Reaksi Logam-Logam Blok s dan Air & Sifat Kimia Hidroksidanya

• Reaksi logam golongan s dengan air

Oksida atau hidroksidanya merupakan padatan putih ionik.

Hidroksida Logam Golongan 1: 2M_(s) + 2H₂O_(l) → 2M+OH-_(aq) + H_2(g) (perubahan redoks)

• Perubahan tingkat oksidasi: M dari 0 ke +1, satu  H dalam air tetap, dan yang lain mengalami perubahan +1 ke 0 pada H2.
• M = Li (lambat), Na (cepat), K (lebih cepat, menyala dengan hidrogen dengan warna lila) Rb, Cs, Fr (sangat eksplosif).

2H_2(g) + O_2(g) → 2H₂O_(l)

Hidroksida, MOH, adalah padatan ionik putih yang sangat larut (kecuali LiOH), basa kuat, semakin kuat dalam urutan menurun dalam golongan.

Hidroksida Golongan 1 larut dalam air memberikan larutan alkali, yang mudah ternetralisir dengan asam

MOH_(aq) + HCl_(aq) → MCl_(aq) + H₂O_(l) memberikan garam klorida yang mudah larut

OH^-_(aq) + H⁺_(aq) → H₂O_(l)

MOH_(aq) + HNO_3(aq) → MNO_3(aq) + H₂O_(l) memberikan garam nitrat yang mudah larut

2MOH_(aq) + H₂SO_4(aq) → M₂SO_4(aq) + 2H₂O_(l) memberikan garam sulfat yang mudah larut

MOH_(aq) + CH₃COOH_(aq) → CH₃COOM_(aq) + H₂O_(l) memberikan garam etanoat yang mudah larut

Hidroksida Logam Golongan 2: M_(s) + 2H₂O_(l) → M(OH)_{2(aq or s)} + H_2(g) (reaksi redoks)

• Menunjukkan perubahan hidroksida dan hidrogen dengan air dingin.
• M_(s) + 2H₂O_(l) → M2⁺ _(aq) +2OH^-_(aq) + H_2(g)
• Perubahan bilangan oksidasi, M adalah dari 0 ke +2, untuk H dalam air  perubahans dari +1 ke 0 dalam H2.
• M = Be (tidak bereaksi, anomali), Mg (reaksi sangat lambat), Ca, Sr, Ba (dari cepat ke sangat cepat).
• Kecenderungan reaktivitas untuk Golongan 2, dan penjelasannya, adalah mirip dengan penjelasan di atas seperti untuk Golongan 1 Logam Alkali.

Magnesium hidroksida dan kalsium hidroksida (limewater) sedikit larut, tetapi kelarutannya meningkat dalam urutan menurun dalam satu golongan, jadi barium hidroksida cukup larut.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, campuran magnesium oksida/hidroksida dan air kadang-kadang disebut susu magnesia (milk of magnesia) dan larutan jenuh aqueous kalsium hidroksida disebut air soda (limewater).

Jika logam dipanaskan dalam uap maka oksida akan terbentuk :

Misalnya Mg_(s) + H₂O_(g) → MgO_(s) + H_2(g)

BUKAN percobaan yang akan kamu lakukan dengan Logam Alkali! tetapi berilium memberikan sedikit reaksi.

Oksida terbentuk karena hidroksida tidak stabil secara thermal pada temperatur tinggi :

M(OH)_2(s) → MO_(s) + H₂O_(g)

Semua hidroksida adalah basa dengan meningkatnya kekuatan dalam urutan menurun dalam satu golongan dan dapat dinetralisasi dengan asam (bukan reaksi redoks). Magnesium hidroksida kurang larut dalam air, kelarutannya meningkat dalam urutan menurun dalam satu golongan.

M(OH)_{2(aq or s)} + 2HCl_(aq) → MCl_2(aq) + 2H₂O_(l) memberikan garam klorida yang mudah larut*

Semua reaksi basa (OH^-) – asam (H⁺) : OH^-_(aq) + H⁺_(aq) → H₂O_(l)

M₂+(OH^-)_2(s) + 2H⁺_(aq) → M²⁺ _(aq) + 2H₂O_(l)

M(OH)_{2(aq or s)} + 2HNO_3(aq) → M(NO₃)_2(aq) + 2H₂O_(l)

Memberikan gram nitrat yang mudah larut

M(OH)_{2(aq or s)} + H₂SO_4(aq) → M₂SO_{4(aq or s)} + 2H₂O_(l)

Memberikan garam sulfat yang mudah larut

M(OH)_{2(aq or s)} + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + 2H₂O_(l)

Memberikan garam etanoat yang mudah larut

*Larutan kalsium hidroksida (limewater) dapat dititrasi dengan asam hidroklorida standard (burette, molaritas rendah) untuk menentukan kelarutannya. Normalnya menggunakan indikator phenolphthalein dan perubahan warna akhir dari pink ke tidak berwarna.

Golongan 2 hidroksida, M(OH)₂, dalam satu golongan semakin ke bawah akan semakin larut :

Jika lebih atau kurang tidak larut, dapat dibuat dengan menambahkan larutan sodium/potassium hidroksida  berlebih ke larutan garam yang mudah larut dari logam Golongan 2 logam misalnya :

CaCl_2(aq) + 2NaOH_(aq) → 2NaCl_(aq) + Ca(OH)_2(s)

MgSO_4(aq) + 2KOH_(aq) → K₂SO_4(aq) + Mg(OH)_2(s)

Ba(NO₃)_2(aq) + 2NaOH_(aq) → 2NaNO_3(aq) + Ba(OH)_2(s)

M²⁺_(aq) + 2OH^-_(aq) → M(OH)_2(s) untuk semua Golongan 2 logam M

Semua hidroksida adalah serbuk putih atau endapan gelatin putih.

Beryllium hidroksida adalah amfoter (anomali golongan), karena sebagian dari reaksi di atas, jika dilarutkan dalam alkali kuat seperti sodium hidroksida ke bentuk garam ion kompleks-hidrokso disebut ‘beryllat’ misalnya :

Be(OH)_2(s) + 2NaOH_(aq) → Na₂[Be(OH)₄]_(aq) (tidak ada perubahan redoks)

Secara ionik : Be(OH)_2(s) + 2OH^-_(aq) → [Be(OH)₄]^2-_(aq) menunjukkan bentuk ion kompleks

Reaksi logam blok s dengan asam

Logam Golongan 1 adalah sangat reaktif.

Logam Golongan 2, sebagian dari beryllium (yang lainnya anomali), dapat bereaksi dengan asam, dengan meningkatnya kekuatan dalam urutan menurun dalam satu golongan.

M_(s) + 2HCl_(aq) → MCl_2(aq) + H_2(g) (reaksi redoks) ke bentuk garam klorida yang mudah larut

M_(s) + 2H⁺_(aq) → M²⁺_(aq) + H_2(g)

Perubahan tingkat oksidasi : satu M pada (0) dan dua H pada (+1) → satu M (+2) dan dua H pada (0)

logam teroksidasi, kehilangan elektron, keadaan oksidasinya meningkat, ion hidrogen tereduksi, elektron bertambah, keadaan oksidasinya berkurang

M_(s) + 2HNO_3(aq) → M(NO₃)_2(aq) + H_2(g) ke bentuk garam nitrat yang mudah larut

Lihat pada prinsip, dan dengan Mg ini dan asam nitrat yang sangat larut, tetapi jarang hal ini mudah, ion nitrat dapat mudah direduksi ke gas nitrogen (IV) oksida coklat tua (nitrogen dioksida, NO₂) dan hasil lainnya, gas NO ? ion NO^2- ?

M_(s) + H₂SO_4(aq) → MSO_{4(aq or s)} + H_2(g) ke bentuk larut ­ garam sulfat yang tidak mudah larut

Reaksi dari magnesium ke barium menjadi meningkat lebih pelan sedangkan sulfat menjadi kurang larut, hal ini akan melapisi logam, sehingga menghambat reaksi.

M_(s) + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + H_2(g) ke bentuk garam etanoat

M_(s) + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + H_2(g) memberikan garam etanoat yang larut

Reaksi ini lebih lambat dari pada sebelumnyakarena asam etanoat merupakan asam lemah(terisonisasi sekitar 2%).

Dalam larutan berair kation logam membentuk ion kompleks aquo.[M(H₂O)₆]_n⁺_(aq) jika  n=1 untuk golongan  1 dan n=2 untuk golongan 2.