"MAKALAH TEMBAGA"
Disusun Oleh :
Sutikno 152073 T
KELAS TEKNIKA C
AKADEMI MARITIM JOGJAKARTA
Mata kuliah : Ilmu Bahan
Dosen : Ir. Salim, M.T
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tembaga (Cu) mempunyai sistim kristal kubik, secara fisik berwarna kuning dan apabila dilihat dengan menggunakan mikroskop bijih akan berwarna pink kecoklatan sampai keabuan.Unsur tembaga terdapat pada hampir 250 mineral, tetapi hanya sedikit saja yang komersial. Pada endapan sulfida primer, kalkopirit (CuFeS2) adalah yang terbesar, diikuti oleh kalkosit (Cu2S), bornit (Cu5FeS4), kovelit (CuS), dan enargit (Cu3AsS4). Mineral tembaga utama dalam bentuk deposit oksida adalah krisokola (CuSiO3.2HO), malasit (Cu2(OH)2CO3), dan azurite (Cu3(OH)2(CO3)2). Deposit tembaga dapat diklasifikasikan dalam lima tipe, yaitu: deposit porfiri, urat, dan replacement, deposit stratabound dalam batuan sedimen, deposit masif pada batuan volkanik, deposit tembaga nikel dalam intrusi/mafik, serta deposit nativ.
Umumnya bijih tembaga di Indonesia terbentuk secara magmatik. Pembentukan endapan magmatic dapat berupa proses hidrotermal atau metasomatisme. Logam tembaga digunakan secara luas dalam industri peralatan listrik.
Kawat tembaga dan paduan tembaga digunakan dalam pembuatan motor listrik, generator, kabel transmisi, instalasi listrik rumah dan industri, kendaraan bermotor, konduktor listrik, kabel dan tabung coaxial, tabung microwave, sakelar, reaktifier transsistor, bidang telekomunikasi, dan bidang-bidang yang membutuhkan sifat konduktivitas listrik dan panas yang tinggi, seperti untuk pembuatan tabung-tabung dan klep di pabrik penyulingan. Meskipun aluminium dapat digunakan untuk tegangan tinggi pada jaringan transmisi, tetapi tembaga masih memegang peranan penting untuk jaringan bawah tanah dan menguasai pasar kawat berukuran kecil, peralatan industri yang berhubungan dengan larutan, industri konstruksi, pesawat terbang dan kapal laut, atap, pipa ledeng, campuran kuningan dengan perunggu, dekorasi rumah, mesin industri nonelektris, peralatan mesin, pengatur temperatur ruangan, mesin-mesin pertanian. Potensi tembaga terbesar yang dimiliki Indonesia terdapat di Papua. Potensi lainnya menyebar di Jawa Barat, Sulawesi Utara, dan Sulawesi Selatan.
PEMBAHASAN
Pengertian Tembaga (Cu)
Tembaga adalah logam merah-muda yang lunak, dapat ditempa, liat. Ia melebur pada 1038 . Karena potensial electrode standarnya positif (+0,34 V untuk pasangan Cu/Cu2+),ia tak larut daalm asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia bisa terlarut sedikit. Dalam table periodik unsur – unsur kimia, tembaga menempati posisi dengan nomor atom (NA)29 dan mempunyai bobot atau berat atom (BA)63,546. Unsur tembaga di alam, dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas, akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau sebagai senyawa padat dalam bentuk mineral. Selain itu, tembaga (Cu) juga terdapat dalam makanan. Sumber utama tembaga adalah tiram, kerang, kacang-kacangan, sereal, dan coklat. Air juga mengandung tembaga dan jumlahnya bergantung pada jenis pipa yang digunakan sebagai sumber air.
Tembaga (Cu) mempunyai sistim kristal kubik, secara fisik berwarna kuning dan apabila dilihat dengan menggunakan mikroskop bijih akan berwarna pink kecoklatan sampai keabuan.
Unsur tembaga terdapat pada hampir 250 mineral, tetapi hanya sedikit saja yang komersial. Pada endapan sulfida primer, kalkopirit (CuFeS2) adalah yang terbesar, diikuti oleh kalkosit (Cu2S), bornit (Cu5FeS4), kovelit (CuS), dan enargit (Cu3AsS4). Mineral tembaga utama dalam bentuk deposit oksida adalah krisokola (CuSiO3.2HO), malasit (Cu2(OH)2CO3), dan azurite (Cu3(OH)2(CO3)2).
Deposit tembaga dapat diklasifikasikan dalam lima tipe, yaitu: deposit porfiri, urat, dan replacement, deposit stratabound dalam batuan sedimen, deposit masif pada batuan volkanik, deposit tembaga nikel dalam intrusi/mafik, serta deposit nativ. Umumnya bijih tembaga di Indonesia terbentuk secara magmatik. Pembentukan endapan magmatik dapat berupa proses hidrotermal atau metasomatisme.
Deskripsi Mineral Copper (Tembaga)
Formula Kimia : Cu
Sistem Kristal : Reguler
Warna : Merah-tembaga, atau merah-mawar terang.
Kilap : Metalik
Kekerasan : 2,5 – 3
Berat Jenis : 8,94
Indeks Bias : 1. 544 - 1.553
Goresan : Merah
Belahan : Tidak satupun
Pecahan : Hackly
Tenacity : Ductile dan Malleable
Derajat Ketransparanan : Opaque
Kemagnetan : Diamagnetit
Proses Pemisahan Tembaga Dari Kalkopirit
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.
4CuFeS2(s) + 9O2 2Cu2S(s) + 2Fe2O3(s) + 6SO2(g)
Dengan menahbahkan SiO2 maka besi akan terpisah sebagai ampas.
Fe2O3(s) + 3SiO2(s) Fe2(SiO3)3(s)
Pada proses pemanasan selanjut nya Cu2S akan teroksidasi.
2Cu2S(s) + 3O2(g) 2Cu2O(s) + 2SO2(g)
Reduksi
Proses reduksi terjadi antara Cu2O dengan Cu2S yang masih ada dalam proses sebelumnya.
2Cu2O(s) + Cu2S(s) 6Cu(s) + SO2(g)
Cu yang diperoleh dengan proses ini mempunyai kemurnian mendekati 99%
Pemurnian
Proses pemurnian dilakukan dengan cara elektrolisis larutan CuSO4 dengan anode yang terbuat dari Cu karbon dan katode dari Cu murni. Reaksi nya:
Di anode : Cu(s)kotor Cu²+(aq) +2e
Di katode : Cu²+ (aq) + 2e Cu(s)bersih
Senyawaan tembaga (Cu)
Terdapat 2 senyawa tembaga yaitu Tembaga (I) atau cupro dan Tembaga (II) atau cupri. Tembaga (I) oksida merupakan senyawa yang berwarna hitam dan Cu²+ umum nya berwarna biru.CuSO4.5H2O dikenal dengan nama terusi atau prusi yang berwarna biru, tetapi bila dipanas kan H2O nya 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. Chalcocote (Cu2S)
2. Covellite (CuS)
3. Chalcopyrite (CuFeS2)
4. Bornite (Cu5FeS4)
5. 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 K3CuF6.
Beberapa senyawaan yang dibentuk oleh tembaga seperti yang tertera pada Tabel.
Tembaga(II)
Nama
Tembaga(I)
Nama
CuO
Cu(OH)2
CuCl2
CuF2
CuS
CuSO4.5H2O
Cu(NO3)2.3H2O
tembaga(II) oksida
tembaga(II) hidroksida
tembaga(II) klorida
tembaga(II) fluorida
tembaga(II) sulfida
tembaga(II) sulfat pentahidrat atau vitriol biru
tembaga(II) nitrat trihidrat
Cu2O
CuCl
CuI
tembaga(I) oksida
tembaga(I) klorida
tembaga(I) iodida
Sifat dan Kegunaan Cu
a. Sifat fisika
Tembaga merupakan logam yang berwarna kuning kemerahan seperti emas kuning.
Mudah ditempa (liat) dan bersifat elastis sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis, dan kawat.
Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak.
Titik leleh : 1083 dan titik didih 2301 .
b. Sifat kimia
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 dari tembaga karbonat basa, CuOH2CO3.
Pada kondisi yang istimewa, yakni pada suhu sekitar 300 tembaga dapat bereaksi dengan oksigen membentuk CuO yang berwarna hitam. Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, yakni sekitar 1000 akan terbentuk tembaga (I) oksida (Cu2O) yang berwarna merah.
Logam Cu dan beberapa bentuk persenyawaan, seperti CuO3, Cu(OH)2, dan Cu(CN)2, tidak dapat larut dalam air dingin atau air panas tetapi dapat dilarutkan dengan asam.
Logam Cu itu sendiri dapat dilarutkan dalam senyawa asam sulfat (H2SO4) panas dalam larutan basa NH4OH.
Kegunaan tembaga (Cu)
a. Dalam bidang industri
Sebagai bahan untuk kabel listrik dan kumparan dinamo.
Sebagai bahan penahan untuk bangunan dan beberapa bagian dari kapal.
Serbuk tembaga digunakan sebagai katalisator untuk mengoksidasi methanol menjadi metanal.
Digunakan untuk menambah kekuatan dan kekerasan mata uang dan perkakas – perkakas yang terbuat dari emas dan perak.
Dalam industri, 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.
b. Dalam tubuh
Penting dalam pembentukan Hb dan eritrosit.
Tembaga adalah komponen dari berbagai enzim yang diperlukan untuk menghasilkan energy, anti oksidasi, dan sintesa hormone adrenalin serta untuk pembentukan jaringan ikat.
Membantu absorbs unsur Fe.
Memelihara fungsi sistem syaraf.
Sintesis substansi hormon.
Daur (Siklus) Cu
Cu (tembaga) dalam tubuh mikroorganisme
Sebagai logam berat, Cu (tembaga) berbeda dengan logam-logam berat lainnya seperti Hg, Cd, dan Cr. Logam berat Cu digolongkan kedalam logam berat esensial, yang artinya meskipun Cu merupakan logam berat beracun, unsur logam ini sangat dibutuhkan tubuh meski dalam jumlah yang sedikit. Karena itu, Cu juga termasuk kedalam logam-logam esensial bagi manusia, seperti besi (Fe). Toksisitas yang dimiliki oleh Cu baru akan bekerja dan memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini telah masuk ke dalam tubuh organisme dalam jumlah besar atau melebihi nilai organisme terkait.
Selain manusia, organisme hidup lainnya juga akan berbalik menjadi bahan racun untuk manusia bila masuk dalam jumlah berlebihan sangat membutuhkan Cu untuk kehidupannya. Mulai dari tumbuh-tumbuhan sampai pada hewan darat ataupun biota perairan. Misalnya, kerang. Kerang membutuhkan jumlah Cu yang tinggi untuk kehidupannya. Biota tersebut membutuhkan Cu untuk cairan tubuhnya. Disamping itu, kerang juga mempunyai toleransi yang sangat tinggi terhadap akumulasi Cu dalam tubuhnya.
Setiap studi toksikologi yang pernah dilakukan terhadap penderita keracunan Cu, hampir semuanya meninjau metabolisme Cu yang masuk kedalam tubuh secara oral. Dari studi-studi yang dilakukan di Amerika, disimpulkan bahwa orang-orang Amerika baik secara sengaja ataupun tidak sengaja telah mengkonsumsi makanan dan minuman yang mengandung Cu sebesar 2-5 mg setiap harinya. Dari jumlah yang terkonsumsi itu, hampir semuanya dikeluarkan kembali bersama feces. Penyerapan Cu ke dalam darah dapat terjadi pada kondisi asam yang terdapat dalam lambung. Pada saat proses penyerapan bahan makanan yang telah diolah pada lambung oleh darah. Sehingga Cu yang ada turut diserap oleh darah. Dalam darah, Cu terdapat dalam 2 bentuk ionisasi, yaitu Cu+dan Cu++. Apabila jumlah Cu dalam kedua bentuk itu yang terserap berada dalam jumlah normal, maka sekitar 93% dari serum Cu berada dalam seruloplasma dan 7% lainnya berada dalam fraksi – fraksi albumin dan asam amino. Serum Cu albumin ditransfortasikan ke dalam jaringan-jaringan tubuh. Cu juga berikatan dengan sel darah merah sebagai eritrocuprein, yaitu sekitar 60% eritrosit-Cu, sedangkan sisanya merupakan fraksi-fraksi yang labil. Darah selanjutnya akan membawa Cu ke dalam hati. Dari hati, Cu dikirimkan ke dalam kandung empedu. Dari empedu, Cu dikeluarkan kembali ke usus untuk selanjutnya dibuang melalui feces.
Cu dalam lingkungan
Tembaga masuk kedalam tatanan lingkungan perairan dapat berasal dari peristiwa-peristiwa alamiah dan sebagai efek samping dari aktivitas yang dilakukan oleh manusia.
Secara alamiah, Cu masuk kedalam badan perairan sebagai akibat dari erosi atau pengikisan batuan mineral dan melalui persenyawaan Cu di atmosfir yang dibawa turun oleh air hujan.
Secara singkat daur tembaga di lingkungan adalah sebagai berikut :
Kandungan tembaga yang terdapat dalam bebatuan terkikis oleh air hujan. Air hujan ini memecah kandungan tembaga dalam bebatuan dan melarutkan ion tembaga tersebut dalam air. Air yang mengandung tembaga terus mengalir ke sungai, ke sumber-sumber air, dan meresap ke dalam tanah. Didalam tanah yang mengandung tembaga, unsur hara tersebut akan diserap oleh akar tanaman dalam bentuk kation Cu2+ melalui suatu proses aktif. Dengan adanya kandungan tembaga ini akan membantu tumbuhan dalam pembentukan klorofil.kemudian tumbuhan yang mengandung tembaga ini dimakan oleh consumer sehingga tembaga berpindah ke hewan. Tumbuhan dan hewan mati, feses dan urinnya akan terurai menjadi Cu2+. Oleh bakteri, tembaga tersebut akan diubah menjadi tembaga yang dapat diserap oleh tumbuhan. Dan seperti ini akan terus berulang.
Aktivitas manusia seperti buangan industri, pertambangan Cu, industry galangan kapal dan bermacam-macam aktivitas pelabuhan lainnya merupakan salah satu jalur yang mempercepat terjadinya peningkatan kelarutan Cu dalam badan-badan perairan. Masukan sebagai efek samping dari aktivitas manusia ini, lebih ditentukan oleh bentuk dan tingkat aktivitas yang dilakukan. Proses daur ulang yang terjadi dalam sistem tatanan lingkungan perairan yang merupakan efek dari aktivitas biota perairan juga sangat berpengaruh terhadap peningkatan Cu dalam badan perairan.
Bentuk – Bentuk Keracunan Cu
Bentuk tembaga yang paling beracun adalah debu-debu Cu yang dapat mengakibatkan kematian pada dosis 3,5 mg/kg. Garam-garam khlorida dan sulfat dalam bentuk terhidrasi yang sebelumnya diduga mempunyai daya racun paling tinggi, ternyata memiliki daya racun yang lebih rendah dari debu – debu Cu. Pada manusia, efek keracunan utama yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap logam Cu adalah terjadinya gangguan pada jalur pernapasan sebelah atas. Efek keracunan yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap Cu tersebut adalah terjadinya kerusakan atropik pada selaput lendir yang berhubungan dengan hidung. Kerusakan itu, merupakan akibat dari gabungan sifat iritatif yang dimiliki oleh debu atau uap Cu.
Sesuai dengan sifatnya sebagai logam berat beracun, Cu dapat mengakibatkan keracunan akut dan kronis. Terjadinya keracunan akut dan kronis ini ditentukan oleh besar dosis yang masuk dan kemampuan organisme untuk menetralisir dosis tersebut.
Keracunan akut
Gejala – gejala yang dapat dideteksi sebagai akibat keracunan akut tersebut adalah :
Adanya rasa logam pada pernapasan penderita.
Adanya rasa terbakar pada epigastrum dan muntah yang terjadi secara berulang – ulang.
Keracunan kronis
Pada manusia, keracunan Cu secara kronis dapat dilihat dengan timbulnya penyakit Wilson dan Kinsky.gejala dari penyakit Wilson ini adalah terjadi hepatic cirrhosis, kerusakan pada otak, dan demyelinas, serta terjadinya penurunan kerja ginjal dan pengendapan Cu dalam kornea mata. Penyakit Kinsky dapat diketahui dengan terbentuknya rambut yang kaku dan berwarna kemerahan pada penderita. Sementara pada hewan seperti kerang, bila didalam tubuhnya telah terakumulasi dalam jumlah tinggi, maka bagian otot tubuhnya akan memperlihatkan warna kehijauan. Hal ini dapat menjadi petunjuk apakah kerang tersebut masih bisa dikonsumsi manusia atau tidak.
Efek
Kekurangan tembaga
Kekurangan tembaga jarang terjadi pada orang sehat. Paling sering terjadi pada bayi-bayi prematur atau bayi-bayi yang sedang dalam masa penyembuhan dari malnutrisi yang berat. Orang-orang yang menerima makanan secara intravena (parental) dalam waktu lama juga memiliki resiko menderita kekurangan tembaga.
Gejala orang yang kekurangan tembaga, diantaranya adalah :
Terjadi pendarahan berupa titik kecil di kulit dan aneurisma arterial.
Penurunan jumlah sel darah merah (anemia) dan sel darah putih ( leukopenia).
Penurunan jumlah kalsium dalam tulang
Kadar tembaga rendah dalam darah
Rambut yang sangat kusut.
Keterbelakangan mental.
Kegagalan sintesa enzim yang memerlukan tembaga.
Kelebihan tembaga
Tembaga yang tidak berkaitan dengan protein merupakan zat racun. Mengkonsumsi sejumlah kecil tembaga yang tidak berkaitan dengan protein dapat menyebabkan mual dan muntah.
Gejala orang yang kelebihan tembaga ,diantaranya adalah :
Mengalami kerusakan ginjal.
Menghambat pembentukan air kemih.
Menyebabkan anemia karena pecahnya sel-sel darah merah (hemolisis).
Penyakit Wilson(yang ditandai dengan gejala sakit perut, sakit kepala, perubahan suara).
Pengumpulan tembaga dalam kornea mata yang menyebabkan terjadinya cincin emas atau emas kehijauan.
Menyebabkan kerusakan otak berupa tremor, sakit kepala, sulit berbicara, hilangnya Koordinasi, psikosa.
Cara Mengobati Dampak Keracunan Tembaga (Cu)
Pengobatan keracunan Cu yang paling efektif untuk pengobatan toksisitas Cu ialah kelator penisilin. Kelator ini juga sangat baik untuk pengobatan beberapa penyakit seperti Wilson diseases dan beberapa penyakit lain termasuk radang sendi Rhematoid arthritis.
Daerah Persebaran
Potensi tembaga terbesar yang dimiliki Indonesia terdapat di Papua. Potensi lainnya menyebar di Jawa Barat, Sulawesi Utara, dan Sulawesi Selatan.
Lokasi penyebaran mineral tembaga terdapat di beberapa tempat, yaitu: Sungai Mentawai Sausu, Perbukitan Tompera Sausu, Sungai Mentawa, Sungai Torue, Perbukitan Tomborong Maninili Siaga, Sungai Silitunang Maninili UPT Trans, Sungai Ganonggol, Sungai Bugis Swakarsa, Wanagading, Sungai Moutong dan Sungai Tinombo.
DAFTAR PUSTAKA
Asaanniin, Attibabul. Mineral.
http://www.scribd.com/doc/55369569/63/Fungsi-Tembaga-Cu. 30 Maret 2012.
Cahyani, Agung. Tembaga Lengkap.
http://www.scribd.com/doc/56706894/tembaga-lengkap. 30 Maret 2012
Darmono. (2006). Lingkunga Hidup dan Pencemaran. Universitas Indonesia. UI-Press.
Dewi, Cindra. Mekanisme Toksisitas Logam Berat. http://www.scribd.com/cindra_dewi/d/57745594-Mekanisme-Toksisitas-Logam-Berat. 30 Maret 2012.
Menasda, Iqbal. 2010. Tembaga
http://iqbalmenasda.blogspot.com/2010/01/tembaga. 31 Maret 2012.
Petrucci, H. (1989). Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Jakarta: Erlangga.
Rachman, Arif. 2008. Mekanisme Toksisitas Logam Berat.
http://mavia-lontong.blogspot.com/2008_06_01_archive.html. 30 Maret 2012.
Seran, Emel. 2010. Tembaga : Tambang, Sifat, dan Kegunaan.http://wanibesak.wordpress.com/2010/11/07/tembaga-tambang-sifat-dan-kegunaan/. 30 Maret 2012.
www.wikipedia.org/seng diakses pada 10 Oktober 2009
www.wikipedia.org/pembicaraan-seng diakses pada tanggal 10 Oktober 2009
Anonim. 2010. Kromium (Cr). (online). http://lovekimiabanget.blogspot.com/2010/04/kromium-cr.html. Diakses pada tanggal 8 Agustus 2010
Anonim. 2008. Krom. (online). http://www.chem-is-try.org/. Diakses pada tanggal 8 Agustus 2010
Anonim. 2009. Latar Belakang Sejarah. (online). http://www.icdachromium.com/chromium-. Diakses pada tanggal 8 Agustus 2010
Cotton dan Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : Universitas Indonesia
Mulyana, Segena. 2008. Kromium (online). http://kiminuklir.wordpress.com. Diakses pada tanggal 8 Agustus 201
