MAKALAH TEKNOLOGI BAHAN DAN KOROSI SENG (Zn)
DISUSUN OLEH : KELOMPOK
:09
ANGGOTA
:
Sri Widya Astuti
: 090405002
Intan Zahara
: 090405004
Dwi Gita Ferani
: 110405106
Dandri Safitri
: 120405010
Brigitta Alphantaria M.
:120405086
Noventa Pramana Gurusinga :120405092 M. Abror Zam-Zami
:120405110
FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KATA PENGANTAR
Dengan segala kerendahan hati penulis ucapkan puji syukur kehadiran Allah SWT atas nikmat dan karunianya yang melimpahkan kepada kita khususnya dalam menyelesaikan makalah ini yang alhamdulilah selesai tepat pada waktunya yang berjudul “ Proses Pembuatan Seng (Zn) Makalah ini berisikan tentang informasi pengertian seng dan proses dalam pembuatan seng. Edisi pertama dari makalah ini menjelaskan kepada pengajar untuk mengetahui pengertian seng dan sifat fisika dan kimiawi serta bagaimana proses dalam pembuatan seng. Makalah ini kami akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang kami miliki sangat kurang. Oleh karena itu kami harapkan kepada pembaca untuk dapat memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk kesempurnaan makalah ini. Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam menyusun makalah ini dari awal sampai akhir.
PENDAHULUAN Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida).Kuningan, yang merupakan campuran aloi tembaga dan seng, telah lama digunakan paling tidak sejak abad ke-10 SM. Logam seng tak murni mulai diproduksi secara besarbesaran pada abad ke-13 di India, manakala logam ini masih belum di kenal oleh bangsa Eropa sampai dengan akhir abad ke-16. Para alkimiawan membakar seng untuk menghasilkan apa yang mereka sebut sebagai "salju putih" ataupun "wol filsuf". Kimiawan Jerman Andreas Sigismund Marggraf umumnya dianggap sebagai penemu logam seng murni pada tahun 1746. Karya Luigi Galvani dan Alessandro Volta berhasil menyingkap sifat-sifat elektrokimia seng pada tahun 1800. Pelapisan seng pada baja untuk mencegah perkaratan merupakan aplikasi utama seng. Aplikasi-aplikasi lainnya meliputi penggunaannya pada baterai dan aloi. Terdapat berbagai jenis senyawa seng yang dapat ditemukan, seperti seng karbonat dan seng glukonat (suplemen makanan), seng klorida (pada deodoran), seng pirition (pada sampo anti ketombe), seng sulfida (pada cat berpendar), dan seng metil ataupun seng dietil di laboratorium organik. Dari pernyataan di atas maka penulis akan mencoba mendiskripsikan mengenai unsur umum seng. Baik itu merupakan pengertian seng, sifat fisik, keberadaan unsur seng di muka bumi, bentuk isotop dari seng, sifat-sifat kimia seng, senyawa-senyawa dari unsur seng dan proses pengolahan seng dari bahan mentah menjadi bahan jadi.
ISI A. Defenisi Seng
Seng diambil dari bahasa Belanda yaitu zink adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik. Beberapa aspek kimiawi seng mirip dengan magnesium. Hal ini dikarenakan ion kedua unsur ini berukuran hampir sama. Selain itu, keduanya juga memiliki keadaan oksidasi +2. Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida). Kuningan, yang merupakan campuran aloi tembaga dan seng, telah lama digunakan paling tidak sejak abad ke-10 SM. Logam seng tak murni mulai diproduksi secara besarbesaran pada abad ke-13 di India, manakala logam ini masih belum di kenal oleh bangsa Eropa sampai dengan akhir abad ke-16. Para alkimiawan membakar seng untuk menghasilkan apa yang mereka sebut sebagai "salju putih" ataupun "wol filsuf". Kimiawan Jerman Andreas Sigismund Marggraf umumnya dianggap sebagai penemu logam seng murni pada tahun 1746. Karya Luigi Galvani dan Alessandro Volta berhasil menyingkap sifat-sifat elektrokimia seng pada tahun 1800. Pelapisan seng pada baja untuk mencegah perkaratan merupakan aplikasi utama seng. Aplikasi-aplikasi lainnya meliputi penggunaannya pada baterai dan aloi. Terdapat berbagai jenis senyawa seng yang dapat ditemukan, seperti seng karbonat dan seng glukonat (suplemen makanan), seng klorida (pada deodoran), seng pirition (pada sampo anti ketombe), seng sulfida (pada cat berpendar), dan seng metil ataupun seng dietil di laboratorium organik. Seng merupakan zat mineral esensial yang sangat penting bagi tubuh. Terdapat sekitar dua milyar orang di negara-negara berkembang yang kekurangan asupan seng. Defisiensi ini juga dapat menyebabkan banyak penyakit. Pada anak-anak, defisiensi ini menyebabkan gangguan pertumbuhan, mempengaruhi pematangan seksual, mudah terkena infeksi, diare, dan setiap tahunnya menyebabkan kematian sekitar 800.000 anak-anak di seluruh dunia.
Konsumsi seng yang berlebihan dapat menyebabkan ataksia, lemah lesu, dan defisiensi tembaga. Dalam bahasa sehari-hari, seng juga dimaksudkan sebagai pelat seng yang digunakan sebagai bahan bangunan. B. Karakteristik dan Sifat-Sifat Seng Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau, dan bersifat diamagnetik. Walau demikian, kebanyakan seng mutu komersial tidak berkilau. Seng sedikit kurang padat daripada besi dan berstruktur kristal heksagonal.Lehto 1968. Logam ini keras dan rapuh pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempa antara 100 sampai dengan 150 °C. Di atas 210 °C, logam ini kembali menjadi rapuh dan dapat dihancurkan menjadi bubuk dengan memukul-mukulnya. Seng juga mampu menghantarkan l.
Keterangan Umum Unsur Nama, Lambang, Nomor atom
seng, Zn, 30
Deret kimia
logam transisi
Golongan, Periode, Blok
12, 4, d
Penampilan
abu-abu muda kebiruan
Massa atom
65,409(4) g/mol
Konfigurasi elektron
[Ar] 3d10 4s2
Jumlah elektron tiap kulit
2, 8, 18, 2
Ciri-ciri fisik Fase
padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar)
7,14 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur
6,57 g/cm³
Titik lebur
692,68 K (419,53 °C, 787,15 °F)
Titik didih
1180 K (907 °C, 1665 °F)
Kalor peleburan
7,32 kJ/mol
Kalor penguapan
123,6 kJ/mol
Kapasitas kalor
(25 °C) 25,390 J/(mol·K)
Tekanan uap P/Pa
1
10
100
1k
10 k
100 k
pada T/K
610
670
750
852
990
(1185)
Ciri-ciri atom Struktur kristal
Heksagonal
Bilangan oksidasi
2 (Oksida amfoter)
Elektronegativitas
1,65 (skala Pauling)
Energi ionisasi
pertama: 906,4 kJ/mol ke-2: 1733,3 kJ/mol ke-3: 3833 kJ/mol
Jari-jari atom
135 pm
Jari-jari atom (terhitung)
142 pm
Jari-jari kovalen
131 pm
Jari-jari Van der Waals
139 pm
Lain-lain Sifat magnetik
diamagnetik
Resistivitas listrik
(20 °C) 59,0 nΩ·m
Konduktivitas termal
(300 K) 116 W/(m·K)
Ekspansi termal
(25 °C) 30,2 µm/(m·K)
Kecepatan suara (pada wujud kawat)
(suhu kamar) (kawat tergulung) 3850 m/s
Modulus Young
108 Gpa
Modulus geser
43 Gpa
Modulus ruah
70 Gpa
Nisbah Poisson
0,25
Skala kekerasan Mohs
2,5
Kekerasan Brinell
412 Mpa
Isotop iso 64
65
NA
Zn 48,6%
Zn syn
waktu paruh
DM DE (MeV)
DP
Zn stabil dengan 34 neutron ε
-
65
γ
1,1155
-
Cu
244,26 hari
66
Zn 27,9%
Zn stabil dengan 36 neutron
67
Zn 4,1%
Zn stabil dengan 37 neutron
68
Zn 18,8%
Zn stabil dengan 38 neutron
70
Zn 0,6%
Zn stabil dengan 40 neutron
Kadar komposisi unsur seng di kerakbumi adalah sekitar 75 ppm (0,007%). Hal ini menjadikan seng sebagai unsur ke-24 palingmelimpah di kerak bumi. Tanah mengandung sekitar 5±770 ppm seng dengan rata-ratanya 64ppm. Sedangkan pada air laut kadar sengnya adalah 30 ppb dan pada atmosfer kadarnyahanya 0,1±4 µg/m3. Logam Zn umumnya tidak bereaksi dengan molekul air. Ion pelindungtidak akan melarutkan lapisan Seng Hidroksida (Zn(OH)2) dengan ion OH terlarut. Reaksi inidapat dituliskan : Zn2 + 2OH → Zn(OH)2 (s) Seng akan bereaksi dengan ion H+, sesuai reaksi
Zn(s) + 2H+ →Zn2+ (aq) + H2(g) Reaksi ini melepaskan hydrogen, dimana terjadi letupan oksigen. Garam Zn dapat menyebabkan tingginya kekeruhan bila konsentrasinya terlalu tinggi. Akumulasi Zn dapat membuat air menjadi berasa tidak enak umumnya sekitar 2 mg Zn2+/L.Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau, dan bersifat diamagnetik.Logam ini keras dan rapuh pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempa antara 100°C sampai dengan 150 °C. Di atas 210 °C, logam ini kembali menjadi rapuh dan dapatdihancurkan menjadi bubuk dengan memukulmukulnya. Seng juga mampu menghantarkanlistrik. Dibandingkan dengan logam-logam lainnya, seng
memiliki titik lebur (420 °C) dan tidikdidih (900 °C) yang relatif rendah. Dan sebenarnya pun, titik lebur seng merupakan yangterendah di antara semua logam-logam transisi selain raksa dan kadmium.
Keberadaan Zink (Zn)
Seng tidak diperoleh dengan bebas di alam, melainkan dalam bentuk terikat. Mineral yang mengandung seng di alam bebas antara lain kalamin, franklinit, smithsonit (ZnCO3), wilenit, zinkit (ZnO) serta dapat dijumpai dalam sfalerit atau zink blende (ZnS) yang berasosiasi dengan timbal sulfida. Dalam pengolahan seng, pertama-tama bijih dibakar menghasilkan oksida, kemudian direduksi dengan karbon (kokas) pada suhu tinggi dan uap zink yang diperoleh diembunkan. Atau oksida dilarutkan dalam asam sulfat, kemudian zink diperoleh lewat elektrolisis.
Sifat Fisika Zink (Zn)
Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau, dan bersifat diamagnetik. Walau demikian, kebanyakan seng mutu komersial tidak berkilau. Seng sedikit kurang padat daripada besi dan berstruktur kristal heksagonal. Lehto 1968, p. 826 Logam ini keras dan rapuh pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempa antara 100 sampai dengan 150 °C. Di atas 210 °C, logam ini kembali menjadi rapuh dan dapat dihancurkan menjadi bubuk dengan memukul-mukulnya. Seng juga mampu menghantarkan listrik. Dibandingkan dengan logam-logam lainnya, seng memiliki titik lebur (420 °C) dan tidik didih (900 °C) yang relatif rendah. Dan sebenarnya pun, titik lebur seng merupakan yang terendah di antara semua logam-logam transisi selain raksa dan kadmium. Terdapat banyak sekali aloi yang mengandung seng. Salah satu contohnya adalah kuningan (aloi seng dan tembaga). Logam-logam lainnya yang juga diketahui dapat membentuk aloi dengan seng adalah aluminium, antimon, bismut, emas, besi, timbal, raksa, perak, timah, magnesium, kobalt, nikel, telurium, dan natrium. Walaupun seng maupun zirkonium tidak bersifat feromagnetik, aloi ZrZn2 memperlihatkan feromagnetisme di bawah suhu 35 K.
NO.
KLASIFIKASI
SIFAT ZINK
1
Penampilan
Abu-abu muda kebiruan
2
Fase
Padat
3
Massa Jenis
7,14 g/cm3
4
Titik Lebur
692,68 K
5
Titik Didih
1.180 K
6
Kalor Peleburan
7,32 kJ/mol
7
Kalor Penguapan
123,6 kJ/mol
8
Kapasitas Kalor
25,390 J/(mol.K)
9
Elektronegativitas
1,65
10
Energi Ionisasi
(1) 906,4 kJ/mol (2) 1.733,3 kJ/mol (3) 3.833 kJ/mol
11
Jari-jari atom
135 pm
12
Jari-jari kovalen
131 pm
13
Jari-jari Van Der Waals
139
Sifat Kimia Zink (Zn) Reaktivitas seng memiliki konfigurasi elektron [Ar]3d104s2 dan merupakan unsur golongan 12 tabel periodik. Seng cukup reaktif dan merupakan reduktor kuat.. Permukaan logam seng murni akan dengan cepat mengusam, membentuk lapisan seng karbonat, Zn5(OH)6CO3, seketika berkontak dengan karbon dioksida. Lapisan ini membantu mencegah reaksi lebih lanjut dengan udara dan air. Seng yang dibakar akan menghasilkan lidah api berwarna hijau kebiruan dan mengeluarkan asap seng oksida. Seng bereaksi dengan asam, basa, dan non-logam lainnya Seng yang sangat murni hanya akan bereaksi secara lambat dengan asam pada suhu kamar. Asam kuat seperti asam klorida maupun asam sulfat dapat menghilangkan lapisan pelindung seng karbonat dan reaksi seng dengan air yang ada akan melepaskan gas hidrogen. Seng secara umum memiliki keadaan oksidasi +2. Ketika senyawa dengan keadaan oksidasi +2 terbentuk, elektron pada kelopak elektron terluar s akan terlepas, dan ion seng yang terbentuk akan memiliki konfigurasi [Ar]3d10. Hal ini mengijinkan pembentukan empat ikatan kovalen dengan menerima empat pasangan elektron dan mematuhi kaidah oktet. Stereokimia senyawa yang dibentuk ini adalah tetrahedral dan ikatan yang terbentuk dapat dikatakan sebagai sp3. Pada larutan akuatik, kompleks oktaherdal, [Zn(H2O)6]2+, merupakan spesi yang dominan. Penguapan seng yang dikombinasikan dengan seng klorida pada temperatur di atas 285 °C mengindikasikan adanya Zn2Cl2 yang terbentuk, yakni senyawa seng yang berkeadaan oksidasi +1. Tiada senyawa seng berkeadaan oksidasi selain +1 dan +2 yang diketahui. Perhitungan teoritis mengindikasikan bahwa senyawa seng dengan keadaan oksidasi +4 sangatlah tidak memungkinkan terbentuk. Sifat kimiawi seng mirip dengan logam-logam transisi periode pertama seperti nikel dan tembaga. Ia bersifat diamagnetik dan hampir tak berwarna. Jari-jari ion seng dan magnesium juga hampir identik. Oleh karenanya, garam kedua senyawa ini akan
memiliki struktur kristal yang sama. Pada kasus di mana jari-jari ion merupakan faktor penentu, sifat-sifat kimiawi keduanya akan sangat mirip. Seng cenderung membentuk ikatan kovalen berderajat tinggi. Ia juga akan membentuk senyawa kompleks dengan pendonor N- dan S-. Senyawa kompleks seng kebanyakan berkoordinasi 4 ataupun 6 walaupun koordinasi 5 juga diketahui ada.
Zn tidak dapat ditarik oleh magnet (diamagnetik) sebab semua elektronnya telah berpasangan dengan struktur kristal heksagonal. a. Reaksi dengan udara Seng terkorosi pada udara yang lembab. Logam seng dibakar untuk membentuk seng (II) oksida yang berwarna putih dan apabila dipanaskan lagi, maka warna akan berubah menjadi kuning. 2Zn(s) + O2(g) → 2ZnO(s) b. Reaksi dengan halogen Seng bereaksi dengan bromine dan iodine untuk membentuk seng (II) dihalida. Zn(s) + Br2(g) → ZnBr2(s) Zn(s) + I2(g) → ZnI2(s) c. Reaksi dengan asam Seng larut perlahan dalam asam sulfat encer untuk membentuk gas hidrogen. Zn(s) + H2SO4(aq) → Zn2+(aq) +SO42- (aq) + H2(g) Reaksi seng dengan asam pengoksidasi seperti asam nitrit dan HNO3 sangat kompleks dan bergantung pada kondisi yang tepat. d. Reaksi dengan basa Seng larut dalam larutan alkali seperti potassium hidroksida dan KOH untuk membentuk zinkat. Persenyawaan a. Zink klorida (ZnCl2) Senyawa ini bersifat molekuler, bukan ionik karena memiliki titik leleh nisbi rendah dan mudah menyublim. b. Zink oksida (ZnO) Bersifat amfoterik dan membentuk zinkat dengan basa. Zink oksida dibuat melalui oksida zink panas di udara. c. Zinkat Adalah garam yang terbentuk oleh larutan zink atau oksida dalam alkali. Rumusnya sering ditulis ZnO22- walaupun dalam larutan berair ion yang mungkin adalah ion kompleks dengan ion Zn2- terkoordinasi dengan ion OH-. Ion ZnO22- dapat berada
sebagai lelehan natrium zinkat, tetapi kebanyakan zinkat padat adalah campuran dari berbagai oksida. d. Zink blende Struktur krital dengan atom zink yang dikelilingi oleh empat atom sulfur pada sudutsudut tetrahedron, setiap sulfur dikelilingi oleh empat atom zink. Kristal ini tergolong sistem kubus. e. Zink sulfat Bentuk umumnya adalah ZnSO4.7H2O Senyawa ini kehilangan air diatas 30°C menghasilkan heksahidrat dan molekul air selanjutnya dilepaskan diatas 100°C menghasilkan monohidrat. Garam anhidrat terbentuk pada 450°C dan ini mengurai diatas 500°C. f. Zink sulfide (ZnS) Menyublim pada 1180 °C. g. Zink hidroksida Zn(OH)2 Zn hidroksi bersifat amfoter dan dapat membentuk kompleks amina bila direaksikan dengan ammonia kuat berlebih.
Reaktivitas seng memiliki konfigurasi elektron [Ar]3d104s2 dan merupakan unsur golongan 12 tabel periodik. Seng cukup reaktif dan merupakan reduktor kuat.. Permukaan logam seng murni akan dengan cepat mengusam, membentuk lapisan seng karbonat, Zn5(OH)6CO3, seketika berkontak dengan karbon dioksida. Lapisan ini membantu mencegah reaksi lebih lanjut dengan udara dan air. Seng yang dibakar akan menghasilkan lidah api berwarna hijau kebiruan dan mengeluarkan asap seng oksida. Seng bereaksi dengan asam, basa, dan non-logam lainnya Seng yang sangat murni hanya akan bereaksi secara lambat dengan asam pada suhu kamar. Asam kuat seperti asam klorida maupun asam sulfat dapat menghilangkan lapisan pelindung seng karbonat dan reaksi seng dengan air yang ada akan melepaskan gas hidrogen. Seng secara umum memiliki keadaan oksidasi +2. Ketika senyawa dengan keadaan oksidasi +2 terbentuk, elektron pada kelopak elektron terluar s akan terlepas, dan ion seng yang terbentuk akan memiliki konfigurasi [Ar]3d10. Hal ini mengijinkan pembentukan empat ikatan kovalen dengan menerima empat pasangan elektron dan mematuhi kaidah oktet. Stereokimia senyawa yang dibentuk ini adalah tetrahedral dan ikatan yang terbentuk dapat dikatakan sebagai sp3. Pada larutan akuatik, kompleks oktaherdal, [Zn(H2O)6]2+, merupakan spesi yang dominan. Penguapan seng yang dikombinasikan dengan seng klorida pada temperatur di atas 285 °C mengindikasikan adanya Zn2Cl2 yang terbentuk, yakni senyawa seng yang berkeadaan oksidasi +1. Tiada senyawa seng berkeadaan oksidasi selain
+1 dan +2 yang diketahui. Perhitungan teoritis mengindikasikan bahwa senyawa seng dengan keadaan oksidasi +4 sangatlah tidak memungkinkan terbentuk. Sifat kimiawi seng mirip dengan logam-logam transisi periode pertama seperti nikel dan tembaga. Ia bersifat diamagnetik dan hampir tak berwarna. Jari-jari ion seng dan magnesium juga hampir identik. Oleh karenanya, garam kedua senyawa ini akan memiliki struktur kristal yang sama. Pada kasus di mana jari-jari ion merupakan faktor penentu, sifatsifat kimiawi keduanya akan sangat mirip. Seng cenderung membentuk ikatan kovalen berderajat tinggi. Ia juga akan membentuk senyawa kompleks dengan pendonor N- dan S-. Senyawa kompleks seng kebanyakan berkoordinasi 4 ataupun 6 walaupun koordinasi 5 juga diketahui ada.
C. Proses Pengolahan Seng Proses pembuatan seng dari bahan mentah hingga bahan jadi dimulai dari proses pemotongan bahan baku kemudian dijadikan dalam bentuk road coil roll (dalam keadaan gulungan lapis), bahan mentah yang sering digunakan adalah berupa seng yang banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida). Setelah mendapatkan bahan mentah yang akan di jadikan bahan jadi dengan proses pencucian dengan air yang bersuhu 70-80 derajat celcius, hal ini bertujuan agar unsur yang ada pada bahan mentah yang merupakan hasil dari bahan tambang bersih dari unsur lain. Setelah itu kemudian dilanjutkan dengan proses pelapisan baja dengan menggunakan ammonium dan zat aditif lainnya, hal ini bertujuan agar seng dapat tampang mengkilat dan tidak mudah berkarat. Selanjutnya setelah melalui proses pelapisan baja hasil dari pelapisan tersebut dikeringkan dengan melewati mesin pengeringan dengan suhu 500 derajat celcius sehingga seng dan lapisan baja beserta zat aditif lainnya dapat menyatu dengan seng dalam bentuk plat. Setelah itu didinginkan, seng dalam bentuk plat disusun rapi kemudian terakhir di masukkan ke mesin gelombang sehingga dapat terbentuk plat seng yang pipih elastis dan bergelombang rapi. Selanjutnya setelah melewati berbagai tahapan dan telah berbentuk gelombang dan rapi maka seng siap didistribusikan kepasaran. D. Keberadaan Seng (Zn) Keberadaan logam Seng (Zn) dapat berasal dari proses alamiah maupun adisi dari limbah industri dan pertanian. Pada lahan pertanian, seng sangat diperlukan untuk kesuburan tanah. Seng (Zn) adalah unsur hara mikro esensial bagi manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan tingkat tinggi. Kandungan Zn total rataan pada litosfir sekitar 80 mg/kg .Mineral-mineral sebagai sumber utama yang kaya Zn dalam tanah adalah sphalerite dan wurtzite (ZnS), dan sumber yang sangat kecil dari mineral-mineral smithsonites (ZnCO3), willemite (Zn2SiO4), zincite (ZnO), zinkosite (ZnSO4), franklinite (ZnFe2O4), dan hopeite (Zn3(PO4)2.4H2O . Pada batuan magmatik Zn terdistribusi merata, dan kandungannya berbeda pada
batuan asam dan basik yaitu dari 40 mg/kg dalam batuan granit dan 100 mg/kg dalam batuan basaltik. Pelarutan mineral-mineral tersebut di atas dapat terjadi secara alami sehingga unsur-unsur yang terkandung di dalamnya terbebas dalam bentuk ion. Ion Zn++ yang terbebas mengalami proses lebih lanjut, terikat dengan matriks tanah atau bereaksi dengan unsur-unsur lain. Sehingga Zn dalam tanah dikelompokkan dalam bentuk-bentuk kelompok mudah tersedia sampai tidak tersedia bagi tanaman, yaitu bentuk terlarut dalam air, dapat dipertukarkan (terikat pada koloid-koloid bermuatan listrik), teradsorpsi dalam bentuk khelat atau bentuk senyawa kompleks (ikatan logam pada ligand organik), liat mineral sekunder dan oksida metalik tidak larut, serta dalam bentuk mineral primer . Endapan Zn dapat terbentuk dengan senyawa-senyawa hidroksida, karbonat, fosfat, sulfida, molibdat, dan asam-asam organik yang terdiri dari humat, fulvat, dan ligand organik. Asam-asam organik berasal dari dekomposisi senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam bahan organik (Bohn et al., 1979). Adsorpsi Zn++ yang kuat dalam tanah dapat terjadi dengan adanya bagan organik dan mineral liat, dan hal ini berhubungan dengan kapasitas kation tanah dan keasaman tanah Kelarutan atau kestabilan setiap bahan dalam tanah dapat diramalkan dengan menggunakan reaksi keseimbangan kimia dengan nilai K sebagai parameternya, dan disebut juga hasil kali kelarutan (solubility product, Ko) (Lahuddin dan Mukhlis, 2007). Reaksi kimia unsur Zn sangat bervariasi, seperti juga dengan unsur-unsur lain, tergantung dari bentuk ikatannya, sebagai contoh: Zn++ + 2H-tanah,Zn-tanah + 2H+ Ko = 10 +5,8 = reaksi bolak balik, reaksi keseimbangan Ko = Konstanta keseimbangan reaksi [ ] = konsentrasi aktivitas ion, M Pada reaksi di atas kelihatan bahwa Zn-tanah akan bebas bila ada ion pengganti yaitu H+, bila H+ meningkat dalam lingkungan reaksi, reaksi cenderung bergerak ke kanan sehingga Zn++ meningkat. Selanjutnya: Ko = [Zn++]/[H+]2 = 10+5,8 , log Ko = log [Zn++] – log [H+]2 = log 10+5,8 Log [Zn++] = 5,8 + 2log [H+], log [Zn++] = 5,8 – 2 pH, Bila pH = 4,5 maka log [Zn++] = 5,8 – 9 = – 3,2, sehingga log [Zn++] = log 10-3,2 , [Zn++] = 10-3,2 M. pada pH = 9,0; maka log [Zn++] = 5,9 – 18 = – 12,1, dan log [Zn++] = log 10 – 12,1 , maka [Zn++] = 10 – 12,1 M Kelihatan bahwa pada pH rendah (pH = 4,5) kadar Zn++ lebih tinggi (10-3,2 M) dibanding dengan kadar Zn++ pada pH = 9,0 (10-12,1 M). Dengan kata lain keasaman makin tinggi kelarutan Zn tinggi dan sebaliknya pada keasaman rendah
kelarutan Zn rendah. Beberapa reaksi lain sebagai contoh dikemukakan sebagai berikut: Zn (c), Ko = 10-25,80Reaksi redoks, Zn++ + 2ePada reaksi redoks ini dibutuhkan sumber donor elektron dari unsur – unsur lain atau unsur-unsur yang lebih kuat untuk mereduksi Zn++. Kondisi reduktif dapat terjadi dengan dilakukan penggenangan. 2Zn++ + H4SiO4,Mineral willemite, Zn2SiO4 + 4H+ Ko = [Zn++]2[H4SiO4]/[H+]4 =10 +13,15. Zn++ + 2H2O, Ko = 10 + 12,48Hidroksida, Zn(OH)2 + 2H+ Zn(OH)2 + 2H+, Ko = 10 -16,80Hidrolisis, Zn++ + 2H2O -
ZnHPO4 + H+, Ko = 10-3,90Kompleks Fosfat, Zn++ + H2PO4Formula-formula di atas menunjukkan bahwa kelarutan Zn tanah atau mineralmineral Zn dalam tanah meningkat dengan meningkatnya aktivitas ion H+ dalam larutan tanah atau sebaliknya. Dengan kata lain kestabilan atau kelarutan senyawa Zn sangat dipengaruhi oleh keasaman tanah, makin tinggi keasaman tanah makin tinggi kelarutan Zn, sebaliknya makin rendah keasaman tanah makin rendah kelarutan Zn. Sebaliknya reaksi hidrolisis dan kompleks dengan ion-ion lain bereaksi lamban untuk membentuk senyawa kompleks. Nilai konstanta Ko yang besar menunjukkan hasil reaksi lebih besar dibanding bahan pereaksi, sehingga reaksi lebih kuat ke arah kanan, sebaliknya apabila nilai Ko sangat kecil reaksi ke kanan agak lamban. Penambahan unsur logam pada tanah dapat terjadi dengan berbagai cara yaitu melalui polusi, penggunaan sarana produksi seperti pupuk, pestisida dan fungisida, sehingga terjadi kontaminasi logam-logam pada tanah dan tumbuh-tumbuhan. Penambahan logam Zn ke tanah melalui polusi umumnya terjadi di daerah – daerah industri peleburan bahan tambang seng.
Kadar komposisi unsur seng di kerak bumi adalah sekitar 75 ppm (0,007%). Hal ini menjadikan seng sebagai unsur ke-24 paling melimpah di kerak bumi. Tanah mengandung sekitar 5–770 ppm seng dengan rata-ratanya 64 ppm. Sedangkan pada air laut kadar sengnya adalah 30 ppb dan pada atmosfer kadarnya hanya 0,1–4 µg/m3. Unsur ini biasanya ditemukan bersama dengan logam-logam lain seperti tembaga dan timbal dalam bijih logam. Sfalerit, yang merupakan salah satu bentuk kristal seng sulfida, merupakan bijih logam yang paling banyak ditambang untuk mendapatkan seng karena ia mengandung sekitar 60-62% seng. E. Produksi Seng
a.
Bijih utama seng adalah sfarelit atau zinc blende, mengandung zinc sulfide (ZnS). Bijih penting
yang
lain
adalah smithsonite mengandung zinc
carbonate (ZnCO3),
dan hemimorphate mengandung hydrous zinc silicate (Zn4Si2O7OH-H2O) b. Sfarelit harus
dikonsentrasikan
karena
hanya
mengandung
sedikit
sulfida
seng
(disebut beneficiated). Pertama bijih dihancurkan, digerinda dengan air pada ball mill untuk menghasilkan adukan rata (slurry). Lalu ditambahkan zat penghasil busa (frothing agent) untuk mendorong bahan mineral mengambang pada permukaan, sehingga dapat disaring/dipisahkan dari mineral yang tingkatnya lebih rendah. Sulfida seng dengan konsentrasi lebih tinggi lalu dipanggang pada suhu sekitar 1230o C, sehingga oksida seng (ZnO) dapat terbentuk dari reaksi tersebut. c.
Terdapat berbagai proses thermochemical digunakan untuk memisahkan Zn dari oksidanya, semua menggunakan Carbon. Carbon berikatan dengan oksigen membentuk CO dan/atau CO2. Sehingga Zn terbebas dalam bentuk uap (vapor) yang kemudian dipadatkan untuk memperoleh logam yang diinginkan.
d. Proses elektrolisa juga digunakan luas, sekitar setengah dari produksi seng dunia. Proses ini dimulai dengan ZnO diencerkan memakai asam sulfat (H2SO4) menghasilkan Zinc sulfate (ZnSO4) dilanjutkan elektrolisa untuk memisahkan seng hingga dihasilkan logam murni. F.
Paduan Seng a.
Seng paduan–tuangan (Zinc die- casting Alloys) Proses pengecoran merupakan salah satu proses pembentukan benda kerja yang efisien dan dapat membentuk benda kerja hingga bagian yang tersulit secara tepat dan akurat dengan sedikit atau tidak sama sekali memerlukan proses pemesinan (macining). Keberhasilan dalam proses pembentukan benda kerja dengan cara pengecoran relative ditentukan oleh tingkat kerumitan bentuk benda kerja itu sendiri. Paduan Seng merupakan salah satu bahan cor yang baik dimana Seng memiliki titik cair yang rendah, sehingga dapat dibentuk dengan berbagai metoda pengecoran. Pressure die Casting dengan “hot chamber system” merupakan proses pengecoran yang paling mudah dan cepat.
Paduan Seng yang dibentuk melalui proses pengecoran digunakan secara luas dalam pembuatan peralatan rumah tangga tempat peralatan optic, sound reproducing instrument part, mainan dan komponen ringan dari kendaraan dan lain lain. Paduan Seng juga dapat difinishing dengan pengecatan atau “electroplating”. Dalam pelaksanaannya Proses pembentukan benda kerja dengan cara pengecoran yang menggunakan paduan seng ini sering ditambahkan unsur Aluminium untuk menurunkan titik cairnya serta meningkatkan tegangannya dengan komposisi sebagaimana diperlihatkan pada bagian dari diagram keseimbangan dari paduan Seng- Aluminium berikut. Diagram kesimbangan paduan SengAluminium (Gambar 1.18) mengindikasikan bahwa dengan penambahan sedikit kadar Aluminium yang masuk kedalam larutan padat dari Seng akan menghasilkan eutectic dimana pada Aluminium mengandung 5 % Seng. Sebagaimana dilakukan pada beberapa jenis paduan lainnya dimana dilakukan “ageing” untuk penuaan melalui pemadatan cepat dalam proses die-Casting, walaupun mengakibatkan penurunan angka kekerasan, nilai impact serta kekuatan tariknya akan tetapi keuletan (ductility) nya akan meningkat secara actual tergantung pada lamanya proses dan kondisi ageing tersebut, biasanya mencapai 5 minggu. Dengan demikian akan diperoleh sifat yang disebut “original-properties”. Setelah proses ageing ini Casting akan menyusut untuk waktu selama 8 tahun dengan kehilangan dimensinya sebesar 0,0015 mm/mm, akan tetapi keadaan ini dapat direduksi dengan proses stabilizing yakni memberikan pemanasan pada temperature 1000 C sebelum machining. G. Sfalerit Unsur ini biasanya ditemukan bersama dengan logam-logam lain seperti tembaga dan timbal dalam bijih logam. Seng diklasifikasikan sebagai kalkofil, yang berarti bahwa unsur ini memiliki afinitas yang rendah terhadap oksigen dan lebih suka
berikatan dengan belerang. Kalkofil terbentuk ketika kerak bumi memadat di bawah kondisi atmosfer bumi awal yang mendukung reaksi reduksi.Sfalerit, yang merupakan salah satu bentuk kristal seng sulfida, merupakan bijih logam yang paling banyak ditambang untuk mendapatkan seng karena ia mengandung sekitar 60-62% seng. Mineral lainnya juga mengandung seng meliputi smithsonit (seng karbonat), hemimorfit (sengsilikat), wurtzit (bentuk seng sulfida lainnya), dan hidrozinkit. Terkecuali wurtzit, kesemua mineral ini terbentuk oleh karena proses cuaca seng sulfida primordial. Total keseluruhan kandungan seng di seluruh dunia adalah sekitar 1,8 gigaton. Hampir sekitar 200 megatonnya dapat diperoleh secara ekonomis pada tahun 2008. Kandungan besar seng dapat ditemukan di Australia, Kanada, dan Amerika Serikat. Berdasarkan laju konsumsi seng sekarang ini, cadangan seng diperkirakan akan habis antara tahun 2027 sampai dengan 2055. Sekitar 346 megaton seng telah ditambang sepanjang sejarahnya sampai dengan tahun 2002. Selain itu, diperkirakan pula sekitar 109 megatonnya masih digunakan. H. Sumber Daerah Penghasil Seng (Zn)
Penelitian-penelitian berdasarkan analisis contoh tanah berasal dari daerah industri logam menemukan kadar Zn sekitar 250–37200 mg/kg (di Inggris), 1665–4245 mg/kg (di Polandia), 400–4245 mg (di Rusia), 1310–1780 mg/kg tanah khususnya pada tanah tergenang di Jepang Sedangkan kandungan total Zn tanah rataan hanya sekitar 50 mg/kg tanah. Penambahan Zn dari sewage sludge (limbah tinja) tidak kalah pentingnya. Limbah ini setelah diolah diaplikasikan
ke
lahan
pertanian.
Hasil penelitian di Amerika Serikat menunjukkan bahwa aplikasi limbah ini pada lahan meningkatkan kadar Zn sampai mencapai maksimum 290–4937 kg Zn/ha, di Eropa aplikasi terus menerus mencapai 745–4882 kg Zn/ha lahan. Penelitian di Perancis melaporan bahwa kandungan total Zn meningkat dari 8,1 mg/kg pada petak tanpa perlakuan menjadi 1074 mg/kg tanah pada petak dengan perlakuan limbah secara kumulatif (Juste dan Mench, 1992). I. Kegunaan Seng (Zn) dalam Industri “Pembuatan Material Pengendalian Korosi Dengan Memenfaatkan Potensi Lokal Untuk Aplikasi Perkapalan Di Pulau Jawa” Penggunaan seng (Zn) sebagai bahan baku anoda akan memperlambat laju korosi sturktur baja di lingkungan maritim. Hal itu dikarenakan Zn sebagai anoda akan bereaksi dengan oksigen dan air sehingga Zn akan terkorosi lebih dahulu dan membuat katoda (stuktur baja) akan tetap bertahan dari serangan korosi.
Dengan terkuasainya teknologi pembuatan anoda Zn oleh industry dan menengahkan dengan memanfaatkan potensi yang ada didaerah yang ada, maka akan meningkatkan kemampuan sumber daya manusia (SDM) di daerah, sehingga akan meningkatkan pula perekonomian Indonesia khususnya di daerah lingkungan industry kecil dan menengah. Hal ini berarti dapat menekankan atau menurunkan harga jual anoda Zn tetapi dengan kualitas yang sangat baik tidak kalah bersainng dengan produsen luar.
Pada industri tekstil, logam seng dapat berfungsi sebagai bahan kimia tambahan pada proses penyempurnaan akhir juga untuk pengawetan serat khususnya anti jamur (fungisida) dan insektisida. Logam seng juga merupakan bagian dari penyusun zat warna
tekstil
terutama
zat
warna
dari
komplek
logam
dan
pigmen.
Logam seng digunakan untuk melapisi besi atau galvanis (electroplating) untuk melindungi dari korosi. Seng yang bereaksi dengan uap air dan CO2, membentuk lapisan tipis Zn(OH)2, ZnCO3, yang tahan korosi. Zn juga banyak digunakan dalam industri baterai. ZnS digunakan sebagai bahan penyusun jenis pupuk, ZnCl2 pada industri kertas, ZnO digunakan pada obat salep, cat, dan katalis, serta Zn bacitracine digunakan sebagai perangsang pada peternakan hewan. Isotop 65Zn berasal dari reaktor nuklir khususnya pada sistem air pendingin dan dapat uk obat. Zn sebagai limbah radionuklida dari unsur valensi II banyak berasal dari hasil fisi dalam bahan bakar nuklir maupun hasil aktivasi neutron dalam reaktor. Limbah yang mengandung radionuklida tersebut dapat dimasukkan kedalam kategori aktivitas tinggi
atau
aktivitas
rendah
dan
sedang
.
Pada proses industri barang jadi lateks digunakan logam berat dalam bentuk ZnO sebagai akselerator proses vulkanisasi karet. Pada proses vulkanisasi barang jadi lateks digunakan ZnO sebagai akselerator untuk mengontrol proses awal dan laju vulkanisasi, serta reaksi lanjut antara belerang dengan elastomer. Senyawa ZnO yang digunakan akan larut pada proses pencucian untuk menghilangkan sisa asam asetat (koagulan) pada barang jadinya, dan pada akhir proses, ion Zn2+ terbawa dalam limbah industri barang jadi karet dalam konsentrasi mencapai 300 ppm . Zn sebagan ZnPto (Zinc pyrithione) juga digunakan dalam produk sampo sebagai bahan nutrisi bagi rambut untuk mencegah anti ketombe.
PENUTUP • Seng merupakan unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik. •
Bijih
seng
yang
paling
banyak
ditambang
adalah
sfalerit
(seng
sulfida).
• Sifat fisiknya adalah Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau. • Kadar komposisi unsur seng di kerak bumi adalah sekitar 75 ppm (0,007%). Hal ini menjadikan seng sebagai unsur ke-24 paling melimpah di kerak bumi dengan lima isotop stabil. • Sifat kimiawi seng mirip dengan logam-logam transisi periode pertama seperti nikel dan tembaga.
Ia
bersifat
diamagnetik
dan
hampir
tak
berwarna.
• Proses pembuatan seng diambil dari bahan mentah dalam bentuk gulungan lapis dan kemudian diolah dengan ammonisium dan zat aditif lainnya kemudian di lapisi zat baja, setelah itu didinginkan dan dimasukkan kedalam mesin gelombang dan siap didistribusikan.
DAFTAR PUSTAKA
Okeha,2012. Logam Seng dan Komposisinya. http://okeha.wordpress.com/2012/12/10/logamseng-dan-komposisinya/. http://fasdilahali.blogspot.com/2012/05/unsur-zn.html http://adripermana.wordpress.com/2009/02/13/sumber-zinc-dan-gunanya/ http://bilangapax.blogspot.com/2011/02/seng.html http://www.slideshare.net/memedz/bahan-seng http://jawaposting.blogspot.com/2010/01/makalah-pengertian-zn-seng.html http://habib-geo.blogspot.com/2012/11/bahan-galian-timah-putih-bauksit.html?spref=fb http://smk3ae.wordpress.com/2009/02/18/metode-pengolahan-seng-zn-suatu-tinjauan-padainstalasi-pengolahan-air/
Cahyanasuhenda, 2009. Logam Seng. http://wismaputih.wordpress.com/2009/12/23/logamseng/ Vogel. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. PT. Kalman Media Pusaka : Jakarta
