Kimia Anorganik Logam

Pembelajaran 4.2

Senyawa-senyawa Aluminium

Sulfat

Seperti yang telah disinggung sebelumnya pada awal bab ini terdapat suatu golongan senyawa yang disebut alum, M⁺M³⁺(SO₄^2–)₂.12H₂O seperti alum itu sendiri, KAl(SO₄)₂.12H₂O mineral aluminium satu-satunya larut dalam air. Alum memainkan peranan penting dalam industri pewarnaan. Untuk mengabsorb warna pada kain pakaian secara permanen, kain tersebut pertama-tama direndam dalam suatu larutan alum. Suatu lapisan aluminium hidroksida terdeposit pada permukaan kain dimana molekul-molekul pewarna siap berikatan. Alum mengkristalisasi dari campuran kalium sulfat dan aluminium sulfat dengan molar yang sama untuk menghasilkan formulasi KAl(SO₄)₂.12H₂O. Kristal-kristal alum mempunyai kestabilan kisi yang sangat tinggi karena anion-anion sulfat tertata berselingan antara ion-ion kalium dan heksaakuaaluminium. Senyawanya kadangkala digunakan untuk menghentikan pendarahan (misalnya irisan tak sengaja pada saat mencukur) sebab alum menyebabkan koagulasi pada permukaan sel tanpa mematikan sel tersebut.

Halida

Aluminium halida menyususn suatu seri yang menarik: aluminium fluorida melebur pada 1290 ^oC; aluminium klorida mensublimasi pada 180 ^oC; dan aluminium bromida dan iodida masing-masing melebur pada 97 ^oC dan 190 ^oC. Jadi fluoridanya mempunyai karakter senyawa ionik bertitik lebur tinggi sedangkan titik lebur bromida dan iodida merupakan suatu senyawa khas kovalen. Ion aluminium mempunyai densitas muatan 364 C mm^–3, sehingga diharapkan semua anion-anionnya, terkecuali ion fluorida yang kecil, dipolarisasi pada titik pembentukan ikatan kovalen dengan aluminium. Kenyataannya, aluminium mempunyai struktur kristal ionik dengan susunan kation dan anion yang berselang-seling. Akan tetapi bromida dan iodida keduanya terdapat sebagai dimer, Al₂Br₆ dan Al₂I₆ yang analog dengan diboran dengan dua atom halogen jembatan. Kloridanya membentuk struktur kisi tipe-ionik dalam padatan, yang rusak dalam fasa cair menghasilkan molekular dimer AlCl₆. Dimer-dimer ini juga terbentuk ketika padatan aluminium klorida dilarutkan dalam pelarut dengan polaritas rendah.

Anhidrat aluminium klorida merupakan reagen penting dalam kimia anorganik, khususnya senyawa ini digunakan sebagai katalis untuk substitusi cincin aromatik dalam reaksi Friedel-Crafts. Aluminium klorida bereaksi sebagai asam Lewis kuat dengan senyawa organokloro menghasilkan ion tetrakloroaluminat, AlCl₄^– dan karbokation. Karbokation kemudian bereaksi dengan senyawa aromatik menghasilkan senyawa aromatik tersubstitusi, Ar—R, dan ion hidrogen.

Oksida

Alumina Al₂O₃ dapat dibuat dengan mendehidrasi Al(OH)₃ atau dari unsurnya. Terdapat dua bentuk alumina yang dikenal yaitu: α-Al₂O₃ atau korundum dan γ-Al₂O₃. Korundum ditemukan sebagai mineral, dan juga diperoleh dengan cara pemanasan Al(OH)₃ diatas 1000 ^oC. Dalam bentuk tak murninya korundum yang mengandung besi oksida dan silika disebut emery. Material ini digunakan untuk membuat kertas emery (kertas pasir yang digunakan untuk mempolis logam). Korundum tak terpengaruh oleh asam dan mempunyai titik lebur yang tinggi diatas 2000 ^oC. Struktur kristal korundum adalah atom-atom oksigen yang tertata-rapat secara heksagonal, dengan dua pertiga lubang oktahedralnya diisi oleh ion-ion Al³⁺. γ-Al₂O₃ dibuat dengan cara mendehidrasi Al(OH)₃ dibawah temperatur 450 ^oC dan kebalikannya dengan a-Al₂O₃, bentuk g ini larut dalam asam, mengabsorbsi air dan digunakan pada kromatografi.

Alumina berwarna putih, namun dapat diwarnai dengan penambahan Cr₂O₃ atau Fe₂O₃. Batu permata ruby dapat dibuat dengan pemanasan kuat terhadap campuran Al₂O₃ dan Cr₂O₃. Batu ruby adalah sangat keras dan digunakan sebagai batu permata dan pada arloji serta peralatan. Jadi ruby adalah suatu campuran oksida, sedangkan saphira biru adalah bentuk campuran oksida lainnya yang mengandung sejumlah kecil Fe²⁺, Fe³⁺, dan Ti⁴⁺. Mineral spinel MgAl₂O₄ adalah oksida campuran lainnya.

Dalam analisa kualitatif, Al(OH)₃ diendapkan sebagai senyawa jel putih ketika NH₄OH ditambahkan pada larutan (setelah sebelumnya mengeluarkan sulfida tak-larut asam dengan H₂S). Fe(OH)₃, Cr(OH)₃ dan Zn(OH)₂ juga diendapkan tetapi Fe(OH)₃ berwarna coklat, Cr(OH)₃ hijau-keabuan atau biru–abu-abu. Zn(OH)₂ berwarna putih seperti Al(OH)₃, namun tidak berupa jel. Zn(OH)₂ larut dalam NH₄OH berlebih sedangkan Al(OH)₃ tidak larut. Uji konfirmasi untuk aluminium adalah adanya pembentukan endapan merah dari Al(OH)₃ dan pewarna aluminon.

Al(OH)₃ bersifat amfoter, bereaksi sebagai basa yaitu bereaksi dengan asam membentuk garam yang mengandung ion [Al(H₂O)₆]³⁺. Akan tetapi, Al(OH)₃ menunjukan sifat-sifat asam ketika senyawa ini larut dalam NaOH membentuk natrium aluminat. Rumus aluminat sering ditulis sebagai NaAlO₂.2H₂O (yang ekuivalen dengan [Al(OH)₄]^–).

Selain terdapat dimana-mana di lingkungan, namun aluminium merupakan logam beracun. Untungnya, dibawah kondisi mendekati netral ion aluminium membentuk senyawa tak-larut meminimasi keterdiaaannya secara biologis.

Suatu riset menunjukan bahwa penurunan cadangan ikan dalam danau berasam bukan disebabkan oleh rendahnya pH tetapi karena konsentrasi ion aluminium yang tinggi dalam air yang disebabkan oleh rendahnya pH. Kenyataanya, bahwa konsentrasi ion aluminium 5 x 10^–6 mol L^–1 cukup untuk membunuh ikan.

Intisari

Senyawa-senyawa aluminium dapat berupa Sulfat; KAl(SO₄)₂.12H₂O (alum), Halida; AlCl₆, Oksida; Al₂O₃ yang dapat digunakan untuk mendehidrasi Al(OH)₃. Ada 2 jenis alumina yaitu: korondum; α-Al₂O₃, dan γ-Al₂O₃. Korondum yang mengandung besi oksida dan silika disebut Emery yang digunakan sebagai bahan pembuat kertas emery (kertas pasir). Alumina berwarna putih, namun dengan penambahan Cr₂O₃ atau Fe₂O₃ dapat menghasilkan warna. Pemanasan kuat terhadap campuran Al₂O₃ dan Cr₂O₃ dapat menghasilkan batu permata Ruby. Sedangkan Saphire adalag campuran oksida lainnya yang mengandung sejumlah kecil Fe^2+, Fe^3+, dan Ti^4+. Campuran oksida lainnya adalah Spinel dihasilkan dari MgAl₂O₄.

Terdapat dimana-mana di lingkungan, aluminium merupakan logam beracun, tetapi merupakan senyawa tak-larut pada kodisi mendekati netral.

Latihan

1. Tuliskan persamaan reaksi kimia yang menunjukkan reaksi aluminium dengan:
   1. NaOH
   2. Nitrogen, N₂
   3. Oksigen, O₂
   4. Klorin, Cl₂
2. Dari dua spesies alum, spesies apakah yang ada ketika alum-alum itu larut dalam air?