MAKALAH KIMIA ANORGANIK
“PENGANTAR METALURGI”
DISUSUN OLEH:
FERINA UTARI (A1C109008) MELIA GUSTINA (A1C109018) DEWI MUTIARANI (A1C109035)
DOSEN PENGAMPU : Drs. Abu Bakar, M.Pd
PROGRAM STUDI PENDIDIKIAN KIMIA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JAMBI 2010/2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis haturkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan hidayah-Nya lah penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul, ”PENGANTAR METALURGI” dengan baik.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada :
-
Drs. Abu Bakar, M. Pd selaku dosen mata kuliah Kimia Anorganik II yang telah membimbing penulis,
-
Teman-teman kelas pendidikan kimia kimia regular yang juga membantu, membantu,
-
Dan orang tua yang telah memberikan dukungan moril dan materil. Penulis menyadari terdapat beberapa kesalahan dalam penulisan makalah ini. Untuk itu penulis
mohon maaf karena masih dalam proses pembelajaran. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Jambi,
April 2011
Penulis
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis haturkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan hidayah-Nya lah penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul, ”PENGANTAR METALURGI” dengan baik.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada :
-
Drs. Abu Bakar, M. Pd selaku dosen mata kuliah Kimia Anorganik II yang telah membimbing penulis,
-
Teman-teman kelas pendidikan kimia kimia regular yang juga membantu, membantu,
-
Dan orang tua yang telah memberikan dukungan moril dan materil. Penulis menyadari terdapat beberapa kesalahan dalam penulisan makalah ini. Untuk itu penulis
mohon maaf karena masih dalam proses pembelajaran. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Jambi,
April 2011
Penulis
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Latar Belak Belakang ang
Metalurgi didefinisikan sebagai ilmu dan teknologi untuk memperoleh sampai pengolahan logam yang yan g men mencak cakup up tah tahapa apan n dar darii pen pengol golaha ahan n bij bijih ih min minera eral,p l,peme emerol roleha ehan n (ek (ekst strak raksi) si) log logam, am, sam sampa paii ke pengolahannya untuk menyesuaikan sifat-sifat dan perilakunya sesuai dengan yang dipersyaratkan dalam pemakaian untuk pembuatan pembuatan produk rekayasa tertentu. tertentu. Berdasarkan Berdas arkan tahapan rangk rangkaian aian kegia kegiatanny tannya, a, metal metalurgi urgi dibed dibedakan akan menja menjadi di dua jenis jenis,, yait yaitu u metalurgi metal urgi ekst ekstraksi raksi dan meta metalurgi lurgi fisi fisika. ka. Metal Metalurgi urgi ekst ekstraksi raksi yang bany banyak ak melib melibatkan atkan proses-proses proses-proses kimia, baik yang temperatur rendah dengan cara pelindian maupun pada temperatur tinggi dengan cara proses peleburan utuk menghasilkan logam dengan kemurnian tertentu, dinamakan juga metalurgi kimia. Meskipun Mesk ipun sesungguhnya sesungguhnya metalurgi metalurgi kimia itu send sendiri iri mempu mempunyai nyai pengertian pengertian yang luas, antar antaraa lain mencakup juga pemaduan logam denagn logam lain atau logam dengan bahan bukan logam. Beberapa aspek perusakan logam (korosi) dan cara-cara penanggulangannya, pelapisan logam secara elektrolit,dll. Adapun Ada pun pro proses ses-pr -prose osess dar darii eks ekstra traksi ksi met metalu alurgi rgi / eks ekstra traksi ksi log logam am itu sen sendi diri ri ant antara ara lai lain n ada adalah lah pyrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur tinggi), hydrometalurgy hydrometalurgy(proses (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindian dengan media cairan), dan electrometalurgy (proses ekstraksi yang melibatkan penerapan prinsip elektrokimia, baik pada temperatur rendah maupun pada temperatur tinggi).
1.2 Rumusan Masalah
•
Apa yang dimaksud dengan metalurgi?
•
Apa yang dimaksud dengan metalurgi serbuk?
•
Apa itu logam ?
•
Bagaimana keberadaan logam di alam?
•
Bagaimana proses ekstraksi logam?
1.3 Tujuan
•
Untuk mengetahui pengertian metalurgi, logam, keberadaan logam, proses pembuatan dan kegunaannya.
•
Untuk memenuhi tuntutan tugas mata kuliah Kimia Anorganik II
•
Untuk menambah wawasan dan pengetahuan.
BAB II PEMBAHASAN
A. Pengertian Metalurgi Metalurgi ialah pemprosesan bahan mentah alam untuk memperoleh bahan mentah unsur dan pengolahan selanjutnya untuk memperoleh / memproduksi logam dengan sifat-sifat yang dikehendaki. Pengolahan meliputi pencampuran logam (aliase) pemanasan dan pendinginan, secara seksama untuk mempengaruhi sifat fisika dan kimia serta pembentukan dengan mencetak secara mekanik.
Ilmu yang mempelajari cara memperoleh logam dari sumbernya dibumi adalah ilmu metalurgi ekstraktif (ekstraktif metallurgy) , yaitu cabang ilmu yang menggabungkan kimia, fisika, dan teknik dalam metode-metodenya. Sebagai ilmu, ini adalah bidang yang agak baru, tetapi awal kemunculannya, yang terbukti sudah ada di Asia Barat sekitar 6000 tahun lalu, merupakan pertanda munculnya humanitas dari Zaman Batu. Logam yang pertama kali dikenal ialah tentu saja emas, perak, dan tembaga, sebab logamlogam ini dapat dijumpai dalam keadaan alaminya (unsur). Emas dan perak bernilai karena manfaat ornamentalnya, tetapi logam ini terlalu lunak untuk dibuat perkakas. Besi juga dijumpai dalam bentuk unsur (meskipun jarang) dalam meteorit. Sejarah Metalurgi
Sejarah ilmu metalurgi diawali dengan teknologi pengolahan hasil pertambangan. Logam yang paling dini digunakan oleh manusia tampaknya adalah emas, yang bisa ditemukan secara bebas. Sejumlah kecil emas telah ditemukan dan telah digunakan di gua-gua di Spanyol pada masa Paleolitikum, sekitar 40.000 SM. Perak, tembaga, timah dan besi meteor juga dapat ditemukan bebas, dan memungkinkan pengerjaan logam dalam jumlah terbatas. Senjata Mesir yang dibuat dari besi meteor pada sekitar 3000 SM sangat dihargai sebagai "belati dari langit". Dengan pengetahuan untuk mendapatkan tembaga dan timah dengan memanaskan bebatuan, serta mengkombinasikan tembaga dan timah untuk mendapatkan logam paduan yang dinamakan sebagai perunggu, teknologi metalurgi dimulai sekitar tahun 3500 SM pada masa Zaman Perunggu. Ekstraksi besi dari bijihnya ke dalam logam yang dapat diolah jauh lebih sulit. Proses ini tampaknya telah diciptakan oleh orang-orang Hittit pada sekitar 1200 SM, pada awal Zaman Besi. Rahasia ekstraksi dan pengolahan besi adalah faktor kunci dalam keberhasilan orang-orang Filistin. Perkembangan historis metalurgi besi dapat ditemukan dalam berbagai budaya dan peradaban lampau. Ini mencakup kerajaan dan imperium kuno dan abad pertengahan di Timur Tengah dan Timur Dekat, Mesir kuno, dan Anatolia (Turki sekarang), Kartago, Yunani, Romawi kuno, Eropa abad pertengahan, Cina kuno dan pertengahan, India kuno dan pertengahan, Jepang kuno dan pertengahan, dan sebagainya. Banyak penerapan, praktik dan perkakas metalurgi mungkin sudah digunakan di Cina kuno sebelum orang-orang Eropa menguasainya (seperti tanur , besi cor , baja, dan lain-lain)
Berdasar kedekatan antara metalurgi dengan pertambangan inilah maka pada awalnya pendidikan metalurgi lahir dari sekolah-sekolah pertambangan seperti pendidikan metalurgi di Colorado School of Mines.
B. Metalurgi Serbuk •
Defenisi Metalurgi Serbuk
Metalurgi serbuk adalah suatu kegiatan yang mencakup pembuatan benda komersial, baik yang jadi atau masih setengah jadi (disebut kompak mentah), dari serbuk logam melalui penekanan. Proses ini dapat disertai pemanasan akan tetapi suhu harus berada dibawah titik cair serbuk. Pemanasan selama proses penekanan atau sesudah penekanan yang dikenal dengan istilah sinter menghasilkan pengikatan partikel halus. Dengan demikian kekuatan dan sifat-sifat fisis lainnya meningkat. Produk hasil metalurgi serbuk dapat terdiri dari produk campuran serbuk berbagai logam atau dapat pula terdiri dari campuran bahan bukan logam untuk meningkatkan ikatan partikel dan mutu benda jadi secara keseluruhan. Kobalt atau jenis logam lainnya diperlukan untuk mengikat partikel tungsten, sedang grafit ditambahkan pada serbuk logam bantalan untuk meningkatkan kwalitas bantalan.
•
Sifat – sifat Khusus Serbuk Logam
Ukuran partikel, bentuk dan distribusi ukuran serbuk logam, mempengaruhi karakter dan sifat fisis dari benda yang dimampatkan. Serbuk dibuat menurut spesifikasi antara lain bentuk, kehalusan, distribusi ukuran partikel, mampu, alir, (flowability), sifat kimia, mampu tekan (compressibility), berat jenis semu dan sifat-sifat sinter. Sifat kimia
•
Kemurnian
K ompresibilitas
•
serbuk •
•
J. oksidasi
•
Distribusi
K ehalusan
•
Proses
Bentuk
•
Cara
ukuran
Pengayaka
buat
Bentuk butir
n
nya
l B. jenis
Distribusi
Mampu
Mampu
curah
size
Alir
Sinter
•
•
Dalam
•
Ukuran
•
Daya
•
Mampu
kg/m3
benda
memenu
ikat
Harus
tekan
hi ruang
partikel
diperboleh
sama
cetak
saat
kan
dalam
prtikel
proses
Kadar
tiap
pemana
elemen
prosesny
san
lainnya
•
a
(sinter)
Cara Pembuatan Serbuk
hasilkan partikel yang kasar Permesinan u/ membuat serbuk magnesium n a t k a a u r u b a b r C e m S e P
dengan berbagai jenis Penggilingan mesin yg dapat menghancurkan berbagai jenis logam Proses reduksi
reaksikan C 2 + O2 yang
ada dalam oksida besi. Pengendapan Elektrolit perak, besi , tantalum, dll.
megolah
penyemprotan logam u/ Atomisasi membuat serbuk logam bersuhi rendah logam cair dituang melalui Shotting saringan kemudian di-dinginkan dengan air
•
Cara pembuatan Logam dari Serbuk Logam
1. Cara Penekanan ( Pressing )
Serbuk ditekan dalam die baja dengan tekanan 20 – 1400 MPa. Karena partikel yang lunak dapat ditekan dengan mudah, dan serbuk yang bersifat plastic tidak memrlukan tekanan tinggi. Sedang untuk serbuk yang lebih keras dengan berat jenis yang memadai memerlukan tekanan yang lebih besar. 2. Dengan Peningkatan Kepadatan Secara Sentrifugal
Pemadatan sentrifugal merupakan suatu cara untuk menghasilkan benda dengan berat jenis yang merata khususnya untuk serbuk logam berat. Cetakan diisi dengan serbuk kemudian diputar hingga mencapai tekanan sekitar 3 MPa. Akan diperoleh berat jenis yang merata, karena gaya sentrifugal bekerja pada masing-masing partikel serbuk. Setelah dikeluarkan dari cetakan, kompak diolah seperti lazimnya. Tehnik ini hanya diterapkan pada benda yang dibuat dari serbuk logam berat seperti karbida wolfram.
C. Logam Berdasarkan ASM (American Society of Metals), logam didefinisikan sebagai unsur kimia yang mempunyai sifat konduktivitas panas, listrik yang baik, buram dan jika dipoles hingga mengkilap akan menjadi reflektor/pemantul cahaya yang baik. Selain itu mempunyai sifat tidak tembus cahaya dan mempunyai kekuatan dan keuletan yang baik. Unsur-unsur logam terlihat dominan (sekitar 80%) dibandingkan unsur-unsur lainnya . Logam adalah unsur yang jumlah elektron di kulit terluar atomnya lebih kecil atau sama dengan nomor periodanya. Hampir empat per lima dari unsur-unsur adalah logam. Gaya ikatan logam disebabkan adanya elektron-elektron yang terdelokalisasi. Derajat kohesi yang besar disebabkan oleh elektronelektron yang terdelokalisasi menyebabkan logam mempunyai titik leleh, titik didih, dan kerapatan yang tinggi. Mobilitas dari elektron valensi menyebabkan logam mempunyai daya hantar listrik dan panas yang besar.
Keberadaan Logam
Kecuali logam yang sangat tidak reaktif yang disebut logam mulia (Ag, Au, dan Pt), semua logam dialam berbentuk senyawa, yang selalu bercampur dengan bahan-bahan yang tidak dikehendaki yang disebut batu Reja. Campuran ini disebut mineral dari logam. Mineral yang digunakan untuk pemisah unsur secara komersial yang disebut bijih. Bijih ada yang bebas dan asosiasi dialam. Bijih ialah mineral yang digunakan sebagai bahan pembentuk secara komersil. Contoh bijih logam yang umum : oksida, sulfida, halida, silikat, karbonat, dan sulfat. Mx+ + Xe-
M
Logam dalam keadaan oksidasi yang positif tidak perlu harus ion sederhana misalnya MoM 4+, atau dalam suatu silikat. Logam-logam dalam tabel periodik
Berdasarkan keberadaannya, menurut HULME diklasifikasikan menjadi 5 tipe: 1. Logam tipe I Adalah logam-logam yang sangat elektropositif (ns 1), ditentukan dalam/sebagai garam-garam dapat larut seperti klorida, karbonat, dan sulfat. 2. Logam tipe II Logam alkali tanah yang elektropositif (ns 2) ditemukan sebagai karbonat dan sulfat yang tidak bisa larut. 3. Logam tipe III Logam ini juga elektropositif, tetapi kurang elektropositif dibandingkan dengan tipe I dan tipe II. Sumber logam ini dalam bentuk oksidasi dan campuran oksida. Ekstraksi dengan variasi metode menjadi elektrolisis reduksi kimia dengan karbon dan logam lebih reaktif. 4. Logam tipe IV Logam ini ditemukan pada umumnya sebagai sulfida dan sedikit mengandung oksida. Ekstraksi dengan reduksi dengan C, CO, H 2. 5. Logam tipe V Logam yang tidak reaktif dan ditemukan di alam dalam bentuk logam bebas.
Pengelolaan Logam
Pengelolaan logam melibatkan tiga langkah utama, yaitu: 1. Pemekatan bijih 2. Ekstraksi logam dari bijih (reduksi kimia menjadi unsur) 3. Pemurnian 1.
Pemekatan Bijih
Bijih yang ditambang, biasanya mengandung sedikit batuan tak berharga, yang disebut batu-reja (gangue). Bila batu-reja menganggu pada tahap belakangan, langkah pertama dalam pemekatan bijih adalah untuk menghilangkannya. Bijih biasanya dihancurkan dan digiling sampai partikel-partikel mineral pecah terpisah dari batu-reja. Partikel-partikel ini dipisahkan dengan dua cara, yakni cara fisika dan kimia. •
Cara fisika
a) Pencucian Pencucian dengan penyemprotan air dapat membersihkan mineral dari batu-reja. Pencucian dengan arus air turbulen sering menghanyutkan batu-batu reja yang lebih ringan dari mineral yang dikehendaki.
Tabel 1.23. Sumber Mineral Utama Beberapa Logam yang Umum
Logam
Mineral
Komposisi
Aluminium
Bauksit
Al 2O3
Kromium
Kromit
FeCr 2O 4
Tembaga
Chalkosit
Cu 2S
Chalkopirit
CuFeS 2
Malachit
Cu2CO3(OH) 2
Hematit
Fe2O3
Magnetit
Fe3O4
Timbal
Galena
PbS
Mangan
Pirolusit
MnO 2
Merkuri
Cinnabar
HgS
Molibdenum
Molibdenit
MoS 2
Timah
Kassiterit
SnO 2
Titanium
Rutil
TiO 2
Ilmenit
FeTiO3
Sfalarit
ZnS
Besi
Seng
b) Pengapungan (flotasi) Pada flotasi, bijih logam dicampur dengan zat aditif permukaan misalnya detergen atau zat pembusa. Ke dalam campuran ini dihembuskan udara. Bijih logam melekat pada gelembung busa dan
mengapung sedangkan batu-reja turun ke dasar wadah sehingga logam dapat dipisahkan. Hal ini disebabkan, bijih logam memiliki kerapatan yang tinggi. c) Dengan elektromagnetik Dengan sebuah elektromagnet, beberapa mineral dapat ditarik keluar dari bijih-bijih mereka yang telah dihancurkan. Sebuah contoh adalah magnetik, Fe 2O3. Juga mineral-mineral tertentu bisa diberi muatan listrik, lalu ditarik ke suatu lempeng bermuatan, meninggalkan batu-reja.
Tangki pengapungan (flotasi) Air & detergen
Udara
Batu-reja
campuran mula-mula
Pemisah busa Produk (logam) Daur air & deterjen
•
Cara Kimia
a) Pemanggangan Bijih dipanggang untuk mengusir keluar bahan kotoran yang mudah menguap, untuk membakar habis bahan-bahan organik, dan untuk membentuk senyawa-senyawaan yang lebih mudah dilebur. Pemanggangan dalam udara biasanya mengubah sulfida dan karbonat menjadi oksida. Sebagai contoh, 2ZnS + 3O2
2ZnO + 2SO2
Bijih umumnya mengandung banyak sekali batu-reja, bahkan setelah dipekatkan. Seringkali, untuk menghilangkan batu-reja yang terakhir, suatu fluks (bahan pelebur) ditambahkan sewaktu langkah peleburan. Fluks adalah zat yang bergabung dengan batu-reja, dan membuat suatu bahan yang meleleh yang disebut terak (slag) sementara campuran dipanaskan dalam tanur. Pada temperatur tinggi, terak berupa cairan yang tak larut dalam logam yang meleleh itu, dan membentuk lapisan yang terpisah. Jika batu-reja berupa oksida yang bersifat asam seperti silika, SiO 2, suatu oksida basa yang murah seperti kapur, CaO, akan digunakan untuk fluks. Kedua zat ini bereaksi dalam tanur, membentuk senyawaan. Yang meleleh pada suhu rendah, kalsium silikat, teraknya:
SiO2 + CaO
CaSiO3
Jika batu-reja bersifat basa, misalnya kalsium atau magnesium karbonat, fluks yang akan dipakai adalah oksida asam, yang murah mungkin silika. b) Penambahan pelarut Selain pemanggangan, dapat juga dilakukan dengan menambahkan pelarut untuk memisahkan bijih dari batu-reja, contohnya: Bauksit diolah dengn NaOH pekat lalu Al 2O3 larut dan menghasilkan ion aluminat. Al2O3 + 2OH-
2AlO2- + H2O
Setelah dipanaskan dari batu-reja lalu diasamkan AlO2- + HCl
Al(OH)3 + Cl
Kemudian dipanaskan. 2Al(OH) 3 2.
Al2O3 + H2O
Ekstraksi logam dari bijih (reduksi kimia menjadi unsur)
Proses ekstraksi logam dapat dibagi dalam tiga macam yaitu pirometalurgi, hidrometalurgi, dan elektrometalurgi. a) Pirometalurgi
Proses ini menggunakan kalor untuk mengubah atau mereduksi mineral. (Pyro artinya “pada suhu tinggi”). Pirometalurgi adalah teknik metalurgi paling tua, dimana logam diolah dan dimurnikan menggunakan panas yang sangat tinggi. Panas didapatkan dari tanur berbahan bakar batubara (kokas) yang sekaligus bertindak sebagai reduktan. Suhu pada proses ini bias mencapai ribuan derajat Celcius. Sebelum proses reduksi, dilakukan, −
Sintering
: pemanasan (tidak sampai meleleh) untuk membentuk partikel lebih besar.
−
Kalsinasi
: pemanasan untuk menghilangkan gas atau produk yang mudah (calcination) menguap. 4 FeCO3(s) + O2
2 Fe2O3(s) + 4 CO2(g)
PbCO3(s) −
PbO(s) + CO2(g)
Roasting (pemanggangan) : pada pemanasan terjadi reaksi kimia antara bijih dan gas yang terdapat dalam tungku. Pada pemanggangan yang terjadi oksidasi dan redusi dapat disertai dengan kalsinasi. 2 PbS(s) + 3 O2(g)
2 PbO(s) + 2 SO2(g)
2 ZnS(s) + 3 O2(g)
2 ZnO(s) + 2 SO2(g)
Bijih logam yang kurang reaktif seperti raksa (Hg) dapat dipanggang sampai menjadi loam bebas Hg(s) + O2(g)
Hg(g) + SO2(g)
Logam bebas dapat terbentuk jika di dalam tungku terdapat karbon monoksida. PbO(s) + CO(g)
Pb(l) + CO2(g)
Logam seperti titanium yang sukar diperoleh dalam keadaan bebas, dengan pemanggangan diubah menjadi klorida kemudian direduksi. Untuk memperoleh klorida, oksida logam atau karbida logam dipanggang dalam atmosfer klor. TiC(s) + 4 Cl2(g)
TiCl 4(g) + CCl4(g)
Peleburan
Proses-proses reduksi dalam industri, disebut peleburan (smelting). Ada beberapa metode kimia yang dapat dipakai untuk mereduksi suatu logam tertentu dari keadaan oksidanya dalam bijih, ke keadaan unsurnya, yaitu:
Reduksi dengan panas dalam udara. Logam mulia dalam grup VIIB dan IA mudah diproduksi. Platinum, emas, dan kadang-kadang
perak ditemukan dalam bentuk unsurnya, dan hanya perlu dipanaskan untuk membuatnya meleleh keluar dari batu-reja. Karena banyak oksida dari logam yang kurang aktif, diuraikan oleh panas yang sangat tinggi, memanggang saja dengan udara sudah cukup untuk mereduksinya.
Pemanggangan bijih sulfida dari merkurium, akan lebih membentuk logamnya ketimbang membentuk oksida logam : HgS + O2
Hg + SO2
Tembaga (1) sulfida yang meleleh, direduksi dengan menghembuskan udara melaluinya: Cu2S + O2
2 Cu + SO2
Reduksi dengan karbon. Oksida dari banyak logam yang sedang-sedang saja aktifnya, dapat direduksi oleh karbon. Reaksi
untuk kobalt oksida adalah: CoO + C CoO + CO
Panas
Panas
Co + CO Co + CO2
Metode reduksi ini cocok untuk logam dari keluarga besi dan untuk beberapa lainnya seperti timbel, timah, dan zink. Perhatikan bahwa karbon mungkin dioksidasikan menjadi karbon monoksida, CO, atau karbon dioksida, CO 2. Pada kehadiran karbon (biasa disebut kokas) dan pada suhu-suhu tinggi, CO merupakan gas yang dominan, dan merupakan zat pereduksi yang efektif dalam kebanyakan proses peleburan yang menggunakan karbon. Karbon cenderung membentuk karbida dengan logam tertentu, seperti krom dan mangan; maka tak bisa digunakan untuk mereduksi semua bijih-bijih oksida dari logam yang sedang-sedang saja aktifnya. Tetapi karbon digunakan kapan saja mungkin, karena harganya murah serta pemakaiannya mudah.
Reduksi dengan hidrogen. Reduksi dengan hidrogen boleh digunakan bila karbon tidak cocok. Tungsten oksida direduksi
dengan cara ini, karena dengan karbon sebagai zat pereduksi, logam yang tereduksi akan bercampur dengan karbida. Reaksi reduksi hidrogen adalah: WO3 + 3 H2
W + 3 H2O
Reduksi dengan logam aktif. Jika senyawa tak dapat direduksi dengan memuaskan dengan karbon atau hidrogen, suatu logam
aktif dapat digunakan sebagai zat pereduksi. Aluminium, magnesium, natrium, dan kalsium, cukup aktif untuk menjadi zat pereduksi yang baik. Titanium klorida direduksi dengan magnesium atau natrium. TiCl4 + 2 Mg
2 MgCl2 + Ti
Reduksi dengan elektrolisis. Logam-logam yang sangat aktif, seperti logam alkali dan unsur alkali tanah, diproduksi paling
efisien dengan elektrolisis garam-garamnya yang meleleh dan tak berair : 2 NaCl
elektrolisis
2 Na + Cl2
Aluminium diproduksi dengan reduksi elektrolitik aluminium oksida atau aluminium klorida. Juga, unsur-unsur grup IIIB dan deret lantanida, biasanya dibuat dengan mengelektrolisis kloridanya yang meleleh.
b)
Hidrometalurgi
Teknik mengekstraksi logam dari bijihnya dengan reaksi dalam larutan air. 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). Dua cabang metalurgi lainnya adalah pirometalurgi dan elektrometalurgi. Saat ini hidrometalurgi adalah teknik metalurgi yang paling banyak mendapat perhatian peneliti. Hal ini terlihat dari banyaknya publikasi ilmiah semisal jurnal kimia berskala internasional yang membahas pereduksian logam secara hidrometalurgi. Logam-logam yang banyak mendapat perhatian adalah nikel (Ni), magnesium (Mg), besi (Fe) dan mangan (Mn). Pada prinsipnya hidrometalurgi melewati beberapa proses yang dapat disederhanakan tergantung pada logam yang ingin dimurnikan. Salah satu yang saat ini banyak mendapat perhatian adalah logam
mangan dikarenakan aplikasinya yang terus berkembang terutama sebagai material sel katodik pada baterai isi ulang. Baterial ion litium konvensional telah lama dikenal dan diketahui memiliki kapasitas penyimpanan energi yang cukup besar. Namum jika katodanya dilapisi lagi dengan logam mangan oksida maka kapasitas penyimpanan energi baterai tersebut m enjadi jauh lebih besar. . Proses dalam hidrometalurgi yakni,
Leaching Pelarutan logam atau senyawa dalam bentuk ion atau kompleks. 4 Au(s) + 8 CN- + O2(g) + 2 H2O(l)
4 [Au(CN)2]- + 4 OH -
Leaching atau pengikisan logam dari batuan dengan bantuan reduktan organik.
Reduksi Setelah logam dalam bijih diubah menjadi ion dalam larutan kemudian direduksi. Zn(s) + 2 [Au(CN) 2]-
2 Au(s) + [Zn(CN)4]2-
Reduktan organik adalah hal yang sangat penting dalam proses ini. Reduktan yang dipilih diusahakan tidak berbahaya bagi lingkungan, baik reduktan itu sendiri maupun produk hasil oksidasinya. Kebanyakan reduktan yang digunakan adalah kelompok monomer karbohidrat, turunan aldehid dan keton karena punya gugus fungsi yang mudah teroksidasi. Contohnya adalah proses reduksi mangan dengan adanya glukosa sebagai reduktan: C6H12O6 + 12MnO2 + 24H+ = 6CO2 + 12Mn2+ + 18H2O
Larutan hasil leaching tersebut kemudian dipekatkan dan dimurnikan. Ada tiga proses pemurnian yang umum digunakan yaitu evaporasi, ekstraksi pelarut dan presipitasi (pengendapan). Di antara ketiganya, presipitasi adalah yang paling mudah dilakukan, juga lebih cepat. Namun cara ini kurang efektif untuk beberapa logam. Logam hasil pemurnian biasanya diaktivasi dengan asam tertentu terlebih dahulu sebelum diambil dari larutannya. Cara ini menjamin didapatkannya logam dalam struktur nanometer dengan tingkat kemurnian yang lebih tinggi. Logam yang berstruktur nanometer harganya bisa puluhan kali lipat dibandingkan dengan logam yang berstruktur biasa.
Suhu selama proses leaching, konsentrasi reaktan, ukuran partikel sampel dan PH larutan merupakan faktor-faktor yang paling menentukan keberhasilan proses hidrometalurgi. Apabila kita mampu menemukan kombinasi yang tepat dari keempat faktor ini maka proses hidrometalurgi akan semakin optimal. Kedepan diharapkan para ahli teknik kimia dapat menciptakan teknologi yang mampu mengaplikasikan hidrometalurgi agar terpakai lebih luas dalam dunia industri. Keuntungan hidrometalurgi : 1.
Bijih tidak harus dipekatkan, melainkan hanya harus dihancurkan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.
2.
Pemakaian batubara dan kokas pada pemanggangan bijih dan sekaligus sebagai reduktor dalam jumlah besar dapat dihilangkan.
3.
Polusi atmosfer oleh hasil samping pirometalurgi sebagai belerang dioksida, arsenik(III)oksida, dan debu tungku dapat dihindarkan.
4.
Untuk bijih-bijih peringkat rendah (low grade), metode ini lebih efektif.
5.
Suhu prosesnya relatif lebih rendah.
6.
Reagen yang digunakan relatif murah dan mudah didapatkan.
7.
Produk yang dihasilkan memiliki struktur nanometesr dengan kemurnian yang tinggi.
c)
Elektrometalurgi
Elektrometalurgi, seperti namanya, adalah pengolahan bijih logam menjadi logam murni dengan cara elektrokimia. Natrium adalah logam yang paling sering diolah dengan cara ini. Pada proses ini digunakan listrik untuk mereduksi mineral atau pemurnian logam. Contoh: pemurnian Na dan Al Metode pirometalurgi dan hidrometalurgi tidak cocok untuk memproduksi logam seperti aluminium, alkali, dan alkali tanah. Logam-logam ini mempunyai energi bebas yang sangat tinggi.
Oksida Logam disusun Berdasarkan Kemudahannya Direduksi
Oksida Logam
Logam
N+
ΔG0f / n+ (kJmol-1)
MgO
Mg
2
-285
Elektrolisis MgCl 2
Al2O3
Al
6
-264
Elektrolisis
TiO2
Ti
4
-222
Reaksi dengan Mg
Na2O
Na
2
-188
Elektrolisis NaCl
Cr 2O3
Cr
6
-176
Elektrolisis, reduksi oleh Al
ZnO
Zn
2
-159
Peleburan ZnS
SnO2
Sn
4
-130
Pelebutan
Fe2O3
Fe
6
-124
Peleburan
NiO
Ni
2
-106
Peleburan nikel sulfida
PbO
Pb
2
-94
Peleburan PbS
CuO
Cu
2
-65
Peleburan CuFeS 2
HgO
Hg
2
-29
Pemanasan sedang HgS
Ag2O
Ag
2
-6
Dijumpai dalam bentuk unsur
Au2O3
Au
6
>0
Dijumpai dalam bentuk unsur
Metode Produksi Logam
3.
Pemurnian (refining)
Penyesuaian komposisi bahan kotoran dalam logam kasar disebut pemurnian. Logam perlu dimurnikan dengan alasan: •
Zat pengotor dapat menyebabkan logam tidak dapat digunakan dengan baik. Tembaga yang mengandung arsen dalam jumlah yang sangat sedikitpun mengurangi daya hantar listrik 10% sampai 20%.
•
Zat pengotor dalam logam mempunyai nilai ekonomis. Perak merupakan hasil samping metalurgi timbal dan tembaga.
Cara Pemurnian Logam: a.
Elektrolisis (tembaga)
b.
Oksidasi zat pengotor (besi)
c.
Distilasi logam dengan titik leleh rendah seperti raksa dan seng.
Berikut ekstraksi beberapa logam:
Ekstraksi Rutenium dan Osmium
Ru dan O5 ditemukan dari anoda tipis yang dikumpulkan pada elektrolis pemurain Ni. Campuran ini mengandung logam Pt dengan Ag dan Au. Elemen pada Pt, Ag dan Au dilarutkan dalam Aquaregia dan residu dihasilkan Ru, O 5, R h , Ir . Setelah komplek dipisahkan dihasilkan serbuk Ru dan O 5 dan teknik pembentukan terseut menghasilkan logam pijal.
Ekstraksi kelompok Kobalt
NaOCL ditambahkan kedalam endapan Co(OH) 3 dihasilkan CO 3O4 yang direduksi oleh pemanasan dengan H2 yang dihasilkan logam Co, Rg , dan I 1 ditemukan dari anoda yang terakumulasi pada elektrolius permurnian Ni. Kandungan ini tercampur dengan logam platinum bersama dengan Ag dan Au. Elemen Pd, Pt, Ag, dan Au dilarutkan dalam Aqueregia dan dihasilkan residu yang berisi Ru, O 5, Rh dan I1, setelah pemisahan komplek Rh dan I r , Ru, O5, Rh dan Ir dihasilkan serbuk.
Ekstraksi kelompok Nikel
Bijih alam sulfida banyak diproduksi membentuk nikel. Bijih dipekatkan oleh flotasi dan megnetik, kemudian dipanaskan dengan SiO 2. FeS diuraikan menjadi FeO yang direaksikan dengan SiO 2. membentuk FeS SiO3, kemudian didinginkan dihasilkan bagian atas, itu layar perak dari Ca 2S3 dibakar dengan udara dan menjadi NiO direaksi membentuk metal dengan bantuan karbon. Logam dihasilkan pada permuriniannya melalui elektrisis larutan NiSO 4.
Ekstraksi kelompok Cu
Bahan alam sulfida Cu, mengandung 0,4 – 1% Cu kemudian dipekatkan melalui plotasi menghasilkan konsentrasi Cu 15% dengan bereaksi dengan udara.
O2 2CuFeS2 1400-1450oCu C 2S + FeO3 + 2SO2 Peleburan untuk menghasilkan oksida dan sulfida Cu2S + O2 Cu2O + SO2 Setelah beberapa waktu oksida dan sulfida Cu direaksikan sehingga dihasilkan dan kemudian Cu 98-99% Cu2S + 2Cu2O2 → 6Cu + SO2 Lalu Cu dimurnikan melalui elektrolis menggunakan elektro Cu dengan larutan encer H2SO4 dan CuSO4.
Ekstraksi kelompok Seng
ZnO dierduksi dengan karbon manoksida pada 1200 0 C reaksinya adalah reversibel dan temperatur tinggi di sehingga campuran gas Zn dan CO 2 dipanaska dan didinginkan. Alternatif lain ZnS dipanaskan di udara pada temperatur rendah lalu dilarutkan dalam H 2SO4 Zn kotor ditambahkan pada endapatan Cd dan kemudian larutan ZnSO 4 dieletrolis dihasilkan Zn murni proses lelektrilisis ini mahal dan tidak digunakan.
Ekstraksi Kadmium
Cd ditemukan dalam bijih alam Zn dan diekstraksi dalam larutan mengandung sejumlah kecil CdSO4 yang ditambah melalui logam eletropositif tersebut. Zn ditambahkan ZnSO4/Cd SO4 ketika Zn dilarutkan. Dan logam Cd terhadap potensial lebih tinggi dari Cd pekat dilarutkan dan dimurnikan melalui elektrolisis.
ZnSO4 (g) + Cd2+ (aq) → CdSO4(s)
Ekstraksi Merkuri
Hg di alam bentuk cinabar dipekatkan melalui sedimentasi uap Hg dibentuk melalui kondensasi dan SO2 digunakan sehingga terbentuk H 2SO4 HgS + O
Hg + SO2 o
600 C
Bahan alam yang kaya dengan ion serap HgS +Fe → Hg + FeS 4HgS + 4CaO → 4Hg + CaSO4 + 3Cas
Ekstraksi Besi
Besi diekstraksikan dari oksidanya dalam tungku pemanas. Bijih besi direduksi dengan agen karbon dan pembentukan substansi kalsium karbonat. Jumlah CaCO 3 diuraikan tergantung pada jumlah material silikat dalam bijih alam udara dialirkan dan dari bawah karbon dibakar dihasilkan panas dan CO. Temperatur pada tungku mendekati 2000 0C pada titik dimana udara dimasukkan. Tetapi pada 1500 0C dibagian bawah dan 200 0C diatas. Besi-oksida direduksi membentuk mineral besi oleh CO. Besi lelehan terlarut 3 – 4 % karbon dan karbon dihasilakn membentuk besi tuang.
JAWABAN PERTANYAAN 1. Delina (A1C109039)
Apa penyebab logam mulia dalam grup VIIB dan IB mudah di produksi? Jawab: Logam mulia dalam grup VIIB dan IB mudah diproduksi karena untuk beberapa logam ditemukan sudah dalam bentuk unsurnya. Misalnya pada emas, hanya perlu dipanaskan untuk membuatnya meleleh keluar dari batu-reja. Karena banyak oksida dari logam yang kurang aktif, diuraikan oleh panas yang sangat tinggi, memanggang saja dengan udara sudah cukup untuk mereduksinya. Sampai akhirnya didapatkan logam dalam bentuk murni.
2. Lara Astrianda(A1C109031)
Mengapa logam mangan banyak banyak diaplikasikan sebagai material sel katodik baterai isi ulang? Dapatkah diganti dengan logam lain? Jawab: Logam mangan banyak diaplikasikan sebagai material sel katodik karena logam mangan dalam bentuk Mangan (IV) oksida dapat berperan sebagai akseptor elektron dari seng, dan merupakan bahan kehitaman yang ditemukan saat membuka seng karbon-jenis sel senter yang digunakan dalam jenis asli sel kering baterai. Mangan dioksida yang direduksi ke mangan oksida-hidroksida MnO (OH) selama pemakaian, mencegah pembentukan hidrogen pada anoda baterai. Selain itu senyawa mangan memiliki sifat tahanan listrik yang tinggi sehingga banyak di gunakan sebagai material baterai isi ulang.
Jenis logam yang di gunakan pada suatu baterai itu berbeda-beda tergantung pada jenis baterainya. Untuk logam mangan terkandung dalam baterai alkaline. Sedangkan untuk logam nikel dan Cdterkandung dalam baterai nikel-cadmium dan baterai lithium ion menggunakan logam litium.
3. Lia Setiafutri (A1C1090
Apakah ada logam khusus untuk cara pemekatan bijih pada cara fisika dan cara kimia?
Jawab: Bijih yang ditambang, biasanya mengandung sedikit batuan tak berharga, yang disebut batu-reja (gangue). Bila batu-reja menganggu pada tahap belakangan, langkah pertama dalam pemekatan bijih adalah untuk menghilangkannya •
a.
Cara fisika
Pencucian Pencucian dengan penyemprotan air dapat membersihkan mineral dari batu-reja. Bijih
yang menggunakan metode ini adalah bijih yang tidak reaktif terhadap air. Contohnya cromit, chalkosit, dll. b. Pengapungan (flotasi) Pada flotasi, bijih logam dicampur dengan zat aditif permukaan misalnya detergen atau zat pembusa. c.
Dengan elektromagnetik Dengan sebuah elektromagnet, beberapa mineral dapat ditarik keluar dari bijih-bijih
mereka yang telah dihancurkan. Sebuah contoh adalah magnetik, Fe 2O3. Juga mineral-mineral tertentu bisa diberi muatan listrik •
Cara Kimia
a) Pemanggangan Bijih dipanggang untuk mengusir keluar bahan kotoran yang mudah menguap, untuk membakar habis bahan-bahan organik, dan untuk membentuk senyawa-senyawaan yang lebih mudah dilebur. Pemanggangan dalam udara biasanya mengubah sulfida dan karbonat menjadi oksida. Sebagai contoh, 2ZnS + 3O2
2ZnO + 2SO2
b) Penambahan pelarut Selain pemanggangan, dapat juga dilakukan dengan menambahkan pelarut untuk memisahkan bijih dari batu-reja, contohnya Bauksit
4. Ragil Astuti (A1C109003)
a. logam apa saja yang termasuk dalam pirometalurgi? b. mengapa logam Ni, Mg, Fe, dan Mn dikategorikan dalam hidrometalurgi? Jawab: a.
logam yang termasuk dalam pirometalurgi adalah logam yang juga termasuk dalam logam hidrometalurgi kecuali logam alkali, alkali tanah, dan alumunium. Hanya saja cara memperolehnya yang berbeda. Jika pada hidrometalurgi menggunakan pelarut organik berair untuk memisahkan lgam murni dari unsur pengotornya, namun pada pirometalurgi menggunakan panas yang tinggi (bisa mencapai 2000 0C). misalnya, Tembaga murni dalm bentuk lelehan diperoleh pada suhu 1083° C, besi dengan suhu 2.300 0 c. .
b. Logam Ni, Mg, Fe dan Mn dapat digolongkan dalam hiromrtalurgi karena logam-logam tersebut dapat dimurnikan dari bijihnya dengan menggunakan pelarut cair. Misalnya proses reduksi mangan dengan adanya glukosa sebagai reduktan: + C6H12O6 + 12MnO2 + 24H → 6CO2 + 12Mn 2+ + 18H2O, reduksi nikel menggunakan amonium karbonat sebagai reduktan. http://www.senyawa.com/2010/02/hidrometalurgi_02.html
5. Diana Rahma Kurniati (A1C109016 )
Mengapa Metode pirometalurgi dan hidrometalurgi tidak cocok untuk memproduksi logam seperti aluminium, alkali, dan alkali tanah? Dan mengapa logam-logam ini memiliki energi bebas yang besar? Jawab: Proses pirometalurgi menggunakan kalor untuk mengubah atau mereduksi mineral. Sedangkan Hidrometalurgi adalah Teknik mengekstraksi logam dari bijihnya dengan reaksi dalam larutan
air. Adanya pemanasan yang kuat menyebabkan logam alkali tanah terbakar di udara membentuk oksida dan nitrida. Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi, , unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen, dan logam murni yang ada di udara, membentuk lapisan luar pada oksigen. Untuk menghasilkan oksida logam alkali, jumlah oksigen harus dibatasi dan digunakan suhu yang rendah (di bawah 180oC). Sejumlah usaha untuk mengisolasi logam alkali dari larutan air garamnya gagal sebab kereaktifannya yang tinggi pada air. Biasanya logam alkali disimpan di dalam minyak (oil) untuk menghindari terjadinya kontak langsung dengan udara, kontak langsung dengan udara segera mengakibatkan terbentuknya suatu lapisan oksida yang tebal pada permukaan logam tersebut.
Karena Pirometalurgi prinsipnya adalah pembakaran dan
hidrometalurgi menggunakan air,maka dari itu logam Al, Alkali, dan Alkali tanah tidak cocok menggunakan metode ini. Logam-logam ini memiliki energi bebas yang besar karena reaksi logam-logam ini dengan air bersifat eksoterm atau melepaskan panas.
6. Ahmad Rozi (A1C1090 )
Jelaskan Cara Pemurnian Logam! Jawab: a.
Elektrolisis (tembaga)
Pemurnian logam Contoh: Tembaga dimurnikan secara elektrolisis. Tembaga kotor dijadikan anoda, sedangkan katoda menggunakan tembaga murni. Larutan elektrolit yang digunakan adalah CuSO4. Selama elektrolisis, tembaga dari anoda terus menerus dilarutkan kemudian diendapkan pada katoda.
CuSO4(aq) K (-)
Cu 2+ (aq) + 2e
A (+) Cu (s)
Cu2+ (aq) + SO4 2- (aq)
Cu (s)
Cu 2+ (aq) + 2e
______________________________________+
Cu (s)
Anoda
Cu (s) Katoda
b. Oksidasi zat pengotor (besi) Besi diekstraksikan dari oksidanya dalam tungku pemanas. Bijih besi direduksi dengan agen karbon dan pembentukan substansi kalsium karbonat. Jumlah CaCO 3 diuraikan tergantung pada jumlah material silikat dalam bijih alam udara dialirkan dan dari bawah karbon dibakar dihasilkan panas dan CO. Temperatur pada tungku mendekati 2000 0C pada titik dimana udara dimasukkan. Tetapi pada 1500 0C dibagian bawah dan 200 0C diatas. Besi-oksida direduksi membentuk mineral besi oleh CO. Besi lelehan terlarut 3 – 4 % karbon dan karbon dihasilakn membentuk besi tuang.
c.
Distilasi logam dengan titik leleh rendah seperti raksa dan seng.
Merkuri adalah salah satu logam yang mudah dimurnikan dari bijihnya. Merkuri mudah dimurnikan karena merkuri terdapat di alam sebagai senyawa sulfida yaitu sinabar (HgS), cukup dengan memanaskan saja, senyawa ini mengurai langsung menjadi Hg (g) dan kemudian mengembun menjadi Hg (i) .
7. Mengapa semua logam di alam berbentuk senyawa, kecuali logam yang sangat tidak reaktif yang disebut logam mulia ? (Nur Aliah A1C109001) Jawaban :
Keberadaan unsur-unsur kimia di alam sangat melipah. Sumber unsurUnsur kimia terdapat di kerak bumi, dasar laut, dan atmosfer, baik dalam bentuk unsur bebas, senyawa ataupun campurannya. Unsur-unsur kimia yang terdapat di alam dalam bentuk unsur bebasnya (tidak bersenyawa dengan unsur lainnya), diantaranya logam platina (Pt), emas (Au), karbon (C), gas nitrogen (N2), oksigen (O2), dan gas-gas mu lia. Adapun unsur-unsur lainnya ditemukan dalam bentuk bijih logam. Bijih logam merupakan campuran antara mineral yang mengandung unsur-unsur kimia dan pengotornya. Mineral-mineral tersebut berbentuk senyawa oksida, halida, fosfat, silikat, karbonat, sulfat, dan sulfida. Logam platina (Pt) dan emas (Au) disebut logam mulia. Sumber logam mulia dan mineral-mineral
dapat ditemukan di kerak bumi, sedangkan sumber gas oksigen, nitrogen, dan gas mulia (kecuali He) terdapat di lapisan atmosfer.
Emas dan platina dapat ditemukan di alam dalam bentuk logam murni Bercampur dengan zat-zat lainnya. Di Indonesia, tambang emas terdapat di Aceh, Lampung Selatan, Jawa Barat, Kalmantan Tengah, dan Bengkulu. Logam mulia tidak reaktif, dan sudah stabil jadi tidak perlu lagi membentuk senyawa untuk mencapai kestabilan, sehingga logam mulia terdapat dalam keadaan bebas di alam. http://raipeza24.blogspot.com/2010/01/artikel-unsur-kimia.html 8. Darma Bhakti (A1C1O90
Sebutkan contoh bijih peringkat rendah (low grade) ? Bijih kadar rendah adalah jenis bijih yang kadar unsur yang diinginkan hanya sedikit. Misalnya batubara, pada umumnya dibedakan berdasarkan peringkat kualitasnya. Peringkat yang tertinggi adalah : Antrasit, disusul kemudian oleh Bituminus.
9. Seperti apa pembuatan logam dalam skala industry/pabrik ? (Edi Prihatin A1C10925) Jawaban : Elektrolisa digunakan di dalam industri dan di dalam berbagai pemanfaatan seperti penyepuhan atau pelapisan atau elektroplating, sintesa atau pembuatan zat tertentu dan pemurnian logam. Elektroplating atau penyepuhan merupakan proses pelapisan permukaan logam dengan logam lain. Misalnya tembaga dilapisi dengan emas dengan menggunakan elektrolit larutan emas (AuCl3). Emas (anoda) : Au(s) → Au3+(aq) + 3e (oksidasi) Tembaga (katoda) : Au3+(aq) + 3e → Au(s) (reduksi) Dari persamaan reaksi tampak pada permukaan tembaga akan terjadi reaksi reduksi Au3+(aq) + 3e → Au(s). Dengan kata lain emas Au terbentuk pada permukaan tembaga dalam bentuk lapisan tipis. Ketebalan lapisan juga dapat diatur sesuai dangan lama proses reduksi. Semakin lama maka lapisan yang terbentuk semakin tebal. Sintesa atau pembuatan senyawa basa, cara elektrolisa merupakan teknik yang handal. Misalnya pada pembuatan logam dari garam yaitu K, Na dan Ba dari senyawa KOH, NaOH, Ba(OH)2, hasil samping dari proses ini adalah terbentuknya serta pada pembuatan gas H2, O2, dan Cl2.
Seperti reaksi yang telah kita bahas. Dalam skala industri, pembuatan Cl2 dan NaOH dilakukan dengan elektrolisis larutan NaCl dengan reaksi sebagai berikut:
Proses pemurnian logam juga mengandalkan proses elektrolisa. Proses pemurnian tembaga merupakan contoh yang menarik dan mudah dilaksanakan. Pemurnian ini menggunakan elektrolit yaitu CuSO4. Pada proses ini tembaga yang kotor dipergunakan sebagai anoda, dimana zat tersebut akan mengalami oksidasi, Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e Reaksi oksidasi ini akan melarutkan tembaga menjadi Cu2+. Dilain pihak pada katoda terjadi reaksi reduksi Cu2+ menjadi tembaga murni. Mula-mula Cu2+berasal dari CuSO4, dan secara terus menerus digantikan oleh Cu2+ yang berasal dari pelarutan tembaga kotor. Proses reaksi redoks dalam elektrolisis larutan CuSO4 adalah : CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42Ͳ(aq) Katoda: Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) Anoda : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e Pengotor tembaga umumnya terdiri dari perak, emas, dan platina. Oleh karena E0 unsur Ag, Pt dan Au > dari E0 Cu, maka ketiga logam tidak larut dan tetap berada di anoda biasanya berupa lumpur. Demikian juga jika pengotor berupa Fe atau Zn, unsur ini dapat larut namun cukup sulit tereduksi dibandingkan Cu, sehingga tidak mengganggu proses reduksi Cu. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/reaksi-kimia-kimia-kesehatanmateri_kimia/sel-elektrolisa-dalam-industri/
10.Zat pengotor dalam logam mempunyai nilai ekonomis, maksud dan contohnya apa ? (Risa Hidayanti A1C109024) Jawaban :
Proses pemurnian tembaga merupakan contoh yang menarik dan mudah dilaksanakan. Pemurnian ini menggunakan elektrolit yaitu CuSO4. Pada proses ini tembaga yang kotor dipergunakan sebagai anoda, dimana zat tersebut akan mengalami oksidasi, Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e Reaksi oksidasi ini akan melarutkan tembaga menjadi Cu2+. Dilain pihak pada katoda terjadi reaksi reduksi Cu2+ menjadi tembaga murni. Mula-mula Cu2+berasal dari CuSO4, dan secara terus menerus digantikan oleh Cu2+
yang berasal dari pelarutan tembaga kotor. Proses reaksi redoks dalam elektrolisis larutan CuSO4 adalah : CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42 Ͳ(aq) Katoda: Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) Anoda : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e Pengotor tembaga umumnya terdiri dari perak, emas, dan platina. Oleh karena E0 unsur Ag, Pt dan Au > dari E0 Cu, maka ketiga logam tidak larut dan tetap berada di anoda biasanya berupa lumpur. Demikian juga jika pengotor berupa Fe atau Zn, unsur ini dapat larut namun cukup sulit tereduksi dibandingkan Cu, sehingga tidak mengganggu proses reduksi Cu. Pengotor tembaga yang salah satunya terdiri dari emas dapat dimanfaatkan dan tentunya bernilai ekonomis. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/reaksi-kimia-kimiakesehatan-materi_kimia/sel-elektrolisa-dalam-industri/ 11.Bagaimana cara menentukan kombinasi yang tepat agar proses hidrometalurgi optimal, yaitu suhu selama proses leaching, konsentrasi reaktan, ukuran partikel sampel, dan pH larutan ? (Ani Irawati A1C109009) Jawaban :
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. Hidrometalurgi dapat juga diartikan sebagai proses ekstraksi metal dengan larutan reagen encer (< 1 gram/mol) dan pada suhu < 100o C. Reaksi kimia yang dipilih biasanya yang sangat selektif. Artinya hanya metal yang diinginkan saja yang akan bereaksi (larut) dan kemudian dipisahkan dari material yang tak diinginkan. Peralatan yang dipergunakan adalah : a. Electrolysis / electrolytic cell. b. Bejana pelindian (leaching box).
proses Hydrometalurgi adalah suatu proses atau suatu pekerjaan dalam metalurgy, . 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). Untuk menentukan kombinasi yang tepat harus sesuai dengan logam yang akan diolah, membutuhkan suhu berapa dan factor lainnya agar pengolahannya berjalan optimal. http://www.senyawa.com/2010/02/hidrometalurgi_02.html 12. Riza Gustia
a. Apa yang dimaksud dengan partikel tungsten? b. Mengapa kobalt diperlukan untuk mengikat partikel tungsten? jawab: a.
Dalam bahasa Swedia, tung sten : batu berat. Tungsten murni adalah logam yang berwarna putih timah hingga abu-abu baja. Tungsten dalam sistemperiodik dilambangkan dengan W (wollfarm). Dalam keadaan tidak murni, tungsten rapuh dan membutuhkan kerja keras untuk bisa membentuknya. Tungsten memiliki titik cair tertinggi darisemua unsur logam, dan pada suhu 1650oC memiliki kekuatan regang tertinggi. Tungsten teroksidasi di udara dan harus dilindungi bila disimpan pada suhu yang meningkat. Pemuaian akibat panasnya hampir sama dengan kaca borosilikat, yang membuatnya berguna untuk segel dari kaca ke logam. http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/tungsten/
b. Tungsten telah banyak dikenal sebagai material penguat yang digunakan untuk meningkatkan nilai kekerasan dan ketahanan aus.Untuk membentuk struktur lapisan yang memiliki densitas (kerapatan) yang tinggi, material yang berfungsi sebagai pengikat partikel penguat berfasa padat diperlukan. Karakter serbuk partikel tersebut memiliki temperatur lebur yang lebih rendah daripada material penguat. Material pengikat yang digunakan dapat berupa kobalt, nikel, khrom, dan aluminium.
13.Mengapa logam tipe III kurang elektropositif dari tipe I dan II ? (Jan Harlen A1C109044) Jawaban :
Elektronegatifitas, kemampuan atom membentuk ion negatif karena kemudahannya untuk mendapatkan elektron tambahan pada orbital elektron valensinya. Dalam
satu periode, makin ke kanan –jumlah elektron di kulit makin banyak maka kecenderungan atom untuk mendapat elektron tambahan makin besar. Hal ini adalah upaya untuk mencapai isoelektrik (bersifat elektrik sama) dengan golongan gas mulia. Sehingga makin ke kanan elektronegativitas atom makin besar. Kebalika n dengan ini adalah elektropositifitas dan energi ionisasi. Untuk atom sebelah kiri, energi ionisasi (energi melepas elektron valensi agar menjadi ion positif) makin keci l sehingga elektropositifitas atom makin besar. Logam‐logam golongan I‐A ini sangat elektropositif dan bereaksi langsung dengan sebagian besar unsur lain atau banyak persenyawaan dengan pemanasan. Dalam golongannya, lithium biasanya paling kurang reaktif, sedangkan Cs yang paling rea ktif. logam lithium bereaksi lambat dengan air pada 250C, meskipun cukup reaktif terha dap N2, pada suhu yang tinggi sampai 400 oC,membentuk nitrida kristal berwarna m erah rubi Li3N. Seperti Mg, Li juga dapat digunakan untuk menyerap gas N2, dalam pemanfa atan industri. Logam‐logam lainnya menunjukkan reaksi yang signifikan pada air. Logam tipe I sangat elektropositif, logam tipe II kurang elektropositif dari logam tipe II dan logam tipe III kurang elektropositif dari logam tipe I dan tipe II. 3 Unsur Anorganik di Lingkungan “PDF”
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
Metalurgi ialah pemprosesan bahan mentah alam untuk memperoleh bahan mentah unsur dan
•
pengolahan selanjutnya untuk memperoleh / memproduksi logam dengan sifat-sifat yang dikehendaki. Metalurgi serbuk adalah suatu kegiatan yang mencakup pembuatan benda komersial, baik yang
•
jadi atau masih setengah jadi (disebut kompak mentah), dari serbuk logam melalui penekanan. Logam didefinisikan sebagai unsur kimia yang mempunyai sifat konduktivitas panas, listrik yang
•
baik, buram dan jika dipoles hingga mengkilap akan menjadi reflektor/pemantul cahaya yang baik. Kecuali logam yang sangat tidak reaktif yang disebut logam mulia (Ag, Au, dan Pt), semua
•
logam dialam berbentuk senyawa, yang selalu bercampur dengan bahan-bahan yang tidak dikehendaki. Pengelolaan logam melibatkan tiga langkah utama, yaitu:
•
Pemekatan bijih
Ekstraksi logam dari bijih (reduksi kimia menjadi unsur)
Pemurnian
3.2 Saran
Demikianlah makalah yang kami susun. Mungkin dalam makalah ini masih terdapat kesalahan maka dari itu kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan makalah ini kedepannya. Semoga dapat bermanfaat bagi pembaca. Terima Kasih.
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Hiskia. 2001. Kimia Unsur dan Radiokimia. Bandung: PT. Citra Aditya Bakti Cotton,dkk. 1989. Kimia Anorganik Dasar . Jakarta: UI-Press
