanasan asam hidroklorida (HCl) atau pemanasan asam hidroflourida (HF). Boron dalam bentuk serbuk mengoksidasi dengan lambat ketika ditambahkan dengan asam nitrat.

2.      Aluminium

·         Reaksi aluminium 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) + 3O_{2 (l )} → 2 Al₂O₃

·         Reaksi aluminium dengan air

Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan. Permukaan logam aluminium dilapisi dengan lapisan oksida yang membantunya melindungi logam agar tahan terhadap udara. Hal serupa juga terjadi pada reaksi aluminium dengan air.

·         Reaksi aluminium dengan halogen

Aluminium bereaksi dengan hebat pada 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) + 3I_2 (l) → 2 Al₂I_6 (s)

2Al _(s) + 3Cl_2 (l) → 2 Al₂ Cl₃

2Al _(s) + 3Br_2 (l) → 2 Al₂ Br₆

·         Reaksi aluminium dengan asam

Logam aluminium larut dengan asam sulfur membentuk larutan yang mengandung ion Al (III) bersama dengan gas hydrogen.

2Al _(s) + 3H₂SO_4 (aq) → 2Al ³⁺ _(aq) + 2SO₄ ^2- _(aq) + 3H_{2 (g)}

2Al _(s) + 6HCl _(aq) → 2Al ³⁺ _(aq) + 6Cl^- _(aq) + 3H_{2 (g)}

·         Reaksi aluminium dengan basa

Aluminium larut dengan natrium hidroksida.

2Al _(s) + 2 NaOH _(aq) + 6 H₂O → 2Na⁺_(aq) + 2 [Al (OH)₄]^- + 3H_{2 (g)}

3.      Galium

·         Reaksi galium dengan asam

Ga₂O₃ + 6 H⁺ → 2 Ga³⁺ + 3 H₂O

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⁺ + O_­2 → In_­2­O₃

·         Reaksi indium dengan asam

Indium bereaksi dengan HNO₃ 15 M

In³⁺ + 3HNO_­3 → In­(N­O₃)₃ + 3H⁺

Indium juga bereaksi dengan HCl 6M

In³⁺ + 3HCl → In­Cl₃ + 3H⁺

5.      Thalium

·         Reaksi talium dengan udara

Potongan logam thalium yang segar akan memudar dengan lambat memberikan lapisan oksida kelabu yang melindungi sisa logam dari pengokdasian lebih lanjut.

2 Tl _(s) + O_2 (g) → Tl₂O

·         Reaksi thalium dengan air

Thalium kelihatannya tidak bereaksi dengan air. Logam thalium memudar dengan lambat dalam air basah atau larut dalam air menghasilkan racun thalium (I) hidroksida

2 Tl _(s) + 2H₂O _(l) → 2 TlOH _(aq) + H_2 (g)

·         Reaksi thalium dengan halogen

Logam thalium 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 F_2 (g) → 2 TiF_3 (s)

2 Tl _(s) + 3 Cl_2 (g) → 2 TiCl_3 (s)

2 Tl _(s) + 3 Br_2 (g) → 2 TiBr_3 (s)

·         Reaksi thalium dengan asam

Thalium larut dengan lambat pada asam sulfat atau asam klorida (HCl) karena racun garam talium yang dihasilkan tidak larut.

E.     Kegunaan Unsur-Unsur Logam Utama Golongan III A.

Kegunaan unsur boron

Natrium tetraborat pentaidrat (Na_­2­B_­4­O_­7­. 5H_­2­O) yang digunakan_­­ dalam menghasilkan kaca gentian penebat dan peluntur natrium perborat.

·         Asam ortoborik (H_­3­BO_­3­­) atau asam Borik yang digunakan dalam penghasilan textil kaca gentian dan paparan panel rata.

·         Natrium tetraborat dekahidrat (Na_­2­B_­4­O_­7­. 10H_­2­O) atau yang dikenal dengan nama boras digunakan dalam penghasilan pelekat.

·         Asam Borik belum lama ini digunakan sebagai racun serangga, terutamannya menentang semut atau lipas.

·         Sebagian boron digunakan secara meluas dalam síntesis organik dalam pembuatan kaca borosilikat dan borofosfosilikat.

·         Boron-10 juga digunakan untuk membantu dalam pengawalan reactor nuklir, sejenis pelindung daripada sinaran dan dalam pengesanan neutron.

·         Boron-11 yang dipatenkan (boron susut) digunakan dalam pembuatan kaca borosilikat dalam bidang elektronik pengerasan sinaran.

·         Filamen boron adalah bahan berkekuatan tinggi dan ringan yang biasanya digunakan dalam struktur aeroangkasa maju sebagai componen bahan komposit.

·         Natrium borohidrida (NaBH₄) ialah agen penurun kimia yang popular digunakan untuk menurunkan aldehid dan keton menjadi alcohol.

Kegunaan unsur aluminium

·         Aluminium digunakan pada otomobil, pesawat terbang, truck, rel kereta api, kapal laut, sepeda.

·         Pengemasan (kaleng, foil)

·         Bidang konstruksi ( jendela, pintu, dll)

·         Pada perlengkapan memasak

·         Aluminium digunakan pada produksi jam tangan karena aluminium memberikan daya tahan dan menahan pemudaran dan korosi.

Kegunaan unsur galium

·         Karena galium membasahi gelas dan porselin, maka galium dapat digunakan untuk menciptakan cermin yang cemerlang.

·         Galium dengan mudah bercampur dengan kebanyakan logam dan digunakan sebagai komponen dalam campuran peleburan yang rendah. Plutonium digunakan pada senjata nuklir yang dioperasikan dengan campuran dengan galium untuk menstabilisasikan allotrop plutonium.

·         Galium arsenida digunakan sebagai semikonduktor terutama dalam dioda pemancar cahaya.

·         Galium juga digunakan pada beberapa termometer bertemperatur tinggi.

Kegunaan unsur indium

·         Indium digunakan untuk membuat komponen elektronik lainnya thermistor dan fotokonduktor

·         Indium dapat digunakan untuk membuat cermin yang memantul seperti cermin perak dan tidak cepat pudar.

·         Indium digunakan untuk mendorong germanium untuk membuat transistor.

·         Indium dalam jumlah kecil digunakan pada peralatan yang berhubungan dengan gigi.

·         Indium digunakan pada LED (Light Emitting Diode) dan laser dioda berdasarkan senyawa semikonduktor seperti InGaN, InGaP yang dibuat oleh MOVPE (Metalorganic Vapor Phase Epitaxy) teknologi.

·         Dalam energi nuklir, reaksi (n,n^’) dari ¹¹³In dan ¹¹⁵ In digunakan untuk menghilangkan jarak fluks neutron.

Kegunaan unsur thalium

·         Digunakan sebagai bahan semikonduktor pada selenium

·         Digunakan sebagai dopant ( meningkatkan) kristal natrium iodida pada peralatan deteksi radiasi gamma seperti pada kilauan alat pendeteksi barang pada mesin hitung di supermarket.

·         Radioaktif thalium-201 (waktu paruh 73 jam) digunakan untuk kegunaan diagnosa pada pengobatan inti.

·         Jika thalium digabungkan dengan belerang, selenium dan arsen, thalium digunakan pada produksi gelas dengan kepadatan yang tinggi yang memiliki titik lebur yang rendah dengan jarak 125 dan 150⁰ C.

·         Thalium digunakan pada elektroda dan larut pada penganalisaan oksigen.

·         Thalium juga digunakan pada pendeteksi inframerah.

·         Thalium adalah racun dan digunakan pada racun tikus dan insektisida, tetapi penggunaannya dilarang oleh banyak negara.

·         Garam-garam Thalium (III) seperti thalium trinitrat, thalium triasetat adalah reagen yang berguna pada sintesis organic yang menunjukkan perbedaan perubahan bentuk pada senyawa aromatik, keton dan yang lainnya. (http://saifias.wordpress.com/2012/11/05/golongan-iii-a-dan-iv-a/)

BAB III

PENUTUP

A.    KESIMPULAN

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).

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.     SARAN

Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Maka penulis mohon kritik dan saran guna perbaikan untuk masa yang akan datang. Penulis berharap semoga makalah ini bermanfaat bagi pembaca terutama dalam pemahaman kimia unsuregolongan III A.

DAFTAR PUSTAKA

• G.Ratz.1981.GeneralChemistry:TheoriandDescription.USA. Jovannovic. Inc.
• Pettruci. Ralph.H.1999. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern.Edisi ke-4,Jilid III. Erlangga. Jakarta.

Share :