UNSUR VANADIUM YAFYET, NIM H31112270
PENDAHULUAN
Alam semesta ini kaya akan kadungan unsur-unsur kimia. Hingga saat ini, unsurunsur kimia berjumlah sekitar 114 unsur. Unsur-unsur tersebut dikelompokkan berdasarkan kesamaan sifatnya ke dalam beberapa golongan, yaitu golongan A (golongan utama) dan golongan B (golongan transisi). Selain itu, unsur-unsur kimia dapat dikelompokkan menjadi unsur logam, nonlogam, semilogam, dan gas mulia Beberapa unsur logam dan nonlogam, dalam bentuk unsur maupun senyawa, banyak dimanfaatkan didalam kehidupan sehari-hari. Penggunaan beberapa unsur logam dan nonlogam meningkat dengan berkembang pesatnya industri, baik sebagai alat, bahan dasar, maupun sumber energi. Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan beri katan dengan unsur-unsur yang lain. Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menyebabkan unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsurunsur golongan utama, seperti sifat magnetik, warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn). Dalam satu periode dari kiri (Sc) ke kanan (Zn), keelektronegatifan unsur hampir sama, tidak meningkat maupun menurun secara signifikan. Selain itu, ukuran atom (jari-jari unsur) serta energi ionisasi juga tidak mengalami perubahan signifikan. Oleh sebab itu, dapat disimpulkan bahwa semua unsur transisi periode keempat memiliki sifat kimia dan sifat fisika yang serupa. Hal ini berbeda dengan unsur utama yang mengalami perubahan sifat yang sangat signifikan dalam satu periode. Vanadium adalah
salah
satu unsur
kimia dalam tabel
periodik yang
memiliki
lambang V dan nomor dan nomor atom 23. Salah satu senyawa satu senyawa yang mengandung vanadium antara lain vanadium pentaoksida (V 2O5). Vanadium digunakan dalam memproduksi logam tahan karat dan peralatan yang digunakan dalam kecepatan tinggi. Vanadium juga digunakan untuk menghasilkan magnet superkonduktif dengan medan magnet sebesar 175000 Gauss.
ISI
a)
Sejarah
Vanadium berasal dari kata vanadis, yaitu nama dewi kencantikan di Skandinavia, ada mulanya ditemukan oleh N.G. Selfstrom di Swedia pada tahun 1830, bersama-sama dalam bijih besi. Disebut demikian karena senyawanya kaya akan warna. Sesungguhny, unsur ini telah dikenali oleh A.M. del Rio pada tahun 1801 yang ditemukan dalam bijih timbel yang disebut dengan eritronium. Namum sayangnya, beliau sendiri membatalkan penemuannya ini.
b)
Sifat
Logam ini tampak bersinar cemerlang, cukup lunak sehingga mudah dibentuk seperti pembuluh, mempunyai titik leleh 1915 0C dan titik didih 3350 0C, serta tahan terhadap korosi. Vanadium dapat bersenyawa dengan karbon di dalam baja, membentuk senyawa V 4C3 yang berupa butiran-butiran halus terdispersi dan membuat baja menjadi lebih tahan lama dan tahan sobekan walaupun pada temperatur tinggi, sehingga lebih baik daripada baja biasa. Penambahan karbon kira-kira 10% mengakibatkan kenaikan titik leleh yang sangat mencolok menjadi kira-kira 27000C. Dengan sifat seperti ini, produksi vanadium sebagian besar(~80%) digunakan untuk logam aditif pada baja, khususnya untuk keperluan baja yang tahan goncangan pada kecepatan tinggi. Selain itu logam vanadium juga dipakai sebagai logam paduan dengan logam aluminium dengan komposisi kira-kira 10% berat. Tabel beberapa data vanadium
Nilai potensial reduksi, E 0 , spesies vanadim dengan berbagai tingkat oksidasi dalam suasana asam ditunjukkan oleh diagram Latimer berikut:
Dari nilai potensial reduksi tersebut dapat diketahui bahwa vanadium(V), VO 2+, merupakan oksidator yang baik dengan berubah menjadi vanadium(IV), VO 2+, yang relatif stabil, atau bahkan menjadi V 3+ yang paling stabil. Perubahan tingkat oksidasi bertahap satu elktron tersebut dapat dilakukan dalam larutan air dengan reduktor campuran Zn dan asam hidroklorida. Karakteristik oksida vanadium dengan bentuk ionnya ditunjukkan dalam tabel berikut:
Dengan rentang tingkat oksidasi yang panjang tersebut maka dapat dipahami bahwa sifat basa dari oksidanya akan melemah dengan naiknya tingkat oksidasi. VO dan v2O3 bersifat basa sedangkan VO2 dan V2O5 bersifat amfoterrik dengan membentuk anion vanadat, VO43-, atau kadang-kadang dirumuskan VO 3- untuk vanadium(V), sedangkan untuk vanadium(IV) bentuk anion vanadit tidak ditemui sebagai ion sederhana melainkan sangat bervariasi.
c)
Kelimpahan di alam
Vanadium dalam kerak bumi diduga terdapat sekitar 136 ppm dan merupakan unsur transisi terbanyak ke lima setelah besi, titanium, mangan dan zirkonium. Logam ini terdapat bersama-sama dengan logam-logam lain dalam sekitar 60 macam mineral, dan oleh karena itu logam vanadium sering merupkan hasil ikutan saja dari suatu proses pemisahan. Mineral penting sebagai sumber logam vanadium adalah, patronit – VS4, yang merupakan suatu polisulfida. Oleh karena mudah bereaksi dengan oksigen, logam ini juga terdapat pada
berbagai
mineral
vandat
misalnya
vanadinat
yaitu
timbel(II)klorida
vanadat,
PbCl2.3Pb3(VO4)2, karnonit yaitu kalium uranil vanadat, K(UO 2)(VO4)1,5H2O dan vanadinit yaitu Pb3(VO4)2.Pb2(VO4)Cl atau Pb5(VO4)3Cl. d)
Isolasi
Langkah pertama ekstraksi logam ini adalah mendapatkan vanadium dalam bentuk oksidanya, V2O5, dari bijihnya melalui berbagai macam proses dan reaksi. Untuk itu biasanya ditempuh prosedur umum dengan pemanggangan ( roasting ) bijih-bijih yang telah diremukkan atau residu vanadium dengan garam NaCl atau N 2CO3 pada temperatur kira-kira 8500C. Tahap ini akan mengahislkan natrium vanadat, Na 3VO4, yang kemudian diluluhkan dengan air, pengasaman dengan asam sulfat hingga pH= 2-3 akan mengahsilkan padatan merah yang disebut “roti-merah” (red cake) yang merupakan suatu senyawa polivanadat, dan pemanggangan langsung pada temperatur kira-kira 7000C akan menghasilkan padatan hitam V2O5. Langkah selanjutnya adalah proses reduksi terhadap V 2O5 yang pada garis besarnya dibedakan dalam dua perlakuan berdasarkan tujuannya. Jika logam vanadium yang diperoleh dimaksudkan untuk keperluan zat aditif pada baja, maka reduksi dilakukan dalam tanur listrik dengan penambahan bijih besi (Fe), silikon (Si) dan kapur, CaO. Hasilnya adalah ferovanadium dengan kadar vanadium (35-95%) yang dapat dipisahkan dari ampas atau kerak CaSiO3 menurut persamaan reaksi berikut: 2V2O5 + 5 Si + Fe + 5CaO
4 V + Fe + 5 CaSiO 3
Produk ini dapat langsung dipakai sebagai zat aditif pada baja ferovanadium tanpa pemurnian lebih lanjut. Jika yang diinginkan logam vanadium murni, maka reduksi terhadap V2O5 dapat dilakukan dengan kalsium, dan lelehan logam vanadium yang terbentuk dapat dipisahkan dari kerak CaO menurut persamaan reaksi: V2O5(s) + 5Ca(s)
2V(l) + 5 CaO(s)
Jika bahan dasar yang digunakan mengandung vanadium(II)klorida, VCl 2, maka logam vanadium dengan kemurnian tinggi dapat diperoleh dengan elektrolisis leburan NaCl-LiClVCl2, atau dengan proses van Arkel-de Boer yaitu melewatkan uap garam vanadium klorida yang sudah dimurnikan melalui kawat panas dalam keadaan vakum (tekanan rendah).
PENUTUP
Vanadium tampak bersinar cemerlang, cukup lunak sehingga mudah dibentuk seperti pembuluh, mempunyai titik leleh 1915 0C dan titik didih 3350 0C, serta tahan terhadap korosi. Vanadium dalam kerak bumi diduga terdapat sekitar 136 ppm dan merupakan unsur transisi terbanyak ke lima setelah besi, titanium, mangan dan zirkonium. Logam ini terdapat bersama-sama dengan logam-logam lain dalam sekitar 60 macam mineral, dan oleh karena itu logam vanadium sering merupkan hasil ikutan saja dari suatu proses pemisahan. Mineral penting sebagai sumber logam vanadium adalah, patronit – VS4, yang merupakan suatu polisulfida. Karena mudah bereaksi dengan oksigen, logam ini juga terdapat pada berbagai mineral vandat misalnya vanadinat yaitu timbel(II)klorida vanadat, PbCl 2.3Pb3(VO4)2, karnonit
yaitu
kalium
uranil
vanadat,
Pb3(VO4)2.Pb2(VO4)Cl atau Pb5(VO4)3Cl.
K(UO 2)(VO4)1,5H2O
dan
vanadinit
yaitu
DAFTAR PUSTAKA
Anonim., 2008, Vanadium, chemistry.org situs kimia Indonesia, diakses di http http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/vanadium/ pada tanggal 29 Nopember 2014. Sugiyarto, Kristian, H., Retno, D., dan Suyanti, 2010, Kimia Anorganik Logam, Graha Ilmu, Yogyakarta.
