Pengenalan Unsur-Unsur Golongan IVA

SEJARAH KIMIA GOLONGAN IV A

Oleh

Novita Sari Fasihah

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDARLAMPUNG

2014

 

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa penulis dapat menyelesaikan tugas pembuatan makalah Sejarah Kimia yang berjudul “Sejarah Kimia Golongan IV A” dengan lancar.

Dalam pembuatan makalah “Sejarah Kimia Golongan IV A” ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada teman-teman program studi pendidikan kimia yang telah membantu penulis menyelesaikan makalah dengan memberikan informasi mengenai Sejarah Kimia Golongan IV A.

Semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya. Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis menerima saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan kearah kesempurnaan. Akhir kata penulis sampaikan terimakasih.

Bandarlampung, 29 Maret 2014

Penulis,

DAFTAR ISI

HALAMAN DEPAN .................................................................................... i

KATA PENGANTAR .................................................................................. ii

DAFTAR ISI ................................................................................................. iii

BAB I             PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ................................................................. 1

1.2.Tujuan ............................................................................... 1

BAB II            PEMBAHASAN

2.1. Unsur-Unsur Golongan IV A ........................................... 2

BAB III          PENUTUP

3.1. Kesimpulan ....................................................................... 11

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Unsur golongan IVA merupakan unsur yang sangat penting, seperti karbon yang merupakan basis dari kehidupan di bumi dan  silikon yang sangat vital bagi struktur fisik bagi lingkungan dalam bentuk kerak bumi.Golongan IVA pada tabel sistem periodik disebut pula golongan karbon karena unsur pertama dan umum ditemukan.Diantara unsur-unsur Golongan IVA adalah karbon (C), silikon (Si), germanium (Ge), timah (Sn), dan timbal (Pb) yang menunjukkan keanekaragaman yang patut dipertimbangkan dalam hal sifat kimia dan fisiknya.

1.2. TUJUAN

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut :

1.      Mengetahui unsur-unsur yang terdapat pada golongan IV A.

2.      Mengetahui data penting dari unsur-unsur IV A.

3.      Mengetahui kegunaan dari masing-masing unsur golongan IV A.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. UNSUR-UNSUR GOLONGAN IV A

Unsur-unsur golongan IVA dalam sistem periodik panjang terletak pada grup 14. Unsur-unsur golongna IVA terdiri dari enam unsur, yaitu Karbon (C),  Silikon (Si), Germanium (Ge), Timah (Sn), Timbal (Pb), dan Ununquadium (Uuq). Unsur golongan IVA terdiri dari sebuah unsur unsur nonlogam (karbon), dua buah unsur metaloid (silikon dan germanium), dan tiga buah unsur logam (timah, timbal, dan ununquadium).

1.                  Karbon (C)

Karbon adalah slaah satu unsur golongan IVA yan gmerupakan unsur nonlogam, dan merupakan unsur penyusun senyawa-senyawa organik. Karbon di alam terdapat dalam berntuk intan, grafit, batubara, minyak bumi, batu kapur, gas CO₂, gas CO, dan sebagian besar zat yang ada di alam ini terutama yang berasal dari hewan, tumbuhan, dan bahkan manusia (misalnya karbohidrat, protein, lemak, arang, DNA dan lain-lain). Sebuah atom karbon dapat berikatan dengan unsur-unsur lain dan bahkan dengan semua unsur karbon yang membentuk ikatan rantai karbon. Senyawa–senyawa yang terdiri dari atom-atom karbon dikenal dengan sebutan senyawa organik. Unsur karbon memiliki tiga buah isotop, yaitu karbon-12, karbon-13, karbon-14. Dalam hal ini massa satu atom isotop karbon-12 digunakan sebagai acuan massa atom relatif suatu unsur, yaitu :

Massa Unsur X :            massa unsur

                                    1/12 massa C-12

                        Data Penting Karbon :

·         Penemunya tidak diketahui secara pasti (sudah ada sejak jaman prasejarah)

·         Mempunyai massa atom 12,011 sma

·         Mempunyai nomot atom 6

·         Mempunyai jari-jari atom 0,91 A

·         Mempunyai konfigurasi elektron 2 4

·         Dalam senyawa mempunyai bilangan oksidasi -4 , +4, dan 2

·         Mempunyai volum atom 5,30 cm³/mol

·         Mempunyai struktul kristal heksagonal

·         Mempunyai titik didih 5100 K

·         Mempunyai titik lebur 3825 K

^·          Mempunyai massa jenis 2,26 gram/cm³

·         Mempunyai kapasitas panas 0,709 J/g K

·         Mempunyai potensial ionisasi 11,260 volt

·         Mempunyai elektrinegativitas 2,55

^·          Mempunyai konduktivitas listrik  0,07 x 10⁶ ohm^-1 cm^-1

·         Mempunyai konduktivitas kalor 80 W/m K smapai 230 W/m K

·         Mempunyai harga entalpi penguapan -715 kJ/mol

Beberapa kegunaan karbon :

·      Digunakan dalam bidang industri baja, plastik, cat, karet, dan lain-lain

·      Dalam bentuk intan dapat digunakan sebagai perhiasan dan untuk membuat alat  pemotong, karena sifatnya yang sangat keras.

·      Dalam bentuk senyawa-senyawa hidrokarbon seperti minyak bumi dan turunannya digunakan sebagai bahan bakar, obat-obatan, dan industri-industri petrokimia.

·      Gas korbondioksida oleh tumbuhan digunakan untuk proses fotosintesis yang menghasilkan gas oksigen untuk pernapasan manusia.

·      Isotop karbon-14 digunakan dalam bidang arkheologi.

·      Dalam bentuk batubara digunakan sebagai bahan bakar.

2.                  Silikon (Si)

Silikon adalah  salah satu unsur golongan IVA yang merupakan unsur metaloid (semi logam), berbentuk serbuk atau dalam bentuk bentuk kristal hitam keabu-abuan.

Silikon tidak bereaksi dengan asam nitrat, asam hidrolik, dan asam sulfat, tetapi larut dalam asam hidrofluorik yang membentuk gas dan silikon tetrafluorida (SiF₄). Pada suhu normal, silikon tidak bereaksi dengan udara, tetapi pada suhu tinggi bereaksi dengan oksigen yang membentuk lapisan silika, selain itu pada suhu tinggi silikon juga bereaksi dengan nitrogen dan klor yang membentuk silikon nitrida dan silikokn klorida. Di alam silikon tidak terdapat dalam keadaan bebas, tetapi dalam bentuk senyawa silikon dioksida dan dalam bentuk silikat kompleks yang terdapat dalam bebarapa jenis batuan kuarsa (carnelian, chrysoprase, onyx, flint, jasper).

Data penting tentang silikon :

·                     Ditemukan oleh Jons Jacob Berzelius pada tahun 1823

·                     Mempunyai massa atom 28,08555 sma

·                     Mempunyai nomor atom 14

·                     Mempunyai jari-jari atom 1,32 A

·                     Mempunyai konfigurasi elektron 2 8 4

·                     Dalam senyawa mempunyai bilangan oksidasi +4, +2

·                     Mempunyai volume atom 12,1 cm³/mol

·                     Mempunyai struktur kristal fcc

·                     Mempunyai titik didih 2630 K

·                     Mempunyai titik lebur 1683 K

^·                      Mempunyai massa jenis 2,33 gram/cm³

·                     Mempunyai kapasitas panas 0,70 J/g K

·                     Mempunyai potensial ionisasi 8,,151 volt

·                     Mempunyai elektronegativitas 1,90

^·                      Mempunyai konduktivitas listrik 0,0004 x 10⁶ ohm^-1 cm^-1

·                     Mempunyai konduktivitas kalor 148 W/m K

·                     Mempunyai harga entalpi pembentukan 50,2 kJ/mol

·                     Mempunyai harga entalpi penguapan 359 kJ/mol

Beberapa kegunaan silikon :

·           Digunakan dalam indrustri baja sebagai campuran pokok baja silikon, yang digunakan sebagai inti transformator karena baja-silikon menunjukkan karakteristik histerisis yang rendah.

·           Baja campuran yang dikenal dengan duriron (mengandung 15% silikon) digunakan untuk mencegah korosi logam.

·           Digunakan sebagai campuran logam tembaga, kuningan, dan perunggu.

·           Digunakan sebagai bahan untuk membuat piranti,  semikonduktor (elektronika) seperti IC, dioda dan transistor.

·           Silika dan silikat digunakan dalam pembuatan kaca, seme, dan porselin.

·           Silikon monoksida (SiO) digunakan sebagi pelindung bahan-bahan lain.

3.                  Germanium

Germanium adalah salah satu unsur golongan IVA yang merupakan unsur metaloid (semi logam) yang keras, rapuh, dan berwarna putih keabu-abuan. Germanium memiliki kesamaan kimia dengan karbon, silikon, timah, dan timbal. Germanium dapat membentuk hidrida-germanometana, germana (GeH₄), germanometana (Ge₂H₆), dan germanoetana (Ge₃H₈) yang analog dengan ikatan karbon dalam deret metana. Senyawa gemanium yang paling penting adalah germanium oksida (GeO₂) dan senyawa halidanya. Di alam germanium terdapat dalam jumlah yang sedikit dalam biji perak, tembaga, seng, dan mineral germanit (mengandung 8% germanium).

Data penting tentang germanium :

·                     Ditemukan oleh Clemens Alexander Winkler pada tahun 1886

·                     Mempunyai massa atom 74,9216 sma

·                     Mempunyai nomor atom 32

·                     Mempunyai jari-jari atom 1,37 A

·                     Mempunyai konfigurasi elektron 2 8 18 4

·                     Salam senyawa mempunyai bilangan oksidasi +4

·                     Mempunyai volume atom 13,60 cm³/mol

·                     Mempunyai strukrtur kristal fcc

·                     Mempunyai titik didih 3107 K

·                     Mempunyai titik lebur 1211,5 K

^·                      Mempunyai massa jenis 5,32 gram/cm³

·                     Mempunyai kapasitas panas 0,32 J/g K

·                     Mempunyai potensial ionisasi 7,899 volt

·                     Mempunyai elektronegativitas 2,01

^·                      Mempunyai konduktivitas listrik 3 x 10¹² ohm^-1 cm^-1

·                     Mempunyai konduktivitas kalor 59,90 W/m K

·                     Mempunyai harga entalpi pembentukan 31,8 kJ/mol

·                     Mempunyai harga entalpi penguapan 334,3 kJ/mol

Beberapa kegunaan germanium :

·                     Kristal germanium digunakan pada alat detektor radio yang tinggi    dan sinyal-sinyal radar.

·                     Kristal germanium digunakan pada pembuatan piranti, semikonduktor, seperti transistor dan dioda.

·                     Germanium oksida digunakan dalam pembuatan kaca optik dan pembuatan anemia.

4.                  Timah

Timah merupakan slah satu unsur golongan IVA yang merupakan unsur logam dan telah digunakan sejak jaman dahulu. Timah mempunyai warna putih perak, mudah dibentuk dan ditempa, serta dapat bereaksi dengan asam kuat. Di alam, biji timah terdapat dalam bentuk mineral kassiterit atau tinstone (SnO₂), dan dapat dibuat dalam laboratorium melalui proses elektrolisis. Pada suhu yang tinggi timah dapat bereaksi dengan udara dan oksigen membentuk senyawa H₂SnO₄. Timah larut dalam asam hidroklorik membentuk SnCl₄ yang bereaksi dengan larutan natrium hidroksida, dan masih banyak lagi reaksi lain yang melibatkan timah.

Data penting tentang timah :

·                     Penemunya tidak diketahui secara pasti (sudah ada sejak jaman prasejarah)

·                     Mempunyai massa atom 188,710 sma

·                     Mempunyai nomor atom 50

·                     Mempunyai jari-jari atom 1,62 A

·                     Mempunyai konfigurasi elektron 2 8 18 18 4

·                     Dalam senyawa mempunyai bilangan oksidasi +4 dan +2

·                     Mempunyai volume atom 16,30 cm³/mol

·                     Mempunyai struktur kristal tetragonal

·                     Mempunyai titik didih 2876 K

·                     Mempunyai titik lebur 505,12 K

^·                      Mempunyai massa jenis 7,31 g/cm³

·                     Mempunyai kapasitas panas 0,228 J/ g K

·                     Mempunyai potensial ionisasi 7,344 volt

·                     Mempunyai elektronegativitas 1,96

^·                      Mempunyai konduktivitas listrik 8,67 x 10⁶ ohm^-1cm^-1

·                     Mempunyai konduktivitas kalor 66,6 W/m K

·                     Mempunyai harga entalpi pembentukan 7,2 kJ/mol

·                     Mempunyai entalpi penguapan 290,37 kJ/mol

Beberapa kegunaan timah :

·      Dalam bentuk lembaran timah digunakan untuk lapisan pelindung kaleng atau bejana dari tembaga.

·      Digunakan sebagai logam campuran perunggu.

·      Digunakan untuk perekat komponen elektronika pada PCB (timah solder)

·      Dicampur dengan titanium dan digunakan dalam industri aerospace dan bahan insektisida.

5.                  Timbal (Pb)

Timbal adalah salah satu unsur golongan IVA yang merupakan unsur logam abu kebiru-biruan, lunak, mudah ditempa, mudah dibentuk dan padat. Timbal merupakan konduktor listrik yang buruk dan jika dipotong, maka permukaannya nampak mengkilat sperti perak yang bertahan sesaat kemudian memudar membentuk warna aslinya, yaitu abu kebiru-biruan. Timbal dapat larut dalam asam nitrat dan sedikit bereaksi dengan asam sulfat dan asam hidroklorik pada suhu kamar. Selain itu timbal bereaksi lambat dengan air yang membentuk timbal hidroksida. Biji timbal diperoleh dari alam dalam bentuk kerusit dan galena. Timbal diekstrak dari pemanasan (pemanggangan) galena yang membentuk oksida timbal dan kemudian direduksi dengan kokas dalam tungku pembakaran. Beberapa isotop timbal tersebut antara lain antara lain timbal-206, timbal-207 ,timbal-208, timbal-204.

Data penting tentang timbal :

·      Penemunya tidak diketahui secara pasti (sudah ada sejak jaman prasejarah)

·      Mempunyai massa atom 207,2 sma

·      Mempunyai nomor atom 82

·      Mempunyai nomor atom 1,75 A

·      Mempunyai konfigurasi elektron 2 8 18 32 18 4

·      Dalam senyawa mempunyai bilangan oksidasi +4 dan +2

·      Mempunyai volume atom 18,30 cm³/mol

·      Mempunyai struktur kristal fcc

·      Mempunyai titik didih 2023 K

·      Mempunyai titik lebur 600,65 K

^·       Mempunyai massa jenis 11,35 g/cm³

·      Mempunyai kapasitas panas 0,129 J/g K

·      Mempunyai potensial ionisasi 7,416 volt

·      Mempunyai elektronegativitas 2,33

·      Mempunyai konduktivitas listrik 6,8 x 10⁶ ohm^-1 cm^-1

·      Mempunyai konduktivitas kalor 35,3 W/m K

·      Mempunyai harga entalpi pembentukan 4,77 kJ/mol

·      Mempunyai harga entalpi penguapan 177,9 kJ/mol

Beberapa kegunaan timbal :

·      Digunakan sebagai bahan pengisi baterai dan pelapis kabel listrik.

·      Digunakan dalam industri pipa, tank dan alat sinar X.

·      Karena mempunyai kerapatan yang cukup tinggi, timbal digunakan sebagai alat pelindung bahan-bahan radioaktif.

·      Dicampur dengan timah digunakan sebagai alat perekat komponen-komponen elektronika pada PCB.

6.                  Ununquadium (Uuq)

Ununquadium atau unsur golongan IVA merupakan salah satu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 114. Ununquadium tidak terdapat di alam namun dibuat melalui reaksi fusi nuklir.

Unsur ununquadium ini meluruh dengan cepat menjadi atom-atom unsur lain. Nama ununquadium diperoleh dari aturan penamaan unsur baru yang diterapkan oleh IUPAC (The International Union of Pure and Applied Chemistry), yaitu dengan menggunakan awalan bahasa latin yang berdasarkan nomor atom unsur, unsur 114 (un=1, un=1, quad=4 + ium = ununquadium).

Data pentung tentang ununquadium :

·      Ditemukan oleh tim yen gtergabung dalam lembaga penelitian nuklir di Dubna-Rusia pada tahun 1998

·      Mempunyai massa atom (285) sma

·      Mempunyai nomor atom 114

·      Mempunyai konfigurasi elektron 2 8 19 32 32 18 4

BAB III

PENUTUP

3.1.             KESIMPULAN

1.      Unsur-unsur golongna IVA terdiri dari enam unsur, yaitu Karbon (C),  Silikon (Si), Germanium (Ge), Timah (Sn), Timbal (Pb), dan Ununquadium (Uuq).

2.      Karbon adalah slaah satu unsur golongan IVA yan gmerupakan unsur nonlogam, dan merupakan unsur penyusun senyawa-senyawa organik.

3.      Silikon adalah  salah satu unsur golongan IVA yang merupakan unsur metaloid (semi logam), berbentuk serbuk atau dalam bentuk bentuk kristal hitam keabu-abuan.

4.      Germanium adalah salah satu unsur golongan IVA yang merupakan unsur metaloid (semi logam) yang keras, rapuh, dan berwarna putih keabu-abuan.

5.      Timah merupakan slah satu unsur golongan IVA yang merupakan unsur logam dan telah digunakan sejak jaman dahulu. Timah mempunyai warna putih perak, mudah dibentuk dan ditempa, serta dapat bereaksi dengan asam kuat.

6.      Timbal adalah salah satu unsur golongan IVA yang merupakan unsur logam abu kebiru-biruan, lunak, mudah ditempa, mudah dibentuk dan padat.

7.      Ununquadium atau unsur golongan IVA merupakan salah satu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 114. Ununquadium tidak terdapat di alam namun dibuat melalui reaksi fusi nuklir.

PERTANYAAN

1.        Kenapa silikon dapat digunakan pada pembuatan semen? (Antika Atsna Rafalesia, 1313023007)

2.        Bagaimanakah cara memperoleh silikon murni? (Yunita Nanda Putri, 1313023093)

3.        Kenapa silikon berbahaya dalam operasi plastik? (Diara, 1313023017)

4.        Kenapa intan bersifat sangat keras? (Dian Naharani, 1313023015)

5.        Apasajakah bahan campuran pembuatan semen? (Yolanda Haryono, 1313023091)

Jawaban

1.      Karena silikon merupakan unsur semilogam yang dapat bereaksi baik dengan senyawa lain yang ada pada semen. Kandungan silikon dalam semen berbentuk senyawa SiO₂ atau pasir silika. Pasir silika digunakan sebanyak kurang lebih 9% pada pembuatan semen. Pasir silika yang baik untuk pembuatan semen adalah dengan kadar SiO₂ 90%. Semakin murni kadar SiO₂ semakin baik untuk pembuatan semen karena akan semakin mudah menggumpal karena memiliki kadar air yang tinggi.

2.      Silikon dapat diperoleh dari oksidanya dengan memanaskan menggunakan reduktor karbon atau magnesium.
contoh menggunakan reduktor magnesium :
SiO2(s) + 2Mg (s)                               Si (s) + 2MgO (s)

3.      bahaya karena silikon seharusnya digunakan untuk industri seperti industri semen dan kaca, bukan untuk tubuh manusia, dampaknya dapat

4.      menyebabkan beberapa bagian tubuh berlobang seperti pada wajah dan payudara, bahkan dapat menyebabkan kanker payudara.

5.      Karena intan mempunyai titik leleh di atas 3.500 ^oC, semakin tinggi titik leleh suatu unsur berarti semakin keras unsur itu. Dan intan memiliki struktur kristal tetrahedral, dimana setiap atom karbon terikat pada 4 atom karbon lain melalui ikatan kovalen yang kuat.

6.      Bahan campuran pembuatan semen adalah 60% CaO, 20% SiO_2, 10% Al₂O₃ dan 10% oksida lainnya.