FAKTA-FAKTA BESI

• 

• Besi adalah unsur kimia logam dengan simbol kimia Fe dan nomor atom 26.

• Ketika besi dan oksigen bereaksi dengan adanya air atau uap air akan terbentuk karat (besi oksida). Anda mungkin telah memperhatikan rantai sepeda Anda atau bagian lainnya berkarat dari waktu ke waktu, terutama jika Anda belum mengurus itu. Kata lain untuk berkarat adalah korosi, yang menggambarkan disintegrasi bahan seperti besi dan baja

• Karena begitu mudah teroksidasi, dipermukaan bumi besi jarang ditemukan dalam bentuk logam murn.

• Besi memiliki empat tingkat oksidasi dalam senyawa-senyawa besi yakni 2, 3, 4 dan 6.

• Besi adalah unsur yang paling umum ke-4 di kerak bumi, sekitar 5% biasanya ditemukan sebagai oksida besi dalam mineral seperti hematit.

• Inti bumi dianggap terdiri dari paduan besi, nikel dan emas.

• Saturnus dan Jupiter memiliki inti yang kaya akan besi.

• Baja adalah paduan terkenal dan umum digunakan terbuat dari besi dan sejumlah kecil karbon, kadang-kadang unsur lainnya. Jumlah karbon yang kecil (biasanya antara 0,2% dan 2,0% tetapi hal itu membuat perbedaan besar untuk kekuatan baja.

• Baja dapat sekitar 1000 kali lebih kuat dari besi murni.

• Menara Eiffel di Paris, Prancis terbuat dari besi genangan. Besi genangan adalah suatu bentuk dari besi tempa, paduan besi dengan tingkat karbon yang sangat rendah. Besi tempa digunakan umumnya sepanjang sejarah Barat, tetapi tidak lagi diproduksi dalam jumlah besar karena ketersediaan baja.

• Besi tempa digunakan awal dalam sejarah manusia sebenarnya berasal dari meteor.

• Besi cor adalah jenis besi yang mengandung jumlah karbon, silikon dan mangan dalam jumlah kecil. Pada jaman dulu besi cor digunakan untuk membangun struktur seperti jembatan besi cor.

• Zaman Besi adalah waktu prasejarah ketika alat yang berguna dan senjata pertama kali dibuat dari besi dan baja. Tanggal ini terjadi di berbagai belahan dunia bervariasi, dengan sejarawan menunjukkan sekitar abad 12 SM di Yunani kuno dan abad 6 SM di Eropa Utara.

• Pada tahun 2006, Cina adalah produsen besi terbesar di dunia, sekitar 33% besi dunia berasal dari cina.

• Besi relatif murah untuk diolah dan memiliki sejumlah besar kegunaan yang berbeda.

• Mesin, kendaraan dan struktur bangunan lainnya biasanya dibangun dari besi dalam bentuk baja.

• Untuk mencegah besi dan baja dari kerusakan karat, besi biasanya dicat, dilapisi dengan plastik, galvanis (dilapisi dengan seng) atau dengan metode lain yang menjaga besi bereaksi atau berhubungan langsung dengan air atau uap air dan oksigen.

• Besi dalam tubuh manusia memiliki sejumlah fungsi penting termasuk membawa oksigen ke tubuh dalam bentuk hemoglobin. Kekurangan zat besi bisa sangat umum (terutama di kalangan wanita), dengan sejumlah gejala yang mungkin termasuk kelelahan dan kelemahan.

• Makanan kaya zat besi seperti daging merah, ikan, tahu, kacang dan kacang buncis.

 

Logam Alkali

Dalam Sistem Periodik Unsur, unsur-unsur yang terletak pada golongan IA yaitu litium(Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs) dan fransium (Fr) disebut logam alkali.

Hidrogen termasuk nonlogam walaupun dengan alkali sama-sama memiliki satu elektron pada kulit terluarnya. Berdasarkan konfigurasi elektron diketahui semua unsur alkali memiliki 1 elektron yang terletak pada kulit terluar. Persamaan ini menyebabkan unsur-unsur alkali memiliki sifat kimia yang mirip.Walaupun memiliki sifat yang mirip tetapi unsur-unsur alkali keberadaan di alam tidak bersama-sama. Hal ini disebabkan oleh ukuran-ukuran ion alkali yang sangat berbeda satu dengan yang lainnya.

Natrium dan kalium sangat melimpah dikerak bumi sedangkan litium, rubidium dan sesium kelimpahannya sangat sedikit. Kelimpahan logam alkali yang paling sedikit adalah fransium. Hal ini disebabkan fransium merupakan unsur radioaktif yang memancarkan sinar beta (β) dengan waktu paruh yang pendek sekitar 21 menit, kemudian segera berubah menjadi unsur thorium. Logam fransium dihasilkan dari unsur aktinum dengan pemancaran sinar alpha (α). Untuk penjelasan selanjutnya logam fransium tidak dibahas pada bagian ini.

 

Sumber Logam Alkali Di Alam

• Natrium ditemukan sebagai natrium klorida (NaCl) yang terdapat dalam air laut, dalam entuk sendawa Chili NaNO₃, trona (Na₂CO₃.2H₂O), boraks (Na₂B₄O₇.10H₂O) dan mirabilit (Na₂SO₄).

• Kalium didapat sebagai mineral silvit (KCl), mineral karnalit (KCl.MgCl₂.6H₂O) sendawa (KNO₃), dan  feldspar (K₂O.Al₂O₃.3SiO₂). Selain dari kalium juga terdapat dalam air laut.

• Unsur rubidiumm dan sesium dihasilkan sebagai hasil samping proses pengolahan litium dari mineralnya.

 

Ekstraksi Logam Alkali

Logam-logam alkali sangat stabil terhadap pemanasan, sehingga logam-logam alkali tidak dapat diperoleh dari oksidanya melalui proses pemanasan. Logam alkali tidak dapat dihasilkan dengan mereduksi oksidanya, hal ini disebabkan logam-logam alkali merupakan pereduksi yang kuat.

Keberadaan natrium dan kalium telah dikenali sejak lama, namun untuk mereduksi logam-logam alkali dalam air tidak dapat dilakukan karena logam-logam alkali dapat bereaksi dengan air membentuk basa kuat. Pada abad ke-19 H. Davy akahirnya dapat mengisolasi natrium dan kalium dengan melakukan elektrolisis terhadap lelehan garam KOH atau NaOH.  Dengan metode yang sama Davy berhasil mengisolasi Li dari Li₂O. Kemudian Rb dan Cs ditemukan sebagai unsur baru dengan teknik spektroskopi pada tahun 1860-1861 oleh Bunsen dan Kirchhoff. Sedangkan fransium ditemukan oleh Perey dengan menggunakan teknik radiokimia tahun 1939.

Semua logam alkali hanya dapat diisolasi dari leburan garam halidanya melalui proses elektrolisis. Garam-garam halida mempunyai titik lebur yang sangat tinggi, oleh karena itu umumnya ditambahkan garam halida yang lain untuk menurunkan titik lebur garam halidanya.

 

Elektrolisis Litium

Gambar Lithium

Sumber logam litium adalah spodumene (LiAl(SO)₃). Spodumene dipanaskan pada suhu 100 ^oC kemudian ditambah H₂SO₄ pekat panas sehingga diperoleh Li₂SO₄. Campuran yang terbentuk dilarutkan ke dalam air. Larutan Li₂SO₄ ini kemudian direaksikan dengan Na₂CO₃. Dari reaksi ini terbentuk endapan Li₂CO₃.

Li­­­₂SO₄(aq) +  Na₂CO₃(aq) ―→ Li­­­₂CO₃(s) +  Na₂SO₄(aq)

 

Setelah dilakukan pemisahan Li₂CO₃ yang diperoleh direaksikan dengan HCl sehingga diperoleh garam LiCl.

Li­­­₂CO₃(s) +  2HCl(aq) ―→  2LiCl +  H₂O +  CO₂

 

Garam LiCl ini yang akan digunakan sebagain bahan dasar elektrolisis litium. Namun karena titik lebur LiCl yang sangat tinggi sekitar 600 °C maka ditambahkan KCl dengan perbandingan volume 55% LiCl dan 45% KCl. Penambahan KCl ini bertujuan untuk menurunkan titik lebur LiCl menjadi 430 ºC. Reaksi yang terjadi pada proses elektrolisis Li adalah sebagai berikut

Katoda :  Li⁺ +  e ―→ Li

Anoda  :   2Cl‾ ―→ Cl₂ + 2e

 

Selama elektrolisis berlangsung ion Li⁺ dari leburan garam klorida akan bergerak menuju katoda. Ketika tiba dikatoda ion-ion litium akan mengalami reaksi reduksi menjadi padatan Li yang menempel pada permukaan katoda. Padatan yang terbentuk dapat diambil secara periodik, dicuci kemudian digunakan untuk proses selanjutnya sesuai keperluan. Sedangkan ion Cl‾ akan bergerak menuju anoda yang kemudian direduksi menjadi gas Cl₂.

 

Elektrolisis Natrium

Gambar Logam Natrium

Natrium dapat diperoleh dari elektrolisis leburan NaCl dengan menambahkan CaCl₂ menggunakan proses downs cell. Penambahan CaCl₂ bertujuan menurunkan titih leleh NaCl dari 801ºC menjadi 580 ºC. Proses ini dilakukan dalam sel silinder meggunakan anoda dari grafit dan katoda dari besi atau tembaga. Selama proses elektrolisis berlangsung, ion-ion Na⁺ bergerak menuju katoda kemudian mengendap dan menempel pada katoda, sedangkan ion Cl‾ memebntuk gas Cl₂ pada anoda. Reaksi yang terjadi pada proses elektrolisis natrium dari lelehan NaCl:

Peleburan NaCl ―→ Na⁺ + Cl‾

Katoda :  Na⁺ +  e ―→ Na

Anoda  :  2Cl‾ ―→  Cl₂ +  2e

Reaksi elektrolisis: Na⁺ + Cl‾―→  Na + Cl₂

 

Metode reduksi

Gambar Logam Kalium

Kalium, rubidium, dan sesium tidak dapat diperoleh dengan proses elektrolis karena logam-logam yang terbentuk pada anoda akan segera larut kembali dalam larutan garam yang digunakan. Oleh sebab itu untuk memperoleh Kalium, rubidium, dan sesium dilakukan melalui metode reduksi.

Gambar Logam sesium

Proses yang dilakukan untuk memperoleh ketiga logam ini serupa yaitu dengan mereaksikan lelehan garamnya dengan natrium.

Na  +  LCl ―→ L  +  NaCl            (L= kalium, rubidium dan sesium)

Dari reaksi di atas L dalam bentuk gas yang dialirkan keluar. Gas yang keluar kemudian dipadatkan dengan menurunkan tekanan atau suhu sehingga terbentuk padatan logam L. Karena jumlah produk berkurang maka reaksi akan bergeser ke arah produk. Demikian seterusnya hingga semua logam L habis bereaksi.

Gambar Logam Rubidium

 

Sifat Fisika Logam Alkali

Secara umum, logam alkali ditemukan dalam bentuk padat, kecuali sesium yang berbentuk cair. Padatan logam alkali sangat lunak seperti sabun atau lilin sehingga dapat diiris menggunakan pisau. Hal ini disebabkan karena logam alkali hanya memiliki satu elektron pada kulit terluarnya. Beberapa sifat fisik logam alkali seperti yang tertera di bawah ini.

 

Warna Nyala Logam Alkali

Warna nyala yang dihasilkan oleh suatu unsur disebut sprektum emisi. Spektrum emisi yang dihasilkan berkaitan dengan model atom Neils Bohr. Ketika atom diberikan sejumlah energi, elektron-elektron yang berada pada keadaan dasar akan tereksitasi menuju kulit yang lebih tinggi dengan ringkat energi yang lebih tinggi. Elektron yang tereksitasi dapat kembali keadaan dasar atau mengimisi dengan memancarkan sejumlah energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang (λ) tertentu. Spektrum emisi terjadi ketika larutan garamnya dibakar menggunakan nyala bunsen. Spektrum emisi yang dihasilkan setiap unsur berbeda antara yang satu dengan yang lainnya.



Gambar spektrum emisi sesium

Ketika dibakar litium menghasilkan warna merah, natrium menghasilkan warna kuning, kalium menghasilkan warna pink atau lilac, rubidium menghasilkan warna merah lembayung dan sesium menghasilkan warna merah lembayung. Warna-warna yang dihasilkan oleh unsur-unsur alkali sangat indah sehingga logam-logam alkali banyak dimanfaatkan dalam pembuatan kembang api atau mercun.

 

Energi Ionisasi

Energi ionisasi untuk unsur-unsur segolongan berhubungan erat dengan jari-jari atom. Jari-jari atom pada golongan alkali dari Li ke Cs jari-jarinya semakin besar, sesuai dengan pertambahan jumlah kulitnya. Semakin banyak jumlah kulitnya, maka semakin besar jari-jari atomnya. Semakin besar jari-jari atom, maka gaya tarik inti terhadap elektron yang terletak pada kulit terluar semakin kecil. Gaya tarik yang makin lemah menyebabkan unsur-unsur segolongan, dari atas ke bawah energi ionisasinya semakin kecil. Dengan melepas satu elektron pada kulit terluar, Li menjadi Li⁺, Na menjadi Na⁺, K manjadi K⁺ dan yang lainnya.

 

Sifat Kimia

Logam alkali merupakan unsur logam yang sangat reaktif dibanding logam golongan lain. Hal ini disebabkan pada kulit terluarnya hanya terdapat satu elektron dan energi ionisasi yang lebih kecil dibanding unsur golongan lain. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, kereaktifan logam alkali makin bertambah seirng bertambahnya nomor atom.

Reaksi dengan Air

Produk yang diperoleh dari reaksi antara logam alkali dan air adalah gas hidrogen dan logam hidroksida. Logam hidroksida yang dihasilkan merupakan suatu basa kuat. Makin kuat sifat logamnya basa yang dihasilkan makin kuat pula, dengan demikian basa paling kuat yaitu dihasilkan oleh sesium. Reaksi antara logam alkali dan air adalah sebaga berikut:

2M(s) + 2H₂O(l) ―→ 2MOH(aq) + H₂(g) (M = logam alkali)

 

Reaksi antara logam alkali dengan air merupakan reaksi yang eksotermis. Li bereaksi dengan tenang dan sangat lambat, Natrium dan kalium bereaksi dengan keras dan cepat, sedangkan rubidium dan sesium bereaksi dengan keras dan dapat menimbulkan ledakan.



Gambar reaksi natrium dengan air

 

Reaksi dengan Udara

Logam alkali pada udara terbuka dapat bereaksi dengan uap air dan oksigen. Untuk menghindari hal ini, biasanya litium, natrium dan kalium disimpan dalam minyak atau minyak tanah untuk menghindari terjadinya kontak dengan udara.

Litium merupakan satu-satunya unsur alkali yang bereaksi dengan nitrogen membentuk Li₃N. Hal ini disebabkan ukuran kedua atom yang tidak berbeda jauh dan struktur yang dihasilkanpun sangat kompak dengan energi kisi yang besar.

Produk yang diperoleh dari reaksi antara logam alkali dengan oksigen yakni berupa oksida logam. Berikut reaksi yang terjadi antara alkali dengan oksigen

4M   +  O₂ ―→  2L₂O             (L = logam alkali)

 

Pada pembakaran logam alkali, oksida yang terbentuk bermacam-macam tergantung pada jumlah oksigen yang tersedia. Bila jumlah oksigen berlebih, natrium membentuk peroksida, sedangkan kalium, rubidium dan sesium selain peroksida dapat pula membentuk membentuk superoksida. Persamaan reaksinya

Na(s) + O₂(g) ―→ Na₂O₂(s)

L(s) + O₂(g) ―→ LO₂(s) (L = kalium, rubidium dan sesium)

 

Reaksi dengan Hidrogen

Dengan pemanasan logam alkali dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrida. Senyawa hidrida yaitu senyawaan logam alkali yang atom hidrogen memiliki bilangan oksidasi -1.

2L(s) +   H₂(g) ―→ 2LH(s) (L =  logam alkali)

 

Reaksi dengan Halogen

Unsur-unsur halogen merupakan suaru oksidator sedangkan logam alkali merupakan reduktor kuat. Oleh sebab itu reaksi yang terjadi antara logam alkali dengan halogen merupakan reaksi yang kuat. Produk yang diperoleh dari reaksi ini berupa garam halida.

2L  +  X₂ ―→ 2LX            (L = logam alkali, X = halogen)

 

Reaksi dengan Senyawa

Logam-logam alkali dapat bereaksi dengan amoniak bila dipanaskan dan akan terbakar dalam aliran hidrogen klorida.

2L + 2HCl ―→ LCl   +  H₂

2L + 2NH₃ ―→  LNH₂ +  H₂ L = logam alkali

 

Kegunaan Logam Alkali dan Beberapa Senyawa Alkali

Natium merupakan salah satu logam alkali yang dimanfaatkan untuk pembuatan lampu. Lampu ini dikenal dengan nama lampu natrium. Lampu natrium umumnya digunakan sebagai lampu penerangan dijalan-jalan raya. Lampu natrium ditandai dengan warna kuning cemerlang yang mampu menembusi kabut. Dibanding logam murninya, senyawa-senyawa yang dibentuk dari logam alkali lebih banyak dimanfaatkan.

 

Beberapa Senyawaan Natrium dan Kalium Serta Kegunaannya

Senyawaan Natrium

• Natrium klorida (NaCl), merupakan bahan baku pembuatan garam dapur, NaOH, Na₂CO₃.

• Natrium hidrosida atau soda kaustik (NaOH). Digunakan dalam industri pembuatan sabun, kertas dan tekstil, dalam kilng minyak digunakan untuk menghilangkan belerang, dan ekstraksi aluminium dari bijihnya. Dalam laboratorium digunakan untuk menyerap gas karbondioksida atau gas-gas lain yang bersifat asam, dalam beberapa reaksi organik NaOH merupakan pereaksi yang penting misalnya pada reaksi hidrolisis.

• Soda cuci (Na₂CO₃), pelunak kesadahan air, zat pembersih (cleanser) peralatan rumah tangga, industri gelas.

• Natrium hidroksi karbonat (NaHCO₃) atau soda kue, campuran pada minuman dalam botol (beverage) agar menghasilkan.

• Natrium nitrat (NaNO₃), pupuk, sebagai pereaksi dalam pembuatan senyawa nitrat yang lain.

• Natrium nitrit (NaNO₂), pembuatan zat warna (proses diazotasi), pencegahan korosi.

• Natrium sulfat (Na₂SO₄) atau garam Glauber, obat pencahar (cuci perut), zat pengering untuk senyawa organik.

• Natrium tiosulfat (Na₂S₂O₃), larutan pencuci (hipo) dalam fotografi.

• Na₃AlF₆, pelarut dalam sintesis logam alumunium.

• Natrium sulfat dekahidrat (Na₂SO₄.10H₂O) atau garam glauber: digunakan oleh industri pembuat kaca.

• Na₃Pb₈ : sebagai pengisi lampu Natrium.

• Natrium peroksida (Na₂O₂): pemutih makanan.

• Na-benzoat, zat pengawet makanan dalam kaleng, obat rematik.

• Na-sitrat, zat anti beku darah.

• Na-glutamat, penyedap masakan (vetsin).

• Na-salsilat, obat antipiretik (penurun panas).

 

Senyawaan Kalium

• Kalium oksida (KO₂), digunakan sebagai konverter CO₂ pada alat bantuan pernafasan. Gas CO₂ yang dihembuskan masuk kedalam alat dan bereaksi dengan KO₂ menghasilkan O₂

• Kalium klorida (KCl), pupuk, bahan pembuat logam kalium dan KOH

• Kalium hidroksida (KOH), bahan pembuat sabun mandi, elektrolit batu baterai batu alkali

• Kalium bromida (KBr), obat penenang saraf (sedative), pembuat plat potografi

• KClO₃, bahan korek api, mercon, zat peledak, ditambahkan pada garam dapur sebagai sumber iodium sehingga dikenal sebagai garam beriodium.

• K₂CrO₄, indicator dalam titrasi argentomeri

• K₂Cr₂O₇, zat pengoksidasi (oksidator)

• KMnO₄, zat pengoksidasi, zat desinfektan

• Kalium nitrat (KNO₃), bahan mesiu, bahan pembuat HNO₃

• K-sitrat, obat diuretik dan saluran kemih

• K-hidrogentartrat, bahan pembuat kue (serbuk tartar).

Ikatan Logam, Sifat-Sifat Logam dan Alloy

Ikatan Logam dan sifat-sifat Logam

Logam atau metal mememiliki beberapa karakter umum yaitu wujud padat, menunjukkan kilap, massa jenis tinggi, titik didih dan titik lebur tinggi, konduktor panas dan listrik yang baik, kuat atau keras namun mudah dibentuk misalnya dapat ditempa (malleable) dan direnggangkan (ductile).

Walaupun demikian terdapat beberapa sifat yang menyimpang misalnya raksa pada suhu kamar merupakan satu-satunya logam yang berwujud padat dan hingga saat ini belum diketahui mengapa raksa berwujud cair. Selain itu titik leleh beberapa unsur logam sangat rendah yaitu Hg, Cs dan Rb dengan titik didih berturut-turut adalah -38,83 °C, 29°C dan 39°C dan Li dan K memiliki massa jenis yang rendah yaitu 0,534 dan 0,86 g/mL.

Emas, perak dan platina disebut logam mulia, sedangkan emas, tembaga dan perak sering disebut sebagai logam mata uang, karena ketiga unsur ini dipadukan untuk membuat koin-koin mata uang. Dikatakan sebagai logam mulia karena ketiga logam ini sukar teroksidasi dengan sejumlah besar pereaksi.

Selain dikenal logam mulia dikenal pula logam berat (heavy metal) adalah logam dengan massa jenis lima atau lebih, dengan nomor atom 22 sampai dengan 92. Raksa, kadmium, kromium dan timbal merupakan beberapa contoh logam berat. Logam-logam berat dalam jumlah yang banyak artinya melebihi kadar maksimum yang ditetapkan, sangat berbahaya bagi kesehatan manusia karena dapat menyebabkan kanker (bersifat karsinogen).

 

Ikatan Logam

Berdasarkan sifat umum logam dapat disimpulkan bahwa ikatan logam ternyata bukan merupakan ikatan ion maupun ikatan kovalen. Ikatan logam didefinisikan berdasarkan model awan elektron atau lautan elektron yang didefinisikan oleh Drude pada tahun 1900 dan disempunakan oleh Lorents pada tahun 1923.

Berdasarkan teori ini, logam di anggap terdiri dari ion-ion logam berupa bola-bola keras yang tersusun secara teratur, berulang dan disekitar ion-ion logam terdapat awan atau lautan elektron yang dibentuk dari elektron valensi dari logam terkait.

Awan elektron yang terbentuk berasal dari semua atom-atom logam yang ada. Hal ini disebabkan oleh tumpang tindih (ovelap) orbital valensi dari atom-atom logam (orbital valensi = orbital elektron valensi berada). Akibatnya elektron-elektron yang ada pada orbitalnya dapat berpindah ke orbital valensi atom tetangganya. Karena hal inilah elektron-elektron valensi akan terdelokaslisasi pada semua atom yang terdapat pada logam membentuk awan atau lautan elektron yang bersifat mobil atau dapat bergerak.

 

Dari teori awan atau lautan elektron ikatan logam didefinisikan sebagai gaya tarik antara muatan positif dari ion-ion logam (kation logam) dengan muatan negatif yang terbentuk dari elektron-elektron valensi dari atom-atom logam. Jadi logam yang memiliki elektron valensi lebih banyak akan menghasilkan kation dengan muatan positif yang lebih besar dan awan elektron dengan jumlah elektron yang lebih banyak atau lebih rapat. Hal ini menyebabkan logam memiliki ikatan yang lebih kuat dibanding logam yang tersusun dari atom-atom logam dengan jumlah elektron valensi lebih sedikit.

 

Misalnya logam magnesium yang memiliki 2 elektron valensi. Berdasarkan model awan elektron, logam aluminium dapat dianggap terdiri dari ion Al²⁺ yang tersusun secara teratur, berulang dan disekitarnya terdapat awan atau lautan elektron yang dibentuk dari elektron valensi magnesium, seperti pada Gambar.

 

Gambar Model awan elektron dari lagom magnesium

 

Logam dapat dapat ditempa, direntangkan, tidak rapuh dan dapat dibengkokkan, karena atom-atom logam tersusun secara teratur dan rapat sehingga ketika diberi tekanan atom-atom tersebut dapat tergelincir di atas lapisan atom yang lain seperti yang ditunjukan pada Gambar.

Gambar perpindahan atom pada suatu logam ketika diberi tekanan atau ditempa

 

Dari gambar menjelaskan mengapa logam dapat ditempa ataupun direntangkan, karena pada logam semua atom sejenis sehingga atom-atom yang bergeser saat diberi tekanan seolah-olah tetap pada kedudukan yang sama.

Keadaan ini berbeda dengan ikatan ionik. Dalam kristal ionik, gaya pengikatnya adalah gaya tarik antar ion yang bermuatan positif dengan ion yang bermuatan negatif. Sehingga ketika kristal ionik diberi tekanan akan terjadi pergeseran ion positif dan negatif yang dapat menyebabkan ion positif berdekatan dengan ion positif dan ion negatif dengan ion negatif. Keadaan ini mengakibatkan terjadi gaya tolak antar ion-ion sejenis sehingga kristal ionik menjadi retak kemudian pecah.

 

Titik Didih dan Titik Lebur Logam

Titik didih dan titik lebur logam berkaitan langsung dengan kekuatan ikatan logamnya. Titik didih dan titik lebur logam makin tinggi bila ikatan logam yang dimiliki makin kuat. Dalam sistem periodik unsur, pada satu golongan dari atas kebawah, ukuran kation logam dan jari-jari atom logam makin besar.

Hal ini menyebabkan jarak antara pusat kation-kation logam dengan awan elektronnya semakin jauh, sehingga gaya tarik elektrostatik antara kation-kation logam dengan awan elektronnya semakin lemah. Hal ini dapat dilihat pada titik didih dan titik lebur logam alkali.

Logam	Jari-jari atom logam (pm)	Kation logam	Jari-jari kation logam (pm)	Titik lebur (°C)	Titik didih (°C)
Li	157	Li+	106	180	1330
Na	191	Na+	132	97,8	892
K	235	K+	165	63,7	774
Rb	250	Rb+	175	38,9	688
Cs	272	Cs+	188	29,7	690

 

Daya Hantar Listrik Logam

Sebelum logam diberi beda potensial, elektron valensi yang membentuk awan elektron bergerak ke segala arah dengan jumlah yang sama banyak. Apabila pada logam diberi beda potensial, dengan salah satu ujung logam ditempatkan elektroda positif (anoda) dan pada ujung yang lain ditempatkan ujung negatif (katoda), maka jumlah elektron yang bergerak ke anoda lebih banyak dibandingkan jumlah elektron yang bergerak ke katoda sehingga terjadi hantaran listrik.

a

Daya Hantar Panas Logam

Berdasarkan model awan elektron, apabila salah satu ujung dari logam dipanaskan maka awan elektron ditempat tersebut mendapat tambahan energi termal. Karena awan elektron bersifat mobil, maka energi termal tersebut dapat ditransmisikan ke bagian-bagian lain dari logam yang memiliki temperatur lebih rendah sehingga bagian tersebut menjadi panas.

 

Kilap Logam

Permukaan logam yang bersih dan halus akan memberikan kilap atau kilau (luster) tertentu. Kilau logam berbeda dengan kilau unsur nonlogam. Kilau logam dapat dipandang dari segala sudut sedangkan kilau nonlogam hanya dipandang dari sudut tertentu.

Logam akan tampak berkilau apabila sinar tampak mengenai permukaannya. Hal ini disebabkan sinar tampak akan menyebabkan terjadinya eksitasi elektron-elektron bebas pada permukaan logam.

Eksitasi elektron yaitu perpindahan elektron dari keadaan dasar (tingkat energi terendah) menuju ke keadaan yang lebih tinggi (tingkat energi lebih tinggi). Elektron yang tereksitasi dapat kembali ke keadaan dasar dengan memantulkan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Energi yang dipancarkan inilah yang menyebabkan logam tampak berkilau.

 

Aloi atau Alloy

Logam-logam selalu dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya rangka jendela, peralatan-peralatan rumuh tangga, rangka pesawat maupun maupun bahan lain yang menggunakan logam. Bahan-bahan logam tersebut bukan hanya dibuat dari satu jenis unsur logam tetapi telah dicampur atau ditambah dengan unsur-unsur lain yang disebut aloi atau sering disebut lakur atau paduan.

Aloi terbentuk apabila leburan dua atau lebih macam logam dicampur atau leburan suatu logam dicampur dengan unsur-unsur nonlogam dan campuran tersebut tidak saling bereaksi serta masih menunjukan sifat sebagai logam setelah didinginkan.

Aloi dibagi menjadi dua macam yaitu aloi selitan dan aloi substitusi. Disebut aloi selitan bila jari-jari atom unsur yang dipadukan sama atau lebih kecil dari jari-jari atom logam. Sedangkan aloi substitusi terbentuk apabila jari-jari unsur yang dipadukan lebih besar dari jari-jari atom logam.

 

 

Baca Juga :

1. Mengapa Raksa Berupa Cairan pada suhu kamar

2. Mengapa Kau Hancurkan Bumi KITA Dengan NUKLIRMU?

3. amankah, mengkonsumsi makanan kalengan yang dipanaskan pada kemasannya

4. NiTiNOL dan AlNiKo : Aloi Yang Memiliki Ingatan dan magnet parmanen

5. pesawat luar angkasa ternyata dilapisi emas

NiTiNOL dan AlNiCo : Aloi Yang Memiliki Ingatan dan magnet parmanen

                  Apabila leburan dari dua macam logam atau lebih dicampur atau leburan suatu logam dicampur dengan unsur-unsur nonlogam dan tidak terjadi reaksi kimia setelah didinginkan akan terbentuk suatu padatan yang disebut Aloi. Dari berbagai aloi salah satu adalah nitinol. Nitinol merupakan aloi dari nikel (Ni) dan titanium (titanium). Dibanding aloi lain nitinol memiliki keistimewaan karena dapat mengingat kembali bentuk semula sehingga seringkali disebut sebagai aloi yang memiliki ingatan. Bentuk asli yang dapat diingat oleh nitinol diperoleh dengan cara memanaskan aloi pada 500-550 °C selama sekitar satu jam dan setelah itu dibiarkan mengalami pendinginan.

Gambar nitinol

 

                Pada temperatur rendah aloi ini cukup lunak sehingga mudah dibengkokan atau ditekuk sehingga bentuknya berubah dari bentuk aslinya. Pada waktu dihangatkan aloi tersebut kembali ke bentuk aslinya. Nitinol ditemukan pada tahun 1960 oleh william J. Buchler, seorang insinyur metalurgi pada noval ordnance Laboratory di white oak, maryland USA. Nama nitinol diambil dari Nikel, Titanium dan Noval Ordnance Laboratory. Nitinol digunakan pada bingkai kacamata, dalam bidang kedokteran dibuat sebagai kawat perapi gigi (brace) dan untuk mengganti tulang paha yang rusak.

Gambar Batangan alnico

 

              Selain itu terdapat pula aloi lebih dari dua logam, salah satunya yaitu alnico. Alnico merupakan aloi dari Al 8%, Ni 14%, Co 24%, Cu 3%, dan Fe 51%. Aloi ini paling banyak digunakan untuk membuat magnet pada pengeras suara karena memiliki sifat magnet yang parmanen.

pengolahan bijih besi dan pembuatan baja

silakan unduh file disini..!

Batu Permata dan Ion Logam Transisi

Gambar Berbagai Batu permata

                Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai yang namanya batu permata. Batu permata yang dijumpai dengan warna dan bentuk yang berbeda. Warna-warna yang dihasilkan oleh batu permata disebabkan oleh adanya ion-ion logam transisi dalam batu permata tersebut. Oleh karena itu tanpa ion-ion logam transisi batu permata berwarna dan tentu tidak menarik seperti yang dilihat sehari-hari.

               Batu permata yang dimaksud di sini bukan intan walaupun intan termasuk golongan batu permata. Intan murni hanya tersusun dari atom karbon tanpa unsur-unsur transisi maupun unsur yang lain.

Beberapa Jenis Batu Permata

                 Ruby atau yang sering disebut sebagai merah delima yang merupakan salah satu bentuk kristal dari Al₂O₃. Disebut sebagai merah delima karena ruby memiliki warna merah seperti delima. Warna merah yang dihasilkan oleh ruby akibat digantinya 1% ion Al³⁺ oleh ion Cr³⁺ dalam struktur kristalnya, yakni Al₂O₃. Jadi warna merah yang dihasilkan oleh ruby berasal dari ion Cr³⁺.

 

Gambar batu permata Ruby

 

             Jika ion ion Al³⁺ dalam struktur kristalnya diganti oleh ion Fe³⁺ maka akan diperoleh permata dengan warna kuning yang disebut ratna cempaka (topaz). Sedangkan apabila ion Al₂O₃ dalam struktur kristal diganti oleh campuran ion-ion ^Fe2+, Fe³⁺ dan Ti⁴⁺ maka akan diperoleh permata dengan warna biru yang sangat menarik. Permata ini disebut sapphire yang terkenal dengan warna birunya (blue sapphire).

 

Gambar Batu permata blue sapphire

 

                    Zamrud (emerald) merupakan batu permata kristal beril (beryl = berilium aluminium silikat, BeO.Al₂O₃.6SiO₂) yang berwarna hijau. Warna hijau yang dimiliki akibat digantinya ion Al³⁺ oleh ion Cr³⁺.

 

Gambar Zamrud (emerald)

                    Alexandrite merupakan batu permata yang warnanya bisa berubah tergantung suber cahaya yang mengenai permukaannya. Bila permukaannya dikenai cahaya senter warna adalah merah, sedangkan bila dikenai cahaya matahari warnanya adalah biru. Alexandrite merupakan kristal krisoberil (Chrysoberyl = berlium aluminat. BeO.Al₂O₃) dimana sekitar 1% ion Al³⁺ dalam struktur kristalnya diganti oleh ion Cr³⁺.

 

Gambar Batu permata Alexandrite

                   Struktur batu bermacam-macam, struktur batu permata yang telah dipelajari maka batu permata dapat dibuat di laboratorium maupun oleh perusahaan-perusahaan. Batu permata yang telah diproduksi dalam jumlah banyak adalah ruby dan sapphire. Batu permata yang disintasis sebagian besar digunakan sebagai perhiasan. Hal ini tidak terlepas dari sifatnya yang menarik. Batu permata yang diperoleh dari alam yang disintesis sangat sukar untuk dibedakan. Kedunya hanya dapat dibedakan oleh ahli batu permata yang pengelaman.

pesawat luar angkasa ternyata dilapisi emas

                    Emas merupakan logam transisi yang sangat tidak reaktif yang dikenal dari zaman prasejarah sampai sekarang dan memiliki nilai jual yang tinggi. Hal ini tidak terlepas dari sifatnya yang tahan korosi atau tidak mudah dioksidasi oleh oksigen maupun senyawa-senyawa yang lain di udara pada suhu kamar. Selain itu emas memiliki warna yang sangat menarik, sehingga sebagian besar diaplakasikan sebagai perhiasan.

                Namun selain digunakan sebagai perhiasan emas dapat pula diaplikasikan pada peralatan seperti TV atau komputer. Hal ini disebabkan emas memiliki sifat daya hantar listrik yang lebih tinggi dibanding logam yang lainnya. Berikut gambar Peralatan elektronik yang menggunakan emas

 

                  

               Selain digunakan sebagai perhiasan dan pada peralatan-peralatan elektronik, emas pun digunakan pada lapisan luar pesawat luar angkasa. Lapisan ini berfunsi untuk memantulkan kembali sinar putih yang berasal dari cahaya matahari. Sebab jika ada udara udara yang terdapat dalam pesawat maka sinar putih dari matahari akan diserap, akibatnya suhu di dalam kapal menjadi sangat panas. Tetapi dengan adanya emas hal ini dapat dihindari. Pesawat luar angkasa yang menggunakan lapisan tipis emas pada bagian luar seperti yang teretara pada Gambar:

 

 

                  Sifat emas yang dapat memantulkan cahaya ini maka emas sering digunakan pada jendela-jendela rumah, agar suhu di dalam kamar tetap sejuk tanpa harus menggunakan AC ataupun kipas angin. Jendela rumah yang dilapisi emas dapat dilihat pada gambar:

mengapa stainless steel dan aluminium tidak berkarat

                    Stainless steel merupakan salah satu jenis baja dengan logam induk besi. Dalam stailess steel terdapat unsur-unsur yang dipadukan membentuk suatu alloy. Unsur-unsur yang ada dalam baja stainless steel yaitu krom, nikel, molibden, silikon dan mangan. Namun unsur dengan persentasi tertinggi adalah krom dan nikel. Baja stainless steel sebagian besar digunakan untuk membuat peralatan-peralatan rumah tangga terutama yang sering berhubungan dengan air.

                      Sedangkan aluminium adalah logam dengan warna yang menarik (mengkilat) tanpa diberi cat atau unsur-unsur tembahan. Aluminium seperti stainless steel yang sebagian besar diaplikasikan pada peralatan-peralatan yang sering berhubungan dengan air. salah satu apliksai stainless steel dapat dilihat pada Gambar

 

                    Baja stainless steel dan alumium ketika terdapat air atau uap air akan bereaksi dengan oksigen membentuk membentuk suatu lapisan yang sangat tipis dan lapisan tersebut melekat kuat pada permukaannya sehingga dapat melindungi bagian bawah baja yang belum teroksidasi. Lapisan tipis ini memiliki sifat tembus cahaya dan memiliki warna seperti logam aslinya (stainless steel dan aluminium yang belum teroksidasi) sehingga kedua logam seolah-olah tidak teroksidasi atau tidak mengalami karat (berkarat).

                Lapisan tipis pada baja stainless steel adalah kromium(III) oksida (Cr₂O₃) yang merupakan hasil reaksi antara krom dengan oksigen. Oleh sebab itu yang berperan penting dalam baja stainless steel adalah krom, sedangkan unsur yang lain seperti nikel dan unsur-unsur yang lain berfungsi sebagai penguat. Sedangkan pada aluminium lapisan tipis tersebut adalah aluminium(III) oksida (Al₂O₃) dan merupakan hasil reaksi antara aluminium dengan oksigen juga.

                  Walaupun memilik sifat tahan karat namun logam aluminium maupun paduannya memiliki kekurangan, salah satunya yaitu tidak bisa di las atau disolder. Hal ini tentu sangat merugikan, sebab jika sebagian kecil dari aluminium yang mengalami kerusakan maka semua bagian harus diganti dengan yang baru. Sedangkan pada baja stainless steel dapat dilas tapi bagian yang di las akan meninggalkan bercak hitam karena besi sebagai logam induk bereaksi dengan oksigen membentuk oksida besi (Fe₂O₃) yang berwarna coklat atau yang disebut karat besi.

Aluminium: pengolahan bijih sifat manfaat dan kelebihan

Technorati Tags: sifat aluminium

Technorati Tags: aluminium,manfaat aluminium,kelebihan dan kekurangan aluminium,logam,logam aluminium

Aluminium

            Aluminium merupakan salah satu unsur kimia dengan lambang Al dan nomor atomnya 13. Aluminium termasuk unsur yang sangat melimpah di kerak dibumi. Aluminium termasuk logam golongan utama (IIIA) yang bersifat amfoter dan ringan bersama magnesium dan platina.

               Harga aluminium awalnya sangat mahal bahkan hampir sama dengan harga emas. Karena sifatnya yang ringan dan sangat kuat Napoleon III pernah memerintahkan membuat baju prajuritnya dari aluminium menggantikan baju besi. Dan karena harga aluminium yang sangat mahal ini dalam jamuan makan Napoleon III menggunakan sendok garpu dari aluminium sedangkan tamunya disediakan sendok garpu emas dan perak.

Pengolahan Bijih Aluminium

                    Orang pertama yang berhasil memisahkan aluminium dari senyawanya adalah Orsted pada tahun 1825 dengan cara mereduksi aluminium klorida, namun belum dalam keadaan murni. Aluminium murni ditemukan oleh Wohler dalam bentuk serbuk berwarna abu-abu pada tahun 1827 dengan memodifikasi proses Orsted.

           Kini proses yang digunakan untuk memperoleh aluminum secara besar-besaran digunakan proses Hall-Heroult. Cara ini ditemukan oleh dua orang yang umurnya sama (23 tahun) namun ditempat yang berbeda yakni Charles Martin Hall di Amerika dan Heroult di Paris pada tahun 1886. Proses ini menjadikan kedua orang ini kaya dalam waktu singkat dan meninggal dunia pada tahun yang sama pula (1914). Setelah ditemukan cara ini harga aluminium yang awalnya sangat mahal turun secara drastis.

 

Pemurnian Aluminium dengan Proses Martin-Heroult

Gambar Bauksit

        Bijih aluminum yang penting sebagai sumber aluminum adalah bauksit. Bauksit yang dihasilkan dari tambang dihancurkan kemudian dihaluskan menjadi serbuk menggunakan alat-alat tertentu, biasanya Ballmil. Setelah halus ditambahkan larutan NaOH pekat untuk melarutkan Al₂O₃ yang ada dalam bauksit sedangkan zat lain tidak larut.

Al₂O₃(s) + 2NaOH(aq) ―→ 2NaAlO₂(aq) + H₂O(l)

Setelah dilakukan pemisahan larutan NaAlO₂ diasamkan sehingga terbentuk endapan Al(OH)₃.

 

NaAlO₂(aq) + H₂O(l) + HCl(aq) ―→ Al(OH)₃(s) + NaCl(aq)

 

Endapan Al(OH)₃ disaring kemudian dipanaskan pada suhu sekitar 1150°C sehingga terurai menjadi Al₂O₃ dan uap air.

Al(OH)₃(s) ―→ Al₂O₃(s) + 3H₂O(g)

 

Al₂O₃ inilah yang akan direduksi menjadi aluminium secara elektrolisis dalam suatu bejana yang disebut sel Hall-Heroult. Sebelum proses elektrolisis dilangsungkan alumina dilelehkan terlebih dahulu dalam kriolit. Fungsi kriolit disini untuk menurunkan titik leleh alumina yang awalnya sekita 2000°C menjadi 900°C.

                 Lelehan alumina yang diperoleh kemudian dimasukan ke dalam suatu bejana untuk proses elektrolisis yang disebut sel Hall-Heroult. Bejana yang digunakan terbuat dari besi dilapisi grafit yang sekaligus bertindak sebagai katoda. Sedangkan anoda digunakan batang-batang grafit yang dicelupkan ke dalam larutan.

                 Ketika arus listrik dijalankan ion-ion Al³⁺ yang ada dalam larutan akan bergerak menuju katoda, yang kemudian direduksi menjadi aluminium cair sedangkan ion-ion O²ˉ akan bergerak menuju anoda kemudian dioksidasi menjadi gas oksigen. Berikut reaksi yang terjadi dalam sel elektrolisis

 

Al₂O₃(l) ―→ 2Al³⁺(aq) + 3O²‾(aq)

Katoda : Al³⁺(l) + 3e ―→Al(l) × 4

Anoda : 2O₂‾(l) ―→ O₂(g) + 4e × 3

4Al³⁺(aq) + 6O²‾(aq) ―→ 4Al(l) + 3O₂(g)

Gambar Sel Hall-Heroult untuk pembuatan aluminium dari elektrolisis lelehan Al₂O₃ dalam kriolit

 

Aluminium cair yang diperoleh dialirkan keluar dari sel kemudian suhu diturunkan suhu agar diperoleh aluminium padat. Aluminium yang diperoleh dalam bentuk cair karena suhu di dalam sel elektrolisis melebihi titik leleh aluminium yang hanya 660°C.

               Oksigen yang dihasilkan pada anoda dapat bereaksi dengan grafit yang digunakan membentuk gas karbon dioksida dan karbon monooksida. Akibatnya anoda lama-kelamaan akan berkurang dan perlu diganti pada saat-saat tertentu.

 

Beberapa sifat dan kelebihan aluminium dibanding logam-logam yang lain:

a) Penghantar listrik dan panas yang baik walaupun tidak sebaik tembaga. Karena memiliki daya hantar listrik yang baik ini aluminiumdigunakan pada kabel listrik menggantikan tembaga yang harganya lebih mahal.

b) Mempunyai warna yang stabil seolah-olah tidak berkarat. Hal ini disebabkan aluminium sangat cepat bereaksi dengan dengan oksigen yang terdapat di udara menghasilkan aluminium oksida. Oksida yang terbentuk tidak mudah terkelupas sehingga dapat melindungi permukaan aluminium yang ada dibagian bawah agar tidak terjadi oksidai berlanjut. Selain berupa lapisan tipis, oksida yang terbentuk merupakan lapisan tembus cahaya sehingga aluminium seolah-olah tidak berubah (tetap mengkilat).

c) Permukaannya tidak perlu di cat karena sudah cukup bagus dan menarik.

d) Serbuk aluminium yang sangat halus tampak mengkilat seperti logam aslinya sehingga sering dicampur pada minyak cat (vernis) menghasilkan cat metalik yang harganya relatif labih mahal dibanding cat biasa. Cat-cat metalik kebanyakan digunakan pada barang-barang mewah, karena dengan penambahan aluminium, cat dapat memantulkan cahaya yang lebih banyak.

e) Tidak bereaksi dengan asam atau bahan kimia lain yang terdapat dalam bahan makanan. Oleh karena itu aluminium banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan alat-alat rumah tangga misanya panci. Dan aluminium dijadikan kertas aluminium yang sangat tipis yang digunakan sebagai pembungkus rokok, gula, bumbu masak dan beberapa keperluan lain.

f) Paduan 95% aluminium dengan 5% unsur lain seperti Cu, Mg, dan Mn dapat digunakan menggantikan fungsi besi walaupun tidak sekuat besi. Misalnya dalam pembuatan bingkai pintu dan jendela.

 

              Penggunaan aluminium makin lama makin penting sejalan perkembangan teknologi. Hal ini didukung oleh oleh sifatnya yang menarik dengan harga yang relatif murah. Selain itu aluminium termasuk logam yang ringan bersama-sama dengan magnesium dan titanium.

            Walaupun memiliki berbagai kelebihan namun logam aluminium maupun paduannya memiliki kekurangan, salah satunya yitu tidak bisa di las atau disolder. Hal ini tentu sangat merugikan, sebab jika sebagian kecil dari aluminium yang mengalami kerusakan maka semua bagian harus diganti dengan yang baru.

Reaksi antara aluminium dengan Fe₂O₃ dikenal dengan reaksi termit yang dihasilkan panas untuk pengelasan baja.

2Al(s) + Fe₂O₃(s) ―→ Al₂O₃(s) + Fe(l) ∆H = -852 kJ

 

              Beberapa senyawa aluminium yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan industri, antara lain:

· Tawas, KAl(SO₄)₂.12H₂O digunakan untuk mengendapkan kotoran pada penjernihan air.

· Aluminium sulfat Al₂(SO₄)₃ digunakan dalam industri kertas dan mordan (pengikat dalam pencelupan).

· Zeolit Na₂O Al₂O₃.2SiO₂ digunakan untuk melunakkan air sadah.

· Aluminium Al₂O₃ untuk pembuatan aluminium, pasta gigi, industri keramik, dan industri gelas.

Tembaga: tambang, sifat dan kegunaan

                   Tembaga atau cuprum dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom 29. Tembaga di alam tidak begitu melimpah dan ditemukan dalam bentuk bebas maupun dalam bentuk senyawaan. Bijih tembaga yang terpenting yaitu pirit atau chalcopyrite (CuFeS₂), copper glance atau chalcolite (Cu₂S), cuprite (Cu₂O), malaconite (CuO) dan malachite (Cu₂(OH)₂CO₃) sedangkan dalam unsur bebas ditemukan di Northern Michigan Amerika Serikat.

                Dalam jumlah kecil tembaga ditemukan pada beberapa jenis tanaman, bulu-bulu burung terutama yang berbulu terang dan dalam darah binatang-binatang laut seperti udang dan kerang.

Pengolahan Bijih Tembaga

               Bijih tembaga dapat berupa karbonat, oksida dan sulfida. Untuk memperoleh tembaga dari bijih yang berupa oksida dan karbonat lebih mudah dibanding bijih yang berupa sulfida. Hal ini disebabkan tembaga terletak dibagian bawah deret volta sehingga mudah diasingkan dari bijihnya.

             Bijih berupa oksida dan karbonat direduksi menggunakan kokas untuk memperoleh tembaga, sedangkan bijih tembaga sulfida, biasanya kalkopirit (CuFeS₂), terdiri dari beberapa tahap untuk memperoleh tembaga, yakni:

Pengapungan (flotasi)

Gambar kalkopirit dari wikipedia

 

                         Proses pengapungan atau flotasi di awali dengan pengecilan ukuran bijih kemudian digiling sampai terbentuk butiran halus. Bijih yang telah dihaluskan dimasukkan ke dalam campuran air dan suatu minyak tertentu. Kemudian udara ditiupkan ke dalam campuran untuk menghasilkan gelembung-gelembung udara. Bagian bijih yang mengandung logam yang tidak berikatan dengan air akan berikatan dengan minyak dan menempel pada gelembung-gelembung udara yang kemudian mengapung ke permukaan. Selanjutnya gelembung-gelembung udara yang membawa partikel-partikel logam dan mengapung ini dipisahkan kemudian dipekatkan.

Pemanggangan

                Bijih pekat hasil pengapungan selanjutnya dipanggang dalam udara terbatas pada suhu dibawah titik lelehnya guna menghilangkan air yang mungkin masih ada pada saat pemekatan dan belerang yang hilang sebagai belerang dioksida.

              Campuran yang diperoleh dari proses pemanggangan ini disebut calcine, yang mengandung Cu₂S, FeO dan mungkin masih mengandung sedikit FeS. Setelah itu calcine disilika guna mengubah besi(II) oksida menjadi suatu sanga atau slag besi(II) silikat yang kemudian dapat dipisahkan. Reaksinya sebagai berikut

Tembaga(I) sulfida yang diperoleh pada tahap ini disebut matte dan kemungkinan masih mengandung sedikit besi(II) sulfida

Reduksi

                  Cu₂S atau matte yang yang diperoleh kemudian direduksi dengan cara dipanaskan dengan udara terkontrol, sesuai reaksi

2Cu₂S(s) + 3O₂(g) ―→ 2Cu₂O(s) + 2SO₂(g)

Cu₂S(s) + 2Cu₂O(s) ―→ 6Cu(s) + SO₂(g)

Tembaga yang diperoleh pada tahap ini disebut blister atau tembaga lepuhan sebab mengandung rongga-rongga yang berisi udara.

 

Elektrolisis

                 Blister atau tembaga lepuhan masih mengandung misalnya Ag, Au, dan Pt kemudian dimurnikan dengan cara elektrolisis. Pada elektrolisis tembaga kotor (tidak murni) dipasang sebagai anoda dan katoda digunakan tembaga murni, dengan elektrolit larutan tembaga(II) sulfat (CuSO₄). Selama proses elektrolisis berlangsung tembaga di anoda teroksidasi menjadi Cu²⁺ kemudian direduksi di katoda menjadi logam Cu.

 

Katoda : Cu₂+(aq) + 2e ―→ Cu(s)

Anoda : Cu(s) ―→ Cu₂+(aq) + 2e

           Pada proses ini anoda semakin berkurang dan katoda (tembaga murni) makin bertambah banyak, sedangkan pengotor-pengotor yang berupa Ag, Au, dan Pt mengendap sebagai lumpur.

 

 

Sifat fisika

1) Tembaga merupakan logam yang berwarna kunign seperti emas kuning seperti pada gambar dan keras bila tidak murni.

2) Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat.

3) Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak.

 

 

Beberapa Sifat Kimia Tembaga

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 dari tembaga karbonat basa, Cu(OH)₂CO₃.

 

2) Pada kondisi yang istimewa yakni pada suhu sekitar 300 °C tembaga dapat bereaksi dengan oksigen membentuk CuO yang berwarna hitam. Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, sekitar 1000 ºC, akan terbentuk tembaga(I) oksida (Cu₂O) yang berwarna merah.

 

3) Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-asam nooksidator encer seperti HCl encer dan H₂SO₄ encer. Tetapi asam klorida pekat dan mendidih menyerang logam tembaga dan membebaskan gas hidrogen. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks CuCl₂¯(aq) yang mendorong reaksi kesetimbangan bergeser ke arah produk.

Asam sulfat pekatpun dapat menyerang tembaga, seperti reaksi berikut

 

4) Asam nitrat encer dan pekat dapat menyerang tembaga, sesuai reaksi

 

5) Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh adanya udara membentuk larutan yang berwarna biru dari kompleks Cu(NH₃)₄⁺.

 

6) 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.

 

 

Pemakaian tembaga

a) Sebagai bahan untuk kabel listrik dan kumparan dinamo.

b) Paduan logam. Paduan tembaga 70% dengan seng 30% disebut kuningan, sedangkan paduan tembaga 80% dengan timah putih 20% disebut perunggu. Perunggu yang mengandung sejumlah fosfor digunakan dalam industri arloji dan galvanometer. Kuningan memiliki warna seperti emas sehingga banyak digunakan sebagai perhiasan atau ornamen-ornamen. Sedangkan perunggu banyak dijadikan sebagai perhiasan dan digunakan pula pada seni patung. Kuningan dan perunggu berturut-turut seperti yang tertera pada gambar

 

 

c) Mata uang dan perkakas-perkakas yang terbuat dari emas dan perak selalu mengndung tembaga untuk menambah kekuatan dan kekerasannya. Gambar mata uang yang terbuat dari emas:

 

d) Sebagai bahan penahan untuk bangunan dan beberapa bagian dari kapal.

e) Serbuk tembaga digunakan sebagai katalisator untuk mengoksidasi metanol menjadi metanal.

 

 

Senyawaan tembaga

                       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