MAKALAH KIMIA ANORGANIK “PENGANTAR METALURGI” DISUSUN OLEH: FERINA UTARI (A1C109008) MELIA GUSTINA (A1C109018) DEWI MUTIARANI (A1C109035) DOSEN PENGAMPU : Drs. Abu Bakar, M.Pd PROGRAM STUDI PENDIDIKIAN KIMIA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JAMBI 2010/2011
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
MAKALAH KIMIA ANORGANIK
“PENGANTAR METALURGI”
DISUSUN OLEH:
FERINA UTARI (A1C109008)
MELIA GUSTINA (A1C109018)
DEWI MUTIARANI (A1C109035)
DOSEN PENGAMPU : Drs. Abu Bakar, M.Pd
PROGRAM STUDI PENDIDIKIAN KIMIA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2010/2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis haturkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan
hidayah-Nya lah penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul, ”PENGANTAR METALURGI”
dengan baik.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada :
- Drs. Abu Bakar, M. Pd selaku dosen mata kuliah Kimia Anorganik II yang telah membimbing
penulis,
- Teman-teman kelas pendidikan kimia regular yang juga membantu,
- Dan orang tua yang telah memberikan dukungan moril dan materil.
Penulis menyadari terdapat beberapa kesalahan dalam penulisan makalah ini. Untuk itu penulis
mohon maaf karena masih dalam proses pembelajaran. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita
semua.
Jambi, April 2011
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Metalurgi didefinisikan sebagai ilmu dan teknologi untuk memperoleh sampai pengolahan logam
yang mencakup tahapan dari pengolahan bijih mineral,pemerolehan (ekstraksi) logam, sampai ke
pengolahannya untuk menyesuaikan sifat-sifat dan perilakunya sesuai dengan yang dipersyaratkan dalam
pemakaian untuk pembuatan produk rekayasa tertentu.
Berdasarkan tahapan rangkaian kegiatannya, metalurgi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu
metalurgi ekstraksi dan metalurgi fisika. Metalurgi ekstraksi yang banyak melibatkan proses-proses
kimia, baik yang temperatur rendah dengan cara pelindian maupun pada temperatur tinggi dengan cara
proses peleburan utuk menghasilkan logam dengan kemurnian tertentu, dinamakan juga metalurgi kimia.
Meskipun sesungguhnya metalurgi kimia itu sendiri mempunyai pengertian yang luas, antara lain
mencakup juga pemaduan logam denagn logam lain atau logam dengan bahan bukan logam. Beberapa
aspek perusakan logam (korosi) dan cara-cara penanggulangannya, pelapisan logam secara elektrolit,dll.
Adapun proses-proses dari ekstraksi metalurgi / ekstraksi logam itu sendiri antara lain adalah
pyrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur tinggi), hydrometalurgy(proses ekstraksi
yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindian dengan media cairan), dan
electrometalurgy (proses ekstraksi yang melibatkan penerapan prinsip elektrokimia, baik pada temperatur
rendah maupun pada temperatur tinggi).
1.2 Rumusan Masalah
Apa yang dimaksud dengan metalurgi?
Apa yang dimaksud dengan metalurgi serbuk?
Apa itu logam ?
Bagaimana keberadaan logam di alam?
Bagaimana proses ekstraksi logam?
1.3 Tujuan
Untuk mengetahui pengertian metalurgi, logam, keberadaan logam, proses pembuatan dan
kegunaannya.
Untuk memenuhi tuntutan tugas mata kuliah Kimia Anorganik II
Untuk menambah wawasan dan pengetahuan.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Metalurgi
Metalurgi ialah pemprosesan bahan mentah alam untuk memperoleh bahan mentah unsur dan
pengolahan selanjutnya untuk memperoleh / memproduksi logam dengan sifat-sifat yang dikehendaki.
Pengolahan meliputi pencampuran logam (aliase) pemanasan dan pendinginan, secara seksama
untuk mempengaruhi sifat fisika dan kimia serta pembentukan dengan mencetak secara mekanik.
Ilmu yang mempelajari cara memperoleh logam dari sumbernya dibumi adalah ilmu metalurgi
ekstraktif (ekstraktif metallurgy), yaitu cabang ilmu yang menggabungkan kimia, fisika, dan teknik dalam
metode-metodenya. Sebagai ilmu, ini adalah bidang yang agak baru, tetapi awal kemunculannya, yang
terbukti sudah ada di Asia Barat sekitar 6000 tahun lalu, merupakan pertanda munculnya humanitas dari
Zaman Batu. Logam yang pertama kali dikenal ialah tentu saja emas, perak, dan tembaga, sebab logam-
logam ini dapat dijumpai dalam keadaan alaminya (unsur). Emas dan perak bernilai karena manfaat
ornamentalnya, tetapi logam ini terlalu lunak untuk dibuat perkakas. Besi juga dijumpai dalam bentuk
unsur (meskipun jarang) dalam meteorit.
Sejarah Metalurgi
Sejarah ilmu metalurgi diawali dengan teknologi pengolahan hasil pertambangan. Logam yang
paling dini digunakan oleh manusia tampaknya adalah emas, yang bisa ditemukan secara bebas. Sejumlah
kecil emas telah ditemukan dan telah digunakan di gua-gua di Spanyol pada masa Paleolitikum, sekitar
40.000 SM.
Perak, tembaga, timah dan besi meteor juga dapat ditemukan bebas, dan memungkinkan
pengerjaan logam dalam jumlah terbatas. Senjata Mesir yang dibuat dari besi meteor pada sekitar 3000
SM sangat dihargai sebagai "belati dari langit". Dengan pengetahuan untuk mendapatkan tembaga dan
timah dengan memanaskan bebatuan, serta mengkombinasikan tembaga dan timah untuk mendapatkan
logam paduan yang dinamakan sebagai perunggu, teknologi metalurgi dimulai sekitar tahun 3500 SM
pada masa Zaman Perunggu.
Ekstraksi besi dari bijihnya ke dalam logam yang dapat diolah jauh lebih sulit. Proses ini
tampaknya telah diciptakan oleh orang-orang Hittit pada sekitar 1200 SM, pada awal Zaman Besi.
Rahasia ekstraksi dan pengolahan besi adalah faktor kunci dalam keberhasilan orang-orang Filistin.
Perkembangan historis metalurgi besi dapat ditemukan dalam berbagai budaya dan peradaban
lampau. Ini mencakup kerajaan dan imperium kuno dan abad pertengahan di Timur Tengah dan Timur
Dekat, Mesir kuno, dan Anatolia (Turki sekarang), Kartago, Yunani, Romawi kuno, Eropa abad
pertengahan, Cina kuno dan pertengahan, India kuno dan pertengahan, Jepang kuno dan pertengahan, dan
sebagainya.
Banyak penerapan, praktik dan perkakas metalurgi mungkin sudah digunakan di Cina kuno
sebelum orang-orang Eropa menguasainya (seperti tanur, besi cor, baja, dan lain-lain)
Berdasar kedekatan antara metalurgi dengan pertambangan inilah maka pada awalnya pendidikan
metalurgi lahir dari sekolah-sekolah pertambangan seperti pendidikan metalurgi di Colorado School of
Mines.
B. Metalurgi Serbuk
Defenisi Metalurgi Serbuk
Metalurgi serbuk adalah suatu kegiatan yang mencakup pembuatan benda komersial, baik yang
jadi atau masih setengah jadi (disebut kompak mentah), dari serbuk logam melalui penekanan. Proses ini
Leaching atau pengikisan logam dari batuan dengan bantuan reduktan organik.
Reduksi
Setelah logam dalam bijih diubah menjadi ion dalam larutan kemudian direduksi.
Zn(s) + 2 [Au(CN)2]- 2 Au(s) + [Zn(CN)4]2-
Reduktan organik adalah hal yang sangat penting dalam proses ini. Reduktan yang dipilih
diusahakan tidak berbahaya bagi lingkungan, baik reduktan itu sendiri maupun produk hasil oksidasinya.
Kebanyakan reduktan yang digunakan adalah kelompok monomer karbohidrat, turunan aldehid dan keton
karena punya gugus fungsi yang mudah teroksidasi. Contohnya adalah proses reduksi mangan dengan
adanya glukosa sebagai reduktan:
C6H12O6 + 12MnO2 + 24H+ = 6CO2 + 12Mn2+ + 18H2O
Larutan hasil leaching tersebut kemudian dipekatkan dan dimurnikan. Ada tiga proses pemurnian
yang umum digunakan yaitu evaporasi, ekstraksi pelarut dan presipitasi (pengendapan). Di antara
ketiganya, presipitasi adalah yang paling mudah dilakukan, juga lebih cepat. Namun cara ini kurang
efektif untuk beberapa logam.
Logam hasil pemurnian biasanya diaktivasi dengan asam tertentu terlebih dahulu sebelum diambil
dari larutannya. Cara ini menjamin didapatkannya logam dalam struktur nanometer dengan tingkat
kemurnian yang lebih tinggi. Logam yang berstruktur nanometer harganya bisa puluhan kali lipat
dibandingkan dengan logam yang berstruktur biasa.
Suhu selama proses leaching, konsentrasi reaktan, ukuran partikel sampel dan PH larutan
merupakan faktor-faktor yang paling menentukan keberhasilan proses hidrometalurgi. Apabila kita
mampu menemukan kombinasi yang tepat dari keempat faktor ini maka proses hidrometalurgi akan
semakin optimal. Kedepan diharapkan para ahli teknik kimia dapat menciptakan teknologi yang mampu
mengaplikasikan hidrometalurgi agar terpakai lebih luas dalam dunia industri.
Keuntungan hidrometalurgi :
1. Bijih tidak harus dipekatkan, melainkan hanya harus dihancurkan menjadi bagian-bagian yang
lebih kecil.
2. Pemakaian batubara dan kokas pada pemanggangan bijih dan sekaligus sebagai reduktor dalam
jumlah besar dapat dihilangkan.
3. Polusi atmosfer oleh hasil samping pirometalurgi sebagai belerang dioksida, arsenik(III)oksida,
dan debu tungku dapat dihindarkan.
4. Untuk bijih-bijih peringkat rendah (low grade), metode ini lebih efektif.
5. Suhu prosesnya relatif lebih rendah.
6. Reagen yang digunakan relatif murah dan mudah didapatkan.
7. Produk yang dihasilkan memiliki struktur nanometesr dengan kemurnian yang tinggi.
c) Elektrometalurgi
Elektrometalurgi, seperti namanya, adalah pengolahan bijih logam menjadi logam murni dengan
cara elektrokimia. Natrium adalah logam yang paling sering diolah dengan cara ini.
Pada proses ini digunakan listrik untuk mereduksi mineral atau pemurnian logam.
Contoh: pemurnian Na dan Al
Metode pirometalurgi dan hidrometalurgi tidak cocok untuk memproduksi logam seperti
aluminium, alkali, dan alkali tanah. Logam-logam ini mempunyai energi bebas yang sangat tinggi.
Oksida Logam disusun Berdasarkan Kemudahannya Direduksi
3. Pemurnian (refining)
Penyesuaian komposisi bahan kotoran dalam logam kasar disebut pemurnian.
Logam perlu dimurnikan dengan alasan:
Zat pengotor dapat menyebabkan logam tidak dapat digunakan dengan baik. Tembaga yang
mengandung arsen dalam jumlah yang sangat sedikitpun mengurangi daya hantar listrik 10%
sampai 20%.
Zat pengotor dalam logam mempunyai nilai ekonomis. Perak merupakan hasil samping metalurgi
timbal dan tembaga.
Cara Pemurnian Logam:
a. Elektrolisis (tembaga)
b. Oksidasi zat pengotor (besi)
c. Distilasi logam dengan titik leleh rendah seperti raksa dan seng.
Oksida Logam Logam N+ ΔG0f / n+
(kJmol-1)Metode Produksi Logam
MgO Mg 2 -285 Elektrolisis MgCl2
Al2O3 Al 6 -264 Elektrolisis
TiO2 Ti 4 -222 Reaksi dengan Mg
Na2O Na 2 -188 Elektrolisis NaCl
Cr2O3 Cr 6 -176 Elektrolisis, reduksi oleh Al
ZnO Zn 2 -159 Peleburan ZnS
SnO2 Sn 4 -130 Pelebutan
Fe2O3 Fe 6 -124 Peleburan
NiO Ni 2 -106 Peleburan nikel sulfida
PbO Pb 2 -94 Peleburan PbS
CuO Cu 2 -65 Peleburan CuFeS2
HgO Hg 2 -29 Pemanasan sedang HgS
Ag2O Ag 2 -6 Dijumpai dalam bentuk unsur
Au2O3 Au 6 >0 Dijumpai dalam bentuk unsur
Berikut ekstraksi beberapa logam:
Ekstraksi Rutenium dan Osmium
Ru dan O5 ditemukan dari anoda tipis yang dikumpulkan pada elektrolis pemurain Ni. Campuran
ini mengandung logam Pt dengan Ag dan Au. Elemen pada Pt, Ag dan Au dilarutkan dalam Aquaregia
dan residu dihasilkan Ru, O5, Rh , Ir. Setelah komplek dipisahkan dihasilkan serbuk Ru dan O5 dan teknik
pembentukan terseut menghasilkan logam pijal.
Ekstraksi kelompok Kobalt
NaOCL ditambahkan kedalam endapan Co(OH)3 dihasilkan CO3O4 yang direduksi oleh
pemanasan dengan H2 yang dihasilkan logam Co, Rg , dan I1 ditemukan dari anoda yang terakumulasi
pada elektrolius permurnian Ni. Kandungan ini tercampur dengan logam platinum bersama dengan Ag
dan Au. Elemen Pd, Pt, Ag, dan Au dilarutkan dalam Aqueregia dan dihasilkan residu yang berisi Ru, O5,
Rh dan I1, setelah pemisahan komplek Rh dan Ir, Ru, O5, Rh dan Ir dihasilkan serbuk.
Ekstraksi kelompok Nikel
Bijih alam sulfida banyak diproduksi membentuk nikel. Bijih dipekatkan oleh flotasi dan
megnetik, kemudian dipanaskan dengan SiO2. FeS diuraikan menjadi FeO yang direaksikan dengan SiO2.
membentuk FeS SiO3, kemudian didinginkan dihasilkan bagian atas, itu layar perak dari Ca2S3 dibakar
dengan udara dan menjadi NiO direaksi membentuk metal dengan bantuan karbon. Logam dihasilkan
pada permuriniannya melalui elektrisis larutan NiSO4.
Ekstraksi kelompok Cu
Bahan alam sulfida Cu, mengandung 0,4 – 1% Cu kemudian dipekatkan melalui plotasi
menghasilkan konsentrasi Cu 15% dengan bereaksi dengan udara.
2CuFe 2CuFeS2 Cu2S + FeO3 + 2SO2
Peleburan untuk menghasilkan oksida dan sulfida
Cu2S + O2 Cu2O + SO2
Setelah beberapa waktu oksida dan sulfida Cu direaksikan sehingga dihasilkan dan kemudian Cu
98-99%
Cu2S + 2Cu2O2 → 6Cu + SO2
Lalu Cu dimurnikan melalui elektrolis menggunakan elektro Cu dengan larutan encer H2SO4 dan
CuSO4.
1400-1450oC
O2
Ekstraksi kelompok Seng
ZnO dierduksi dengan karbon manoksida pada 12000 C reaksinya adalah reversibel dan
temperatur tinggi di sehingga campuran gas Zn dan CO2 dipanaska dan didinginkan.
Alternatif lain ZnS dipanaskan di udara pada temperatur rendah lalu dilarutkan dalam H2SO4 Zn
kotor ditambahkan pada endapatan Cd dan kemudian larutan ZnSO4 dieletrolis dihasilkan Zn murni
proses lelektrilisis ini mahal dan tidak digunakan.
Ekstraksi Kadmium
Cd ditemukan dalam bijih alam Zn dan diekstraksi dalam larutan mengandung sejumlah kecil
CdSO4 yang ditambah melalui logam eletropositif tersebut. Zn ditambahkan ZnSO4/Cd SO4 ketika Zn
dilarutkan. Dan logam Cd terhadap potensial lebih tinggi dari Cd pekat dilarutkan dan dimurnikan melalui
elektrolisis.
ZnSO4 (g) + Cd2+ (aq) → CdSO4(s)
Ekstraksi Merkuri
Hg di alam bentuk cinabar dipekatkan melalui sedimentasi uap Hg dibentuk melalui kondensasi
dan SO2 digunakan sehingga terbentuk H2SO4
HgS + O Hg + SO2
Bahan alam yang kaya dengan ion serap
HgS +Fe → Hg + FeS
4HgS + 4CaO → 4Hg + CaSO4 + 3Cas
Ekstraksi Besi
Besi diekstraksikan dari oksidanya dalam tungku pemanas. Bijih besi direduksi dengan agen
karbon dan pembentukan substansi kalsium karbonat. Jumlah CaCO3 diuraikan tergantung pada jumlah
material silikat dalam bijih alam udara dialirkan dan dari bawah karbon dibakar dihasilkan panas dan CO.
Temperatur pada tungku mendekati 20000C pada titik dimana udara dimasukkan. Tetapi pada 15000C
dibagian bawah dan 2000C diatas.
Besi-oksida direduksi membentuk mineral besi oleh CO. Besi lelehan terlarut 3 – 4 % karbon dan
karbon dihasilakn membentuk besi tuang.
600oC
JAWABAN PERTANYAAN
1. Delina (A1C109039)Apa penyebab logam mulia dalam grup VIIB dan IB mudah di produksi?Jawab:Logam mulia dalam grup VIIB dan IB mudah diproduksi karena untuk beberapa logam ditemukan sudah dalam bentuk unsurnya. Misalnya pada emas, hanya perlu dipanaskan untuk membuatnya meleleh keluar dari batu-reja. Karena banyak oksida dari logam yang kurang aktif, diuraikan oleh panas yang sangat tinggi, memanggang saja dengan udara sudah cukup untuk mereduksinya. Sampai akhirnya didapatkan logam dalam bentuk murni.
2. Lara Astrianda(A1C109031)Mengapa logam mangan banyak banyak diaplikasikan sebagai material sel katodik baterai isi ulang? Dapatkah diganti dengan logam lain?
Jawab:Logam mangan banyak diaplikasikan sebagai material sel katodik karena logam mangan dalam bentuk Mangan (IV) oksida dapat berperan sebagai akseptor elektron dari seng, dan merupakan bahan kehitaman yang ditemukan saat membuka seng karbon-jenis sel senter yang digunakan dalam jenis asli sel kering baterai.Mangan dioksida yang direduksi ke mangan oksida-hidroksida MnO (OH) selama pemakaian, mencegah pembentukan hidrogen pada anoda baterai. Selain itu senyawa mangan memiliki sifat tahanan listrik yang tinggi sehingga banyak di gunakan sebagai material baterai isi ulang.
Jenis logam yang di gunakan pada suatu baterai itu berbeda-beda tergantung pada jenis baterainya. Untuk logam mangan terkandung dalam baterai alkaline. Sedangkan untuk logam nikel dan Cdterkandung dalam baterai nikel-cadmium dan baterai lithium ion menggunakan logam litium.
3. Lia Setiafutri (A1C1090Apakah ada logam khusus untuk cara pemekatan bijih pada cara fisika dan cara kimia?
Jawab:
Bijih yang ditambang, biasanya mengandung sedikit batuan tak berharga, yang disebut batu-reja
(gangue). Bila batu-reja menganggu pada tahap belakangan, langkah pertama dalam pemekatan
bijih adalah untuk menghilangkannya
Cara fisika
a. Pencucian
Pencucian dengan penyemprotan air dapat membersihkan mineral dari batu-reja. Bijih
yang menggunakan metode ini adalah bijih yang tidak reaktif terhadap air. Contohnya cromit,
chalkosit, dll.
b. Pengapungan (flotasi)
Pada flotasi, bijih logam dicampur dengan zat aditif permukaan misalnya detergen atau zat
pembusa.
c. Dengan elektromagnetik
Dengan sebuah elektromagnet, beberapa mineral dapat ditarik keluar dari bijih-bijih
mereka yang telah dihancurkan. Sebuah contoh adalah magnetik, Fe2O3. Juga mineral-mineral
tertentu bisa diberi muatan listrik
Cara Kimia
a) Pemanggangan
Bijih dipanggang untuk mengusir keluar bahan kotoran yang mudah menguap, untuk
membakar habis bahan-bahan organik, dan untuk membentuk senyawa-senyawaan yang lebih
mudah dilebur. Pemanggangan dalam udara biasanya mengubah sulfida dan karbonat menjadi
oksida. Sebagai contoh,
2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2
b) Penambahan pelarut
Selain pemanggangan, dapat juga dilakukan dengan menambahkan pelarut untuk
memisahkan bijih dari batu-reja, contohnya Bauksit
4. Ragil Astuti (A1C109003)a. logam apa saja yang termasuk dalam pirometalurgi?b. mengapa logam Ni, Mg, Fe, dan Mn dikategorikan dalam hidrometalurgi?Jawab:a. logam yang termasuk dalam pirometalurgi adalah logam yang juga termasuk dalam logam
hidrometalurgi kecuali logam alkali, alkali tanah, dan alumunium. Hanya saja cara memperolehnya yang berbeda. Jika pada hidrometalurgi menggunakan pelarut organik berair untuk memisahkan lgam murni dari unsur pengotornya, namun pada pirometalurgi menggunakan panas yang tinggi (bisa mencapai 20000C). misalnya, Tembaga murni dalm bentuk lelehan diperoleh pada suhu 1083° C, besi dengan suhu 2.300 0 c. .
b. Logam Ni, Mg, Fe dan Mn dapat digolongkan dalam hiromrtalurgi karena logam-logam tersebut dapat dimurnikan dari bijihnya dengan menggunakan pelarut cair. Misalnya proses reduksi mangan dengan adanya glukosa sebagai reduktan:C6H12O6 + 12MnO2 + 24H+ → 6CO2 + 12Mn2+ + 18H2O,reduksi nikel menggunakan amonium karbonat sebagai reduktan.http://www.senyawa.com/2010/02/hidrometalurgi_02.html
5. Diana Rahma Kurniati (A1C109016 )Mengapa Metode pirometalurgi dan hidrometalurgi tidak cocok untuk memproduksi logam
seperti aluminium, alkali, dan alkali tanah? Dan mengapa logam-logam ini memiliki energi bebas
yang besar?
Jawab:
Proses pirometalurgi menggunakan kalor untuk mengubah atau mereduksi mineral. Sedangkan
Hidrometalurgi adalah Teknik mengekstraksi logam dari bijihnya dengan reaksi dalam larutan
air. Adanya pemanasan yang kuat menyebabkan logam alkali tanah terbakar di udara membentuk
oksida dan nitrida. Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi, , unsur ini mudah bereaksi
dengan oksigen, dan logam murni yang ada di udara, membentuk lapisan luar pada oksigen.
Untuk menghasilkan oksida logam alkali, jumlah oksigen harus dibatasi dan digunakan suhu yang
rendah (di bawah 180oC). Sejumlah usaha untuk mengisolasi logam alkali dari larutan air
garamnya gagal sebab kereaktifannya yang tinggi pada air. Biasanya logam alkali disimpan di
dalam minyak (oil) untuk menghindari terjadinya kontak langsung dengan udara, kontak
langsung dengan udara segera mengakibatkan terbentuknya suatu lapisan oksida yang tebal pada
permukaan logam tersebut. Karena Pirometalurgi prinsipnya adalah pembakaran dan
hidrometalurgi menggunakan air,maka dari itu logam Al, Alkali, dan Alkali tanah tidak cocok
menggunakan metode ini.
Logam-logam ini memiliki energi bebas yang besar karena reaksi logam-logam ini dengan air
bersifat eksoterm atau melepaskan panas.
6. Ahmad Rozi (A1C1090 )
Jelaskan Cara Pemurnian Logam!
Jawab:
a. Elektrolisis (tembaga)
Pemurnian logam
Contoh:
Tembaga dimurnikan secara elektrolisis. Tembaga kotor dijadikan anoda, sedangkan
katoda menggunakan tembaga murni. Larutan elektrolit yang digunakan adalah CuSO4.
Selama elektrolisis, tembaga dari anoda terus menerus dilarutkan kemudian diendapkan pada
katoda.
CuSO4(aq) Cu2+ (aq) + SO4 2- (aq)
K (-) Cu 2+ (aq) + 2e Cu (s)
A (+) Cu (s) Cu 2+ (aq) + 2e
______________________________________+
Cu (s) Cu (s)
Anoda Katoda
b. Oksidasi zat pengotor (besi)
Besi diekstraksikan dari oksidanya dalam tungku pemanas. Bijih besi direduksi dengan agen
karbon dan pembentukan substansi kalsium karbonat. Jumlah CaCO3 diuraikan tergantung pada
jumlah material silikat dalam bijih alam udara dialirkan dan dari bawah karbon dibakar dihasilkan
panas dan CO. Temperatur pada tungku mendekati 20000C pada titik dimana udara dimasukkan.
Tetapi pada 15000C dibagian bawah dan 2000C diatas. Besi-oksida direduksi membentuk mineral
besi oleh CO. Besi lelehan terlarut 3 – 4 % karbon dan karbon dihasilakn membentuk besi tuang.
c. Distilasi logam dengan titik leleh rendah seperti raksa dan seng.
Merkuri adalah salah satu logam yang mudah dimurnikan dari bijihnya. Merkuri mudah
dimurnikan karena merkuri terdapat di alam sebagai senyawa sulfida yaitu sinabar (HgS), cukup
dengan memanaskan saja, senyawa ini mengurai langsung menjadi Hg(g) dan kemudian
mengembun menjadi Hg(i) .
7. Mengapa semua logam di alam berbentuk senyawa, kecuali logam yang sangat tidak reaktif yang disebut logam mulia ? (Nur Aliah A1C109001)Jawaban :
Keberadaan unsur-unsur kimia di alam sangat melipah. Sumber unsur-Unsur kimia terdapat di kerak bumi, dasar laut, dan atmosfer, baik dalam bentuk unsur bebas, senyawa ataupun campurannya. Unsur-unsur kimia yang terdapat di alam dalam bentuk unsur bebasnya (tidak bersenyawa dengan unsur lainnya), diantaranya logam platina (Pt), emas (Au), karbon (C), gas nitrogen (N2), oksigen (O2), dan gas-gas mulia. Adapun unsur-unsur lainnya ditemukan dalam bentuk bijih logam. Bijih logam merupakan campuran antara mineral yang mengandung unsur-unsur kimia dan pengotornya. Mineral-mineral tersebut berbentuk senyawa oksida, halida, fosfat, silikat, karbonat, sulfat, dan sulfida. Logam platina (Pt) dan emas (Au) disebut logam mulia. Sumber logam mulia dan mineral-mineral dapat ditemukan di kerak bumi, sedangkan sumber gas oksigen, nitrogen, dan gas mulia (kecuali He) terdapat di lapisan atmosfer.
Emas dan platina dapat ditemukan di alam dalam bentuk logam murniBercampur dengan zat-zat lainnya. Di Indonesia, tambang emas terdapat di Aceh, Lampung Selatan, Jawa Barat, Kalmantan Tengah, dan Bengkulu.Logam mulia tidak reaktif, dan sudah stabil jadi tidak perlu lagi membentuk senyawa untuk mencapai kestabilan, sehingga logam mulia terdapat dalam keadaan bebas di alam.
Bijih kadar rendah adalah jenis bijih yang kadar unsur yang diinginkan hanya sedikit. Misalnya batubara, pada umumnya dibedakan berdasarkan peringkat kualitasnya. Peringkat yang tertinggi adalah : Antrasit, disusul kemudian oleh Bituminus.
9. Seperti apa pembuatan logam dalam skala industry/pabrik ? (Edi Prihatin A1C10925)Jawaban :
Elektrolisa digunakan di dalam industri dan di dalam berbagai pemanfaatan seperti penyepuhan atau pelapisan atau elektroplating, sintesa atau pembuatan zat tertentu dan pemurnian logam.
Elektroplating atau penyepuhan merupakan proses pelapisan permukaan logam dengan logam lain. Misalnya tembaga dilapisi dengan emas dengan menggunakan elektrolit larutan emas (AuCl3).
Emas (anoda) : Au(s) → Au3+(aq) + 3e (oksidasi)
Tembaga (katoda) : Au3+(aq) + 3e → Au(s) (reduksi)
Dari persamaan reaksi tampak pada permukaan tembaga akan terjadi reaksi reduksi Au3+(aq) + 3e → Au(s). Dengan kata lain emas Au terbentuk pada permukaan tembaga dalam bentuk lapisan tipis. Ketebalan lapisan juga dapat diatur sesuai dangan lama proses reduksi. Semakin lama maka lapisan yang terbentuk semakin tebal.
Sintesa atau pembuatan senyawa basa, cara elektrolisa merupakan teknik yang handal. Misalnya pada pembuatan logam dari garam yaitu K, Na dan Ba dari senyawa KOH, NaOH, Ba(OH)2, hasil samping dari proses ini adalah terbentuknya serta pada pembuatan gas H2, O2, dan Cl2. Seperti reaksi yang telah kita bahas. Dalam skala industri, pembuatan Cl2 dan NaOH dilakukan dengan elektrolisis larutan NaCl dengan reaksi sebagai berikut:
Proses pemurnian logam juga mengandalkan proses elektrolisa. Proses pemurnian tembaga merupakan contoh yang menarik dan mudah dilaksanakan. Pemurnian ini menggunakan elektrolit yaitu CuSO4. Pada proses ini tembaga yang kotor dipergunakan sebagai anoda, dimana zat tersebut akan mengalami oksidasi, Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e
Reaksi oksidasi ini akan melarutkan tembaga menjadi Cu2+. Dilain pihak pada katoda terjadi reaksi reduksi Cu2+ menjadi tembaga murni. Mula-mula Cu2+berasal dari CuSO4, dan secara terus menerus digantikan oleh Cu2+ yang berasal dari pelarutan tembaga kotor. Proses reaksi redoks dalam elektrolisis larutan CuSO4 adalah :
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42 (aq)Ͳ
Katoda: Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
Anoda : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e
Pengotor tembaga umumnya terdiri dari perak, emas, dan platina. Oleh karena E0 unsur Ag, Pt dan Au > dari E0 Cu, maka ketiga logam tidak larut dan tetap berada di anoda biasanya berupa lumpur. Demikian juga jika pengotor berupa Fe atau Zn, unsur ini dapat larut namun cukup sulit tereduksi dibandingkan Cu, sehingga tidak mengganggu proses reduksi Cu.
10. Zat pengotor dalam logam mempunyai nilai ekonomis, maksud dan contohnya apa ? (Risa Hidayanti A1C109024)Jawaban :
Proses pemurnian tembaga merupakan contoh yang menarik dan mudah dilaksanakan. Pemurnian ini menggunakan elektrolit yaitu CuSO4. Pada proses ini tembaga yang kotor dipergunakan sebagai anoda, dimana zat tersebut akan mengalami oksidasi, Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e
Reaksi oksidasi ini akan melarutkan tembaga menjadi Cu2+. Dilain pihak pada katoda terjadi reaksi reduksi Cu2+ menjadi tembaga murni. Mula-mula Cu2+berasal dari CuSO4, dan secara terus menerus digantikan oleh Cu2+ yang berasal dari pelarutan tembaga kotor. Proses reaksi redoks dalam elektrolisis larutan CuSO4 adalah :
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42Ͳ(aq)
Katoda: Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
Anoda : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e
Pengotor tembaga umumnya terdiri dari perak, emas, dan platina. Oleh karena E0 unsur Ag, Pt dan Au > dari E0 Cu, maka ketiga logam tidak larut dan tetap berada di anoda biasanya berupa lumpur. Demikian juga jika pengotor berupa Fe atau Zn, unsur ini dapat larut namun cukup sulit tereduksi dibandingkan Cu, sehingga tidak mengganggu proses reduksi Cu.
Pengotor tembaga yang salah satunya terdiri dari emas dapat dimanfaatkan dan tentunya bernilai ekonomis.
11. Bagaimana cara menentukan kombinasi yang tepat agar proses hidrometalurgi optimal, yaitu suhu selama proses leaching, konsentrasi reaktan, ukuran partikel sampel, dan pH larutan ? (Ani Irawati A1C109009)
Secara harfiah hidrometalurgi dapat diartikan sebagai cara pengolahan logam dari batuan atau bijihnya dengan menggunakan pelarut berair (aqueous solution). Atau secara detilnya proses Hydrometalurgi adalah suatu proses atau suatu pekerjaan dalam metalurgy, dimana dilakukan pemakaian suatu zat kimia yang cair untuk dapat melarutkan suatu partikel tertentu.
Hidrometalurgi dapat juga diartikan sebagai proses ekstraksi metal dengan larutan reagen encer (< 1 gram/mol) dan pada suhu < 100o C. Reaksi kimia yang dipilih biasanya yang sangat selektif. Artinya hanya metal yang diinginkan saja yang akan bereaksi (larut) dan kemudian dipisahkan dari material yang tak diinginkan.
Peralatan yang dipergunakan adalah :
a. Electrolysis / electrolytic cell.b. Bejana pelindian (leaching box).
proses Hydrometalurgi adalah suatu proses atau suatu pekerjaan dalam metalurgy, . Suatu proses ekstraksi metal dengan memakai energi panas. Suhu yang dicapai ada yang hanya 50º - 250º C (proses Mond untuk pemurnian nikel), tetapi ada yang mencapai 2.000º C (proses pembuatan paduan baja).Untuk menentukan kombinasi yang tepat harus sesuai dengan logam yang akan diolah, membutuhkan suhu berapa dan factor lainnya agar pengolahannya berjalan optimal.
12. Riza Gustiaa. Apa yang dimaksud dengan partikel tungsten?b. Mengapa kobalt diperlukan untuk mengikat partikel tungsten?jawab:a. Dalam bahasa Swedia, tung sten : batu berat. Tungsten murni adalah logam yang berwarna
putih timah hingga abu-abu baja. Tungsten dalam sistemperiodik dilambangkan dengan W (wollfarm). Dalam keadaan tidak murni, tungsten rapuh dan membutuhkan kerja keras untuk bisa membentuknya. Tungsten memiliki titik cair tertinggi darisemua unsur logam, dan pada suhu 1650oC memiliki kekuatan regang tertinggi. Tungsten teroksidasi di udara dan harus dilindungi bila disimpan pada suhu yang meningkat. Pemuaian akibat panasnya hampir sama dengan kaca borosilikat, yang membuatnya berguna untuk segel dari kaca ke logam.http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/tungsten/
b. Tungsten telah banyak dikenal sebagai material penguat yang digunakan untuk meningkatkan nilai kekerasan dan ketahanan aus.Untuk membentuk struktur lapisan yang memiliki densitas (kerapatan) yang tinggi, material yang berfungsi sebagai pengikat partikel penguat berfasa padat diperlukan. Karakter serbuk partikel tersebut memiliki temperatur lebur yang lebih rendah daripada material penguat. Material pengikat yang digunakan dapat berupa kobalt, nikel, khrom, dan aluminium.
13. Mengapa logam tipe III kurang elektropositif dari tipe I dan II ? (Jan Harlen A1C109044)Jawaban :
Elektronegatifitas, kemampuan atom membentuk ion negatif karena kemudahannya
untuk mendapatkan elektron tambahan pada orbital elektron valensinya. Dalam
satu periode, makin ke kanan –jumlah elektron di kulit makin banyak maka
kecenderungan atom untuk mendapat elektron tambahan makin besar. Hal ini
adalah upaya untuk mencapai isoelektrik (bersifat elektrik sama) dengan golongan
gas mulia. Sehingga makin ke kanan elektronegativitas atom makin besar. Kebalikan
dengan ini adalah elektropositifitas dan energi ionisasi. Untuk atom sebelah kiri,
energi ionisasi (energi melepas elektron valensi agar menjadi ion positif) makin kecil
sehingga elektropositifitas atom makin besar.
Logam logam‐ golongan I A‐ ini sangat elektropositif dan bereaksi langsung dengan
sebagian besar unsur lain atau banyak persenyawaan dengan pemanasan. Dalam
golongannya, lithium biasanya paling kurang reaktif, sedangkan Cs yang paling reaktif. logam lithium bereaksi lambat dengan air pada 250C, meskipun cukup reaktif terhadap N2, pada suhu yang tinggi sampai 400oC,membentuk nitrida kristal berwarna merah rubi Li3N. Seperti Mg, Li juga dapat digunakan untuk menyerap gas N2, dalam pemanfaatan industri. Logam‐logam lainnya menunjukkan reaksi yang signifikan pada air.
Logam tipe I sangat elektropositif, logam tipe II kurang elektropositif dari logam tipe II dan logam tipe III kurang elektropositif dari logam tipe I dan tipe II.
3 Unsur Anorganik di Lingkungan “PDF”
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
Metalurgi ialah pemprosesan bahan mentah alam untuk memperoleh bahan mentah unsur dan
pengolahan selanjutnya untuk memperoleh / memproduksi logam dengan sifat-sifat yang
dikehendaki.
Metalurgi serbuk adalah suatu kegiatan yang mencakup pembuatan benda komersial, baik yang
jadi atau masih setengah jadi (disebut kompak mentah), dari serbuk logam melalui penekanan.
Logam didefinisikan sebagai unsur kimia yang mempunyai sifat konduktivitas panas, listrik yang
baik, buram dan jika dipoles hingga mengkilap akan menjadi reflektor/pemantul cahaya yang
baik.
Kecuali logam yang sangat tidak reaktif yang disebut logam mulia (Ag, Au, dan Pt), semua
logam dialam berbentuk senyawa, yang selalu bercampur dengan bahan-bahan yang tidak
dikehendaki.
Pengelolaan logam melibatkan tiga langkah utama, yaitu:
Pemekatan bijih
Ekstraksi logam dari bijih (reduksi kimia menjadi unsur)
Pemurnian
3.2 Saran
Demikianlah makalah yang kami susun. Mungkin dalam makalah ini masih terdapat kesalahan
maka dari itu kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan makalah ini
kedepannya. Semoga dapat bermanfaat bagi pembaca. Terima Kasih.
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Hiskia. 2001. Kimia Unsur dan Radiokimia. Bandung: PT. Citra Aditya Bakti
Cotton,dkk. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI-Press
Keenan, dkk. 1993. Ilmu Kimia untuk Universitas Jilid 2. Jakarta: Erlangga
Oxtoby,dkk. 2001. Kimia Modern Jilid II. Jakarta: Erlangga