Makalah TEMBAGA
Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Radiokimia
Dosen Pembimbing : Dr. rer. nat. Omay Sumarna, M.Si.
Disusun oleh: Atifa Rahmi (1102867)
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2014
TEMBAGA
A. PENGERTIAN DAN SIFATNYA Tembaga adalah logam merah muda, yang lunak, dapat ditempa dan liat. (Svehla,G, 1990, hlm.229).
Tembaga (Cu) mempunyai sistem kristal kubik, secara fisik berwarna kuning dan apabila dilihat dengan menggunakan mikroskop, bijih akan berwarna pink kecoklatan sampai keabuan. Gambar 1. Logam tembaga
Sifat Fisika 1. Tembaga merupakan logam yang berwarna kuning kemerahan seperti emas kuning dan keras bila tidak murni. Mudah ditempa (liat) dan mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat. 2. Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak. 3. 4. Bentuk : padat Warna : logam merah jambu 5. 3 Massa Jenis : 8.96 g/cm 6. Titik Lebur : 1357.77 K (1084.62 °C, 1984.32 °F) 7. Titik Didih : 2835 K (2562 °C, 4643 °F) 8. Kalor Peleburan : 13.26 kJ/mol 9. 10. Kalor Penguapan : 300.4 kJ/mol 11.
Kapasitas Kalor : (25 °C) 24.440 J/(mol K) ・
Sifat Kimia 1. Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan terhadap korosi. Pada udara yang lembab permukaan tembaga ditutupi oleh suatu lapisan yang berwarna hijau yang menarik yaitu suatu tembaga karbonat basa, Cu(OH)2CO3. 2. Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan halogen. Bereaksi dengan belerang membentuk tembaga(I) sulfida dan tembaga(II) sulfida dan untuk reaksi dengan halogen membentuk tembaga(I) klorida, khusus klor yang menghasilkan tembaga(II) klorida. 3. Nama, Lambang, Nomor Atom : tembaga, Cu, 29 4. Deret Kimia : logam transisi
5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
Golongan, Periode, Blok Massa Atom Konfigurasi Elektron Jumlah Elektron Tiap Kulit Bilangan oksidasi Elektronegatifitas Energi Ionisasi
12. Jari - jari Atom 13. Jari – jari Kovalen 14. Struktur Kristal
: : : : : : :
11, 4, d 63.546 g/mol 10 1 [Ar] 3d 4s 2, 8, 18, 1 2, 1 (oksida amfoter) 1.90 (skala Pauling) pertama: 745.5 kJ/mol kedua: 1957.9 kJ/mol ketiga: 3555 kJ/mol : 135 pm : 138 pm : kubus pusat muka
B. SEJARAH
Sejak zaman Roma dan Yunani kuno, tembaga telah memegang peranan penting dalam kehidupan. Pada awalnya, di Yunani logam ini dikenal dengan nama chalkos. Sedangkan di Roma, ia dikenal dengan nama aes Cyprium. Aes merupakan istilah umum latin bagi tembaga seperti gangsa dan logam-logam lain, dan Cyprium sendiri karena dulunya tembaga banyak ditambang di daerah Cyprus. Dari kedua kata itulah muncul kata cuprum dan dalam bahasa Melayu kuprum. Dalam sejarahnya, penggunaan tembaga oleh manusia tercatat semenjak kurang lebih 10.000 tahun lalu. Peleburan tembaga pun telah berkembang secara baik di beberapa belahan dunia seperti di Anatolia pada 5000 SM, di China sebelum 2800 SM, Amerika tengah sekitar 600 TM dan Afrika Barat sekitar 900 TM. Saat ini, banyak terdapat penambangan maupun pengolahan tembaga di berbagai belahan dunia. Di Indonesia sendiri, potensi tembaga terbesar terdapat di Papua. Potensi lainnya menyebar di Jawa Barat, Sulawesi Utara, dan Sulawesi Selatan. Sayangnya, potensi yang besar ini pengelolaannya diserahkan kepada asing, yaitu PT Freeport Indonesia yang notabene merupakan perusahaan dari Amerika Serikat
Gambar 2. Peta Potensi Mineral Tembaga di Indonesia
Gambar 3. Tambang Tembaga di Area Gresberg yang dikelola oleh PT. Freeport Indonesia
C. ISOTOP 63
65
Tembaga memiliki isotop sebanyak 29 buah. Cu dan Cu adalah isotop yang 63 stabil. Cu adalah isotop yang terbanyak di alam, sekitar 69%. Kedua isotop ini memiliki bilangan spin 3/2. 67
Sedangkan, isotop yang lainnya bersifat radioaktif, dimana isotop Cu adalah 68 isotop radiokatif yang paling stabil dengan waktu paruh 61,83 jam. Cu adalah isotop dengan waktu paruh terpendek yaitu 3,8 menit. Isotop dengan nomor massa diatas 64 dapat meluruh dengan β , sedangkan untuk nomor massa dibawah 64 meluruh dengan + 64 β . Adapun isotop Cu dapat meluruh dengan kedua cara tersebut dengan waktu paruh 12,7 jam. 62
64
64
Cu dan Cu memiliki banyak kegunaan. Cu adalah agen radiokontras untuk gambar X-ray, bersama dengan chelate dapat digunakan untuk terap radiasi kanker. 62 62 Cu digunakan pada Cu-PTSM yang merupakan pelacak radioaktif untuk tomografi emisi positron.
D. SENYAWA
Terdapat 2 senyawa tembaga yaitu Tembaga (I) atau cupro dan Tembaga (II) atau cupri. Tembaga (I) oksida merupakan senyawa yang + berwarna hitam dan Cu² umumnya berwarna biru. CuSO4.5H2O dikenal dengan nama terusi atau prusi yang berwarna biru, tetapi bila dipanas kan H2O nya Gambar 4. Tembaga (I) Oksida menguap dan warna nya menjadi putih. Dalam badan perairan laut, tembaga dapat ditemukan dalam bentuk persenyawaan ion seperti CuCO3 , CuOH. Pada batuan mineral atau lapisan tanah, tembaga dapat ditemukan dalam bentuk – bentuk seperti : 1. 2. 3. 4. 5.
Chalcocote (Cu2S) Covellite (CuS) Chalcopyrite (CuFeS2) Bornite (Cu5FeS4) Enargite [Cu3(AsSb)S4]
Tembaga di alam memiliki tingkat oksidasi +1 dan +2. Tembaga dengan bilangan oksidasi +2 merupakan tembaga yang sering ditemukan sedangkan tembaga
dengan bilangan oksidasi +1 jarang ditemukan, karena senyawaan tembaga ini hanya stabil jika dalam bentuk senyawa kompleks. Selain dua keadaan oksidasi tersebut dikenal pula tembaga dengan bilangan oksidasi +3 tetapi jarang digunakan, misalnya K 3CuF6. Beberapa senyawa yang dapat dibentuk oleh tembaga seperti yang tertera pada Tabel berikut: Tembaga(II) CuO
Nama tembaga(II) oksida
Cu(OH)2
tembaga(II) hidroksida
CuCl2
tembaga(II) klorida
CuF2
tembaga(II) fluorida
CuS CuSO4.5H2O
tembaga(II) sulfida tembaga(II) sulfat pentahidrat atau vitriol biru
Cu(NO3)2.3H2O
tembaga(II) nitrat trihidrat
Tembaga(I) Cu2O
Nama tembaga(I) oksida
CuCl
tembaga(I) klorida
CuI
tembaga(I) iodida
E. REAKSI Logam tembaga tidak dapat larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer. Namun, logam ini masih dapat larut sedikit jika dalam asam tersebut terdapat oksigen. Logam tembaga dapat dengan mudah larut dalam asam nitrat pekas (8M) dengan persamaan reaksi sebagai berikut: 2+
3-
3Cu (s) + 8 HNO3 (aq) 3Cu (aq) + 6NO (aq) + 2 NO(g) + 4 H2O (l) Asam sulfat pekat panas juda dapat melarutkan tembaga: 2+
2-
Cu (s) + 2 H2SO4 (aq) Cu (aq) + SO4 (aq) + SO2(g) + 2 H2O (l) Selain itu, logam tembaga juga dapat dengan mudah larut dalam air raja: 2+
-
3Cu (s) + 2 HNO3 (aq) + 6 HCl (aq) 3Cu (aq) + 6Cl (aq) + 2 NO(g) + 4 H 2O (l)
F. PENGOLAHAN Proses Pemisahan Tembaga Dari Kalkopirit (CuFeS 2) 1. Pengapungan (Floating) Pada proses ini bijih tembaga dipekatkan dengan menambahkan detergen dan NaOH. Dengan proses ini zat – zat pengotor (Biasanya Al) akan larut dan mengapung. Pemanggangan (Roasting) Pada proses ini kalkoprit akan bereaksi dengan oksigen. 2.
4CuFeS2(s) + 9O2 → 2Cu2S(s) + 2Fe2O3(s) + 6SO2(g) Dengan menambahkan SiO2 maka besi akan terpisah sebagai ampas. Fe2O3(s) + 3SiO2(s) → Fe2(SiO3)3(s) Pada proses pemanasan selanjutnya Cu2S akan teroksidasi. 2Cu2S(s) + 3O2(g) → 2Cu2O(s) + 2SO2(g) 3. Reduksi Proses reduksi terjadi antara Cu2O dengan Cu2S yang masih ada dalam proses sebelumnya.
2Cu2O(s) + Cu2S(s) → 6Cu(s) + SO 2(g) Cu yang diperoleh dengan proses ini mempunyai kemurnian mendekati 99% 4. Pemurnian Proses pemurnian dilakukan dengan cara elektrolisis larutan CuSO4 dengan anode yang terbuat dari Cu karbon dan katode dari Cu murni. Reaksinya: +
Di anode : Cu(s)kotor → Cu² (aq) +2e + Di katode : Cu² (aq) + 2e → Cu(s)bersih G. KEGUNAAN
Dalam bidang industri: 1. Sebagai bahan untuk kabel listrik dan kumparan dinamo. 2. Sebagai bahan penahan untuk bangunan dan beberapa bagian dari kapal.
3. Serbuk tembaga digunakan sebagai katalisator untuk mengoksidasi methanol menjadi metanal. 4. Digunakan untuk menambah kekuatan dan kekerasan mata uang dan perkakas – perkakas yang terbuat dari emas dan perak. 5. Tembaga banyak digunakan dalam industri cat, industri fungisida serta dapat digunakan sebagai katalis, baterai elektroda, sebagai pencegah pertumbuhan lumut, turunan senyawa – senyawa karbonat banyak digunakan sebagai pigmen dan pewarna kuningan. Sedangkan dalam tubuh makhluk hidup, peran tembaga (dalam bentuk ion) adalah sebagai berikut: 1. Penting dalam pembentukan Hb dan eritrosit. 2. Komponen dari berbagai enzim yang diperlukan untuk menghasilkan energi, anti oksidan, dan sintesis hormon adrenalin serta untuk pembentukan jaringan ikat. 3. Membantu menyerap unsur Fe. 4. Memelihara fungsi sistem syaraf.
SUMBER:
Svehla, G. (1990). Vogel: Buku teks analisis anorganik kualitatif makro dan semimikro (edisi kelima). Jakarta; PT Kalman Media Pustaka http://www.scribd.com/doc/55369569/63/Fungsi-Tembaga-Cu http://www.tekmira.esdm.go.id http://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga
