Golongan III A

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang Masalah
    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.

Konfigurasi elektron dari unsur golongan IIIA

5B = 2 3

13Al = 2 8 3

31Ga = 2 8 18 3

49In = 2 8 18 18 3

81Tl = 2 8 18 32 18 8 3

Sifat – sifat unsur golongan III A.

	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.

2. Permasalahan

v Penjelasan singkat tentang unsur-unsur logam utama golongan III A

v Sifat fisika dan kimia unsur-unsur logam utama golongan III A

v Sumber unsur-unsur logam utama golongan III A dari alam.

v Kegunaan unsur-unsur logam utama golongan III A

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Boron

1. Pengertian

Boron adalah unsur golongan IIIA dengan nomor atom lima. Warna dari unsur boron adalah hitam. 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. 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.

­­­­­­­Ciri-ciri optik unsur ini termasuklah penghantaran cahaya inframerah. Pada suhu piawai boron adalah pengalir elektrik yang kurang baik, tetapi merupakan pengalir yang baik pada suhu yang tinggi. Boron merupakan unsur yang kurang elektron dan mempunyai p-orbital yang kosong. Ia bersifat elektrofilik. Sebagian boron sering berkelakuan seperti asam Lewis yaitu siap untuk terikat dengan bahan kaya elektron untuk memenuhi kecenderungan boron untuk mendapatkan elektron.

2.      Sifat Fisika

Titik Leleh : 2349 K (20760C)

Titik Didih : 4200 K (39270C)

Kalor peleburan : 5,59 kJ/mol

Kalor penguapan : 254 kJ/mol

3.      Sifat Kimia

Boron adalah unsur yang tidak reaktif pada suhu biasa. Bila bereaksi, tidak ada kecenderungan dari atom unsure boron untuk kehilangan elektron-elektron terluar dan membentuk kation sederhana yaitu B3+.

4.      Sumber

Unsur ini tidak ditemukan di alam, tetapi timbul sebagai asamothorboric 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. 

5.      Kegunaan

a.       Natrium tetraborat pentaidrat (Na­2­B­4­O­7­. 5H­2­O) yang digunakan­­ dalam menghasilkan kaca gentian penebat dan peluntur natrium perborat.

b.      Asam ortoborik (H­3­BO­3­­) atau asam Borik yang digunakan dalam penghasilan textil kaca gentian dan paparan panel rata.

c.       Natrium tetraborat dekahidrat (Na­2­B­4­O­7­. 10H­2­O) atau yang dikenal dengan nama boras digunakan dalam penghasilan pelekat.

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

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

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

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

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

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

B.     Aluminium

1.      Pengertian

Aluminium merupakan unsur kimia. Lambang kimia aluminium adalah Al, dengan nomor atom 13. Alumunium termasuk golongan III A dan periode 3. Aluminium merupakan logam paling berlimpah yang mudah ditemukan.  Aluminium tidak termasuk dalam jenis logam berat.

Aluminium ditemukan oleh Sir Humphrey Davy pada tahun 1809 sebagai suatu unsur dan pertama kali direduksi dengan logam oleh H. C. Oersted pada tahun 1825. Secara industri tahun 1886, Paul Herould di Prancis dan C. N. Mall di Amerika Serikat secara terpisah telah memperoleh logam Aluminium dari Alumina dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi. Sampai sekarang proses Herould Hall masih dipakai untuk memproduksi Aluminium. Berikut ciri-ciri logam aluminium.

1.      Aluminium merupakan logam yang berwarna perak-putih

2.      Aluminum dapat dibentuk sesuai dengan keinginan karena memiliki sifat plastisitas yang cukup tinggi

3.      Merupakan unsur metalik yang paling berlimpah dalam kerak bumi setelah setelah silisium dan oksigen.

4.      Ringan, tahan korosi dan tidak beracun maka banyak digunakan untuk alat rumah tangga seperti panci, wajan dan lain-lain.

5.      Reflektif, dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus makanan, obat, dan rokok.

6.      Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai kabel tiang listrik.

7.      Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat seperti Duralium (campuran Al, Cu, Mg) untuk pembuatan badan peswat.

8.      Al sebagai zat reduktor untuk oksida MnO₂ dan Cr₂O₃.

2.      Sifat Fisika Aluminium

Aluminium memiliki sifat fisika anti magnetis selain dari itu dapat dilihat dari tabel berikut.

Unsur	Alumunium
Simbol	Al
Nomor Atom	13
Massa Atom Relatif	26,98
Konfigurasi Elektron	1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Titik Didih (oC)	660,4
Titik Leleh(oC)	2467
Rapatan pada 25oC (gram/cm3)	2,70
Warna	Metalik
Energi Ionisasi (kJ/mol)	277,6
Afinitas Elektron (kJ/mol)	42,6
Keelektronegatifan	1,61
Jari-jari Ion	0,51
Jari-jari Atom	1,43
Potensial Elektrode	-1,71
Daya Hantar Panas	2,1
Daya Hantar Listrik	38.10-3

3.      Sifat Kimia Aluminium

Aluminium memeiliki sifat kimia sebagai berikut.

1.      Merupakan unsur yang sangat reaktif dan reduktor yang baik.

2.      Toksifitas. Aluminium adalah logam yang tidak beracun dan tidak berbau.

3.      Ketahanan Terhadap Korosi. Aluminium mengalami korosi dengan membentuk lapisan oksida yang tipis dimana sangat keras dan pada lapisan ini dapat mencegah karat pada Aluminium yang berada di bawahnya. Dengan demikian logam Aluminium adalah logam yang mempunyai daya tahan korosi yang lebih baik dibandingkan dengan besi dan baja lainnya.

4.      Kuat. Aluminium memiliki daya renggang 8 kg/mm3, tetapi daya ini dapat berubah menjadi lebih kuat dua kali lipat apabila Aluminium tersebut dikenakan proses pencairan atau roling. Aluminium juga menjadi lebih kuat dengan ditambahkan unsur-unsur lain seperti Mg, Zn, Mn, Si.

5.      Bereaksi dengan air dan melepaskan H₂ dan alumunium oksida yang ulet dan menempel pada logam yang melindungi masuknya air serta oksigen

Al(s) +  3 H₂O(l) →  Al₂O₃(s) +  3 H₂(g)

Oksida ini dibuat khusus melapis tipis alumunium di anoda dalam sel elektrolistik  è Alumunium anodis.

6.      Alumunium bersifat amfoter dan dapat larut dalam asam atau basa encer

Al(p) +  6 H⁺(aq) → 2Al⁺(aq) + 3 H₂(g)

Al(p) +  2 OH^-(aq) +  2H₂O(l) ₂ →  AlO₂^-(aq) +  3 H₂(g)          

                   

7.      Reaksi Termit

Sifat afinitas terhadap oksigen dari alumunium yang secara spontan akan melepaskan sejumlah kalor yang cukup untuk melelehkan hasil reaksinya

                   Al(s) +  Fe2O3(s)  →   Al2O3(c)  +  2 Fe(c)

Kalor yang dihasilkan mencapai 3000 ^oC.

4.      Sumber Aluminium

Aluminium merupakan unsur yang sangat reaktif sehingga mudah teroksidasi. Karena sifat kereaktifannya maka Aluminium tidak ditemukan di alam dalam bentuk unsur melainkan dalam bentuk senyawa baik dalam bentuk oksida Alumina maupun Silikon.

Aluminium dapat diperoleh dari bauksit (Al₂O₃. 2H₂O) dengan cara melakukan pemisahan mineral. Bauksit sendiri sebetulnya bukan mineral, tetapi merupakan suatu campuran coloidal oksida-oksida Al dan Fe yang mengandung air.

Bauksit terbentuk sebagai endapan residual di dekat permukaan atau di permukaan tanah pada daerah beriklim tropik dan subtropik. Karena kegiatan proses pelapukan kimia unsur-unsur kalium, natrium, kalsium, magnesium dan sedikit besi akan tercuci sedang yang tertinggal adalah besi, titanium dan alumina. Faktor kondisi yang diperlukan bagi terbentuknya endapan bauksit antara lain.

1.      Iklim yang sesuai, yaitu tropik atau subtropik dan lembab,Batuan yang relatif kaya akan alumina,

2.      Cukup tersedia pereaksi yang mampu melarutkan silika,

3.      Keadaan permukaan yang bersifat meluluskan air hujan secara perlahan-lahan.

4.      Cukup sarana pengangkutan larutan hasil pelapukan yang tidak dikehendaki.

5.      Waktu dan keadaan medan yang landai.

5.      Kegunaan Aluminium

Kegunaan Alumunium adalah sebagai berikut.

1.      Barangan pengguna tahan lama (perkakas, peralatan dapur, dsb)

2.      Talian penghantaran elektrik (berat pengalir aluminium adalah setengah dari berat tembaga dengan kekonduksian yang sama dan lebih murah)

3.      Serbuk aluminium, yang mempunyai bentuk perak yang biasa digunakan dalam cat. Serpihan aluminium juga dimasukkan dalam cat alas, terutama kayu cat. (David W. Oxtoby, 2003)

4.      Sektor industri otomotif, untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor.

5.      Untuk membuat badan pesawat terbang.

6.      Sektor pembangunan perumahan;untuk kusen pintu dan jendela.

7.      Sektor industri makanan ,untuk kemasan berbagai jenis produk.

8.      Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang kerajinan.

9.      Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida, digunakan untuk mengelas baja ditempat, misalnya untuk menyambung rel kereta api.

10.  Tawas mempunyai rumus kimia KSO₄.AL₂.(SO₄)₃.24H₂O. Tawas digunakan untuk menjernihkan air pada pengolahan air minum.

C.    Galium

1.      Pengertian

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.

2.      Sifat Kimia

Sebuah logam miskin yang jarang, dan lembut, gallium merupakan benda padat yang mudah rapuh pada suhu rendah namun mencair lebih lambat di atas suhu kamar dan memang akan melebur di tangan.

3.      Sikat Fisika

Titik Leleh : 302,91 K (29,760C)

Titik Didih : 2477 K (22040C)

Kalor peleburan : 5,59 kJ/mol

Kalor penguapan : 254 kJ/mol

4.      Sumber

Galium sering ditemukan sebagai elemen yang terkandung di dalam diaspore, sphalerite, germanite, bauksit dan batubara. Analisa debu dari hasil pembakaran batubara pernah menunjukkan kandungan galium sebanyak 1.5%.Unsur ini satu dari empat logam: raksa, cesium dan rubidium yang dapat berbentuk cair dekat pada suhu ruangan. Oleh karena itu galium dapat digunakan pada termometer suhu tinggi. Ia memiliki tekanan uap rendah pada suhu tinggi. Ada tendensi yang kuat untuk galium menjadi super dingin dibawah titik bekunya. Oleh karena itu proses seeding diperlukan untuk menginisiasi solidifikasi. (Mohsin, Yulianto, 2006)

Galium yang sangat murni bewarna keperakan dan logam ini memuai sebayak 3.1% jika berubah dari bentuk cair ke bentuk padat. Oleh karena itu, galium tidak boleh disimpan dalam gelas atau kontainer logam karena ia akan merusak tempatnya jika galium tersolidifikasi. Elemen ini tidak rentan terhadap serangan asam-asam mineral.Galium membasahi gelas atau porselen dan membentuk kaca yang menakjubkan jika dicat pada gelas. Unsur ini banyak digunakan sebagai bahan doping untuk semikonduktor dan transistor.

Galium arsenide dapat mengubah aliran listrik menjadi cahaya dan dapat dipakai sebagai bahan campuran logam.Tingkat keracunanan elemen ini sepertinya tidak tinggi, tetapi tetap perlu hati-hati sampai informasi tambahan tersedia. (Mohsin, Yulianto, 2006)

5.      Kegunaan

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

a.       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.

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

c.       Galium juga digunakan pada beberapa termometer bertemperatur tinggi.

D.    Indium

1.      Pengertian

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.

2.      Sifat Kimia

Elemen ini tersedia dalam bentuk murni. Indium sangat lunak, putih keperak-perakan, dapat membasahi gelas.

3.      Sifat Fisika

Titik Leleh : 429,75,47 K (156,600C)

Titik Didih : 2345 K (20720C)

Kalor peleburan : 3,281 kJ/mol

Kalor penguapan : 231,8 kJ/mol

4.      Sumber

Indium biasanya tidak dibuat di dalam laboratorium. Indium adalah hasil dari pembentukan timbal dan seng. Logam indium dihasilkan melalui proses elektrolisis garam indium di dalam air. Proses lebih lanjut dibutuhkan untuk membuat aluminium murni dengan tujuan elektronik.

5.      Kegunaan

Indium digunakan sebagai bahan campuran logam, campuran logam poros, transistor germanium, termistor dan fotokonduktor. Ia dapat dilapisi pada logam dan diuapkan pada gelas untuk membentuk kaca sebagus yang tebuat dari perak tetapi tidak rentan korosi atmosfir.

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.

E.     Thalium

1. Pengertian

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

Unsur thalium dan senyawanya bersifat racun dan penanganannya harus hati-hati. Thalium dapat menyebabkan kanker. 

2. Sifat Fisika

Titik Leleh : 577 K (3040C)

Titik Didih : 1746 K (14730C)

Kalor peleburan : 4,14 kJ/mol -1

Kalor penguapan :165 kJ/mol -1

3. Sumber

Logam thalium diperoleh sebagai produk pada produksi asam belerang dengan pembakaran pyrite dan juga pada peleburan timbal dan bijih besi

Walaupun logam thalium agak melimpah pada kulit bumi pada taksiran konsentrasi 0,7 mg/kg, kebanyakan pada gabungan mineral potasium pada tanah liat, tanah dan granit. Sumber utama thalium ditemukan pada tembaga, timbal, seng dan bijih sulfida lainnya.

Logam thalium ditemukan pada mineral crookesite TlCu7Se4, hutchinsonite TlPbAs5S9 dan lorandite TlAsS2. Logam ini juga dapat ditemukan pada pyrite.

4. Kegunaan

a.       Digunakan sebagai bahan semikonduktor pada selenium

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

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

d.      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.

e.       Thalium digunakan pada elektroda dan larut pada penganalisaan oksigen.

f.       Thalium juga digunakan pada pendeteksi inframerah.

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

h.      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.