SERIUM (Ce)
Serium (Cerium (Cerium)) adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ce. Serium memiliki nomor atom 58 dan massa atom 140,12 gram/mol. Unsur yang termasuk deret lantanida ini sering digunakan sebagai unsur pembentuk aloy aluminium dan aloy magnesium. Di antara anggota
lantanida yang lain, serium yang paling banyak ditemukan di
muka bumi.
A. SEJARAH
Serium (Cerium (Cerium)) ditemukan oleh Jöns Jakob Berzellius dan Wilhelm von Hisinger di Bastnas suatu wilayah di Swedia, dan secara bebas di Jerman oleh Martin Heinrich Klaproth, keduanya pada tahun 1803. Serium dinamakan oleh Berzellius , nama tersebut diambil dari nama aster oid oid yang ditemukan dua tahun sebelumnya, ‘Ceres’. Saat pertama kali diisolasi, serium masih berbentuk oksida dari Cerium , yang dinamakan ‘Ceria’.
B. SUMBER DAN KELIMPAHAN
Di alam, Serium terdapat dalam beberapa jenis mineral, diantaranya yaitu :
sebuah fluoro-carbonate serium yang yang mengandung mengandung 60 – Bastnaesit (CeFCO3) merupakan sebuah
70% oksida logam tanah jarang seperti Lanthanum Lanthanum dan Neodymium. Mineral bastnaesit merupakan sumber logam tanah jarang yang utama di dunia. Bastnaesit ditemukan dalam batuan kabonatit, dolomit breccia, pegmatit dan amphibole skarn. skarn.
Monazit ((Ce,La,Y,Th)PO3)
merupakan senyawa fosfat logam tanah jarang yang yang
mengandung 50-70% oksida LTJ. Monasit diambil diambil dari mineral pasir berat yang merupakan hasil samping dari senyawa logam berat lain. Monasit memiliki kandungan thorium yang cukup tinggi. Sehingga mineral tersebut memiliki sifat radioaktif.
Xenotime (YPO4) merupakan senyawa ittrium phosphat yang mengandung mengandung 54-65% 54-65% LTJ
termasuk erbium, cerium dan thorium. Xenotipe juga mineral yang ditemukan dalam mineral pasir berat seperti pegmatite dan batuan leleh (igneous (igneous rocks). rocks).
Zircon, merupakan senyawa a zirconium silicate yang didalamnya ditemukan thorium,
ittrium dan cerium. Monazite dan bastnasite adalah 2 sumber penting dari unsur serium. Dan ditemukan di India, Brazil dan USA. Ce juga ditemukan ditemukan di antara produk-produk produk-produk pembelahan radioaktif
uranium, plutonium, dan thorium. Ada empat isotop stabil dari Serium yang terdapat di alam yaitu : cerium-142 (11,07 %), cerium-140 (88,48 %), cerium-138 (0,250 %), dan cerium-136 (0,193 %). Unsur serium ini hanya dapat berada dalam dua keadaan oksidasi +4 dan +3. Dalam keadaan kuadrivalen, serium merupakan pereaksi oksidasi yang kuat mengalami reaksi tunggal. Ce4+ + e
Ce 3+
Ion Ce (IV) dipergunakan dalam larutan - larutan keasaman tinggi karena hidrolisa akan menghasilkan pengendapan pada larutan-larutan dengan konsentrasi ion hidrogen yang rendah. Ion serium(IV) dan ion serium(III)
membentuk kompleks-kompleks yang stabil
dengan beragam anion. Beberapa kimiawan menamakan asam dan garam dari serium untuk menunjukan, bahwa unsurnya ada sebagai suatu anion kompleks, dan bukan sebagai kation. Misalnya garam (NH4)2Ce(NO2)6 dinamakan ammonium
heksanitratoserat. Untuk
sederhananya senyawa demikian serium(IV) ammonium nitrat dengan menuliskan rumus Ce(NO3)4 2NH4 NO3.
C. SIFAT FISIKA DAN SIFAT KIMIA SIFAT FISIKA :
Fase
: Solid
Titik Didih
: 3716 K, 3443 0C, 6229 0F
Titik Lebur
: 1068 K, 795 0C, 1463 0F
Warna
: Putih Keperakan
Kalor Peleburan
: 5,46 kJ.mol-1
Kalor Penguapan
: 398 KJ.mol -1
Kapasitas kalor
: 26,94 J. mol-1. K -1
Massa jenis (mendekati suhu kamar) : 6,770 g.cm3 Massa jenis cairan
: 6,55 g.cm3
Tekanan Uap (Pa)
: 1(1992 K), 10(2194 K), 100(2442 K),
Konduktivitas termal
: 11.3 W. m -1.K -1
Modulus young
: 33.6 Gpa
SIFAT KIMIA :
Nomor atom
: 58
Massa atom standar
: 140.116 gram / mol
Bilangan oksidasi
: 4, 3, 2
Energi Ionisasi
: pertama : 534.4 kJ.mol – 1 kedua
: 1050 kJ.mol – 1
ketiga
: 1949 kJ.mol – 1
Jari – jari atom
: 181.8 pm
Elektronegativitas
: 1,12
Pembenahan magnetik : paramagnetik Struktur kristal
: face – centered cubic
Volume atom
: 21 (cm3 / mol)
Serium adalah zat pereduksi yang kuat. Serium (IV) oksida adalah oksidator yang sangat kuat, pada temperatur tinggi akan bereaksi dengan bahan organik. Dalam air dingin serium terdekomposisi dengan lambat, tetapi bisa terdekomposisi dengan cepat bila berada dalam air hangat. Serium mudah berikatan dengan atom oksigen sehingga pada suhu kamar, serium mudah berkarat, apalagi kalau udaranya lembab. Uap dari serium yang terbakar merupakan racun. Air tidak boleh digunakan dalam menghentikan serium yang terbakar yang secara reaksi akan menimbulkan gas hidrogen. Para ilmuwan meyakini bahwa serium memiliki empat modofikasi alotropi. Pada suhu kamar dan tekanan atmosfer serium disebut sebagai cerium-γ. Di bawah -16°C berubah menjadi cerium-β. Di bawah -172°C berubah lagi menjadi cerium-α. Lalu transformasi serium selesai pada -269°C.
D. ISOLASI ATAU PEMBUATAN
Teknik isolasi unsur-unsur lantanida dibagi ke dalam empat jenis yaitu : 1. Teknik reduksi garam dengan logam alkali/alkali tanah Reaksi umum : 2LnX3(aq) + 3M(s) keterangan : Ln : unsur-unsur lantanida X : klorin atau fluorin M : logam alkali/alkali tanah 2. Teknik penukar an ion
2Ln(s) + 3MX2(aq)
3. Teknik campuran oksida lantanida dengan unsur lantanum berlebih\ 4. Teknik kristalisasi fraksional
Serium (Ce) diisolasi dengan cara dioksidasi menjadi Ce (IV) dan kemudian diendapkan dari HNO3 6M sebagai ceric iodat atau dipisahkan dengan ekstraksi pelarut. Serium mudah diekstraksi dari larutan HNO3 oleh tributil fosfat yang dilarutkan dalam kerosen atau pelarut inert lainnya dan dapat dipisahkan dari ion-ion lantanida +3. Nitrat Lantanida +3 juga dapat diekstraksi dalam kondisi tertentu bertambah dengan bertambahnya nomor atom,
ia lebih
tinggi dalam asam kuat dan konsentrasi NO 3- yang lebih encer.
E. REAKTIFITAS
1. Reaksi dengan oksigen Logam cerium dengan lambat memudar di udara dan terbakar dengan cepat pada150°C membentuk cerium(IV) oksida : Ce(s) + O2(g)
CeO2(s)
2. Reaksi dengan air Cerium cukup elektropositif dan bereaksi lambat dengan air dingin dan cukup cepat dengan air panas membentuk cerium hidroksida. 2Ce(s) + 6H2O(l)
2Ce(OH)3(aq) + 3H2(g)
3. Reaksi dengan halogen Logam cerium bereaksi dengan semua unsur halogen : 2Ce (s) +3F2 (g)
2CeF3(s) [putih]
2Ce (s) +3Cl2 (g)
2CeCl3(s) [putih]
2Ce (s) +3Br 2 (g)
2CeBr 3(s) [putih]
2Ce (s) +3I2(g)
2CeI3(s)
[kuning]
Cerium larut dalam asam sulfat membentuk larutan yang mengandung ion-ion Ce(III) yang tak berwarna, yang terdapat dalam bentuk kompleks [Ce(OH 2)9]3+. 2Ce (s) + 3H2SO4 (aq)
2Ce3+ (aq) + 3SO42-(aq) + 3H2(g)
F. KEGUNAAN
Serium adalah komponen logam alloy alam, yang secara ekstensif digunakan dalam pembuatan alloy piroforik untuk pemantik rokok. Serium digunakan dalam pembuatan kaca, baik sebagai komponen maupun sebagai pewarna. Serium, dengan unsur tanah jarang lainnya, digunakan dalam menyalakan bunga api karbon khususnya dalam industri pembuatan film. Serium juga sangat berguna sebagai katalis dalam proses pemurnian minyak bumi, penerapan metalurgi dan nuklir. Logam ini digunakan sebagai inti untuk elektroda karbon lampu busur, untuk kaos lampu pijar untuk penerangan gas. Cerium digunakan dalam paduan aluminium dan besi, dalam stainless steel sebagai agen pengerasan presipitasi, membuat magnet permanen. Kegunaan lain cerium di televisi layar datar, lampu rendah energi cahaya dan CD magnet-optik, di krom plating. Penggunaan cerium masih terus berkembang, karena fakta bahwa itu adalah cocok untuk menghasilkan catalysers dan untuk memoles kaca. Oksida serium yang merupakan penyusun utama mantel gas yang menghasilkan cahaya putih bila dipanaskan dengan nyala api dan muncul sebagai katalis hidrokarbon dalam oven yang membersihkan secara otomatis yang terintegrasi dengan tembok oven untuk mencegah penumpukan residu proses memasak. Oksida serium mulai sering digunakan sebagai zat pemoles kaca sebagai pengganti rouge ,karena daya polesnya lebih cepat. Oksida Cerium adalah bagian dari katalis konverter katalitik yang digunakan untuk membersihkan gas buang kendaraan, juga mengkatalisis reduksi oksida nitrogen (NOx) ke gas nitrogen. Semua mobil baru sekarang dilengkapi dengan conveter katalitik yang terdiri dalam substrat keramik atau logam, lapisan oksida aluminium dan cerium dan lapisan logam terdispersi halus seperti platinum atau rhodium, yang merupakan permukaan aktif. Ceri sulfat digunakan secara ekstensif dalam analisis kuantitatif volumetri sebagai zat oksidator. Sulfida Cerium (Ce2S3) cenderung untuk menggantikan kadmium dalam pigmen merah untuk kontainer, mainan, barang-barang rumah tangga dan krat, karena kadmium kini dianggap lingkungan undesiderable. Meskipun serium merupakan unsur tanah jarang, senyawanya dengan mudah dapat diperoleh untuk kegunaan analisa dengan harga yang lumayan. Sejak 1928, dengan dimulai penelitian N.H. Furman di Princeton dan H.M. Williard di Michigan, pereaksi ini telah menamakan penggunaannya yang meningkat sebagai pereaksi oksidasi dalam kimia analitik. Biasanya diperlukan untuk mempergunakan indikator redoks, dan senyawa feroin telah dikembangkan untuk keperluan ini.
Ion Ce(IV) dapat dipergunakan dalam kebanyakan titrasi yang menggunakan permanganate, dan Ion Ce(IV) memiliki sifat-sifat yang sering membuatnya suatu pilihan yang lebih baik sebagai pereaksi oksidasi daripada permanganat. Kelebihan-kelebihan utama ion ini dibandingkan permanganat adalah sebagai berikut ; 1. Hanya ada satu kondisi oksidasi, Ce(III), berasal dari ion Ce(IV) yang direduksi. 2. Merupakan agen pengoksidasi yang amat kuat dan dapat mengubah intensitas daya mengoksidasiannya yang beragam dengan memilih asam yang dipergunakan. 3. Larutan-larutan asam sulfat dari ion Ce(IV) ama t stabil. Larutannya dapat disimpan untuk waktu yang tak tebatas tanpa perubahan konsentrasi. Larutan dalam asam-as am nitrat dan perklorat terurai, tetapi hanya perlahan-lahan. 4. Ion klorida dengan konsentrasi sedang, tidak mudah dioksidasi, bahkan dengan adanya besi. Reagennya dapat digunakan untuk penitrasian besi dalam larutan asam klorida tanpa memerlukan larutan pencegah Zimmermann-Reinhardt, karena ion klorida tidak bisa langsung dioksidasi. Larutan serium(IV) dapat dipergunakan, bahkan dengan adanya ion klorida, untuk oksidasi yang harus dilakukan dengan menggunakan pereaksi berlebih pada suhu yang dipertinggi.Akan tetapi ion klorida dioksidasi jika larutan dididihkan. Namun demikian, larutan- larutan Ce(IV) dalam asam klorida tidak stabil jika konsentrasi dari asam tersebut lebih besar dari 1 M. 5. Garam serium(IV) ammonium nitrat, yang cukup murni untuk ditimbang secara l angsung Dalam pembuatan larutan standar tersedia. 6. Meskipun ion Ce(IV) berwarna kuning, warnanya tidak menyebabkan kesukaran pada pembacaan buret, jika konsentrasi tidak lebih besar dari kira-kira 0.1 M, ion Ce(III) tidak berwarna.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.(-). Lantanida. Tersedia [online] http://id.wikipedia.org/wiki/Lantanida [5 September 2014]. Anonim.(-). Serium. Tersedia [online] http://id.wikipedia.org/wiki/Serium [5 September 2014]. Anonim.(-). Sejarah Logam Tanah Jarang. Tersedia [online]. http://id.wikipedia.org/wiki/Logam_tanah_jarang#Sejarah [5 September 2014] Aryandi.(2010). Lantanida. Tersedia [online]. http://aryandi28.blogspot.com/2010/02/lantanida.html [5 September 2014]. Rahameru, Armini.(2009). Pengenalan Unsur dan Sifat-sifat Serium. Tersedia [online]. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/seriometri/pengenalan-unsurdan-sifat-sifat-serium/ [5 September 2014]. Ricky.(2011). Lantanida. Tersedia [online]. http://rikypeacechemistry.wordpress.com/2011/01/12/lantanida/ [5 September 2014]. Rizky Ferdina,Ayunina. (2009). Berkenalan Dengan Cerium. Tersedia [online]. http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_anorganik/berkenalan-dengan-cerium/ [5 September 2014].
