MAGNESIUM DAN PADUANNYA MAGNESIUM I.SEJARAH DAN SIFAT
1.1.Sejarah (Magnesia, daerah di Thessaly). Senyawa-senyawa magnesium telah lama diketahui. Black Black telah telah mengen mengenal al magnes magnesium ium sebaga sebagaii elemen elemen di tahun tahun 1755. 1755. Davy Davy berhas berhasil il mengisolasikannya di tahun 1808 dan Busy mempersiapkannya dalam bentuk yang koheren di tahun 1831. Magnesium merupakan elemen terbanyak kedelepan di kerak bumi. Ia tidak muncul tersendiri, tapi selalu ditemukan dalam jumlah deposit yang banyak dalam bentuk magnesite, magnesite, dolomite dan mineral-mineral dalam jumlah tertentu berda berdasar sarkan kan kompos komposisi isi yang yang ada pada pada paduan paduan – paduan paduan logam logam pada pada campur campuran an tersebut..
1.2.Sifat Magnesium merupakan logam yang ringan, putih keperak-perakan dan cukup kuat. Ia mudah mudah ternod ternodaa di udara, udara, dan magnes magnesium ium yang yang terbel terbelah-b ah-belah elah secara secara halus halus dapat dapat deng engan mudah udah terb terbak akar ar di udara dara dan men mengelu geluar arka kan n lida lidah h api api puti putih h yang ang menakjubkan.Magnesium adalah salah satu unsur yang paling luas penyebarannya, dan merupakan penyusun 1,9% dari kerak bumi. Biasanya magnesium terdapat dalam bentu bentuk k klorid klorida, a, silika silikat, t, hidrat hidrat oksida oksida,, sulfat sulfat,, atau karbon karbonat, at, baik baik sebaga sebagaii garam garam kompleks maupun garam sederhana. Magnesium adalah suatu logam yang sangat ring ringan an,, berwa berwarn rnaa puti putih h perak perak dan dan sang sangat at bany banyak ak digu diguna naka kan n dalam dalam indu indust stri. ri. Magnesium termasuk unsur yang berlimpah yang ada dibumi, sekitar 2 % terdapat pada kulit bumi dan terlarut di dalam air laut dengan konsentrasi rata-rata 0,13 %. Magnes Magnesium ium ditemu ditemukan kan dalam dalam 60 jenis jenis mineral mineral,, hanya hanya dolomi dolomite, te, magnes magnesite, ite, dan carnallite, yang produk komersial.
1.2.1 Sifat Fisik Sifat Fisik
Keadaan
Padatan
Massa jenis (sekitar suhu (sekitar suhu kamar)
1.738 g/cm³
Massa jenis larutan pada fasa cair
1.584 g/cm³
Titik leleh
923 K (650 °C, 1202 °F)
Titik didih
1363 K (1090 °C, 1994 °F)
H pelakuran
8.48 kJ/mol
H penguapan
128 kJ/mol
Kapsitas
(25 °C) 24.869 J/(mol·K)
II.SUMBER
Magnesium adalah logam yang berada di urutan kedelapan terbanyak di dunia. Bahan bakunya tersebar di seluruh dunia, terlebih lagi karena air laut merupakan sumber senyawa magnesium yang paling praktis dan paling utama. Sumber magnesium lainnya
adalah
dolomit
(CaCO3.MgCO3), magnesit
(MgCO3), dan
karnalit
(MgCl2.KCl.6H2O). Satu kilometer kubik air laut mengandung 1,3 x 10^6 ton magnesium. Cara untuk mendapatkan
magnesium diantaranya dengan cara elektrolisis,
magnesium dibuat juga dengan dua proses lain, yaitu proses silikotermik atau proses ferosilikon dan proses reduksi karbon. Proses reduksi karbon ternyata tidak pernah dapat beroperasi secara memuaskan, sehingga sejak lama tidak lagi dipakai. Proses silikotermik masih banyak digunakan saat ini.
II.1 Elektrolisis Magnesium Klorida Magnesium klorida yang diperlukan diperoleh dari air garam dan reaksi magnesium hidroksida (dari air laut atau dolomit) dengan asam klorida. Produsen perintis magnesium, yaitu Dow Chemical Co. di Freeport dan Velasco, Texas, membuat magnesium dengan mengelektrolisis magnesium klorida dari air laut, dimana gamping yang diperlukan diperoleh dari kulit kerang. Kulit kerang yang seluruhnya terdiri dari kalsium karbonat yang hampir murni, dibakar sehingga menjadi gamping, dijadikan
slake , dan dicampur dengan air laut sehingga magnesium hidroksida mengendap. Magnesium hidroksida ini dipisahkan dengan menyaringnya dan direaksikan dengan asam klorida yang dibuat dengan klor yang keluar dari sel. Dari sini terbentuk larutan magnesium klorida yang lalu diuapkan menjadi magnesium klorida padat di dalam
evaporator dengan pemanasan langsung dan diikuti dengan pengeringan di atas rak. Klorida ini cenderung terdekomposisi pada waktu pengeringan. Setelah dehidrasi (proses penghilangan air), magnesium klorida tersebut diumpankan ke sel elektrolisis, dimana bahan ini terdekomposisi menjadi logam dan gas klor
III.KEGUNAAN
III.1.Magnesium digunakan di fotografi, flares, pyrotechnics, termasuk incendiary
bombs. Ia sepertiga lebih ringan dibanding aluminium dan dalam campuran logam digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat dan missile. Logam ini memperbaiki karakter mekanik, fabrikasi dan las aluminium ketika digunakan sebagai alloying
agent . Magnesium digunakan dalam memproduksi grafit dalam cast iron, dan digunakan sebagai bahan tambahan conventional propellants . Ia juga digunakan sebagai agen pereduksi dalam produksi uranium murni dan logam-logam lain dari garam-garamnya. Hidroksida (milk of magnesia ), klorida, sulfat ( Epsom salts) dan sitrat digunakan dalam kedokteran. Magnesite digunakan untuk refractory , sebagai batu bata dan lapisan di tungku-tungku pemanas.Penggunaan magnesium terbesar adalah untuk membuat paduan dengan alumunium untuk digunakan dalam berbagai aplikasi,seperti pesawat anatriksa dan bagian bagian kendaraan bermotor.Penggunaan lainnya adalah sebagai zat pereaksi grignard,piroteknik dan bhan peledak,anode karbon untuk mencegah korosi,dan sebagai bahan pereduksi dalam pembuatan titanium,zirconium,uranium dan berilium. III.2 Kegunaan-kegunaan lain diantaranya: •
Pengeluaran sulfur daripada besi dan besi waja.
•
Plat fotoukiran dalam industri pencetakan.
•
Dicampurkan dalam aloi, logam ini penting untuk pembinaan kapal terbang dan peluru berpandu.
•
Apabila digunakan sebagai agen pengaloian, logam ini memperbaiki sifat mekanikal, pembikinan dan pengimpalan logam aluminium.
•
Agen penambah dalam bahan perejang konvensional dan digunakan untuk menghasilkan grafit nodul dalam besi tempa.
•
Agen penurun dalam penghasilan uranium tulen dan logam-logam lain daripada garamnya.
•
Magnesium hidroksida digunakan dalam susu magnesia, magnesium klorida dan magnesium sulfat dalam garam Epsom dan magnesium sitrat dalam perubatan.
•
Magnesit dead-burned digunakan untuk tujuan refraktori seperti batu-bata dan ari pada relau dan pengubah bermangkin.
•
Magnesium adalah bahan boleh terbakar, dan terbakar pada suhu lebih kurang 2500K (2200 °C, 4000 °F).
•
Suhu pembakaran magnesium yang sangat tinggi membolehkannya menjadi alat berguna untuk menghasilkan api keselamatan semasa beriadah atau kegiatan luar.
•
Serbuk Magnesium karbonat (MgCO3) digunakan oleh ahli sukan, seperti gimnas dan pengangkat berat, untuk memperbaiki genggaman pada objek iaitu radas atau palang angkat.
•
Magnesium stearat adalah serbuk putih yang agak mudah terbakar dan mempunyai sifat pelincir. Dalam teknologi farmaseutikal, ia digunakan dalam perkilangan tablet, untuk mengelakkan tablet daripada melekat pada alat semasa proses mampatan tablet (yaitu, apabila bahan tablet ditekan menjadi bentuk tablet)
•
Kegunaan yang lain termasuklah dalam fotografi lampu kilau, nyala, dan piroteknik , termasuklah bom api.
IV.MAGNESIUM DAN PADUANNYA
IV.1.Beberapa paduan Magnesium Sifat-sifat mekanik magnesium terutama memiliki kekuatan tarik yang sangat rendah. Oleh karena itu magnesium murni tidak dibuat dalam teknik.Paduan magnesium memiliki sifat-sifat mekanik yang lebih baik serta banyak digunakan Unsur-unsur paduan dasar magnesium adalah aluminium, seng dan mangan.Penambahan AI diatas 11%, meningkatkan kekerasan, kuat tarik dan fluidity (keenceran) Panambahan seng meningkatkan ductility (perpanjangan relatif dan castability (mampu tuang) .Penambahan 0,1 – 0,5 % meningkatkan ketahanan korosi.Penambahan sedikit cerium, zirconium dan baryllium dapat membuat struktur butir yang halus dan meningkatkan ductility dan tahan oksidasi pada peningkatan suhu.Ada dua kelomnok besar magnesium paduan a) Wrought alloy : (0,3% Al, 1,3% – 2,5% Mn ) dan (3 –
4% Al, 0,6% Zn & 0,5% Mn).b) casting allay : (5 – 7% Al, 2 – 3% Zn & 0,5% Mn) dan (8 % Al, 0,6 % Zn & 0,5 % Mn). IV.2.Bahaya Korosi menyerang disemua industri tanpa pandang bulu. Salah satu cara paling efektif dalam menghadapi masalah korosi ini adalah dengan melakukan sistem proteksi katodik. Baik anoda tumbal maupun dengan arus paksa, namun sistem anoda tumbal lebih banyak digunakan karena lebih praktis dan lebih murah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja tiga anoda tumbal pada lingkungan air laut. Ada tiga jenis anoda korban yang umum digunakan dalam praktik, yaitu paduan Magnesium (Mg), paduan Seng (Zn), dan paduan Aluminium (Al). Kesimpulan peranan Magnesium dalam 1. Magnesium adalah salah satu senyawa yang melimpah di alam semesta ini 2. Magnesium mempunyai sifat keras,ringan,dan kuat. 3. Biasanya magnesium terdapat dalam bentuk klorida, silikat, hidrat oksida, sulfat, atau karbonat, baik sebagai garam kompleks maupun garam sederhana. 4. Pemisahan dapat dilakukan dengan cara elektrolisis. 5. Dicampurkan dalam aloi, logam ini penting untuk pembinaan kapal terbang dan peluru berpandu. 6. Penambahan sedikit cerium, zirconium dan baryllium dapat membuat struktur butir yang halus dan meningkatkan ductility dan tahan oksidasi pada peningkatan suhu.Ada dua kelomnok besar magnesium paduan a) Wrought alloy : (0,3% Al, 1,3% – 2,5% Mn ) dan (3 – 4% Al, 0,6% Zn & 0,5% Mn).b) casting allay : (5 – 7% Al, 2 – 3% Zn & 0,5% Mn) dan (8 % Al, 0,6 % Zn & 0,5 % Mn).
TIMBAL DAN PADUANNYA I. SIFAT-SIFAT
Timbal atau timah hitam atau lebih dikenal sebagai logam Pb dalam susunan unsur merupakan logam berat yang terdapat secara alami di dalam kerak bumi dan tersebar ke alam dalam jumlah kecil melalui proses alami. Timbal merupakan logam putih kebiru-biruan dengan pancaran yang terang. Ia sangat lunak, mudah dibentuk,
ductile , dan bukan konduktor listrik yang baik. Ia memiliki resistansi tinggi terhadap korosi. Pipa-pipa timbal dari jaman Romawi masih digunakan sampai sekarang. Unsur ini juga digunakan dalam kontainer yang mengandung cairan korosif seperti asam sulfur dan dapat dibuat lebih kuat dengan cara mencampurnya dengan antimoni atau logam lainnya. Pb mempunyai titik leleh pada 327,5°C dan titik didih 1.740°C pada tekanan atmosfer. Pb juga mempunyai titik lebur yang rendah sehingga mudah digunakan dan murah biaya operasinya. Nomor atomnya adalah 82. Massa atomnya 207,2. Massa jenisnya 11,34 g/cm 3. II. SUMBER Bijih utama timbal adalah Gelana sulfida (PbS), sumber minor lainnya adalah angesit (PbSO4), serusit (PbCO3) dan timbal monoksida (PbO). Logam ini diekstraksi dengan membakar bijih menghasilkan oksida diikuti oleh reduksi dengan karbon. Cara memperoleh Pb lainnya adalah : 1.
Ekstraksi a) Bijih Galena dipekatkan dengan teknik flotasi buih. b) Ditambah kuarsa, SiO2 lalu dilakukan proses pemanggangan. 2PbS + 2SiO 2→ 2PbS + 5O2 c) Direduksi dengan batu bara coke (C) dan air kapur. PbO (s) + C (s) → Pb (l) + CO (g) PbO (s) + CO (g) →Pb (l) + CO 2 (g) Maksudnya dalam proses pemanggangan dengan temperatur tinggi ada kemungkinan sebagian Galena diubah menjadi
PbSO4, dimana oleh kuarsa akan diubah menjadi silikat menurut
persamaan
:
PbSiO3 + SO4→PbSO4 + SiO 2 Silikat diubah oleh air kapur (CaO) menjadi PbCO dan kalsium silikat
(CaSPO3).
PbO + CaSiO3→PbSiO3 (s) + CaO Alternatif lain pada proses reduksi dipakai reduktan bijih bakar dari
Galena
segar
sebagai
pengganti
batu
bara.
Pb + SO2 (g) → PbS (s) + 2PbO (s) 2. Pemurnian a) Pb dilelehkan beberapa saat pada suhu di bawah titik leleh tembaga
sehingga Cu pengotor mengkristal
dan
dapat
dipisahkan. b) Udara ditiupkan di atas permukaan lelehan Pb sehingga pengotor Arsen dan antimon diubah menjadi Arsenat dan antimonat atau oksidanya.termasuk Bismuth sehingga buih di atas permukaan yang dapat disendoki keluar c) Ditambah 1-2% Zn agar Ag dan Au akan terbawa dalam Zn yang akan mengkristal lebih dahulu dan dapat dipisahkan dari lelehan Pb. d) Didinginkan perlahan pada suhu 4800°-4200° C 3. Elektrolisis a) Menggunakan elektrolit larutan PbSiF6 dan H2SiF6. b) Lembaran tebal Pb dipasang sebagai katoda. c) Anoda Pb teroksidasi menjadi logam Pb dan melekat pada katoda. d) Diperoleh kemurnian Pb 99,9%
III. KEGUNAAN
Sebagai penyerap suara
Sebagai tameng radiasi di sekeliling peralatan sinar-x dan reaktor nuklir
Sebagai penyerap getaran
Penggunaan dalam jumlah yang paling besar adalah untuk bahan produksi baterai pada kendaraan bermotor. Elektroda dari aki (baterai) biasanya mengandung 93% Pb dan 7% Sb (antimon)
Produksi logam-logam lainnya yang mengandung Pb seperti amunisi, kebel dan solder. Solder biasanya mengandung 50-95% Pb
Logam Pb juga digunakan dalam industri percetakan (tinta)
Karena titik lebuhrnya yang rendah, Pb juga sangat bagus digunakan untuk sekering dan alat listrik lainnya sehingga mudah putus bila terkena panas yang agak tinggi (konsluiting).
Pb murni biasanya digunakan untuk melapisi logam lain sehingga tidak mudah berkarat, misalnya pipa-pipa yang dialiri bahan-bahan kimia yang bersifat korosif. Pb murni ini juga digunakan untuk melapisi kabel-kabel listrik bawah tanah atau pipa-pipa air. Lebih dari 200.000 ton Pb digunakan dalam industri kimia yang berbentuk tetra etil Pb, yang biasanya dicampur dengan bahan bakar minyak untuk melindungi mesin supaya lebih awet
Senyawa Pb juga digunakan untuk campuran pembuatan cat sebagai bahan pewarna karena daya larutnya yang yang rendah dalam air. Yang sering digunakan ialah Pb putih atau Pb(OH) 2.2PbCO 3, Pb merah atau Pb3O4 yang berwarna merah cerah dan dapat melindungi bahan yang dicat terhadap bahan korosif. Cat yang berwarna kuning dapat dibuat dari campuran Pb dan Krom yaitu PbCrO 4 yang menghasilkan cat berwarna kuning kemerahan
Campuran bahan atap
Bingkai kaca berwarna yang dibentuk sebagai lukisan jendela kaca
Pelapis glasur pada industri keramik.
Bahan anti knocking [tetraetillead, (C2H6)4Pb2] untuk menaikkan nilai oktan bahan bakar
IV. PENCEMARAN DAN PENANGGULANGANNYA
Manusia senantiasa dapat terpapar logam berat di lingkungan kehidupannya sehari-hari. Dilingkungan yang kadar logam beratnya cukup tinggi, kontaminasi dalam makanan, air dan udara dapat menyebabkan keracunan. Timbal (plumbum /Pb ) atau timah hitam adalah satu unsur logam berat yang lebih tersebar luas dibanding kebanyakan logam toksik lainnya. Kadarnya dalam lingkungan meningkat karena penambangan, peleburan dan berbagai penggunaannya dalam industri. Timbal berupa serbuk berwarna abu-abu gelap digunakan antara lain sebagai bahan produksi baterai dan amunisi, komponen pembuatan cat, pabrik tetraethyl lead, pelindung radiasi, lapisan pipa, pembungkus kabel, gelas keramik, barang-barang elektronik, tube atau container, juga dalam proses mematri. Keracunan dapat berasal dari timbal dalam mainan, debu ditempat latihan menembak, pipa ledeng, pigmen pada cat, abu dan asap dari pembakaran kayu yang dicat, limbah tukang emas, industri rumah, baterai dan percetakan. Makanan dan minuman yang bersifat asam seperti air tomat, air buah apel dan asinan dapat melarutkan timbal yang terdapat pada lapisan mangkuk dan panci. Sehingga makanan atau minuman yang terkontaminasi ini dapat menimbulkan keracunan. Bagi kebanyakan orang, sumber utama asupan Pb adalah makanan yang biasanya menyumbang 100 – 300 ug per hari Timbal dapat masuk kedalam tubuh manusia melalui pernafasan, pemaparan maupun saluran pencernaan. Di dalam tubuh manusia, timbal dapat menghambat aktifitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin yang dapat menyebabkan penyakit anemia. Gejala yang diakibatkan dari keracunan logam timbal adalah kurangnya nafsu makan, kejang, kolik khusus, muntah dan pusing-pusing. Timbal dapat juga menyerang susunan saraf dan mengganggu sistem reproduksi, kelainan ginjal, dan kelainan jiwa.Lebih kurang 90 % partikel timbal dalam asap atau debu halus di udara dihisap melalui saluran pernafasan. Penyerapan di usus mencapai 5 – 15 % pada orang dewasa. Pada anak-anak lebih tinggi yaitu 40 % dan akan menjadi lebih tinggi lagi apabila si anak kekurangan kalsium, zat besi dan zinc dalam tubuhnya. Timbal (Plumbum) beracun baik dalam bentuk logam maupun garamnya. Garamnya yang beracun adalah : timbal karbonat
( timbal putih ); timbal tetraoksida ( timbal merah ); timbal monoksida; timbal sulfida; timbal asetat ( merupakan penyebab keracunan yang paling sering terjadi ). Ada beberapa bentuk keracunan timbal, yaitu keracunan akut, subakut dan kronis. Logam timbal (Pb) berasal dari buangan industri metalurgi, yang bersifat racun dalam bentuk Pb-arsenat. Dapat juga berasal dari proses korosi lead bearing alloys. Kadang-kadang terdapat dalam bentuk kompleks dengan zat organik seperti hexaetil timbal, dan tetra alkil lead (TAL) Pada hewan dan manusia timbal dapat masuk ke dalam tubuh melalui makanan dan minuman yang dikomsumsi serta melalui pernapasan dan penetrasi pada kulit. Untuk mengurangi kadar Pb dalam udara, pemerintah menganjurkan penghapusan logam Pb di dalam bensin. Karena produsen terbanyak yang menghasilkan Pb adalah dari gas buangan kendaraan bermotor.
V. DAFTAR PUSTAKA
http://www.rsc.org/chemistryworld/ www.chem-is-try.org/.../mengapa-timbal-beracun-teori-kuantum-menjawabnya/ www.chem-is-try.org/tabel_periodik/timbal/
MAKALAH PENGETAHUAN BAHAN LOGAM Mg, Pb DAN PADUANNYA Dosen Pembimbing : Oleh Gatot Robi
(08401043)
Januarni R
(08401046)
KELOMPOK 2 KELAS 2B
JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2009
