Empat tabung reaksi masing-masing berisi suatu ion alkali tanah yang belum diketahui. Untuk itu, dilakukan percobaan dengan menambah beberapa reaktan sesuai tabel berikut. Reaktan Tabung 1 Tabung 2 Tabung 3 Tabung 4 Na CO2 0,01 M endapan putih endapan putih endapan putih endapan putih NaOH 0,01 M endapan putih Na SO, 0,01 M sedikit endapan endapan putih Na,C,0,0,01 M endapan sedikit endapan endapan putih keruh endapan kuning K,CrO4 1 Tentukan ion-ion yang ada dalam masing-masing tabung reaksi! 

Alkali tanah adalah sebutan untuk unsur-unsur golongan II A yang terdiri dari Be – Mg – Ca – Sr – Ba – Ra. Ra adalah satu-satunya unsur yang bersifat radioaktif. Salah satu sifat kimia dari unsur alkali tanah adalah mudahnya unsur-unsur alkali tanah membentuk endapan dalam bentuk garam, jika kation alkali tanah berikatan dengan beberapa anion tertentu seperti \(OH^-\), \(SO_4^{2-}\), \(CO_3^{2-}\), \(C_2O_4^{2-}\), dan \(CrO_4^{2-}\). Masing-masing kation alkali tanah memiliki kemampuan pengendapan yang berbeda-beda.

Pada soal diberikan tabel pengamatan dari reaksi pengendapan ion alkali tanah dengan beberapa larutan. Kita diminta buat menyimpulkan apa kation pada masing-masing tabung. Oleh karena itu, ini adalah soal tentang sifat unsur alkali tanah.

Penjelasan Konsep

Unsur-unsur alkali tanah ketika dilarutkan dalam air akan menghasilkan senyawa yang bersifat basa karena membentuk senyawa hidroksida. Dari Be sampai Ba, senyawa basa yang dihasilkan semakin mudah larut, sesuai dengan kekuatan basanya yang semakin meningkat. Sementara itu, senyawa garam yang dibentuk oleh alkali tanah dalam satu golongan dari Be sampai Ba makin sukar larut. Garam alkali tanah yang sukar larut diantaranya adalah garam karbonat (\(CO_3^{2-}\)), garam sulfat (\(SO_4^{2-}\)), garam kromat (\(CrO_4^{2-}\)), dan garam oksalat (\(C_2O_4^{2-}\)). Akibatnya, garam-garam tersebut akan terendapkan. Beberapa endapan alkali tanah memiliki warna dan intensitas tertentu, sehingga data ini bisa dijadikan dasar analisis secara kualitatif.

Pada soal diberikan data hasil pengamatan terhadap beberapa kation alkali tanah yang direaksikan dengan larutan tertentu. Untuk menjawab soal ini, mari kita analisis satu-persatu:
Kation \(L^{2+}\) + \(Na_2CO_3\)  \(→\) \(LCO_3\) (s) + \(2Na^+\) 
Tabung I-IV : Membentuk endapan berwarna putih
Kation Be sampai Ba jika bertemu ion \(CO_3^{2-}\) akan membentuk endapan berwarna putih.

Kation \(L^{2+}\) + \(2NaOH\)  \(→\) \(L(OH)_2\) (aq) + \(2Na^+\)
Tabung I, III, dan IV: Tidak terbentuk endapan
Kemungkinan pada tabung I, III, dan IV terdapat kation yang jika membentuk basa adalah basa kuat sehingga mudah larut. Sesuai penjelasan sebelumnya, maka kemungkinan pada tabung I, III, dan IV terdapat kation berupa Ca, Sr, dan Ba.

Tabung II: membentuk endapan putih
Sesuai urutan kekuatan basa, maka kemungkinan dalam tabung II terdapat ion \(Mg^{2+}\). Adapun Be merupakan zat amfoter.

Kation \(L^{2+}\) + \(Na_2SO_4\)  \(→\) \(LSO_4\) (s) + \(2Na^+\) 
Tabung I: Membentuk sedikit endapan. 
Kemungkinan dalam tabung I terdapat kation Ca, karena Ca membentuk endapan putih tipis dengan ion \(SO_4^{2-}\).

Tabung III: membentuk endapan putih. 
Kemungkinan dalam tabung III ada ion Sr atau Ba. Dalam senyawa sulfat, Ba akan membentuk endapan putih tebal.

Tabung II dan IV: tidak membentuk endapan. 
Senyawa garam sulfat yang masih bisa larut kemungkinan mengandung kation Mg dan Be. 

Kation \(L^{2+}\) + \(Na_2C_2O_4\)  \(→\) \(LC_2O_4\) (s) + \(2Na^+\) 
Tabung I: Membentuk endapan. 
Kemungkinan dalam tabung I terdapat kation Ca, karena Ca membentuk endapan dengan ion \(C_2O_4^{2-}\)

Tabung II: tidak membentuk endapan
Kemungkinan dalam tabung II terdapat kation Mg, karena Mg membentuk garam yang mudah larut dengan ion \(C_2O_4^{2-}\)

Tabung III: membentuk sedikit endapan
Kemungkinan dalam tabung III terdapat kation Sr atau Ba, karena kedua kation ini akan membentuk endapan tipis dengan ion \(C_2O_4^{2-}\)

Tabung IV: membentuk endapan putih
Kemungkinan dalam tabung IV terdapat kation Be, karena Be membentuk endapan putih dengan ion \(C_2O_4^{2-}\)

Kation \(L^{2+}\) + \(K_2CrO_4\)  \(→\) \(LCrO_4\) (s) + \(2K^+\) 
Tabung I: Membentuk campuran keruh
Kemungkinan dalam tabung I ada ion Ca yang membentuk larutan kromat keruh, tapi belum terbentuk endapan karena kelarutannya agak besar.

Tabung II dan IV: tidak membentuk endapan
Senyawa garam kromat yang masih bisa larut kemungkinan mengandung kation Mg dan Be.

Tabung III: membentuk endapan kuning
Kemungkinan dalam tabung III ada ion Sr atau Ba. Dalam senyawa kromat, Ba akan membentuk endapan kuning, sementara Sr membentuk endapan kuning tipis/sedikit.

Nah, dari analisis di atas, kita kerucutkan lagi kemungkinan keberadaan kation alkali tanah pada masing-masing tabung:
Tabung I: \(Ca^{2+}\)
Tabung II: \(Mg^{2+}\)
Tabung III: \(Ba^{2+}\)
Tabung IV: \(Be^{2+}\)


Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa ion-ion dalam masing-masing tabung reaksi adalah:
Tabung I: \(Ca^{2+}\)
Tabung II: \(Mg^{2+}\)
Tabung III: \(Ba^{2+}\)
Tabung IV: \(Be^{2+}\)