KIMIA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Sejalan dengan dengan kemajuan industri dan tegnologi, kebutuhan manusia akan sarana yang memadai makin bertambah. Salah satu sarana itu ialah bahan kimia,baik berupa unsur, senyawa ataupum campuran. Kita telah mengetahui bahwa terdapat 92 jenis unsur di alam. Kebayakan dari unsur tersebut terdapat sebagai persenyawaan. Hanya unsur-unsur yang kurang reaktif saja yang belum ditemukan dalam keadaan bebas. Tetapi, berkat kemajuan iptek kita telah dapat membebaskan unsur-unsur dari persenyawaan. Dalam makalah ini akan dibahas beberapa unsur yang berguna dalam kehidupan sehari-hari. Unsur-unsur yang akan dibahas meliputi beberapa unsur logam dan beberapa unsur non logam.
BEBERAPA UNSUR LOGAM Dari 92 jenis unsur alam, 70 jenis deantaranya adalah unsur logam. Unsurunsur buatan manusia (NA 93-109) sering dikelompokkan sebagai unsur logam. Telah kita pelajari bahwa logam-logam diperoleh dengan cara mereduksi senyawa-senyawanya. Proses rsduksi ini ada yang mudah dan ada yang sukar tergantung dari kereaktifan masing-masing logam. Besi dan tembaga misalnya, sudah dikenal manusia sejak zaman purba, sedang natrium dan kalium baru dikenal manusia pada abad ke-19 setelah ditemukannya metode elektrolisis. Tembaga adalah logam pertama yang dihasilkan oleh kebutuhan primitif ynag mulai digunakan pada masa perunggu (3500 SM) yang diduga terbentuk dari penguraian batuan pada api unggun. Sementara sampel besi pada zaman dulu
diduga berasal dari berasal dari batu
meteorit yang jatuh ke bumi. Beberapa unsur logam yang
lain juga penting untuk
kehidupan masyarakat, contohnya perak dan emas.
Sifat –Sifat istimewa logam
Logam mempunyai sifat-sifat istimewa yang menjadi dasra penggunaanya. Sifat-sifat tersebut dapat dirangkum sebagai berikut. a. Kuat
Kecuali raksa, semua berwujud padat pada suhu kamar. Kekerasan dan kekuatan logam dapat ditimgkatkan dengan cara mencampurkan logam dengan logam yang lain atau dengan non logam yang disebut aliase(alloy) misalnya aliase aluminium dengan
1
magnesium yang dimanfaatkan sebagai bahan konstruksi bangunan, jembatan dan kendaraan bermotor. b. Dapat ditempa dan dapat direnggangkan
Logam tidak hancur bila dipukul. Maka, logam dapat ditempa untuk membuat berbagai perkakas, barang kerajinan atau perhiasan. Logam dapat pula diulur menjadi kawat. c. Konduktor lsitrik yang baik
Sifat ini yang mendasari penggunaan logam sebagai kabel listrik, serta alat memasak seperti ketel, panci dan kuali. d. Mengkilap jika digosok
Logam dimanfaatkan sebagai perhiasan maupun untuk dekorasi karena memiliki sifat mengkilap jika di gosok. e. Pada suhu kamar berwujud padat kecuali raksa (berwujud cair).
Metalurgi
Metalurgi adalah proses pengolahan bahan-bahan alam menjadi logam unsur yang selanjutnya menjadi logam dengan sifat-sifat yang diinginkan. Bahan an organic alam yang ditemukan di kerak bumi disebut
mineral , contohnya bauksit dan
aluminosilikat, sedang mineral yang dapat dijadikan sumber untuk memproduksi bahan secara komersial disebut bijih. Bijih logam yang paling umum adalah berupa oksida, sulfida, karbonat, silikat, halida dan sulfat. Silikat sebenarnya paling melimpah, tetapi relatif tidak berharga karena pengolahannya sulit. Metalurgi melalui tiga tahapan, yaitu : a. Pemekatan bijih
Di dalam bijih mengandung batuan tak berharga yang disebut batureja (gangue). Pemekatan bijih bertujuan untuk menyingkirkan sebanyak mungkin
batureja. Biji dihancurkan dan digiling sehingga butiran terlepas dari batureja. Pemisahan selanjutnya dapat dilakukan dengan cara fisis seperti pengapungan (flotasi) atau penarikan dengan magnet.
Pada proses pengapungan, bijih yang telah dihancurkan diberi minyak tertentu. Mineral akan melekat pada buih sehingga terlepas dari batureja atau batureja akan melekat pada buih. b. Peleburan
Peleburan (smelting ) adalah proses reduksi bijih sehingga menjadi logam unsur yang dapat digunakan berbagai macam zat seperti karbid, hidrogen, logam aktif atau dengan cara elektrolisis. Pemilihan zat peredusi ini tergantung dari
2
kereaktifan masing-masing zat. Makin aktif logam makin sukar direduksi, sehingga diperlukan pereduksi yang lebih kuat. Logam yang kurang aktif sepeti tembaga dan emas dapat direduksi hanya dengan pemanasan. Logam dengan kereaktifan sedang, seperti besi, nikel dan timah dapat direduksi denagn karbon, sedang logam aktif seperti magnesium dan almuinium dapat direduksi dengan elektrolisis. Seringkali proses peleburan ditambah dengan fluks , yaitu suatu bahan yang mengikat pengotor dan membentuk zat yang mudah
mencair, yang disebut terak. c. Pemurnian
Pemurnian (refining ) adalah penyesuaian komposisi kotoran dalam logam kasar. Beberapa cara pemurnian: Elektrolisis, Misalnya pemurnian tembaga dan nikel. Destilasi, misalnya pemurnian seng dan raksa. Peleburan ulang, misalnya pemurnian besi. Pemurnian zona, yaitu suatu cara modern yang dilaksanakan dalam pemurnian
logam. BEBERAPA UNSUR LOGAM DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI 1. BESI Besi merupakan unsur yang paling penting dalam kehidupan umat manusia sejak zaman mesopotamia purba sampai era modern saat ini. Tidak ada logam lain yang jumlah pemakaiannya melebihi besi. Sangat wajar jika produksi logam besi di seluruh dunia mencapai 1 milyar ton/tahun. Bijih besi yang utama adalah hematit.(FE 2O3). Bijih lainnya adalah magnetit, pirit dan siderit. Tempat penambangan bijih besi di indonesia ada di Cilacap, Jawa tengah dan di beberapa tempat di jawa Timur sedang peleburan biji besi dan industri baja terdapat di Cilegon, jawa barat. a. Penggunaan besi
Besi adalah logam yang paling banyak banyak penggunaannya, yaitu sekitar 14 kali total penggunaan semua logam lain. Hal ini didasrakan oleh: 1. Biji besi relatif melimpah dan tersebar di beberapa tempat di penjuru dunia. 2. Pengolahan besi relatif mudah dan murah. 3. Sifat-sifat besi mudah di modifikasi. Kegunaan utama besi adalah untuk membuat baja yang bias digunakan untuk membuat mainan anak, perkakas dapur, industri kendaraan, konstruksi bangunan, jembatan, rel kereta api. Baja tahan karat banyak digunakan untuk membuat perkakas sepereti gunting, obeng dan kunci, perkakas dapur seperti sendok dan panci. Baja
3
yang terkenal adalah stainless stell yang merupakan paduan besi dengan kromium (14-18%) dan nikel (7-9%) yang mempunyai sifat keras, liat yang digunakan untuk membuat senjata dan kawat. b. Pengolahan Besi
Ada 2 tahap untuk mengolah besi, yaitu peleburan yang bertujuan untuk mereduksi bijih besi sehingga menjadi besi dan peleburan ulang yang berguna dalam pembuatan baja. Peleburan besi dilakukan dalam suatu tanur tiup (blast furnance). Tanur tiup adalah suatu bangunan yang tingginya sekitar 30 meter dan punya diameter sekitar 8 meter yang terbuat dari baja tahan karat yang dilapisi dengan bata tahan panas. Zat reduksi yang digunakan adalah karbon denagan prinsip reaksi: 2FeO3 +3C
4Fe + 3CO2
Bahan yang dimasukkan dalam tanur ada 3 macam : •
Bijih besi yang dikotori pasir
•
Karbon (kokas )sebagai zat pereduksi
•
Batu kapur (CaCo3) untuk mengikat kotoran pasir ( FLUKS)
Suhu dalam reaksi tersebut sangat tinggi sehingga besi mencair dan disebut besi gubal (pig iron).
Besi cair pada umumnya langsung diproses untuk membuat baja. Tetapi, juga dilairkan ke dalam cetakan untuk membuat besi tuang ( cast iron) yang mengandung 3-4 % karbon dan sedikit pengotor lain seperti Mn, Si, P. Besi yang mengandung karbon sangat rendah (0,005-0,2%) disebut besi tempa ( wrought iron). Batu kapur berfungsi sebagai fluks, yaitu untuk mengikat pengotor yang bersifat asam, seperti SiO2 membentuk terak. Reaksi pembentukan terak adalah sebagai berikut. Mula mula batu kapur terurai membentuk kalsium oksida (CaO) dan karbondioksida (CO2). CaCO3(s)
CaO(s) + CO2(g)
Kalsium oksida kemudian bereaksi dengan pasir membentuk kalsium silikat, komponen utama dalam terak. CaO(s) + Si O2(s)
CaSiO3(l)
Terak ini mengapung di atas besi cair dan harus dikeluarkan dalam selang waktu tertentu. c.Pembuatan baja Proses pembuatan baja yaitu: 1. Menurunkan kadar karbon dari 3-4% dalam besi gubal menjaadi 0-1,5% yaitu dengan mengoksidasikannya dengan oksigen. 2. Membuang Si, Mn, dan P serta pengotor lain melalui pembentukan terak. 4
3. Menambahkan logam aliase sepeti Cr, Ni,Mn,V,Mo, dan W sesuai dengan jenis baja yang diinginkan. Tegnologi pengolahan besi gubal menjadi baja secara murah daan cepat diperkenalkan oleh Henry Bessemer tahun 1856 . tahun 1860 dikembangkan tungku terbuka (open herth furnance ) oleh William Siemens. Dewasa ini lebih banyak tungku yang dibuat dengan tungku oksigen sedang tungku bassemer tidak digunakan lagi. Berbagai jenis zat ditambahakan pada pengolahan baja yang berguna sebagai “scavangers ” (pengikat pengotor) terutama untuk mengikat oksigen dan nitrogen. Scavangers yang terpenting adalah aluminium, ferosilikon, feromangan dan ferotitan. Zat tersebut bereaksi dengan nitrogen atau oksigen yang terlarut membentuk oksida yang kemudian terpisah kedalam terak. Baja dapat digolongkan ke dalam 3 golongan yaitu; 1. baja karbon, terdiri atas besi dan karbon. 2. baja tahan karat (stainless stell), mempunyai kadar karbon yang rendah dan mengandung sekitar 14% kromium. 3. Baja aliase yaitu baja yang spesial yang mengandung unsur tertentu sesuai dangan sifat yang diinginkan. Untuk mencegah perkaratan pada baja dapat dilakukan dengan : 1. Menambahkan logam lain. 2. Menggunakan lapisan pelindung. 3. Menggunakan logam yang dapat dikorbankan. 4. Melindungi secara katodik.
2. ALUMINIUM Aluminium adalah logam yang berwaarna putih perak dan tergolong ringan yang mempunyai massa jenis 2,7 gr cm
–3.
Sifat-sifat yang dimilki aluminium antara lain :
1. Ringan, tahan korosi dan tidak beracun maka banyak digunakan untuk alat rumah tangga seperti panci, wajan dan lain-lain. 2. Reflektif, dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus makanan, obat, dan rokok. 3. Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai kabel tiang listrik. 4. Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat seperti Duralium (campuran Al, Cu, mg) untuk pembuatan badan peswat.
5. Al sebagai zat reduktor untuk oksida MnO 2 dan Cr2O3.
5
Aluminium terdapat melimpah dalam kulit bumi, yaitu sekitar 7,6 %. Dengan kelimpahan sebesar itu, aluminium merupakan unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon, serta merupakan unsur logam yang paling melimpah. Namun, Aluminium tetap merupakan logam yang mahal karena pengolahannya sukar. Mineral aluminium yang bernilai ekonomis adalah bauksit yang merupakan satu-satunya sumber aluminium. Kriloit digunakan pada peleburan aluminium, sedang tanah liat banyak digunakan untuk membuat batu bata, keramik. Di Indonesia, bauksit banyak ditemukan di pulau Bintan dan di tayan (Kalimantan Barat). Pengolahan Alumininum
Aluminium dibuat menurut proses Hall-heroult yang ditemukan oleh Charles M. Hall di Amerika Serikat dan Paul Heroult tahun 1886 . Pengolahan aluminium dan
bauksit meliputi 2 tahap : 1. Pemurnian bauksit untuk meperoleh alumina murni. 2. Peleburan / reduksi alumina dangan elektrolisis Pemurnian bauksit melalui cara : a. Ba direaksikan dengana NaOH(q) . Aluminium oksida akan larut membentuk NaCl(OH) 4. b. Larutan disaring lalu filtrat yang mengandung NaAl(OH) 4 diasamkan dengan mengalirkan gas CO 2 Al mengendap sebagai Al(OH) 3 c. Al(OH)3 disaring lalu dikeringkan dan dipanaskan sehingga diperoleh Al2O3 tak berair. Bijih –bijih Aluminium yang utama antara lain: •
bauksit
•
mika
•
tanah liat
Peleburan Alumina
Peleburan ini menggunakan sel elektrolisis yang terdiri atas wadah dari besi berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode (-) sedang anode (+) adalah grafit. Campuran Al 2O3 dengan kriolit dan AlF 3 dipanaskan hingga mencair dan pada suhu 950 C kemudian dielektrolisis . Al yang terbentuk berupa zat cair dan terkumpul di dasar wadah lalu dikeluarkan secara periodik ke dalam cetakan untuk mendapat aluminium batangan ( ingot). Anode grafit terus menerus dihabiskan karena bereaksi dengan O2 sehingga harus diganti dari waktu ke waktu. Untuk mendapat 1 Kg Al dihabiskan 0,44 anode grafit. 2Al2O3 +3C
4Al + 3CO2
Beberapa nijih Al yang utama : 1. Bauksit (Al 2O3. 2H2O) 6
2. Mika (K-Mg-Al-Slilkat) 3. Tanah liat (Al 2Si2O7.2H2O) Aluminium ada di alam dalam bentuk silikat maupun oksida, yaitu antara lain : •
sebagai silikat misal feldspar, tanah liat, mika
•
sebagai oksida anhidrat misal kurondum (untuk amril)
•
sebagai hidrat misal bauksit
•
sebagai florida misal kriolit.
Penggunaan Aluminium
Beberapa penggunaan aluminium antara lain: 1. Sektor industri otomotif, untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor. 2. untuk membuat badan pesawat terbang. 3. Sektor pembangunan perumahan;untuk kusen pintu dan jendela. 4. Sektor industri makanan ,untuk kemasan berbagai jenis produk. 5. Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang kerajinan. 6. Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida,
digunakan
untuk
mengelas
baja
ditempat,
misalnya
untuk
menyambung rel kereta api. Beberapa senyawa Aluminium juga banyak penggunaannya, antara lain: 1. Tawas (K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O) Tawas mempunyai rumus kimia KSO 4.AL2.(SO4)3.24H2O. Tawas digunakan untuk menjernihkan air pada pengolahan air minum. 2. Alumina (Al 2O3) Alumin adiedakan atas alfa0allumina dan gamma-allumina. Gamma-alumina 0
diperoleh dari pemanasan Al(OH) 3 di bawah 450 C. Gamma-alumina digunakan untuk pembuatan aluminium, untuk pasta gigi, dan industri keramik serta industri 0
gelas. Alfa-allumina diperoleh dari pemanasan Al(OH) 3 pada suhu diatas 1000 C. Alfa-allumina terdapat sebagai korundum di alam yang digunakan untuk amplas atau grinda. Batu mulia, seperti rubi, safir, ametis, dan topaz merupakan alfa-allumina yang mengandung senyawa unsur logam transisi yang memberi warna pada batu tersebut. Warna-warna rubi antara lain: - Rubi berwarna merah karena mengandung senyawa kromium (III) - Safir berwarna biru karena mengandung senyawa besi(II), besi(III) dan titan(IV) - Ametis berwarna violet karena mengandung senyawa kromium (III) dan titan (IV) - Topaz berwarna kuning karena mengandung besi (III) 3. TIMAH(Sn) 7
Timah adalah logam yang berwarna putih perak, relatif lunak, tahan karat dan memiliki titik leleh yang rendah. Timah terdapat dalam 2 bentuk alotropi yaitu timah putih dan timah abu-abu. Bijih timah yang terpenting adalah kasiterit (SnO 2). Tempat penambangan bijih timah di Indonesia ada di Bangka, belitung dan pulau KamparRiau.w Proses terbentuknya timah: SnO2 (s) +2C(s)
Sn(l) +2CO(g)
Penggunaan Timah
1. Untuk membuat kaleng (tim plate) berbagai macam produk. 2. Melapisi kaleng yang tebuat dari besi yang akan melindungi besi dari perkaratan. 3. Membuat logam campur, misalnya perunggu (paduan timah, tembaga, seng) dan solder (paduan timah dan timbal) Pengolahan timah
Bijih timah setelah dipekatkan lalu dipanggang sehingga arsen dan belerang dipisahkan dalam bentuk oksida-oksida yang mudah menguap. Kemudian bijih timah yang sudah dimurnikan itu direduksi dengan karbon. Timah cair yang terkumpul di dasar tanur kemudian dialirkan ke dalam cetakan untuk memperoleh timah batangan. Timah ini masih tergolong kasar dan perlu di murnikan. Pemurnian timah dapat dilakukan dengan 2 tahap, yaitu : 1. HIGH TENTION SEPARATOR
Mineral terpusah dengan gaya aliran listrik seperti timah, besi. 2. MAGNETE SEPARATOR Mineral timah tidak tertarik, bijih timah siap untuk proses peleburan untuk memperoleh timah murni.
4. NIKEL Sifat-sifat nikel : •
Putih mengkilat
•
Sangat keras
•
Tidak berkarat
•
Tahan terhadap asam encer
Bijih nikel yang utam adalah nikel sulfida . Nikel-nikel yang diekspor dalam bentuk 3 macam yaitu bijih, nikel kasar, dan ferronikel. Daerah penambangan nikel ada di Koala, Soroako, Maluku Utara. Cara penambangan nikel melalui berbagai cara , antara lain ;
8
•
Penebangan pohon dan semak
•
Pengupasan tanah permukaan
•
Penggalian dengan sistem tangga (benching system) yaitu dimulai dari bawah ke atas mengikuti garis kontur dengan alat gali power shovel atau dozer shovel
Pengolahan nikel melalui beberapa tahap , yaitu : •
Pemanggangan
•
Peleburan
•
Elektrolisis
Penggunaan Nikel •
Untuk melapisi barang yang terbuat dari besi, tembaga, baja karena nikel mempunyai sifat keras, tahan korosi dan mudah mengkilap jika digosok.
•
Untuk membuat baja tahan karat ( stailess stell)
•
Untuk membuat aliase dengan tembaga dan beberapa logam lain seperti : a. Monel (Ni, Cu, Fe) Digunakan untuk membuat instrumen tranmisi listrik b. Nikrom(Ni,Fe,Cr) Digunakan sebagai kawat pemanas c. Alniko (Al, Ni, fe, Co) Untuk membuat magnet. d. Palinit dan Invar yaitu paduan nikel yang mempunyai koefisien muai yang sama dengan gelas yang digunakan sebagai kawat listrik yang ditanam dalam kaca, misalnya pada bolam lampu pijar. e. Serbuk
nikel
digunakan
sebagai
katalisator,
misalnya
pada
hidrogenansi (pemadatan) minyak kelapa, juga pada cracking minyak bumi. 5. TEMBAGA (Cu) Sifat-sifat tembaga antara lain : 1. Kuat dan Ulet 2. Dapat ditempa 3. Tahan Korosi 4. Penghantar listrik dan panas yang baik 5. Logam yang kurang aktif Bijih tembaga yang terpenting adalah berupa sulfida sperti kalkosit dan kalkopirit. Penambangan tembaga di Indonesia terdapat di Papua (irja),Sulut, Jabar dan beberapa daerah lain..
9
Pengolahan Tembaga 1. Bijih tembaga dihaluskan dengan alat peremuk batuan. 2. Bijih dicampur air sehingga terbentuk slurry. 3. Slurry dimasukkan ke tangki sel flotasi dengan tujuan pemisahan dari mineral pengotor. 4. Diperoleh konsentrat Cu dalam bentuk Cu dengan kadar tinggi. 5. Diproses lanjut dalam pabrik pengawa-airan (dewatering plant)
untuk
menghilangkan air dengan: •
Penyaring putar
•
Pengeringan sampai di dapat konsentrat Cu yang kering.
6. Ekstraksi tembaga murni dari konsentrat tembaga dengan dengan : •
Prometalurgi
•
Elektrolisis (dengan arus listrik)
Penggunaan tembaga a. Untuk kawat listrik b. Untuk membuat logam paduan Contoh-contoh : •
Kupronikel, terdiri dari 75% Cu dan Ni 25% , untuk membuat koin.
•
Duralium, terdiri dari Al 96% dan Cu 4% , untuk komponen pesawat.
•
Kuningan, terdiri dari Cu 70% dan Zn 30% , untuk alat musik dan berbagai asesori.
•
Perunggu, terdiri dari Cu 95% dan Sn 5% , untuk membuat patung dan ornamen.
Tembaga (II) sulfat, CuSo 4. XH2O yang dikenal dengan nama terusi atau blue vitriol digunakan sebagai fungisida, misalnya pada kolam renang. Kegunaan lain adalah pada pemurnian tembaga dan penyepuhan dengan tembaga. Tembaga di alam terdapat sebagai : •
Sulfida, seperti chalcopite, bronit, chalcocite,covelite.
•
Oksida, seperti cuprite, ferronite
6. PERAK (Ag) Perak adalah logam yang berwarna putih dan sangat mengkilap terutama setelah digosok. Merupaakn konduktor terbaik kedua setelah emas. Perak tergolong logam kurang aktif, pada kondisi normal tidak terepngaruh oleh udara. Penggunaan perak terutama untuk membuat perkakas perak, barang kerajinan dan perhiasan. Pada kebanyakan penggunaan perak tersebut terlalu lunak sehinga perlu dicampur dengan logam yang lain., misalnya dengan tembaga. Kegunaaan yang lain adalah untuk
10
membuat cermin dan bahan penambal cermin. Perak bromida dan perak iodida digunakan untuk pembuatan film dan kertas foto. Reaksinya : 2Agx (s) + cahaya
2Ag (s) +X (g) (X=br atau I)
Senyawa ini mudah terurai jika terkena cahaya, menghasilkan perak yang memeberi bayangan pada kertas foto. Perak ditemukan dalam bentuk senyawa yang berupa klorida dan sulfida. Bijih perak yang berupa sulfida sering bercampur dengan sulfida dari tembaga, nikel, arsen, antimon. Pengolahan bijih perak dilakukan dengan
hidrometalurgi, yaitu pemisahan loagm
dari campurannya dengan melarutkan pada air sebagai senyawa senyawa kompleks kemudian mengendapkannya sebagai unsur bebas dengan suatu reduktor. Daerah pertambangan perak terdapat di Cikotok, Lebong tandi, Cerokis , Gunung Bijih. Cara pertambangan yang digunakan adalah dengan pertambangan terbuka dan tertutup. Produksi perak umumnya diperoleh sebagai hasil sampingan pada pengolahan logam lain, seperti tembaga dan timbel. 7. EMAS Emas adalah logam berwarna kuning dan relatif lunak. Emas merupakan logam yang paling dapat ditempa dan paling dapat diulur. Emas dapat ditempa sedemikian tipisnya sehingga tumpukan dari 120000 lembar tidak lebih dari 1 cm tebalnya. 1 gram emas dapat diulur menjadi kawat sepanjang 2,5 km. Secara kimiawi emas tergolong inert sehingga disebut logam mulia.Emas tidak bereaksi dengan oksigen dan tidak terkorosi di udara. Emas juga tidak berekasis dengan asam atau basa apapun. Akan teteapi emas dapat larut pada akuaregia, yaitu campuran tiga bagian volum asam klorida pekat dan atau bagian vaolum asam nirtrat pekat. Au(s) + 4HCL (aq) + HNO 3(aq)
HauCl 4(aq) + No (g) + 2H 2O(l)
Kegunaan utama emas adalah untuk membuat perhiasan dan mata uang. Daerah pertambangan emas di Indonesia ada di Aceh barat, lampung Selatan, Lebak Jawa Barat, Kalimantan Tengah dan Bengkulu. Selain dari hasil pertambangan emas juga diperoleh dari hasil ikutan pada pemurnian tembaga dan nikel.
BEBERAPA UNSUR NON LOGAM DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI 1. OKSIGEN Keberadaan okksigen ditemukan oleh Joseph Priestley pada tahun 1774 , seorang ilmuwan dari inggris yang membuat oksigen dengan mengarahkan sinar matahari pada raksa (Ii) okksida. ia menemukan bahawa lilin menyala lebih terang dalam gas tersebut daripada dalam gas biasa. sifat ini yang mendasarinya untuk menunjukkan oksigen.
11
Setiap orang mengetahui pentingnya gas oksigen. Tanpa oksigen pembakaran mustahil terjadi, dan gas oksigen diperlukan dalam proses metabolisme tubuh. Para penyelam, antariksawan dan penderita penyakit saluran pernapasan selalu dilengkapi dengan tabung gas oksigen. Di bidang industri, oksigen diperlukan untuk zat pengoksidasi serta sebagai bahan baku untuk memeproduksi berbagai senyawa. Beberapa sifat gas oksigen antara lain : 1. Oksigen tidak berwarna , tidak berbau dan tidak berasa sehingga tidak terdeteksi oleh panca indera kita. 0
0
2. Oksigen mengembun pada –183 C dan membeku pada –2184 C 3. Oksigen cair dan padat dapat berwarna biru dan sedikit larut dalam air 4. Pada suhu dan tekanan normal oksigen tidak begitu reaktif tetapi menjadi sangat reaktif pada suhu tinggi. Oksigen merupakan unsur yang tebanyak di kulit bumi. Oksigen dalam udara sekitar 21% dari volum udara. Reaksi pembakaran dan perkaratan adalah reaksi oksigen. Penggunaan oksigen
1. Untuk pernapasan para penyelam, antariksawan dan penderita penyakit tertentu. 2. Sebagian besar dari produksi oksigen digunakan dalam industri baja, yang mengurangi kadar karbon dalam besi gubal. 3. Bersama-sama dengan gas asetilena digunakan utnuk mengelas baja. 4. Oksigen cair bersama bengan hidrogen cair digunakan sebagai bahan bakar roket untuk mendorong pesawat ruang angkasa. 2. NITROGEN Nitrogen atau zat lemas terdapat dalam udara sekita 78% dari volum udara. Akan tetapi kelimpahan nitrogen dalam kulit bumi hanya sekitar 0,03 %. Mineral terpenting dari sumber nitrogen adlah senawa ynag terdapat di India, dan sendawa yang terdapat di Chili, Amerika Selatan. Sifat-sifat nitrogen : 1. Tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. 0
0
2. Nitrogen mengembun paad –195,8 C dan membeku pad –210 C 3. Tergolong unsur yang sukar bereaksi dan hanya bereaksi pad suhu tinggi dengan bantuan katalisator. Penggunaan Nirtogen 1. Untuk membuat Amoniak 2. Membuat atmosfer innert dalam berbagai proses yang terganggu oleh oksigen, misalnya dalam industri elektronika.
12
3. Sebagai atmosfer inert dalam makanan kemasan untuk memperpanjang masa penggunaan. 4. Nitrogen cair sebagai pendingin. Pengolahan nitrogen
Pemisahan nitrogen dan oksigen dari udara dilakukan dengan cara distilasi bertingkat udara cair. Mula-mula disaring untuk membersihkan dari debu. Udara bersih lalu dikompresikan yang menyebabkan suhu yang meningkat. Kemudian dilakukan pendinginan. Pada tahap ini air dan karbondioksida sudah membeku dan dapat dipisahkan. Setelah melalui menara pendingin, udara kemudian dialirkan ke menara yang lebih besar sehingga udara turun dan sebagian udara akan mecair. Udara yang belum mencair di sirkulasikan, dialirkan lagi ke dalam kompresor. Daur nitrogen
Nitrogen masuk ke dalam rantai makana melalui tumbuhan yang berupa tumbuhan polong-polongan yang hanya dapat menangkap nirogen dengan bantuan bakteri pengikat. Nitrogen dalam tanah berasal dair fiksasi nitrogen atmosfer atau perombakan senyawa organik. Fiksasi nitrogen terjadi melalui 2 jalur, yaitu karena pengaruh petir dan bakteri. Petir dapat melangsungkan reaksi nitrogen dengan oksigen membentuk nitrogen oksida. NO tersebut kemudian membentuk nirogen dioksida kemudian larut dalam air hujan membentuk asam nitrat. Pupuk nitrogen
Beberapa contoh pupuk nirogen dalah; 1. Urea CO(NH2)2 mengandung 46% nitrogen 2. ZA (zwafel amonium) (NH 4)2SO4 mengandung 21% nitrogen 3. Amonia NH3 4. Amonium Nitrat NH 4NO3 5. Kalium nitrat KNO 3 BEBERAPA SENYAWA KARBON Unsur karbon memiliki beberapa bentuk yang berbeda yaitu arang, grafit dan intan. Bentuk-bentuk yang berbeda dari unsur yang asama disebut alotrop. a. Intan Sifat-sifat intan : 1. Keras, tidak berwarna. 2. Transparan. 3. Indeks bias tinggi. 4. Bukan konduktor listrik. 5. Tahan asam dan alkali. 0
6. terbakar pada suhu 800 C.
13
Intan merupakan zat padat yang bening berkilauan dan merupakan zat yang sangat keras. Penggunaannya sesuai dengan sifatnya yang mengkilap dan keras. Beberapa penggunaan intan : 1. Untuk perhiasan 2. Untuk mebuat alat pemotong (seperti pemotong kaca), gerinda, dan mata bor. 3. Untuk membuat amplas untuk memoles benda yang sangat keras, seperti baja tahan karat. Intan buatan dibuat dari grafit melalui pemanasan pada suhu 3300
0
C dan pada
tekanan 125000 atm. b. Grafit Sifat-sifat grafit : 1. berwarna hitam. 2. Buram. 3. Dapat menghantar listrik. 4. dapat di hancurkan menjadi serbuk yang lebih kecil. 5. Licin 6. tahan panas. Grafit mempunyai struktur yang berbentuk lapisan,. Jarak antar lapisan hampir 2,5 kali lebih besar adari jarak antar atom dalam satu lapisan. Hal ini menyebabkan grafit bersifat licin karena satu lapisan dapat meluncur di atas lapisan lainnya. Hubungan antar lapisan dalam grafit dapat di ibaratkan dengan tumpukan lembaran kaca yang basah. Grafit juga mempunyai titik leleh yang tinggi. Elektron yang digunakan untuk membentuk ikatan antar lapisan terikat relatif lemah, sehingga dapat mengalir dari satu atom ke atom lain sehingga grafit daapt menghantarkan listrik. Penggunaan grafit
1. Sebagai anode dalm batu baterai dan dalam berbagai proses industri yang menggunakan elektrolisis, misalnya peleburan aluminium. 2. Grafit dicampur dengan tanah liat untuk mebuat pensil, dan bahan kosmetik. 3. Bahan pelumas. 4. Sebagai komponen dalamn pembuatan komposit(paduan material). c. Arang Arang dibuat dari kayu atau serbuk gergaji dengan pemnasan pada suhu tinggi tanpa udara. Arang merupakan kristal halus dengan struktur seperti grafit. Ruang antar lapisan atom dalam arang yang dibubuk halus dapat menjerap atom, sehingga zat itu mempunyai daya absorbsi yang besar. Oleh karena itu zat ini digunakan dalam topeng gas.
14
Penggunaan arang
1. Untuk mengadsorbsi zat warna, dan bahan polutan lain dalam pengolahan air. 2. Untuk mengadsorbsi zat warna yang tedapat dalam air tebu pada pengolahan gula. 3. Sebagai obat sakit perut. d. Karbon black Karbon black adalah jelaga yang dibuat pada pembakaran hidrokarbon dengan oksigen yang terbatas. Penggunaan karbon black: 1. Vulkanisasi karet pada industri ban. 2. Membuat ebonit. 3. Pigmen dalam cat, tinta, kertas dan plastik. e. Batu bara Batu bara terbentuk dari proses fosilisasi tumbuhan. Selain hidrokarbon, dalam batubara juga terkandung belerang dan nitrogen. Penggunaan utama batu bara adalah untuk : 1. Bahan bakar dalam industri dan PLTU 2. Bahan bakar rumah tangga dalam bentuk briket. Batubara merupakan sumber energi yang lebih murah daripada sumber minyak bumi. Selain itu juga lebih melimpah. Tempat penambangan batu bara terdapat di Pulau Laut (Kalimantan), Umbilin (sumatera Barat), Bukit Asam (Sumatera Selatan). Sebenarnya batu bara dapat di ubah menjadi bahan bakar gas melalui proses yang di sebut gasifikasi Batu bara. Akan tetapi proses seperti ini baru dalam tahap pengembangan. Salah satu kendala ialah besarnya investasi yang diprlukan sementara masih tersedia bahan bakar lain yang lebih murah. f. Karbonmonoksida(CO) Karbonmonoksida
lebih
dikenal
karena
sifatnya
yang
beracun
daripada
penggunaannya. Gas ini daapt berikatan dengan haemoglobin dalam darah sehingga menghalangi fungsi utama darah sebagai pengangkut oksigen. Gas CO tidak berbau , berwarna, dan tidak berasa.karbonmonoksida berasal dari pembakaran tak sempurna kendaraan bermotor dan industri. Udara bersih praktis tidak mengandung gas CO. Penggunaan gasCO : 1. Sebagai reduktor pada pengolahan berbagai jenis logam,. 2. Sebagai bahan baku untuk membuat metanol. 3. Komponen dari berbagai jenis bahan bakar gas, seperti gas air dan gas kokas. g. Gas karbondioksida(CO 2 ) Karbon dioksida terdapat di udara dengan kadar 0,035%. Juga terdapat dalam air terutama air laut. Karbon dioksida lebih mudah larut dalam air laut karena sifatnya
15
yang basa, sedang CO 2 bersifat asam. Karbon dioksida ternbentuk pada pembakaran bahan bakar yang mengandung karbon seperti batu bara, minyak bumi, gas alam dan kayu. Gas ini juga dihasilkan pada pernapasan makhluk hidup. Karbondioksida merupakan komponen utama siklus karbon di alam. Karbon dioksida komersial diperoleh dari pembakaran residu penyulingan minyak bumi. Penggunaan gas CO 2 :
Di udara 1. Untuk proses fotosintesis 2. Menentukan suhu global iklim Di air 1. Untuk proses fotosintesis tumbuhan air. 2. Digunakan oleh siput dan sejenisnya untuk membuat cangkang. Komersial 1. Karbon dioksida mudah di padatkan. Karbondioksida padat disebut es kering.
2. Untuk memadamkan kebakaran. 3. Untuk membuat minuman ringan ( soft drink).
h. Natrium bikarbonat Disebut juga soda kue atau bikarbonat. Bahan ini sering dugunakan sebagai bahan pengembang kue. Bubuk pengembang kue merupakan campuran dari serbuk NaHCO 3 dengan suatu zat yang bersifat asam, dapat berupa natrium, aluminium sulfat atau kailum asam tartrat. Natrium hidrogen karbonat dan asam tersebut tidak bereaksi dalam keadaan kering, teapi begitu berada dalam adonan segera bereaksi membebaskan gas CO 2 yang akan memekarkan adonan. i.
Karbonat
Karbonat dalah senyawa yang mengandung ion CO 3-2 . senyawa kabonat yang terpenting adalah natrium karbonat dan kalsium karbonat. Natrium karbonat disebut juga soda pembersih digunakan untuk membuat gelas dan untuk melunakkan air sadah. Beberapa bentuk kalsium karbonat antara lain batu kapur dan marmer. Penggunaan batu kapur : 1. Sebagai bahan bangunan yang disebut batu alam. 2. Sebagai fluks pada peleburan besi. 3. Bahan pembuat gelas bila dicampru denagn natriun bikarbonat. 4. Dipanaskan dengan tanah liat untukmmembuat semen. 5. Dipanaskan dengan tanur untuk embuat kapur (CaO) yang banyak digunakan untuk mengurangi keasaman tanah pertanian. BEBERAPA SENYAWA FOSFORUS A. Fosforus
16
Dalam tubuh manusia terdapat fosforus di antaranya nukleat yaitu DNA dan RNA yaitu senyawa yang bertanggung jawab dalam sintesis protein dan sifat genetik, senyawa yang berperan dalam pertukaran energi dalam sel, serta kalsium fosfat senyawa utama penyusun matriks tulang. Unsur fosforus mepunyai beberapa bentuk alotropi, yaitu fosforus putih dan fosforus merah. Fosforus putih berupa zat padat seperti liln berwarna putih, mencair pada 44 0
0
C dan mendidih pada 280 C. Fosforus putih sangat reaktif, terbakar sendiri bila
tercampur dengan udara beracun, dan bercahaya dalam gelap. Fosforus merah juga merupakan zat padat lebih padat daripada fosforus putih, dan berwarna merah. Fosforus merah juga tidak terbakar jika bercampur udara kecuali dipanaskan hingga 0
suhu 250 C, tidak bersifat racun dan tidak bercahaya dalam gelap. Fosforus putih dibuat dengan memanaskan batuan fosfat, pasir dan kokas. Fosforus merah dibuat 0
dengan memanaskan fosfor putih pada suhu 240 C dalam atmosfir inert. Penggunaan fosforus a. Sebagian besar fosforus putih digunakan untuk membuat asam phospat. b. Fosforus merah digunakan untuk membuat korek api jenis safety matches , yaitu korek api biasa. Ada jenis korek api lain yang dapat
dinyalakan di sembarang tempat asal kering dan sedikit kasar, yaitu strike anywhere matchess
c. Pembuatan aliase perunggu tertentu, campuran untuk bom asap, dan untuk membuat senyawa fosforus. B. Asam Fosfat Asam Fosfat berupa cairan kental tak berwarna dan mudah larut dalam air. Asam Fosfat digunakan untuk membuat pupuk super fosfat juga untuk membuat bahan penunjang dalam deterjen, bahan pembersih lantai, insektisida dan makanan hewan. C. Pupuk Super Fosfat Fosforus termasuk unsur makro, yaitu unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah besar. Sementara itu, fosforus di alam terutama terdapat sebagai batuan fosfat yang tidak larut dalam air sehingga tidak dapat diserap tumbuhan. Pupuk yang mengandung senyawa Ca(H2PO4)2 disebut pupuk Super Fosfat karena mudah larut dalam air. D. Natrium Tri Fosfat (Na 5P3O10) Senyawa ini digunakan untuk bahan penunjang dalam detergen, yaitu untuk mengikat ion-ion kalsium / magnesium dari air sadah sehingga tidak mengganggu (mengendapkan ) detergen. Salah satu akibat dari penggunaan senyawa fosfat ini adalah pencemaran air karena akan menyuburkan pertumbuhan eceng gondok dan
17
ganggang. Bila masa tumbuhan ini mati, reaksi pembusukannya akan menghabiskan oksigen terlarut sehingga kehidupan binatang air tidak dimungkinkan. E. Iodin Iodin adalah unsur non logam yang pada suhu kamar berupa zat padat yang berwarna hitam dan mudah menyublim. Uap iodin berwarna ungu. Iodin tergolong unsur halogen (VII A). Satu-satunya tambang iodin di tanah air adalah simir iodin yang dikelola kimia farma yang terdapat di Watu Dakon, Jawa timur. Akan tetapi sumber ini hampir habis di eksploitasi. Penggunaaan unsur ini terutama untuk membuat obat. Larutan iodin dalam alkohol dikenal sebagai iodin tinktur, digunakan sebagai bahan antiseptik. Iodin unsur juga digunakan dalam analisisi kimia untuk menunjukkan amilum. Yang berwarna ungu. Salah satu senyawa iodin yang terpenting adalah NaI atau NaIO 3 yang dicampurkan ke dalam garam dapur yang bermanfaat untuk mengatasi kekurangan iodin dalam tubuh.
Kekurangan
iodin
dalam
tubuh
dapat
menyebabkan
gondok
dan
keterbelakangan mental. Perak iodida digunakan untuk membuat film atau kertas fotografi karena senyawa perak Iodida mudah terurai jika kena sinar.
Surakarta, 2 Juli 1998 Bintoro
[email protected]
18
