1. GAS MULIAa. Kegunaan Gas Mulia

1) Helium (He) Helium digunakan pengisi balon sebagai pengganti gas hidrogen yang mudah

terbakar. Helium dicampur dengan gas oksigen (O2) untuk pernapasan para penyelam

dan para pekerja terowongan dengan tekanan tinggi. (He = 80%, O2 = 20%). Helium cair digunakan sebagai pendingin karena titik didihnya sangat

rendah. Helium digunakan sebagai peluru atomer untuk mentransformasi suatu inti

atom.

2) Neon (Ne) Neon digunakan untuk mengisi lampu reklame dengan warna merah jingga.

Gas mulia yang lain dapat digunakan untuk mengisi lampu reklame warna, antara ...lain: Helium: merah pucat Kripton: biru pucat Xenon: hijau biru- Neon biasa digunakan untuk lampu landasan pesawat

terbang. Neon cair digunakan sebagai pendingin.

3) Argon (Ar) Argon dapat digunakan untuk bola lampu. Argon digunakan sebagai atmosfer inert logam diindustri dan eksperimen di

laboratorium.4) Kripton (Kr)

Kripton biasa digunakan untuk lampu di landasan pesawat terbang, mercusuar, lampu fotografi berkecepatan tinggi, fluoresensi, dan laser untuk merawat retina mata.

Kripton dapat digunakan untuk mengontrol ketebalan kertas.5) Xenon (Xe)

Xenon untuk lampu blitz. Untuk pembiusan dan pembedahan (mempunyai sifat anestesia).

6) Radon (Rn) Radon digunakan dalam terapi radiasi bagi penderita kanker.

1

Nama : Nur Widdya KurniatiKelas : XII IPA 6Nomor : 24

b. Pembuatan Gas Mulia

1) Pengambilan Helium (He) dari gas alamSumber gas He yang utama terdapat di matahari dan bintang tetapi kita

sulit mengambilnya. Di udara terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit. Untuk mengambilnya secara ekonomi tidak menguntungkan maka dicari sumber lain, yaitu yang berasal dari gas alam.

Untuk mendapatkan Helium dari gas alam ini diembunkan sehingga diperoleh produk yang berupa campuran Helium (He), gas Nitrogen (N2) dan pengotor. Agar diperoleh gas He murni, dilakukan proses kriogenik dan adsorbsi. Kriogenik adalah cara mendapatkan pada suhu rendah umumnya di bawah -100°C.

Dalam proses kriogenik campuran gas alam diberi tekanan laludidinginkan dengan cepat agar N2 mengembun sehingga dapat dipisahkan. Dengan proses adsorbsi pengotor dapat diserap sehingga diperoleh gas helium murni.

2) Pengambilan Ne, Ar, Kr, Xe dari udaraPada tahap awal dilakukan pemisahan udara dari CO2 dan uap air.

Selanjutnya udara diembunkan dengan pemberian tekanan ±200 atm dan diikuti dengan pendinginan cepat. Dengan ini sebagian besar udara akan membentuk fase cair dengan kandungan gas mulia lebih banyak ±60% gas mulia (Ar, Kr, Xe) dan sisanya ± 30% O2 dan 10%N2. He dan Ne tidak mengembun karena titik didih kedua gas tersebut sangat rendah. Langkah berikutnya Ar, Kr, dan Xe dipisahkan dengan menggunakan proses adsorbsi atau destilasi fraksionasi.

(i) Proses adsorbsiOksigen dan nitrogen dipisahkan terlebih dahulu untuk memperoleh Ar, Kr, dan Xe. O2 direaksikan dengan Cu sedangkan N2direaksikan dengan Mg. Hasil dari pemisahan ini (Ar, Xe, dan Kr) diadsorpsi oleh arang teraktivasi. Pada saat arang dipanaskan perlahan, setiap gas akan keluar dari arang. Akhirnya pada suhu ±-80°C diperoleh Ar, sementara Kr, dan Xe diperoleh pada suhu yang lebih tinggi.

(ii) Proses destilasi bertingkatProses destilasi bertingkat merupakan prinsip pemisahan zat berdasarkan perbedaan titik didih zat. Titik didih N2 paling tinggi sehingga N2 dapat dipisahkan terlebih dahulu, kemudian Ar dan O2 dipisahkan. Sedangkan Xe dan Kr dipisahkan pada tahapan destilasi berikutnya.

3) Perolehan Radon (Rn)Radon diperoleh dari peluruhan unsur radioaktif U-238 dan peluruhan

langsung Ra-226. Radon cepat meluruh menjadi unsur lain, Radon mempunyai waktu paruh 3,8 hari.

2. HALOGENa. Kegunaan Halogen

1) Fluorin

2

HF digunakan untuk mensketsa kaca karena HF bereaksi dengan kaca (SiO2), yaitu untuk membuat gambar pada gelas, membuat skala pada buret dan termometer 4HF + SiO2 → SiF4 + 2H2O.

Sebagai lapisan antilengket pada panci teflon (polimer CF2 = CF2). Untuk pasta gigi (pasta gigi yang mengandung fluorida), Na2SiF6 (natrium

heksafluorosilikat). Fluorin digunakan sebagai pendingin (CF2Cl2, CCIF3). Kriolit (Na3AIF6), untuk pelarut pada pengolahan logam aluminium.

2) Klorin Kapur klor (CaOCl2) digunakan sebagai serbuk pemutih/pengelantang. Kaporit Ca (OCl)2, sebagai disinfektan, digunakan pada pengolahan air

minum untuk membunuh bakteri. Natrium hipoklorit (NaClO) sebagai pemutih tepung. Natrium klorida (NaCl) digunakan sebagai penyedap dan pengawet

makanan. Kalium klorat (KClO3) digunakan sebagai bahan baku pembuatan petasan,

kembang api, dan kepala korek api. Atenrin (C23H30CN3Cl) sebagai obat malaria. DDT (diklor difenil triklor etana) sebagai bahan pestisida. Sengklorida (ZnCl2) sebagai bahan pematri (solder). Amonium klorida (NH4Cl) sebagai elektrolit pengisi batu baterai. Bahan baku pembuat plastik PVC (CH2CHCl).

3) Bromin Natrium bromida (NaBr) digunakan sebagai obat penenang syaraf. Perak bromida (AgBr) digunakan untuk melapisi film dan kertas foto. Etilendibromida (CH2Br - CH2Br) digunakan untuk meningkatkan kualitas

mm.bensin sebagai zat antiknocking dalam bensin.

b. Pembuatan HalogenHalogen dapat dibuat dengan cara elektrolisis atau dengan cara

mengoksidasi senyawa halida (X-). Pada umumnya unsur-unsur halogen (X2) dibuat di laboratorium dengan cara mengoksidasi senyawa halida. Gas fluorin (F2) jarang dibuat di laboratorium karenatidak ada oksidator yang mampu mengoksidasi senyawa fluorida (F).

Mengapa demikian? Fluorin mempunyai daya oksidasi tinggi dibanding halogen yang lain. Unsur halogen klorin, bromin, dan iodin dapat dihasilkan dari oksidasi terhadap senyawa halida dengan oksidator MnO2 atau KMnO4 dalam lingkungan asam.

1. Fluorin (F2)Fluorin diperoleh melalui proses elektrolisis garam hidrogen fluorida,

KHF2 dilarutkan dalam HF cair, kemudian ditambahkan LiF 3% (agar suhu turun sampai ±100°C). Elektrolisis dilakukan pada tempat terbuat dari baja, di mana sebagai katode baja dan sebagai anoda karbon (grafit).ReaksiKHF2 → K+ + HF2-HF2- → H+ + 2FKatode: 2H+ + 2e → H2

3

Anoda : 2F- → F2 + 2eReaksi di atas perlu digunakan diafragma (pemisah berupa monel), untuk

mencegah terjadinya reaksi antara H2 dan F2 maka gas F2 yang terbentuk dapat ditampung dalam wadah yang terbuat dari aliasi Cu dengan Ni

2. Klorin (Cl2)Air laut dan garam batu merupakan sumber utama Cl, untuk

mendapatkan Cl dapat dilakukan elektrolisis leburan NaCl, danelektrolisis larutan NaCl.Proses DownsElektrolisis leburan NaCl (NaCl cair)Katode (besi) : Na+ + e → NaAnoda (karbon) : 2Cl- → Cl2 + 2e

Pada proses di atas sebelum NaCl dicairkan, NaCl dicampurkan dengan sedikit NaF (agar titik lebur turun dari 800°C menjadi 600°C. Kontak (reaksi) antara logam Na dan gas Cl2 terbentuk digunakan lapisan besi tipis.

3. Bromin (Br2)Air laut juga sumber utama Br. Setiap 1 m3 air laut terdapat 3 kg bromin

(Br2). Bromin didapatkan dengan cara mengoksidasi ion bromida yang terdapat dalam air laut.Cl(g) + 2Br–(aq) → 2Cl-(aq) + Br2(g) Br2 dalam air dapat mengalami hidrolisis.Br2(g) + H2O(l) → 2H+(aq) + Br–(aq) + + BrO–(aq)

Reaksi hidrolisis dapat dicegah dengan cara menambahkan H2SO4 pada air laut hingga pHnya 3,5. Setelah pH air laut 3,5, baru dialiri gasCl2 dan udara. Gas Br2 yang diperoleh dimurnikan dari Cl2 dengan cara destilasi.

4. Iodin (I2)Yodium di alam hanya terdapat natrium yodat (NaIO3). Yodium dibuat

secara reduksi ion yodat dengan produksi natrium hidrogensulfit.(IO3- + 6H + + Se → 1⁄2 I2 + 3H2O) x 2(HSO3- + H2O → HSO4- + 2H+ + 2e) x 5

Ganggang laut (mengandung KI) dikeringkan, abu dari ganggang laut dicampur dengan air panas dan disaring. Larutan yang terjadi diuapkan sementara zat-zat yang kurang larut mengkristal. Sisa larutan kemudian dialiri gas Cl2.2KI(aq) + Cl2(g) → 2KCl(aq) + I2(g)

5. Astatin (At)Astatin diperoleh dari penembakan Bi dengan partikel α (He). Astatin

bersifat radioaktif dan mempunyai waktu paropendek (8,1 jam)

3. ALKALIa. Kegunaan Alkali

1. Logam Na dan Senyawa Na1) Logam Na

Digunakan sebagai reduktor pada pemisahan boron dan silikon. dalam keadaan cairan digunakan sebagai medium penghantar panas. Pengisi lampu Na dalam keadaan uapnya. Digunakan dalam pembuatan TEL, zat antiknocking pada bensin.

Pb + 4Na + 4C2H5Cl → Pb(C2H5)4 + 4NaCl

4

2) NaCl (garam dapur) Sebagai pengawet makanan bahan baku pembuatan logam Na, gas Cl2,

............NaOH, Na2CO3. Sebagai bumbu masak. Untuk mencairkan salju pada musim panas. Untuk larutan infus.

3) Na2CO3 (soda cuci) Sebagai bahan pembuat sabun. Bahan pembuat gelas. Menghilangkan kesadahan.

4) NaOH (soda api)/sabun sebagai bahan pembuat sabun dan detergen. Untuk industri tekstil, kertas, dan zat warna. Sebagai pembuat senyawa natrium, yaitu Na2CO3, NaClO, dan NaClO3. Untuk pemurnian bauksit.

5) NaHCO3 (soda kue) Sebagai bahan mengembangkan adonan pada pembuatan kue. Sebagai campuran pada minuman botol agar menghasilkan CO2. Untuk pemadam kebakaran yang dapat menghasilkan CO2 bila dicampur

dengan HCl.6) Na benzoat

Sebagai zat pengawet makanan dalam kaleng dan sebagai obat reumatik.7) Natrium glutamat (MSG)

Sebagai penyedap rasa.8) Natrium salisilat

Sebagai obat penurun panas.

2. Senyawa kalium1) KNO3

Sebagai pupuk. Sebagai bahan pembuatan petasan.

2) KCl Sebagai pupuk, sebagai bahan pembuat logam K, dan KOH.

3) KClO3 Sebagai bahan korek api, petasan, dan peledak.

4) KOH Sebagai elektrolit batu baterai alkali dan sebagai bahan pembuat sabun

............lunak.

b. Pembuatan Logam AlkaliLogam-logam alkali dapat dibuat dengan elektrolisis lelehan garamnya

atau mereduksi garamnya. Elektrolisis larutan garam logam alkali tidak akan menghasilkan logam alkali karena harga potensil elektroda lebih negatif dari pada air.

Ini dapat diperoleh dengan elektrolisis lelehan LiCl sebagai berikut.LiCl(l) → Li+(l) + Cl-(l)

Katoda: Li+(l) + e → LiAnoda: Cl–(l) → 1⁄2 Cl2(g) + e

5

Natrium dibuat dari elektrolisis lelehan natrium klorida yang dicampur dengan kalsium klorida disebut proses gown. Fungsi dari kalsium klorida untuk menurunkan titik cair sehingga lebih efisien (dari 800°C sampai 500°C).

NaCl(l) → Na+(l) + Cl–(l)Na+(l) + e → Na(l)Cl–(l) → 1⁄2 Cl2(g) + e

Logam kalium, rubidium, dan cesium dibuat dengan mereduksi lelehan garam kloridanya.

Na(s) + KCl(l) →← NaCl(l) + K(s)Na(s) + RbCl(l) →← NaCl(l) + Rb(s)Na(s) + CsCl →← NaCl(l) + Cs(s)

Kalium, rubidium, dan cesium yang terbentuk mudah menguap, maka harus dikeluarkan dari sistem kesetimbangan, sehingga kesetimbangan bergeser ke zat hasil.

4. ALKALI TANAHa. Kegunaan Alkali Tanah

1. Logam berilium Paduan Be-Cu dapat diolah menjadi peralatan kunci pas, obeng, dan lain-lain.

..........Karena paduan Be - Cu bersifat keras seperti baja serta tidak menimbulkan

..........api jika terkena aliran listrik. Logam Be dipakai sebagai kerangka pesawat ruang angkasa dan kerangka

..........rudal karena sangat ringan.

2. Logam magnesium dan senyawa magnesium1) Logam Mg

Sebagai magnalium, yaitu paduan 10% logam magnesium dan 90% ............aluminium. Digunakan pada badan pesawat udara karena magnalium ............bersifat kuat dan ringan.

Untuk mencegah korosi pada besi. Mg foil untuk kembang api tetes.. Untuk blitz pada kamera

2) Senyawa Mg MgSO47H2O (garam Inggris) Sebagai obat pencahar, pupuk tanaman, zat tambahan makanan ternak. Mg(OH)2 (antasida), sebagai obat maag. MgCO3 (dolomit), untuk menetralkan tanah yang bersifat asam. MgO, sebagai batu tahan panas pada tanur tinggi.

3. Senyawa Ca CaO dan CaCO3, sebagai bahan campuran pada material bangunan. CaO3MgO 4SiO2 (asbes), sebagai bahan material yang tahan terhadap api. CaSO4 5H2O (gips). seagai perekat tulang pada cedera retak tulang ............

(frakture). CaC2 (karbit), direaksikan dengan air untuk pengelasan. Ca3(PO4)2 (kalium fosfat), untuk pupuk tanaman.

b. Pembuatan Alkali Tanah

6

Alkali tanah mempunyai harga potensial elektroda sangat negatif, sehingga pembuatan logam alkali tanah dilakukan dengan cara elektrolisis lelehan garamnya, kecuali berilium.

Birilium dapat dibuat dengan mereduksi garam flouridanya.BeF2 + Mg →MgF2 + Be

Magnesium, kalsium, stonsium, dan barium dibuat dengan cara elektrolisis lelehan garam kloridanya. Pembuatan magnesium juga menggunakan proses down. Sumber utama, magnesium diperoleh dari air laut. Mula-mula air laut direaksikan dengan CaO yang berasal dari pemanasan batu kapur.

CaO(s) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2OH-(q)Mg2+(aq) + 2O-(aq) →Mg(OH)2(s)

Endapan Mg(OH)2 direaksikan dengan larutan HCl pekat untuk membentuk MgCl2.

Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) →MgCl2(aq) + 2H2O(l) Larutan MgCl2 diperoleh dengan menguapkan airnya sehingga diperoleh

kristal MgCl2, kemudian kristal MgCl2 dicairkan dan dielektrolisis.MgCl2(l) →←Mg2+(l) + 2Cl–(l)

Katoda: Mg2+(l) + 2e →Mg(s)Anoda: 2Cl–(l) → Cl2(g) + 2e

MgCl2 →Mg + Cl2

5. ALUMINIUMa. Kegunaan Alumunium

1) Logam Al Al foil untuk pembungkus obat dan makanan. Sebagai bahan perabot rumah tangga. Sebagai bahan konstruksi bangunan, kendaraan, pesawat terbang, kapal laut. Sebagai bahan campuran logam-logam aliase misalnya magnalium, duralium

(9,6% Al, 4% Cu) suatu aliase yang tahan karat, alnico (50% Fe, 20% Al, 20% Ni, 10% Co) adalah magnet yang sangat kuat.

2) Senyawa Al Al(OH)3 berfungsi sebagai obat maag. Al2SO417H2O berfungsi sebagai pewarna tekstil. KAl(SO4)212H2O (tawas) biasa untuk menjernihkan air. Al2O3nH2O (bauksit) dan Na3AlF6 (kriolit) sebagai bahan bakar pembuatan

..........logam Al)

b. Pembuatan Aluminium (Al)Pengolahan logam aluminium melalui proses pemurnian dan proses

elektrolisis menurut Charles Martin Hall.

1) Proses pemurnian bauksit Bauksit dicuci dengan larutan NaOH pekat Reaksinya: Al2O3(s) + 2NaOH(aq) → 2NaAlO2(aq) + H2O(l). NaAlO2 yang terbentuk diubah menjadi Al(OH)3 dengan menambahkan

............asam.Reaksinya:NaAlO2(aq) + HCl(aq) + H2O(aq) + H2O(l) →Al(OH)3 + NaCl(aq)

Al(OH)3 yang terbentuk diubah menjadi Al2O3 dengan pemanasan.Reaksinya:

7

2Al(OH)3 →Al2O3(s) + 3H2O(g)2) Proses elektrolisis

Al2O3 dicampur dengan kriolit, berfungsi sebagai pelarut dan menurunkan ............titik didih Al2O3 dari 2000°C menjadi 1000°C.

Larutan Al2O3 dalam kriolit dielektrolisis (lihat gambar) Reaksi yang ............terjadi:

2Al2O3 → 4Al3+ + 6O2-Katoda: 4Al3+ + 12e → 4AlAnoda: 6O2- → 3O2 + 12e

2Al2O3 → 4Al + 3O2Logam aluminium yang terbentuk tertumpuk pada dinding bejana

tempat yang digunakan untuk elektrolisis). Oksigen yang terbentuk terdapat pada anoda. Seringkali gas oksigen yang terbentuk bereaksi dengan karbon menghasilkan gas karbondioksida.

6. KARBON (C)a. Kegunaan Karbon

1) Arang aktif Sebagai absorbse pada perkakas untuk menghilangkan bau yang tidak sedap. Sebagai norit untuk obat sakit perut.

2) Intan Sebagai mata bor dan untuk perhiasan mahal.

3) Grafit Sebagai elektroda inert pada proses elektrolisis. Sebagai isi pensil.

4) Kokas Sebagai bahan bakar pada metalurgi pengolahan besi.

5) Batu bara Sebagai bahan bakar menggantikan bahan bakar minyak. SiC (silikon karbida atau atau karborondum). Na2SiO3 (Natrium silikat), untuk pengisi pembuatan sabun detergen.

b. Pembuatan KarbonKokas diperoleh dari pemanasan materi karbon tanpa adanya oksigen pada

suhu tinggi (sampai 1000oC). Arang diperoleh dari pembakaran zat organik dengan oksigen terbatas pada suhu yang tingi. Arang akan menjadi karbon aktif apabila dipanaskan dengan uap air. Pembakaran gas alam secara tidak sempurna akan menghasilkan jelaga berupa uap hitam. Jelaga merupakan paratikel-partikel karbon yang sangatt kecil dan dapat diendapkan dengan pengendap elektron statik

7. BELERANG (S)a. Kegunaan Belerang

Untuk memproduksi senyawa asam sulfat (H2SO4). Untuk vulkanisir karet, belerang dapat mengikat molekul-molekul karet. Campur belerang, KNO3 dan karbon untuk pembuatan serbuk mesiu.

b. Pembuatan belerangSumber unsur belerang adalah gunung berapi dan dalam tanah.

Pengambilan belerang dan depositnya dalam tanah ditambang dengan penambangan frash. Dengan menggunakan pompa Frasch, dipompakan uap air

8

yang sangat panas ke dalam deposit belerang di dalam tanah sehingga belerang meleleh.

Oleh udara bertekanan tinggi, campuran belerang dan air panas dipompa ke atas permukaan tanah. Belerang akan membentuk padatan ketika sampai permukaan tanah. Dengan cara ini kemurnian belerang yang diperoleh sampai 99,5 %.

9

8. KROM (Cr)a. Kegunaan

Untuk melapisi logam lain agar tahan terhadap karet. Untuk membuat stainless stell (64% Fe, 18% Cr, dan 18% Ni). Paduan 15% Cr, 60% Ni, dan 25% Fe untuk untuk membuat filamen pemanas.

b. Pembuatan CrLogam kromium diperoleh melalui proses alumino thermit mereduksi

Cr2O3 dengan aluminium.Cr2O3(s) + 2Al → 2Cr(l) + Al2O3(s)

9. Tembaga (Cu)a. Kegunaan Tembaga

Untuk instalasi dan peralatan listrik. Membuat berbagai perabot dan barang kerajinan. Membuat paduan logam, kuningan (paduan 67% dan 33% zn, perunggu

(paduan 90% Cu dan 10% Zn.

b. Pengolahan TembagaKalkopirit (CuFeS2) merupakan bijih tembaga yang digunakan untuk

menghasilkan tembaga. Untuk mengolah CuFeS2 menjadi tembaga harus melalui empat tahap, yaitu pengapungan (pemekatan), pemanggangan, peleburan, dan elektrolisis. Tembaga diperoleh dari bijih kalkopirit CuFeS2 melalui beberapa tahap, yaitu:

1) Pengapungan (flotasi)Bijih diserbukkan sampai halus kemudian dimasukkan ke dalam

campuran air dan minyak. Bagian bijih yang mengandung tembaga akan diselaputi oleh minyak sedangkan zat pengotornya terbawa oleh air. Udara ditiupkan ke dalam campuran dan mineral yang diselaputi minyak tadi dibawa ke permukaan oleh gelembung-gelembung udara dan mengapung, sedangkan zat-zat pengotor diendapkan di bagian bawah. Dari pengapungan ini dapat diperoleh bijih pekat yang mengandung 20 – 40% Cu.

2) PemangganganBijih pekat hasil pengapungan selanjutnya dipanggang dan terjadi reaksi

4Cu2FeS2(s) + 9O2(g) 2Cu2S(s) + 2Fe2O3(s) + 6SO2(g)3) Reduksi

Cu2S yang terjadi dipisahkan dari Fe2O3 kemudian dipanaskan dan dialiri udara dan terjadi reduksi menjadi logam tembaga.

2Cu2S(s) + 3O2(g) 2Cu2O(s) + 2SO2(g)Cu2S(s) + 2Cu2O(s) 6Cu(s) + SO2(g)

4) ElektrolisisLogam tembaga yang diperoleh dari reduksi masih tercampur dengan

sedikit Ag, Au, dan Pt kemudian dimurnikan dengan cara elektrolisis. Tembaga yang tidak murni dipasang sebagai anoda dan sebagai katoda digunakan tembaga murni, dengan elektrolit larutan CuSO4. Tembaga di anoda teroksidasi menjadi Cu2+ kemudian direduksi di katoda menjadi logam Cu.Katoda : Cu2+(aq) + 2e Cu(s)Anoda : Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Cu(s) Cu(s)

10

Pada proses ini anoda semakin habis dan katoda (tembaga murni) makin bertambah besar, sedangkan Ag, Au, dan Pt diendapkan sebagai lumpur anoda sebagai hasil samping.

10. SENG (Zn)a. Kegunaan Seng

Sebagai atap rumah. Untuk melapisi logam lain (agar terhindar dari korosi). Untuk pembungkus batu baterai.

b. Pembuatan SengLogam zing diperoleh dengan cara memanaskan ZnCO3 dan ZnS dengan

udara. ZnO yang dihasilkan direduksi dengan karbon pada suhu di atas 1000°C.ZnCO3(s) → ZnO(s) + CO2(g)2ZnS(s) + 3O2(g) → 2ZnO(s) + 2SO2(g)ZnO(s) + C(s) → Zn(s) + CO(g)

11. BESI (Fe)a. Kegunaan Besi

Sebagai kerangka bangunan, kendaraan, dan peralatan pertanian. Bahan baku berbagai macam baja. Senyawa besi Fe4[Fe(CN)6]3, sebagai pigmen warna biru pada cat. Senyawa Fe3 [Fe(CN)6]2 sebagai tinta cetak biru (blueprint), untuk gambar

rancang bangun. Senyawa FeCl3 terkandung pada tablet kurang darah.

b. Pembuatan BesiPengolahan logam besi dilakukan dalam tanur tinggi, melalui proses

reduksi bijih besi (Fe2O3, Fe3O4) dengan karbonmonoksida meliputi tahap-tahap sebagai berikut.

Bahan-bahan yang diperlukan meliputi:a) bijih besi (hematit) Fe2O3 sebagai bahan baku,b) batu kapur CaCO3 untuk mengikat zat pengotor,c) kokas (C) sebagai reduktor,d) udara untuk mengoksidasi C menjadi CO.

Proses yang terjadi pada pembuatan besi:a) Bahan-bahan (biji besi, batukapur, dan kokas) dimasukkan ke dalam tungku

...dari puncak tanur.b) Udara panas dialirkan melalui dasar tanur sehingga mengoksidasi karbon .......menjadi gas CO2.

C (s) + O2(g) CO2(g) ΔH = -394 kJc) Kemudian gas CO2 bergerak naik dan bereaksi lagi dengan kokas manjadi CO.

CO2(g) + C(s) 2CO(g) ΔH = +173 kJd) Gas CO yang terjadi mereduksi bijih besi secara bertahap menjadi besi.

3Fe2O3 + CO ...... 2Fe3O4 + CO2 (pada suhu 500 °C)Fe3O4 + CO ...... 3FeO + CO2 (pada suhu 850 °C)FeO + CO ...... Fe + CO2 (pada suhu 1000 °C)

Untuk mendapatkan jenis besi yang bermacam-macam adalah denganmengurangi kadar karbonnya.

1) Besi tuang dengan kadar C antara 2,5 - 4,5%

11

Bersifat keras dan rapuh biasa digunakan untuk setrika besi dan wajan besi.

2) Besi baja dengan kadar C antara: 1,5 - 0,2%Bersifat kuat dan ulet biasa digunakan untuk kerangka jembatan

dan mobil.3) Besi tempa dengan kadar C antara 0,12 - 0,25%

Bersifat kesat biasa digunakan untuk paku, rantai, dan lain-lain.

c. Pembuatan BajaBaja adalah paduan logam besi dengan unsur lain. Pembuatan baja dari besi

kasar (pig iron) harus melalui pross-proses sebagai berikut.1) Menurunkan kadar C dalam besi kasar dari 3 - 4% menjadi -0,2 - 1,5%.2) Membuang pengotor Si, Mn, dan P.3) Menambahkan unsur logam lain sesuai dengan jenis baja yang diinginkan (Ni, ......Cr, Mn, dll).

Proses pembuatan baja yang banyak digunakan sekarang adalah proses tungku oksigen karena lebih praktis dan efisien. Tungku oksigen merupakan silinder baja dengan pelapis bersifat basa pada bagian dalamnya. Mula-mula ke dalam tungku dimasukkan besi kasar, besi bekas, dan kapur (CaO). Kemudian oksigen murni ditiupkan ke dalam campuran yang berupa cairan panas. Oksigen akan bereaksi dengan karbon menjadi CO2 dan pengotornya akan terpisah.

12. OKSIGEN (O2)a. Kegunaan Oksigen

Digunakan untuk pernapasan semua makhluk hidup. Dalam keadaan cair untuk bahan-bahan roket. Untuk bantuan pernapasan, misalnya pasien di rumah sakit, pendaki gunung,

dan penyelam. Digunakan dalam industri logam, pembuatan baja, dan industri kimia. Untuk penanganan limbah.

b. Pembuatan O2Pembuatan gas oksigen untuk keperluan industri dengan cara

penyulingan bertingkat udara cair bersama dengan pembuatan gas nitrogen.Di laboratorium gas O2 dihasilkan dari pemanasan KClO3 dan HgO.

Reaksi:2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)2HgO(s) → 2Hg(l) + O2(g)

13. NITROGEN (N2)a. Kegunaan Nitrogen

Gas N2 untuk mengisi ban mobil karena pemuaian termalnya yang konstan. Nitrogen cair digunakan untuk pembekuan makanan secara cepat, N2

mempunyai titik didih rendah. Sebagai bahan pembuatan NH3, NH3 merupakan bahan pembuatan pupuk

asam nitrat, dan bahan peledak. N2H2 (hidrozin) digunakan sebagai bahan bakar roket.

b. Pembuatan N2Dalam industri gas nitrogen diperoleh dari udara bersama gas oksigen,

melalui penyulingan bertingkat udara yang dicairkan. Berdasarkan perbedaan

12

titik didih N2 (-197°C) dan O2 (-183°C) akan terbentuk fraksi nitrogen bagian atas dan fraksi oksigen bagian bawah.

Di laboratorium gas-gas N2 dapat diperoleh dengan cara peruraian NH4NO2 dengan cara pemanasan:

NH4NO2(aq) → 2H2O(l) + N2(g)

14. TIMAHa. Kegunaan Timah

Timah terutama digunakan untuk melapisi baja, misalnya kaleng roti, susu, cat, dan sebagainya. Selain untuk melapisi , timah juga digunakan untuk membuat aliose, misalnya perunggu (Cu + Sn) dan untuk solder (Sn + Pb). Salah satu tempat tambang timah di Indonesia adalah di Bangkinang, Riau dan Sungai Liat, Pulau Bangka. Pabrik pelabuhan bijih timah terdapat di Muntok, Pulau Belitung.

b. Pembuatan TimahLogam timah diperoleh dengen mereduksi bijih besi kasiterit SnO dengan

karbon pada suhu 1200°C.2SnO(s) + C(s) 2Sn(s) + CO2(g)

15. Peraka. Kegunaan Perak

Perak merupakan logam yang putih mengkilat tidak teroksidasi olehudara dan tidak bereaksi dengan asam kecuali HNO3. Oleh karena itu, perak digunakan untuk perhiasan, mata uang, dan untuk melapisi logam lain.

b. Pembuatan PerakLogam perak diperoleh dari bijih argentit Ag2S dengan cara melarutkan

argentit dalam larutan NaCN, kemudian direduksi dengan seng.2Ag2S + 8NaCN + O2 + H2O --> 4NaAg(CN)2 + 4NaOH + 2S2NaAg(CN)2 + Zn --> 2Ag + Na2Zn(CN)4

16. EMASa. Kegunaan Emas

Emas merupakan logam yang kuning mengkilap, tahan karat, mudah ditempa dan tidak bereaksi dengan asam, sehingga digunakan untuk perhiasan, melapisi logam lain, dan untuk membuat medali. Salah satu tambang emas di Indonesia ada di Bengkalis, Sumatra. Pabrik pengolahan emas terdapat di Cikotok, Jawa Barat.

b. Pembuatan EmasEmas terdapat bebas di alam yang bercampur dengan logam lain. Emas

dipisahkan dari campurannya dengan jalan dilarutkan dalam larutan kalium sianida KCN.

4Au + 8KCN + O2 + 2H2O 4KAu(C)2 + 4KOHKemudian direduksi dengan logam seng:

2KAu(CN)2 + Zn K2Zn(CN)4 + 2Au

17. NIKELa. Kegunaan Nikel

Nikel digunakan untuk aliase, misalnya baja stainless, monel (65% Ni dan 35% Cu), alnico, dan nikrom.

b. Pembuatan Nikel

13

Diperoleh dengan mengoksidasi bijih NiS menjadi NiO kemudian direduksi dengan karbon.

2NiS + 3O2 2NiO + 2SO2NiO + C Ni + CO

18. SILIKONa. Kegunaan Silikon

Bahan bakar pada pembuatan jenis-jenis gelas atau kaca. Bahan-bahan solar sel. Sebagai semikonduktor.

b. Pembuatan silikon (Si)Silikon dibuat dengan cara memanaskan pasir dan kokas (c) pada suhu

sekitar 3000oC dalam tanur listrik atau tungku pembakaran. Kokas (C) berfungsi sebagai reduktor.

SiO2(l) + C(s) → Si(l) + 2CO(g)19. FOSFORUS

a. Kegunaan Fosforus Bahan untuk membuat pupuk superfosfat. Bahan untuk membuat korek api.

b. Pembuatan fosforusUnsur fosforus diperoleh dengan memanaskan campuran kalsium fosfat,

pasir, dan karbon pada suhu 1400oC - 1500oC dalam suatu tanur listrik.2Ca3(PO4)2(s) + 6SiO2(s) + 10C(s) → 6CaSiO3(s) + 10CO(g) + P4(g)Uap fosforus yang terbentuk dipadatkan.

20. ASAM SULFAT (H2SO4)a. Kegunaan Asam Sulfat

Asam sulfat adalah zat cair kental, tak berwarna, bersifat sangat higroskopis. Asam sulfat dapat menarik hidrogen dan oksigen dari senyawanya dengan perbandingan 2 : 1. Senyawa-senyawa yang mengandung H dan O seperti gula, selulosa, dan kayu akan hangus bila dituangi asam sulfat pekat. Selain bersifat higroskopis, asam sulfat pekat merupakan oksidator kuat.

b. Pembuatan H2SO41) Dalam laboratorium

Serbuk belerang dibakar, uap yang dihasilkan dialirkan ke dalam air. Kemudian larutan SO3 dalam air kita uji dengan menggunakan kertas lakmus. Perubahan warna merah pada kertas lakmus menunjukkan oksida belerang pembentuk asam.

2) Dalam industriProduksi H2SO4 dalam industri dapat dibuat melalui 2 cara, yaitu proses

kontak dan proses kamar timbal.a) Proses kontak

Bahan dasar: SO2 yang diperoleh dari pembakaran belerang reaksi selanjutnya adalah mereaksikan gas SO2 bersih dengan gas O2 pada suhu ±400°C dengan katalis V2O5 (vanadium pentaoksida).Reaksi:

2SO2(g) + O2(g) →← 2SO3(g)Gas SO3 yang terjadi direaksikan dengan larutan H2SO4 encer

hingga dihasilkan H2S2O7 (asam pirosulfat).Reaksi:

14

SO3(g) + H2SO4(aq) → H2S2O7(l)Kemudian H2S2O7 ditambahkan airReaksi:

H2S2O7(l) + H2O(l) → 2H2SO4(l)uleum/asam sulfat pekat dengan kadar 98%

b) Proses kamar timbalCampuran gas SO2 dengan oksigen dialirkan ke kamar yang

dilapisi Pb dengan katalisator gas NO dan NO2 sesuai reaksi.

NO, H2 2SO2(g) + O2(g) ⎯⎯⎯⎯→ 2HNOSO4(l)

NO2 asam nitrosil

2HNOSO4(l) + H2O(l) ⎯⎯→ 2H2SO4(l) + NO(g) + NO2(g)

asam sulfat dengan kadar < 98%

15