BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tembaga
dalam tabel periodik yang memiliki lambang Tembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel Cu dan nomor dan nomor atom 29. Lambangnya berasal dari bahasa dari bahasa Latin Cuprum.Tembaga Cuprum.Tembaga
merupakan konduktor merupakan konduktor panas dan listrik yang baik. Selain itu unsur ini memiliki korosi yang cepat sekali. Tembaga murni sifatnya halus dan lunak, dengan permukaan berwarna jingga kemerahan. Tembaga dicampurkan dengan timah untuk membuat perunggu. membuat perunggu. Logam ini dan aloinya (campuran) telah digunakan selama empat hari. Di era Roma, tembaga umumnya ditambang di Siprus, yang Siprus, yang juga asal dari nama logam ini (сyprium , logam Siprus), nantinya disingkat jadi сuprum). Ikatan dari logam ini biasanya dinamai dengan tembaga(II). Ion Tembaga(II) dapat berlarut ke dalam air, dimana fungsi mereka dalam konsentrasi tinggi adalah sebagai agen anti bakteri, fungisi, bakteri, fungisi, dan dan bahan tambahan kayu. Dalam konsentrasi tinggi maka tembaga akan bersifat racun, tapi dalam jumlah sedikit tembaga merupakan me rupakan nutrien nutrien yang penting bagi kehidupan manusia dan tanaman tingkat rendah. Di dalam tubuh, tembaga biasanya ditemukan di bagian hati, otak, usus, jantung, dan ginjal
2.2 Karaterustik Tembaga A.Fisik
Tembaga, perak, dan emas berada pada unsur pada unsur golongan 11 pada 11 pada tabel tabel periodik dan mempunyai sifat yang sama: mempunyai satu elektron orbital-s pada kulit atom d dengan sifat konduktivitas listrik yang baik. Sifat lunak tembaga dapat dijelaskan oleh konduktivitas listriknya yang tinggi (59,6×106 S/m) S/m) dan oleh karena itu juga mempunyai konduktivitas termal yang tinggi (kedua tertinggi) di antara semua logam murni pada suhu kamar. Bersama dengan sesium dan emas (keduanya berwarna kuning) dan osmium (kebiruan), tembaga adalah satu dari empat logam dengan warna asli selain abuabu atau perak. Tembaga murni berwarna merah-oranye dan menjadi kemerahan bila kontak dengan udara. udara. B.Kimia
Tembaga tidak bereaksi dengan air, namun ia bereaksi perlahan dengan oksigen dari udara membentuk lapisan coklat-hitam tembaga oksida. Berbeda dengan oksidasi besi oleh udara, lapisan oksida ini kemudian menghentikan korosi berlanjut. Lapisan verdigris Lapisan verdigris (tembaga karbonat) berwarna hijau dapat dilihat pada konstruksi-konstruksi dari tembaga yang berusia tua, seperti pada Patung pada Patung Liberty. Tembaga bereaksi dengan sulfida dengan sulfida membentuk tembaga tembaga sulfida.
C.Isotop 63
Tembaga memiliki 29 isotop. persentase
63
Cu dan
65
Cu adalah isotop stabil, dengan
Cu adalah yang terbanyak di alam, sekitar 69%. Kedua isotop ini
memiliki bilangan spin bilangan spin 3/2.Isotop lainnya bersifat radioaktif, bersifat radioaktif, dengan dengan yang paling stabil adalah diidentifikasi,
67
Cu dengan paruh waktu 61,83 jam.Tujuh isotop metastabil telah
68m
Cu adalah isotop dengan paruh waktu terpanjang, 3,8 menit.
Isotop dengan nomor dengan nomor massa diatas 64 dapat meluruh dengan β-, sedangkan untuk nomor massa dibawah 64 meluruh dengan β+.
64
Cu (paruh waktu 12,7 jam),
meluruh dengan kedua cara. 62
Cu dan
64
Cu memiliki banyak kegunaan.
64
Cu adalah agen radiokontras untuk
gambar X-ray, bersama dengan chelate dapat digunakan untuk terapi radiasi kanker.
62
Cu digunakan pada
62
Cu-PTSM yang merupakan pelacak radioaktif
untuk tomografi emisi positron. 2.3 Keberadaan Tembaga di Alam
Tembaga disintesis pada bintang masif dan ada di kerak bumi dengan konsentrasi 50 bagian per juta (ppm), atau dapat juga dalam bentuk tembaga native atau mineral dalam bentuk tembaga sulfida sulfida kalkopirit dan kalkosit, tembaga kalkosit, tembaga karbonat azurit dan malasit dan mineral tembaga(I) oksida kuprit. kuprit. Massa tembaga murni yang pernah ditemukan bermassa 420 ton, ditemukan tahun 1857 di Semenanjung Keweenaw di Michigan, Michigan, AS. Tembaga native merupakan polikristal, polikristal, dengan kristal terbesar yang pernah diketahui berukuran 4.4×3.2×3.2 cm. 2.4 Senyawa Biner Tembaga
Seperti elemen lainnya, senyawa tembaga yang paling sederhana adalah senyawa biner (terdiri dari 2 elemen saja). Biner yang paling penting diantaranya oksida, sulfida, dan halida. Tembaga(I) oksida, tembaga(II) oksida, tembaga(I) sulfida, dan tembaga dan tembaga monosulfida merupakan contoh senyawa tembaga biner. Untuk senyawa halida, yang dikenal diantaranya tembaga(I) klorida, tembaga(I) bromida, bromida, dan tembaga(I) iodida, iodida, juga tembaga(II) fluorida, tembaga(II) klorida, dan tembaga(II) bromida. bromida. Percobaan membuat tembaga(II) iodida ternyata menghasilkan tembaga iodida dan iodin. 2 Cu2+ + 4 I− → 2 CuI + I 2
2.5 Proses Pemurnian Bijih Tembaga
A. Proses Pyrometallurgy Pyrometallurgy
Proses ini menggunakan temperatur tinggi yang diperoleh dari pembakaran bahan bakar. Bijih tembaga yang telah dipisahkan dari kotoran-kotoran (tailing) dipanggang untuk menghilangkan asam belerang dan selanjutnya bijih ini dilebur.Berikut ini diberikan gambar dapur peleburan tembaga tersebut.
1-lining; 2-nose or mouth; 3-tuyere; 4-roller stand. Pada peleburan tersebut bijih bijih dipisahkan dari terak dan akan dihasilkan matte, selanjutnya matte ini diproses pada converter sehingga unsur-unsur besi dan belerang dapat dipisahkan dan akan menghasilkan tembaga blister.Tembaga blister masih mengandung sejumlah unsur-unsur besi, belerang, seng, nikel, arsen dsb. sehingga blister ini harus diproses
ulang
(refining)
Reverberatory B. Proses Hydrometallurgy
yang
pelaksanaannya
dapat
dilakukan
pada
Metoda ini ini dilakukan dengan cara melarutkan bijih-biji h tembaga (leaching) ke dalam suatu larutan tertentu, kemudian tembaga dipisahkan dari bahan ikutan lainnya
(kotoran).
a.Untuk meleaching bijih tembaga yang bersifat oksida, digunakan asam sulfat (H2SO4),
seperti
ditunjukkan
pada
reaksi
di
bawah
ini;
CuCO3 . Cu (OH)2 + 2 H2SO4 -> 2 CuSO4 + CO2 + 3 H2O b.Untuk meleaching bijih yang bersifat bers ifat sulfida atau native digunakan ferri sulfat (Fe2(SO4)3), Cu2S
+
seperti 2
Fe2
bijih (SO4)3
cholcocite ->
Cu
SO4
di +
bawah 4
FeSO4
ini +
; S
Untuk bijih chalcopyrite dan bornite, reaksinya berjalan lambat dan tidak dapat larut seluruhnya. Setelah hasil leaching dipisahkan dari bagian-bagian yang tidak dapat larut, kemudian larutan ini diproses secara elektrolisa,sehingga didapatkan tembaga murni.
2.6 Penggunaan Tembaga
Penggunaan tembaga terbesar adalah untuk kabel listrik (60%), atap dan perpipaan (20%) dan mesin industri (15%). Tembaga biasanya digunakan dalam bentuk logam murni, tapi ketika dibutuhkan tingkat kekerasan lebih tinggi maka biasanya dicampur dengan elemen lain untuk membentuk aloi.Sebagian kecil tembaga juga digunakan sebagai suplemen nutrisi dan fungisida dalam pertanian.
2.7 Sulfat
Ion sulfat merupakan sejenis anion sejenis anion poliatom poliatom dengan rumus dengan rumus empiris SO empiris SO 42- dengan massa molekul 96.06 satuan massa atom; atom; ia terdiri dari atom pusat sulfur dikelilingi oleh empat atom oksigen dalam susunan tetrahidron. tetrahidron. Ion sulfat bermuatan cas dua negatif dan merupakan basa konjugat ion hidrogen sulfat (bisulfat), HSO4-, yaitu bes konjugat asam konjugat asam sulfat, H2SO4. Terdapat sulfat organik seperti dimetil sulfat yang merupakan senyawa kovalen dengan rumus (CH3O)2SO2, dan merupakan ester merupakan ester asam sulfat.
2.8 Ciri-ciri Sulfat
Kebanyakan sulfat sangat larut sangat larut dalam air. dalam air. Kecuali Kecuali dalam kalsium dalam kalsium sulfat, stronsium sulfat, stronsium sulfat dan barium sulfat, sulfat, yang tak larut. Barium sulfat sangat berguna dalam analisis gravimetri sulfat: penambahan barium klorida pada suatu larutan yang
mengandung
ion
sulfat.
Kelihatan
endapan
putih,
yaitu
barium
sulfat
menunjukkan adanya anion sulfat. Ion sulfat bisa menjadi satu ligan menghubungkan mana-mana satu dengan oksigen (monodentat) atau dua oksigen sebagai kelat sebagai kelat atau jembatan. Contoh ialah molekul logam netral kompleks PtSO 4P(C6H5)32, di mana ion sulfat berperan sebagai ligan bidentat. Ikatan oksigen-logam dalam molekul sulfat kompleks mempunyai ciri kovalen. 2.9 Tembaga (II) Sulfat
Tembaga(II) sulfat, juga dikenal dengan cupri sulfat, adalah sebuah senyawa kimia dengan rumus molekul CuSO4. Senyawa garam ini eksis di bumi dengan kederajatan hidrasi yang berbeda-beda. Bentuk anhidratnya berbentuk anhidratnya berbentuk bubuk hijau pucat atau abu-abu putih, sedangkan bentuk pentahidratnya (CuSO 4·5H2O), berwarna biru terang
2.10 Proses Pembuatan CuSO4
Tembaga(II) sulfat diproduksi dalam skala besar dengan cara mencampurkan logam tembaga dengan asam sulfat panas atau oksidanya dengan asam sulfat. Untuk penggunaan di laboratorium, tembaga (II) sulfat biasanya dibeli (tidak dibuat manual). Bentuk anhidratnya ditemukan dalam bentuk mineral langka yang disebut kalkosianit. kalkosianit. Tembaga sulfat terhidrasi eksis di alam dalam bentuk kalkantit (pentahidrat) dan 2 mineral lain yang lebih langka: bonatit (trihidrat) dan bootit (heptahidrat).
2.11 Sifat-sifat Kimia CuSO4
Tembaga(II) sulfat pentahidrat akan terdekomposisi sebelum mencair pada 150 °C, akan kehilangan dua molekul airnya pada suhu 63 °C, diikuti 2 molekul lagi pada suhu 109 °C dan molekul air terakhir pada suhu 200 °C .[4][5] Proses dehidrasi melalui dekomposisi separuh tembagatetraaqua(2+), 2 gugus aqua
yang
berlawanan
akan
terlepas
untuk
menghasilkan
separuh
tembagadiaqua(2+). Tahap dehidrasi kedua dimulai ketika 2 gugus aqua terakhir terlepas. Dehidrasi sempurna terjadi ketika molekul air yang tidak terikat terlepas.
Pada suhu 650 °C, tembaga (II) sulfat akan terdekomposisi menjadi tembaga(II) oksida (CuO) dan belerang dan belerang trioksida (SO3). Warna tembaga(II) sulfat yang berwarna biru berasal dari hidrasi air. Ketika tembaga(II) sulfat dipanaskan dengan api, maka kristalnya akan terdehidrasi dan berubah warna menjadi hijau abu-abu. abu-abu.[6] Tembaga sulfat bereaksi dengan asam klorida. Pada reaksi ini, larutan tembaga(II) yang warnanya biru akan berubah menjadi hijau karena pembentukan tetraklorokuprat(II): Cu2+ + 4 Cl – → CuCl42 – Tembaga(II) sulfat juga dapat bereaksi dengan logam lain yang lebih reaktif dari tembaga (misalnya Mg, Fe, Zn, Al, Sn, Pb, etc.): CuSO4 + Zn + Zn → ZnSO4 + Cu CuSO4 + Fe + Fe → FeSO4 + Cu CuSO4 + Mg + Mg → MgSO4 + Cu CuSO4 + Sn + Sn → SnSO4 + Cu 3 CuSO4 + 2 Al 2 Al → Al2(SO4)3 + 3 Cu Tembaga yang terbentuk akan terlapisi di permukaan logam lainnya. Reaksi akan berhenti ketika tidak ada lagi permukaan kosong pada logam yang dapat dilapisi oleh tembaga. 2.12 Kegunaan CuSO4 A.Sebagai herbisida, fungisida dan pestisida
Tembaga(II) sulfat sulfat pentahidrat adalah sebuah fungisida. Namun, fungisida. Namun, beberapa jamur mampu beradaptasi beradaptasi dengan peningkatan kadar ion tembaga. tembaga. Dicampur dengan kapur biasanya disebut campuran Bordeaux dan digunakan untuk mengontrol jamur pada tumbuhan pada tumbuhan anggur, anggur, melon, melon, dan dan beri beri lainnya. Keguanaan lainnya adalah senyawa Cheshunt, sebuah Cheshunt, sebuah campuran dari tembaga sulfat dan amonium dan amonium karbonat digunakan
dalam
hortikultura
untuk
mencegah
pelembaban
pada biji.
Penggunaannya sebagai herbisida bukan pertanian, melainkan untuk kontrol searangan tanaman searangan tanaman air dan akar dan akar tumbuhan tumbuhan dengan pipa dengan pipa yang mengandung air. mengandung air. Hal Hal ini juga digunakan di kolam renang sebagai sebuah algaecide. Sebuah larutan encer tembaga sulfat digunakan untuk mengobati ikan akuarium dari infeksi
parasit, parasit, dan juga digunakan untuk menghilangkan siput dari akuarium. Ion tembaga sangat beracun bagi ikan, sehingga perawatan harus dilakukan dengan memperhatikan dosis. Sebagian besar spesies alga dapat dikontrol dengan konsentrasi tembaga sulfat yang sangat rendah. embaga sulfat menghambat pertumbuhan bakteri pertumbuhan bakteri seperti Escherichia seperti Escherichia coli. coli . Untuk sebagian besar dari abad dari abad ke-20, tembaga ke-20, tembaga arsenat dikrom (CCA) adalah tipe dominan untuk pengawetan pengawetan kayu. Untuk kayu. Untuk membuat pressure-treated membuat pressure-treated wood, tabung wood, tabung yang besar diisi dengan sebuah bahan kimia encer. kimia encer. Tembaga(II) Tembaga(II) sulfat pentahidrat dilarutkan di dalam air bersama dengan zat aditif sebelum kayu ditempatkan di dalam tabung. Ketika tabung diberi tekanan, bahan kimia diserap oleh kayu, memberikan kayu fungisida, insektisida, dan sinar ultraviolet yang memantulkan sifat yang membantu melestarikannya. B.Reagen Analisis
Beberapa tes kimia menggunakan tembaga sulfat. Tembaga sulfat digunakan dalam larutan dalam larutan fehling dan larutan benedict untuk mengetes mengetes gula pereduksi, pereduksi, yang nantinya akan mereduksi tembaga(II) sulfat yang berwarna biru menjadi tembaga(I) oksida yang berwarna merah. Tembaga sulfat juga digunaka pada reagen biuret untuk mengetes protein. Tembaga sulfat juga digunakan dalam uji darah seseorang penderita penderita anemia. Uji anemia. Uji darah dilakukan dengan meneteskannya pada larutan tembaga sulfat. Dengan efek gravitasi, darah yang banyak mengandung hemoglobin akan dengan cepat tenggelam karena massa jenisnya besar, sedangkan darah yang hemoglobinnya sedikit akan lebih lama tenggelam. C.Sintesis
Organik
Tembaga sulfat juga digunakan dalam sintesis organik. organik. Tembaga sulfat anhidrat ini akan mengkatalis transasetilasi pada sintesis organik. Tembaga sulfat terhidrasi yang direaksikan dengan kalium permanganat akan menjadi oksidan untuk mengkonversi alkohol primer. 2.13 Efek Racun CuSO4
Tembaga sulfat bersifat mengiritasi. Biasanya manusia terpapar tembaga sulfat melalui kontak mata atau kulit, termasuk juga dengan menghirup serbuk atau
debunya. Kontak dengan kulit akan menyebabkan eksim. Kontak eksim. Kontak tembaga sulfat dengan mata dapat menyebabkan konjungtivitis dan radang pada kelopak mata dan kornea. dan kornea. Asalkan tidak terkena paparan tinggi, sebenarnya tembaga sulfat tidak terlalu beracun. Menurut sebuah studi, tembaga sulfat menjadi racun dalam tubuh manusia setelah terkena paparan 11 mg/kg. Karena tembaga sulfat akan menyebabkan iritasi pada sistem pencernaan, pencernaan, maka biasanya orang yang menelannya akan langsung muntah. Setelah 1-12 gram tembaga sulfat tertelan, tanda-tanda racun akan muncul seperti rasa terbakar di dada, mual, dada, mual, diare, diare, muntah, muntah, sakit kepala, yang nantinya akan menyebabkan kulit menjadi kuning. Selain itu, keracunan tembaga sulfat juga merusak otak, hati, dan ginjal. 2.14 Hukum Faraday
Hukum Faraday menyatakan hubungan antara jumlah listrik yang digunakan dengan massa zat yang dihasilkan baik di katoda maupun anoda pada proses elektrolisis. Bunyi Hukum Faraday 1 "Massa zat yang terbentuk terb entuk pada masingmasing elektroda sebanding dengan kuat arus listrik yang mengalir pada elektrolisis tersebut" sementara Bunyi Hukum faraday 2 "Massa dari macammacam zat yang diendapkan pada masing-masing elektroda oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masingmasing zat tersebut" Michael Faraday adalah seorang ilmuwan Inggris yang ahli dalam bidang kimia dan fisika dan mendapat julukan "Bapak Listrik" karena berkat usahanya listrik menjadi teknologi yang banyak gunanya. Ia mempelajari berbagai bidang ilmu pengetahuan, termasuk elektromagnetis dan medan elektrokimia. Dia juga menemukan alat yang nantinya menjadi pembakar Bunsen, yang digunakan hampir di seluruh laboratorium sains sebagai sumber panas yang praktis. Beliau lahir pada tanggal 22 September 1791 dan wafat pada tanggal 25 Agustus 1867. Dia dikenal sebagai perintis dalam meneliti tentang listrik dan magnet, bahkan banyak dari para ilmuwan yang mengatakan bahwa beliau adalah seorang peneliti terhebat sepanjang masa. Beberapa konsep yang beliau turunkan secara langsung dari percobaan, seperti elektrolisis telah menjadi gagasan dalam fisika modern. Faraday mengamati peristiwa elektrolisis melalui berbagai percobaan yang dia lakukan. Dalam pengamatannya jika arus listrik searah dialirkan ke dalam suatu larutan elektrolit, mengakibatkan perubahan kimia dalam larutan tersebut. Sehingga Faraday menemukan hubungan antara massa yang dibebaskan atau diendapkan dengan arus listrik. Hubungan ini dikenal dengan Hukum Faraday.
Menurut Faraday: Jumlah berat (massa) zat yang dihasilkan (diendapkan) pada elektroda sebanding dengan jumlah muatan listrik (Coulumb) yang dialirkan melalui larutan elektrolit tersebut. Massa zat yang dibebaskan atau diendapkan oleh arus listrik sebanding dengan bobot ekivalen zat-zat tersebut. Dari dua pernyataan diatas, disederhanakan menjadi persamaan: M = e.i.t / F Dimana: M = massa zat dalam gram e = berat ekivalen dalam gram = berat atom : valensi i = kuat arus dalam Ampere t = waktu dalam detik F = Faraday Faraday menyimpulkan bahwa Satu faraday adalah jumlah listrik yang diperlukan untuk menghasilkan satu ekivalen zat pada elektroda. Muatan 1 elektron = 1,6 x 10-19 Coulomb 1 mol elektron = 6,023 x 1023 eletron Muatan untuk 1 mol eletron = 6,023 . 1023 x 1,6 . 10 -19 = 96.500 Coulomb = 1 faraday. Hukum Faraday I "Massa zat yang terbentuk pada masing-masing elektroda sebanding dengan kuat arus listrik yang mengalir pada elektrolisis tersebut" m = e . i . t / 96.500 q=i.t Dimana: m = massa zat yang dihasilkan (gram) e = berat ekivalen = Ar/ Valensi = Mr/Valensi i = kuat arus listrik (amper) t = waktu (detik) q = muatan listrik (coulomb) Hukum Faraday II "Massa dari macam-macam zat yang diendapkan pada masing-masing elektroda oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut." m1 : m2 = e1 : e2 Dimana: m = massa zat (gram) e = beret ekivalen = Ar/Valensi = Mr/Valensi
