BAB I PENDAHULUAN
A. LATA LATAR R BEL BELAK AKAN ANG G
Dalam tabel periodik unsur kimia, Mangan memiliki lambang Mn dengan nomor atom 25. Unsur kimia adalah zat kimia yang tidak dapat dapat diubah menjadi zat kimia lain dengan cara biasa dan tidak dapat dipisah menjadi zat yang lebih kecil. Unsur-unsur kimia dalam bentuk tabel ditampilkan dalam bentuk tabel periodik unsur-unsur kimia. Nomor atom adalah angka yang menunjukkan jumlah proton dalam inti atom . Yang berarti bahwa Mangan memiliki 25 jumlah proton dalam inti atomnya. Mangan ditemukan sebagai unsur bebas dalam sifat dasarnya dan sering dicampur dengan besi, seperti mineral-mineral lainnya. Sebagai unsur bebas, Mangan adalah logam yang penting dalam penggunaan dengan campuran logam-logam industri, terutama di dalam baja-baja anti karat. Mangan Mangan fosfat fosfat serin seringg diguna digunaka kann sebag sebagai ai perawa perawatan tan dalam dalam pence pencegah gahan an karat karat dan kerusakan di besi. Ion di Mangan mempunyai banyak warna, tergantung dalam keadaan oksida mereka, dan sering digunakan sebagai zat-zat warna dalam industri. Oksida-oksida dari sodium, kalium, dan barium adalah oksidasi-oksidasi untuk bahan bakar yang sangat kuat. Dioksida mangan digunakan sebagai materi penangkap elektron dalam standar dan komponen kimia bersifat alkali yang mempunyai kelembaban uap air rendah dan bisa dibuang, dan juga baterai-baterai, keramik, gelas, kimia, dan lain-lain. Ion-ion dari mangan berfungsi sebagai faktor-faktor penunjang untuk beberapa enzimenzim dalam makhluk-makhluk hidup bertingkat tinggi, dimana mereka berfungsi sebagai hal-hal hal-hal penting penting dalam dalam detoksi detoksifika fikasi si radikal radikal-rad -radikal ikal bebas. bebas. Elemen Elemen tersebu tersebutt adalah adalah jejak jejak miner mineral al yang yang diperl diperluka ukann untuk untuk semua semua makhl makhlukuk-mak makhl hluk uk hidup hidup berti bertingk ngkat at ting tinggi gi yang yang diket diketah ahui. ui. Dalam Dalam kwant kwantit itas as besar besar,, dan rupany rupanyaa dengan dengan akti aktivit vitasas-ak akti tivit vitas as dengan dengan cara cara penghir penghirupan upan,, mangan mangan dapat dapat menyebab menyebabkan kan sindrom sindrom peracuna peracunann dalam dalam binatang binatang-bina -binatan tangg menyusui, dengan kerusakan sistem deteksi detak jantung yang kadang-kadang tidak dapat diubah. Berdasar Berdasarkan kan wacana wacana diatas, diatas, maka akan lebih lebih baik jika banyak banyak orang orang yang mengetahui mengetahui unsur unsur mangan mangan mengi menginga ngatt banyak banyaknya nya manfaa manfaatt yang yang dapat dapat diper diperole olehh dari dari aplik aplikasi asi unsur unsur mangan itu sendiri. Oleh karena itu, pada makalah kami kali ini, kami akan memberikan beberapa informasi yang berkaitan dengan mangan.
B. PERUMUSAN MASALAH
1. Apa saja sumber untuk memperoleh mangan? 2. Bagaimana sifat-sifat mangan? 3. Bagaimana proses ekstraksi mangan? 4. Bagaimana cara memproduksi mangan? 5. Apa saja manfaat mangan dalam kehidupan? 6. Apa saja bahaya mangan dan bagaimana cara mencegahnya? C. TUJUAN
Tujuan pembuatan makalah mengenai unsur mangan ini selain untuk memenuhi tugas mata kuliah Kimia Anorganik 2, juga untuk menambah pengetahuan pembaca mengenai unsur mangan, mulai dari sifat-sifatnya, cara memproduksi, manfaat, bahaya dan pencegahan dari efek bahayanya. D. MANFAAT
Manfaat yang dapat diperoleh selain pembaca akan lebih mengetahui unsur mangan mulai dari sifat-sifatnya, cara memproduksi, manfaat dan bahayanya, juga dapat menginspirasi pembaca untuk melakukan eksplorasi lebih terhadap unsur mangan dengan harapan dapat memberikan solusi dan alternatif bagi beberapa masalah yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.
BAB II ISI
A. SEJARAH MANGAN
Logam mangan pertama kali dikenali oleh Scheele, Bergman dan ahli lainnya sebagai unsur dan diisolasi oleh Gahn pada tahun 1774, dengan mereduksi mangan dioksida dengan karbon. B. SUMBER MANGAN
Mineral mangan tersebar secara luas dalam banyak bentuk; oksida, silikat, karbonat adalah senyawa yang paling umum. Penemuan sejumlah besar senyawa mangan di dasar lautan merupakan sumber mangan dengan kandungan 24%, bersamaan dengan unsur lainnya dengan kandungan yang lebih sedikit. Potensi cadangan bijih mangan di Indonesia cukup besar, namun terdapat di berbagai lokasi yang tersebar di seluruh Indonesia. Potensi tersebut terdapat di Pulau Sumatera dan Kepulauan Riau, Pulau Jawa, Kalimantan, Sulawesi, Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua. Kebanyakan senyawa mangan saat ini ditemukan di Rusia, Brazil, Australia, Afrika sSelatan, Gabon, dan India. Irolusi dan rhodokhrosit adalah mineral mangan yang paling banyak dijumpai. Logam ,mangan diperoleh dengan mereduksi oksida mangan dengan natrium, magnesium, aluminum atau dengan proses elektrolisis. Mangan merupakan salah satu unsur yang paling banyak terdapat di dalam kerak bumi. Bijih mangan yang utama berasal dari pirolusit (MnO2) dan psi-lomelan (Ba,H2O)2Mn5O10. Mangan yang mengandung oksida lainnya namun berperan bukan sebagai mineral utama dalam deposit bijih mangan adalah bauksit, manganit, hausmanit, dan lithiofori. Sumber mangan yang mengandung karbonat adalah rhodokrosit, sedangkan sumber mangan yang mengandung silika adalah rhodonit. Deposit mangan dapat dibagi menjadi beberapa tipe, misalnya deposit hidrotermal, deposit sedimenter, deposit yang berasosiasi dengan aliran lava bawah laut, deposit metamorfosis, deposit laterit, dan akumulasi residu.
Gambar 1 Salah satu bijih mangan, yaitu psilomelan (Ba,H 2O)2Mn5O1
Mangan tersebar di seluruh jaringan tubuh. Konsentrasi mangan tertinggi terdapat di hati, kelenjar tiroid, pituitari, pankreas, ginjal, dan tulang. Jumlah total mangan pada laki-laki yang memiliki berat 70 kg sekitar 1220 mg. Jumlah pemasukan harian sampai saat ini belum dapat ditentukan secara pasti, meskipun demikian, beberapa penelitian menunjukkan bahwa jumlah minimal sekitar 2.5 hingga 7 mg mangan per hari dapat mencukupi kebutuhan manusia. C. EKSTRAKSI MANGAN
Mangan pertama kali diisolasi dari pemanasan MnO 2 dengan batubara-charcoal dan minyak, meskipun kemurnian hasilnya masih rendah. Reduksi pirolusit yang biasanya bercampur dengan oksida besi Fe2O3 dengan batubara-kokas dalam tanur listrik tinggi menghasilkan feromangan yang mengandung kira-kira 80 % Mn. MnO2 (s) + Fe2O3 (s) + 5C (s)
Δ
Mn (s) + 2Fe (s) + 5 CO 2 (g) feromangan
jika mineral pirolusit mengandung silikon, maka unsur ini dapat dihilangkan dengan penambahan air kapur Ca(OH)2, dalam hal ini silicon akan diubah menjadi kalsium silikat. Untuk memperoleh logam mangam murni, pirolusit diolah menurut proses termit. Dalam proses ini pirolusit - MnO2 dipanaskan agar mengalami reduksi sebagian menjadi Mn3O4. Reduksi lebih lanjut dalam logam alumunium menghasilkan logam mangan yang dapat dipisahkan dengan lelehannya ( Al 2O3 mempunyai titik leleh yang jauh lebih tinggi ~ 2045 oC). pemurnian logam mangan lebih lanjut dilakukan secara destilasi. Persamaan reaksi utama yang terjadi dalam proses ini yaitu : 2 MnO2 (s)
Δ
3 Mn3O4 (s) + 8 Al (s)
Mn3O4 (s) + O2 (g) Δ
4 Al2O3 (s) + 9 Mn (l)
Logam Mn dengan kemurnian tinggi (~ 99,9 %) mulai dapat diisolasi pada tahun 1930. D. SIFAT- SIFAT MANGAN
Mangan adalah logam berwarna putih keabu-abuan seperti besi dengan kilap metalik sampai submetalik, memiliki tingkat kekerasan antara 2 hingga 6, massa jenis 7.21 g/cm 3 pada suhu ruang, massif, reniform, botriodal, stalaktit, serta kadang-kadang berstruktur fibrous dan radial. Logam mangan dan ion-ion biasa beliau mempunyai daya magnet yang kuat. Dalam keadaan murni, logam mangan bersifat keras tetapi rapuh (mudah patah). Mangan mudah teroksidasi oleh udara, bereaksi lambat dengan air dan membentuk berbagai
macam senyawa dengan tingkat oksidasi yang paling bervariasi. Mangan sangat reaktif secara kimiawi, dan terurai dengan air dingin perlahan-lahan. Mangan digunakan untuk membentuk banyak alloy yang penting. Dalam baja, mangan meningkatkan kualitas tempaan baik dari segi kekuatan, kekerasan,dan kemampuan pengerasan. Dengan aluminum dan bismut, khususnya dengan sejumlah kecil tembaga, membentuk alloy yang bersifat ferromagnetik. Logam mangan bersifat ferromagnetik setelah diberi perlakuan. Logam murninya terdapat sebagai bentuk allotropik dengan empat jenis. Salah satunya, jenis alfa, stabil pada suhu luar biasa tinggi; sedangkan mangan jenis gamma, yang berubah menjadi alfa pada suhu tinggi, dikatakan fleksibel, mudah dipotong dan ditempa. Table 1 ciri logam mangan
Jari-jari atom Volume atom Massa atom Jari-jari kovalensi Struktur kristal Massa jenis Konduktivitas listrik Konduktivitas kalor Konfigurasi elektron Entalpi pembentukan Entalpi penguapan Elektronegatifitas Pauling) Kapasitas kalor Titik lebur Titik didih Potensial ionisasi Bilangan oksidasi
1.35 Å 7.39 cm3/mol 54.938 1.17 Å Cubic body center 7.44 g/cm3 0.5 x 106 ohm-1cm-1 7.82 Wm-1K-1 [Ar]3d5 4s2 14.64 kJ/mol 219.74 kJ/mol (skala 1.55 0.48 Jg-1K-1 1518 K 2235 K 7.435 V 7, 6, 4, 3, 2
E. SENYAWA MANGAN 1. Beberapa Senyawaan Mangan
Mangan mampu membentuk senyawa mulai dengan tingkat oksidasi terendah +2 hingga tertinggi +7, sehingga dapat disimpulkan bahwa sifat terpenting dalam senyawa mangan berkenaan dengan reaksi redoks . 1)
Dalam suasana asam, ion Mn 3+ bersifat tidak stabil, mudah mengalami swaredoks atau
disproporsionasi , yaitu mengalami oksidasi menjadi MnO2 dan reduksi menjadi Mn2+
secara serentak oleh dirinya sendiri menurut persamaan reaksi :
2 Mn3+ (aq) + 6 H2O → Mn2+(aq) + MnO2 (s) + H3O+ E o = 0,54 V 2)
Demikian juga ion manganat, MnO4 2-
, tidak stabil dan dalam suasana asam
mengalami disproporsionasi secara spontan : 3 MnO42-(aq) + 4 H3O+ → 2 MnO4−(aq) + MnO2 (s) + 6 H2O(l) E o = 1,70 V 3)
Namun demikian dalam suasana basa, sifat disproporsionasi ini hanya menghasilkan
nilai E o yang sangat kecil ( + 0,04 V). oleh karena itu, ion manganat MnO4 2- , dapat diperoleh dalam suasana basa : 3 MnO42−(aq) + 2 H2O(l) ↔ 2 MnO4−(aq) + MnO2 (s) + 4 OH−(aq) E o = 0,004 V Ini berarti bahwa jika konsentrasi [OH −] dibuat cukup tinggi, reaksi tersebut dapat berlangsung ke arah sebaliknya (ke kiri) sehingga konsentrasi MnO4 2- dalam larutan dapat ditingkatkan. 2. Oksida, Hidroksida, anion-okso dan garam Mangan
Karakteristik oksida, hidroksida mangan dan beberapa turunannya yang penting dapat dilihat pada table 2. Oksida-oksida mangan dengan tingkat oksidasi lebih rendah bersifat basa dan bereaksi dengan asam membentuk garam katio Mn(II) dan Mn (III). Oksida-oksida lebih tinggi sebaliknya bersifat asam dan bereaksi dengan alkalis menghasilkan garam-garam anion-okso . Fusi MnO2 dengan hidroksida logam alkali dan oksidator seperti KNO 3
menghasilkan garam manganat (VI) yang berwarna hijau legam yang stabil dalam larutan alkali kuat tetapi terdisproporsionasi dalam keadaan netral atau asam. MnO2 (s) + 2 OH− (aq) + NO3- (aq) → MnO42−(aq) + H2O(l) + NO2- (aq) 3 MnO42-(aq) + 4 H3O+ → 2 MnO4−(aq) + MnO2 (s) + 6 H2O(l)
Tabel 2 Karakteristik oksida, hidroksida mangan dan beberapa turunannya.
Tingkat Oksidasi +2 +3 +4
Oksida MnO Mn2O3 MnO2
Hidroksida
Sifat
Ion
Nama 2+
Warna Ion Pink
Mn(OH)2
Basa
Mn
Mangan (II)
Mn(OH)3 MnO(OH)2
moderat Basa lemah Amfoterik/
Mn3+ MnO32-
Mangan (III) Violet Manganit Coklat
atau
asam lemah
H2MnO3
+6 +7
MnO3 Mn2O7
H2MnO4
Asam
MnO42-
Manganat
HMnO4
moderat Asam kuat
MnO4-
Permanganat Ungu
Hijau
Mangan (II) d 5
Berdasarkan nilai potensial reduksinya, Mangan (II) merupakan spesies mangan yang paling stabil karena mempunyai konfigurasi electron setengah penuh, 3d5. Reduksi dengan hydrogen terhadap oksida mangan apa saja akan menhasilkan oksida dengan tingkat oksidasi mangan terendah abu-abu-hijau, MnO. Mangan (II) dalam senyawa garamnya seperti klorida, sulfat dan nitrat, dalam larutan air dapat dinyatakan sebagai ion Mn 2+, atau perspektif ion kompleks sebagai [Mn(H 2O)]62+ dan berwarna pink pucat. Penambahan alkali hidroksida ke dalam larutan Mn 2+ diperoleh endapan Mn(OH) 2 yang berupa gelatin putih hingga pink pucat, tetapi hidroksi ini dalam udara terbuka segera teroksidasi menjadi Mangan (III) oksihidroksi, MnO(OH) yang berwarna coklat gelap. Mn2+(aq) + 2 OH− (aq) → Mn(OH)2 (s) 4 Mn(OH)2(s) + O2 (g) → MnO(OH) (s) + 2 H2O(l) Sebagian besar larut di dalam air, penambahan gas oksigen pada larutan
Mn 2+
menghasilkan hidroksida berupa gelatin putih dalam udara yang cepat berubah menjadi gelap akibat reaksi oksidasi. Penambahan SH − akan menyebabkan MnS teroksidasi menjadi coklat dalam udara, pada pendidihan tanpa udara materi yang merah menjadi MnS kristal atau sulfatnya (MnSO4) sangat stabil dan digunakan untuk analisis Mn. Tetapan kesetimbangan bagi pembentukan kompleks mangan (II) relative rendah karena ion Mn 2+ tidak memiliki energi penstabil medan ligan. Ion Mn 2+ bias menempati lubang tetrahedral dalam beberapa gelas tertentu, menyubstitusi Zn 2+dalam ZnO. Hanya medan ligan yang paling kuat meningkatkan perpasangan seperti ion-ion [Mn(CN)6] 4+ dan [Mn(CN)]62+ hanya memiliki 1 elektron tidak berpasangan. Mangan (III) d 4
Mangan (III) terdapat sebagai oksidanya, yaitu Mn 2O3 dan MnO(OH) yang terjadi secara alamiah di alam, tetapi ion Mn 3+ dalam larutan air tidak stabil, mudah tereduksi menjadi Mn 2+ sebagaimana dinyatakan oleh nilai potensial reduksinya. Campuran MN(II)-Mn(III) oksida terdapat sebagai Mn 3O4, mineral berwarna hitam, yang terbentuk jika mangan oksida apa saja
dipanaskan hingga ~ 1000 oC dalam udara. Oksida ini mempunyai struktur spinel. Misalnya garam MnCl3 (hitam) dapat diperoleh dalam larutannya dari reaksi MnO 2 dengan asam klorida pada temperature rendah, tetapi akan terurai pada suhu diatas -40 oC. Ion mangan diperoleh melalui oksidasi elektrolitik atau oksida deosulfat. Mangan (III) dan (IV) penting untuk fotosintesis. Mangan (IV) d 3
Mangan (IV) terdapat sebagai oksidanya yaitu MnO 2 yang bersifat antiferomagnetik di bawah temperature ~ 92 oC. MnO2 sekalipun bukan dioksida yang paling stabil karena dapat terurai menjadi Mn 2O3 pada ~ 530 oC, merupakan dioksida yang terpenting, bermanfaat sebagai agen pengoksidasi. Oksida ini bersifat amfoterik namun relative inert terhadap asam maupun basa, dalam arti perannya sebagai Mn(IV) tidak dapat dipertahankan. Hal ini terlihat nyata dari hasil reaksinya dengan asam klorida pekat dalam keadaan dingin, yaitu larutan hijau dari ion Mn 4+ yang bersifat tidak stabil , berubah menjadi larutan pink karena terbentuk ion Mn2+. Mn(SO4)2 juga bersifat tidak stabil, sehingga reaksi MnO 2 dengan asam sulfat pekat akan menghasilkan MnSO 4. Namun demikian, Mn(IV) dalam beberapa senyawa kompleks bersifat cukup stabil dan tidak mudah terurai, misalnya dalam kompleks K 2[MnF6] (kuning), dan Rb 2[MnCl6] (merah tua). Hidroksida dari Mn(IV) bersifat asam lemah oleh karena itu, tiap molekul hidroksinya dapat melepaskan satu molekul H 2O hingga rumus molekulnya menjadi MnO(OH) 2 atau sering ditulis sebagai H 2MnO3.
Mangan (VI) d 1
Mangan (VI) hanya dikenal stabil sebagai spesies manganat, MnO4 2- dengan bangun tetrahedron dan berwarna hijau gelap. Misalnya, kalium manganat dapat diperoleh dari reaksi lelehan MnO2 dan basa alkali dengan hadirnya oksidator misalnya udar / KNO 3. 2 MnO2 (s) + 4 KOH (s) + O2 (g)
Δ
2 K 2MnO4 (s) + H2O(g)
Dalam larutannya, ion manganat hanya stabil dalam suasana basa; dalam air dan suasana asam, akan mengalami disproporsionasi menjadi ion Permanganat dan MnO 2. Dalam suasana asam MnO42- bersifat oksidator. Asam manganat, H 2MnO4 sangat tidak stabil untuk diisolasi. Mangan (VII) d0
Mangan heptoksida, Mn 2O7 berupa minyak hijau yang mudah meledak dan diperoleh dari reaksi garam manganat (VII) dengan H 2SO4 pekat. Mn2O7 secara perlahan melepaskan oksigen dan membentuk MnO2 yang bersifat eksplosif mengoksidasi hamper semua material aorganik. Hanya satu senyawa anion-okso Mn(VII) yang dikenal penting yaitu kalium permanganate, K 2MnO4 yang berwarna ungu. Senyawa ini stabil dalam larutannya dan peran utamanya sebagai oksidator yang sangat kuat, baik dalam suasana asam, basa maupun netral. Mangan VII paling baik dalam bentuk garam dari ion permanganat. Larutan ini tidak stabil, terurai dengan lambat namun dapat diamati dalam larutan asam, netral, ataupun sedikit basa. Penguraian larutan dalam gelap berlangsung sangat lambat. Berikut ini adalah beberapa reaksi yang dapat terjadi pada mangan (VI) dan mangan (VII). 4MnO4- + 4H+ → 3O2 + 2H2O + 4MnO2 Dalam larutan basa permanganat adalah pengoksida kuat. MnO4− + 2H2O + 3e → MnO2 + 4OH Dalam basa sangat kuat dan dengan MnO4
−
berlebih menghasilkan ion manganat
MnO4 − + e → MnO4 2Dalam larutan asam permanganat tereduksi menjadi Mn MnO4 − + 8OH − + 5e → Mn F.
2+
2+
oleh zat pereduksi berlebih
+ 4H2O
PRODUKSI MANGAN
Lapisan bijih terpenting dalam mangan adalah pyrolusite (MnO 2). Sebagian besar dari lapisan bijih mangan yang termasuk penting secara ekonomis mengarahkan jarak hubungan dekat ke lapisan bijih besi. Sumber-sumber dari pengelolaaan di daratan termasuk besar dan dapat ditemukan di Afrika Selatan, Ukraine, dan persediaan mangan-mangan penting lainnya ada di Australia, Cina, India, Brazil dan Gabon. Untuk produksi Ferromanganese, lapisan bijih mangan dicampur dengan lapisan bijih besi dan karbon, kemudian dikurangi dengan cara pembakaran secara diledakkan dalam tungku perapian atau dalam tungku perapian listrik. Hasil Ferromanganese tersebut mempunyai 30% s/d 80% kadar mangan. Mangan murni yang digunakan untuk produksi campuran yang bukan besi dihasilkan dengan melumerkan lapisan bijih mangan dengan asam asam-belerang (sulfuric acid) yang dilanjutkan dengan proses electrowinning. Produksi mangan di seluruh Indonesia tidak mencapai 10% total produksi mangan di seluruh dunia. Tetapi, potensi persediaan bijih mangan di Indonesia termasuk besar, yang
terdapat di lokasi-lokasi tersebar di seluruh Indonesia. Potensi-potensi tersebut dapat ditemukan di Pulau Jawa, Pulau Sumatera, Kepulauan Riau, Pulau Kalimantan, Pulau Sulawesi, Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua. Sementara lokasi pertambangan PT. PAM Alam Mineral sendiri dapat ditemukan di Trenggalek, Tulung Agung, Jawa Timur. G. PEMANFAATAN MANGAN
Pemanfaatan mangan di dunia sebagian besar digunakan untuk tujuan metalurgi, yaitu untuk proses produksi besi-baja, sedangkan penggunaan mangan untuk tujuan non-metalurgi antara lain produksi baterai kering, keramik dan gelas, dan kimia. Mangan dioksida (sebagai pirolusit) juga digunakan sebagai pendepolarisasi pada sel kering baterai dan untuk menghilangkan warna hijau pada gelas yang disebabkan oleh pengotor besi. Mangan sendiri memberi warna lembayung pada kaca. Dioksidanya berguna untuk pembuatan oksigen dan klorin, dan dalam pengeringan cat hitam. Senyawa permanganat adalah oksidator yang kuat dan digunakan dalam analisis kuantitatif dan dalam pengobatan. Mangan juga banyak tersebar dalam tubuh. Mangan merupakan unsur yang penting untuk penggunaan vitamin B1. 1. Baja
Mangan diperlukan untuk produksi besi dan baja dari kebaikan pembetulan belerangnya (sulfur-fixing), proses penghilangan oksigennya (deoxidizing) dan campuran properti-propertinya. Pembuatan baja, termasuk komponen pembuatan besinya, terhitung sebagai permintaan terbesar, yang sekarang ada dalam jarak 85% s/d 90% dari total permintaan. Dari beragam-ragam penggunaannya, mangan adalah kunci komponen dari perumusan anggaran rendah baja tahan karat. Kwantitas kecil dari mangan memajukan kemungkinan baja untuk bekerja pada suhu tinggi, karena membentuk pelelehan sulfida yang tinggi dan kemudian mencegah pembentukan sulfida besi yang cair pada batas uratnya. Jika kadar mangan mencapai 4%, proses perapuhan bajanya menjadi fitur yang menonjol. Proses perapuhan berkurang pada konsentrasi mangan lebih tinggi dan mecapai tingkat yang dapat diterima pada 8%. Kenyataan bahwa baja mengandung 8% - 15% mangan adalah dingin mengeraskan, bisa memiliki kekuatan tinggi yg dapat diregangkan dari / sampai dengan 863 MPa, baja dengan 12% mangan dahulu kala digunakan untuk helem-helem baja di Inggris. Komposisi baja ini pertama kali ditemukan pada tahun 1882 oleh Robert Hadfield, yang sekarang masih diketahui sebagai baja Hadfield.
2. Campuran Alumunium
Pemakaian terbesar ke dua untuk mangan adalah sebagai agen untuk aluminium. Aluminium dengan kadar mangan sekitar 1.5% mempunyai tingkat perlawanan yang lebih tinggi melawan karatan dan kerusakan disebabkan oleh pembentukan urat yang menyerap kotoran yang dapat mengakibatkan karatan galvanis. Perlawanan anti-karat campuran aluminium 3004 dan 3104 dengan kadar mangan dari 0.8% -1.5% adalah campuran yang digunakan untuk sebagian besar sebagai kaleng-kaleng minuman. Untuk tahun-tahun s/d 2000, lebih dari 1,6 juta metrik ton telah digunakan untuk campuran-campuran tersebut, dengan 1% kadar mangan, kwantitas ini memerlukan 16,000 metrik mangan ton. 3.
Kwantitas besar dari dioksida mangan diproduksikan sebagai depolarisasi di baterai-
baterai zat besi karbon, dan dalam baterai bersifat alkali. Pada tahun 2002, lebih dari 230,000 mangan dioksida ton digunakan untuk maksud ini. Mangan dioksida tersebut dikurangi sampai ke oksid-hidroxida mangan MnO(OH) selama decharging, untuk mencegah pembentukan hidrogen pada elektron positif di baterai. 4. Logam ini jarang digunakan sebagai koin, tetapi negara seperti Amerika Serikat pernah menggunakan logam mangan sebagai nekel selama masa perang pada tahun 19421945. Tetapi akibat dari kekurangan bahan mentah selama perang, nekel campuran tersebut (75% tembaga dan 25% nekel) yang digunakan untuk membuat nekel sebelumnya digantikan dengan logam perak yang tidak segenting, dan mangan (56% tembaga, 35% perak dan 9% mangan). Sejak tahun 2000 koin-koin dolar, contohnya Sacagawea dolar dan koin Presidential $1, dibuat dari kuningan yang terdiri dari 7% mangan dengan inti tembaga murni. 5. Gabungan mangan telah digunakan sebagai pigmen dan zat warna keramik-keramik dan gelas untuk waktu yang lama, dan warna coklat dari keramik kadang-kadang masih didasarkan dari gabungan-gabungan mangan. Dalam industri gelas, dua pengaruh dari gabungan-gabungan mangan masih digunakan. Mangan bereaksi dengan besi. Reaksi ini menimbulkan warna hijau terang dalam gelas dengan membentuk besi dengan sedikit warna dan sedikit magan berwarna dadu, mengganti peninggalan warna besi tersebut. Kwantitas lebih besar dari mangan dipergunakan untuk menghasilkan gelas berwarna dadu. 6. Pemanfaatan dalam tubuh manusia
Logam Mn merupakan logam penting dalam sistem biologi makhluk hidup. Mangan, kalsium, dan fosfor bersama-sama membentuk sistem tulang dan gigi. Mangan
bermanfaat dalam pembentukan hemosianin dalam sistem darah dan enzimatik pada hewan air. Mn tidak bersifat racun dan merupakan logam essensial, diserap oleh tubuh hewan air dalam bentuk ion, pada tubuh hewan, logam tersebut berikatan protein dan akan dikeluarkan jika kadarnya di dalam tubuh terlalu banyak. Jumlah Mn dalam tubuh hewan sangat kecil, konsentrasi
paligh tinggi ditemukan
pada tulang,hati,
ginjal,pankreas. Sebagian besar mangan terdapat di dalam mitokondria. Mangan mengaktifkan banyak enzim, misalnya hidrolase, transferase, kinase, dan dekarboksilase. Mangan merupakan konstituen beberapa enzim. Salah satu metaloenzim mangan yang paling dikenal adalah piruvat karboksilase, yaitu enzim yang mengubah piruvat menjadi oksaloasetat. Beberapa enzim lainnya termasuk arginase, yang terlibat di dalam perubahan asam amino arginin menjadi urea, dan superoksida dismutase (SOD) mitokondria. Sebagian besar struktur dan fungsi mitokondria dipengaruhi oleh keadaan mangan. Mangan mengaktifkan enzim-enzim yang terkait dengan metabolisme asam lemak dan sintesis protein serta terlibat dalam fungsi neurologis. Mangan juga berfungsi mengatur sistem enzim dalam metabolisme karbohidrat dan nitrogen. Mangan memiliki peran yang sangat penting untuk pembentukan klorofil. Tanpa mangan, tanaman tidak dapat melakukan fungsi selnya (Anonim, 2004a). Mangan digunakan tanaman dalam bentuk kationnya. Ini merupakan aktivator untuk beberapa macam enzim di dalam proses pertumbuhan tanaman dan membantu besi di dalam pembentukan klorofil selama fotosintesis.Konsentrasi mangan yang tinggi barangkali dapat menahan penyerapan besi pada tanaman. Mangan biasanya digunakan bersamasama seng dalam larutan encer. Jeruk dan tanaman buah-buahan yang lain sering diberi perlakuan dengan suplemen mangan dalam bentuk mangan sulfat. Penambahan suplemen mangan diperlukan jika tanaman mengalami kekurangan unsur ini (Trotter 2001). H. TOKSISITAS MANGAN
Laporan mengenai toksisitas mangan secara oral relatif jarang. Toksisitas mangan lebih sering diakibatkan oleh paparan kronis para pekerja pabrik besi dan baja, penambangan bijih mangan, pengelasan, pabrik kimia, baterai sel kering, dan industri bahan bakar minyak. Laporan pertama mengenai toksisitas mangan dibuat oleh Couper pada tahun 1837. Ia menjelaskan keadaan yang mirip dengan kelumpuhan pada pekerja penggilingan pirolusit. Perhatian yang lebih besar terhadap toksisitas mangan tumbuh pada tahun 1930-40an setelah munculnya laporan mengenai kondisi yang sama pada beberapa penambang.
Gejala keracunan mangan dapat dideskripsikan dalam tiga tingkatan. Keracunan ringan mengakibatkan psikosis dan mencakup gejala-gejala berikut: astenia, anoreksia, insomnia, sakit pada otot, kegembiraan, halusinasi, gangguan ingatan, dan perilaku kompulsif. Gejala gejala keracunan tingkat sedang mencakup gangguan berbicara, bergerak dengan canggung (kikuk), gaya berjalan tidak normal, keseimbangan yang buruk, hiperefleksia pada anggota tubuh bagian bawah, dan gemetar. Gejala keracunan tingkat berat memiliki kesamaan dengan Parkinson disease. Mekanisme neurotoksisitas mangan terjadi karena degenerasi neuronal pada berbagai area di otak dan kelainan neurotransmitter. Faktor-faktor yang mungkin meningkatkan kerentanan terhadap toksisitas mangan antara lain defisiensi besi, alkoholisme, infeksi kronis, dan penurunan ekskresi. Reduksi toksisitas mangan, selain pengurangan paparan, dapat dibantu dengan penambahan nutrien antagonis seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Beberapa nutrisi yang bersifat antagonis terhadap fungsi logam Mn di dalam tubuh.
I. AKIBAT DEFISIENSI MANGAN
Defisiensi mangan telah dipelajari pada hewan, gejalanya dapat berbeda- beda menurut spesies dan tingkat defisiensinya. Terdapat banyak kesamaan yang terdapat pada beberapa spesies, termasuk kelainan tulang, cacat postur, gangguan pertumbuhan, dan gangguan pada metabolisme karbohidrat dan lipid. Kondisi genetik yang umum disebabkan oleh defisiensi mangan menghasilkan gangguan pada otolit di telinga bagian dalam selama masa kehamilan. Kelainan pada tulang di antaranyachondr odys trophy, atau keterbelakangan pertumbuhan tulang. Perosis atau “tendon yang tergelincir” merupakan keadaan yang umum dikenali terdapat pada ayam dan bebek. Fungsi reproduksi pada pasien defisiensi mangan dicirikan dengan gangguan ovulasi, ovarian, dan degenerasi testikular, dan peningkatan kematian bayi.
Mangan terlibat di dalam sintesis kolesterol; sehingga defisiensi dapat dihubungkan dengan kurangnya prekursor (kolesterol) untuk produksi hormonal yang normal. Mangan juga menunjukkan hubungan sinergis dengan kolin. Defisiensi salah satu ataupun keduanya dapat menyebabkan keadaan yang abnormal pada integritas membran sel dan mitokondria. Mitokondria hati yang diisolasi dari mencit menunjukkan kelainan pada krista dan menurunnya kecepatan oksidasi. Gangguan
metabolisme
karbohidrat
disebabkan
oleh
kelainan
aktivitas
glikosiltransferase. Kelainan pankreas yang mengakibatkan sedikitnya pemanfaatan glukosa memperlihatkan adanya hubungan bahwa mangan mungkin terlibat dalam pembentukan insulin ataupun aktivitasnya. Defisiensi mangan pada manusia diamati secara tidak sengaja pada pengaturan pola makan yang ketat. Gejalanya antara lain hipokolesterolemia, penurunan trigliserida dan fosfolipid, kehilangan berat badan, dermatitis sementara, dan nausea. Warna rambut penderita akan berubah dari hitam menjadi merah. Tujuan pengaturan pola makan ini sebenarnya untuk membatasi
vitamin
K
untuk
mempelajari
perpanjangan waktu
protrombin dan
memperbaikinya dengan vitamin K. Meskipun demikian, ketika defisiensi mangan ditemukan dan digantikan dalam pola makan tersebut, waktu protrombin telah diperbaiki. Oleh karena protrombin adalah glikoprotein dan mangan mengaktivasi transferase, diduga mangan diperlukan dalam sintesis protrombin. Penelitian lain mengenai defisiensi mangan pada sukarelawan manusia telah dilaporkan. Subjek penelitian dilaporkan memiliki gejala ruam pada tubuh bagian atas, dan pangkal paha. Gejala-gejala ini didiagnosis sebagai Miliaria Crystallina atau biang keringat. Kadar kalsium dan fosfor serum menurun seperti halnya alkaline phosphatase, kolesterol, dan HDL serum yang juga ikut menurun ikut teramati pada defisiensi mangan. Kelainan lain yang dianggap berhubungan dengan defisiensi mangan telah dilaporkan. Epilepsi dapat menurunkan kadar mangan di dalam darah. Defisiensi mangan mungkin berhubungan dengan kelainan metabolisme seperti “maple syrup disease” dan fenilketonuria (PKU). Penderita sindrom Down yang telah dewasa yang sering memiliki dislokasi tulang paha sekunder dan epifisitis pada ujung femoral diduga mengalami defisiensi mangan. Beberapa kondisi yang terkait dengan mangan lainnya adalah kegagalan pembentukan intrauterin dan osteoporosis. Straus dan Saltman melaporkan kasus defisiensi mangan yang terjadi pada pemain basket yang menderita kerusakan tulang dengan masa penyembuhan yang lama dan ketidakstabilan sendi. Mereka tidak dapat mengukur kadar mangan pada serumnya, yang
berasal dari pola makannya yang sangat terbatas. Suplementasi selama beberapa bulan akhirnya dapat mempercepat penyembuhan tulangnya serta dapat mengembalikannya ke karir profesionalnya. Mereka juga mendapatkan penemuan yang sama pada pasien ortopedi dengan kerusakan pada proses penyembuhan tulangnya. J. PENCEGAHAN
Gabungan-gabungan mangan tidak mengandung racun sebanyak logam-logam tersebar lainnya seperti nekel dan tembaga. Tetapi, pendekatan ke debu-debu dan asap mangan semestinya tidak melebihi nilai langit-langit 5 mg/m 3 walaupun untuk waktu-waktu singkat karena tingkat kandungan racunnya. Mangan memberikan resiko khusus untuk anak-anak yang disebabkan oleh kecondongan akan terjepit ke penerima-penerima CH-7. Keracunan mangan pernah di hubungkan ke kerusakan ketrampilan-ketrampilan motor dan penyakit kognitif. Racun permanganate menunjukkan tingkat lebih tinggi daripada gabungan-gabungan mangan. Beberapa bencana keracunan pernah terjadi, walaupun dosis bencana sekitar 10g. Efek proses pernafasan yang kuat ke arah necrosis di mucous membrane. Contohnya, kerongkongan terpengaruh jika racun permanganate ditelan. Hanya jumlah kecil diserap oleh usus besar tetapi kwantitas kecil ini menunjukkan efek parah ke ginjal dan ke hati. Di tahun 2005, sebuah studi menyarankan adanya hubungan antara penghirupan mangan dan keracunan sistem saraf pusat pada tikus-tikus. Pernah dihipotesakan bahwa adanya pembeberan mangan jangka panjang dalam air mandi memberikan resiko kesehatan kepada jutaan penduduk. Sejenis penyakit neurodegeneration yang mirip dengan Parkinson's Disease bernama "Manganism" pernah dihubungkan ke pembeberan mangan terhadap buruh-buruh tambang dan buruh-buruh pencair mangan sejak awal abad ke 19. Dugaan-dugaan akan "Manganism" yang disebabkan oleh penghirupan pernah dinyatakan mengenai industri penyambungan bahan logam tersebut. Pembeberan mangan di negara-negara maju pada umumnya diatur oleh Administrasi keselamatan pekerjaan dan kesehatan.
BAB III PENUTUP
A. KESIMPULAN
Berdasarkan penjelasan mengenai unsur mangan di atas, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu : 1. Mangan merupakan salah satu unsur yang paling banyak terdapat di dalam kerak bumi. 2.
Untuk memperoleh logam mangam murni, pirolusit diolah menurut proses termit.
Persamaan reaksi utama yang terjadi dalam proses ini yaitu :
2 MnO2 (s)
Mn3O4 (s) + O2 (g)
Δ
3 Mn3O4 (s) + 8 Al (s)
4 Al2O3 (s) + 9 Mn (l)
Δ
Logam Mn dengan kemurnian tinggi (~ 99,9 %) 3.
Mangan mampu membentuk senyawa mulai dengan tigkat oksidasi terendah +2
hingga tertinggi +7 4. Mangan murni yang digunakan untuk produksi campuran yang bukan besi dihasilkan dengan melumerkan lapisan bijih mangan dengan asam asam-belerang (sulfuric acid) yang dilanjutkan dengan proses electrowinning 5. Pemanfaatan mangan di dunia sebagian besar digunakan untuk tujuan metalurgi, yaitu untuk proses produksi besi-baja, sedangkan penggunaan mangan untuk tujuan nonmetalurgi antara lain produksi baterai kering, keramik dan gelas, dan kimia. B. SARAN
Menurut kami, unsur mangan merupakan unsur yang cukup penting dan bermanfaat bagi kehidupan sehingga perlu dilakukan eksplorasi lebih jauh agar unsur mangan benar-benar telah dimanfaatkan dengan baik, namun tetap memperhatikan aspek kelestariannya dan keselamatan pekerja yang mengolah unsur mangan dan senyawanya.
DAFTAR PUSTAKA
Purnomohadi, Agus. 2008. Makalah : Pengaruh logam Mangan bagi Makhluk Hidup dan Defisiensinya .
Departemen
Biokomia
Institut
Pertanian
http://rimayantisihite.blogspot.com/2010/07/kimia-anorganik-ii.html
Bogor.
Online
:
, diakses pada
tanggal 5 Mei 2011. Redaksi
Chem-is-try.org.
2008.
Mangan.
Online
:
try.org/tabel_periodik/mangan/ , diakses pada tanggal 5 Mei 2011.
http://www.chem-is-
Sugiyarto, H. Kristian. 2003. Kimia Anorganik II . Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta. Tanpa nama. Tanpa Tahun. Mangan. Online : http://id.wikipedia.org/wiki/Mangan , diakses pada tanggal 5 Mei 2011. Tanpa nama. Tanpa Tahun. Mangan. Online : http://www.pam-group.com/pamabout.htm , diakses pada tanggal 5 Mei 2011.
MAKALAH UNSUR MANGAN Untuk memenuhi tugas mata kuliah Kimia Anorganik 2 Dosen Pengampu : Dra. Sri Mantini Rahayu S., M.Si
Disusun oleh : 1. Dyah Ayu Wulandari
4301409012
2. Khoeru Annisa
4301409013
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2011
