Aluminium berada dalam golongan IIIA pada sistem periodik dengan elektron valensi ns2 np1, dan bilangan oksidasi +3. Aluminium pada umumnya membentuk senyawa kovalen. Senyawa ion aluminium sangat terbatas, misalnya AlF3.
1. Kelimpahan Aluminium di Alam
Aluminium merupakan unsur dengan kelimpahan pada urutan ketiga dalam kerak bumi (setelah oksigen
dan silikon). Aluminium terutama terdapat dalam mineral aluminosilikat
yang ditemukan berasal dari batuan kulit bumi. Akibat perubahan alam,
batuan ini membentuk lempung yang mengandung aluminium. Setelah melalui
proses alam yang panjang dan lama, lempung tersebut menghasilkan deposit
bauksit, suatu bijih aluminium yang mengandung AlO(OH) dan Al(OH)3 dalam berbagai komposisi. orundum adalah mineral keras yang mengandung aluminium oksida, Al2O3.
Oksida aluminium murni tidak berwarna, tetapi akibat adanya pengotor
dapat menghasilkan berbagai warna. Contohnya seperti pada Gambar 3.26,
safir berwarna biru dan ruby berwarna merah tua.
Gambar 3.26 (a) Ruby berwarna biru. (b) Safir berwarna merah tua
2. Sifat-Sifat Unsur Aluminium
Berdasarkan potensial reduksi standar (E° = – 1,66), aluminium mudah teroksidasi menjadi aluminium oksida, Al2O3.
Oksida ini membentuk lapisan tipis pada permukaan aluminium dan
bersifat inert terhadap oksidasi sehingga lapisan oksida ini mampu
mencegah terjadinya oksidasi berkelanjutan (pasivasi). Aluminum dapat
bereaksi secara langsung dengan halogen membentuk aluminium halida
disertasi pelepasan gas hidrogen.
2Al(s) + 6HCl(aq) →2AlCl3(aq) + 3H2(g)
Dengan asam nitrat, aluminium tidak bereaksi karena ada lapisan oksida yang tahan terhadap asam nitrat.
Tabel 3.14 Sifat Fisika dan Kimia Aluminium
| Sifat Sifat | Aluminium |
| Titik leleh (°C) | 660 |
| Titik didih (°C) | 2467 |
| Massa jenis (gcm–3) | 2,70 |
| Keelektronegatifan | 1,5 |
| Jari-jari ion ( ) | 0,68 |
| Jari-jari kovalen ( ) | 1,25 |
| Potensial reduksi (V) | 1,66 |
Aluminium hidroksida larut dalam asam membentuk ion Al3+, dan dalam basa berlebih membentuk ion aluminat, Al(OH)4– .
Al(OH)3(s) + 3H+(aq) →Al3+(aq) + 3H2O(l)
Al(OH)3(s) + OH–(aq) →Al(OH)4(aq)
Dengan demikian, aluminium hidroksida adalah suatu amfoter.
Al(OH)3(s) + OH–(aq) →Al(OH)4(aq)
Dengan demikian, aluminium hidroksida adalah suatu amfoter.
3. Pembuatan dan Kegunaan Unsur/Senyawa Aluminium
Aluminium dibuat melalui proses Hall H roult, suatu metode komersial pembuatan aluminium melalui elektrolisis aluminium oksida yang dilarutkan dalam lelehan kriolit, Na3AlF6. Campuran kriolit dielektrolisis pada suhu sekitar 950°C. Sel elektrolisis ditunjukkan pada Gambar 3.27.
Gambar 3.27 Sel Hall-Heroult untuk produksi aluminium Aluminium oksida dielektrolisis dalam kriolit cair (elektrolit).
Lelehan Al terbentuk pada katode dan
berkumpul di bawah sel, yang dikeluarkan secara berkala. Walaupun reaksi
pada elektrolisis sangat rumit, tetapi reaksi bersihnya dapat
dituliskan seperti berikut.
Katode: 4Al3+(aq) + 12e– → 4Al(l)
Anode: 12O2–(aq) + 3C(s) →3CO2(g) + 12e–
Reaksi sel: 2[2Al3++3O2–] + 3C(s) →4Al(l)+3CO2(g)
Anode: 12O2–(aq) + 3C(s) →3CO2(g) + 12e–
Reaksi sel: 2[2Al3++3O2–] + 3C(s) →4Al(l)+3CO2(g)
Anode karbon dibuat dari karbonasi
minyak bumi yang harus diganti secara kontinu sebab sering
terkontaminasi oleh pengotor. Aluminium dibuat dalam jumlah besar untuk
paduan logam. Logam aluminium murni bersifat lunak dan mudah terkorosi.
Penambahan sejumlah kecil logam lain, seperti Cu, Mg, atau Mn, aluminium
akan menjadi keras dan tahan terhadap korosi. Beberapa aluminium
digunakan untuk mengekstraksi logam lain. Logam kromium diperoleh
melalui reduksi oksidanya oleh serbuk aluminium. Reaksi Cr2O3 dengan aluminium bersifat eksotermis.
Cr2O3(s) + 2Al(l)→ Al2O3(l) + 2Cr(l) ΔH°= –536 kJ
Reaksi serupa diterapkan pada las
listrik untuk menyambung besi, yaitu campuran dari serbuk aluminium dan
besi(III) oksida, yang disebut termit (lihat Gambar 3.29). Sekali
campuran ini dibakar, reaksi berlangsung terus menghasilkan pijar tinggi
bertabur bunga api.
Gambar 3.29 Pembakaran termit
2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3
Senyawa aluminium yang penting adalah
alumina atau aluminium oksida. Senyawa ini dibuat melalui pemanasan
aluminium hidroksida yang diperoleh dari bauksit dan dilakukan pada
550°C. Alumina membentuk senyawa berpori atau berupa serbuk padat
berwarna putih.
2Al(OH)3(s)⎯ Δ→Al2O3(s) + 3H2O(l)
Alumina digunakan sebagai katalis, juga
digunakan untuk memproduksi logam aluminium. Jika alumina diuapkan pada
suhu tinggi (2.045°C), akan terbentuk corundum yang digunakan sebagai
ampelas atau gerinda. Jika alumina diuapkan dengan logam pengotor
tertentu, akan diperoleh permata safir atau ruby. Ruby sintesis
mengandung 2,5% kromium oksida, Cr2O3 dalam
alumina, dan digunakan terutama pada arloji dan sebagai asesoris
permata. Dalam air, ion aluminium membentuk kompleks hidrat, Al(H2O)63+dan ion ini mudah terhidrolisis:
[Al(H2O)6]3+(aq)+H2O(l)⇆ [Al(H2O)5OH]2+(aq)+ H3O+(aq)
Aluminium sulfat oktadekahidrat, Al2(SO4)3.18H2O
merupakan garam aluminium yang dapat larut dalam air, dibuat melalui
pelarutan bauksit dalam asam sulfat. Aluminium sulfat digunakan dalam
jumlah besar untuk perekat kertas. Pada proses ini, zat seperti lempung
dari aluminium sulfat ditambahkan ke dalam fiber selulosa untuk
menghasilkan material berpori menjadi halus. Aluminium sulfat juga
digunakan untuk mengolah air limbah dari pulp kertas dan untuk
menjernihkan air limbah. Jika basa ditambahkan kepada larutan garam
aluminium ini, endapan seperti gelatin dari aluminium hidroksida
terbentuk.
Al3+(aq) + 3OH–(aq) →Al(OH)3(s)
Ion aluminium mengkoagulasi suspensi
koloid yang selanjutnya menyerap endapan aluminium hidroksida. Aluminium
hidroksida sering diendapkan ke dalam fiber untuk menyerap celupan
tertentu. Aluminium klorida heksahidrat, AlCl3.6H2O
dapat dibuat melalui pelarutan alumina dalam asam klorida. Garam ini
digunakan sebagai penghilang bau keringat dan desinfektan (Gambar 3.31).
Gambar 3.31 Tawas, AlK(SO4)2.12H2O digunakan untuk pengolahan air.
Garam aluminium tidak berhidrat, AlCl3
tidak dapat dibuat melalui pemanasan hidrat sebab akan terurai
menghasilkan HCl. Aluminium klorida tak berhidrat diperoleh melalui
reaksi serbuk aluminium dengan gas klorin.
2Al(s) + 3Cl2(g) →2AlCl3(s)
Padatan AlCl3 diyakini ionis, tetapi jika dipanaskan pada suhu titik lelehnya akan terbentuk senyawa kovalen Al2Cl6. Aluminium klorida menyublim pada titik lelehnya (180°C) dan molekul Al2Cl6 terdapat dalam uapnya. Struktur Al2Cl6 merupakan dimer dari AlCl3 dengan klorin sebagai jembatannya.
Pada suhu lebih tinggi, molekul Al2Cl6 berwujud uap akan terdisosiasi menjadi molekul AlCl3
dengan struktur molekul trigonal planar. Aluminium klorida tak
berhidrat ini digunakan sebagai katalis, misalnya pada pembuatan
etilbenzena.
Contoh Mengidentifikasi Senyawa Aluminium
Suatu larutan diduga mengandung NaCl(aq), MgCl2(aq), atau AlCl3(aq). Bahan uji kimia apakah untuk mengidentifikasi larutan ini? Anda hanya dapat menggunakan satu zat.
Suatu larutan diduga mengandung NaCl(aq), MgCl2(aq), atau AlCl3(aq). Bahan uji kimia apakah untuk mengidentifikasi larutan ini? Anda hanya dapat menggunakan satu zat.
Jawab
Tambahkan NaOH(s) tetes demi tetes ke dalam larutan. Jika NaOH(s) ditambahkan pada AlCl3(aq), endapan putih Al(OH)3 terbentuk. Penambahan NaOH secara berlebih akan melarutkan kembali endapan yang terbentuk menghasilkan aluminat yang larut, Na[Al(OH)4]. Jika NaOH ditambahkan ke dalam larutan MgCl2, padatan putih Mg(OH)2 terbentuk. Penambahan NaOH berlebih tidak melarutkan endapan yang terbentuk. Larutan NaCl tidak memberikan endapan dengan ditambahkannya NaOH.
Tambahkan NaOH(s) tetes demi tetes ke dalam larutan. Jika NaOH(s) ditambahkan pada AlCl3(aq), endapan putih Al(OH)3 terbentuk. Penambahan NaOH secara berlebih akan melarutkan kembali endapan yang terbentuk menghasilkan aluminat yang larut, Na[Al(OH)4]. Jika NaOH ditambahkan ke dalam larutan MgCl2, padatan putih Mg(OH)2 terbentuk. Penambahan NaOH berlebih tidak melarutkan endapan yang terbentuk. Larutan NaCl tidak memberikan endapan dengan ditambahkannya NaOH.
Dear readers, after reading the Content please ask for advice and to provide constructive feedback Please Write Relevant Comment with Polite Language.Your comments inspired me to continue blogging. Your opinion much more valuable to me. Thank you.