Kimia Anorganik II
Nama Kelompok
1. IKA YUNI PESPARANI ACC 111 0045
2. RINI ACC 111 0043
3. RIBCA DESTAMA ACC 111 0052
4. AFIF KUSUMA YUDHA ACC 111 0077
5. EDY SUTRISNO ACC 111 0031
6. SAKA PALWAGUNA ACC 111 0027
Logam Alkali Tanah
Jawablah semua pertanyaan berikut ini dan diskusikan dengan anggota kelompok! (Bahas selama jam kuliah, bila tidak selesai dalam satu pertemuan lanjutkan lagi dengan mempergunakan jam tutorial)
1. Mineral apa saja yang mengandung logam alkali tanah (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) dan terangkan bagaimana memperoleh logam murni dari masing-masing mineral tersebut. Tuliskan reaksi kimia prosesnya jika ada!
Jawab :
Mineral yang mengandung logam alkali tanah (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) adalah:
a. Beril (Be3Al2(SiO3)6
b. Magnesit (MgCO3), dolomite (CaCO3,MgCO3), Kiserit MgSO4.2H2O), garam inggris (MgSO4.7H2O), asbes(CaMg3(SiO3)4)
c. Marmer(CaCO3), gips(CaSO4.2H2O)
d. Stronsianit (SrCO3),selestit (SrSO4)
e. Basit(BaSO4), witerit(BaCO3),air barit (Ba(OH)2)
Cara memperoleh logam murni :
a. Logam Berilium (Be)
Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2. Sebelum mendapatkan BeF2, kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiF6 hingga 700 0C. Karena beril adalah sumber utama berilium.
BeF2 + Mg à MgF2 + Be
Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium juga kita dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang terjadi adalah :
Katoda : Be2+ + 2e- à Be
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
Be2+ + 2Cl- à Be + Cl2
b. Logam Magnesium (Mg)
Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomit [MgCa(CO3)2] karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. lalu MgO.CaO. dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg.
2[ MgO.CaO] + FeSi à 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO. Reaksi yang terjadi :
CaO + H2O à Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- à Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode : Mg2+ + 2e- à Mg
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
Mg2+ + 2Cl- à Mg + Cl2
c. Logam Kalsium (Ca)
Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang terjadi :
CaCO3 + 2HCl à CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi :
Katoda ; Ca2+ + 2e- à Ca
Anoda ; 2Cl- à Cl2 + 2e-
Ca2+ + 2Cl- à Ca + Cl2
Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2 oleh Na.
Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al à 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na à Ca + 2NaCl
d. Logam Strontium (Sr)
Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr), Kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2. Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4]. Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi:
katode : Sr2+ +2e- à Sr
anoda : 2Cl- à Cl2 + 2e-
Sr2+ + 2Cl- à Sr + Cl2
e. Logam Barium (Ba)
Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi:
katode ; Ba2+ +2e- à Ba
anoda ; 2Cl- à Cl2 + 2e-
Ba2+ + 2Cl- à Ba + Cl2
Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :
6BaO + 2Al à 3Ba + Ba3Al2O6.
2. Logam alkali tanah kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali. Mengapa demikian? Berilah bukti dengan reaksi kimia dan penjelasannya untuk menerangkan keadaan tersebut!
Jawab :
Karena Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2, sedangkan logam alkali mempunyai elektron valensi ns1, Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali, kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali. Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali, mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua electron valensinya, sehingga lebih stabil sebagai ion M2+. Dan Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat, sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi.
Jika dibandingkan dengan unsur-unsur pada golongan I A, unsur-unsur golongan II A kurang reaktif. Hal ini karena unsur golongan II A mempunyai 2 elektron pada kulit terluarnya sehingga energi ionisasinya lebih besar dibandingkan unsur golongan I A yang hanya memiliki satu elektron pada kulit terluarnya. Semakin tingginya energi ionisasi, berarti cenderung lebih sulit berikatan dengan unsur lain. Urutan kereaktifan golongan alkali tanah adalah Ra > Ba > Sr > Ca > Mg > Be.
Reaksi dengan Air.
Sifat reaksi dengan air dalam satu golongan dari atas ke bawah makin reaktif dan eksotermis seperti halnya golongan I A. Reaksi ini membentuk hidroksida logam alkali tanah dan gas Hidrogen.
Mg (s) + 2 H2O (l) → Mg(OH)2 (aq) + H2 (g) , reaksinya lambat.
Ca (s) + 2 H2O (l) → Ca(OH)2 (aq) + H2 (g) , reaksi lebih cepat.
Sr (s) + 2 H2O (l) → Sr(OH)2 (aq) + H2 (g) , reaksi cepat.
Reaksi dengan Asam
Logam alkali tanah mudah larut dalam asam, reaksi ini mengahsilkan garam dan gas Hidrogen.
Be (s) + HCl (aq) → BeCl2 (aq) + H2 (g)
Mg (s) + H2SO4 (aq) → MgSO4 (aq) + H2 (g)
Ca (s) + HBr (aq) → CaBr2 (aq) + H2 (g)
Reaksi dengan basa.
Dalam golongan unsur alkali tanah, hanya Berilium sebagai logam amphoter yang bereaksi dengan basa menurut reaksi:
Be (s) + NaOH (aq) → Na2BeO2 (aq) + H2 (g)
Reaksi dengan Udara.
Logam alkali tanah (golongan II A) dapat bereaksi dengan Oksigen dan Nitrogen dari udara menurut persamaan reaksi:
2 M (s) + O2 (g) → 2MO (s)
3 M (s) + N2 (g) → M3N2 (s)
(M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)
Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen.
Logam alkali tanah cenderung bersifat elektropositif (cenderung melepaskan elektron). Oleh karena itu, unsur alkali tanah mudah bereaksi dengan halogen yang cenerung bersifat elektronegatif (mudah menerima elektron). Contoh:
Mg (s) + Br2 (g) → MgBr2 (s)
Ca (s) + Cl2 (g) → CaCl2 (s)
Reaksi Logam Alkali Tanah dengan gas Hidrogen
Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan gas Hidrogen menurut persamaan:
M (s) + H2 (g) → MH2 (s)
(M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)
Contoh : Ca (s) + H2 (g) → CaH2 (s)
3. Semua hidroksida alkali tanah bersifat basa dalam air. Namun demikian Be(OH)2 menunjukkan anomali yaitu dapat bereaksi dengan basa kuat. Terangkan mengapa demikian dan berikan contoh reaksi yang menunjukkan bahwa Be(OH)2 bisa bersifat asam atau basa!
Jawab :
Berilium hidroksida, Be(OH)2 bersifat amfoter atau bisa bersifat asam bisa bersifat basa.
Be(OH)2(s) + 2NaOH(aq) → Na2BeO2 + 2H2O
BeO22- + 2H+
Be(OH)2(s) + 2HCl → BeCl2 + 2H2O
Be2+ + 2H+
4. Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan halogen membentuk dihalida. Dari halida ini hanya halida Be yang bersifat kovalen dan mempunyai kelarutan lebih kecil dalam air dibandingkan dengan halida logam alkali tanah lainnya. Mengapa demikian?
Jawab :
Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida, kecuali Berilium. Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F-, maka BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion. Contoh :
Ca(s) + Cl2(g) → CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) → 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) → MO2 (s) Ba mudah, Sr dengan tekanan tinggi, Be, Mg, dan Ca, tidak terjadi
M(s) + X2(g) → MX2 (s) X: F, Cl, Br, dan I
M(s) + S(s) → MS (s)
M(s) + 2H2O (l) → M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat, Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) → M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi, Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) → M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
5. Apa saja manfaat logam alkali tanah dalam kehidupan baik secara langsung atau tidak langsung?
Jawab :
Manfaat Logam Alkali tanah
a. BERILIUM
Berilium sangat berbahaya jika terhirup. Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan. Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μg/m³), keadaan akut dapat terjadi.
Sebagian orang (1-15%) akan menjadi sensitif terhadap berilium. Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernapasan. Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD), dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium di atas normal {di atas 0.2 μg/m³). Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan, dan juga sasak napas. CBD dapat menyebabkan anoreksia, penyusutan berat badan, dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut. Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat gejala-gejala ini. Jumlah penduduk pada umumnya jarang mendapat penyakit berilium akut atau kronik karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (0.00003-0.0002 μg/m³).
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah. Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar.
b. MAGNESIUM
Magnesium merupakan mineral diet untuk setiap organisme, tetapi serangga. Ini adalah atom pusat dari molekul klorofil, dan karena itu merupakan persyaratan untuk fotosintesis tanaman. Magnesium tidak hanya dapat ditemukan dalam air laut, tetapi juga di sungai dan air hujan, menyebabkan ia alami menyebar ke seluruh lingkungan.
Tiga isotop magnesium terjadi secara alami, yang semuanya stabil dan karenanya tidak radioaktif. Ada juga delapan isotop stabil.
Pada tubuh manusia mengandung sekitar 25 g magnesium, dimana 60% hadir dalam tulang dan 40% hadir dalam otot dan jaringan lain. Ini merupakan mineral makanan bagi manusia, salah satu unsur mikro yang bertanggung jawab untuk fungsi membran, transmisi saraf stimulan, kontraksi otot, konstruksi protein dan replikasi DNA.Magnesium adalah unsur dari banyak enzim. Magnesium dan kalsium sering melakukan fungsi yang sama dalam tubuh manusia dan umumnya antagonis. Tidak ada kasus yang diketahui keracunan magnesium. Pada dosis besar magnesium oral dapat menyebabkan muntah dan diare.
Rendahnya kadar kalsium atau magnesium dalam darah juga dapat membuat ujung-ujung saraf lebih peka sehingga dapat menstimulasi otot. Hal ini kerap menjadi penyebab kram pada kelompok lanjut usia dan ibu hamil. Kram dapat terjadi pada berbagai keadaan yang menyebabkan berkurangnya kadar kalsium atau magnesium, misalnya penggunaan obat-obatan seperti diuretik, muntah-muntah, kurangnya asupan kalsium dan magnesium dari makanan, buruknya penyerapan kalsium dalam saluran cerna akibat kekurangan vitamin D, penyakit yang menyerang kelenjar paratiroid (suatu kelenjar di leher yang mengatur keseimbangan kalsium dalam tubuh), dan berbagai keadaan lain.
c. KALSIUM
Manfaat Kalsium (Ca) pada tulang:
Kalsium pada tubuh manusia dewasa kurang lebih mencapai 1 kg, dimana 99% terdapat pada tulang dan gigi. Untuk bisa diserap oleh tubuh, kalsium harus berbentuk cair. Namun di era sekarang dapat pula mengkonsumsi kalsium dalam bentuk padat. Adanya asam pada lambung akan mengubah bentuk kalsium padat menjadi cair. Setelah itu, barulah perjalanan kalsium di tubuh dimulai.
Manfaat Kalsium (Ca) pada gigi:
Membantu mineralisasi gigi
Mencegah pendarahan akar gigi
Menjaga kecukupan kalsium sejak muda sangat membantu mencegah penyakit gusi pada usia tua. Kalsium juga membuat tulang rahang kuat dan sehat sehingga gigi akan tetap sehat dan tidak mudah lepas.
Manfaat Kalsium (Ca) pada susu :
Kandungan Kalsium (Ca) dalam susu dapat membantu menambah kekuatan pada tulang dan dapat menetralisirkan kandungan logam yang berbahaya untuk tubuh seperti Timah dan Kadmium.
Setelah umur 20 tahun, tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1% per tahun. Dan setelah umur 50 tahun, jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30%. Kehilangan akan mencapai 50% ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium.
Manfaat Kalsium (Ca) pada pembekuan darah :
Penggunaan kalsium dalam tubuh akan diatur oleh kelenjar tiroid dan kelenjar paratiroid. Kelenjar tiroid menghasilkan hormon kalsitonin yang fungsinya menurunkan kadar kalsium dalam darah. Sedangkan, kelenjar paratiroid akan menghasilkan hormon paratiroid yang fungsinya meningkatkan kadar kalsium dalam darah.
Secara fisiologik, Ca2+ ekstraseluler memegang peranan yang sangat penting, yaitu :
Berperan sebagai kofaktor pada proses pembekuan darah, misalnya untuk faktor VH, IX, X dan protrombin.
Memelihara mineralisasi tulang.
Berperan pada stabilisasi membran plasma dengan berikatan pada lapisan fosfolipid dan menjaga permeabilitas membran plasma terhadap ion Na+. Penurunan kadar Ca2+ serum akan meningkatkan permeabilitas membran plasma terhadap Na+ dan menyebabkan peningkatan respons jaringan yang mudah terangsang.
d. STRONSIUM
Stronsium senyawa yang tidak larut air dapat menjadi larut dalam air, sebagai hasil dari reaksi kimia. Yang larut dalam air senyawa adalah ancaman yang lebih besar untuk kesehatan manusia daripada yang tidak larut air yang. Oleh karena itu, larut dalam air bentuk strontium memiliki kesempatan untuk mencemari air minum. Untungnya konsentrasi dalam air minum biasanya cukup rendah. Orang bisa terkena tingkat kecil (radioaktif) strontium oleh menghirup udara atau debu, makan makanan, air minum, atau melalui kontak dengan tanah yang mengandung stronsium. Stronsium konsentrasi dalam makanan memberikan kontribusi pada konsentrasi stronsium dalam tubuh manusia. Bahan pangan yang mengandung konsentrasi yang cukup tinggi dari strontium adalah biji-bijian, sayuran berdaun dan produk susu.
Bagi kebanyakan orang, penyerapan strontium akan moderat. Senyawa stronsium hanya yang dianggap berbahaya bagi kesehatan manusia, bahkan dalam jumlah kecil, adalah kromat strontium. Para kromium beracun yang mengandung terutama menyebabkan ini. Kromat Stronsium diketahui menyebabkan kanker paru-paru, tetapi risiko eksposur telah sangat dikurangi dengan prosedur keselamatan di perusahaan, sehingga tidak lagi merupakan risiko kesehatan penting.
Strontium radioaktif jauh lebih merupakan resiko kesehatan dari strontium stabil. Ketika penyerapan sangat tinggi, dapat menyebabkan anemia dan kekurangan oksigen, dan pada konsentrasi yang sangat tinggi itu bahkan diketahui menyebabkan kanker sebagai akibat dari kerusakan pada bahan genetik dalam sel.
Stronsium klorida digunakan dalam pasta gigi untuk gigi sensitive.
Stronsium klorida hexahydrate digunakan dalam terapi kanker.
Stronsium ranelate digunakan untuk membantu pertumbuhan tulang, meningkatkan kepadatan tulang.
e. BARIUM
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. Di dalam tubuh manusia, logam berat juga dapat terakumulasi dan menimbulkan berbagai bahaya terhadap kesehatan. Bahaya barium (Ba) 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 dalam 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.
Logam barium harus disimpan di bawah cairan berbasis petroleum (seperti minyak tanah) atau lain yang sesuai oksigen bebas-cairan yang mengeluarkan udara.
f. RADIUM
226Ra bersifat radioaktif dengan waktu paroh 1622 tahun dan memancarkan radiasi alfa dengan energi 4,79 MeV. Anak luruh dari 226Ra adalah gas radon (222Rn). keberadaan gas radon di lingkungan mencapai jumlah sangat besar, sekitar 58 % dari total radon alamiah. Gas radon tersebut dapat memberikan bahaya radiologik terhadap saluran pernafasan. Adapun 226Ra sendiri bersifat seperti unsur kalsium (Ca) yang mudah terakumulasi di dalam tulang.
Tidak ada bukti bahwa secara alami terdapat hubungan ke tingkat radium memiliki efek yang merugikan pada kesehatan manusia. Namun, hubungan ke tingkat yang lebih tinggi radium dapat mengakibatkan efek kesehatan, seperti gigi fraktur, anemia dan katarak. Ketika pemaparan berlangsung selama jangka waktu yang panjang radium bahkan menyebabkan kanker dan eksposur pada akhirnya dapat menyebabkan kematian. Efek ini dapat berlangsung bertahun-tahun untuk berkembang dan biasanya disebabkan oleh radiasi gamma radium, yang mampu melakukan perjalanan cukup jauh melalui udara.
Manusia merupakan media terakhir dari jejak kritik radium di lingkungan. Misalnya radium masuk ke dalam tubuh dapat melalui pernafasan maupun sistem pencernaan (makan dan minum). Umumnya kadar 226Ra dalam tulang relatif tinggi berkisar dari 0,059 sampai 1,2 Bq/kg kering, dengan rata-rata 0,31 Bq/kg. Adapun untuk organ lain, seperti paru-paru, gonad, sumsum merah dan sumsum kuning, masing-masing sekitar 0,005 Bq/kg.
Kadar 226Ra dalam organ tubuh sangat bergantung dari usia, tempat tinggal, dan pola makanan/minuman atau rantai makanan. Harga kadar 226Ra dalam tubuh manusia yang tinggal di daerah latar tinggi umumnya lebih tinggi, jika dibandingkan dengan orang yang bertempat tinggal di daerah latar normal. Sebagai contoh, kadar 226Ra dalam tubuh manusia yang bertempat tinggi di Karala (India) mencapai 2,87 Bq/kg dan yang bertempat tinggal di Araxa-Tapira (Brasilia) mencapai 8,59 Bq/kg.
Radium,dalam bentuk gas radon digunakan untuk pengobatan kanker.
6. Protein susu atau kasein diketahui mengandung kalsium yang berperan dalam pembentukkan tulang. Bagaimana mekanismenya agar kalsium yang terdapat dalam susu dapat diserap tubuh sehingga dapat dipakai dalam pemebentukkan tulang?
Jawab :
Waktu minum susu yang paling baik adalah ketika sebelum tidur. Ini dapat membantu menjaga kesehatan tulang dan menyokong pertumbuhan fisik . Kalsium yang terdapat dalam susu akan lebih mudah diserap tubuh ketika kita sedang tidur. Pada malam hari osteoklas atau sel-sel penghancur tulang tidak bekerja. Pada malam hari aktivitas kita juga tidak banyak sehingga kalsium susu terserap optimal.
Sekitar 50% kalsium total dalam plasma (5 mEq/L) berada dalam bentuk terionisasi (bentuk yang memiliki aktivitas biologis pada membran sel). Sisanya sekitar 40% terikat dengan protein plasma dan 10% lainnya dalam ikatan kompleks dalam bentuk non-ionisasi dengan anion-anion sepeerti pada fosfat dan sitrat.
Konsentrasi ion Kalsium pada CES normalnya sekitar 2,4 mEq/L. Bila konsetrasi ion kalsium turun melewati batas normal (hipokalsemia), maka akan timbul rangsangan pada sel-sel saraf dan otot yang meningkat dengan nyata dan pada beberapa keadaan yang ekstrem dapat menyebabkan tetani hipokalsemik yang ditandai dengan kekekuan otot. Sedangkan pada keadaan dimana konsentrasi ion Kalsium melebihi nilai normalnya (hiperkalsemia), yang menekan ambang rangsang pada neuromuskular yang berakibat aritmia jantung.
Perubahan konsentrasi ion hidrogen plasma dapat mempengaruhi derajat ikatan kalsium terhadap protein plasma. Pada pasien asidosis, lebih sedikit kalsium yang berkaitan dengan protein plasma. Sedangkan pada pasien alkalosis, jumlah ion kalsium yang terikat dengan protein plasma lebih besar.
Tulang adalah organ vital yang berfungsi untuk alat gerak pasif, proteksi alat-alat didalam tubuh, pembentuk tubuh, metabolisme kalsium dan mineral dan organ hemopoetik. Hampir semua kalsium dalam tubuh (99%) disimpan di dalam tulang dan sisanya pada cairan ekstrasel dan 0,1% dalam cairan intrasel. Oleh karena itu, tulang berperan sebagai penampung yang besar untuk menyipan kalsium dan sebagai sumber kalsium bila kalsium pada ciran ekstraselular menurun.
Bone turnover merupakan mekanisme fisiologik yang sangat penting untuk memperbaiki tulang yang rusak atau mengganti untuk tulang yang tua dengan tulang yang baru. Tulang secara kontinu dibentuk oleh osteoblas dan diabsorbsi ketika osteoklas menjadi aktif. Dan tulang juga diabsorbsi secara kontinu dengan adanya osteoklas yang merupakan sel fagositik besar yang bernti banyak dan suatu turunan monosit yang dibentuk di sum-sum tulang.
Tahap awal produksi tulang adalah sekresi molekul kolagen (monomer kolagen) dan substansia dasar oleh osteoblast. Monomer kolagen ini akan berpolimerasi dengan cepat untuk membentuk serat kolagen (osteoid). Selama osteoid dibentuk, sejumlah osteoblas terperangkap dalam osteoid dan menjadi inaktif. Pada tahap ini, osteoblas disebut osteosit.
Protein susu atau kasein diketahui mengandung kalsium yang berperan dalam pembentukkan tulang. Cara mekanismenya agar kalsium yang terdapat dalam susu dapat diserap tubuh sehingga dapat dipakai dalam pemebentukkan tulang adalah:
Untuk bisa diserap oleh tubuh, kalsium harus berbentuk cair. Adanya asam pada lambung akan mengubah bentuk kalsium padat menjadi cair. Setelah itu, barulah perjalanan kalsium di tubuh dimulai.
Dari lambung, kalsium akan diserap oleh usus. Setelah itu, apabila kalsium tersedia di dalam jumlah yang banyak, kalsium akan langsung diedarkan ke pembuluh darah melalui proses difusi. Namun, apabila jumlah kalsium yang tersedia hanya sedikit maka metabolisme kalsium akan dilakukan melalui proses transport aktif. Di dalam proses transport aktif, kalsium harus dibantu oleh vitamin D. Itulah mengapa kita memerlukan vitamin D untuk kesehatan tulang.
Melalui aliran cairan tubuh termasuk aliran darah, kalsium akan dibawa untuk disimpan di tulang. Tetapi, perjalanan ini belum berakhir karena kalsium masih dapat terlepas lagi dari tulang. Proses ini sebenarnya terjadi secara alami, namun proses ini juga perlu diantisipasi agar kalsium yang tersusun harus seimbang dengan kalsium yang terlepas dari tulang.
7. Klorofil mengandung ion kalsium atau magnesium. Apa fungsi dari ion ini dalam klorofil tersebut?
Jawab :
Fungsi dari ion Kalsium :
Kalsium diserap tanaman dalam bentuk ion Ca2+ . selain untuk menetralisir pH tanah juga berfungsi sebagai pembentuk dinding sel yang sangat dibutuhkan dalam proses pembentukan sel baru. Tercukupinya kebutuhan kalsium akan menghasilkan tanaman yang tegar. Kalsium juga mendorong terbentuknya buah dan biji yang sempurna.
Dan juga kalsium untuk menyusun klorofil. Kalsium juga dibutuhkan enzim untuk metabolis karbohidrat serta mempelajari sel meristem , serta kalsium juga berperan dalam mengontrol , membuka dan menutupnya stomata.
Fungsi dari ion Magnesium :
Magnesium diserap tanaman dalam bentuk ion Mg2+ dan merupakan mineral penyusun klorofil sebagai regulator/pengatur dalam penyerapan unsure lain seperti P , dan K.
Merangsang pembentukan seyawa lemak dan minyak , membantu translokasi pati dan distribusi fosfor di dalam tanaman , serta aktifator berbagai jenis enzim tanaman.
Untuk transportasi fosfat , mengaktifkan enzim tansposporilase , menciptakan warna hijau pada daun karena magnesium merupakan unsure pembentuk zat hijau daun.
8. Kerang dapat membangun cangkangnya dengan mempergunakan banyak kalsium sehingga cangkang bisa berubah ukurannya dari kecil sampai besar sesuai ukuran tubuhnya. Bagaimana proses pembangunan cangkang tersebut dapat diterangkan secara kimia?
Jawab :
Cangkang moluska sebagian besar tersusun atas kalsium karbonat, kalsium fosfat, Ca(HCO3)2, Ca3S, dan kalsium aktif yang terbuat dari sumber kulit kerang dan jenis-jenis kalsium yang termasuk kalsium non-organik yang tersusun dari lapisan calcite dan aragonite (Gregoire 1972) yang amat tinggi kandungannya hanya tingginya kadar kalsium yang membuat penyerapan kalsium dari cangkang kerang lebih baik.
Akan tetapi tambahan fosfor, magnesium, potasium, seng, dan protein juga tidak menjadi penyebab penyerapan kalsium dari cangkang kerang lebih tinggi dibanding sumber lain.
Kulit kerang mempunyai kandungan kalsium 38%.. Kandungan mineral berupa komponen kalsium yang tinggi sebagai penyusun dasar dari pelindung tubuhnya yang keras. Cangkang mempunyai potensi sebagai penyedia nano kalsium yang dapat dimanfaatkan sebagai suplemen untuk meningkatkan kesehatan tubuh terutama tulang dan gigi.
Proses pembangunan cangkang pada kerang sama hal nya proses pada cangkang telur , mungkin hanya sedikit perbedaan. Berikut diuraikan :
Komponen kalsium anorganik dari tulang ialah kalium fosfat Ca3(PO4)2 , satu senyawa yang juga tak larut.
Biasa nya bahan baku ion ion Ca2+ dan ion CO32- , dipasok oleh darah ke kelenjar cangkang. Proses kalsifikasinya adalah reaksi pengendapan.
Ca2+(aq) + CO32-(aq)
CaCO3 (s)
Dalam darah , ion Ca2+ bebas akan berada dalam kesetimbangan dengan ion kalsium yang terikat pada protein . Ketika ion bebas diambil oleh kelenjar cangkang , lebih banyak lagi akan dihasilkan dari penguraian kalsium yang terikat protein. Ion karbonat yang diperlukan untuk pembentukan cangkang adalah produk samping metabolism. Karbondioksida yang dihasilkan selama metabolism diubah menjadi asam karbonat oleh enzim karbonat anhidrase ( CA )
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
Asam karbonat terionisasi secara bertahap menghasilkan ion karbonat
H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-
HCO3- ⇌ H+ + CO3-
9. Barium sulfat bisa dipakai dalam diagnosa kondisi lambung atau usus seseorang yang mengalami gangguan lambung atau usus. Terangkan bagaimana peran senyawa barium tersebut dalam proses diagnosa demikian?
Jawab :
Peran senyawa barium atau barium sufat dalam proses diagnosa adalah misalnya sebuah barium enema yang merupakan pemeriksaan radiografi dari usus besar yang menggunakan suspensi barium sulfat sebagai media kontras. Artinya, perannya yaitu sebagai pemeriksa, pendeteksi, pengidentifikasi saluran pencernaan bagian atas dan tengah, seperti kerongkongan, lambung atau usus kecil, dan berperan sebagai obat yang membantu dalam mendiagnosis (pengenalan penyakit), yaitu untuk mengenal penyakit pada saluran lambung-usus digunakan barium sulfat.
10. Magnesium banyak dipakai sebagai logam ‘scavenger’ dalam industri pembuatan kapal agar badan kapal menjadi tahan korosi. Bagaimanakah proses yang terjadi dengan logam Mg sehingga dapat memperlambat korosi badan kapal?
Jawab :
Pencegahan korosi Magnesium sebagai logam ‘scavenger’ dengan cara ini dilakukan dengan cara menghubungkan logam yang ingin dilindungi dari korosi dengan logam yang mempunyai potensial elektrode sangat rendah (Mg) sebagai logam pelindung sehingga bila terjadi oksidasi logam yang dilindungi akan segera menarik elektron dari logam pelindung dan oksidasi akan berlangsung pada logam pelindung tersebut. Atau disebut juga Perlindungan katodik.
Nama Kelompok
1. IKA YUNI PESPARANI ACC 111 0045
2. RINI ACC 111 0043
3. RIBCA DESTAMA ACC 111 0052
4. AFIF KUSUMA YUDHA ACC 111 0077
5. EDY SUTRISNO ACC 111 0031
6. SAKA PALWAGUNA ACC 111 0027
Logam Alkali Tanah
Jawablah semua pertanyaan berikut ini dan diskusikan dengan anggota kelompok! (Bahas selama jam kuliah, bila tidak selesai dalam satu pertemuan lanjutkan lagi dengan mempergunakan jam tutorial)
1. Mineral apa saja yang mengandung logam alkali tanah (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) dan terangkan bagaimana memperoleh logam murni dari masing-masing mineral tersebut. Tuliskan reaksi kimia prosesnya jika ada!
Jawab :
Mineral yang mengandung logam alkali tanah (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) adalah:
a. Beril (Be3Al2(SiO3)6
b. Magnesit (MgCO3), dolomite (CaCO3,MgCO3), Kiserit MgSO4.2H2O), garam inggris (MgSO4.7H2O), asbes(CaMg3(SiO3)4)
c. Marmer(CaCO3), gips(CaSO4.2H2O)
d. Stronsianit (SrCO3),selestit (SrSO4)
e. Basit(BaSO4), witerit(BaCO3),air barit (Ba(OH)2)
Cara memperoleh logam murni :
a. Logam Berilium (Be)
Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2. Sebelum mendapatkan BeF2, kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiF6 hingga 700 0C. Karena beril adalah sumber utama berilium.
BeF2 + Mg à MgF2 + Be
Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium juga kita dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang terjadi adalah :
Katoda : Be2+ + 2e- à Be
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e- Be2+ + 2Cl- à Be + Cl2
b. Logam Magnesium (Mg)
Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomit [MgCa(CO3)2] karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. lalu MgO.CaO. dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg.
2[ MgO.CaO] + FeSi à 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO. Reaksi yang terjadi :
CaO + H2O à Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- à Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium
Katode : Mg2+ + 2e- à Mg
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
Mg2+ + 2Cl- à Mg + Cl2 c. Logam Kalsium (Ca)
Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang terjadi :
CaCO3 + 2HCl à CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi :
Katoda ; Ca2+ + 2e- à Ca
Anoda ; 2Cl- à Cl2 + 2e-
Ca2+ + 2Cl- à Ca + Cl2 Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2 oleh Na.
Reduksi CaO oleh Al
6CaO + 2Al à 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na à Ca + 2NaCl
d. Logam Strontium (Sr)
Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr), Kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2. Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4]. Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi:
katode : Sr2+ +2e- à Sr
anoda : 2Cl- à Cl2 + 2e- Sr2+ + 2Cl- à Sr + Cl2
e. Logam Barium (Ba)
Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi:
katode ; Ba2+ +2e- à Ba
anoda ; 2Cl- à Cl2 + 2e-
Ba2+ + 2Cl- à Ba + Cl2 Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :
6BaO + 2Al à 3Ba + Ba3Al2O6.
2. Logam alkali tanah kurang reaktif jika dibandingkan dengan logam alkali. Mengapa demikian? Berilah bukti dengan reaksi kimia dan penjelasannya untuk menerangkan keadaan tersebut!
Jawab :
Karena Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2, sedangkan logam alkali mempunyai elektron valensi ns1, Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali, kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali. Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali, mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua electron valensinya, sehingga lebih stabil sebagai ion M2+. Dan Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat, sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi.
Jika dibandingkan dengan unsur-unsur pada golongan I A, unsur-unsur golongan II A kurang reaktif. Hal ini karena unsur golongan II A mempunyai 2 elektron pada kulit terluarnya sehingga energi ionisasinya lebih besar dibandingkan unsur golongan I A yang hanya memiliki satu elektron pada kulit terluarnya. Semakin tingginya energi ionisasi, berarti cenderung lebih sulit berikatan dengan unsur lain. Urutan kereaktifan golongan alkali tanah adalah Ra > Ba > Sr > Ca > Mg > Be.
Reaksi dengan Air.
Sifat reaksi dengan air dalam satu golongan dari atas ke bawah makin reaktif dan eksotermis seperti halnya golongan I A. Reaksi ini membentuk hidroksida logam alkali tanah dan gas Hidrogen.
Mg (s) + 2 H2O (l) → Mg(OH)2 (aq) + H2 (g) , reaksinya lambat.
Ca (s) + 2 H2O (l) → Ca(OH)2 (aq) + H2 (g) , reaksi lebih cepat.
Sr (s) + 2 H2O (l) → Sr(OH)2 (aq) + H2 (g) , reaksi cepat.
Reaksi dengan Asam
Logam alkali tanah mudah larut dalam asam, reaksi ini mengahsilkan garam dan gas Hidrogen.
Be (s) + HCl (aq) → BeCl2 (aq) + H2 (g)
Mg (s) + H2SO4 (aq) → MgSO4 (aq) + H2 (g)
Ca (s) + HBr (aq) → CaBr2 (aq) + H2 (g)
Reaksi dengan basa.
Dalam golongan unsur alkali tanah, hanya Berilium sebagai logam amphoter yang bereaksi dengan basa menurut reaksi:
Be (s) + NaOH (aq) → Na2BeO2 (aq) + H2 (g)
Reaksi dengan Udara.
Logam alkali tanah (golongan II A) dapat bereaksi dengan Oksigen dan Nitrogen dari udara menurut persamaan reaksi:
2 M (s) + O2 (g) → 2MO (s)
3 M (s) + N2 (g) → M3N2 (s)
(M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)
Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen.
Logam alkali tanah cenderung bersifat elektropositif (cenderung melepaskan elektron). Oleh karena itu, unsur alkali tanah mudah bereaksi dengan halogen yang cenerung bersifat elektronegatif (mudah menerima elektron). Contoh:
Mg (s) + Br2 (g) → MgBr2 (s)
Ca (s) + Cl2 (g) → CaCl2 (s)
Reaksi Logam Alkali Tanah dengan gas Hidrogen
Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan gas Hidrogen menurut persamaan:
M (s) + H2 (g) → MH2 (s)
(M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)
Contoh : Ca (s) + H2 (g) → CaH2 (s)
3. Semua hidroksida alkali tanah bersifat basa dalam air. Namun demikian Be(OH)2 menunjukkan anomali yaitu dapat bereaksi dengan basa kuat. Terangkan mengapa demikian dan berikan contoh reaksi yang menunjukkan bahwa Be(OH)2 bisa bersifat asam atau basa!
Jawab :
Berilium hidroksida, Be(OH)2 bersifat amfoter atau bisa bersifat asam bisa bersifat basa.
Be(OH)2(s) + 2NaOH(aq) → Na2BeO2 + 2H2O
BeO22- + 2H+
Be(OH)2(s) + 2HCl → BeCl2 + 2H2O
Be2+ + 2H+
4. Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan halogen membentuk dihalida. Dari halida ini hanya halida Be yang bersifat kovalen dan mempunyai kelarutan lebih kecil dalam air dibandingkan dengan halida logam alkali tanah lainnya. Mengapa demikian?
Jawab :
Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida, kecuali Berilium. Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F-, maka BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion. Contoh :
Ca(s) + Cl2(g) → CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) → 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) → MO2 (s) Ba mudah, Sr dengan tekanan tinggi, Be, Mg, dan Ca, tidak terjadi
M(s) + X2(g) → MX2 (s) X: F, Cl, Br, dan I
M(s) + S(s) → MS (s)
M(s) + 2H2O (l) → M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat, Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) → M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi, Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) → M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
5. Apa saja manfaat logam alkali tanah dalam kehidupan baik secara langsung atau tidak langsung?
Jawab :
Manfaat Logam Alkali tanah
a. BERILIUM
Berilium sangat berbahaya jika terhirup. Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan. Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μg/m³), keadaan akut dapat terjadi.
Sebagian orang (1-15%) akan menjadi sensitif terhadap berilium. Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernapasan. Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD), dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium di atas normal {di atas 0.2 μg/m³). Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan, dan juga sasak napas. CBD dapat menyebabkan anoreksia, penyusutan berat badan, dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut. Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat gejala-gejala ini. Jumlah penduduk pada umumnya jarang mendapat penyakit berilium akut atau kronik karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (0.00003-0.0002 μg/m³).
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah. Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar.
b. MAGNESIUM
Magnesium merupakan mineral diet untuk setiap organisme, tetapi serangga. Ini adalah atom pusat dari molekul klorofil, dan karena itu merupakan persyaratan untuk fotosintesis tanaman. Magnesium tidak hanya dapat ditemukan dalam air laut, tetapi juga di sungai dan air hujan, menyebabkan ia alami menyebar ke seluruh lingkungan.
Tiga isotop magnesium terjadi secara alami, yang semuanya stabil dan karenanya tidak radioaktif. Ada juga delapan isotop stabil.
Pada tubuh manusia mengandung sekitar 25 g magnesium, dimana 60% hadir dalam tulang dan 40% hadir dalam otot dan jaringan lain. Ini merupakan mineral makanan bagi manusia, salah satu unsur mikro yang bertanggung jawab untuk fungsi membran, transmisi saraf stimulan, kontraksi otot, konstruksi protein dan replikasi DNA.Magnesium adalah unsur dari banyak enzim. Magnesium dan kalsium sering melakukan fungsi yang sama dalam tubuh manusia dan umumnya antagonis. Tidak ada kasus yang diketahui keracunan magnesium. Pada dosis besar magnesium oral dapat menyebabkan muntah dan diare.
Rendahnya kadar kalsium atau magnesium dalam darah juga dapat membuat ujung-ujung saraf lebih peka sehingga dapat menstimulasi otot. Hal ini kerap menjadi penyebab kram pada kelompok lanjut usia dan ibu hamil. Kram dapat terjadi pada berbagai keadaan yang menyebabkan berkurangnya kadar kalsium atau magnesium, misalnya penggunaan obat-obatan seperti diuretik, muntah-muntah, kurangnya asupan kalsium dan magnesium dari makanan, buruknya penyerapan kalsium dalam saluran cerna akibat kekurangan vitamin D, penyakit yang menyerang kelenjar paratiroid (suatu kelenjar di leher yang mengatur keseimbangan kalsium dalam tubuh), dan berbagai keadaan lain.
c. KALSIUM
Manfaat Kalsium (Ca) pada tulang:
Kalsium pada tubuh manusia dewasa kurang lebih mencapai 1 kg, dimana 99% terdapat pada tulang dan gigi. Untuk bisa diserap oleh tubuh, kalsium harus berbentuk cair. Namun di era sekarang dapat pula mengkonsumsi kalsium dalam bentuk padat. Adanya asam pada lambung akan mengubah bentuk kalsium padat menjadi cair. Setelah itu, barulah perjalanan kalsium di tubuh dimulai.
Manfaat Kalsium (Ca) pada gigi:
Membantu mineralisasi gigi
Mencegah pendarahan akar gigi
Menjaga kecukupan kalsium sejak muda sangat membantu mencegah penyakit gusi pada usia tua. Kalsium juga membuat tulang rahang kuat dan sehat sehingga gigi akan tetap sehat dan tidak mudah lepas.
Manfaat Kalsium (Ca) pada susu :
Kandungan Kalsium (Ca) dalam susu dapat membantu menambah kekuatan pada tulang dan dapat menetralisirkan kandungan logam yang berbahaya untuk tubuh seperti Timah dan Kadmium.
Setelah umur 20 tahun, tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1% per tahun. Dan setelah umur 50 tahun, jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30%. Kehilangan akan mencapai 50% ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium.
Manfaat Kalsium (Ca) pada pembekuan darah :
Penggunaan kalsium dalam tubuh akan diatur oleh kelenjar tiroid dan kelenjar paratiroid. Kelenjar tiroid menghasilkan hormon kalsitonin yang fungsinya menurunkan kadar kalsium dalam darah. Sedangkan, kelenjar paratiroid akan menghasilkan hormon paratiroid yang fungsinya meningkatkan kadar kalsium dalam darah.
Secara fisiologik, Ca2+ ekstraseluler memegang peranan yang sangat penting, yaitu :
Berperan sebagai kofaktor pada proses pembekuan darah, misalnya untuk faktor VH, IX, X dan protrombin.
Memelihara mineralisasi tulang.
Berperan pada stabilisasi membran plasma dengan berikatan pada lapisan fosfolipid dan menjaga permeabilitas membran plasma terhadap ion Na+. Penurunan kadar Ca2+ serum akan meningkatkan permeabilitas membran plasma terhadap Na+ dan menyebabkan peningkatan respons jaringan yang mudah terangsang.
d. STRONSIUM
Stronsium senyawa yang tidak larut air dapat menjadi larut dalam air, sebagai hasil dari reaksi kimia. Yang larut dalam air senyawa adalah ancaman yang lebih besar untuk kesehatan manusia daripada yang tidak larut air yang. Oleh karena itu, larut dalam air bentuk strontium memiliki kesempatan untuk mencemari air minum. Untungnya konsentrasi dalam air minum biasanya cukup rendah. Orang bisa terkena tingkat kecil (radioaktif) strontium oleh menghirup udara atau debu, makan makanan, air minum, atau melalui kontak dengan tanah yang mengandung stronsium. Stronsium konsentrasi dalam makanan memberikan kontribusi pada konsentrasi stronsium dalam tubuh manusia. Bahan pangan yang mengandung konsentrasi yang cukup tinggi dari strontium adalah biji-bijian, sayuran berdaun dan produk susu.
Bagi kebanyakan orang, penyerapan strontium akan moderat. Senyawa stronsium hanya yang dianggap berbahaya bagi kesehatan manusia, bahkan dalam jumlah kecil, adalah kromat strontium. Para kromium beracun yang mengandung terutama menyebabkan ini. Kromat Stronsium diketahui menyebabkan kanker paru-paru, tetapi risiko eksposur telah sangat dikurangi dengan prosedur keselamatan di perusahaan, sehingga tidak lagi merupakan risiko kesehatan penting.
Strontium radioaktif jauh lebih merupakan resiko kesehatan dari strontium stabil. Ketika penyerapan sangat tinggi, dapat menyebabkan anemia dan kekurangan oksigen, dan pada konsentrasi yang sangat tinggi itu bahkan diketahui menyebabkan kanker sebagai akibat dari kerusakan pada bahan genetik dalam sel.
Stronsium klorida digunakan dalam pasta gigi untuk gigi sensitive.
Stronsium klorida hexahydrate digunakan dalam terapi kanker.
Stronsium ranelate digunakan untuk membantu pertumbuhan tulang, meningkatkan kepadatan tulang.
e. BARIUM
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. Di dalam tubuh manusia, logam berat juga dapat terakumulasi dan menimbulkan berbagai bahaya terhadap kesehatan. Bahaya barium (Ba) 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 dalam 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.
Logam barium harus disimpan di bawah cairan berbasis petroleum (seperti minyak tanah) atau lain yang sesuai oksigen bebas-cairan yang mengeluarkan udara.
f. RADIUM
226Ra bersifat radioaktif dengan waktu paroh 1622 tahun dan memancarkan radiasi alfa dengan energi 4,79 MeV. Anak luruh dari 226Ra adalah gas radon (222Rn). keberadaan gas radon di lingkungan mencapai jumlah sangat besar, sekitar 58 % dari total radon alamiah. Gas radon tersebut dapat memberikan bahaya radiologik terhadap saluran pernafasan. Adapun 226Ra sendiri bersifat seperti unsur kalsium (Ca) yang mudah terakumulasi di dalam tulang.
Tidak ada bukti bahwa secara alami terdapat hubungan ke tingkat radium memiliki efek yang merugikan pada kesehatan manusia. Namun, hubungan ke tingkat yang lebih tinggi radium dapat mengakibatkan efek kesehatan, seperti gigi fraktur, anemia dan katarak. Ketika pemaparan berlangsung selama jangka waktu yang panjang radium bahkan menyebabkan kanker dan eksposur pada akhirnya dapat menyebabkan kematian. Efek ini dapat berlangsung bertahun-tahun untuk berkembang dan biasanya disebabkan oleh radiasi gamma radium, yang mampu melakukan perjalanan cukup jauh melalui udara.
Manusia merupakan media terakhir dari jejak kritik radium di lingkungan. Misalnya radium masuk ke dalam tubuh dapat melalui pernafasan maupun sistem pencernaan (makan dan minum). Umumnya kadar 226Ra dalam tulang relatif tinggi berkisar dari 0,059 sampai 1,2 Bq/kg kering, dengan rata-rata 0,31 Bq/kg. Adapun untuk organ lain, seperti paru-paru, gonad, sumsum merah dan sumsum kuning, masing-masing sekitar 0,005 Bq/kg.
Kadar 226Ra dalam organ tubuh sangat bergantung dari usia, tempat tinggal, dan pola makanan/minuman atau rantai makanan. Harga kadar 226Ra dalam tubuh manusia yang tinggal di daerah latar tinggi umumnya lebih tinggi, jika dibandingkan dengan orang yang bertempat tinggal di daerah latar normal. Sebagai contoh, kadar 226Ra dalam tubuh manusia yang bertempat tinggi di Karala (India) mencapai 2,87 Bq/kg dan yang bertempat tinggal di Araxa-Tapira (Brasilia) mencapai 8,59 Bq/kg.
Radium,dalam bentuk gas radon digunakan untuk pengobatan kanker.
6. Protein susu atau kasein diketahui mengandung kalsium yang berperan dalam pembentukkan tulang. Bagaimana mekanismenya agar kalsium yang terdapat dalam susu dapat diserap tubuh sehingga dapat dipakai dalam pemebentukkan tulang?
Jawab :
Waktu minum susu yang paling baik adalah ketika sebelum tidur. Ini dapat membantu menjaga kesehatan tulang dan menyokong pertumbuhan fisik . Kalsium yang terdapat dalam susu akan lebih mudah diserap tubuh ketika kita sedang tidur. Pada malam hari osteoklas atau sel-sel penghancur tulang tidak bekerja. Pada malam hari aktivitas kita juga tidak banyak sehingga kalsium susu terserap optimal.
Sekitar 50% kalsium total dalam plasma (5 mEq/L) berada dalam bentuk terionisasi (bentuk yang memiliki aktivitas biologis pada membran sel). Sisanya sekitar 40% terikat dengan protein plasma dan 10% lainnya dalam ikatan kompleks dalam bentuk non-ionisasi dengan anion-anion sepeerti pada fosfat dan sitrat.
Konsentrasi ion Kalsium pada CES normalnya sekitar 2,4 mEq/L. Bila konsetrasi ion kalsium turun melewati batas normal (hipokalsemia), maka akan timbul rangsangan pada sel-sel saraf dan otot yang meningkat dengan nyata dan pada beberapa keadaan yang ekstrem dapat menyebabkan tetani hipokalsemik yang ditandai dengan kekekuan otot. Sedangkan pada keadaan dimana konsentrasi ion Kalsium melebihi nilai normalnya (hiperkalsemia), yang menekan ambang rangsang pada neuromuskular yang berakibat aritmia jantung.
Perubahan konsentrasi ion hidrogen plasma dapat mempengaruhi derajat ikatan kalsium terhadap protein plasma. Pada pasien asidosis, lebih sedikit kalsium yang berkaitan dengan protein plasma. Sedangkan pada pasien alkalosis, jumlah ion kalsium yang terikat dengan protein plasma lebih besar.
Tulang adalah organ vital yang berfungsi untuk alat gerak pasif, proteksi alat-alat didalam tubuh, pembentuk tubuh, metabolisme kalsium dan mineral dan organ hemopoetik. Hampir semua kalsium dalam tubuh (99%) disimpan di dalam tulang dan sisanya pada cairan ekstrasel dan 0,1% dalam cairan intrasel. Oleh karena itu, tulang berperan sebagai penampung yang besar untuk menyipan kalsium dan sebagai sumber kalsium bila kalsium pada ciran ekstraselular menurun.
Bone turnover merupakan mekanisme fisiologik yang sangat penting untuk memperbaiki tulang yang rusak atau mengganti untuk tulang yang tua dengan tulang yang baru. Tulang secara kontinu dibentuk oleh osteoblas dan diabsorbsi ketika osteoklas menjadi aktif. Dan tulang juga diabsorbsi secara kontinu dengan adanya osteoklas yang merupakan sel fagositik besar yang bernti banyak dan suatu turunan monosit yang dibentuk di sum-sum tulang.
Tahap awal produksi tulang adalah sekresi molekul kolagen (monomer kolagen) dan substansia dasar oleh osteoblast. Monomer kolagen ini akan berpolimerasi dengan cepat untuk membentuk serat kolagen (osteoid). Selama osteoid dibentuk, sejumlah osteoblas terperangkap dalam osteoid dan menjadi inaktif. Pada tahap ini, osteoblas disebut osteosit.
Protein susu atau kasein diketahui mengandung kalsium yang berperan dalam pembentukkan tulang. Cara mekanismenya agar kalsium yang terdapat dalam susu dapat diserap tubuh sehingga dapat dipakai dalam pemebentukkan tulang adalah:
Untuk bisa diserap oleh tubuh, kalsium harus berbentuk cair. Adanya asam pada lambung akan mengubah bentuk kalsium padat menjadi cair. Setelah itu, barulah perjalanan kalsium di tubuh dimulai.
Dari lambung, kalsium akan diserap oleh usus. Setelah itu, apabila kalsium tersedia di dalam jumlah yang banyak, kalsium akan langsung diedarkan ke pembuluh darah melalui proses difusi. Namun, apabila jumlah kalsium yang tersedia hanya sedikit maka metabolisme kalsium akan dilakukan melalui proses transport aktif. Di dalam proses transport aktif, kalsium harus dibantu oleh vitamin D. Itulah mengapa kita memerlukan vitamin D untuk kesehatan tulang.
Melalui aliran cairan tubuh termasuk aliran darah, kalsium akan dibawa untuk disimpan di tulang. Tetapi, perjalanan ini belum berakhir karena kalsium masih dapat terlepas lagi dari tulang. Proses ini sebenarnya terjadi secara alami, namun proses ini juga perlu diantisipasi agar kalsium yang tersusun harus seimbang dengan kalsium yang terlepas dari tulang.
7. Klorofil mengandung ion kalsium atau magnesium. Apa fungsi dari ion ini dalam klorofil tersebut?
Jawab :
Fungsi dari ion Kalsium :
Kalsium diserap tanaman dalam bentuk ion Ca2+ . selain untuk menetralisir pH tanah juga berfungsi sebagai pembentuk dinding sel yang sangat dibutuhkan dalam proses pembentukan sel baru. Tercukupinya kebutuhan kalsium akan menghasilkan tanaman yang tegar. Kalsium juga mendorong terbentuknya buah dan biji yang sempurna.
Dan juga kalsium untuk menyusun klorofil. Kalsium juga dibutuhkan enzim untuk metabolis karbohidrat serta mempelajari sel meristem , serta kalsium juga berperan dalam mengontrol , membuka dan menutupnya stomata.
Fungsi dari ion Magnesium :
Magnesium diserap tanaman dalam bentuk ion Mg2+ dan merupakan mineral penyusun klorofil sebagai regulator/pengatur dalam penyerapan unsure lain seperti P , dan K.
Merangsang pembentukan seyawa lemak dan minyak , membantu translokasi pati dan distribusi fosfor di dalam tanaman , serta aktifator berbagai jenis enzim tanaman.
Untuk transportasi fosfat , mengaktifkan enzim tansposporilase , menciptakan warna hijau pada daun karena magnesium merupakan unsure pembentuk zat hijau daun.
8. Kerang dapat membangun cangkangnya dengan mempergunakan banyak kalsium sehingga cangkang bisa berubah ukurannya dari kecil sampai besar sesuai ukuran tubuhnya. Bagaimana proses pembangunan cangkang tersebut dapat diterangkan secara kimia?
Jawab :
Cangkang moluska sebagian besar tersusun atas kalsium karbonat, kalsium fosfat, Ca(HCO3)2, Ca3S, dan kalsium aktif yang terbuat dari sumber kulit kerang dan jenis-jenis kalsium yang termasuk kalsium non-organik yang tersusun dari lapisan calcite dan aragonite (Gregoire 1972) yang amat tinggi kandungannya hanya tingginya kadar kalsium yang membuat penyerapan kalsium dari cangkang kerang lebih baik.
Akan tetapi tambahan fosfor, magnesium, potasium, seng, dan protein juga tidak menjadi penyebab penyerapan kalsium dari cangkang kerang lebih tinggi dibanding sumber lain.
Kulit kerang mempunyai kandungan kalsium 38%.. Kandungan mineral berupa komponen kalsium yang tinggi sebagai penyusun dasar dari pelindung tubuhnya yang keras. Cangkang mempunyai potensi sebagai penyedia nano kalsium yang dapat dimanfaatkan sebagai suplemen untuk meningkatkan kesehatan tubuh terutama tulang dan gigi.
Proses pembangunan cangkang pada kerang sama hal nya proses pada cangkang telur , mungkin hanya sedikit perbedaan. Berikut diuraikan :
Komponen kalsium anorganik dari tulang ialah kalium fosfat Ca3(PO4)2 , satu senyawa yang juga tak larut.
Biasa nya bahan baku ion ion Ca2+ dan ion CO32- , dipasok oleh darah ke kelenjar cangkang. Proses kalsifikasinya adalah reaksi pengendapan.
Ca2+(aq) + CO32-(aq)
CaCO3 (s) Dalam darah , ion Ca2+ bebas akan berada dalam kesetimbangan dengan ion kalsium yang terikat pada protein . Ketika ion bebas diambil oleh kelenjar cangkang , lebih banyak lagi akan dihasilkan dari penguraian kalsium yang terikat protein. Ion karbonat yang diperlukan untuk pembentukan cangkang adalah produk samping metabolism. Karbondioksida yang dihasilkan selama metabolism diubah menjadi asam karbonat oleh enzim karbonat anhidrase ( CA )
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
Asam karbonat terionisasi secara bertahap menghasilkan ion karbonat
H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-
HCO3- ⇌ H+ + CO3-
9. Barium sulfat bisa dipakai dalam diagnosa kondisi lambung atau usus seseorang yang mengalami gangguan lambung atau usus. Terangkan bagaimana peran senyawa barium tersebut dalam proses diagnosa demikian?
Jawab :
Peran senyawa barium atau barium sufat dalam proses diagnosa adalah misalnya sebuah barium enema yang merupakan pemeriksaan radiografi dari usus besar yang menggunakan suspensi barium sulfat sebagai media kontras. Artinya, perannya yaitu sebagai pemeriksa, pendeteksi, pengidentifikasi saluran pencernaan bagian atas dan tengah, seperti kerongkongan, lambung atau usus kecil, dan berperan sebagai obat yang membantu dalam mendiagnosis (pengenalan penyakit), yaitu untuk mengenal penyakit pada saluran lambung-usus digunakan barium sulfat.
10. Magnesium banyak dipakai sebagai logam ‘scavenger’ dalam industri pembuatan kapal agar badan kapal menjadi tahan korosi. Bagaimanakah proses yang terjadi dengan logam Mg sehingga dapat memperlambat korosi badan kapal?
Jawab :
Pencegahan korosi Magnesium sebagai logam ‘scavenger’ dengan cara ini dilakukan dengan cara menghubungkan logam yang ingin dilindungi dari korosi dengan logam yang mempunyai potensial elektrode sangat rendah (Mg) sebagai logam pelindung sehingga bila terjadi oksidasi logam yang dilindungi akan segera menarik elektron dari logam pelindung dan oksidasi akan berlangsung pada logam pelindung tersebut. Atau disebut juga Perlindungan katodik.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar