---
title: "Hidrogen dan Blok s"
book: "Kimia Universitas — Tahun 1"
subject: chemistry
language: id
chapter: 26
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/26-hidrogen-dan-blok-s
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# Bab 26 — Hidrogen dan Blok s

Setiap ponsel, laptop, dan mobil listrik membawa baterai yang muatan positifnya dibawa oleh ion litium. Litium itu sebagian besar berasal dari dua tempat: tambang batuan keras di Australia dan dataran garam di Pegunungan Andes, tempat air garam yang dipompa dari bawah kerak dibiarkan menguap di bawah sinar matahari selama berbulan-bulan sampai garam-garam litium dapat diendapkan darinya. Litium adalah [logam alkali](#def-b1-s-block-families) yang pertama, golongan logam yang paling reaktif, dan tetangga-tetangganya — natrium, kalium, magnesium, dan kalsium — memasok bahan kimia curah bagi industri: soda kaustik, abu soda, kapur. Bab ini membuka kimia deskriptif unsur-unsur dengan hidrogen dan [blok](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-table) s, dengan memakai alat-alat dari bab-bab sebelumnya — energi ionisasi, [potensial standar](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/13-kesetimbangan-redoks-dan-persamaan-nernst#def-b1-nernst-electrode-potential), [hasil kali kelarutan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/11-pengendapan-dan-kelarutan#def-b1-precipitation-solubility-product) — untuk menjelaskan perilaku unsur-unsur itu.

**Yang sudah kamu ketahui.**

Energi ionisasi dan [keelektronegatifan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-electronegativity) ([Bab 2](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#ch-b1-periodicity)); [potensial standar](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/13-kesetimbangan-redoks-dan-persamaan-nernst#def-b1-nernst-electrode-potential) ([Bab 13](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/13-kesetimbangan-redoks-dan-persamaan-nernst#ch-b1-nernst)); [hasil kali kelarutan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/11-pengendapan-dan-kelarutan#def-b1-precipitation-solubility-product) dan pengendapan hidroksida ([Bab 11](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/11-pengendapan-dan-kelarutan#ch-b1-precipitation)). Jilid sekolah (kelas 10) telah mengelompokkan unsur-unsur ke dalam keluarga: [logam alkali](#def-b1-s-block-families), [logam alkali tanah](#def-b1-s-block-families), halogen, gas mulia.

![Kolam penguapan air garam litium di Salar de Atacama, dilihat dari orbit (Landsat 8, 2018; NASA Earth Observatory, domain publik, Wikimedia Commons). Warna setiap kolam berubah ketika air garam itu memekat dan garam-garamnya mengkristal.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-s-block/img-62416e056b18.jpg)

*Kolam penguapan air garam litium di Salar de Atacama, dilihat dari orbit (Landsat 8, 2018; NASA Earth Observatory, domain publik, Wikimedia Commons). Warna setiap kolam berubah ketika air garam itu memekat dan garam-garamnya mengkristal.*

## 26.1 Hidrogen dan hidrida

Hidrogen mempunyai satu elektron: hidrogen dapat melepaskannya ($\ce{H+}$, yang dibawa air sebagai $\ce{H3O+}$), memakainya bersama ([ikatan kovalen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/3-struktur-lewis-resonansi-dan-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis)), atau menerima satu elektron ($\ce{H-}$, dengan [konfigurasi elektron](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/1-bilangan-kuantum-dan-konfigurasi-elektron#def-b1-quantum-numbers-configuration) helium). Mana yang terjadi bergantung pada pasangannya.

**Definisi 26.1 (Hidrida).**

*Hidrida* adalah senyawa biner hidrogen dengan unsur lain. *Hidrida salin*, yang terbentuk dengan [logam alkali](#def-b1-s-block-families) dan [logam alkali tanah](#def-b1-s-block-families) yang lebih berat ($\ce{LiH}$, $\ce{NaH}$, $\ce{CaH2}$), adalah padatan ionik yang mengandung $\ce{H-}$. *Hidrida kovalen*, yang terbentuk dengan unsur-unsur [blok](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-table) p ($\ce{CH4}$, $\ce{NH3}$, $\ce{H2O}$, $\ce{HCl}$), bersifat molekular. *Hidrida metalik*, yang terbentuk dengan beberapa logam transisi, adalah padatan yang hidrogennya menempati [situs interstisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site) [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) logam, sering dengan komposisi yang berubah-ubah.

Ion [hidrida](#def-b1-s-block-hydride) adalah basa dan [reduktor](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/13-kesetimbangan-redoks-dan-persamaan-nernst#def-b1-nernst-couple) yang sangat kuat: [hidrida salin](#def-b1-s-block-hydride) bereaksi dengan air, $\ce{NaH + H2O -> NaOH + H2}$, dan dipakai sebagai zat pengering untuk pelarut dan sebagai basa dalam sintesis organik ([Bab 22](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/22-alkohol-mengaktifkan-gugus-oh#ch-b1-alcohol-activation)). [Hidrida kovalen](#def-b1-s-block-hydride) [periode](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-table) kedua memperlihatkan kecenderungan [keelektronegatifan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-electronegativity) di sepanjang [periode](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-table) itu: $\ce{CH4}$ tidak asam maupun basa, $\ce{NH3}$ basa, $\ce{H2O}$ amfoter, $\ce{HF}$ asam.

## 26.2 Logam alkali

**Definisi 26.2 (Logam alkali dan logam alkali tanah).**

*Logam alkali* (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) membentuk [golongan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-table) 1, dengan satu [elektron valensi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/1-bilangan-kuantum-dan-konfigurasi-elektron#def-b1-quantum-numbers-configuration) *ns*$^1$; *logam alkali tanah* (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) membentuk [golongan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-table) 2, dengan *ns*$^2$. Unsur-unsur itu membentuk [blok](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-table) s.

**Proposisi 26.3 (Logam alkali adalah reduktor kuat).**

[Logam alkali](#def-b1-s-block-families) mempunyai [energi ionisasi pertama](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-ionisation-energy) yang paling rendah dalam [periodenya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-table) (Li $5.39\,\mathrm{eV}$, Na 5.14, K 4.34) dan [potensial standar](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/13-kesetimbangan-redoks-dan-persamaan-nernst#def-b1-nernst-electrode-potential) yang sangat negatif ($\ce{Li+}$/$\ce{Li}$ $-3.04$ V, $\ce{Na+}$/$\ce{Na}$ $-2.71$, $\ce{K+}$/$\ce{K}$ $-2.94$): logam-logam itu mereduksi air dan di alam hanya ditemukan sebagai ion $\ce{M+}$.

**Bukti.** Satu elektron di luar teras gas mulia, jauh dari inti dan tertapis oleh kulit-kulit dalam ([Bab 2](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#ch-b1-periodicity)), mudah dilepaskan. Di dalam air, ion $\ce{M+}$ yang kecil terhidrasi kuat, sehingga potensial pasangannya menjadi lebih rendah lagi. Dengan $E^\circ$ lebih dari $2.2\,\mathrm{V}$ di bawah garis air pada pH 7 ($-0.41$ V), reaksi $\ce{2M + 2H2O -> 2M+ + 2OH- + H2}$ mempunyai tetapan yang sangat besar ([Proposisi 13.12](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/13-kesetimbangan-redoks-dan-persamaan-nernst#prop-b1-nernst-equilibrium-constant)). ∎

![Kiri: natrium disimpan di bawah minyak mineral, jauh dari udara dan kelembapan (foto Justin Urgitis, CC BY-SA 2.5). Kanan: warna nyala, dari kiri ke kanan, senyawa litium, stronsium, kalsium, natrium, barium, boron, tembaga, sesium, dan kalium: elektron yang tereksitasi dalam nyala kembali ke tingkat yang lebih rendah sambil memancarkan cahaya pada panjang gelombang yang khas untuk setiap unsur () (foto Hegelrast, CC BY-SA 4.0). Keduanya dari Wikimedia Commons.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-s-block/img-cafacefef83e.jpg)

![Kiri: natrium disimpan di bawah minyak mineral, jauh dari udara dan kelembapan (foto Justin Urgitis, CC BY-SA 2.5). Kanan: warna nyala, dari kiri ke kanan, senyawa litium, stronsium, kalsium, natrium, barium, boron, tembaga, sesium, dan kalium: elektron yang tereksitasi dalam nyala kembali ke tingkat yang lebih rendah sambil memancarkan cahaya pada panjang gelombang yang khas untuk setiap unsur () (foto Hegelrast, CC BY-SA 4.0). Keduanya dari Wikimedia Commons.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-s-block/img-bc353a64d5cd.jpg)

*Kiri: natrium disimpan di bawah minyak mineral, jauh dari udara dan kelembapan (foto Justin Urgitis, CC BY-SA 2.5). Kanan: warna nyala, dari kiri ke kanan, senyawa litium, stronsium, kalsium, natrium, barium, boron, tembaga, sesium, dan kalium: elektron yang tereksitasi dalam nyala kembali ke tingkat yang lebih rendah sambil memancarkan cahaya pada panjang gelombang yang khas untuk setiap unsur ([Bab 1](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/1-bilangan-kuantum-dan-konfigurasi-elektron#ch-b1-quantum-numbers)) (foto Hegelrast, CC BY-SA 4.0). Keduanya dari Wikimedia Commons.*

**Di laboratorium — Sebuah demonstrasi, bukan percobaan.**

Reaksi natrium dengan air hanya diperagakan oleh guru, di balik layar pengaman, dengan sepotong logam sebesar biji lentil yang dijatuhkan ke dalam bak besar berisi air yang mengandung fenolftalein: logam itu meleleh menjadi bola yang meluncur, hidrogen berdesis, dan jejak merah muda memperlihatkan hidroksida yang terbentuk. Kalium menyalakan hidrogennya. Potongan yang lebih besar meledak. Natrium dipotong di bawah minyak, dipegang dengan penjepit, dan sisanya dirusak dengan etanol, tidak pernah dengan air.

Litium adalah pengecualian dalam [golongannya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-table): ionnya paling kecil, paling kuat terhidrasi, sehingga potensialnya paling negatif, tetapi paling lambat bereaksi dengan air. Senyawa-senyawanya menyerupai senyawa magnesium (litium karbonat dan litium fosfat sukar larut, seperti halnya senyawa magnesium), sebuah hubungan diagonal dalam tabel periodik. [Logam alkali](#def-b1-s-block-families) diproduksi melalui elektrolisis leburan kloridanya, karena tidak ada [reduktor](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/13-kesetimbangan-redoks-dan-persamaan-nernst#def-b1-nernst-couple) kimia yang cukup kuat; reaksi elektrode dalam sel semacam itu dipelajari dalam jilid Tahun 2.

## 26.3 Senyawa natrium dalam industri

**Definisi 26.4 (Sifat oksida).**

*Oksida basa* bereaksi dengan air menghasilkan hidroksida, atau dengan asam menghasilkan garam ($\ce{Na2O}$, $\ce{CaO}$); *oksida asam* bereaksi dengan air menghasilkan asam, atau dengan basa menghasilkan garam ($\ce{CO2}$, $\ce{SO3}$, $\ce{P4O10}$); *oksida amfoter* bereaksi dengan asam maupun basa ($\ce{Al2O3}$, $\ce{ZnO}$). Di sepanjang [periode](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-table), oksida berubah dari basa (logam, kiri) menjadi asam (nonlogam, kanan).

Natrium hidroksida dibuat melalui elektrolisis air garam (proses klor-alkali, yang juga menghasilkan klorin dan hidrogen). Natrium karbonat, abu soda, yang dipakai untuk kaca, detergen, dan ekstraksi litium, ditambang sebagai mineral trona atau dibuat dari garam dan batu kapur: pada tahun 2025 dunia memproduksi sekitar 71 juta ton, 19 juta dari endapan alam dan 52 juta secara sintetis, sebagian besar melalui proses Solvay.

**Proposisi 26.5 (Proses Solvay).**

Proses Solvay mengubah natrium klorida dan kalsium karbonat menjadi natrium karbonat dan kalsium klorida, $\ce{2NaCl + CaCO3 -> Na2CO3 +
CaCl2}$, melalui tahap-tahap yang mendaur ulang amonia dan karbon dioksida.

**Bukti.** Tahap-tahapnya: (1) $\ce{CaCO3 -> CaO + CO2}$ (tanur); (2) $\ce{NaCl + NH3 +
CO2 + H2O -> NaHCO3 + NH4Cl}$ (karbonasi air garam beramonia; hidrogenkarbonat, garam yang paling sukar larut di antara yang ada, mengendap); (3) $\ce{2NaHCO3 -> Na2CO3 + CO2 + H2O}$ (kalsinasi); (4) $\ce{CaO + H2O ->
Ca(OH)2}$; (5) $\ce{Ca(OH)2 + 2NH4Cl -> CaCl2 + 2NH3 + 2H2O}$ (pemulihan amonia). Dengan menjumlahkan $(1) + 2\times(2) + (3) + (4) + (5)$, $\ce{NH3}$, $\ce{CO2}$, $\ce{NH4Cl}$, $\ce{NaHCO3}$, $\ce{CaO}$, $\ce{Ca(OH)2}$, dan air saling meniadakan: $\ce{2NaCl + CaCO3 -> Na2CO3 + CaCl2}$. ∎

![Proses Solvay. Karbon dioksida dan amonia beredar dalam lingkaran; garam dan batu kapur masuk, abu soda dan kalsium klorida keluar.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-s-block/fig-4b78498792f8.svg)

*Proses Solvay. Karbon dioksida dan amonia beredar dalam lingkaran; garam dan batu kapur masuk, abu soda dan kalsium klorida keluar.*

![Pabrik abu soda: tanur kapur, menara karbonasi, dan timbunan natrium karbonat.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-s-block/img-a198b0c7519a.jpg)

*Pabrik abu soda: tanur kapur, menara karbonasi, dan timbunan natrium karbonat.*

**Metode 26.6 (Neraca massa pada diagram alir).**

1. Tuliskan persamaan keseluruhannya (jumlah tahap-tahapnya, dengan spesi yang didaur ulang saling meniadakan).
2. Dari produk yang diinginkan, hitunglah jumlah bahan baku dengan persamaan keseluruhan itu, lalu koreksilah untuk [rendemen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/7-memerikan-sistem-kimia-kemajuan-reaksi-aktivitas-q-dan-k#def-b1-extent-q-and-k-fractional-extent) setiap tahap.
3. Untuk spesi yang didaur ulang, hitunglah hanya tambahan yang diperlukan untuk menggantikan kehilangannya.
4. Periksalah neraca setiap unsur antara masukan dan keluaran.

## 26.4 Logam alkali tanah

Magnesium dan kalsium kurang reaktif daripada [logam alkali](#def-b1-s-block-families) (energi ionisasinya lebih tinggi: Mg $7.65\,\mathrm{eV}$, Ca 6.11; ada dua elektron yang harus dilepaskan), tetapi tetap merupakan [reduktor](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/13-kesetimbangan-redoks-dan-persamaan-nernst#def-b1-nernst-couple) kuat ($E^\circ$ $\ce{Mg^2+}$/$\ce{Mg}$ $-2.36$ V). Magnesium terbakar di udara dengan cahaya putih yang menyilaukan; lapisan oksidanya melindunginya pada suhu kamar. Magnesium diperoleh dari air laut dengan mengendapkan hidroksidanya memakai kapur, $\mathrm{p}K_s = 11.25$ ([Bab 11](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/11-pengendapan-dan-kelarutan#ch-b1-precipitation)).

**Proposisi 26.7 (Siklus kapur).**

Batu kapur, kapur tohor, kapur padam, dan batu kapur lagi membentuk sebuah siklus: $\ce{CaCO3 -> CaO + CO2}$ (dipanaskan dalam tanur); $\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}$ (pemadaman, sangat eksoterm); $\ce{Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O}$ (pengerasan adukan kapur di udara). Siklus itu secara keseluruhan tidak mengubah apa pun secara kimia, tetapi menyimpan dan melepaskan energi dan karbon dioksida.

**Bukti.** Jika ketiga persamaan dijumlahkan, setiap spesi saling meniadakan. Penguraian karbonat memerlukan kalor, yang dilepaskan kembali pada kedua tahap lainnya; $\ce{CO2}$ yang dilepaskan di dalam tanur diserap kembali, secara perlahan, oleh adukan itu. ∎

![Siklus kapur, dari batu kapur ke adukan dan kembali ke kalsium karbonat.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-s-block/fig-fa75137f97f3.svg)

*Siklus kapur, dari batu kapur ke adukan dan kembali ke kalsium karbonat.*

## 26.5 Litium

![Produsen litium terbesar pada tahun 2025 (perkiraan; total dunia sekitar 290\,000 ton litium). Australia menambang batuan keras (spodumen); Chili dan Argentina memompa air garam.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-s-block/fig-8da6dea8b5e3.svg)

*Produsen litium terbesar pada tahun 2025 (perkiraan; total dunia sekitar $290\,000$ ton litium). Australia menambang batuan keras (spodumen); Chili dan Argentina memompa air garam.*

Air garam dipekatkan melalui penguapan, magnesium dihilangkan dengan kapur, dan litium karbonat diendapkan dengan abu soda. Litium karbonat mempunyai sifat yang tidak biasa, yaitu lebih sukar larut dalam keadaan panas daripada dingin: $1.31\,\%$ massa pada $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, $0.84\,\%$ pada $80\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, $0.71\,\%$ pada $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Karena itu, zat itu diendapkan dari larutan panas, seperti yang dihitung dalam soal akhir pekan.

## 26.6 Latihan

**Latihan 26.1 ★.**

Golongkan sebagai [hidrida salin](#def-b1-s-block-hydride), kovalen, atau metalik: $\ce{KH}$, $\ce{SiH4}$, $\ce{CaH2}$, $\ce{H2S}$, $\ce{PdH_{0.6}}$. Tuliskan reaksi $\ce{CaH2}$ dengan air.

**Solusi Latihan 26.1.**

$\ce{KH}$ dan $\ce{CaH2}$: salin; $\ce{SiH4}$ dan $\ce{H2S}$: kovalen; $\ce{PdH_{0.6}}$: metalik. $\ce{CaH2 + 2H2O -> Ca(OH)2 + 2H2}$.

**Latihan 26.2 ★.**

Tuliskan reaksi litium, natrium, dan kalium dengan air, serta reaksi magnesium dengan asam klorida encer.

**Solusi Latihan 26.2.**

$\ce{2Li + 2H2O -> 2LiOH + H2}$, dan sama halnya dengan Na dan K; $\ce{Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2}$.

**Latihan 26.3 ★.**

Golongkan sebagai [oksida basa](#def-b1-s-block-oxide-character), asam, atau amfoter: $\ce{Na2O}$, $\ce{MgO}$, $\ce{Al2O3}$, $\ce{SiO2}$, $\ce{SO3}$, $\ce{ZnO}$, $\ce{CO2}$. Tuliskan satu reaksi untuk setiap jenis.

**Solusi Latihan 26.3.**

Basa: $\ce{Na2O}$, $\ce{MgO}$ ($\ce{MgO + 2HCl -> MgCl2 + H2O}$). Asam: $\ce{SiO2}$, $\ce{SO3}$, $\ce{CO2}$ ($\ce{SO3 + H2O -> H2SO4}$). Amfoter: $\ce{Al2O3}$, $\ce{ZnO}$ ($\ce{ZnO + 2OH- + H2O -> Zn(OH)4^2-}$).

**Latihan 26.4 ★.**

Hitunglah tetapan reaksi $\ce{2Na + 2H2O -> 2Na+ + 2OH- + H2}$ pada pH 14 dari [potensial standarnya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/13-kesetimbangan-redoks-dan-persamaan-nernst#def-b1-nernst-electrode-potential).

**Solusi Latihan 26.4.**

Pada pH 14 pasangan air adalah $\ce{2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-}$, $E = -0.83$ V; $\log K = 2(-0.83 + 2.71)/0.059 = 64$.

**Latihan 26.5 ★★.**

Jelaskan warna nyala litium (merah) dan natrium (kuning) dengan memakai [tingkat energi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/1-bilangan-kuantum-dan-konfigurasi-elektron#def-b1-quantum-numbers-energy-level) atom ([Bab 1](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/1-bilangan-kuantum-dan-konfigurasi-elektron#ch-b1-quantum-numbers)). Berapakah energi sebuah foton kuning pada $589\,\mathrm{nm}$?

**Solusi Latihan 26.5.**

Di dalam nyala, tumbukan menaikkan sebuah elektron ke tingkat tereksitasi; ketika kembali ke [keadaan dasar](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/1-bilangan-kuantum-dan-konfigurasi-elektron#def-b1-quantum-numbers-energy-level), atom itu memancarkan foton yang energinya sama dengan selisih tingkat itu, yang khas untuk unsurnya. $E = hc/\lambda = 6.626 \times 10^{-34} \times
3.00 \times 10^8/(589 \times 10^{-9}) = 3.375 \times 10^{-19}\,\mathrm{J} = 2.11\,\mathrm{eV}$.

**Latihan 26.6 ★★.**

Hitunglah massa batu kapur ($\ce{CaCO3}$ murni) dan natrium klorida yang diperlukan untuk satu ton abu soda melalui proses Solvay, dengan [rendemen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/7-memerikan-sistem-kimia-kemajuan-reaksi-aktivitas-q-dan-k#def-b1-extent-q-and-k-fractional-extent) keseluruhan $90\,\%$ terhadap natrium klorida.

**Solusi Latihan 26.6.**

$10^6/106.0 = 9.43 \times 10^{3}\,\mathrm{mol}$ abu soda: $9.43 \times 10^{3}\,\mathrm{mol}$ batu kapur, $0.944\,\mathrm{t}$, dan $2 \times 9.43 \times 10^3/0.90 =
2.10 \times 10^{4}\,\mathrm{mol}$ garam, $1.23\,\mathrm{t}$.

**Latihan 26.7 ★★.**

Air laut mengandung sekitar $1.3\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ magnesium (data latihan). Pada pH berapa magnesium hidroksida mulai mengendap? Berapa massa kapur padam yang mengendapkan magnesium dalam $1.0\,\mathrm{m}^{3}$?

**Solusi Latihan 26.7.**

$[\ce{Mg^2+}] = 1.3/24.3 = 0.053\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $\mathrm{pH} = 14.00 -
\frac12(11.25 + \log 0.053) = 9.0$. $53.5\,\mathrm{mol}$ magnesium dalam $1.0\,\mathrm{m}^{3}$ memerlukan $53.5\,\mathrm{mol}$ $\ce{Ca(OH)2}$: $4.0\,\mathrm{kg}$.

**Latihan 26.8 ★★.**

Mengapa litium bereaksi lebih lambat dengan air daripada kalium, padahal [potensial standarnya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/13-kesetimbangan-redoks-dan-persamaan-nernst#def-b1-nernst-electrode-potential) lebih rendah? Bedakan termodinamika dan kinetika.

**Solusi Latihan 26.8.**

Tetapan kesetimbangan (termodinamika) sangat besar untuk keduanya; laju (kinetika) tidak ditentukan oleh $E^\circ$. Litium meleleh pada suhu yang lebih tinggi, tetap padat dan tertutup lapisan produk yang lebih sukar larut, dan melepaskan elektronnya kurang mudah daripada kalium (energi ionisasinya lebih tinggi): litium bereaksi dengan tenang, kalium dengan hebat.

**Latihan 26.9 ★★.**

Hitunglah massa kapur tohor yang diperoleh dari satu ton batu kapur dan volume $\ce{CO2}$ yang dilepaskan, pada $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ dan $1\,\mathrm{bar}$.

**Solusi Latihan 26.9.**

$10^6/100.1 = 9.99 \times 10^{3}\,\mathrm{mol}$: CaO $9.99 \times 10^3 \times 56.1 =
0.560\,\mathrm{t}$; $\ce{CO2}$ $9.99 \times 10^{3}\,\mathrm{mol}$, $V = nRT/p = 9.99 \times 10^3
\times 8.314 \times 298.15/10^5 = 248\,\mathrm{m}^{3}$.

**Latihan 26.10 ★★★.**

Dunia menambang sekitar $290\,000$ ton litium pada tahun 2025. Berapa massa litium karbonat yang setara dengan jumlah itu? Jika sebuah baterai mobil berisi $8\,\mathrm{kg}$ litium (data latihan), berapa baterai yang dapat dipasoknya?

**Solusi Latihan 26.10.**

$2.9 \times 10^8/6.9 = 4.2 \times 10^{7}\,\mathrm{kmol}$ Li (massa dalam kg), $\times 73.8/2 =
1.55 \times 10^{9}\,\mathrm{kg}$: sekitar 1.6 juta ton litium karbonat. $2.9 \times 10^8/8 = 3.6 \times 10^{7}$ baterai.

**Latihan 26.11 ★★★.**

Tunjukkan dari data dalam bab ini bahwa [kelarutan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/11-pengendapan-dan-kelarutan#def-b1-precipitation-solubility) litium karbonat turun ketika suhu naik, dan jelaskan mengapa pengendapannya dalam keadaan panas meningkatkan perolehan dari air garam.

**Solusi Latihan 26.11.**

1.31, 0.84, 0.71 persen pada 20, 80, $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: [kelarutannya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/11-pengendapan-dan-kelarutan#def-b1-precipitation-solubility) menurun. Dalam keadaan panas, lebih sedikit karbonat yang tetap terlarut: lebih banyak yang diperoleh kembali.

**Latihan 26.12 ★★★.**

Pada tahap (2) proses Solvay, larutan mengandung $\ce{Na+}$, $\ce{NH4+}$, $\ce{Cl-}$, dan $\ce{HCO3-}$. Jelaskan mengapa natrium hidrogenkarbonat yang mengendap dan bukan amonium klorida, dan mengapa proses itu memerlukan amonia dan bukan natrium hidroksida.

**Solusi Latihan 26.12.**

$\ce{NaHCO3}$ adalah garam yang paling sukar larut di antara garam-garam yang dapat dibentuk ion-ion itu, dan larutannya paling dahulu jenuh terhadap garam itu. Amonia membuat larutan cukup basa untuk mengubah $\ce{CO2}$ menjadi $\ce{HCO3-}$ sambil tetap dapat diperoleh kembali (sebagai $\ce{NH4Cl}$, yang diregenerasi oleh kapur); natrium hidroksida akan habis terpakai dan lebih mahal daripada produknya.

## 26.7 Soal: Litium dari Air Garam

**Soal 26.1.**

Soal akhir pekan — memekatkan air garam litium, menghilangkan magnesium dengan kapur, mengendapkan litium karbonat dengan abu soda, dan massa litium karbonat yang diperoleh dari satu meter kubik

Air garam yang dipompa dari bawah sebuah dataran garam mengandung $1.5\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ litium dan $0.60\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ magnesium (sebagai ion, dengan banyak natrium klorida). Penguapan di dalam kolam memekatkannya empat kali. Satu meter kubik air garam pekat itu lalu diolah: kapur menghilangkan magnesium, abu soda menghilangkan kalsium, dan akhirnya abu soda panas mengendapkan litium karbonat pada $80\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Data: massa molar ($\mathrm{g}/\mathrm{mol}$) Li 6.9, Mg 24.3, $\ce{Ca(OH)2}$ 74.1, $\ce{Na2CO3}$ 106.0, $\ce{Li2CO3}$ 73.8; $\mathrm{p}K_s$ $\ce{Mg(OH)2}$ 11.25, $\ce{CaCO3}$ 8.30; $\mathrm{p}K_e = 14.00$; [kelarutan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/11-pengendapan-dan-kelarutan#def-b1-precipitation-solubility) $\ce{Li2CO3}$ $0.84\,\%$ massa pada $80\,{}^{\circ}\mathrm{C}$; anggaplah cairan akhirnya $1.00\,\mathrm{m}^{3}$ dengan massa jenis $1.0\,\mathrm{kg}/\mathrm{L}$.

**Bagian I — Pemekatan.**

1. Hitunglah konsentrasi litium dan magnesium dalam air garam pekat.
2. Berapa volume air yang menguap per meter kubik air garam pekat?
3. Mengapa dipakai penguapan oleh matahari dan bukan pemanasan?
4. Garam manakah yang paling dahulu mengkristal di dalam kolam, dan mengapa?
5. Hitunglah jumlah litium dan magnesium dalam satu meter kubik.
6. Mengapa magnesium harus dihilangkan sebelum litium diendapkan?

**Bagian II — Menghilangkan magnesium dan kalsium.**

7. Tuliskan reaksi ion magnesium dengan kapur padam.
8. Hitunglah massa kapur padam yang diperlukan (stoikiometris).
9. Pada pH berapa $99.9\,\%$ magnesium telah mengendap?
10. Mengapa litium tidak mengendap sebagai hidroksidanya?
11. Tuliskan penghilangan kalsium yang dimasukkan, dengan abu soda.
12. Hitunglah massa abu soda yang diperlukan untuk tahap itu.

**Bagian III — Litium karbonat.**

13. Tuliskan pengendapan litium karbonat.
14. Hitunglah massa abu soda yang diperlukan untuk litium.
15. Hitunglah massa teoretis litium karbonat.
16. Mengapa pengendapan dilakukan pada $80\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ ?
17. Berapa massa litium karbonat yang tetap terlarut dalam cairan itu?
18. Bagaimana endapan itu dicuci tanpa kehilangan banyak darinya?

**Bagian IV — Neraca.**

19. Hitunglah massa litium karbonat yang diperoleh kembali.
20. Hitunglah perolehan litium.
21. Usulkan apa yang dilakukan terhadap cairan itu.
22. Bandingkan litium dalam satu meter kubik dengan produksi dunia tahun 2025: berapa meter kubik yang setara dengan produksi itu?
23. Nyatakan massa litium karbonat yang diperoleh kembali per meter kubik air garam pekat.

**Solusi Soal 26.1.**

**1.** Li $6.0\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$, Mg $2.4\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$. **2.** Empat meter kubik air garam menghasilkan satu: tiga meter kubik air menguap. **3.** Sinar matahari dan iklim yang kering memasok energinya dengan cuma-cuma. **4.** Natrium klorida, garam yang jauh paling melimpah, paling dahulu jenuh. **5.** Li $6000/6.9 = 870\,\mathrm{mol}$; Mg $2400/24.3 = 98.8\,\mathrm{mol}$. **6.** Magnesium akan ikut mengendap bersama karbonat dan mencemari produknya. **7.** $\ce{Mg^2+ + Ca(OH)2 -> Mg(OH)2 + Ca^2+}$. **8.** $98.8 \times 74.1 = 7.32\,\mathrm{kg}$. **9.** $[\ce{Mg^2+}] = 9.88 \times 10^{-5}$ mol/L yang tersisa: $\mathrm{pH} = 14.00 -
\frac12(11.25 - 4.01) = 10.38$. **10.** Litium hidroksida mudah larut: tidak ada padatan yang terbentuk pada pH ini. **11.** $\ce{Ca^2+ + CO3^2- -> CaCO3}$. **12.** $98.8 \times 106.0 = 10.5\,\mathrm{kg}$. **13.** $\ce{2Li+ + CO3^2- -> Li2CO3}$. **14.** $435 \times 106.0 = 46.1\,\mathrm{kg}$. **15.** $435 \times 73.8 = 32.1\,\mathrm{kg}$. **16.** Litium karbonat lebih sukar larut dalam keadaan panas. **17.** $0.0084 \times 1000 = 8.4\,\mathrm{kg}$. **18.** Dengan air panas dalam volume kecil, tempat zat itu paling sukar larut. **19.** $32.1 - 8.4 = 23.7\,\mathrm{kg}$. **20.** $23.7/32.1 = 74\,\%$. **21.** Cairan itu masih mengandung litium: cairan itu dikembalikan ke kolam. **22.** $2.9 \times 10^8/6.0 = 4.8 \times 10^{7}$ meter kubik. **23.** **$24\,\mathrm{kg}$** (23.7) litium karbonat per meter kubik.