UNSUR SILIKON A. Pengertian Pengertian Silikon
Silikon adalah suatu unsur suatu unsur kimia dalam tabel dalam tabel periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14. Senyawa yang dibentuk bersifat paramagnetik. paramagnetik. Unsur kimia ini ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius. Berzelius. Silikon merupakan unsur metaloid tetravalensi, bersifat lebih tidak reaktif daripada karbon daripada karbon (unsur nonlogam yang tepat berada di atasnya pada tabel pada tabel periodik, tapi periodik, tapi lebih reaktif daripada germanium, daripada germanium, metaloid metaloid yang berada persis di bawahnya pada tabel periodik. Kontroversi mengenai sifat-sifat silikon bermula sejak penemuannya: silikon pertama kali dibuat dalam bentuk murninya pada tahun 1824 dengan nama silisium (dari kata bahasa kata bahasa Latin: silicis), dengan akhiran -ium yang berarti logam. Meski begitu, pada tahun 1831, namanya diganti menjadi silikon karena sifat-sifat fisiknya lebih mirip dengan karbon dengan karbon dan boron. dan boron. Silikon adalah polimer nonorganik yang bervariasi, dari cairan, gel, karet, hingga sejenis plastik keras. Beberapa karakteristik khusus silikon: tak berbau, tak berwarna, kedap air, serta tak rusak akibat bahan kimia dan proses oksidasi, tahan dalam suhu tinggi, serta tidak dapat menghantarkan listrik. Silikon merupakan elemen merupakan elemen terbanyak kedelapan di alam semesta dari segi massanya, tapi sangat jarang ditemukan dalam bentuk murni di alam. Silikon paling banyak terdistribusi pada debu, pada debu, pasir, pasir, planetoid, planetoid, dan dan planet planet dalam berbagai bentuk seperti silikon seperti silikon dioksida atau atau silikat. Lebih silikat. Lebih dari 90% kerak bumi terdiri dari mineral silikat, menjadikan silikat, menjadikan silikon sebagai unsur kedua paling melimpah di kerak bumi (sekitar 28% massa) setelah oksigen.
B. Struktur Keberadaan
Jika diukur berdasarkan massanya, silikon membentuk 27,7% massa kerak massa kerak bumi dan merupakan unsur kedua yang paling melimpah di kerak bumi setelah oksigen. oksigen.[11] Silikon biasanya ditemukan dalam bentuk mineral mineral silikat yang kompleks, dan lebih jarang lagi dalam bentuk silikon silikon dioksida (silika, komponen utama pada pasir). Kristal silikon murni amat sangat jarang ditemukan di alam.
Mineral silikat- berbagai macam mineral yang terdiri dari silikon, oksigen, dan berbagai logam reaktif — membentuk 90% massa kerak bumi. C. Kegunaan
Penggunaan penting dari silikon adalah dalam pembuatan transistor, chips, komputer dan sel surya. Untuk tujuan itu diperlukan silikon ultra murni. Silikon juga digunakan dalam berbagai jenis alise dengan besi (baja). Sedangkan senyawa silikon digunakan dalam industri. Silica dan silikat digunakan untuk membuat gelas, keramik, porselin dan semen. Larutan pekat natrium silikat (Na 2SiO3), suatu zat padat amorf yang tidak berwarna, yang disebut water glass, digunakan untuk pengawetan telur dan sebagai perekat, juga sebagai bahan pengisi (fillir) dalam detergent. Silikon karbida (SiC), merupakan zat padat yang sangat keras digunakan untuk ampelas (abrasive) dan pelindung untuk pesawat ulang alik terhadap suhu yang tinggi sewaktu kembali kebumi. Silica gel, suatu zat padat amorf yang sangat berfori, dibuat dengan melepas sebagian air dari asam silikat (H2SiO3) atau (SiO2H2O). silica gel bersifat higroskopis (mengikat air) sehingga digunakan sebagai pengering dalam berbagai macam produk. Unsur silikon dan senyawa intermetaliknya banyak digunakan sebagai paduan untuk membentuk aluminium, magnesium, tembaga, dan logam lainnya yang memiliki ketahanan tinggi. Silikon metalurgi dengan kemurnian 98-99% digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan organosilicic dan resin silikon, segel, serta pelumas. Dalam bidang elektronik, chip silikon digunakan dalam berbagai peralatan elektronik. Sel surya juga menggunakan irisan tipis kristal silikon sebagai salah satu komponen utamanya. Silikon dioksida digunakan sebagai bahan baku untuk memproduksi unsur silikon dan silikon karbida. Kristal silikon berukuran besar digunakan untuk gelas piezoelektrik. Dispersi koloid silikon dalam air digunakan sebagai agen pelapis dan sebagai bahan untuk pembuatan enamel tertentu. Bahan-bahan yang mengandung silikon yang dikenal baik a. Keramik. b. Semen c. Kaca
d. Silikon e. Zeolit
D. Sifat Kimia dan Fisik
1. Silikon biasanya membentuk senyawa tetravalen meskipun kadang-kadang bivalen. Selain itu, senyawa silikon pentacoordinated dan hexacoordinated juga umum dikenal. 2. Silikon alami terdiri dari 92,2% isotop silikon 28; 4,7% silikon 29; dan 3,1% silikon 30. 3. Silikon merupakan semikonduktor intrinsik dalam bentuknya yang paling murni, meskipun intensitas semikonduktor bisa ditingkatkan dengan sejumlah kecil pengotor. 4. Silikon mirip dengan logam dalam perilaku kimianya. Unsur ini hampir sama elektropositif seperti timah dan jauh lebih positif daripada germanium atau timbal. 5. Silikon membentuk berbagai hidrida, berbagai halida, dan banyak seri senyawa yang mengandung oksigen, yang dapat memiliki sifat ionik atau kovalen. 6. Unsur ini memiliki kelimpahan jauh lebih banyak daripada unsur lainnya, selain dari oksigen. Silikon merupakan penyusun 27,72% kerak bumi, sementara oksigen menyumbang 46,6%.
E. Ekstraksi Silikon
Ekstraksi Metalurgi adalah pengetahuan yang mengkaji tentang cara-cara pengolahan logam dari bijihnya hingga memperoleh logam yang siap untuk digunakan. Proses metalurgi dibagi menjadi 3 prinsip pengerjaan : (1) Perlakuan awal, dengan cara melakukan pemekatan bijih (concentration of ore) agar bijih yang diinginkan terpisah dari materi pengotor (gangue). (2) Proses reduksi, yaitu mereduksi senyawa logam yang ada pada bijih agar berubah menjadi logam bebas. (3) Pemurnian (refining), yaitu melakukan pengolahan logam kotor melalui proses kimia agar diperoleh tingkat kemurnian tinggi. a. Pemekatan Bijih
Pemekatan bijih bertujuan ialah untuk memisahkan mineral dari pengotornya sehingga diperoleh kadar bijih tinggi. Pemekatan dapat dilakukan melalui dua teknik pemisahan, yaitu pemisahan secara fisis dan pemisahan secara kimia. Pemisahan secara fisis terdiri dari : Pemisahan pengapungan (flotation separation), Pemisahan gaya berat (gravity separation), Pemisahan magtetik (magnetic separation), Pemisahan pencairan (liquation separation), dan Pemisahan amalgam (amalgams separation). Pemisahan secara kimia terdiri dari : Proses pelindian (leaching), Proses pemanggangan (roasting), Pengapungan buih (froth flotation) adalah proses pemisahan mineral menjadi bijih dari pengotor dengan cara mengapungkan bijih ke permukaan melalui pengikatan dengan buih. Prosess ini banyak dipakai untuk beberapa b ijih seperti Cu, Pb, Zn, Ag, Au, dan Ni. Teknik pengerjaannya dilakukan dengan cara menghembuskan udara ke dalam butiran mineral halus (telah mengalami proses crushing) yang dicampur dengan air dan zat pembuih. Butiran mineral halus akan terbawa gelembung udara ke permukaan, sehingga terpisahkan dengan materi pengotor (gangue) yang tinggal dalam air (tertinggal pada bagian bawah tank penampung). Pengikatan butiran bijih akan semakin efektif apabila ditambahkan suatu zat collector. Prinsip dasar pengikatan butiran bijih oleh gelembung udara berbuih melalui molekul collector adalah : Butiran zat yang mempunyai permukaan hidrofilik akan terikat air sehingga akan tinggal pada dasar tank penampung. Butiran zat yang mempunyai permukaan non-polar atau hidrofob akan ditolak air , jika ukuran butirannya tidak besar, maka akan naik ke permukaan dan terikat gelembung udara. Kebanyakan mineral terdiri dari ion yang mempunyai permukaan hidrofil, sehinga partikel tersebut dapat diikat air. Dengan penambahan zat collector, permukaan mineral yang terikat molekul air akan terlepas dan akan berubah menjadi hidrofob. Dengan demikian ujung molekul hidrofob dari collector akan terikat molekul hidrofob dari gelembung, sehingga mineral (bijih) dapat diapungkan. Molekul collector mempunyai
struktur yang mirip dengan detergen. Salah satu macam zat collector yang sering dipakai untuk pemisahan mineral silfida adalah Xanthate.
b. Proses Reduksi
Ada dua jenis reduksi senyawa logam, yaitu reduksi kimia dan reduksi elektrolitik. Kita ketahui bahwa kereaktifan logam menentukan sekali di dalam memilih metode yang akan digunakan. Senyawa-senyawa dari logam dengan kereaktifan rendah kebanyakan mudah direduksi. Sebaliknya senyawa-senyawa dari logam sangat reaktif sukar direduksi.
Reduksi kimia senyawa logam
Ketika sulfida-sulfida dari beberapa logam kurang reaktif dipanaskan, terjadilah proses reduksi. Ion sulfida akan diubah menjadi belerang dioksida. Misalnya Cu2S(s) + O2(g)
2 Cu(l) + SO2(g)
Ektraksi logam pada zaman dahulu dimulai dengan menggunakan bara arang sebagai reduktornya. Karbon dan karbon monoksida (CO), mempunyai kemampuan mereduksi beberapa oksida logam menjadi logam. Misalnya 2CuO(s) + C(s) CuO(s) + CO(g)
2 Cu(l) + CO2(g) 2 Cu(l) + CO2(g)
Gas netral seperti metana (CH4), dapat juga digunakan untuk mereduksi tembaga (II) oksida panas menjadi logam tembaga. 4 CuO(s) + CH 4(g) 4 Cu(l) + 2 H 2O(g) + CO2(g) Namun perlu diingat tidak semua senyawa logam dapat direduksi oleh C atau CH 4. Reaksi yang terjadi ini disebut pemanggangan (roasting) sekaligus peleburan (smelting). Oksida-oksida logam yang memiliki posisi rendah sampai menengah pada deret kereaktifan logam dapat direduksi dengan menggunakan kokas pada tanur. Oksida Fe, Pb, dan Sn direduksi dengan cara ini. Ion seng, tembaga, dan nikel direduksi secara elektrolitik pada katode dari larutan garamnya. Peleburan (smelting) dimaksudkan adalah proses reduksi bijih pada suhu tinggi hingga mendapatkan material lelehan. Produk reduksi selama proses pelelehan disebut matte. Matte umumnya berupa campuran sulfida, atau logam dan sulfida, dimana persentase logamnya meningkat sebagai hasil pelelehan.
c. Pemurnian Pemurnian (Refining)
Adalah suatu proses untuk merubah logam kotor menjadi logam dengan kemurnian tinggi. Ada beberapa cara yang digunaan untuk melakukan pemurnian logam, yaitu : pelelehan (fusion), destilasi, kristalisasi, elektrolisis, proses Parkes , proses Van Arkel (vapour phase refining), zone-refining, proses Mond (purification via the volatile carbonyl compound), dan proses Bassemer (open hearth process). Pemurnian dengan pelelehan (fusion) Proses ini biasanya dipakai untuk memurnikan logam Sn, Pb dan Bi. Batang logam kotor ditempatkan dalam tungku yang dipanaskan pada suhu di atas titik leleh logam. Lelehan logam murni ada di bagian atas, sedangkan pengotor berada pada bagian bawah. Untuk memisahkan lelehan logam murni dari pengotor dilakukan dengan memiringkan tungku sehingga lelehan logam murni mengalir ke celah samping tunggku.
Pemurnian dengan destilasi Logam-logam mudah menguap dapat dimurnikan dengan destilasi. Misalnya Hg, pemisahan Zn-Cd-Pb dengan destilasi praksional. terpisahkan dari yang satu dengan yang lainnya.
Pemurnian dengan kristalisasi Metode ini banyak dilakukan untuk memurnikan logam-logam lantanida melalui garam rangkapnya dengan kalium dan natrium. Demikian juga untuk pemisahan Pt dan Ir melalui amonium heksakloroplatinat dan iridiat.
Pemurnian dengan elektrolisis Sel elektrolitik yang dipakai harus terbuat dari anode logam kotor (logam yang akan dimurnikan), sedangkan katode terbuat dari logam murni yang dilapisi lapisan tipis grafit agar logam murni yang dihasilkan mudah dilepas, sedangkan elektrolit yang digunakan adalah larutan garam dari logam yang akan dimurnikan. Selama elektrolisis berlangsung logam kotor sebagai anode akan larut, sedangkan logam murni akan diendapkan pada katode. Pemurnian dengan cara ini hanyalah dapat dilakukan untuk logam-logam yang keelektropositifannya rendah seperti Cu, Sn, Pb, Au, Zn, Cr, dan Ni. Jadi metode ini digunakan untuk logam yang tidak bereaksi dengan air, mudah dioksidasi pada anode, dan mudah direduksi pada katode.
F. Penyalahgunaan Silikon
Di masyarakat, kata silikon bukan lagi hal yang tabu terutama di bidang kecantikan. Penggunaan silikon khususnya yang cair sudah di larang oleh pemerintah sejak tahun
1970. Namun hingga kini masih saja terjadi penyalahgunaan penyuntikan untuk tujuan mempercantik bagian tubuh tertentu para wanita. Hal ini di lakukan karena kurangnya pengetahuan terhadap silikon itu sendiri. Penyuntikan silikon cair tidak mengakibatkan kematian, tetapi dapat mengakibatkan kerusakan jaringan yang bersifat permanen. Kerusakan tersebut terjadi karena silikon cair yang disuntikkan langsung ke dalam tubuh seperti sifat cairan umumnya akan mencari tempat yang rendah. Sebagian silikon mungkin berkumpul di tempat- tempat tertentu sehingga membentuk benjolan. Silikon bentuk cair dalam dunia medis, menurut dr. Donny V. Istiantoro dari Jakarta Eye Center, digunakan dalam operasi retina. Retina dapat lepas dari posisinya karena berbagai faktor, sehingga perlu dibantu perlekatannya dengan silikon cair. Silikon sering digunakan untuk membuat serat optik dan dalam operasi plastik digunakan untuk mengisi bagian tubuh pasien dalam bentuk silikone. Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula sebagai zat kersik. Sebagian besar silikon digunakan secara komersial tanpa dipisahkan, terkadang dengan sedikit pemrosesan dari senyawanya di alam. Contohnya adalah pemakaian langsung batuan, pasir silika, dan tanah liat dalam pembangunan gedung. Silika juga terdapat pada keramik. Banyak senyawa silikon modern seperti silikon karbida yang dipakai dalam pembuatan keramik berdaya tahan tinggi. Silikon juga dipakai sebagai monomer dalam pembuatan polimer sintetik silikone. Unsur silikon juga berperan besar terhadap ekonomi modern. Meski banyak silikon digunakan pada proses penyulingan baja, pengecoran aluminium, dan beberapa proses industri kimia lainnya, sebagian silikon juga digunakan sebagai bahan semikonduktor pada elektronik-elektronik. Karena penggunaannya yang besar pada sirkuit terintegrasi, dasar dari komputer, maka kelangsungan teknologi modern bergantung pada silikon. Silikon juga merupakan elemen esensial pada biologi, meskipun hanya dibutuhkan hewan dalam jumlah amat kecil. Beberapa jenis makhluk hidup yang membutuhkannya antara lain jenis porifera dan mikroorganisme jenis diatom. Silikon digunakan untuk membuat struktur tubuh mereka.
