IA

H

Li

Na

K

Rb

Cs

Fr

IIA

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

Ra

IIIA

B

Al

Ga

In

Tl

IVA

C

Si

Ge

Sn

Pb

VA

N

P

As

Sb

Bi

VIA

O

S

Se

Te

Po

VIIA

Li

Na

K

Rb

Cs

VIIIA

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

CC CCarbonarbon

SiSi SiSilikonlikon

GeGe GeGermaniumrmanium

SnSn SStatannumum/Timah/Timah

PbPb PPlumlumbbumum//TimbalTimbal

Sifat Fisika dan KimiaKarbon (C) Silikon (Si) Germanium

(Ge)Timah (Sn) Timbal (Pb)

Nomor Atom 6 14 32 50 82

Massa Atom Relatif (Ar)

12,011 28,086 72,59 118,710 207,200

Titik Leleh(o C) 3550 1410 938,5 231,97 327,50

Titik Didih (o C) 4827 2355 2834 2270,00 1740,00

Rapatan pada 25o

C gr/cm3

2,25 (granit);3,51 (intan)

2,33 5,32 5,75 (abu-abu); 7,31 (putih)

11,35

Warna Hitam (granit); Tanpa Warna (intan)

Abu-abu Putih keabu-abuan

Perak Hitam

Energi Ionisasi 1086,4 786,4 - 708,6 715,5

Afinitas Elektron 121,8 133,6 - 120,0 35,1

Elektronegatifitas 2,55 1,90 2,01 1,88 2,10

Jari-jari Ion (Å) 0,15 (+4); 2,60 (-4)

0,42 (+4); 2,71 (-4)

1,22 0,71 (+4); 0,93 (+2)

0,84 (+4); 1,20 (+2)

Jari-jari Atom (Å) 0,77 1,17 1,37 1,40 1,75

Karbon• Sejarah

(Latin: carbo, arang), suatu unsur yang telah ditemukan sejak jaman pra-sejarah sangat banyak ditemukan di alam. Karbon juga banyak terkandung di matahari, bintang-bintang, komet dan amosfir kebanyakan planet.

Kelimpahan di Alam• Karbon adalah unsur paling berlimpah ke-15 di

kerak Bumi dan ke-4 di alam semesta. Karbon terdapat pada semua jenis makhluk hidup karbon merupakan unsur paling berlimpah kedua (sekitar 18,5%) setelah oksigen.

• Sumber karbon anorganik terbesar terdapat pada batu kapur, dolomit, dan karbon dioksida, sedangkan sumber organik terdapat pada batu bara, tanah gambut, dan minyak bumi.

Ekstraksi• Proses pembuatan

Karbon dapat di buat dengan proses yang disebut dengan karbonisasi yakni pemanasan bahan yang mengandung karbon.

• Karbon juga dapat diperoleh  dari pembakaran hidrokarbon atau coal, atau yang lainnya dengan kondisi udara yang terbatas sehigga terjadi pembakaran yang tidak sempurna.

CH4(g) + O2(g) C(s) + 2H2O(l)

Reaksi Pada Karbon

Reaksi dengan HalogenKarbon bereaksi langsung

dengan fluorin, sedangkan dengan unsure halogen lainnya bereaksi secara tidak langsung.

Contoh reaksi :

C + 2F2 CF4 (reaksi langsung)

CF4 + Cl2 CH3Cl + HCl (reaksi tidak langsung)

Reaksi dengan OksigenJika dipanaskan dalam udara,

maka unsure-unsur karbon bereaksi dengan oksigen (reaksi pembakaran) yang bersifat eksotermik membentuk oksida CO2. Oksida CO2 bersifat asam dan bereaksi dengan air menghasilkan larutan asam lemah sekali. Reaksi : CO2 + H2O H2CO3 (asam karbonat)

Kegunaan• Intan untuk perhiasan dan pemotong kaca,

dalam industri untuk membuat bubuk penggosok yang paling keras untuk roda pengasah, ujung mata bor dan gigi gergaji.

• Grafit sebagai bahan hitam dalam pensil biasa, pigmen dalam cat hitam, bahan pembuatan krus (mangkok untuk bahan kimia), elektode untuk penggunaan pada suhu yang sangat tinggi, pelumas kering. Jika serbuk grafit didispersikan dengan minyak, akan dihasilkan pelumas cair.

• Karbon Monoksida (CO) sebagai bahan bakar, reduktor pada pengolahan logam

• Karbon Dioksida (CO2) digunakan sebagai zat pembeku (misal es krim), minuman berkarbonasi yang akan menguap saat botol minuman di buka, pelindung kebakaran.

• Asam Sianida (HCN) di industri sebagai bahan nilon.• Karbon Disulfida (CS2) digunakan sebagai pemadam

kebakaran, pelarut lilin, damar, minyak, dan untuk menghilangkan noda lemak pada baju

• Dithiokarbamat (R2NCS2-) digunakan untuk fungisida dalam bidang pertanian

Silikon (Si)• Sejarah

Kemungkinan bahwa di Inggris pada tahun 1808 Humphry Davy berhasil mengisolasi silikon sebagian murni untuk pertama kalinya, namun dia tidak menyadarinya.

Pada 1824 kimiawan Swedia Jöns Jakob Berzelius menghasilkan sampel dari silikon amorf, solid coklat, dengan mereaksikan kalium fluorosilikat dengan kalium, memurnikan produk dengan mencuci berulang-ulang. Itu dinamakan silicium unsur baru.

Silikon diberi nama pada tahun 1831 oleh kimiawan Skotlandia Thomas Thomson. Dia tetap bagian dari nama Berzelius, dari 'silicis', yang berarti batu.  Dia mengubah akhiran elemen dengan  elemen on karena itu lebih mirip dengan nonmetals boron dan karbon daripada  untuk logam seperti kalsium dan magnesium. (Silicis, atau batu api, mungkin penggunaan pertama kali silikon dioksida)

Sumber dan Kelimpahan• Silikon membentuk 28% kerak bumi dalam jumlah

berat. Silikon tidak ditemukan bebas di alam. Silikon terdapat dalam bentuk senyawa oksida silika SiO2, dan mineral yang disebut silikat. Granit, hornblende, asbestos, feldspar, tanah liat, mica, dsb merupakan contoh beberapa mineral silikat.

Ekstraksi• Dibuat dengan tahapan reduksi:

SiO2(l) + C(s) Si(l) + CO2(g)

Si(l) + 2Cl2(g) SiCl4(l)

SiCl4(l) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g)

Reaksi Pada Silikon

Reaksi dengan BasaSilikon tidak reaktif pada suhu

kamar dan tidak bereaksi dengan asam, tetapi dapat bereaksi dengan basa kuat seperti NaOH.

Si(s) + 4OH-(aq) → SiO4(aq) + 2H2(g)

Reaksi dengan HidrogenPada suhu tinggi, silikon

dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrida, reaksinya adalah sebagai berikut.Si(s) + 2H2 → SiH4

Reaksi dengan Halogen

• Silikon bereaksi dengan halogen secara umum, bahkan sampai terbakar dalam gas flour.Si + 2X2 → SiX4

Contoh:  Si + 2Cl2 → SiCl4        Si + 2Br2 → SiBr4

Reaksi dengan Oksigen

Bila dipanaskan dalam udara, silikon bereaksi dengan oksigen dalam reaksi pembakaran yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida SiO2. Reaksi antara silikon dengan oksigen adalah sebagai berikut.

• Si(s) + O2(g)                  SiO2(S)

Reaksi dengan Karbon

• Salah satu seyawaan silikon yang terkenal adalah silikon karbida. Reaksi silikon dengan karbon adalah sebagai berikut.

Si(s) + C(s)               SiC(s)

Kegunaan• Pembuatan transistor, chips, komputer dan sel surya. Untuk tujuan itu

diperlukan silikon ultra murni. Silikon juga digunakan dalam berbagai jenis alloy dengan besi (baja). Sedangkan senyawa silikon digunakan dalam industri.

• Silika dan silikat digunakan untuk membuat gelas, keramik, porselin dan semen.

• Larutan pekat natrium silikat (Na2SiO3), suatu zat padat amorf yang tidak berwarna, yang disebut water glass, digunakan untuk pengawetan telur dan sebagai perekat, juga sebagai bahan pengisi (fillir) dalam detergen.

• Silikon karbida (SiC), merupakan zat padat yang sangat keras digunakan untuk ampelas (abrasive) dan pelindung untuk pesawat ulang alik terhadap suhu yang tinggi sewaktu kembali ke bumi.

• Silika gel, suatu zat padat amorf yang sangat berpori, dibuat dengan melepas sebagian air dari asam silikat (H2SiO3) atau (SiO2.H2O). Silika gel bersifat higroskopis (mengikat air) sehingga digunakan sebagai pengering dalam berbagai macam produk.

Germanium (Ge)

• Sejarah

(Latin: Germania, Jerman). Ditemukan sekitar 100 tahun yang lalu oleh ahli kimia Rusia, Mendeleev Omitri.

Sementara pada tahun 1886, seorang kimiawan Jerman, Clemens Winkler, memutuskan untuk memberi nama unsur baru germanium, sebagai penghormatan kepada tanah airnya.

Sumber dan KelimpahanLogam ini ditemukan di• argyrodite, sulfida germanium dan perak• germanite, yang mengandung 8% unsur ini• bijih seng• batubara• mineral-mineral lainnya

Unsur ini diambil secara komersil dari debu-debu pabrik pengolahan bijih-bijih seng, dan sebagai produk sampingan beberapa pembakaran batubara.

• Germanium murni ditemukan dalam bentuk yang keras, berkilauan, berwarna putih keabu-abuan, tapi merupakan metalloid yang rapuh.

EkstraksiDibuat dengan proses reduksi:

GeO2 + C Ge + CO2

Ge + 2Cl2 GeCl4

GeCl4 + 2H2 Ge + 4HCl

Reaksi pada Germanium

Reaksi dengan Oksigen

Bila dipanaskan dalam udara, germanium bereaksi dengan oksigen dalam reaksi pembakaran yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida GeO2. Reaksi antara silikon dengan oksigen adalah sebagai berikut.

Ge(s) + O2(g)                  GeO2(S)

Kegunaan• Sebagai bahan semikonduktor. • Sebagai bahan pencampur logam, sebagai fosfor di bola lampu pijar

dan sebagai katalis. • Germanium dan germanium oksida tembus cahaya sinar infra merah

dan digunakan dalam spekstroskopi infra merah dan barang-baran goptik lainnya, termasuk pendeteksi infra merah yang sensitif. Index refraksi yang tinggi dan sifat dispersi oksidanya telah membuat germanium sangat berguna sebagai lensa kamera wide-angle dan microscope objectives.

•  Bidang studi kimia organogermanium, beberapa senyawa germanium memiliki tingkat keracunan yang rendah untuk mamalia, tetapi memiliki keaktifan terhadap beberapa jenis bakteria, sehingga membuat unsur ini sangat berguna sebagai agen kemoterapi.

Timah (Sn)• Sejarah

Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin dengan symbol kimia Sn. Nama latin dari timah adalah “Stannum” dimana kata ini berhubungan dengan kata “stagnum” yang dalam bahasa inggris bersinonim dengan kata “dripping” yang artinya menjadi cair / basah, penggunaan kata ini dihubungkan dengan logam timah yang mudah mencair.

Tidak diketahui siapa penemu unsur ini.

Sumber dan KelimpahanSumber utama Timah di alam terutama

terdapat sebagai mineral kasiterit/batu timah (SnO2)

Ekstraksi• Dibuat dengan mereduksi oksidanya:

SnO2 + C Sn + CO2

Sn + 2Cl2 SnCl4

SnCl4 + 2H2 Sn + 4HCl

Reaksi pada Timah

Reaksi dengan OksigenBila dipanaskan dalam udara,

timah bereaksi dengan oksigen dalam reaksi pembakaran yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida SnO2. Reaksi antara silikon dengan oksigen adalah sebagai berikut.

Sn(s) + O2(g)                  SnO2(S)

Kegunaan• Sebagai pembungkus makanan dan kaleng

minuman• Paduan timah dan timbal dengan kadar yang

sangat tinggi dipakai sebagai bahan pembuat alat musik (misal pipa organ)

• Paduan Sn, Cu, dan Pb digunakan untuk kompas• SnF2 digunakan dalam pasta gigi untuk mencegah

terjadinya lubang pada gigi• SnO2 untuk bahan amplas atau penggosok

permata• SnS2 dipakai pada industri pewarnaan serta proses

penyepuhan atau bahan imitasi

Timbal (Pb)• Sejarah

Logam timbal telah dipergunakan oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu (sekitar 6400 SM) hal ini disebabkan logam timbal terdapat diberbagai belahan bumi, selain itu timbal mudah di ekstraksi dan mudah dikelola. Unsur ini telah lama diketahui dan disebutkan di kitab Exodus. Para alkemi mempercayai bahwa timbal merupakan unsur tertua dan diasosiasikan dengan planet Saturnus. Timbal alami, walau ada jarang ditemukan di bumi.

Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai “Lead” dengan simbol kimia “Pb”. Simbol ini berasal dari nama latin timbal yaitu “Plumbum” yang artinya logam lunak.

Sumber dan Kelimpahan

• Di alam timbal terutama terdapat sebagai galena (PbS) dengan proses pemanggangan. Anglesite (PbSO4), cerussite (PbCO3), dan minim adalah mineral-mineral timbal yang lazim ditemukan.

EkstraksiBijih galena dipekatkan dengan teknik flotasi-

buih serta di tambahkan SiO2 dan air kapur

2PbS(s) + 3O2(g) 2PbO(s) + 2SO2(g)

PbO(s) + C(s) Pb(l) + CO(g)

PbO(s) + CO(g) Pb(l) + CO2(g)

Penambahan SiO2 dan air kapur sebelum pemanggangan pada proses reduksi untuk PbSO4

PbSO4(s) + SiO2(s) PbSiO3(s) + SO3(g)

PbSiO3(s) + CaO(s) PbO(s) + CaSiO3(s)

Logam Pb yang dihasilkan masih mengandung pengotor tembaga, perak, emas, zink, arsen. Antimon, dan bismuth.

Tahap-tahap pemurnian:

untuk menghilangkan Cu: logam Pb dilelehkan selama beberapa waktu pada suhu <1083oC, sehingga Cu mengkristal dan dapat dipisahkan

Untuk menghilangkan arsen, antimon, dan bismut: meniupkan udara di atas permukaan lelehan Pb,sehingga arsen menjadi arsena, antimon menjadi antimonat, dan bismut menjadi buih di permukaan, dan dipisahkan.

Untuk menghilangkan Ag: menambahkan 1-2% zink, didinginkan dari suhu 480 menjadi 420 sehingga Ag dan zink mengkristal sehingga dapat dipisahkan.*

* Jika kelebihan zink, dipisahkan dengan penyulingan hampa atau pada tekanan sangat rendah

• Pemurnian tahap terakhir dengan teknik elektrolisis menurut metode Betts.

• Anoda: Pb

• Katoda: Pb

• Elektrolit: larutan PbSiF6 dan larutan H2SiF6

Anode : Pb(l) Pb2+ + 2e

Katoda : Pb2+ + 2e Pb(s)

Kegunaan• Digunakan pada baterai• Pelindung kawat, pipa ledeng, dan amunisi• Logamnya sangat efektif sebagai peredam suara• Pelindung radiasi pada sinar X dan reaktor nuklir• Insektisida• Digunakan dalam accu• Dipakai sebagai agen pewarna dalam bidang pembuatan

keramik terutama untuk warna kuning dan merah.• Dipakai dalam industri plastic PVC untuk menutup kawat

listrik.• Dipakai sebagai proyektil untuk alat tembak dan dipakai pada

peralatan pancing untuk pemberat disebakan timbale memiliki densitas yang tinggi, harganya murah dan mudah untuk digunakan.