Cara Pembuatan Logam Alkali

Isolasi:

• Na diperoleh dari elektrolisis leburan garam kloridanya yang dilakukan dengan menggunakan ”downs cell” .

Elektrolisis lelehan NaCl dilakukan didalam sel silinder dengan menambahkan CaCl₂ untuk menurunkan titih leleh dari NaCl dari 801⁰C menjadi 580⁰C. Akan tetapi dari elektrolisis tidak diperoleh Ca. Hal ini disebabkan karena Ca lebih sulit tereduksi dibanding Na karena potensial reduksi Ca lebih rendah dibanding Na.

• Suhu optimum beroperasinya downs cell 772⁰C, sementara titik leleh KCl 850⁰C dan pada suhu tersebut K akan berwujud gas sehingga K tidak mungkin dipisahkan atau diisolasi dengan menggunakan downs cell. Oleh karena itu logam K, Rb, Cs diisolasi dengan mereaksikan garam kloridanya dengan Na

Na(g) + MCl (l) → M(g) + NaCl(l)

Dengan cara elektrolisis leburan atau lelehan garamnya.

Contoh :	NaCl (l)		Na+ (l)	+ Cl- (l)
	Katoda		Na+ (l)	+ e-		Na (s)
	Anoda		Cl- (l)			1/2 Cl2 (g)	+ e-
	---------------------------------------------------------
			Na+ (l)	+ Cl- (l)	-->	Na (s)	+ 1/2 Cl2 (g)

Keberadaan Logam Alkali di Bumi

• Na, K terdapat dalam jumlah yang cukup banyak di air laut , kerak bumi, dan komponen dari tumbuh-tumbuhan.
• Li, Rb, Cs terdapat dalam jumlah yang relatif sedikit di air laut dan kerak bumi.
• Fr jarang ditemukan karena merupakan hasil peluruhan bahan radioaktif ²²⁷Ac dengan waktu  21 menit. 

Keberadaan di alam

Senyawa-senyawa alkali yang paling banyak terdapat di alam adalah senyawa natrium dan kalium. Unsur alkali yang paling sedikit dijumpai adalah fransium, sebab unsur ini bersifat radioaktif dengan waktu  21 menit, sehingga mudah berubah menjadi unsur lain.

Natrium terutama didapatkan pada air laut dalam bentuk garam NaCl yang terlarut. Konsentrasi ion Na⁺ pada air laut adalah 0,47 molar. NaCl kita temui juga dibeberapa daerah sebagai mineral pada halit (batu karang NaCl). Selain berupa NaCl, natrium tersebar di kulit bumi sebagai natron (Na₂C0₃.10H₂0), kriolit (Na₃AlF₆), sendawa chili (NaNO₃), albit (Na₂).Al₂O₃.3SiO₂) dan boraks (Na₂B₄O₇.1OH₂).

Kalium terdapat dikulit bumi sebagai mineral silvit (KCl), karnalit (KCl.MgCl₂.6H₂O), sendawa (KNO₃), dan feldspar (K₂O.Al₂O₃.3SiO₂). Dalam tumbuh-tumbuhan, kalium banyak terkandung sebagai garam oksalat dan tatrat. Natrium dan kalium ikut berperan dalam metabolisme pada tubuh makhluk hidup. Pada tubuh manusia dan hewan, ion-ion Na⁺ dan K⁺ berperan dalam menghantarkan konduksi saraf, serta dalam memelihara keseimbangan osmosis dan pH darah. Pada tumbuh-tumbuhan, ion K⁺ jauh lebih penting dari pada ion Na⁺, sebab ion K⁺ merupakan zat esensial untuk pertumbuhan.

Adapun logam-logam alkali lainnya sedikit dijumpai di alam. Jumlah litium relatif lebih banyak daripada sesium dan rubidium.

Ekstraksi Logam

a. Metode Elektrolisis

Logam Li dan Na adalah reduktor kuat sehingga tidak mungkin diperoleh dengan mereduksi oksidanya. Oleh karena itu logam-logam ini diperoleh dengan cara elektrolisis.

Elektrolisis Li

Sumber logam Li adalah spodumene [LiAl(SO)₃]. Spodumene dipanaskan pada suhu 100^oC, lalu dicampur dengan H₂SO₄ panas, dan dilarutkan ke air untuk memperoleh larutan Li₂SO_4. kemudian, Li₂SO₄ direksikan dengan Na₂CO₃ membentuk Li₂CO₃ yang sukar larut.

Li­­­₂SO₄ + Na₂CO₃ → Li­­­₂CO₃ + Na₂SO₄ Setelah itu, Li₂CO₃ direaksikan dengan HCl untuk membentuk LiCl.

Li­­­₂CO₃ + 2HCl → 2LiCl + H₂O + CO₂ Li dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan LiCl. Katoda : Li⁺ + e^- → Li

Anoda : 2Cl^- → Cl₂ + 2e^-

Karena titik leleh LiCl tinggi (>600^oC), biaya elektrolisis menjadi mahal. Namun, biaya dapat ditekan dengan cara menambahkan KCl (55% LiCl dan 45% KCl) yang dapat menurunkan titik leleh menjadi 430^oC.

Elektrolisis Natrium

Sumber utama logam natrium adalah garam batu dan air laut. Na hanya dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan NaCl.

Katoda : Na⁺ + e^- → Na

Anoda : 2Cl^- → Cl₂ + 2e^-

a. Metode reduksi

Untuk mendapatkan logam K, Rb, dan Cs dilakukan metode reduksi sebab jika dengan metode elektrolisis logam ini cenderung larut dalam larutan garamnya.

Reduksi K

Sumber utama logam K adalah silvit (KCl). Logam ini didapatkan dengan mereduksi lelehan KCl. Na + KCl ↔ K + NaCl

Reaksi ini berada dalam kesetimbangan karena K mudah menguap maka K dapat dikeluarkan dari sistem. Dan kesetimbangan akan tergeser ke kanan untuk memproduksi K. Untuk reduksi Rb dan Cs prosesnya sama dengan proses reduksi K.

Kegunaan

• Karena memiliki titik leleh yang rendah, logam Na digunakan sebagai pendingin dalam reaktor nulkir, dimana Na menyerap panas dari reaktor nuklir kemudian Na panas mengalir melalui saluran menuju reservoar yang berisi air. Selanjutnya air dalam reservoar menguap dan uapnya dialirkan pada pembangkit listrik tenaga uap.
• Sebagai pengembang kue (NaHCO₃), jika dibakar mengeluarkan gas CO₂.
• KO₂ digunakan sebagai konverter CO₂ pada alat bantuan pernafasan. Gas CO₂ yang dihembuskan masuk kedalam alat dan bereaksi dengan KO₂ menghasilkan O₂.
• Na dipakai sebagai lampu penerangan dijalan-jalan raya atau pada kendaraan. sinar kuning natrium ini mempunyai kemampuan untuk menembus kabut.
• Logam Na digunakan dalam pembuatan tetra etil timbal, zat ini mengurangi ketukan pada bensin.
• NaCl (garam dapur); digunakan sebagai bahan baku pembuatan NaOH, Na₂CO₃, logam Na, dan gas klorin.

Pernahkan ada melihat lampu natrium?

 Untuk orang-orang yang sering keluar pada malam hari mungkin sekali pernah melihat lampu natrium atau kalau bahasa kerenya adalah sodium lamp. Lampu natrium ini biasanya digunakan untuk penerangan jalan atau mungkin pada pelataran. Lampu natrium ini mempunyai warna khas yang dipijarkan yaitu berwarna kuning mencorong, sehingga benda yang diterangi kehilangan warna aslinya. Bahkan warna kulit manusia cenderung menjadi keabuan, memunculkan pemandangan seakan mayat-mayat gentayangan di bawah lampu. . Pada lampu natrium, yang sorotan kuningnya menerangi jalan besar dan pelataran ramai di pusat kota. Cahaya kuning terbit karena sesaat sebelumnya energi gas natrium dinaikkan oleh loncatan listrik.Sangat efisien, sebagian besar energi listrik beralih menjadi cahaya. Ini berbeda dari lampu pijar yang tenaga setrumnya banyak terpakai untuk memanaskan kawat. Sebagian saja yang menjadi terang, sebagian besar lainnya membuat gerah wilayah di sekeliling lampu.
Berikut merupakan gambar dari lampu natrium

Lampu uap natrium adalah lampu lucutan gas yang menggunakan natrium dalam keadaan terusik untuk menghasilkan cahaya. Ada dua jenis dari lampu ini: tekanan rendah dan tekanan tinggi.

Natrium tekanan rendah

Lampu natrium tekanan rendah (LPS), juga dikenal sebagai lampu natrium oksida (SOX), terdiri dari pelindung hampa luar dari gelas yang dilapisi dengan lapisan pemantul inframerah dari indium timah oksida, sebuah bahan semikonduktor yang memungkinkan cahaya tampak untuk lewat dan memantulkan kembali inframerah, menjaganya agar tidak keluar. Lampu mempunyai pipa-U borosilikat bagian dalam yang berisi natrium padat serta sedikit gas neon dan argon (campuran Penning) untuk memulai lucutan gas, jadi ketika lampu dihidupkan, lampu ini memancarkan cahaya merah kabur untuk memanaskan logam natrium dan dalam beberapa menit berubah menjadi oranye terang setelah logam natrium menguap.

Lampu ini menghasilkan cahaya hampir monokromatik pada panjang gelombang 589.3 nm (sebenarnya dua panjang gelombang pada 589.0 dan 589.6 nm). Sebagai hasilnya, warna dari benda yang disinari tidak dapat dibedakan dengan mudah.

Lampu LPS adalah sumber cahaya elektrik yang paling efisien, mencapai hinggga 200 lm/W^[1], terutama karena keluarannya adalah cahaya dengan panjang gelombang yang mendekati sensitivitas puncak dari mata manusia. Sebagai hasilnya, lampu ini sering digunakan untuk pencahayaan luar ruang seperti lampu jalan dan pencahayaan keamanan dimana perbedaan warna dianggap tidak penting.

Lampu LPS tersedia dalam rating daya dari 10 W hingga 180 W, bola lampu yang lebih panjang membuat masalah desain dan rekayasa menjadi sulit.

Lampu LPS lebih mirip dengan lampu pendar daripada lampu lucutan intensitas tinggi karena lampu ini bertekanan rendah, sumber lucutan berintensitas rendah dan bentuknya yang mirip lampu pendar. Juga seperti lampu pendar, lampu ini tidak memperlihatkan busur cerah seperti lampu HID lainnya, lampu ini memancarkan sinar lembut, menghasilkan sorotan yang lebih rendah. Tak seperti lampu HID lainnya, yang dapat mati total saat tegangan ditiadakan, lampu natrium tekanan rendah membusur kembali ke kecerahan maksimum dengan cepat.

Karakteristik unik lain dari lampu LPS adalah intensitas keluaran cahaya lampu ini tidak berkurang seiring dengan penuaan, tidak seperti lampu jenis lain. Sebagai contohnya, lampu HID uap raksa menjadi sangat redup saat semakin tua meskipun tetap memakan daya yang sama dengan lampu baru. Lampu LPS sedikit meningkatkan konsumsi daya (kira-kira 10%) sebelum akhir hidupnya, yang biasanya sekitar 18.000 jam penggunaan untuk lampu modern.

Natrium tekanan tinggi

Lampu natrium tekanan tinggi (HPS) lebih kecil dan mengandung unsur tambahan seperti raksa, dan menghasilkan cahaya oranye kemerahjambuan. Beberapa bola lampu juga menghasilkan cahaya putih kebiruan. Ini mungkin dari cahaya raksa sebelum natrium menguap sempurna. Jalur-D natrium adalah sumber cahaya utama dari lampu HPS, dan spektrum sempit ini dilebarkan oleh natrium tekanan tinggi dalam lampu, karena pelebaran ini dan pancaran dari raksa, warna benda yang diterangi dapat dibedakan. Ini membuatnya digunakan di tempat yang diinginkan pembedaan warna yang baik.

Lampu HPS disukai untuk penyinaran tumbuhan dalam ruang karena lebarnya spektrum suhu warna yang dihasilkan dan efisiensinya yang relatif tinggi.

Lampu natrium tekanan tinggi a cukup efisien, kira-kira 100 lm/W.

Karena reaksi kimia dari busur natrium tekanan tinggi yang sangat tinggi, tabung lucutan biasanya dibuat dari alumina bening.

Xenon pada tekanan rendah digunakan sebagai gas starter pada lampu HPS. Xenon mempunyai konduktivitas termal dan potensial ionisasi terendah diantara seluruh gas mulia non-radioaktif. Sebagai gas mulia, xenon tidak mengganggu reaksi kimia dalam lampu. Konduktivitas termal yang rendah mengurangi kehilangan bahang dalam lampu saat beroperasi, dan potensial ionisasi yang rendah menyebabkan tegangan dadal dari gas menjadi relatif rendah saat dingin, memungkinkan penghidupan yang cepat dan mudah.

Pertimbangan polusi cahaya

Untuk tempat dimana penghindaran polusi cahaya adalah penting, seperti pada observatorium, lampu natrium tekanan rendah lebih dipilih. Lampu seperti ini memancarkan cahaya pada hanya satu jalur spektrum dominan dan karenanya sangat mudah ditapis.

MANFAAT KALIUM NITRAT

Senyawa kimia kalium nitrat merupakan sumber alami mineral nitrogen. Senyawa ini tergolong senyawa nitrat dengan rumus kimia KNO₃.

Deskripsi

Merupakan komponen bubuk hitam teroksidasi (disuplai oksigen). Sebelum fiksasi industri nitrogen skala besar (proses Haber), sumber utama Kalium nitrat ialah deposit yang mengkristalisasikan dari dinding gua atau mengalirkan bahan organik yang membusuk. Tumpukan kotoran juga sumber umum yang utama: amonia dari dekomposisi urea dan zat nitrogen lainnya akan melalui oksidasi bakteri untuk memproduksi nitrat.

Penerapan

Salah satu penerapan yang paling berguna dari kalium nitrat ialah dalam produksi asam sendawa, dengan menambahkan asam sulfatlarutan encer kalium nitrat, menghasilkan asam sendawa dan kalium sulfat yang terpisah melalui distilasi fraksional. yang terkonsentrasi pada

Kalium nitrat juga digunakan sebagai pupuk, sebagai model bahan pembakar rocket, dan dalam beberapa petasan seperti bom asap, pada yang mana campuran dengan gula memproduksi jelaga asap 600 kali dari volumnya sendiri. Dalam proses pengawetan makanan, kalium nitrat merupakan komposisi umum dari daging yang diasinkan. Kalium Nitrat juga komponen utama dalam penghilang puntung. Juga telah digunakan dalam pembuatan es krim.

Kesalahan konsepsi terkenal ialah bahwa kalium nitrat itu antafrodisiak dan ditambahkan dalam makanan dalam adat yang biasa dikerjakan lelaki. Nyatanya kalium nitrat tak memiliki efek seperti itu pada manusia. [1]

Kini, penggunaan kalium nitrat dalam pasta gigi untuk gigi sensitif telah bertambah secara dramatis, walau nyatanya telah tak ditampakkan untuk membantu dengan sebenarnya hipersensitivitas gigi. [2]

kalium adalah logam kedua ringan selepas litium. Ia adalah pepejal lembut yang mudah dikerat dengan pisau dan mempunyai warna keperakan pada permukaan yang baru dipotong. Ia teroksida dengan cepat dalam udara dan haruslah disimpan dalam minyak mineral atau kerosin untuk penyimpanan.

Seperti juga logam-logam alkali lain, kalium bertindak dengan cergas dengan air menghasilkan hidrogen. Apabila berada dalam air, ia mungkin akan terbakar serta-merta. Garamnya memancarkan warna ungu apabila didedahkan kepada nyala api.

Penggunaan

• Kalium oksida digunakan terutamanya dalam baja.
• Kalium hidroksida adalah bahan kimia penting sebagai bes kuat.
• Kalium nitrat KNO₃ digunakan sebagai ubat bedil.
• Kalium karbonat, juga dikenali sebagai potasy, digunakan dalam pembuatan kaca.
• Kaca yang dirawat dengan kalium cair adalah lebih kuat daripada kaca biasa.
• NaK, sejenis aloi natrium dan kalium, digunakan sebagai medium pemindahan haba.
• Kalium adalam juzuk penting dalam pertumbuhan tumbuhan dan dijumpai dalam kebanyakan jenis tanah.
• Dalam sel haiwan, ion kalium adalah sangat penting untuk memastikan sel hidup (lihat pam Na-K)
• Kalium klorida digunakan sebagai pengganti garam biasa dan digunakan juga untuk memberhentikan jantung, contohnya dalam pembedahan jantung dan pelaksanaan hukuman mati melalui suntikan maut.
• superoksida KO₂ digunakan sebagai sumber oksigen mudah alih dan penyerap karbon dioksida. Ia amat berguna dalam sistem pernafasan mudah alih.

Kebanyakan garam kalium sangat berguna, termasuklah kalium bromida, kalium klorat, kalium kromat, kalium sianida, kalium dikromat, kalium iodida, kalium nitrat, kalium sulfat.

Kalium dalam gizi

Kalium merupakan mineral zat mikro penting dalam gizi manusia; ia membantu dalam pengecutan otot dan pengekalan keseimbaingan bendalir dan elektrolit dalam sel tubuh. Kalium juga penting dalam penghantaran impuls saraf serta pembebasan tenaga daripada protein, lemak, dan karbohidrat semasa metabolisme.

Memakan bermacam jenis makanan yang mengandungi kalium adalah cara terbaik untuk memperoleh jumlah yang mencukupi. Individu sihat yang memakan gizi yang seimbang jarang sekali memerlukan makanan tambahan. Makanan yang mengandungi sumber kalium yang tinggi termasuklah pisang, avokado, saderi dan turnip, dan kebanyakan buah-buahan, sayur-sayuran dan daging lain juga mengandungi kalium. Kajian menunjukkan gizi yang mengandungi kandungan kalium yang tinggi boleh merendahkan risiko menghidapi tekanan darah tinggi.