1.
Apa yang dimaksud dengan ekstraksi metalurgi? Jelaskan pembagiannya dan jelaskan apa yang membedakan ketiganya?
Penyelesaian:
Pengertian ekstraksi metalurgi Metalurgi ekstraktif adalah studi mengenai mengenai proses yang digunakan untuk memisahkan logam
berharga dalam konsentrat dari material lain. Metalurgi ekstraksi juga dapat diartikan sebagai
praktik menghapus logam berharga dari sebuah biji dan pemurnian logam mentah yang diekstrak ke dalam bentuk murni. Dalam rangka untuk mengubah logam oksida, atau sulfida untuk sebuah logam murni, bijih besi harus dikurangi secara fisik, kimiawi atau elektrolisasi.
Metalurgi didefinisikan sebagai ilmu dan teknologi untuk memperoleh sampai pengolahan logam yang mencakup tahapan dari pengolahan bijih mineral,pemerolehan (ekstraksi) logam, sampai ke pengolahannya untuk menyesuaikan sifat-sifat dan perilakunya sesuai dengan yang dipersyaratkan dalam pemakaian untuk pembuatan produk rekayasa tertentu.
Pembagian Pembagian Ekstraksi Metalurgi Macam-macam ekstraksi metalurgi berdasarkan tahapannya: 1. Hidrometalurgi. Hidrometalurgi merupakan cabang tersendiri dari metalurgi. Secara harfiah hidrometalurgi dapat diartikan sebagai cara pengolahan logam dari batuan atau bijihnya dengan menggunakan
pelarut
berair
(aqueous
solution).
Atau
secara
detilnya
proses
Hydrometalurgi adalah suatu proses atau suatu pekerjaan dalam metalurgy, dimana dilakukan pemakaian suatu zat kimia yang cair untuk dapat melarutkan suatu partikel tertentu. 2. Pirometalurgi Suatu proses ekstraksi metal dengan memakai energi panas. Suhu yang dicapai ada yang hanya 50º - 250º C (proses Mond untuk pemurnian nikel), tetapi ada yang mencapai 2.000º C (proses pembuatan paduan baja). Yang umum dipakai hanya berkisar 500º - 1.600º C ; pada suhu tersebut kebanyakan kebanyakan metal atau paduan metal sudah dalam fase cair bahkan kadang-kadang dalam fase gas. 3. Elektrometalurgy Elektrometalurgi Elektrometalurgi merupakan merupakan proses ekstraksi metalurgi yang menggunakan sumber listrik sebagai sumber panas. Tujuan dari proses ini adalah untuk mengendapkan logam dari
suatu
larutan
sebagai
hasil
pelindian.
Macam – Macam Metalurgi : 1. Metalurgi Ekstraksi : suatu ilmu yg mempelajari cara - cara mendapatkan metal dari ore, konsentrat, serap, slag sehingga bermanfaat bagi manusia. 2. Metalurgi fisik : upaya memadukan 2 logam / lebih agar hasil perpaduan ini mempunyai sifat fisik sesuai dengan yang diinginkan. 3. Metalurgi Mekanik : pembentukan logam dengan struktur tertentu agar dapat dimanfaatkan atau upaya pemrosesan logam lebih lanjut agar dapat dimanfaatkan oleh manusia, misal untuk jembatan yang mempunyai daya dukung tertentu.
Perbedaan ketiga jenis ekstraksi metalurgi -
Yang membedakan ketiga jenis ekstraksi metalurgi ini adalah media pemisahnya, yakni dengan menggunakan zat cair, panas dan juga sumber arus.
-
Pyrometalurgy dilakukan pada logam, besi dan baja. Hydrometallurgy dilakukan pada emas, perak, dan tembaga. Elekrometalurgy dilakukan pada aluminium, magnesium.
Perbedaan ketiga jenis metalurgi adalah : 1.
Metalurgi Ekstraksi: Pada bagian pengolahan mineral, konsentrat
yang
mengandung logam berharga dipisahkan dari pengotor yang menyertainya. Sedangkan ilmu metalurgi ekstraksi adalah untukmemisahkan logam berharga dalam konsentrat dari material lain. 2.
Metalurgi Fisik : Metalugi fisik adalah pengetahuan-pengetahuanmengenai fisika dari logam-logam dan paduan-paduan umpamanya tentang sifat-sifat mekanik, sifat-sifat teknologi serta pengubahan-pengubahan sifat-sifat tersebut yang umumnya menyangkut segi-segi pengembangan atau
development,
pada
penggunaan dan pengolahan atau teknologi logam- logam dan paduan-paduan . 3.
Metalurgi Mekanik : Proses pengerjaan secara mekanik untuk mencapai bentuk
tertentu termasuk proses pembentukan dan proses lainnya yang tidak merubah komposisi kimia, termasuk sifat mekanik dan cara ujinya.
2. Jelaskan keterkaitan antara aspek mining, aspek processing mineral dan aspek ilmu pengetahuan dengan ekstraktif metalurgi. Buat skema dan kriteria apa yang mendasari keterkaitan tersebut?
Penyelesaian :
Aspek-aspek ekstraksi metalurgi a.
Aspek mining
Aspek Mining (Pertambangan) menjadi suatu hal yang sangat penting dikarenakan didalamnya termasuk kegiatan survey tinjau, eksplorasi dan eksploitasi. Dari kegiatan survey tinjau dan eksplorasi, didapatkanlah jumlah cadangan, jenis cadangan dan kadar cadangan. Jumlah cadangan menentukan apakah kegiatan ekstraksi dapat kontinyu (supply bahan tambang terpenuhi), sedangkan jenis cadangan (apakah cadangan primer, sekunder, atau tersier) dan kadar (low grade deposit dan high grade deposit) akan menentukan metode penambangan dan bagaimana cara penambangan. Untuk dilakukan ekstraksi atau peleburan maka dipilihlah kadar yang tinggi (high grade deposit) dan jumlah yang besar. Selain itu, aspek mining juga berpengaruh terhadap ekstraksi metalurgi karena untuk menentukan metode ekstraksi apa yang akan digunakan.Selain itu, aspek mining juga berpengaruh dalam pembangunan smelter untuk peleburan biji h logam. Apabila bijih logam yang ditambang tidak memiliki kadar yang tinggi maka pembangunan smelter akan menyebabkan produk yang dihasilkan tidak memiliki kualitas yang bagus. Ditambah dengan jumlah logam yang dihasilkan sedikit, pembangunan smelter akan menyebabkan naiknya biaya operasi karena supply logam untuk dileburkan tidak baik. Aspek pertambangan (mining) tidak bisa terlepas dari ekstraksi metalurgi karena yang akan dilakukan peleburan berasal dari pertambangan. Logam yang akan dilebur pun harus memiliki kualitas, kuantitas dan kadar yang baik. Selective Mining dapat dilakukan untuk menambang logam yang hanya memiliki kadar yang baik. Supply logam yang akan dilebur pun harus berjalan dengan baik agar pabrik smelter dapat beroperasi terus menerus. Selain itu, aspek pertambangan juga menentukan metode peleburan seperti apa yang sesuai dengan sifat logam yang akan di lebur dan biaya yang akan dikeluarkan. Maka, Aspek pertambangan (mining) sangat penting dalam proses pembangungan pabrik smelter dan proses ekstraksi metalurgi.
b.
Aspek processing
Pengolahan mineral (mineral dressing ) adalah pengolahan mineral secara fisik. Tujuan dari pengolahan mineral adalah meningkatkan kadar logam berharga dengan cara membuang bagian-bagian dari bijih yang tidak diinginkan. Secara umum, setelah proses mineral dressing akan dihasilkan tiga kategori produk, yaitu : 1.
Konsentrat, dimana logam-logam berharga terkumpul dan dengan demikian kadarnya menjadi tinggi.
2.
Tailing, dimana bahan-bahan tidak berharga (bahan ikutan, gangue mineral) terkumpul.
3.
Middling, yang merupakan bahan pertengahan antara konsentrat dan tailing. Aspek processing merupakan aspek yang penting di dalam ekstraksi metalurgi,
karena pada proses inilah bahan baku yang sudah di dapat akan di siapkan sebelum akhirnya dilakukan peleburan. Aspek processing disini ialah kegiatan sebelum dilakukannya peleburan atau dengan kata lain proses pengolahan untuk meningkatkan kadar. Bahan tambang yang sudah ditambang akan dilakukan pengolahan untuk menaikkan nilai tambah. Dari pengolahan (processing) inilah dapat diketahui mineral apa saja yang terkandung didalam logam tersebut. Apakah masih banyak mineral ikutan didalam logam tersebut yang apabila dilakukan peleburan kembali akan menguntungkan karena kadar yang tinggi atau nilai jualnya yang tinggi.
c.
Aspek ilmu pengetahuan Aspek ilmu pengetahuan ini berpengaruh pula pada proses ekstraksi metalurgi misalnya
saja dengan ilmu termodinamika dan termokimia. Dari kedua ilmu tersebut kita bias merencanakan proses ekstraksi dengan tepat berdasarkan logam yang akan kita lebur, dimana kita bias mengetahui titik melting dengan suhu yang tepat, perubahan fase, energy yang dibutuhkan dan sebagainya.
Skema keterkaitan aspek – aspek tersebut ASPEK LEGALITAS ASPEK MINING
ASPEK PROCESSING
EKSTRAKSI METALURGI
ASPEK ILMU PENGETAHUAN
ASPEK MINERALOGI
Kriteria yang mendasari aspek tersebut adalah a. Aspek Mining : hal yang mendasarinya adalah kegiatan prospeksi, eksplorasi, studi kelayakan dan eksploitasi b. Aspek Mineral processing : hal yang mendasarinya adalah kegitan crushing, grinding screening, untuk meningkatan nilai kadar dari mineral c. Aspek Ilmu Pengetahuan : hal yang mendasarinya adalah ilmu fisika dan kimia yang berkaitan dengan kalor atau panas seperti hukum termodinamika, hukum termokimia, asas black.
3.
Jelaskan apa saja ilmu pengetahuan yang mendukung dalam ekstraksi metalurgi? Dan apa peranan masing-masing ilmu pengetahuan tersebut dalam peleburan logam?
Penyelesaian :
Ilmu pengetahuan yang mendukung dalam ekstraksi metalurgi adalah : a.
Perubahan fase -gas liquid/liquid
gas
(kondensasi)
- gas solid / solid gas (retorting) -liquid solid/solid liquid (smelting)
b.
Termodinamika Ilmu yang membahas tentang hubungan panas dan kerja Tahap pembangunan pabrik ekstraksi : -thermodinamika : berhubungan dengan kemungkinan kelangsungan proses kimia serta keadaan akhir yang akan dicapai -kinetika : mempelajari laju/ kecepatan reaksi dan pengendaliannya. -transport fenomena : mempelajari tentang perpindahan massa dan kalor dari reaksi -perekayasaan : hubungan dengan perencanaan dan perancangan pembangunan peralatan/ reaktor dan sarana pendukung yang diperlukan untuk merealisasikan proses yang direncanakan. Peranan thermodinamika: 1. Tahap preparasi : termodinamika diterapkan pada diagram kesetimbangan logam-sulfur - oksigen 2.
Tahap
ekstraksi :
termodinamika
dipakai
untuk
memperkirakan
berlangsungnya proses redoks logam baik menggunakan reduktor C, H2, logam lainnya ( metallothermik) berdasar data kesetimbangan pembentukan oksida berbagai logam dapat dibentuk diagram ellingham 4M/X + O2 = 2/X M2OX 3. Tahap pemurnian : -pada tahap ekstraksi reduksi merupakan reaksi kimia yang sangat penting pada salah satu metode pemurnian, secara pirometalurgi justru sebaliknya yaitu reaksi oksidasi. -pada metode ini unsur pengotor diubah menjadi oksida yang secara fisik dapat dipisahkan dari logam utamanya baik sebagai oksida leleh, padatan maupun dalam bentuk gas -diagram ellingham juga dapat untuk menentukan penghilangan unsur tertentu dengan cara oksidasi selektif -proses pemurnian dilakukan untuk menurunkan kandungan unsur-unsur pengotor -pemurnian dapat dilakukan dengan elektrolitik c.
Entropi Suatu fungsi keadaan yg mrpkn uk/keteraturan/ ketidakteratruran struktur atom suatu system. Entropi naik bila system mengalami proses menurunnya keteraturan struktur atomnya. Pelelehan, penguapan merupakan proses yang disertai kenaikan entropy.
Secara kuantitatif kenaikan entropy besarnya = jumml kalor yang diserap secara isotermik dan reversible dibagi oleh T absolut system pada waktu proses berlangsung. Suatu proses berlangsung secara reversible apabila pada setiap saat selama berlangsung, system pada keadaan hanya sedikit menyimpang dari keadaan setimbang. Mis : peleburan pada titik leburnya.
d.
Diagram ellingham Merupakan
diagram
yang
menggambarkan
harga
Δ˚G
(energi
bebas)
pembentukan oksida berbagai unsur/ logam sebagai fungsi temperatur. Informasi yang terdapat didalamnya: - bila harga Δ˚G<0 mk reaksi berlangsung spontan, suatu oksida akan stabil - bila grafik perubahan energi bebas berada di bwh grs Δ˚G = 0 mk oksida logam akan stabil. 4.
Jelaskan apa yang anda ketahui tentang “ geometalurgy” dan buat skema keterkaiatannya dengan ekstraksi metalurgi?
Penyelesaian :
Geometalurgy merupakan ilmu yang menghubungkan geologi dan block mode ke
pengolahan metalurgi dan perencanaan produksi. Dalam pengertian lain, Geometalurgi Adalah disiplin ilmu dari integrasi pendekatan analisa data geologi, perencanaan ,
dan
metalurgi (ekstraktif – pemrosesan bijih), yang menghasilkan informasi dan knowledge untuk optimasi profitabilitas sumberdaya mineral. Geometalurgy juga merupakan disiplin ilmu dari integrasi pendekatan analisa data geologi, perencanaan tambang dan metalurgi yang menghasilkan informaasi dan pengetahhuan untuk optimasi profit sumberdaya mineral.
Skema keterkaitan geometalurgy dengan ekstraksi metalurgi
BAHAN GALIAN
GEOLOGI-EKSPLORASI
PENAMBANGAN
METALURGI
GEOMETALURGI
5.
a. Sebutkan dan jelaskan tahapan proses peleburan logam secara umum pyrometalurgi ? apa saja 4 persiapan yang harus dilakukan sebelum peleburan logam serta apa fungsi dati tanur ( furnace), flux, coke dan refractory dalam proses peleburan? b. Dalam proses peleburan logam kita mengenal primary impurities dan secondary impurities jelaskan!
Penyelesaian :
a. 1. Tahapan proses peleburan logam secara umum pyrometalurgi Suatu proses ekstraksi metal dengan memakai energi panas. Suhu yang dicapai ada yang hanya 50º - 250º C (proses Mond untuk pemurnian nikel), tetapi ada yang mencapai 2.000º C (proses pembuatan paduan baja). Yang umum dipakai hanya berkisar 500º - 1.600º C ; pada suhu tersebut kebanyakan metal atau paduan metal sudah dalam fase cair bahkan kadang-kadang dalam fase gas. Umpan yang baik adalah konsentrat dengan kadar metal yang tinggi agar dapat mengurangi pemakaian energi panas. Penghematan energi panas dapat juga dilakukan dengan memilih dan memanfaatkan reaksi kimia eksotermik (exothermic). Sumber energi panas dapat berasal dari : 1. Energi kimia (chemical energy = reaksi kimia eksotermik). 2. Bahan bakar (hydrocarbon fuels) : kokas, gas dan minyak bumi. 3. Energi listrik. 4. Energi terselubung/tersembunyi, panas buangan dipakai untuk pemanasan awal (preheating process). Peralatan yang umumnya dipakai adalah : 1. Tanur tiup (blast furnace). 2. Reverberatory furnace. Sedangkan untuk pemurniannya dipakai : 1. Pierce-Smith converter. 2. Bessemer converter.
3. Kaldo cenverter. 4. Linz-Donawitz (L-D) converter. 5. Open hearth furnace. Proses pirometalurgi terbagi atas 5 proses, yaitu : 1. Drying (Pengeringan) Adalah proses pemindahan panas kelembapan cairan dari material. Pengeringan biasanya sering terjadi oleh kontak padatan lembap denganpembakaran gas yang panas oleh pembakaran bahan bakar fosil. Pada beberapa kasus, panas pada pengeringan bisa disediakan oleh udara panas gas yang secara tidak langsung memanaskan. Biasanya suhu pengeringan di atur pada nilai diatas titik didih air sekitar 120ºC.pada kasus tertentu, seperti pengeringan air garam yang dapat larut, suhu pengeringan yang lebih tinggi diperlukan. 2. Calcining (Kalsinasi) Kalsinasi adalah dekomposisi panas material. Contohnya dekomposisi hydrate seperti ferric Hidroksida menjadi ferric oksida dan uap air atau dekomposisi kalsium karbonat menjadi kalsium oksida dan karbon diosida dan atau besi karbonat menjadi besi oksida.Proses kalsinasi membawa dalam variasi tungku/furnace termasuk shaft furnace, rotary kilns dan fluidized bed reactor. 3. Roasting (Pemanggangan) Adalah pemanasan dengan kelebihan udara dimana udara dihembuskan pada bijih yang dipanaskan disertai penambahan regen kimia dan pemanasan ini tidak mencapai titik leleh (didih). Kegunaan Roasting adalah : Mengeluarkan sulfur, Arsen, Antimon dari persenyawaannya - Merubah mineral sulfida menjadi oksida dan sulfur 2 ZnS + 3O2 2 ZnO + 2 SO4 - Membentuk material menjadi porous - Menguapkan impurity yang foltair. Dapur yang digunakan pada proses roasting, yaitu : - Hazard Vloer Oven - Suspensi roasting oven - Fluiized bed roasting Jenis-jenis roasting, yaitu : a. Oksida Roasting Biasanya dilakukan terhadap mineral-mineral sulfida pada temperatur tinggi (direduksi langsung). Pada temperatur rendah : - sulfida logam dapat direduksi dengan Carbon membentuk CS dan CS2. - Tidak dapat direduksi langsung karena sulfida logam-logam lebih stabil b. Reduksi Roasting Adalah suatu proses pemanggangan dimana suatu oksida mengalami proses reduksi oleh suatu reduktor gas yang dimaksudkan untuk menurunkan derajat oksidasi suatu logam. Peristiwa reduksi ini tidak dapat tercapai untuk suatu oksida yang sangat stabil. c. Chlor Roasting Dalam proses ini, bijih/konsentrat dipanggang bersama senyawa klorida (CaCl2,NaCl) atau dengan gas Cl2. Tujuan chlor roasting adalah : Menghasilkan senyawa klorida logam dalam air (di ekstraksi) Menghasilkan senyawa klorida logam-logam yang mudah menguap agar dapat dipisahkan dari mineral-mineral pengganggu (Metalurgi Halida).
d. Fluor Roasting Pemanggangan ini menggunakan reagent F2. e. Yodium Roasting Pemanggangan ini menggunakan reagent I2. 4. Smelting Adalah proses peleburan logam pada temperatur tinggi sehingga logam ,leleh dan mecair setelah mencapai titik didihnya. Oven yang digunakan, yaitu : a. Schacht Oven b. Scraal Oven (revergeratory Furnace c. Electric Oven (Electric Furnace) Dalam pemakaian oven yang perlu diperhatikan, yaitu : a. Ketahanan mekanis dari feeding b. Kemurnian dari bahan bakar. Smelting terbagi beberapa jenis, yaitu : a. Reduksi smelting b. Oksidasi smelting c. Netral smelting d. Sementasi smelting e. Sulfida smelting f. Presipitasi smelting g. Flash smelting (peleburan semprot) h. Ekstraksi timbal dan seng secara simultan. 5. Refining (Pemurnian) Pemunian adalah pemindahan kotoran dari material dengan proses panas. Contoh Proses Ekstraksi Metaluri Secara Pirometalurgi. 2. 4 persiapan sebelum peleburan logam, yaitu:
a. Drying (
pengeringan )
adalah suatu
proses yang bertujuan untuk
menghilangkan / mengurangi kandungan air bebas. Tujuan dari drying :
b.
-
Mengeluarkan H2O
-
Merubah dari fase padat ke fase cair tetapi tidak terjadi peleburan
Kalsinasi Temperatur kaslinasi harus lebih tinggi dari drying dan membutuhkan panas untuk menguraikan air hidrat Tujuan kalsinasi :
c.
-
Penguraian karbonat
-
Penguraian hydrant (air kristal)
Roasting ( pemanggangan ) adalah suatu proses pemanasan suatu material / konsentrat tanpa disertai peleburan, yang bertujuan untuk mengubah
senyawa-senyawa yang terkandung menjadi senyawa-senyawa lain yang sesuai untuk proses selanjutnya. d.
Aglomerasi, Suatu proses penggumpalan dari partikel yang kecil menjadi partikel yang lebih besar. Biasa dilakuakan pada bijih, konsentrat dan partikel-partikel yang mengalami roasting. Aglomerasi diperlukan apabila diumpankan butiran yang terlalu halus dapat terjadi penyumbatan aliranaliran gas terganggu.
3. fungsi alat 1. Tanur (Furnace) : suatu alat sejenis oven berukuran besar, berupa ruangan
dengan penyekat termal yang dapat dipanaskan hingga mencapai suhu terte ntu, untuk menyelesaikan tugas atau proses tertentu seperti pengeringan, pengerasan, atau perubahan kimiawi. Berbagai industri dan perdagangan memanfaatkan berbagai jenis dan bentuk tanur, misalnya untuk mengolah tanah liat menjadi gerabah, batu bata, keramik dan lain-lain. Juga untuk memproses bijih logam, batu gamping, pembuatan semen, pengeringan kayu, dan sebagainya. 2. Fluk : bahan yang digunakan untuk membantu penggabungan logam atau
mineral tertentu. Bahan tersebut diterapkan pada sisi atau permukaan benda yang akan digabungkan melalui proses welding, soldering, atau brazing. Penambahan bahan fluks berguba untuk mencegah , melarutkan atau memudahkan penghilangan pengotor (oksida-oksida tertentu atau zat-zat lainnya) dan membantu proses penyatuannya. 3. Refractory : mineral yang tahan terhadap penguraian oleh panas, tekanan, atau
serangan
kimia.
Ini
paling
sering
mengacu
pada
mineral
yang
mempertahankan kekuatan dan terbentuk pada suhu tinggi. Refraktori digunakan untuk tungku, klin, insinerator, dan reaktor. Selain itu juda digunakan untuk membuat cawan lebur dan cetakan untuk pengecoran kaca dan logam untuk memaparkan siste deflektor api untuk struktur peluncuran roket. Saat ini, sektor besi dan baja industri dan pengecoran logam menggunakan sekitar 70% dari semua refraktori yang dihasilkan. 4. Coke : adalah bahan karbon padat yang berasal dari distilasi batubara rendah
abu dan rendah sulfur, batubara bitumen. Digunakan sebagai bahan bakar dan sebagai agen pereduksi dalam peleburan bijih besi dalam blast furnace. Kokas
ini digunakan untuk mengurangi oksida besi (hematite) untuk mengumpulkan besi.
b. 1. Primary impurities merupakan pengotoe utama dalam proses peleburan. 2. secondary impurities merupakan pengotor sampingan didalam peleburan.
6.
a. apa yand dimaksud dengan diagram Ellingham dan apa hubungannya dengan proses peleburan? b. apa hubungan diagram Ellingham dengan daftar periodik yang anda ketahui? c. bila diketahui: reaksi suatu logam alumina (Al2O3) dan magnesium oksida (MgO) mana yang lebih stabil pada suhu 1.200 oc dan hitung berapa free gips energi (∆GO) dalam kaitannya dengan gas yang dihasilakan (CO2) dan pembentukan Cu2O (lihat diagram Ellingham) bagaimana reaksi yang terjadi antara: Al dengan Cu2O dan reaksi antara Al2O3 dan magnesium oksida. a. 1. Diagram Ellingham adalah diagram yang menunjukkan berbagai macam kuantitas energy gibs dari beberapa jenis logam yang ditunjukkan di dalam suatu reaksi kimia terhadap fungsi temperature dan tekanan. diagram yang diplot berdasarkan ΔG (energy bebas gibbs) vs temperatur. Karena nilai ΔH (entalpi) dan ΔS (entropi) pada dasarnya bersifat konstan terhadap temperatur kecuali terjadi permubahan fasa, sehingga energi bebas Gibbs (ΔG) vs temperatur dapat digambarkan sebagai persamaan garis lurus dengan ΔS sebagai gradien dan ΔH sebagai konstanta. Perubahan gradien akan terjadi ketika terjadinya perubahan fasa pada material yang meliputi pelelehan ataupun penguapan. Adapun informaasi yang daapt kita ambil pada diagram Ellingham adalah: o
bila harga ∆Gl<0, maka reaksi berlangsung spontan dan suatunoksida akan stabil
o
bila grafik perubahan energy berada dibawah garis ∆G = 0, maka oksida juga dapat kita katakana stabil.
2. hubungan diagram Ellingham dengan proses peleburan yaitu: -
Posisi garis dari suatu reaksi pada diagram Ellingham menunjukan kestabilan oksida sebagai fungsi dari temperatur. Reaksi yang berada pada bagian atas diagram adalah logam yang bersifat lebih mulia (contohnya emas dan platina), dan oksida dari logam ini bersifat tidak stabil dan mudah tereduksi. Semakin kebawah posisi garis reaksi maka logam bersifat semakin reaktif dan oksida menjadi semakin stabil. Suatu logam dapat digunakan untuk mereduksi oksida jika garis oksida yang akan direduksi terletak diatas garis logam yang digunakan sebagai reduktor.
untuk menentukan temperature minimum pada suatu logam agar dapat direduksi oleh
-
oksigen sehingga menjadi logam. memperkirakan reaksi redoks antara logam dan oksigen hiongga dilakukannya proses
-
peleburan. -
untuk mengeksploitasi semua jenis logam yang cocok digunakan sebagai pereaksi pereduksi untuk oksigen logam dari logam lainnya.
-
menentukan penghilangan unsure tertentu yang dilakukan dengan cara oksida selektif.
-
Diagram Ellingham juga dapat digunakan untuk menentukan rasio antara CO dan CO2 yang dibutuhkan untuk dapat mereduksi logam oksida menjadi logam. Selain itu diagram ini dapat digunakan untuk mengetahui kesetimbangan dari tekanan partial oksigen dari logam atau oksida saat temperatur tertentu.
b. 1.
hubungan diagram Ellingham dengan table periodic unsur merupakan diagram yang diplot berdasarkan ∆G dan temperature suatu bahan, untuk dapat memplotkannya kita harus mengetahui sifat dari material atau unsure yang ingin kita ketahui. Sifat-sifat ini dapat kita lihat pada tabel periodik unsure.
2.
Untuk meplot energi bebas sebagai fungsi temperatur untuk mengamati kondisi pada reaksi redoks yang mungkin terjadi.
3.
Untuk mengetahui titik leleh dan titik lebur dari mineral logam tersebut
4.
Untuk mengetahui sifat kimia dari mineral logam yang akan dilebur.
c. reaksi suatu logam alumina (Al 2O3) dan magnesium oksida (MgO) mana yang lebih stabil pada suhu 1.200o. dari grafik yang lebih stabil adalah Al2O3 karena berada diatas grafik MgO, sehingga MgO akan mereduksi 2CuO dengan reaksi sebagai berikut: 4/3 Al + O2 → 2/3 Al2O3
2Mg + O2 → 2MgO
4Cu + O2 → 2 Cu2O
4/3 Al + O2 → 2/3Al2O3
4/3 Al + 2Cu2O → 4Cu + 2/3 Al 2O3
2Mg + 2/3 Al2O3 → 4/3 Al + 2MgO
Free gibs energy (∆GO) dalam kaitannya dengan gas yang dihasilkan (CO2) dan pembentukan Cu2O Cu + CO2 → CuO2 + C ∆GO1000 = ∆GO CuO2- ∆GOCO2 = (-200)-(-400) = 200
Reaksi yang terjadi antara: Al dengan Cu2O dan reaksi anatara Al2O3 dan MgO Al2O3 + MgO2 3MgO2 + 4Al → 2Al2O3 + 3Mg T < 1500Oc → spontan, Al2O3 stabil T > 1500oc → tidak spontan, MgO2 satbil
