Logam TransisiMaret 2, 2012

PendahuluanDalam tulisan ini, kita akan mempelajari tentang sifat unsur transisi periode keempat, reaksi kimia dan pengolahan unsur transisi periode keempat, pemanfaatan unsur transisi periode keempat dalam kehidupan sehari-hari, sifat senyawa kompleks yang terbentuk dari berbagai unsur transisi periode keempat, serta penulisan nama senyawa kompleks yang terbentuk.

Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menyebabkan unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur  golongan utama, seperti sifat magnetik, warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).

Dalam satu periode dari kiri (Sc) ke kanan (Zn), keelektronegatifan unsur hampir sama, tidak meningkat maupun menurun secara signifikan. Selain itu, ukuran atom (jari-jari unsur) serta energi ionisasi juga tidak mengalami perubahan signifikan. Oleh sebab itu, dapat disimpulkan bahwa semua unsur transisi periode keempat memiliki sifat kimia dan sifat fisika yang serupa. Hal ini berbeda dengan unsur utama yang mengalami perubahan sifat yang sangat signifikan dalam satu periode

Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki keelektronegatifan yang lebih besar dibandingkan unsur Alkali maupun Alkali tanah, sehingga kereaktifan unsur transisi tersebut lebih rendah bila dibandingkan Alkali maupun Alkali Tanah. Sebagian besar unsur transisi periode keempat mudah teroksidasi (memiliki E°red negatif), kecuali unsur Tembaga yang cenderung mudah tereduksi (E°Cu = + 0,34 V). Hal ini berarti bahwa secara teoritis, sebagian besar unsur transisi periode

keempat dapat bereaksi dengan asam kuat (seperti HCl) menghasilkan gas hidrogen, kecuali unsur Tembaga. Akan tetapi, pada kenyataanya, kebanyakan unsur transisi periode keempat sulit atau bereaksi lambat dengan larutan asam akibat terbentuknya lapisan oksida yang dapat menghalangi reaksi lebih lanjut. Hal ini terlihat jelas pada unsur Kromium. Walaupun memiliki potensial standar reduksi negatif, unsur ini sulit bereaksi dengan asam akibat terbentuknya lapisan oksida (Cr2O3) yang inert. Sifat inilah yang dimanfaatkan dalam proses perlindungan logam dari korosi (perkaratan).

Dibandingkan unsur Alkali dan Alkali Tanah, unsur-unsur transisi periode keempat memiliki susunan atom yang lebih rapat (closed packing). Akibatnya, unsur transisi tersebut memiliki kerapatan (densitas) yang jauh lebih besar dibandingkan Alkali maupun Alkali Tanah. Dengan demikian, ikatan logam (metallic bonds) yang terjadi pada unsur transisi lebih kuat. Hal ini berdampak pada titik didih dan titik leleh unsur transisi yang jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama. Selain itu, entalpi pelelehan dan entalpi penguapan unsur transisi juga jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama.

Unsur transisi periode keempat memiliki tingkat oksidasi (bilangan oksidasi) yang bervariasi. Hal ini disebabkan oleh tingkat energi subkulit 3d dan 4s yang hampir sama. Oleh sebab itu, saat unsur transisi melepaskan elektron pada subkulit 4s membentuk ion positif (kation), sejumlah elektron pada subkulit 3d akan ikut dilepaskan. Bilangan oksidasi umum yang dijumpai pada tiap unsur transisi periode keempat adalah +2 dan +3. Sementara, bilangan oksidasi tertinggi pada unsur transisi periode keempat adalah +7 pada unsur Mangan (4s2 3d7). Bilangan oksidasi rendah umumnya ditemukan pada ion Cr3+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Cu+, dan Cu2+, sedangkan bilangan oksidasi tinggi ditemukan pada anion oksida, seperti CrO4

2-, Cr2O72-, dan

MnO4-.

Sifat-sifat Unsur Transisi1. Sifat-sifat umum.

Unsur transisi mempunyai siat-sifat khas yang membedakan dari unsure glongan utama, antara lain :

a) Sifat logam, semua unsure transisi tergolong logam dengan titk cair dan titik didih yang relatif tinggi.

b) Bersifat paramegnetik (sedikit tertarik ke dalam medan magnet).

c) Membentuk senyawa-senyawa yang berwarna.

d) Mempunyai beberapa tingkat oksidasi.

e) Membentuk berbagai macam ion kompleks.

f) Berdaya katalitik, banyak unsur transisi atau senyawanya yang berfungsi sebagai katalis, baik dalam proses industri maupun dalam metabolisme.

Zink dan unsur-unsur golongan IIB lainnya (Cd dan Hg) mempunyai titik leleh dan titik didih yang relatif rendah (raksa bahkan adalah satu-satunya logam yang berupa cairan pada suhu kamar); tidak paramagnetik, melainkan bersifat diamagnetik (sedikit ditolak keluar medan magnet); dan senyawa-senyawa tidak berwarna (putih). Zink hanya mempunyai satu tingkat oksidasi, yaitu 2+.

Sifat-sifat khas unsur transisi berkaitan dengan adanya subkulit d yang terisi tidak penuh. Semua unsur transisi periode keempat memenuhi definisi ini, kecuali zink. Pada tingkat oksidasi nol (sebagian unsur) maupun pada tingkat oksidasi +2 (satu-satunya tingkat oksidasi zink), subkulit 3d-nya terisi penuh.

UNSUR 21Sc 22Ti 23V

2

4Cr

2

5Mn

26Fe2

7Co28Ni 29Cu 30Zn

Konfigurasi

Elektron

[Ar] 3

d14s2

[Ar] 3

d24s2

[Ar] 3

d34s2

[Ar] 3

d54s1

[Ar] 3

d54s2

[Ar] 3

d64s2

[Ar] 3

d74s2

[Ar] 3

d84s2

[Ar] 3

d104s1

[Ar] 3

d104s2

Massa jenis

(g/mL) keelektr

o-negatifa

n

Antara 3.4 – 8.92 (makin besar sesuai dengan arah panah) ——————————————————–> 

Antara 1.3 – 1.9 (makin besar sesuai dengan arah panah)

Bilangan

oksidasi0;3

0;2; 3;4

0;2;3;4;5

0;2; 3;6

0;2;3;

4;6;7

0;2;3

0;2;3

0;2;3

0;1;2

0;2

Titik lebur (oC)

Di atas 1000oC (berbentuk padat)

Energi ionisasi (kJ/mol

)

Antara 1872 – 2705 (sukar melepaskan elektron terluarnya)

Jumlah elektron tunggal

Satu

DuaTiga

Enam

Lima

Empat

Tiga

Dua Satu -

Sifat para-

magnetik/ fero-magneti

k

Sifat yang disebabkan karena adanya elektron yang tidak berpasangan 

(=elektron tunggal)

Makin banyak elektron tunggalnya, makin bersifat feromagnetik

diama-

gnetik

Warna ion M2+ - -

Ungu

Biru

Merah muda

Hijau

muda

Merah muda

Hijau

Biru -

Warna ion M3+

Tak ber-warna

Ungu

Hijau

Hijau

-Kuning

- - - -

Ion-ion tak

Sc3+ , Ti4+ , Cu+ , Zn2+

berwarna

Catatan :

MnO4- = ungu 

Cr2O72- = jingga

2. Sifat logam.

Semua unsur transisi periode keempat secara meyakinkan tergolong logam, baik dalam sifat kimia maupun sifat fisis. Semua unsur transisi periode keempat mempunyai energi ionisasi yang relatif rendah (kurang dari 1.000 kJ/mol ) kecuali zink yang energi ionisainya agak besar (906 kJ / mol ). Sifat logam unsur transisi juga dicerminkan oleh harga keelektronegatifannya yang rendah (kurang dari 2). Pada kenyataannya, semua unsur transisi periode keempat membentuk kation tunggal dengan bilangan oksidasi +1, +2, atau +3. pada tingkat oksidasi yang rendah, senyawa unsur transisi bersifat ionik.

Sifat megnet dari suatu zat dapat ditunjukkan dan diukur dengan neraca. Zat yang bersifat diamagnetik akan menunjukkan berat kurang, sedangkan yang bersifat paramagnetik menunjukkan berat lebih. Sifat magnet zat berkaitan dengan konfigurasi elektronnya. Zat yang bersifat paramagnetik mempunyai setidaknya satu elektron tak berpasangan. Semakin banyak elektron tak berpasangan, semakin bersifat paramagnetik. Pengukuran sifat magnet dapat digunakan untuk menentukan jumlah elektron tak berpasangan dalam satu spesi.

3. Sifat magnet.

Unsur transisi periode keempat dan senyawa-senyawanya umumnya bersifat paramagnetik (apabila ditarik kuat ke dalam medan magnet). Feromagnetisme hanya diperlihatkan oleh beberapa logam, yaitu besi, kobal, dan nikel, serta logam-logam campur tertentu.

Logam Transisi Di Alam

Kromium (Cr)            Kromium merupakan salah satu logam transisi yang pentingm, ditemukan pada tahun 1797 oleh Vauquelin. Krom merupakan logam yang keras, tahan karat, serta memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi. Sepuhan  Kromium banyak digunakan pada peralatan sehari-hari karena lapisan kromium ini sangat indah, keras, dan melindungi logam lain dari kororsi. Kromium juga penting dalam paduan logam dan digunakan dalam pembuatan stainless steel. Senyawa kromium mempunyai warna yang sangat menarik dan digunakan sebagai pigmen seperti kuning krom (timbal(II) kromat) dan hijau krom (kromium(III) hidroksida).

Bijih utama khrom adalah khromit, yang ditemukan di Zimbabwe, Rusia, Selandia Baru, Turki, Iran, Albania, Finlandia, Republik Demokrasi Madagaskar, dan Filipina. Logam ini biasanya dihasilkan dengan mereduksi khrom oksida dengan aluminum. Krom termasuk logam reaktif. Bereaksi dengan oksigen membentuk oksidanya.

2 Cr + 3 O2  2 CrO3

Dalam bidang industri, kromium diperlukan dalam dua bentuk, yaitu kromium murni dan aliansi besi-kromium yang disebut Ferokromium. Tahapan pengekstrakannya adalah sebagai berikut:

1. Kromium(III) dalam bijih diubah menjadi dikromat(VI).

 

 

 

1. Reduksi Cr(VI) menjadi Cr(III). 

 

1. Reduksi Kromium(III) Oksida dengan aluminium (reaksi termit).

Cr2O3(S) + 2 Al(s)  Al2O3(s) + Cr(s)

 

Proses ini disebut proses Goldschmit, menghasilkan Kromium dengan kemurnian 97-99%

 

 

Ferokromium diperoleh dengan mereduksi bijih dengan kokas atau silikon dalam tanur listrik.

FeO.Cr2O3 + 4 C(s)  FeCr(s) + 4 CO(g)

 

Kromium (+2)

Logam kromium melarut dalam larutan asak klorida atau asam sulfat membentuk larutan [Cr(H2O)6]2+ yang berwarna biru langit.

Cr(s) + 2 H+(aq)  Cr2+

(aq) + H2(g)

Ion Cr2+  dapat juga terbentuk jika larutan kromium(VI)  (misalnya kromat atau dikromat) atau in Cr3+ direduksi oleh seng dan HCl.

Cr2O7 (aq) (jingga)  Cr3+(aq) (hijau/ungu)  Cr2+

(aq) (biru langit)

Potensial reduksi Cr3+ menjadi Cr2+ adalah sebesar -0.41 v sehingga ion Cr3+ mudah dioksidasi di udara menjadi Cr3+.

Cr2+(aq) + 4 H+

(aq) + O2 (aq)   2 Cr3+(aq) + 2 H2O(l)

Ion Cr2+ dapat bereaksi dengan H+ atau air apabila terdapat katalis berupa serbuk logam.

2Cr2+(aq) + 2H2O(l)  2 Cr3+ (aq) + 2 OH- + H2(g)

2 Cr3+ + 2 H+(aq)  2 Cr3+

(aq) + H2(g)

 

 

Kromium (+3)

Ion kromium(III) adalah ion paling stabil di anatra kation logam transisi dengan biloks +3. Dalam larutan, ion ini terdapat sebagai [Cr(H2O)]3+ dan berwarna ungu. Jika H2O diganti dengan ion klorida misalnya, akan terjadi perubahan warna: ion [Cr(H2O)5Cl]2+berwarna hijau muda, ion [Cr(H2O)4Cl2]+ berwarna hijau tua.

Dengan basa, [Cr(H2O)]3+ akan membentuk Cr2O3.xH2O, endapan gel berwarna hijau muda.

[Cr(H2O)]3+(aq) + OH-

(aq) ↔ Cr2O3.xH2O(S)

Dalam basa berlebihan membentuk [Cr(OH)6]3-

 

Kompleks Cr(III) umumnya berwarna hijau baik dalam anion maupun kation. Contoh: [Cr(H2O]3+, [Cr(NH3)6]3+, [CrCl6]3

-, [Cr(CN)6]3-. Kompleks-kompleks ini adalah kompleks oktahedral yang bersifat paramagnetik.

Kromium(III) dapat membentuk berbagai kompleks dengan warna yang menarik. Berikut adalah tabel yang menunjukkan kompleks Cr3+ beserta warna-warnanya.

Kompleks Warna

[Cr(NH3)6]3+ Kuning

[Cr(NH3)5Cl]2+ Merah lembayung

[Cr(NH3)4Cl2]+ Hijau

[Cr(NH3)3Cl3] Ungu

[Cr(NH3)2Cl4]- Jingga merah

 

Kromium (+6)

Kromium(VI) oksida bersifat asam sehingga dapat bereaksi dengan basa membentuk ion kromat(VI).

CrO3 + 2OH- (aq)  CrO42-

(aq) + H2O(l)

Krom(III) hidroksida dapat dioksidasi oleh Na2O2 menghasilkan ion kromat yang berwarna kuning.

Cr(OH)3 + 3Na2O2 + 2H+ (aq)  2CrO42-

(aq) + 6Na+(aq) + 4H2O (l)

 

Pengasaman ion kromat akan menghasilkan ion dikromat yang berwarna jingga.

2CrO42-

(aq) + 2H+(aq) ↔ Cr2O7

2- (aq) + H2O(l)

Ion kromat mempunyai struktur tetrahedral, sedangkan ion dikromat memiliki sturktur tetrahedral rangkap di mana dua atom oksigen bersambungan.

Di dalam larutan terjadi kesetimbangan antara ion kromat dan ion dikromat yang bergantung pada pH larutan.

Dalam larutan asam, ion kromat ataupun dikromat adalah oksidator kuat.

1. Dalam larutan asam Cr2O7

2- (aq) +  14H+(aq) + 6e  2Cr3+

(aq) + 7H2O(l)        Eo= +1.33 v

1. Dalam larutan basaCrO4

2-(aq) + 4H2O(l) + 3e  Cr(OH)4

-(aq) + 4OH-

(aq)             Eo= -0.13 v

Penggunaan Kromium

Penggunaan kromium sangat terkenal karena penyepuhan kromium (chromium plating) yang memberikan dua sifat, yaitu dekoratif dan sifat keras.

Ferokrom adalah nama aliasi dengan kadar kromium yang tinggi. Ferokrom ini dibuat dengan cara mereduksi kromit dengan karbon dalam tungku listrik yang biasanya digunakan untuk membuat baja kromium.

Larutan K2Cr2O7 atau CrO3 dalam asam sulfat pekat (disebut asam krom) adalah oksidator kuat yang biasanya digunakan untuk mencuci peralatan labiratorium.

 Na2Cr2O7.2H2O dalam jumlah banyal digunakan dalam penyamakan kulit, menghasilkan kulit “samakn kromium”. Dalam hal ini kromium membentuk senyawa yang tidak melarut dalam protein dalam kulit. Senyawa Kromium juga digunakan sebagai pigmen yaitu PbCrO4 (kuning krom) dan Cr2O3(hijau krom).

Perak (Ag)          Perak (argentum) telah dikenal sejak jaman purba kala. Unsur ini disebut dalam Alkitab. Beberapa tempat buangan mineral di Asia Minor dan di pulau-pulau di Laut Aegean mengindikasikan bahwa manusia telah belajar memisahkan perak dari timah sejak 3000 SM.

            Perak di alam terdapat dalam keadaan bebas atau sebagai Argentite (Ag2S) dan horn silver (AgCl). Logam perak merupakan logam berwarna putih dan merupakan konduktor panas dan listrik yang baik. Unsur ini sangat stabil di udara murni dan air, tetapi langsung ternoda ketika diekspos pada ozon, hidrogen sulfida atau udara yang mengandung belerang.  Senyawa-senyawa Ag umumnya memiliki bilangan oksidasi +1, misalnya AgNO3.

Bijih-bijih timah, timbal-timah, tembaga, emas dan perunggu-nikel merupakan sumber-sumber penting untuk menambang perak. Di dunia belahan barat Meksiko, Kanada, Peru dan Amerika Serikat merupakan negara-negara penghasil perak.

Pembuatan logam Ag dari mineral argentite adalah sebagai berikut:

Ag dalam argentite akan membentuk kompleks yang larut dalam air jika direaksikan dengan sianida.

Ag2S(s) + 4 CN-(aq)  2[Ag(CN)2]-

(aq) + S2-(aq)

Kemudian ditambahkan logam Zn sebagai pereduksi agar didapatkan logam perak murni.

Zn(s) + 2[Ag(CN)2]-(aq) + 4OH-

(aq)  2Ag(s) + 4CN-(aq) + Zn(OH)4

2-(aq)

Perak sterling digunakan untuk perhiasan, perabotan perak, dsb. dimana penampakan sangat penting. Campuran logam ini biasanya mengandung 92.5% perak, dengan sisanya tembaga atau logam lainnya. Perak juga merupakan unsur penting dalam fotografi, dimana sekitar 30% konsumsi industri perak digunakan untuk bidang ini. Perak juga digunakan sebagai campuran logam pengganti gigi, solder, kotak listrik, dan baterai perak-timah dan perak-cadmium. Cat perak digunakan untuk membuat sirkuit cetak. Perak juga digunakan untuk produksi kaca dan dapat didepositkan sebagai lapisan pada gelas atau logam lainnya dengan metoda chemical deposition, electrode position atau dengan cara penguapan. Ketika perak baru saja didepositkan, lapisan ini merupakan reflektor cahaya paling baik. Tapi lapisan ini juga cepat rusak dan ternoda dan kehilangan reflektivitasnya. Walau lapisan perak bagus untuk cahaya, ia sangat buruk untuk memantulkan sinar ultraviolet. Silver fulminate, bahan peledak yang kuat, kadang-kadang terbentuk saat pembentukan perak. Silver iodide digunakan untuk membuat hujan buatan. Silver chloride memiliki sifat-sifat optikal yang unik karena bisa dibuat transparan. Silver nitrate, atau lunar caustic, yang merupakan senyawa perak yang penting banyak digunakan di bidang fotografi. Selama beratus-ratus tahun, perak telah digunakan sebagai bentuk pembayaran dalam bentuk koin oleh banyak negara. Belakangan ini sayangnya, konsumsi perak telah jauh melebihi produksi.

Walau unsur perak itu sendiri tidak beracun, banyak senyawa garamnya sangat berbahaya. Exposisi pada perak (baik logam maupun senyawa-senyawanya yang dapat larut) di udara jangan sampai melebihi 0.01 g/m3 (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per minggu). Senyawa-senyawa perak dapat diserap dalam sistim sirkulasi tubuh dan hasil reduksi perak dapat terdepositkan pada banyak jaringan tubuh. Sebuah kondisi (argyria) dapat menimbulkan pigmen-pigmen abu-abu pada kulit tubuh dan selaput-selaput mucous. Perak memiliki sifat-sifat yang dapat membunuh bakteri tanpa membahayakan binatang-binatang besar.

 

EMAS (AU)Emas telah diketahui dan dinilai sangat tinggi sejak jaman purba kala. Unsur ini ditemukan di alam sebagai logam tersendiri dan dalam tellurides. Emas tersebar sangat luas dan selalu diasosiasikan dengan quartz atau pyrite.

Emas ditemukan di deposit-deposit veins dan alluvial dan seringnya dipisahkan dari bebatuan dan mineral-mineral lainnya dengan proses penambangan dan panning. Sekitar dua pertiga produksi emas dunia berasal dari Afrika Selatan dan sekitar dua pertiga produksi total Amerika Serikat datang dari negara bagian South Dakota dan Nevada. Logam ini diambil dari bijih-bijihnya dengan berbagai cara: cynaniding, amalgamating, dan smelting. Proses pemurnian juga kerap dilakukan dengan cara elektrolisis. Emas terkandung pula di air laut sekitar 0.1 sampai 2 mg/ton, tergantung dimana sampel air lautnya diambil. Sampai sekarang, belum ditemukan bagaimana cara menambang emas dari air laut yang dapat memberikan untung.

Emas memiliki dua bilangan oksidasi dalam persenyawaannnya, yaitu +1 dan +3. Emas merupakan konduktor panas serta listik yang baik.logam emas murni bersifat lunak, agar keras dicampur dengan logam lain.

Satuan kemurnian emas dinamakan karat. Dalam bahasa Inggris disebut carat. Carat berasal dari kata carob. Biji carob pada awalnya digunakan untuk menyeimbangkan timbangan yang digunakan pada Oriental bazaar. Kadar 24 karat dinyatakan sebagai emas murni. Jadi emas kadar 23 karat berarti tingkat kemurniannya adalah 23/24 X 100% atau sekitar 95,8%.

Untuk mempermudah, sudah tersedia tetapan untuk menentukan karat berdasar kadarnya. Menurut SNI (Standart Nasional Indonesia) – No : SNI 13-3487-2005 standard karat sbb:

 

KARAT KADAR EMAS

24 K = 99,00 – 99,99%

23 K = 94,80 – 98,89%

22 K = 90,60 – 94,79%

21 K = 86,50 – 90,59%

20 K = 82,30 – 86,49%

19 K = 78,20 – 82,29%

18 K = 75,40 – 78,19%

 

Emas murni dapat diperoleh dengan cara pemekatan bijih emas, dilakukan dengan cara flotasi. Kemudian konsetrat diaduk dengan larutan NaCN dan udara.

4Au(s) + 8CN-(aq) + O2(g) + 2H2O(l)  4Au(CN)2

-(aq) + 4OH-

(aq)+

Kemudian larutan direduksi dengan logam seng (Zn). Emas murni akan mengendap dan dapat dipidahkan.

2Au(CN)2-(aq) + Zn(s)  Zn(CN)4

2-(aq) + 2Au(s)

Emas tidak termakan oleh udara dan asam, tetapi larut dalam air raja/aquaregia yaitu campuran 1 bagian asam nitrat pekat dengan 3 bagian asam klorida pekat. Reaksi ini menghasilkan kompleks [Au(Cl)4]-.

Au(s) + 4Cl-(aq)+ 3NO3-(aq)+ 6H+

(aq)   [Au(Cl)4]-(aq) + 3NO3

-(aq) + 3H2O(l)

Emas banyak digunakan untuk membuat koin dan dijadikan sebagai standar moneter di banyak negara. Elemen ini juga banyak digunakan untuk perhiasan, gigi buatan, dan sebagai lapisan. Untuk aplikasi di bidang sains, emas digunakan sebagai lapisan beberapa satelit angkasa dan merupakan reflektor sinar inframerah yang baik.

Senyawa emas yang paling banyak adalah auric chloride danchlorauric acid, yang terakhir banyak digunakan dalam bidang fotografi untuk membuat tinta dan bayangan perak. Emas memiliki 18 isotop; 198Au dengan paruh waktu selama 2.7 hari dan digunakan untuk terapi kanker dan penyakit lainnya. Disodium aurothiomalatediberikan melalui lewat otot (intramuscularly) sebagai terapi arthritis. Emas juga tersedia secara komersil dengan kemurnian 99.9999+%. Titik beku emas pada 1063.0 derajat Celcius selama bertahun-tahun telah digunakan sebagai titik kalibrasi oleh International Temperature Scales (ITS-27 dan ITS-48) dan oleh International Practical Temperature Scale (IPTS-48). Pada tahun 1968, standar IPTS baru (IPTS-68) diadopsi, yang mengubah titik beku emas menjadi 1064.43 derajat Celcius. Berat jenis emas berubah sesuai suhu dan bagaimana logam ini precipitated dan cold-worked.

Terdapat beberapa nama emas berdasarkan jenis logam campurannya:

Blue gold, emas dengan campuran besi.green gold, emas dengan campuran lebih banyak perak daripada tembaga.

Pink Gold atau, campuran 50% emas, 45% tembaga, 5% perak.

White gold, emas dengan campuran nikel, seng, tembaga, timah, dan mangan.

Yellow gold, campuran 50% emas, 25% perak, dan 25% tembaga.

Selain itu pula terdapat nama nordic gold, suatu campuran logam untuk memberi kesan warna emas, tetapi sama sekali tidak tergolong emas. Umumnya dipakai dalam pembuatan perhiasan atau koin. Komposisinya adalah 89% copper, 5% aluminium, 5% zinc, and 1% tin. dan sama sekali tidak mengandung emas.

Emas untuk perhiasan biasanya dicampur dengan logam lain. Hal ini karena emas murni (100%) sangatlah lunak dan sulit untuk dibentuk. Logam yang biasa digunakan untuk bahan campuran adalah nikel, tembaga, perak, seng, rhodium dan lainnya. Perhiasan dengan kadar emas 80% menyatakan bahwa kandungan emas dalam perhiasan tersebut adalah 80%, sedangkan 20% sisanya berupa logam campuran bukan emas.

 

BESI (Fe)Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusakkan. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26 berupa logam berwarna putih kepereakan dengan titik lebur 535° C dan titik didih kurang lebih 3.000°C.  jumlah besi terbatas terdapat dalam basalt dan meteroit, dan tersebar dalam bentuk senyawa. Biasanya terdapat dalam bijih oksida dan taktonit, dan dapat diperoleh dari biji melalui peleburan.

Besi dan baja dapat dimanfaatkan  menjadi berbagai macam produk seperti, suku cadang mobil, konstruksi, rel, kapal dan sebagainya. Senyawa besi digunakan sebagai bahan pewarna, pigmen, dan dalam dunia kedokteran.

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:

Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar, Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan

dan mudah dimodifikasi.Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi . Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi kualitas berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat, akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.

Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya Zink dan Magnesium dapat melindungi besi dari korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.

1. Pengecatan. Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.

2. Pelumuran dengan Oli. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli mencegah kontak dengan air.

3. Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.

4. Tin Plating (pelapisan dengan timah. Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong atau mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi

lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.

5. Galvanisasi (pelapisan dengan Zink). Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.

6. Cromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.

7. Sacrificial Protection (pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.

 Besi adalah logam yang paling luas dan paling banyak penggunaanya. Hal tersebut disebabkan tiga alasan berikut yaitu:

    a.Bijih besi relatif malimpah di berbagai penjuru dunia.    b.Pengolahan besi relatif murah dan mudah.    c.Sifat – sifat besi yang mudah dimodifikasi.

Besi terdapat di alam dalam bentuk senyawa, antara lain sebagai hematit (Fe2O3), magnetit (Fe3O4), pirit (FeS2) dan siderit ( FeCO3).

1. Tempat Pengolahan Besi ( Tanur Sembur )Proses pengolahan bijih besi untuk menghasilkan logam besi dilakukan dalam tanur sembur (blast furnace). Tanur sembur berbentuk menara silinder dari besi atau baja dengan tinggi sekitar 30 meter dan diameter bagian perut sekitar delapan meter. Karena tingginya alat tersebut, alat ini sering juga disebut sebagai tanur tinggi. Bagian – bagian dari tanur tinggi adalah sebagai berikut:

Bagian puncak yang disebut dengan Hopper, dirancang sedemikian rupa sehingga bahan – bahan yang akan diolah dapat dimasukkan dan ditambahkan setiap saat.

Bagian bawah puncak, mempunyai lubang untuk mengeluarkan hasil – hasil yang berupa gas.

Bagian atas dari dasar (kurang lebih 3 meter dari dasar), terdapat pipa – pipa yang dihubungkan dengan empat buah tungku dimana udara dipanaskan (sampai suhunya kurang lebih 1.100o C). udara panas ini disemburkan ke dalam tanur melalui pipa – pipa tersebut.

Bagian dasar tanur, mempunyai dua lubang yang masing – masing digunakan untuk mengeluarkan besi cair sebagai hasil utama dan terak (slag) sebagai hasil samping.

 

Pengolahan besi

Daerah pengeringan (1500oC)               Kokas(C) dan bijih besi(Fe2O3) dari atas dikeringkan terlebih dahulu pada 500oC.

Daerah reduksi              C    + O2   → CO2

      CO2  + C    →CO              3Fe2O3 + CO→ 2Fe3O4 + CO2

                     FeO+CO →Fe +CO2

Daerah karborasiSebagian besi menyerap karbon

 

Daerah pencairan1. Besi mencair pada 1000oC2. Besi cair terlindung oleh lapisan terak pada oksida3. Terak merupakan garam silikat  sebagai hasil

tambahan 

                                       CaO +  SiO2 → CaSO3

                                                                                              ↓

Besi yang dihasilkan pada proses tanur tinggi adalah besi kasar cair yang mengandung ±5% C, mungkin terdapat silion atau fosfor. Besi tuang dihasilkan dengan mengalirkan besi kasar cair tersebut ke dalam cetakan-cetakan dari grafit.

Baja terbuat dari besi kasar cair dengan mengurangi kadar C ( maximal±2% )

Proses bessemer  adalah udara panas dialirkan melalui lubang-lubang kecil pada konvertor yang berisi besi kasar cair, sehingga karbon dioksida menjadi CO2 dan menghasilkan baja.

Hasil Pengolahan Besi :

1 .Besi Kasar (pig iron) atau Besi GubalBesi cair yang keluar dari dasar tanur disebut dengan besi kasar (pig iron). Besi kasar mengandung 95% besi, 34% karbon, sisanya berupa fosfor, silikon dan mangan.2.Besi Tuang (cast iron) atau Besi CorJika pig iron dibuat menjadi bentuk cetakan maka disebut besi tuang atau besi cor.3.Besi Tempa (wrought iron)Besi tempam mengandung kadar karbon yang cukup rendah (0,05 – 0,2%). Besi tempa ini cukup lunak untuk dijadikan berbagai perlatan seperti sepatu kuda, roda besi, baut, mur, golok, cangkul dan lain sebagainya.

1. Sifat besi dan senyawanya Besi bereksi dengan uap air pada suhu tinggi

3Fe(s) + 4H2O(g) → Fe2O4(s)+ 4H2(g)

Besi bereaksi dengan HCl dan H2SO4 encer

Fe(s)+ 2H3O+(aq) →Fe2+

(aq)+ H2(g)+ 2H2O(l)

Dalam larutan asam kompleks [ Fe(H2O)6]2+

(aq) relatif stabil, tetapi dalam suasana netral basa akan teroksidasi oleh udara membentuk [ Fe(H2O)6]3+.

Larutan [ Fe(H2O)6]3+ bersifat asam sebab mengalami hidrolisis.

 

                     [ Fe(H2O)6]3+(aq)+ H2O(l) →[ Fe(H2O)5[OH]](aq)+ H3O(aq)

 

Cara membedakan Fe2+ dengan Fe3+

Dengan NaOHFe2+

(aq)+2OH-(aq) →Fe(OH)2(s)

                                               Hijau

Fe3+(aq)+3OH-

(aq) → Fe(OH)3(s)

                               Coklat kemerahan

 

Penggunaaan Fe1. Baja sedang ( 0,09-0,2% C ; 0,05-1,0% Mn ; 0,2-

0,75% Si)bersifat mudah dibentuk yang digunakan untuk jarum, pipa, dan badan mobil.

2. Baja berkadar karbon tinggi, bersifat keras, digunakan untuk perkakas, paku, elat (0,4-0,9% C ; 0,5-1,0% Mn ; 0,2-0,75%Si)

3. Stainless stell (0,2-0,4% C ; 18% Cr, 8% Ni) bersifat tahan korosi, digunakan untuk pisau dan perkakas.

4. Baja mangan (0,4-0,9% C ;13% Mn) bersifat kuat dan keras digunakan untuk ujung alat pemotong.

 

 

 KOBALT (Co) 

Kobalt adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Co dan nomor atom 27,Berat atom: 58.933200 ( 9), Golongkan nomor 9 periode 4. Warna  kobalt sedikit berkilauan, metalik, keabu-abuan. unsur kimia kobalt tersedia di dalam banyak formulasi yang mencakup kertas perak, potongan, bedak, tangkai, dan kawat. Unsur kimia kobalt juga merupakan suatu unsur dengan sifat rapuh agak keras dan mengandung metal serta kaya sifat magnetis yang serupa setrika. Unsur kimia kobalt adalah batu bintang. Deposit bijih. Cobalt-60 ( 60 Co) adalah suatu isotop yang diproduksi menggunakan suatu sumber sinar ( radiasi energi tinggi).

 

Sifat-Sifat Kobalt

 

a.      Sifat Fisik Kobalt

Sifat fisik Kobalt antara lain sebagai berikut:

·         Melebur pada suhu 14900 C dan mendidih pada suhu 35200 C.

·         Memiliki 7 tingkat oksidasi yaitu -1, 0, +1, +2, +3, +4 dan +5.

·         Kobalt relatif tidak reaktif, meskipun ia larut lambat sekali dalam asam mineral encer.

·         Unsur kimia Kobalt juga merupakan suatu unsur dengan sifat rapuh agak keras dan mengandung metal serta kaya sifat magnetis yang serupa setrika. Unsur kimia Kobalt adalah batu bintang.

·         Logam  kobalt berwarna abu – abu.

 

b.      Sifat Kimia Kobalt

Sifat-sifat kimia kobalt antara lain sebagai berikut:

·         Mudah larut dalam asam – asam mineral encer

·         Kurang reaktif

·         Dapat membentuk senyawa kompleks

·         Senyawanya umumnya berwarna

·         Dalam larutan air, terdapat sebagai ion Co2+ yang berwarna merah

·         Senyawa – senyawa Co(II) yang tak terhidrat atau tak terdisosiasi berwara biru.

·         Ion Co3+ tidak stabil, tetapi kompleks – kompleksnya stabil baik dalam bentuk larutan maupun padatan.

·         Kobalt (II) dapat dioksidasi menjadi kobalt(III)

·         Bereaksi dengan hidogen sulfida membentuk endapan hitam

·         Tahan korosi

 

 

 

 

 

Proses Pembuatan Kobalt

Unsur cobalt di alam selalu didapatkan bergabung dengan nikel dan biasanya juga dengan arsenik. Mineral cobalt terpenting antara lain Smaltite (CoAs2), cobalttite (CoAsS) dan Lemacite ( Co3S4 ). Sumber utama cobalt disebut “Speisses” yang merupakan sisa dalam peleburan bijih arsen dari Ni, Cu, dan Pb.

Unsur cobalt diproduksi ketika hidroksida hujan, akan timbul hipoklorit sodium (NaOCl) . Berikut reaksinya :

2Co2+(aq) + NaOCl(aq) + 4OH-(aq) + H2O+ 2Co(OH)3(s) + NaCl(aq)

Trihydroxide Co(OH)3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk membentuk oksida dan kemudian ditambah dengan karbon sehingga terbentuklah unsur kobalt metal. Berikut reaksinya :

 

2Co(OH)3 (heat) Co2O3 + 3H2O 

2Co2O3 + 3C 4Co(s) + 3CO2(g)

 

Logam Paduan Kobalt

1. Nikel dan Paduan Kobalt

·         Merupakan rangkaian buat bahan pesawat

·         Tidak mudah korosif

·         Kobal selalu terdapat bergabung dengan Nikel dan biasa juga dengan arsen. Sumber utama kobal adalah ‘ speisses “, yang merupakan sisa dalam peleburan bijih arsen dari Ni, Cu, Pb.

2. Alloy

Alloy adalah paduan kobal-based dengan kekuatan yang sangat baik suhu tinggi dan ketahanan oksidasi yang baik untuk 2000 ° F (1093 ° C). Tingkat krom tinggi ditambah dengan penambahan kecil lantanum menghasilkan skala yang sangat ulet dan protektif. paduan ini juga memiliki ketahanan sulfidasi baik dan stabilitas metalurgi yang sangat baik ditampilkan oleh keuletan baik setelah terlalu lama terkena suhu yang tinggi.

 

Penggunaan kobalt di Industri

1.      Radioisotop dalam industri.

2.      Kobal-60: Digunakan untuk sterilisasi gamma, radiografi industri, kepadatan dan ketinggian mengisi.

3.      Industri mobil memakai paduan bahan kobalt.

4.      Paduan baja dan kobalt banyak digunakan untuk konstruksi pesawat terbang atau konstruksi yang harus tahan panas dan tahan aus.

 

Logam Cobalt sebenarnya dibutuhkan manusia dalam jumlah yang sangat sedikit untuk proses pembentukan butir darah merah. Cobalt (Co) dalam jumlah tertentu dibutuhkan tubuh melalui Vitamin B12 yang masuk ke tubuh manusia

 

Tingkat Bahaya Kobalt

1.      Toksisitas kobalt cukup rendah dibandingkan dengan logam lain dalam tanah.

2.      Hewan diberikan kobalt klorida perorally atau melalui suntikan menunjukkan konsentrasi yang lebih tinggi dalam hati, dengan konsentrasi agak rendah di ginjal dan limpa.

3.      Kobalt garam terhirup menyebabkan iritasi pernafasan mungkin menyebabkan oedema paru (pneumonia kimia) pada hewan.

4.      Cobalt (Co) dalam jumlah yang besar yang masuk ke dalam tubuh akan merusak kelenjar gondok, sel darah merah menjadi berubah, tekanan darah menjadi tinggi, pergelangan kaki menjadi bengkak, penyakit gagal jantung, sesak nafas, batuk-batuk dan kondisi badan yang lemah.

 

Pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran Kobalt

Wabah keracunan Cobalt pernah terjadi di Amerika tahun 1964-1966 di kota Nebraska dan Ohama. Masyarakat kedua kota tersebut mengalami gagal jantung. Penyebabnya adalah beberapa Industri menggunakan Cobalt (Co) dalam proses produksi misalnya : produksi minuman kaleng.

Cara pencegahannya dan penanggulangan yang dapat dilakukan terhadap pencemaran kobalt adalah:

·         Melakukan pengolahan terhadap air limbah yang mengandung logam Co sehingga aman dibuang ke lingkungan.

·         Menanam tanaman eceng gondok di badan air yang tercemar oleh logam Co.

·         Melakukan pengolaham kembali atau recovery.

Salah satu makanan yang kita konsumsi ber sumber vitamin B12 yang merupakan suatu campuran yang berisi unsur kobalt, adalah marmite, tetapi unsure yang dikandung didalamnya tergolong unsur lebih lemah dan lembut. Di Australia dikenal dengan Vegemite, sedangkan di Amerika, Marmite dicampur dengan pindakas.

Banyak bijih berisi unsur kimia kobalt, tetapi tidak memiliki arti penting untuk ekonomi. meliputi sulfid dan arsenides linnaeite, Co3S4, kobaltit, Coass, dan smaltite, Coas2. Digunakan untuk industri, secara normal diproduksi sebagai byproduct dari produstion tembaga, nikel Bijih yang dibakar Secara normal membentuk suatu campuran oksida metal. Perawatan dengan cuka sulphuric dapat meninggalkan tembaga metalik sebagai residu dan disolves. Besi diperoleh oleh hujan, timbulnya dengan lima kapur perekat ( Cao) sedang unsur kimia/kobalt diproduksi ketika hidroksida hujan hujan akantimbul hipoklorit sodium ( Naocl) 2Co2+(aq) + NaOCl(aq) + 4OH-(aq) + H2O 2Co(OH)3(s) + NaCl(aq)Trihydroxide Co(OH)3 dipanaskan untuk membentuk oksida dan kemudian dikurangi dengan karbon akan untuk membentuk unsur kimia/kobalt metal. 2Co(OH)3 (heat) Co2O3 + 3H2O 2Co2O3 + 3C Co + 3CO2

             Berikut Penggunaan untuk unsur kobalt :

1. Dapat dicampur dengan besi, nikel dan batang-batang rel lain untuk membuat Alnico, suatu campuran logam memiliki kekuatan

magnetis yang banyak digunakan mesin jet dan turbin gas mesin/motor.

2. Digunakan sebagai bahan baja tahan-karat dan baja magnit.

3. Digunakan di dalam campuran logamuntuk turbin gas generator dan turbin pancaran.

4. Digunakan di dalam menyepuh listrik oleh karena penampilannya, kekerasan, dan perlawanan ke oksidasi.

5. Digunakan untuk produksi warna biru permanen dan brilian untuk porselin, gelas/kaca, serta barang tembikar, pekerjaan ubin, dan email.

6. Cobalt-60, merupakan artifical isotop, dimana sebagai suatu sumber sinar penting, dan secara ekstensif digunakan sebagai suatu pengusut serta agen radiotherapeutic. Sumber 60Co yang Ringkas dan mudah.

7. Digunakan sebagai campuran pigmen cat.

Seng ( Zn )            Zink terdapat di alam sebagai ZnO dan spalarite ( ZnS), Zn dihasilkan dengan pemanggangan ZnS, kemudian ZnO direduksi dengan karbon pijar.

 

2ZnS + 3O2  →  2ZnO + 2SO2

 

ZnO + C →  Zn + CO

 

Suhu proses ±1200oC, diatas suhu tersebut Zn menguap dan dikondensasi menjadi debu Zn.

 

Zn mudah bereaksi dengan asam membentuk H2

Zn(s)+2H+(aq) →Zn2+

(aq)+H2(g)

Zn2+  tidak berwarna dan di dalam air terhidrolisisZn2+

(aq)+H2O(l) → Zn(OH)2)(s)+ 2H+(aq)

 

ZnS digunakan sebagai pengubah berkas elektron menjadi cahaya tampk dalam layar TV.

 

 

Kadmium (Cd)Kadmium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cd dan memiliki nomor atom 48.

Kadmium terdapat sebagai senyawa misel CdS (Greenokcite). CdS merupakan mineral satu-satunya yang mengandung kadmium.

Kadmium dihasilkan sebagai hasil samping ekstrasi Timbal (Pb) dab Seng (Zn) atau dihasilkan dengan cara mereduksi Cd2+ dengan Zn :

Larutkan CdS terlebih dahulu dengan asam. Larutan Cd2+  direduksikan dengan Seng (Zn).

CdS(s)  +  2 H+(aq)        Cd2+

(aq)  +  H2S(g)

Cd2+(aq)  +  Zn(s)      Cd(s)  +  Zn2+

(aq)

Kegunaan

Kadmium merupakan komponen campuran logam yang memiliki titik cair terendah. Unsur ini digunakan dalam campuran logam poros dengan koefisien gesek yang rendah dan tahan lama. Ia juga banyak digunakan dalam aplikasi sepuhan listrik (electroplating).

Kadmium digunakan pula dalam pembuatan solder, baterai Ni-Cd, dan sebagai penjaga reaksi nuklir fisi. Senyawa kadmium digunakan dalam fosfor tabung TV hitam-putih dan fosfor hijau dalam TV bewarna. Kadmium digunakan pada paduan logam, cat, dan produksi beberapa plastik.

Efek

Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal. Secara prinsipil pada konsentrasi rendah berefek terhadap gangguan pada paru- paru,emphysema dan renal turbular disease yang kronis. Jumlah normal kadmium di tanah berada di bawah 1 ppm, tetapi angka tertinggi (1.700 ppm) dijumpai pada permukaan sample tanah yang diambil di dekat pertambangan biji seng (Zn). Kadmium lebih mudah diakumulasi oleh tanaman dibandingkan dengan ion logam berat lainnya seperti timbal. Logam berat ini bergabung bersama timbal dan merkuri sebagai the big three heavy metal yang memiliki tingkat bahaya tertinggi pada kesehatan manusia. Menurut badan dunia FAO/WHO, konsumsi per minggu yang ditoleransikan bagi manusia adalah 400-500 μg per orang atau 7 μg per kg berat badan. Adanya kadmium (Cd) bebas diudara atau terlarut berbahaya bagi manusia.

Adanya kadmium dalam tulang menyebabkan tulang berpori dan mengalami keretakkan

Kadmium dapat menggantikan Zn pada metabolisme lemak sehingga reaksi terhambat.

Raksa (Hg)Raksa merupakan unsur logam yang berbentuk cair pada suhu ruangan. Ia jarang ditemukan tanpa terikat dengan unsur lain. Bijih utama adalah cinnabar. Spanyol dan Italia memproduksi sekitar 50% pasokan dunia. Unit komersil untuk raksa  dengan berat 34.37 kg (76 pounds). Logam ini diproduksi dengan cara

memanaskan cinnabar dalam arus udara dan dengan cara mengembunkan uapnya.

Raksa terdapat dalam mineral, misal sinabat (HgS).

Pada suhu kamar raksa dapat berwujud cair, mudah menguap dan menghasilkan uap yang bersifat beracun.

Raksa memiliki berat jenis yang besar dan daya muatannya kecil. Oleh sebab itu, raksa dapat digunakan untuk termometer dan juga digunakan untuk barometer.

Raksa memiliki bilangan oksidasi +1 dan +2. Raksa dapat dihasilkan dengan cara

pemanggangan mineral HgS.HgS(s)  +   O2(g)    Hg(aq)  +  SO2(g)

 

Raksa dapat melarutkan logam-logam Tembaga (Cu), Perak (Ag), Emas (Au), dan logam-logam alkali. AMALGAMI adalah sebutan untuk larutan logam dalam raksa.

Senyawa raksa dengan bilangan oksidasi +1. Contohnya HgCl2.

Hg2Cl2 sukar larut dalam air. Hg2Cl2 bereaksi dengan larutan amonia

membentuk padatan hitam.Hg2Cl2(s)  +  2 NH3   HgNH2Cl(s)  +  Hg(s)  +  NH4

+(aq)  +  Cl-(aq)

  Ø  Senyawa raksa dengan bilangan oksidasi +2. Contohnya HgCl2  memiliki sifat beracun.

  Ø  Pada larutan Hg2+  jika direaksikan dengan larutan basa (misalkan NaOH atau KOH) akan menghasilkan endapan HgO berwarna kuning.

Hg2+(aq)  +  2 OH-

(aq)    HgO(s)  +  H2O(l)

Pada larutan Hg2+  jika ditambahkan dengan larutan KI akan membentuk endapan berwarna jingga yang larut bila KI berlebihan membentuk senyawa komplek HgI4

2-.Hg2+

(aq)  +  2 I-(aq)    HgI2(s)

HgI2(s)  +  2 I-(aq)    HgI4

2-(aq)

Senyawa komplek HgI- diberi nama NESSLER yang dapat digunakan untuk menetapkan ion ammonium (NH4

+).                               

Kegunaan raksa

Logam ini banyak digunakan di laboratorium untuk pembuatan termometer, barometer, pompa difusi dan alat-alat lainnya. Unsur ini juga digunakan dalam pembuatan lampu uap merkuri, sakelar merkuri, dan alat-alat elektronik lainnya. Kegunaan lainnya adalah dalam membuat pestisida, soda kaustik, produksi klor, gigi buatan, baterai dan katalis.

Merkuro oksida (HgO) memiliki warna kuning dapat digunakan sebagai komponen obat atau salep pada mata (tidak larut dalam air).

Pembuatan topi dapat dibuat dengan menggunakan Hg(NO3)2. Tetapi dapat menimbulkan bahaya sebab dapat menimbulkan gangguan pada jiwa.

 Efek

Raksa merupakan racun yang berbahaya dan dapat diserap melalui kulit, saluran pernapasan dan saluran pencernaan gastrointestinal tract. Udara yang jenuh (saturated) dengan uap raksa pada suhu 20 derajat Celsius mengandung konsentrasi yang melebihi batas limit keracunan berkali lipat. Lebih tinggi suhu, lebih berbahaya. Oleh karena itu sangat penting raksa ditangani secara hati-hati. Kontainer raksa harus benar-benar tertutup rapat dan jangan sampai tertumpah. Jika perlu memanaskan raksa, harus dilakukan dengan alat ventilasi

udara. Raksa metil (methyl mercury) merupakan polutan yang membahayakan dan sekarang ini diketahui banyak ditemukan di air dan sungai. Triple point raksa pada suhu -38.8344 derajat Celcius merupakan titik standar pada International Temperature Scale (ITS-90).

Bentuk-bentuk merkuri berbahaya dalam tubuh manusia ada 3, yaitu :

Merkuri sebagai logamDapat merusak jaringan otak apabila merkuri sebagai logan masuk ke jaringan darah. Merkuri logam dapat masuk kedalam tubuh manusia melalui saluran pernapasan. Termometer merkuri yang pecah merupakan salah satu contohnya. Ketika termometer pecah, sebagian dari merkuri menguap ke udara. Merkuri logam tersebut dapat terhirup oleh manusia yang berada di dekatnya. Delapan puluh persen  (80%) dari merkuri uap yang terhirup, diabsorbsi oleh alveoli paru-paru. Merkuri logam ini masuk dalam sistem peredaran darah manusia dan dengan bantuan hidrogen peroksidase merkuri metalik akan dikonversi menjadi merkuri anorganik.

Senyawa Anorganik merkuriKeracunan merkuri anorganik terutama meliputi masalah saluran pencernaan ( colitis, gingivitis, stomatitis, dan permasalahan kelenjar saliva) serta kelainan metabolismee tubuh (proteinuria, hematuria, dysuria dan uremia). Iritasi kulit dapat terjadi apabila senyawa ini kontak dengan kulit. Dalam tubuh manusia merkuri anorganik dapat membentuk kompleks dengan gluthation pada hati dan disekresikan dalam bentuk kompleks merkuri-glutathion atau merkuri-sistein. Selain membentuk kompleks dengan gluthation dan sistein, merkuri anorganik juga membentuk kompleks dengan garam empedu yang selanjutnya disekresikan  bersamaan dengan feces. Sayangnya kompleks merkuri anorganik dengan garam empedu  ini dalam usus besar dapat diabsorbsi  kembali kedalam tubuh manusia.

Senyawa merkuri organik

Senyawa ini sangat berbahaya. Contohnya (CH3)2Hg  atau (CH3)HgX (X dapat dimisalkan dengan nitrogen atau nitrat).

Metil merkuri merupakan senyawa organik yang paling yang paling berbahaya yang telah dipelajari oleh manusia. Metilasi merkuri dapat terjadi dalam tubuh organime manapun, termasuk manusia. Metil merkuri dapat berikatan dengan basa adenine. Posisi ikatan metil merkuri pada basa adenin bergantung pada pH  (Kaim; 1951). Adanya variasi posisi metilmerkuri ini dapat menjelaskan bagaimana merkuri sangat berbahaya terhadap kesehatan manusia. Dalam jaringan tubuh manusia terdapat  30 %  adenina, 30 % timina, 20 % sitosina dan 20 % guanina Merkuri yang terikat pada adenina dapat mengganggu enzim, mengganggu biosintesis protein dan lemak serta merusak DNA dan RNA.

 

NIKEL (Ni) 

Nikel (Ni) ditemukan di perairan dalam bentuk koloid namun garam-garam nikel seperti : nikel ammonium sulfat, nikel nitrat dan nikel klorida bersifat larut dalam air. Pada kondisi aerob dan pH > 9, Ni membentuk senyawa kompleks dengan hidroksida dan karbonat, dan selanjutnya mengalami presipitasi. Demikian juga pada kondisi anaerob, nikel bersifat tidak larut (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003).

Effendi (2003) menyatakan, bagi manusia kontak langsung dengan larutan yang mengandung garam-garam Ni dapat menyebabkan dermatitis, sedangkan mengisap nikel terus-menerus dapat mengakibatkan kanker paru-paru. Kadar Ni pada perairan laut berkisar antara 0.005 – 0.007 mg/l (Mc.Neely et. Al., 1979 dalam Effendi, 2003). Untuk melindungi kehidupan organisme akuatik, kadar Ni sebaiknya tidak melebihi 0.025 mg/l (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003)

 

 

 

Pembuatan Nikel

Setelah bijih mengalami proses pendahuluan yang meliputi crushing drying, sintering, kemudian bijih diproses lanjut secara

a.Proses Pyrometallurgy

b.Proses Hydrometallurgy

 

Proses Pyrometallurgy

Reduksi yang terjadi pada proses ini hanya sebagian dari besi saja yang dapat diikat menjadi terak, dan sebagian besar masih dalam bentuk ferro-nikel alloy.Dalam hal ini untuk memisahkan besi dari nikel pada reaksi peleburan tersebut ditambahkan beberapa bahan yang mengandung belerang (Gypsum atau Pyrite). Karena perbedaan daya ikat besi dan nikel terhadap oksigen dan belerang, sehingga proses ini didapatkan metal yaitu paduan Ni3S2 dan FeS dan sebagian besar besi dapat diterakkan.

 

Metal yang dihasilkan ini masih mengandung lebih dari 60 % Fe dan selanjatnya metal yang masih dalam keadaan cair terus diprosos lagi dalam konvertor. Proses-proses konvertor diberikan bahan tambah silikon untuk menterakkan oksidabesi.Terak hasil konvertor ini masih mengandung nikel yang cukup tinggi,sehingga terak ini biasanya di proses ulang pada peleburan(Resmelting).Proses selanjutnya metal di panggang untuk memisahkan belerang.

 

Nikel oxide yang didapat dari pemanggangan selanjutnya di reduksi dengan bahan tambah arang (charcoal), sehingga didapat logam nikel.

Pada proses ini concentrat di leaching dengan larutan ammonia didalam autoclave dengan tekanan kurang lebih 7 atm (gauge)Tembaga, nikel dan cobalt terlarut kedalam larutan ammonia, reaksi yang terjadi

 

 

Pada gambar berikut menunjukkan diagram proses pemurnian bijih nikel dengan metoda pyrometallurgy.

 

 Manfaat Nikel

· Nikel digunakan antara lain dalam produk-produk industry dan konsumen, temasuk  stainless steel, magnet, mata uang, baterai isi ulang, string gitar listrik dan alloy khusus.

· Nikel digunakan secara besar-besaran untuk pembuatan baja tahab karat dan alloy lain yang bersifat tahan korosi, seperti Invar®,Monel®,dan Hastelloys®.

· Alloy tembaga-nikel berbentuk tabung banyak digunakan untuk pembuatan instalasi proses penghilangan garam untuk mengubah air laut menjadi air segar.

· Nikel digunakan pula dalam industri keramik. · Nikel yang sangat halus, digunakan sebagai

katalis untuk menghidrogenasi minyak sayur (menjadikannya padat).

· Pembuatan magnet elnico. · Baterai Penyimpanan Edison®.

· Koin 5 sen Amerika mengandung 75% Cu dan 25% Ni, di kanada Nikel digunakan antara 1922-1981 dengan kandungan 99,99% dan magnetik lain, di Negara lain ada juga yang menggunakan nikel untuk mata uang koin.

 

Tembaga (Cu)

Sejarah

Berasal dari bahasa Latin yaitu cuprum, dari pulau Cyprus. Tembaga dipercayai telah ditambang selama 5000 tahun.

Tembaga adalah suatu komponen dari berbagai enzim yang diperlukan untuk menghasilkan energi, anti oksidasi dan sintesa hormon adrenalin serta untuk pembentukan jaringan ikat.

Tembaga adalah logam yang mudah didaur ulang. Di Amerika, setengah dari konsumsi tembaga tahunan dipasok dari hasil daur ulang.

 

Sifat-sifat

Tembaga adalah logam merah muda yang lunak, mempunyai sistem kristal kubik, dapat ditempa dan liat. Secara fisik berwarna kuning dan apabila dilihat dengan menggunakan mikroskop bijih akan berwarna pink kecoklatan sampai keabuan, melebur pada 10380C. Karena potensial elektrode standarnya positif, tidak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen bisa larut sedikit.

 

Sumber-sumber

Tembaga yang terdapat di bumi ini tidak melimpah (55 ppm) namun terdistribusi secara luas sebagai logam dalam sulfida, arsenida, klorida dan karbonat.

Unsur tembaga terdapat pada hampir 250 mineral, tetapi hanya sedikit saja yang komersial. Pada endapan sulfida primer, kalkopirit (CuFeS2) adalah yang terbesar, diikuti oleh kalkosit (Cu2S), bornit (Cu5FeS4), kovelit (CuS), dan enargit (Cu3AsS4). Mineral tembaga utama dalam bentuk deposit oksida adalah krisokola (CuSiO3.2H2O), malasit (Cu2(OH)2CO3), dan azurit (Cu3(OH)2(CO3)2). Tembaga kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang ditemukan dalam mineral-mineral seperti cuprite, malachite, azurite, chalcopyrite, dan bornite. Bijih-bijih tembaga yang penting adalah sulfida, oksida-oksiidanya, dan karbonat. Dari mereka, tembaga di ambil dengan cara smelting, leaching, dan elektrolisis.

 

Kekurangan Tembaga

Kekurangan tembaga jarang terjadi pada orang sehat. Paling sering terjadi pada bayi-bayi prematur atau bayi-bayi yang  sedang  dalam masa  penyembuhan dari  malnutrisi yang  berat.    Orang-orang yang menerima makanan secara intravena (parenteral)  dalam  waktu lama  juga memiliki resiko menderita kekurangan tembaga.

Salah satu penyakit keturunan  yang menyebabkan kekurangan tembaga adalah Sindroma Menkes. Gejalanya berupa:

— rambut yang sangat kusut

— keterbelakangan mental

— kadar tembaga yang rendah dalam darah

— kegagalan sintesa enzim yang memerlukan tembaga.

Kekurangan  tembaga  mengakibatkan  kelelahan dan  kadar  tembaga yang rendah dalam darah. Diantaranya sering terjadi:

— Penurunan jumlah sel darah merah (anemia)

— Penurunan jumlah sel darah putih (leukopenia)

— Penurunan jumlah sel darah putih yang disebut neutrofil (neutropenia)

— Penurunan jumlah kalsium dalam tulang (osteoporosis).

— Terjadi perdarahan berupa titik kecil di kulit dan aneurisma arterial.

Untuk itu, diberikan tembaga  tambahan selama beberapa minggu. Tetapi untuk penderita sindroma Menkes tidak memberikan respon yang baik terhadap tambahan tembaga.

 

 

Kelebihan Tembaga

Tembaga  yang  tidak  berikatan  dengan  protein  merupakan  zat  racun.  Mengkonsumsi sejumlah  kecil tembaga  yang  tidak  berikatan dengan  protein dapat menyebabkan mual dan muntah.

Makanan  atau  minuman  yang  diasamkan, yang  bersentuhan dengan  pembuluh, selang   atau katup tembaga dalam waktu yang lama, dapat tercemar oleh sejumlah kecil tembaga. Jika sejumlah besar garam tembaga,yang tidak terikat dengan protein secara tidak sengaja tertelan, sejumlah tembaga bisa terserap dan merusak ginjal, menghambat pembentukan air kemih dan menyebabkan anemia karena pecahnya sel-sel darah merah (hemolisis).       Penyakit  Wilson adalah  penyakit keturunan dimana sejumlah tembaga  terkumpul dalam jaringan dan menyebabakan kerusakan jaringan yang luas. Penyakit ini terjadi pada 1 diantara 30.000 orang.

       Hati  tidak  dapat  mengeluarkan tembaga ke dalam darah atau ke dalam empedu. Sebagai akibatnya, kadar tembaga dalam darah rendah, tetapi tembaga terkumpul dalam otak,mata dan hati, menyebabkan sirosis.

        Pengumpulan tembaga dalam kornea mata menyebabkan terjadinya cincin emas atau emas kehijauan. Gejala awal biasanya merupakan akibat dari kerusakan otak yang berupa:

— tremor (gemetaran)

— sakit kepala

— sulit berbicara

— hilangnya koordinasi

— psikosa.

Kegunaan    

       Logam tembaga digunakan secara luas dalam industri peralatan listrik. Kawat tembaga dan paduan tembaga digunakan dalam pembuatan motor listrik, generator, kabel transmisi, instalasi listrik rumah dan industri, kendaraan bermotor, konduktor listrik, kabel dan tabung coaxial, tabung microwave, sakelar, reaktifier transsistor, bidang telekomunikasi, dan bidang?bidang yang membutuhkan sifat konduktivitas listrik dan panas yang tinggi, seperti untuk pembuatan tabung?tabung dan klep di pabrik penyulingan. Meskipun aluminium dapat digunakan untuk tegangan tinggi pada jaringan transmisi, tetapi tembaga masih memegang peranan penting untuk jaringan bawah tanah dan menguasai pasar kawat berukuran kecil, peralatan industri yang berhubungan dengan larutan, industri konstruksi, pesawat terbang dan kapal laut, atap, pipa ledeng, campuran kuningan dengan perunggu, dekorasi rumah, mesin industri non?elektris, peralatan mesin, pengatur temperatur ruangan, mesin?mesin pertanian.        Industri elektrik merupakan konsumen terbesar unsur ini. Campuran logam besi yang memakai tembaga seperti brass dan perunggu sangat penting. Semua koin-koin di Amerika dan logam-logam senjata mengandung tembaga. Tembaga memiliki kegunaan yang luas sebagai racun pertanian dan sebagai algisida dalam pemurnian air. Senyawa-senyawa tembaga

seperti solusi Fehling banyak digunakan di bidang kimia analitik untuk tes gula.

       Tembaga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dari komponen listrik, koin, alat rumah tangga, hingga komponen biomedik. Tembaga juga dapat dipadu dengan logam lain hingga terbentuk logam paduan seperti perunggu atau monel.

       Namun kita harus berhati-hati akan sifat racun logam ini. Ini dapat terjadi ketika tembaga menumpuk dalam tubuh akibat penggunaan alat masak tembaga. Unsur Cu yang berlebih dapat merusak hati dan memacu sirosis.

 

Beberapa fakta mengenai tembaga:

— Rata-rata rumah modern dewasa ini mengandung kurang lebih 200 kg tembaga yang     digunakan untuk bahan baku kabel listrik, pipa air, dan alat-alat rumah tangga.

—  Sebuah mobil rata-rata mengandung 25 kg tembaga.

—  Tembaga merupakan penghantar listrik dan panas terbaik setelah perak.

— Patung Liberty mengandung sekitar 90 ribu kg tembaga. Setelah lebih dari 100 tahun, patung Liberty masih tetap menampakkan keindahannya.

— Kuningan merupakan logam campuran antara tembaga dengan seng, sedang perunggu  merupakan campuran tembaga dengan timah.Kuningan dan perunggu lebih kuat dibanding tembaga murni serta lebih tahan korosi.

Reaksi   ion tembaga (II) dalam larutan

Ion yang paling sederhana dalam bentuk tembaga dalam larutan adalah ion berwarna biru heksaaquotembaga(II) – [Cu(H2O)6]2+.

Reaksi  ion hekasaquotembaga (II) dengan ion hidroksida

Ion hidroksida (katakanlah dari, larutan natrium hidroksida) menggantikan ion hidrogen dari ligan air dan kemudian melekat pada ion tembaga.

Setalah ion hidrogen dihilangkan dari dua molekul air, akan di peroleh kompleks tidak bermuatan – kompleks netral. Kompleks ini tidak larut dalam air dan terbentuk endapan.

 

Pada tabung reaksi, perubahan warna yang terjadi adalah:

 

 

Reaksi ion heksaaquotembaga(II) dengan larutan amonia

Amonia dapat berperan sebagai basa maupun ligan. Dengan jumlah amonia yang sedikit, ion hidrogen dihilangkan dengan pasti, seperti pada kasus ion hidrogen menghasilkan kompleks netral.

 

Endapan yang terbentuk akan melarut jika menambahkan amonia berlebih.Amonia menggantikan air sebagai ligan untuk menghasilkan ion tetraamindiaquotembaga(II). Dengan catatan hanya empat dari enam molekul air yang digantikan.

 

 

Perubahan warna yang terjadi adalah:

 

 

Reaksi ion heksaaquotembaga(II) dengan ion karbonat

Kita akan memperoleh dengan mudah endapan tembaga(II) karbonat seperti yang kita pikirkan .

 

 

 

Reaksi pertukaran ligan yang melibatkan ion klorida

Jika kita menambahakan asam klorida pekat ke dalam larutan yang mengandung ion      heksaaquotembaga(II), enam molekul air digantikan oleh empat ion klorida.

 

Reaksi yang terjadi berlangsung reversibel.

 

Karena reaksi berlangsung secara reversibel, kita dapat memperoleh campuran warna dari kedua ion kompleks. Kita mungkin dapat menemukan beraneka warna ion tetraklorokuprat(II) mulai dari hijau minyak zaitun atau kuning. Jika menambahkan air ke dalam larutan yang berwarna hijau, maka larutan tersebut akan kembali berwarna biru.

 

Reaksi ion heksaaquotembaga(II) dengan ion iodida

 

Reaksi sederhana

     Ion tembaga(II) akan mengoksidasi ion iodida menjadi iodium, dan selama    berlangsungnya proses reaksi ion tembaga(II) mereduksi dengan sendirinya menjadi tembaga(I) iodida.

 

Campuran coklat yang merupakan pengotor dipisahkan terlebih dahulu sehingga tinggal endapan putih tembaga(I) iodida dalam larutan iodium.

 

Penggunaan reaksi tersebut untuk menentukan konsentrasi ion tembaga(II) dalam larutan

Jika kita mempipet sejumlah volume tertentu suatu larutan yang mengandung ion tembaga(II) ke dalam labu, dan kemudian menambahkan larutan kalium iodida berlebih, akan diperoleh reaksi :

 

Kita dapat menentukan sejumlah iodium yang dibebaskan dengan menggunakan titrasi dengan larutan natrium tiosulfat.

 

Selama larutan natrium tiosulfat diteteskan dari buret, warna iodium menjadi pudar. Ketika warna akan menghilang, tambahakan larutan kanji secukupnya. Reaksi ini berlangsung secara reversibel dengan iodium menghasilkan kompleks iodium-kanji yang berwarna biru tua yang lebih mudah untuk dilihat. Tambahkan tetes-tetes terakhir larutan natrium tiosulfat secara perlahan sampai warna biru menghilang.     Jika kita mengurutkan perbandingan reaksi dari awal sampai akhir dari dua persamaan tersebut, kita akan menemukan bahwa setiap dua mol ion tembaga(II), kita memerlukan dua mol larutan natrium tiosulfat.

Jika kita mengetahui konsentrasi larutan narium tiosulfat, hal itu memudahkan untuk menghitung konsentrasi ion tembaga(II).

 

 

 

 

 

Beberapa sifat kimia tembaga(I)

 

Disproporsionasi ion tembaga(I) dalam larutan

Sifat kimia tembaga(I) terbatas pada reaksi yang melibatkan ion tembaga(I) yang sederhana dalam larutan. Berikut adalah satu contoh yang baik mengenaidisproporsionasi, suatu reaksi dimana sesuatu mengalami oksidasi dan reduksi sendiri.

Ion tembaga(I) dalam larutan terdisproporsi menghasilkan ion tembaga(II) dan endapan tembaga.

Reaksinya adalah:

 

Semua percobaan untuk menghasilkan senyawa tembaga(I) yang sederhana dalam larutan dapat dilakukan.

Sebagai contoh, jika kita mereaksikan tembaga(I) oksida dengan asam sulfat encer panas, mungkin akan mengira akan memperoleh larutan tembaga(I) sulfat dan dihasilkan air. Pada faktanya kita akan memperoleh endapan coklat tembaga dan larutan biru tembaga(II) sulfat karena reaksi disproporsionasi.

 

 

 

Kestabilan tingkat oksidasi tembaga(I)

Senyawa tembaga(I) yang tidak larut

Kita akan melihat bahwa tembaga(I) iodida yang dihasilkan berupa endapan berwarna putih jika menambahkan larutan kalium iodida ke dalam larutan yang mengandung ion tembaga(II). Tembaga(I) iodida sebenarnya tidak larut adalam air, dan karena itu reaksi disproporsionasi tidak terjadi.

Tembaga(I) klorida dapat dihasilkan sebagai endapan putih (reaksi dituliskan dibawah). Asalkan pemisahan endapan dari larutan dilakukan secepat mungkin dan dikeringkan secepat mungkin pula, endapan akan tetap berwarna putih. Pada saat kontak dengan air, endapan ini akan berubah manjadi biru dengan terbentuknya ion tembaga(II). Reaksi disproporsionasi hanya terjadi pada ion tembaga(I) yang sederhana dalam larutan.

Kompleks-kompleks tembaga(I)

Pembentukan kompleks-kompleks tembaga(I) (bisa juga dengan air sebagai ligannya) juga menstabilkan tingkat oksidasi tembaga(I).

Sebagai contoh, antara [Cu(NH3)2]+ and [CuCl2]- merupakan kompleks tembaga(I) yang tidak terjadi disproporsionasi.

Kompleks yang mengandung klor terbentuk jika tembaga(I) oksida dilarutkan dalam asam klorida pekat.

Kita dapat menduga bahwa hal ini terjadi dalam dua tahap. Pertama, kita akan memperoleh tembaga(I) klorida yang terbentuk:

 

 

Tetapi dengan adanya ion klorida yang berelebih dari HCl, reaksi ini memberikan kestabilan, kompleks tembaga(I) terlarut.

 

Kita dapat memperoleh endapan putih tembaga(I) klorida (seperti yang disebutkan diatas) dengan menambahkan air ke dalam larutan. Reaksi ini merupakan kebalikan dari reaksi tanpa kelebihan ion klorida.

Elektroplating merupakan suatu proses pengendapan elektro lapisan logam pada elektrode yang bertujuan membentuk permukaan dengan logam dasarnya. Logam yang dilapisi adalah tembaga karena mudah dibentuk menjadi perhiasan, alat industri, bagian kendaraan bermotor dan lain sebagainya.

 

 

 

 

 

 

 

Vanadium (V) 

Sejarah

Vanadium ditemukan pertama kali oleh del Rio pada tahun 1801. Sayangnya, seorang ahli kimia Perancis dengan salah menyatakan bahwa unsur baru del Rio hanyalah krom yang tidak murni. Del Rio pun menyangka dirinya salah dan menerima pernyataan ahli kimia Perancis itu.

Unsur ini akhirnya ditemukan ulang pada tahun 1830 oleh Sefstrom, yang menamakan unsur itu untuk memuliakan dewi Skandinavia, Vanadis, karena aneka warna senyawa yang dimilikinya. Vanadium berhasil diisolasi hingga nyaris murni oleh Roscoe, pada tahun 1867 dengan mereduksi garam kloridanya

dengan hidrogen. Vanadium tidak dapat dimurnikan hingga kadar 99.3% – 99.8% hingga tahun 1922.

Sifat-sifat

Vanadium bersifat lembut, berwarna abu-abu keperakan, ulet logam transisi. Vanadium juga merupakan cahaya putih, lembut, ulet logam dengan kekuatan struktural yang baik. Vanadium tahan terhadap serangan alkali, asam klorida, asam sulfat, dan air garam.

Sumber

Vanadium ditemukan dalam 65 mineral yang berbeda, di antaranya karnotit, roskolit, vanadinit, dan patronit, yang merupakan sumber logam yang sangat penting. Vanadium juga ditemukan dalam batuan fosfat dan beberapa bijih besi, juga terdapat dalam minyak mentah sebagai senayawa kompleks organik. Vanadium juga ditemukan dalam sedikit dalam batu meteor.

Produksi komersial berasal dari abu minyak bumi dan merupakan sumber Vanadium yang sangat penting. Kemurnian yang sangat tinggi diperoleh dengan mereduksi vanadium triklorida dengan magnesium atau dengan campuran magnesium-natrium.

Sekarang, kebanyakan logam vanadium dihasilkan dengan mereduksi V2O5 dengan kalsium dalam sebuah tabung bertekanan, proses yang dikembangkan oleh McKenie dan Seybair.

            Vanadium juga hadir dalam bauksit dan bahan bakar fosil deposito seperti minyak mentah, batubara, serpih minyak dan tar pasir. Dalam minyak mentah, konsentrasi sampai 1200 ppm telah dilaporkan. Ketika produk-produk minyak seperti dibakar, jejak-jejak vanadium dapat memulai korosi pada motor dan boiler. Diperkirakan 110.000 ton per tahun vanadium dilepaskan ke atmosfir dengan membakar bahan bakar fosil. Vanadium juga telah terdeteksi di spectroscopically cahaya dari Matahari dan beberapa bintang.

 

Isotop

Vanadium alam merupakan campuran dari 2 isotop, yakni Vanadium-50 sebanyak 0.24% dan Vanadium -51 sebanyak 99.76%. Vanadium-50 sedikit radioaktif, memiliki masa paruh lebih dari 3.9 x 1017 tahun. Ada sembilan isotop lainnya yang tidak stabil

Sifat-sifat Vanadium murni adalah logam berwarna putih cemerlang dan lunak. Tahan korosi terhadap larutan basa, asam sulfat, dan asam klorida, juga air garam. Tetapi logam ini teroksidasi di atas 660oC

Vanadium memiliki kekuatan struktur yang baik dan memiliki kemampuan fisi neutron  yang rendah , membuatnya sangat berguna dalam penerapan nuklir .

Vanadium memiliki 18 isotop yang setengah-hidup diketahui, dengan nomor massa 43-60. Dari jumlah tersebut, satu stabil.

Kegunaan

Vanadium diproduksi di Cina dan Rusia dari baja peleburan perak, negara-negara lain memproduksinya baik dari debu cerobong minyak berat, atau sebagai produk sampingan dari pertambangan uranium. Hal ini terutama digunakan untuk memproduksi baja khusus paduan seperti baja alat kecepatan tinggi. Senyawa vanadium pentoxide digunakan sebagai katalis untuk produksi asam sulfat.    Vanadium ditemukan di banyak organisme, dan digunakan oleh beberapa bentuk kehidupan sebagai pusat aktif enzim.

Vanadium digunakan dalam memproduksi logam tahan karat dan peralatan yang digunakan dalam kecepatan tinggi. Vanadium karbida sangat penting  dalam pembuatan baja.

Sekitar 80% Vanadium yang sekarang dihasilkan, digunakan sebagai ferro vanadium atau sebagai  bahan tambahan baja. Foil vanadium digunakan sebagai zat pengikat dalam melapisi

titanium pada baja. Vanadium petoksida digunakan dalam pembuatan keramik dan sebagai katalis.

Vanadium juga digunakan untuk menghasilkan magnet superkonduktif dengan medan magnet sebesar 175000 Gauss.

Penggunaan utama dalam paduan vanadium, terutama dengan baja. Sejumlah kecil vanadium menambah kekuatan, ketangguhan, dan tahan panas. Hal ini biasanya ditambahkan dalam bentuk ferrovanadium, sebuah paduan besi vanadium. Vanadium baja paduan digunakan dalam gigi.

Titanium-aluminium-vanadium paduan digunakan dalam mesin jet dan untuk pesawat berkecepatan tinggi. Vanadium foil digunakan dalam cladding titanium untuk baja. Vanadium-rekaman galium digunakan dalam superkonduksi. Vanadium pentoxide digunakan dalam keramik dan sebagai katalis.

Vanadium (V) oksida adalah sebuah katalis dalam proses Kontak untuk memproduksi asam sulfat . Kimia vanadium dicatat untuk aksesibilitas dari empat berdekatan oksidasi. Umum oksidasi vanadium adalah 2 (ungu), 3 (hijau), 4 (biru) dan 5 (kuning). Vanadium (II) senyawa reduktor, dan vanadium (V) senyawa agen oksidasi.

 

Penanganan

Vanadium dan semua senyawanya adalah beracun dan harus ditangani dengan hati-hati. Konsentrasi maksimum V2O5 yang masih diizinkan terdapat di udara adalah 0.05 (selama 8 jam kerja rata-rata selama 40 jam per minggu)

 

Tingkat oksidasi vanadium

Vanadium memiliki berbagai tingkat oksidasi pada persenyawaannya yang terdiri dari +5, +4, +3, dan +2. Bagian ini menunjukkan perubahannya. Pembahasan dapat dimulai dengan

sedikit gambaran, dan kemudian memperhatikan proses reaksi pada saat potensial redoks standar (potensial elektroda standar).

Pada umumnya, semakin tinggi keadaan oksidasi vanadium, semakin banyak senyawa beracun. Sumber vanadium yang biasa pada tingkat oksidasi +5 adalah amonium metavanadat, NH4VO3. Zat ini sangat tidak larut dalam air dan biasanya larut dengan mudah dalam larutan natrium hidroksida.

Larutan dapat di reduksi dengan menggunakan seng dan asam – baik itu asam klorida maupun asam sulfat, biasanya dengan konsentrasi asam yang sedang.

Keberadaan ion vanadium yang tepat dalam larutan sangatlah rumit, dan berubah-ubah sesuai dengan pH larutan. Reaksi terjadi dalam kondisi asam ketika ion yang paling utama dalam larutan adalah VO2+ disebut ion dioksovanadium(V).

Jika kamu melakukan reaksi pada labu yang kecil, pada keadaan normal biasanya labu disumbat dengan kapas mentah. Hal ini dilakukan untuk menyediakan jalan keluar buat hidrogen (yang dihasilkan dari reaksi antara seng dengan asam). Pada saat yang bersamaan penyumbatan ini dilakukan untuk membatasi terlalu banyaknya udara yang masuk pada labu. Penyumbatan dilakukan untuk mencegah re-oksidasi vanadium yang memiliki tingkat oksidasi yang lebih rendah (khususnya tingkat +2) oleh oksigen di udara.Reaksi biasanya dipanaskan sehingga perubahan yang terjadi berada pada rentang waktu yang memungkinkan. Reduksi ditunjukkan oleh dua tahap. Satu hal yang penting adalah penampakan warna, tetapi proses perubahan terus berlanjut dari awal sampai akhir.

Produksi

Kebanyakan vanadium digunakan sebagai ferrovanadium sebagai aditif untuk meningkatkan baja. Ferrovanadium dihasilkan secara langsung dengan mengurangi campuran vanadium oksida, oksida besi dan besi dalam tanur listrik. Vanadium-bantalan magnetit bijih besi merupakan sumber utama

untuk produksi vanadium. Para vanadium berakhir di babi besi dihasilkan dari bantalan vanadium magnetit. Selama produksi baja, oksigen yang tertiup ke babi besi, mengoksidasi karbon dan sebagian besar kotoran lain, membentuk terak. Tergantung pada bijih yang digunakan, yang terak berisi sampai dengan 25% dari vanadium. Logam vanadium diperoleh melalui proses multilangkah yang diawali dengan pemanggangan bijih hancur dengan NaCl atau Na 2 CO 3 pada sekitar 850 ° C untuk memberikan natrium metavanadate (NaVO 3).

Sebuah ekstrak berair padat ini adalah diasamkan untuk memberikan “kue merah”, sebuah polyvanadate garam, yang dikurangi dengan kalsium logam. Sebagai alternatif untuk produksi skala kecil, vanadium pentoxide berkurang dengan hidrogen atau magnesium. Banyak metode-metode lain juga digunakan, dalam semua yang vanadium dihasilkan sebagai hasil sampingan proses-proses lain. Pemurnian vanadium dimungkinkan oleh proses bar kristal dikembangkan oleh Ini melibatkan pembentukan logam iodida, dalam contoh ini vanadium (III) iodida, dan dekomposisi berikutnya untuk menghasilkan logam murni. Aplikasi

Sekitar 85% dari vanadium yang dihasilkan digunakan sebagai ferrovanadium atau sebagai baja tambahan. Yang cukup meningkatkan kekuatan dalam baja mengandung sejumlah kecil vanadium ditemukan pada awal abad ke-20. Vanadium bentuk nitrida dan karbida stabil, menghasilkan peningkatan yang signifikan dalam kekuatan baja. Sejak saat itu baja vanadium digunakan untuk aplikasi di as roda, sepeda frame, crankshafts, roda gigi, dan komponen penting lainnya. Ada dua kelompok paduan baja mengandung vanadium kelompok. Vanadium tinggi baja paduan yang mengandung karbon 0,15-0,25% vanadium dan alat baja kecepatan tinggi (HSS) dengan konten vanadium berkisar dari 1% sampai 5%. Untuk alat baja kecepatan tinggi, kekerasan di atas HRC 60 dapat dicapai. HSS baja digunakan dalam instrumen bedah dan alat-alat.

Vanadium menstabilkan bentuk beta titanium dan meningkatkan kekuatan dan stabilitas suhu titanium. Dicampur dengan aluminium di titanium paduan digunakan dalam mesin jet dan airframes berkecepatan tinggi. Salah satu paduan yang umum adalah Titanium 6Al-4V, sebuah paduan titanium dengan 6% aluminium dan 4% vanadium.

Penggunaan lain

Vanadium kompatibel dengan besi dan titanium, vanadium foil karena itu digunakan dalam cladding titanium untuk baja. Yang moderat neutron termal-capture penampang dan pendek paruh dari isotop yang dihasilkan oleh neutron menangkap vanadium membuat bahan yang cocok struktur bagian dalam sebuah reaktor fusi. Beberapa paduan vanadium menunjukkan perilaku superkonduktor. Pertama A15 fase superkonduktor adalah senyawa vanadium, V 3 Si, yang ditemukan pada tahun 1952. Vanadium-rekaman galium digunakan dalam superkonduktor magnet (17,5 teslas atau 175.000 Gauss). Struktur A15 superkonduktor fase V 3 Ga mirip dengan yang lebih umum Nb 3 Sn dan Nb 3 Ti. Oksida yang paling umum vanadium, vanadium pentoxide V 2 O 5, digunakan sebagai katalis dalam pembuatan asam sulfat dengan proses kontak dan sebagai oxidizer dalam Maleat anhidrida produksi. Vanadium pentoxide juga digunakan dalam pembuatan keramik . lain oksida vanadium, vanadium dioksida VO 2, digunakan dalam produksi kaca pelapis, yang menghambat radiasi inframerah (dan tidak terlihat cahaya) pada suhu tertentu. Vanadium oksida dapat digunakan untuk mendorong pusat-pusat warna di korundum untuk membuat simulasi Alexandrite perhiasan, meskipun Alexandrite di alam adalah chrysoberyl. Kemungkinan untuk menggunakan vanadium pasangan redoks dalam kedua setengah-sel, sehingga menghilangkan masalah kontaminasi silang oleh difusi ion melintasi membran adalah keuntungan vanadium redoks baterai isi ulang. Vanadate dapat digunakan untuk melindungi baja terhadap karat dan korosi oleh lapisan konversi elektrokimia. Lithium oksida vanadium telah diusulkan untuk digunakan sebagai anoda kepadatan energi yang tinggi untuk baterai lithium

ion, di 745 Wh / L ketika dipasangkan dengan lithium kobalt oksida katoda. ini telah diusulkan oleh beberapa peneliti bahwa jumlah yang kecil, 40-270 ppm, vanadium dalam Wootz baja dan baja Damaskus, secara signifikan meningkatkan kekuatan materi, meskipun jelas apa sumber vanadium itu.

 

Senyawa koordinasiSenyawa koordinasi adalah senyawa yang terbentuk dari ion sederhana (kation maupun anion) serta ion kompleks. Senyawa koordinasi merupakan senyawa molekular yang mengandung logam transisi blok d dan ligan disebut senyawa koordinasi. jumlah ikatan kovalen koordinasi yang dapat terbentuk pada pembentukan kompleks disebut bilangan koordinasi dan ion pusat. Contoh :

Ion Cu2+  memiliki bilangan koordinasi 4 dalam [Cu(H2O)4]2+ , [CuCl4]-2

Ion Fe3+  memiliki bilangan koordinasi ^ dalam [Fe(H2O)6]3+, [FeF6]3-, dan [Fe(CN)6]2-.

 

v  Senyawa koordinasi terdiri dari :

Ion logam bermuatan positif (disebut atom pusat) Sejumlah gugus koordinasi (disebut ligan)

Atom pusat

Atom Pusat (ion positif) bertindak sebagai asam lewis. Atom yang menyediakan tempat bagi elektron yang didonorkan. Biasanya berupa ion logam, terutama logam golongan transisi yang memiliki orbital d yang kosong. Contoh: Fe2+, Fe3+, Cu2+, Co3+, dll.

Ligan

Ligan bertindak sebagai basa lewis. Dengan demikian, ikatan logam-ligan biasanya adalah ikatan kovalen koordinat. Ligan sekurang-kurangnya memiliki sepasang elektron (e-) bebas

dalam orbital ikatnya. Perbandingan besarnya ligan dan atom pusat merupakan faktor utama yang menentukan jumlah ligan maksimum yang dapat ditampung.

Tatanama Senyawa KoordinasiPenamaan ligan

v  Beberapa ligan diberikan nama khusus:

Senyawa Nama

NH3 Amin

H2O Aqua

NO Nitrosil

CO Karbonil

 

 

v  Ligan anion diberi nama umum dan pada akhiran di beri O :

Senyawa

Nama

CN- Siano

OH- Hidrokso

Senyawa Nama

F- Flouro

Cl- Kloro

Br- Bromo

CH3COO- Asetato

CO32- Karbonatoo

C2O4- Oksalato

 

v  Radikal diberi nama sesuai nama biasa :

Senyawa Nama

CH3 Metil

C6H5 Fenil

 

v  Ligan yang menggunakan nama basa tanpa diberi spasi :

Senyawa Nama

(CH3)SO Dimetilsulfaksida

C5H5N Piridin

(C6H5)3P Trifenilfosfin

 

 

v  Ligan Ni dan O2 disebut dinitrogen dan dioksigen.

Penyebutan banyaknya jumlah ligan menggunakan awalan yunani (di-, tri-, tetra-, penta-, heksa-, dsb)

 

Urutan penyebutan

v  Nama Garam

Kation disajikan lebih dahuku kemudian diteruskan nama anion. Misal : Cu(NH3)4SO4 (tetramin tembaga (II) sulfat).