Kation Golongan IV dan V

Kation Golongan IV

1. Ba⁺²

a. Sifat

1). Unsur metalik, lunak, dan bewarna perak keputih-putihan seperti timbal.

2). Teroksida dengan mudah dan harus disimpan dalam bensin atau bahan cair lainnya yang tidak mengandung oksigen.

3). Larut dalam asam dan aquadest.

4). Tidak larut dalam alkohol.

5). Dapat larut dalam garam ammonium dan membentuk zat asalnya kembali.

6). Stabil dalam udara kering.

7). Bereaksi dengan air dalam udara yang lembab, membentuk oksida atau hidroksida.

b. Kegunaan

1). Digunakan dalam pengeboran sumur minyak dan gas, digunakan juga dalam industri kaca.

2). Hampir semua senyawaan barium beracun, tetapi barium sulfat tidak. Barium sulfat digunakan sebagai obat untuk penderita gangguan pencernaan.

3). Digunakan sebagai pengisi untuk karet, plastik dan resin.

4). Digunakan sebagai getter, bahan yang menggabungkan dan menghapus jejak gas dari tabung vakum.

5). Logam barium digunakan sebagai pelapis konduktor listrik.

6). Barium karbonat (BaCO₃) digunakan dalam pembuatan keramik dan beberapa jenis kaca.

7). Barium nitrat (Ba(NO₃)₂) digunakan sebagai pewarna kembang api.

8). Barium klorida (BaCl₂) digunakan sebagai pelunak air.

9). Barium oksida (BaO) mudah menyerap kelembaban dan digunakan sebagai desikan.

10). Barium peroksida (BaO₂) membentuk hidrogen peroksida (H₂O₂) bila dicampur dengan air dan digunakan sebagai agen pemutih yang mengaktifkan saat basah. Barium ferit (BaO · 6Fe₂O₃) digunakan untuk membuat magnet.

c. Keberadaan di Alam

Barium adalah unsur terbanyak ke-14 di kerak bumi, kelimpahannya mencapai 0.05%.  Di alam barium dapat membentuk senyawa mineral baritin (BaSO₄), dan mineral witerit (BaCO₃). Senyawa barium dapat diproduksi oleh industri, seperti industri minyak dan gas untuk membuat lumpur pengeboran.

d. Efek bagi Kesehatan

Logam berat bersifat tahan urai, sifat tahan urai inilah yang menyebabkan logam berat semakin terakumulasi di dalam perairan. Logam berat yang berada di dalam air dapat masuk ke dalam tubuh manusia. Logam berat di dalam air dapat masuk secara langsung ke dalam tubuh manusia apabila air yang mengandung logam berat diminum, sedangkan secara tidak langsung apabila memakan bahan makanan yang berasal dari air tersebut. Bahaya barium bagi kesehatan manusia yaitu, dalam bentuk serbuk, mudah terbakar pada temperatur ruang. Dalam jangka panjang, dapat menyebabkan naiknya tekanan darah dan terganggunya sistem saraf.

Semua air atau asam larut senyawa barium beracun. Pada dosis rendah, barium bertindak sebagai stimulan otot, sedangkan dosis yang lebih tinggi mempengaruhi sistem syaraf, menyebabkan penyimpangan jantung, tumor, kelemahan, kegelisahan, dyspnea dan kelumpuhan. Hal ini mungkin karena kemampuannya untuk memblokir kanal ion kalium yang sangat penting untuk fungsi yang tepat dari sistem saraf

Barium senyawa, jarang ditemui oleh kebanyakan orang. Semua senyawa barium dianggap sangat beracun meskipun bukti awal muncul untuk menunjukkan bahaya terbatas. Garam barium dapat merusak hati. Menghirup debu yang mengandung senyawa barium dapat terakumulasi dalam paru-paru sehingga menyebabkan kondisi yang disebut baritosis. Debu logam menyajikan bahaya kebakaran dan ledakan, dan barium bubuk dapat menyala secara spontan di udara.

2. Ca⁺²

a. Sifat

1). Logam ini bersifat trimorfik, lebih keras dibanding natrium tetapi lebih lunak dari aluminium.

2). Bila terkena air, kalsium akan bereaksi dan menghasilkan hidrogen. Ketika dibakar, menghasilkan nyala nyala api berwarna oranye-merah.

3). Endapan berwarna putih.

4). Dapat larut dalam garam ammonium.

5). Mudah larut dalam air yang mengandung gas CO₂.

6). Terurai bila dipanaskan.

7). Mudah larut dalam asam encer.

8). Diendapkan oleh larutan ammonium oksalat pekat.

9). Melebur pada suhu  845°C.

b. Kegunaan

1). Digunakan dalam paduannya dengan aluminium untuk bearing mesin, sebagai katalis untuk membuang kandungan bismut dari timbal, serta untuk mengendalikan kadar karbon grafitik pada peleburan besi.

2). Digunakan sebagai deoxidizer dalam pembuatan berbagai baja, sebagai pereduksi dalam pembuatan logam seperti kromium, torium, zirkonium, dan uranium, serta sebagai bahan untuk memisahkan campuran gas nitrogen dan argon.

3). Merupakan paduan yang digunakan dalam produksi aluminium, berilium, tembaga, timah, timbal, dan magnesium.

4). Lazim digunakan sebagai campuran semen untuk tujuan konstruksi.

5). Kalsium dalam tubuh manusia merupakan bagian dari senyawa yang disebut hydroxyapatite adalah yang membuat tulang dan gigi menjadi keras.

 6). Senyawa CaSO₄ digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah.

7). Senyawa CaCO₃ digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok. Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.

8). Ca(OH)₂ digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah.

9). Kalsium karbida (CaC₂) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena yang digunakan untuk pengelasan.

c. Keberadaan di Alam

Senyawa kalsium menyusun 3,64% kerak bumi. Distribusi kalsium sangat luas, ditemukan di hampir setiap wilayah daratan di dunia. Unsur ini sangat penting bagi kehidupan tumbuhan dan hewan, serta terdapat pada kerangka hewan, gigi, kulit telur, karang dan tanah. Kalsium juga ditemukan dalam air laut dan merupakan elemen kedelapan yang paling banyak yang ditemukan di laut. Air laut mengandung sekitar 0,15% kalsium klorida.

Kalsium tidak ditemukan secara bebas di alam, melainkan dalam bentuk batuan dan mineral seperti batu kapur (kalsium karbonat), dolomit (kalsium magnesium karbonat), dan gipsum (kalsium sulfat).

d. Efek bagi Kesehatan                        

Kalsium adalah logam yang paling berlimpah dalam tubuh manusia dan merupakan unsur utama tulang dan gigi. Kalsium kadang-kadang disebut sebagai kapur. Hal ini paling sering ditemukan dalam susu dan produk susu, tetapi juga dalam sayuran, kacang-kacangan dan biji. Ini adalah komponen penting untuk pelestarian kerangka manusia dan gigi. Hal ini juga membantu fungsi saraf dan otot. Penggunaan lebih dari 2,5 gram kalsium per hari tanpa kebutuhan medis dapat menyebabkan perkembangan batu ginjal dan sclerosis ginjal dan pembuluh darah.

Sebuah kekurangan kalsium merupakan salah satu penyebab utama osteoporosis. Osteoporosis adalah penyakit di mana tulang menjadi sangat keropos, tunduk pada fraktur, dan menyembuhkan perlahan, terjadi terutama pada wanita menopause berikut dan sering menimbulkan kelengkungan tulang belakang dari runtuhnya vertebra.

3. Sr⁺²

a. Sifat

1). Endapan berwarna putih.

2). Dapat larut dalam garam ammonium terutama yang berasal dari asam kuat.

3). Mudah larut dalam air yang mengandung gas CO₂.

4). Melebur pada suhu 771°C.

5). Cepat bereaksi dengan air dan udara sehingga harus disimpan dalam wadah yang tidak memungkinkannya kontak dengan air dan udara.

6). Memberikan nyala api berwarna merah terang ketika di bakar.

b. Kegunaan

1). Untuk memunculkan warna merah terang dalam kembang api dan flare.

2). Biasa digunakan dalam tabung vakum untuk menghilangkan udara atau gas yang tertinggal.

3). Digunakan dalam pembuatan tabung gambar televisi berwarna.

4).  Memproduksi magnet ferrite (kombinasi stronsium dengan besi) dan dalam penyulingan seng.

5). Stronsium klorida kadang-kadang digunakan dalam pasta gigi untuk gigi sensitive.

6). Stronsium renelate digunakan dalam pengobatan osteoporosis, membantu pertumbuhan tulang, dan meningkatkan kepadatan tulang.

7). Sebagai sumber partikel dan sebagai perunut radioaktif.

8). Untuk membuat keramik kalsium.

9).  Strontium klorida hexahydrate digunakan dalam terapi kanker.

c. Keberadaan di Alam

Strontium umumnya terjadi di alam, berkontribusi terhadap sekitar 0,034% dari semua batuan beku dan hadir dalam bentuk mineral celestite sulfat (SrSO4) dan strontianite carbonate (SrCO3).

d. Efek bagi Kesehatan

Senyawa stronsium yang awalnya tidak larut air dapat menjadi larut sebagai hasil dari reaksi kimia. Senyawa-senyawa yang larut dalam air menjadi ancaman lebih besar bagi kesehatan manusia daripada yang tidak larut air. Oleh karena itu, senyawa larut air strontium berpotensi mencemari air minum, meskipun konsentrasi dalam air minum biasanya cukup rendah.

Orang bisa terkena tingkat kecil (radioaktif) strontium dengan menghirup udara atau debu, makan makanan, air minum, atau melalui kontak dengan tanah yang mengandung strontium. Konsentrasi strontium dalam makanan memberikan kontribusi pada konsentrasi strontium dalam tubuh manusia. Bahan pangan yang mengandung konsentrasi cukup tinggi strontium adalah biji-bijian, sayuran berdaun dan produk susu.

Satu-satunya senyawa strontium yang dianggap berbahaya bagi kesehatan manusia, bahkan dalam jumlah kecil, adalah strontium kromat. Strontium kromat diketahui menyebabkan kanker paru-paru, tetapi risiko paparan telah sangat dikurangi dengan prosedur keselamatan di perusahaan.

Penyerapan konsentrasi tinggi strontium umumnya tidak menjadi bahaya besar bagi kesehatan manusia. Namun pada anak-anak, asupan strontium dalam konsentrasi tinggi dapat memicu masalah pertumbuhan tulang.

Strontium radioaktif memiliki lebih banyak risiko kesehatan dibandingkan strontium stabil. Serapan terlalu tinggi strontium radioaktif menyebabkan anemia dan kekurangan oksigen, dan pada konsentrasi yang sangat tinggi diketahui menyebabkan kanker sebagai akibat dari kerusakan bahan genetik dalam sel.

Kation Golongan V

1. Mg⁺²

a. Sifat

1). Endapan berwarna putih susu.

2). Mudah larut dalam asam encer.

3). Mudah larut dalam garam ammonium.

4). Terurai bila dipanaskan.

5). Mudah terbakar.

6). Bila terkena udara, magnesium akan memudar.

7). Bereaksi dengan air, membentuk basa.

8). Bereaksi dengan asam, membentuk garam.

9). Melebur pada 650°C.

b. Kegunaan

1). Pemberi warna putih terang pada kembang api dan blitz.

2). Digunakan untuk struktur mesin mobil, penajam pensil, dan banyak juga peralatan elektronik seperti laptop dan hanphone.

3). Magnesium hidroksida (Mg(OH)₂), digunakan sebagai obat (Laxative), dan digunakan pada proses penyulingan gula.

4). Magnesium klorida digunakan dalam pembuatan kain katun, kertas, semen, dan keramik.

5). Magnesium oksida (MgO), digunakan pada pembuatan kosmetik, kertas dan obat cuci perut.

6). Magnesium sulfat untuk kayu tahan api yang digunakan dalam konstruksi.

c. Keberadaan di Alam

Magnesium terbanyak ke-7 yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9% keberadaannya. Senyawa magnesium oksida (MgO) adalah senyawa kedua yang paling banyak dalam kerak bumi sekitar 35% dari kerak berat. Jumlah yang signifikan Magnesium juga ditemukan terlarut dalam air laut. Dalam air laut itu mengambil bentuk kation Mg⁺².

d. Efek bagi Kesehatan

1). Menghirup debu atau asap mengandung magnesium dapat mengiritasi saluran pernafasan dan dapat menyebabkan demam fume logam. Gejala dapat termasuk batuk, sakit dada, demam, dan leukositosis.

2). Apabila tertelan dapat menyebabkan sakit perut dan diare.

3). Molten magnesium dapat menyebabkan luka bakar kulit serius.

4). Konsentrasi tinggi dari debu dapat menyebabkan iritasi mekanis.

5). Melihat api magnesium dapat menyebabkan cedera mata.

2. K⁺

a. Sifat

1). Endapan berwarna putih.

2). Tidak larut dalam alkohol dan HCl encer.

3). Sedikit larut dalam air.

4). Mudah meledak.

5). Cepat teroksidasi di udara lembab.

6). Melebur pada 63,5°C.

b. Kegunaan

1). Digunakan untuk membuat pupuk.

2). Aplikasi industri untuk kalium meliputi dalam pembuatan sabun, deterjen, pertambangan emas, pewarna, produksi kaca, mesiu, dan baterai.

3). Kalium digunakan dalam kontraksi otot, keseimbangan cairan dan pH, kesehatan tulang, dan membantu untuk mencegah batu ginjal.

4). Kalium karbonat digunakan dalam pembuatan kaca.

5). Kalium hidroksida digunakan untuk membuat sabun cair dan deterjen.

6). Kalium klorida kecil masuk ke obat-obatan, menetes medis dan suntikan saline.

c. Keberadaan di Alam

Logam ini terdapat sebanyak 2.4% (berat) di dalam kerak bumi. Kebanyakan mineral kalium tidak terlarut dalam air dan unsur kalium sangat sulit diambil dari mineral-mineral tersebut.

d. Efek bagi Kesehatan

Kalium dapat ditemukan dalam sayuran, buah-buahan, kentang, daging, roti, susu dan kacang-kacangan. Hal ini memainkan peran penting dalam sistem fluida fisik manusia dan membantu fungsi saraf.

Menghirup debu atau kabut Kalium dapat mengiritasi mata, hidung, tenggorokan, paru-paru dengan bersin, batuk dan sakit tenggorokan. Eksposur yang lebih tinggi dapat menyebabkan membangun dari cairan di paru-paru, ini dapat menyebabkan kematian. Kulit dan kontak mata dapat menyebabkan luka bakar yang parah menyebabkan kerusakan permanen.

3. Na⁺

a. Sifat

1).  Endapan berwarna kuning.

2). Berupa kristal.

3). Tidak larut dalam HCl encer.

4). Sedikit larut dalam pelarut organik.

5). Teroksidasi cepat dalam udara lembab.

6). Melebur pada 97,5°C.

b. Kegunaan

1). Natrium dalam bentuk logam sangat penting dalam pembuatan ester dan dalam pembuatan senyawa organik.

2). Merupakan komponen dari natrium klorida (NaCl) yang merupakan senyawa penting bagi organisme hidup.

3). Berfungsi untuk memperbaiki struktur paduan logam tertentu, digunakan dalam sabun, dikombinasikan dengan asam lemak, serta untuk memurnikan logam cair.

4). Natrium karbonat padat juga dibutuhkan untuk membuat kaca.

5).  Lampu uap natrium sangat efisien dalam memproduksi cahaya dari listrik dan sering digunakan untuk penerangan jalan jalan di kota.

c. Keberadaan di Alam

Natrium adalah unsur keenam paling melimpah di kerak bumi, dengan komposisi sekitar 2,83%. Natrium, setelah klorida, adalah unsur kedua paling berlimpah yang terlarut dalam air laut.

Sumber lainnya dapat kita temui pada nabati maupun hewani. Umumnya pangan hewani mengandung natrium lebih banyak dibandingkan dengan nabati. Namun, sumber utamanya garam dapur (NaCl), soda kue (natrium bikarbonat), penyedap rasa monosodium glutamat (MSG), serta bahan-bahan pengawet yang digunakan pada pangan olahan, seperti natrium nitrit dan natrium benzoat.

d. Efek bagi Kesehatan

Natrium terkandung dalam banyak makanan terutama dalam bentuk garam dapur. Natrium diperlukan manusia untuk menjaga keseimbangan sistem cairan tubuh. Unsur ini juga dibutuhkan untuk berfungsinya saraf dan otot. Namun, terlalu banyak natrium dapat merusak ginjal dan meningkatkan kemungkinan tekanan darah tinggi.

Reaksi natrium dengan air menyebabkan terbentuknya uap natrium hidroksida yang sangat mengiritasi kulit, mata, hidung, dan tenggorokan. Eksposur sangat parah bisa menyebabkan sulit bernapas, batuk, dan bronkitis kimia. Kontak parah dengan kulit bisa memicu gatal-gatal, kesemutan, luka bakar termal dan kaustik yang membuat kerusakan kulit permanen. Sedangkan kontak dengan mata bisa menyebabkan kerusakan permanen dan kehilangan penglihatan.

4. NH₄⁺

a. Sifat

1). Diambil dari zat asalnya, maka baunya merangsang.

2). Dicelupkan kertas lakmus merah menjadi biru.

3). Warna nessler agak kekuningan atau menjadi coklat.

4). Larut dalam air dengan membentuk larutan yang tak bewarna (keculi jika anionnya berwarna).

b. Kegunaan

1). Sebagai pupuk.

2). Untuk pengolahan air, fermentasi, bahan tahan api dan penyamakan.

c. Keberadaan di Alam

Amonia dapat terjadi secara alami atau diproduksi secara sintetis. Amonia yang terdapat di alam (di atmosfer) berasal dari dekomposisi bahan organik. Amonia juga dijumpai di dalam tanah, dan di tempat berdekatan dengan gunung berapi.

d. Efek bagi Kesehatan

1). Efek jangka pendek (akut) : iritasi terhadap saluran pernapasan, hidung, tenggorokan, mata terjadi pada 400-700 ppm. Sedang pada 5000 ppm menimbulkan kematian kontak dengan mata dapat menimbulkan iritasi hingga kebutaan total. Kontak dengan kulit dapat menyebabkan luka bakar (frostbite).

2). Efek jangka panjang (kronis) : menghirup uap asam pada jangka panjang mengakibatkan iritasi pada hidung, tenggorokan dan paru-paru dan bronkitis.

3). Amonium dapat mengakibatkan tanaman keracunan jika amonium sumber utama nitrogen.