COBALT (Co) Cobalt adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Co dan nomor atom 27. Cobalt merupakan unsur transisi yang terletak pada golongan 9 pada periode keempat. Cobalt merupakan logam metalik yang berwarna sedikit berkilauan dan keabu-abuan. Unsur Cobalt di alam selalu didapatkan bergabung dengan nikel dan biasanya juga dengan arsenik. Mineral Cobalt terpenting antara lain Smaltite (CoAs2) dan Cobaltite (CoAsS). Sumber utama kobal disebut “Speisses” yang merupakan sisa dalam peleburan bijih arsen dari Ni, Cu, dan Pb. A. Kelimpahan di Alam Di alam Cobalt terdapat dalam lapisan kerak bumi yaitu sekitar 0,004% (Heslop, 1961) dari berat kerak bumi atau sekitar 30 ppm (Lee, 1991) dari kerak bumi. Terdapat banyak bijih logam yang mengandung Cobalt (mineral Cobalt) yang dikomersilkan yaitu Cobaltit (CoAsS), Smaltite (CoAs2), Linnaeite (Co3S4), dan Skutterudite (CoNi)As3 yang mengandung unsur – unsur As4 – plannar. Persenyawaan Cobalt yang ada di alam selalu ditemukan dengan bijih logam nikel, terkadang juga bersamaan dengan bijih tembaga serta bijih timbal. B. Ekstrasi Secara umum untuk mendapatkan kobalt murni dilakukan reduksi termal terhadap Co3O4 dengan menggunakan logam Aluminium. Namun untuk mendapatkan kobalt oksida itu sendiri sebelumnya dilakukan beberapa tahapan proses, baik untuk memisahkan pengotor – pengotornya maupun logam lain yang biasanya terdapat dengan persenyawaan kobalt di alam. Proses mendapatkan kobalt murni adalah sebagai berikut: (tulis di PDF) C. Pembuatan Cobalt Unsur cobalt diproduksi ketika hidroksida hujan, akan timbul hipoklorit sodium (NaOCl). Berikut reaksinya : 2Co2+(aq)
+
NaOCl(aq)
+
4OH-(aq)
+
H 2O
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 2Co2O3
(heat) +
Co2O3 3C
4Co(s)
+
3H2O
+
3CO2(g)
D. Sifat-sifat Unsur Cobalt 1. Sifat Fisika a. Logam berwarna abu-abu b. Sedikit magnetis c. Melebur pada suhu 14900C dan mendidih pada suhu 35200C d. Memiliki 7 tingkat oksidasi yaitu-1, 0, +1, +2, +3, +4 dan +5 2. Sifat Kimia a. Mudah larut dalam asam-asam mineral encer b. Kurang reaktif c. Dapat membentuk senyawa kompleks d. Senyawanya umumnya berwarna e. Dalam larutan air, terdapat sebagai ion Co2+ yang berwarna merah f. Senyawa-senyawa Co(II) yang tak terhidrat atau tak terdisosiasi berwara biru g. Ion Co3+ tidak stabil, tetapi kompleks-kompleksnya stabil baik dalam bentuk larutan maupun padatan h. Kompleks-kompleks Co (II) dapat dioksidasi menjadi kompleks-kompleks Co (III) i. Bereaksi dengan hidogen sulfida membentuk endapan hitam j. Tahan korosi E. Kegunaan Cobalt dan senyawanya Adapun manfaat-manfaat dari logam cobalt adalah sebagai berikut : 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 magnet.
3.
Digunakan di dalam campuran logam untuk turbin gas generator dan turbin pancaran.
4.
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.
5.
Digunakan sebagai campuran pigmen cat.
6.
Alloy stellit mengandung kobal, khrom, dan wolfram, yang bermanfaat untuk peralatan berat, peralatan yang digunakan pada suhu tinggi, maupun peralatan yang digunakan dengan kecepatan tinggi.
7.
Logam
cobalt
digunakan
dalam
elektroplating
karena
sifat
penampakannya, kekerasannya, dan sifat tahan oksidasinya. 8.
Garam kobal telah digunakan selama berabad-abad untuk menghasilkan warna biru brilian yang permanen pada porselen, kaca, pot, keramik dan lapis e-mail gigi. Garam kobal adalah komponen utama dalam membuat biru Sevre dan biru Thenard. Larutan kobal klorida digunakan sebagai pelembut warna tinta. Kobal digunakan secara hati-hati dalam bentuk klorida, sulfat, asetat, nitrat karena telah ditemukan efektif dalam memperbaiki penyakit kekurangan mineral tertentu pada binatang.
9.
Tanah yang layak mengandung hanya 0.13 – 0.30 ppm kobal untuk makanan binatang.
F. Senyawa-senyawa Cobalt 1. Oksida Cobalt (II) oksida merupakan senyawa berwarna hijau dibuat melalui pemanasan logam, cobalt karbonat, atau nitrat pada suhu 11000C. Cobalt (II) oksida mempunyai struktur NaCl. Pada pemanasan (400 – 500)0C dalam udara dihasilkan senyawa Co3O4. beberapa oksida lain yang dikenal antara lain Co2O3, CoO2 dan oksocobalttat (II) merah Na10[Co4O9]. 2. Halida Halida anhidrat CoX2 dapat dibuat dengan dehidrasi dari hidrat halida dan untuk CoF2 dibuat dengan mereaksikan antara HF dengan CoCl2. Halida klor berwarna biru terang. Reaksi dari flourida atau senyawaan flourinasi lain pada cobalt halida pada temperatur (300 – 400)0C menghasilkan cobalt (III) flourida yang merupakan senyawa berwarna coklat gelap yang umumnya digunakan sebagai zat flourinasi. Cobalt (III) flourida dapat direduksi oleh air. 3. Sulfida Dibentuk dari larutan Co2+ yang direaksikan dengan H2S membentuk endapan CoS berwarna hitam. 4. Garam Bentuk garam cobalt (II) yang paling sederhana dan merupakan garam hidrat. Semua garam hidrat cobalt berwarna merah atau pink dari ion
[Co(H2O)6]2+ yang merupakan ion terkoordinasi oktahedral. Penambahan ion hidroksida pada larutan Co2+ menghasilkan cobalt (II) hidroksida yang berwarna pink atau biru tergantung kondisinya. Hanya yang berwarna pink yang merupakan bentuk paling stabil. Cobalt (II) hidroksida bersifat amfoter bila dilarutkan dalam hidroksida pekat membentuk larutan berwarna biru yang mengandung ion [Co(OH)4]2-. Bentuk garam cobalt (III) sangat sedikit, garam flourida hidrat berwarna hijau CoF3.5H2O dan hidrat sulfat berwarna biru Co2(SO4)3.18H2O dapat dipisahkan pada oksidasi elektrofilik dari Co2+ dalam larutan 40% HF dan H2SO4 8M. 5. Kompleks-Kompleks dari Cobalt(II) dan Cobaltt (III) Kompleks {Co(H2O)6} merupakan kompleks cobalt (II) paling sederhana. Struktur dari komplek cobalt (II) yang paling umum adalah oktahedral atau tetrahedral. Hanya terdapat sedikit perbedaan kestabilan dari kedua jenis ligan yang sama, mungkin berbeda dalam kesetimbangan. Penambahan Cl terlebih pada larutan pink ion akuo akan menghasilkan senyawaan tetrahedral yang berwarna biru. Tanpa adanya ligan lain, oksidasi dari ion {Co(H2O)6}2+ sangat tidak disukai dan ion Co3+ dapat direduksi oleh air. Meskipun demikian oksidasi elektrolitik atau oksidasi O3 dalam larutan asam dingin dengan Co(ClO4)2 menghasilkan ion akuo[Co(H2O)6]3+ yang berada dalam kesetimbangan dengan [Co(OH)(H2O)5]2+. Dengan adanya ligan lain seperti NH3 dapat memperbaiki stabilitas ion Co(III). Dengan adanya ion OH-, Cobalt(II) hidroksida mudah teroksidasi oleh udara menjadi hidrat oksida berwarna hitam. Ion cobalt(III) memperlihatkan afinitas tertentu terhadap donor N seperti NH3, en, EDTA, NCS dan sebagainya dapat membentuk senyawa kompleks yang beragam. Semua kompleks cobalt (III) yang dikenal berstruktur oktahedral. Kompleks cobalt(III) dapat dibuat melalui oksidasi Co2+ dengan adanya ligan, oksigen atau hidrogen peroksida dan katalis karbon. Kedua isomer cis dan trans dari [Coen2Cl2]+ bila dipanaskan dalam air akan mengalami reaksi akuasi. Senyawa [Coen2Cl2]+ bila direaksikan dengan ligan lain akan terjadi pertukaran ligan.
NIKEL Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomor atom 28. Terdapat dua jenis endapan nikel yang bersifat komersil, yaitu: sebagai hasil konsentrasi residu silika dan pada proses pelapukan batuan beku ultrabasa serta sebagai endapan nikel-tembaga sulfida, yang biasanya berasosiasi dengan pirit, pirotit, dan kalkopirit. 1. KELIMPAHAN DI ALAM Kelimpahan nikel dalam kulit bumi berada pada peringkat ke-24, terdapat dalam bijih bersama-sama dengan arsen, antimon, dan belerang. Nikel adalah komponen yang banyak ditemukan dalam meteorit dan menjadi ciri komponen yang membedakan meteorit dari mineral lainnya. Meteorit besi atau siderit, dapat mengandung alloy besi dan nikel yang memiliki kadar 5–25%.. Bijih nikel yang utama diantaranya: Millerit, NiS Smaltit (Fe,Co,Ni)As Nikolit (Ni)As Pentlandite (Ni, Cu, Fe)S Garnierite (Ni, Mg)SiO3.xH2O, merupakan nikel yang terkandung dalam rantai silikat atau hydrosilikat dengan komposisi yang mungkin bervariasi dan mengendap pada celah - celah atau rekahan - rekahan 2. Ekstraksi Ekstraksi logam Ni dapat dilakukan dengan cara pembakaran mineralnya di udara yang akan menghasilkan nikel oksida yang kemudian direduksi menggunakan karbon untuk menghasilkan logam Ni. Kemudian, logam direfining secara elektrolisis atau dengan cara pengubahan Ni(Co)4 lalu diikuti oleh pemuaian termal. Proses ini adalah proses mond yang didasarkan pada fakta bahwa Ni membenuk derivat karbonillebih cepat dibanding logam lainnya. Ni + 4 Co
Ni(Co)4 (lebih detail di kopian)
3. PEMBUATAN Proses pengolahan biji nikel dilakukan untuk menghasilkan nikel matte yaitu produk dengan kadar nikel di atas 75 persen. Tahap-tahap utama dalam proses pengolahan adalah sebagai berikut:
a. Pengeringan di Tanur Pengering bertujuan untuk menurunkan kadar air bijih laterit yang dipasok dari bagian Tambang dan memisahkan bijih yang berukuran 25 mm. b. Kalsinasi dan Reduksi di Tanur untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan sulfidasi. c. Peleburan di Tanur Listrik untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan terak d. Pengkayaan di Tanur Pemurni untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen. e. Granulasi dan Pengemasan untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas. 4. SIFAT – SIFAT Sifat fisika - logam putih keperak-perakan yang berkilat dan keras - dapat ditempa dan ditarik - bersifat feromagnetik - memiliki titik leleh : 1420°C, titik didih : 2900°C - merupakan konduktor yang agak baik terhadap panas dan listrik - nikel mempunyai sifat tahan karat. - dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras. Sifat kimia - pada suhu kamar dapat bereaksi dengan udara lambat - jika dibakar, reaksi berlangsung cepat membentuk oksida NiO - dengan Cl2 membentuk senyawa klorida (NiCl2) - dengan steam H2O membentuk oksida NiO - dengan HCl encer dan asam sulfat encer, dan reaksinya berlangsung lambat - dengan asam nitrat dan aquaregia, Ni segera larut Ni + HNO3 Ni(NO3)2 + NO + H2O - tidak bereaksi dengan basa alkali - bereaksi dengan H2S menghasilkan endapan hitam - dalam larutan akuatik Ni[H2O]62+ berwarna hijau
5. KEGUNAAN - Karena sifatnya yang fleksibel dan mempunyai karakteristik-karakteristik yang unik seperti tidak berubah sifatnya bila terkena udara, ketahanannya terhadap oksidasi dan kemampuannya untuk mempertahankan sifat-sifat aslinya di bawah suhu yang ekstrim, nikel lazim digunakan dalam berbagai aplikasi komersial dan industri. - Sekitar 70% dari produksi nikel digunakan untuk produksi stainless steel, sementara sisanya digunakan untuk berbagai penggunaan industri seperti baterai, baja campuran rendah, campuran berbasis logam nikel, campuran berbasis tembaga, electroplating.elektronika, aplikasi industri pesawat terbang, dan berbagai macam produk lain seperti katalis dan turbin pembangkit listrik bertenaga gas. - Perpaduan nikel, krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok, dan peralatan memasak), ornamen-ornamen rumah dan gedung, serta komponen industri. - Nikel digunakan secara besar-besaran untuk pembuatan baja tahan karat dan alloy lain yang bersifat tahan korosi, seperti Invar, Monel, Inconel, dan Hastelloys. - Alloy tembaga-nikel berbentuk tabung banyak digunakan untuk pembuatan instalasi proses penghilangan garam untuk mengubah air laut menjadi air segar. - Nikel digunakan untuk membuat uang koin - Baja nikel dapat digunakan untuk melapisi senjata dan ruangan besi (deposit di bank) - Nikel yang sangat halus digunakan sebagai katalis untuk menghidrogenasi minyak sayur (menjadikannya padat). - Nikel juga digunakan dalam keramik, pembuatan magnet Alnico dan baterai penyimpan Edison. - Nikrom : 60% Ni, 25% Fe, dan 15% Cr untuk pembuatan alat-alat laboratorium (tahan asam), kawat pada alat pemanas. - Alnico (Al, Ni, Fe dan Co) sebagai bahan pembuat magnet yang kuat. - Elektroplating (pelapisan besi, tembaga : [Ni(NH3)6]Cl2, [Ni(NH3)6]SO4) - Serbuk nikel sebagai katalis seperti pada adisi H2 dalam proses pembuatan mentega, juga pada cracking minyak bumi. - Bata alloy :3-5 % Ni + logam lain (keras, elastis)
- Digunakan sebagai kawat listrik yang ditanam dalam kaca seperti pada bohlam lampu pijar. - Monel : 60% Ni dan 40% Cu digunakan sebagai bahan pembuatan uang logam, instrumen transmisi listrik, dan baling-baling kapal laut. 6. PERSENYAWAAN Senyawa Ni (+2), Nikelo Memiliki sifat: -
Jika anhidrous memiliki warna kuning
-
Jika ada air memiliki warna hijau Contoh : [Ni(H2O)6]2+ merupakan hidrat, memiliki warna hijau.
a.
NiO dan Ni(OH)2 NiO, nikelo oksida Diperoleh dari pemanasan Ni(OH)2 / NiCO3 / NiNO3 tanpa udara Sifat: - Jika direaksikan dengan alumina akan larut dan membentuk endapan biru nikelo oksida alumina (NiO.Al2O3) - Jika direaksikan dengan SnO2 akan membentuk NiO.SnO2 - Larutan garam Ni direaksikan dengan larutan alkali akan membentuk Ni(OH)2 yang berwarna hijau.
b. NiS Dapat diperoleh dengan memanaskan Ni dan S bersama-sama atau garam Ni amoniakal dialiri H2S Sifat: - Tidak larut dalam asam - Larut dalam aquaregia (HCl dalam kalium perklorat) - Tidak dapat diendapkan dalam larutan asam Ni3+ dan Ni4+, Nikeli Diperoleh dengan memanaskan Ni. Karbonat/ Ni. Nitrat dengan udara Ni2O3. Ni2O3 , Nikel (III) Oksida (berupa serbuk hitam atau kelabu) Reaksi: menghasilkan endapan hitam biru jika dipanaskan dengan air brom berlebih/ air klor berlebih.
TEMBAGA/CUPPER (Cu) 1. Kelimpahan Tembaga Tembaga atau cuprum dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom 29. Tembaga di alam tidak begitu melimpah dan ditemukan dalam bentuk bebas maupun dalam bentuk senyawaan. Tembaga kadangkadang ditemukan secara alami, seperti yang ditemukan dalam mineralmineral seperti cuprite, malachite, azurite, chalcopyrite, dan bornite. Bijih tembaga yang terpenting yaitu pirit atau chalcopyrite (CuFeS2), copper glance atau chalcolite (Cu2S), cuprite (Cu2O), malaconite (CuO) dan malachite (Cu2(OH)2CO3). Dalam jumlah kecil tembaga ditemukan pada beberapa jenis tanaman, bulu-bulu burung terutama yang berbulu terang dan dalam darah binatang-binatang laut seperti udang dan kerang. 2. Ekstraksi Tembaga dapat diekstraksi dari biih sulfidaoleh non – proses yang berbeda yang melibatkan 3 tahap yang terpisah: a. Reaksi dari bijih mengguakan asam encer seperti asam sulfat encer untuk menghasilkan yang sangat encer tembaga (II) sulfat solusi (memisahkan) b. Konsentrasi tembaga (II) sulfat dengan larutan ekstraksi pelarut. Larutan yang sangat encer di bawa ke dalam kontak dengan jumlah yang relatif kecil dari sesuatu yang mengandung pelarut organik yang akan mengikat dengan tembaga (II) ion, sehingga mereka dikeluarkan dari larutan encer. Tembaga (II) ion dikeluarkan lagi dari pelarut organik dengan reaksi dengan asam sulfat segar, menghasilkan tembaga jenuh lebih terkonsentrasi (II) sulfat solui dari sebelumnya. c. Tembaga (II) ion disimpa sebagai tembaga pada anoda untuk proses ini menggunakan titanium atau stainless steel
3. Pembuatan Ada beberapa tahap untuk memperoleh tembaga yakni:
Pengapungan (flotasi) Proses pengapungan atau flotasi di awali dengan pengecilan ukuran bijih kemudian digiling sampai terbentuk butiran halus. Bijih yang telah dihaluskan dimasukkan ke dalam campuran air dan suatu minyak tertentu.
Kemudian
udara
ditiupkan
ke
dalam
campuran
untuk
menghasilkan gelembung-gelembung udara. Bagian bijih yang mengandung logam yang tidak berikatan dengan air akan berikatan dengan minyak dan menempel pada gelembung-gelembung udara yang kemudian mengapung ke permukaan. Selanjutnya gelembung-gelembung udara yang membawa partikel-partikel
logam
dan
mengapung
ini
dipisahkan
kemudian
dipekatkan.
Pemanggangan Bijih pekat hasil pengapungan selanjutnya dipanggang dalam udara terbatas pada suhu dibawah titik lelehnya guna menghilangkan air yang mungkin masih ada pada saat pemekatan dan belerang yang hilang sebagai belerang dioksida.
Tembaga(I) sulfida yang diperoleh pada tahap ini disebut matte dan kemungkinan masih mengandung sedikit besi(II) sulfide
Reduksi Cu2S atau matte yang yang diperoleh kemudian direduksi dengan cara dipanaskan dengan udara terkontrol, sesuai reaksi 2Cu2S(s) + 3O2(g) ―→ 2Cu2O(s) + 2SO2(g) Cu2S(s) + 2Cu2O(s) ―→ 6Cu(s) + SO2(g)
Tembaga yang diperoleh pada tahap ini disebut blister atau tembaga lepuhan sebab mengandung rongga-rongga yang berisi udara.
Elektrolisis Blister atau tembaga lepuhan masih mengandung misalnya Ag, Au, dan Pt kemudian dimurnikan dengan cara elektrolisis. Pada elektrolisis tembaga kotor (tidak murni) dipasang sebagai anoda dan katoda digunakan tembaga murni, dengan elektrolit larutan tembaga(II) sulfat (CuSO4). Selama proses elektrolisis berlangsung tembaga di anoda teroksidasi menjadi Cu2+ kemudian direduksi di katoda menjadi logam Cu. Katoda : Cu2+(aq) + 2e ―→ Cu(s) Anoda : Cu(s) ―→ Cu2+(aq) + 2e Pada proses ini anoda semakin berkurang dan katoda (tembaga murni) makin bertambah banyak, sedangkan pengotor-pengotor yang berupa Ag, Au, dan Pt mengendap sebagai lum
4. Sifat-sifat Tembaga Sifat-sifat yang dimiliki oleh tembaga meliputi sifat fisika dan sifat kimia. Adapun sifat-sifat itu adalh sebagai berikut: 1) Sifat Fisika a.
Tembaga merupakan logam yang berwarna kunign seperti emas kuning dan keras bila tidak murni.
b. Tembaga tergolong logam yang kurang aktif.
Di udara lembab
terkorosi secara perlahan-lahan. c. Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat d. Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak. 2) Sifat Kimia a.
Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan terhadap korosi. Pada udara yang lembab permukaan tembaga ditutupi
oleh suatu lapisan yang berwarna hijau yang menarik dari tembaga karbonat basa, Cu(OH)2CO3. b. Pada kondisi yang istimewa yakni pada suhu sekitar 300 °C tembaga dapat bereaksi dengan oksigen membentuk CuO yang berwarna hitam. Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, sekitar 1000 ºC, akan terbentuk tembaga(I) oksida (Cu2O) yang berwarna merah. c.
Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-asam nooksidator encer seperti HCl encer dan H2SO4 encer. Tetapi asam klorida
pekat
dan
mendidih
menyerang
logam
tembaga
dan
membebaskan gas hidrogen. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks CuCl2¯(aq) yang mendorong reaksi kesetimbangan bergeser ke arah produk.
Asam sulfat pekatpun dapat menyerang tembaga, seperti reaksi berikut
d. Asam nitrat encer dan pekat dapat menyerang tembaga, sesuai reaksi
Selain dapat encer atau larut dalam asam nitrat,tembaga juga larut dalam larutan KCN atau amonia dengan adanya oksigen. Kebanyakan
senyawa Cu(I) cukup mudah teroksidasi menjadi Cu(II), namun oksidasi selanjutnya menjadi Cu(III) sulit.
Terdapat kimiawi
larutan Cu(II) yang dikenal baik, dan sejumlah besar garam berbagai anion didapatkan, banyak diantaranya larut dalam air, menambah perbendaharaan kompleks. e. Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh adanya udara membentuk larutan yang berwarna biru dari kompleks Cu(NH3)4+. f. Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan halogen. Bereaksi dengan belerang membentuk tembaga(I) sulfida dan tembaga(II) sulfida dan untuk reaksi dengan halogen membentuk tembaga(I) klorida, khusus klor yang menghasilkan tembaga(II) klorida. 5. Kegunaan Tembaga a. Sebagai bahan untuk kabel listrik dan kumparan dinamo. b. Paduan logam. Paduan tembaga 70% dengan seng 30% disebut kuningan, sedangkan paduan tembaga 80% dengan timah putih 20% disebut perunggu. Perunggu yang mengandung sejumlah fosfor digunakan dalam industri arloji dan galvanometer. Kuningan memiliki warna seperti emas sehingga banyak digunakan sebagai perhiasan atau ornamen-ornamen. Sedangkan perunggu banyak dijadikan sebagai perhiasan dan digunakan pula pada seni patung. c. Mata uang dan perkakas-perkakas yang terbuat dari emas dan perak selalu mengndung tembaga untuk menambah kekuatan dan kekerasannya. d. Sebagai bahan penahan untuk bangunan dan beberapa bagian dari kapal. e. Serbuk tembaga digunakan sebagai katalisator untuk mengoksidasi metanol menjadi metanal. f. Tembaga (II) sulfat, CuSO4.5H2O, senyawa ini dikenal sebagai terusi atau blue vitriol dan digunakan sebagai fungisida, misalnya pada kolam renang.
Kegunaan lain adalah sebagai elektrolit pada pemurnian
tembaga tau penyepuhan dengan tembaga. Bijih yang berupa oksida atau karbonat biasanya dipisahkan dengan melarutkan dalm asam
sulfat. Tembaga dipisahkan dari tembaga (II) sulfat yang terbentuk dengan elektrolisis (Purba, 1994) 6. Persenyawaan Tembaga Tembaga di alam memiliki tingkat oksidasi +1 dan +2. Tembaga dengan bilangan oksidasi +2 merupakan tembaga yang sering ditemukan sedangkan tembaga dengan bilangan oksidasi +1 jarang ditemukan, karena senyawaan tembaga ini hanya stabil jika dalam bentuk senyawa kompleks. Selain dua keadaan oksidasi tersebut dikenal pula tembaga dengan bilangan oksidasi +3 tetapi jarang digunakan, misalnya K3CuF6. Beberapa senyawaan yang dibentuk oleh tembaga seperti yang tertera pada Tabel. Tembaga II
Nama
Tembaga I
Nama
CuO
tembaga(II) oksida
Cu2O
tembaga(I) oksida
Cu(OH)2
tembaga(II)
CuCl
hidroksida CuCl2
tembaga(I) klorida
tembaga(II) klorida
CuI
tembaga(I) iodida
CuF2
tembaga(II)
-
-
-
-
fluorida CuS
tembaga(II) sulfida
CuSO4.5H2O
tembaga(II)
sulfat -
pentahidrat
atau
vitriol biru Cu(NO3)2.3H2O tembaga(II)
nitrat -
-
trihidrat
Persenyawaan kompek pada tembaga Senyawa-senyawa kompleks yang memiliki bilangan koordinasi lebih dari satu berlangsung secara bertahap dengan penambahan ligan satu per satu. Mula-mula sekali terbentuk senyawa kompleks 1:1 antara ion logam dengan ligan, kemudian 1:2 , dan seterusnya.
Misalnya
pembentukan senyawa kompleks ion tembaga dan ligan NH3 sebagai berikut : Cu2+ + NH3
(Cu(NH3))2+
(Cu(NH3)) + NH3
(Cu(NH3)2)2+
(Cu(NH3)2) + NH3
(Cu(NH3)3)2+
(Cu(NH3)3)2+ + NH3
Cu(NH3)4)2+
Salah satu dari sifat kompleks tembaga pada umunya adalah berinteraksi dengan medan magnet, bersifat paramagnetik. Hal ini disebabkan karena atom pusat Cu2+ memiliki e- tunggal pada orbital 3d, yaitu 3 dxy, dan berakibat pada besarnya pengaruh medan magnet pada senyawa kompleks tersebut. Senyawa kompleks dapat membentuk cis, trans, atau facial dan meridional.
Senyawa
kompleks Cu(NH3)4SO4.H2O dan Cu(SO4)2(NH3)2.6H2O, kemungkinannya adalah membentuk isomer cis atau trans
Seng (Zn) Seng(bahasa Belanda: zink) adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama golongan 12pada 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 isotopstabil. 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 ke10 SM. A. Kelimpahan di Alam 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 (Goldschmith, 1954). 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 (Lindsay, 1972). B. Ekstraksi Ekstraksi logam seng dari mineralnya ZnS meliputi pebakaran di udara yang menghasilkan ZnO lalu diikuti oleh reduksi dengan menggunakan karbon. 2 ZnS (s) + 3 O2 (g)
2 ZnO
ZnO
Zn (l) + CO (g)
(s)
+ C (s)
(s)
+ 2 SO3
(g)
Oleh karena seng lebih volatile dibanding kebanyakan logam (TD = 1180 K), sehingga seng dapat dipisahkan dengan cara rapid chilling (untuk
mencegah reaksi balik) dan dimurnikan dengan cara distilasi atau elektrolisis. C. Pembuatan Oksida dari seng dilarutkan dan dinetralisasi dengan larutan asam sulffat untuk menghasilkan larutan tidak murni seng sulfat. ZnO
(s)
+ H2SO4 (aq)
ZnSO4 (s) + H2O (l)
Seng murni dihasilkan dari larutan melalui elektrolisis. Seng akan dapat terendapkan pada seng murni elektroda negatif (katoda). Dengan jalan yang sama, tembaga dapat dimurnikan.. elektroda lainnya harus inert. Untuk percobaan laboratorium, karbon (grafit) dapat digunakan dan oksigen terbentuk. Zn2+ (aq) + 2e-
Zn (s)
Pada proses reduksi, elektron terbentuk, sebagai logam seng yang terendapkan pada elektroda (-). Padatan seng oksida tidak dapat digunakan sevara langsung karena tidak larut dan ion harus bebas untuk membawa arus dan pindah ke elektroda pada bagian lain larutan. D. Sifat- sifat 1. Sifat Fisik 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. 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
dankadmium. 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,
maupunzirkonium
nikel, tidak
telurium, bersifat
dan
natrium.Walaupun
feromagnetik,
aloi
seng ZrZn2
memperlihatkan feromagnetisme di bawah suhu 35 K. 2. Sifat Kimia 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 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 kristalyang 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.
E. Kegunaan Kegunaan senyawa seng dalam berbagai asfek kehidupan antara lain: a. Senyawa inijuga digunakan dalam pelapisan baja dan besi untuk mencegah proseskarat. b. Untuk industri baterai. c. Bahan alloy seperti kuningan, nikel-perak, logam mesin tik, dan penyepuhan listrik. d. Pembuatan uang sen Amerika sejak tahun 1982. e. Pelapisan cat khususnya dalm industriautomobil. f. Zn-oksida untuk pembuatan pigmen putih cat air atau cat, sebagai aktifator pada industri karet; melapisi kulit guna mencegah dehidrasi kulit, melindungi kulit dari sengatan sinar matahari, sebagai bahan diaper pada bayi guna mencegah kulit luka/kemerahan, industry karet dan untuk opaque sunscreen. g. Bahan dinding-lantai logam untuk bahan insektisida dapur. h. Zn-klorida untuk deodorant dan pengawet kayu. i. Zn-sulfida untuk industry pigmen dan lampu pendar, luminous dial, Xray dan layar TV serta lampu fluorescence. j. Zn-metil (Zn(CH₃)₂) untuk pembuatan berbagai senyawa organic; ZnStearat digunakan sebagai aditif penghalus plastik. k. Sebagai anode bahan bakarzinc-air-battery. l. Zn-hidroksi-karbonat dan silikat untuk pembuatan lotion pencegah kulit luka/alergi/kemerahan. m. Sebagai bahan suplemen vitamin atau mineral yang memiliki aktivitas antioksidan guna mencegah penuaan dini serta mempercepat proses penyembuhan. n. Zn-glukonat glisin dan Zn-asetat yang digunakan sebagai pelega tenggorokan (throat lozenges) saat musim dingin. F. Senyawa a.
Oksida Oksida ZnO dapat dibuat melalui pembakaran logamnya di udara atau dengan pirolisis dari karbonat atau nitrat
b. Hidroksida Hidroksida Zn(OH)2 diendapkan dari larutan garam dengan menambahkan basa c.
Sulfida Senyawaan sulfida diperoleh dengan mreaksikan ion aqua dengan gas H2S, kondisi netral atau basa untuk ZnS
d. Halida Keempat halida diketahui dapat membentuk senyawaan dengan seng (ZnF2, ZnCl2, ZnBr2, ZnI2) e. Ions aqua dan garam okso Garam dari asam okso seperti nitrat, sulfatm sulfit, perklorat, dan asetat larut dalam air.
