Unsur Golongan IVA

Materi: kimia unsur

# Sifat Fisika Golongan IVA (karbon dan silikon)

       Karbon dan silikon termasuk unsur golongan IVA. Anggota unsur golongan IVA lainnya adalah germanium (Ge), timah (Sn), plumbum (Pb). Di sini kita hanya akan mempelajari sifat unsur karbon dan silikon. Perhatikan tabel sifat fisika dari karbon dan silikon berikut ini:

# Sifat Kimia Golongan IVA (karbon dan silikon)

       Karbon dan silikon tidak reaktif pada suhu biasa. Karbon dan silikon membentuk kation sederhana seperti C$^{4+}$ dan Si$^{4+}$. Sifat kimia karbon antara lain sebagai berikut:
1). Karbon bereaksi langsung dengan fluor, dengan reaksi seperti berikut:
$C(s) + 2 F_2(g) \rightarrow CF_4(g)$
2). Karbon dibakar dalam udara yang terbatas jumlahnya menghasilkan karbon monoksida.
$2 C(s) + O_2(g) \rightarrow 2 CO(g)$
Jika dibakar dalam kelebihan udara, akan terbentuk karbon dioksida.
3). Membentuk asam oksi.
Bila karbon dipanaskan dalam udara, unsur ini bereaksi dengan oksigen membentuk CO$_2$ dan jika CO$_2$ ini bereaksi dengan air akan membentuk asam karbonat.
$CO_2(g) + H_2O(l) \rightarrow H_2CO_3(l)$
dengan $H_2CO_3(l) \,$ adalah asam karbonat
4). Membentuk garam asam oksi.
Asam karbonat, suatu asam diprotik yang khas, bereaksi dengan basa menghasilkan karbonat dan bikarbonat, antara lain seperti berikut.
- K$_2$CO$_3$ = kalium karbonat
- KHCO$_3$ = kalium bikarbonat
- MgCO$_3$ = magnesium karbonat
- Mg(HCO$_3)_2$ = magnesium bikarbonat
5) Kecenderungan atom karbon membentuk ikatan kovalen tunggal, ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga yang akan membentuk senyawa organik.

Sifat kimia silikon, antara lain seperti berikut.
1). Silikon bereaksi dengan halogen, secara umum reaksi yang terjadi dapat dituliskan seperti berikut.
$Si + 2 X_2 \rightarrow SiX_4$
2). Bila silikon dipanaskan dengan oksigen akan membentuk oksida SiO$_3$, sehingga apabila oksida ini bereaksi dengan air membentuk dua asam yaitu asam ortosilikat (H$_4$SiO$_4$) dan asam metasilikat H$_2$SiO$_3$. Senyawa ini tidak larut dalam air tetapi bereaksi dengan basa.
$H_4SiO_4(l) + 4 NaOH(l) \rightarrow Na_4SiO_4(l) + H_2O(l)$
dimana $Na_4SiO_4 = \,$ natrium ortosilikat
3). Silikon membentuk garam dari asam oksi, antara lain seperti berikut.
- Na$_2$SiO$_3$ = natrium metasilikat
- Mg$_2$SiO$_4$ = magnesium ortosilikat
- LiAl(SiO$_3)_2$ = litium aluminium metasilikat
4). Semua silikat membentuk larutan yang bersifat basa yang dapat dilarutkan dalam air, di mana ion SiO$_3^{2-} \,$ bertindak sebagai basa dengan menghilangkan proton dari air.
$SiO_3^{2-}(aq) + H_2O(l) \leftrightharpoons HSiO_3(aq) + OH^- (aq)$
5). Silikon membentuk molekul-molekul dan ion-ion raksasa, di mana atom oksigen menempati kedudukan yang berselang-seling.

#Kelimpahan Unsur Karbon di Alam

       Karbon terdapat di alam dalam keadaan bebas seperti intan dan grafit. Adapun dalam keadaan ikatan sebagai bahan bakar mineral, antrasit, batu bara, batu bara muda, dan sebagai minyak tanah, aspal, gas CO$_2$, dan CaCO$_3$. Karbon di alam juga terdapat sebagai hasil pembuatan arang amorf, misalkan kokas dari penyulingan kering batu bara, arang kayu dari pembakaran kayu. Karbon amorf sesungguhnya adalah grafit yang hablur-hablurnya sangat halus.

#Pembuatan Unsur Silikon

       Silikon dapat dibuat dari reduksi SiO$_2$ murni dengan serbuk aluminium pada suhu tinggi, dengan reaksi seperti berikut.
$4 Al(s) + 3 SiO_2(s) \rightarrow 2 Al_2O_3(l) + 3 Si(s)$ .

#Kegunaan unsur dan senyawa Silikon

a. Unsur Silikon
       Oleh karena silikon bersifat semikonduktor sehingga digunakan sebagai bahan baku pada kalkulator, transistor, komputer, dan baterai solar.
b. Pasir Kwarsa
       Pasir Kwarsa (SiO$_2$) digunakan untuk pembuatan kaca, gelas, porselin, beton. Selain itu SiO$_2$ digunakan untuk menggosok batu kaca, logam-logam untuk pembuatan ampelas dan untuk pembuatan cat tahan udara.
c. Kaca Cair Natrium
       Kegunaan kaca cair natrium (Na$_2$SiO$_3$) adalah untuk bahan campuran sabun cuci dan perekat dalam pembuatan karton.

       Demikian pembahasan materi Unsur Golongan IVA.