PEMBUATAN DAN MANFAAT BEBERAPA UNSUR LOGAM DAN
SENYAWANYAPEMBUATAN DAN MANFAAT BEBERAPA UNSUR LOGAM DAN
SENYAWANYA1.NatriumDi antara logam alkali, natrium merupakan logam
yang paling banyak penggunaannya, baik sebagai unsur maupun sebagai
senyawanya. Seperti telah diketahui, senyawa logam alkali yang
sejenis mempunyai kemiripan sfat. Oleh karena senyawa natrium
paling murah maka paling banyak digunakan. Namun dalam hal-hal
tertentu, senyawa logam akali lain tidak dapat digantikan oleh
senyawa natrium. Misalnya, kalium klorida (KCl) untuk pupuk tidak
dapat diganti dengan natrium klorida (NaCl), karena tumbuhan
memerlukan unsur kalium, bukan natrium.Pada bagian berikut, akan
dibahas pembuatan natrium dan penggunaan natrium serta beberapa
senyawa natrium.a. Pembuatan NatriumNatrium dibuat dari
elektrolisis lelehan natrium klorida yang dicampur dengan kalsium
klorida (sel Downs). Kalsium klorida berguna untuk menurunkan titik
cair (dengan cara itu titik leleh dapat diturunkan dari 801C
menjadi sekitar 500C).b. Penggunaan Natrium dan Senyawa
NatriumNatriumDewasa ini, penggunaan yang semakin penting dari
natrium adalah sebagai cairan pendingin (coolant) pada reaktor
nuklir. Selain itu, karena merupakan reduktor kuat, natrium
digunakan pada pengolahan logam-logam tertentu seperti litium,
kalium, zirkonium dan logam alkali yang lebih berat. Natrium juga
digunakan untuk membuat senyawa natrium yang tidak dapat dibuat
dari natrium klorida, seperti natrium peroksida (Na2O2). Sedikit
natrium digunakan dalam lampu natrium yang banyak digunakan sebagai
penerangan jalan raya.Natrium klorida (NaCl)Senyawa natrium yang
paling banyak diproduksi adalah natrium klorida (NaCl). Natrium
klorida dibuat dari air laut atau dari garam batu. Kegunaan natrium
klorida antara lain sebagai bahan baku untuk membuat natrium,
klorin, dan senyawa-senyawa natrium seperti NaOH dan natrium
karbonat (Na2CO3); dalam industri susu; mengawetkan ikan dan
daging; mencairkan salju di jalan raya di Negara yang bermusim
dingin; regenerasi alat pelunak air; pengolahan kulit; serta
sebagai bumbu masak (garam dapur).Natrium hidroksida (NaOH)Natrium
hidroksida dihasilkan melalui elektrolisis larutan natrium klorida.
Natrium hidroksida digunakan terutama dalam industri sabun,
detergen, pulp, dan kertas, pengolahan bauksit untuk pembuatan
aluminium, tekstil, plastik, pemurnian minyak bumi, serta untuk
membuat senyawa natrium lainnya seperti natrium hipoklorit
(NaClO).Natrium karbonat (Na2CO3)Natrium karbonat berasal dari
sumber alam, yaitu trona, yang terdapat melimpah di Wyoming,
Amerika Serikat. Natrium karbonat dapat juga dibuat dari NaCl
menurut proses Solvay, dengan reaksi sebagai berikut.NaCl(aq) +
CO2(g) + NH3(aq) + H2O(l) NaHCO3(s) + NH4Cl(aq)Natrium hidrogen
karbonat (NaHCO3) yang terbentuk dipisahkan, kemudian dipanaskan
sehingga membentuk Na2CO3.2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +
CO2(g)Kegunaan utama dari natrium karbonat adalah untuk pembuatan
kaca (terutama kaca bejana). Selain itu untuk membuat bahan-bahan
kimia lainnya, industri pulp dan kertas, industri detergen, dan
bahan pelunak air.Natrium bikarbonat (NaHCO3)Natrium bikarbonat
terbentuk sebagai hasil antara pada proses Solvay. Natrium
bikarbonat disebut jugasoda kue. Jika adonan yang mengandung
natrium bikarbonat dipanggang, senyawa itu akan terurai membebaskan
CO2yang memekarkan adonan sehingga menjadi empuk karena adanya
rongga-rongga gas di dalamnya.Baking powderadalah campuran serbuk
natrium bikarbonat dengan suatu zat yang bersifat asam, seperti
kalium hidrogen tartrat (KHC4H4O6). Campuran bahan itu tidak
bereaksi dalam keadaan kering, tetapi sekali bubuk itu berada dalam
adonan, keduanya akan bereaksi dan menghasilkan gas karbon dioksida
yang memekarkan adonan.
2.Magnesiuma.Pembuatan MagnesiumDi antara logam alkali tanah,
magnesium paling banyak diproduksi. Sama seperti pembuatan natrium,
pembuatan magnesium juga dilakukan melalui elektrolisis lelehan
garam kloridanya.Dalam industri,magnesium dibuat dari air laut
melalui tahap-tahap sebagai berikut. Mula-mula air laut dicampur
dengan kapur (CaO) sehingga magnesium mengendap sebagai magnesium
hidroksida (Mg(OH)2).CaO(s) + H2O(l) 2Ca2+(aq) + 2OH-(aq)Mg2+(aq) +
2OH-(aq) Mg(OH)2(s)Adapun CaO dibuat dari batu kapur atau kulit
kerang melalui pemanasan.CaCO3(s) CaO(s) +CO2(g)Endapan magnesium
hidroksida yang terbentuk, disaring kemudian direaksikan dengan
larutan asam klorida pekat.Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) +
2H2O(l)Selanjutnya, larutan diuapkan sehingga diperoleh kristal
magnesium klorida (Mg Cl2). Kristal itu kemudian dicairkan dan
dielektrolisis.MgCl2(l) Mg2+(l) + 2Cl-(l)Katode: Mg2+(l) +2e
Mg(l)Anode : 2Cl-(l) Cl2(g) + 2eb.Penggunaan MagnesiumKegunaan
utama magnesium adalah untuk membuat logam-campur. Paduan magnesium
dengan aluminium yang disebutmagnalium, merupakan logam yang kuat
tetapi ringan, resisten terhadap asam maupun basa, serta tahan
korosi. Paduan itu digunakan untuk membuat komponen pesawat
terbang, rudal, bak truk, serta berbagai peralatan lainnya. Oleh
karena merupakan reduktor kuat, sedikit magnesium digunakan pada
pengolahan logam tertentu. Pembakaran magnesium menghasilkan cahaya
yang sangat terang, sehingga unsur itu digunakan untuk membuat
kembang api.
3.Aluminiuma.Pembuatan AluminiumMeskipun aluminium tergolong
melimpah d kulit bumi, mineral yang dapat dijadikan sumber
komersial aluminium hanya bauksit. Bauksit mengandung aluminium
sebagai aluminium oksida (Al2O3). Pengolahan aluminium dari bauksit
ini berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama adalah pemurnian
bauksit sehingga diperoleh aluminium oksida murni (alumina). Tahap
kedua adalah peleburan (reduksi) alumina.Pengolahan aluminium
oksida dari bauksit didasarkan pada sifat amfoter dari oksida
aluminium itu. Pengotor utama dalam bauksit biasanya terdiri atas
SiO2, Fe2O3, dan TiO2. Apabila bauksit dilarutkan dalam larutan
natrium hidroksida, maka aluminium oksida akan larut sedangkan
pengotornya tidak.Al2O3(s) +2NaOH(aq) +3H2O(l)
2NaAl(OH)4(aq)Pengotor dipisahkan dengan penyaringan. Selanjutnya,
aluminium diendapkan dari filtrate dengan mengalirkan gas karbon
dioksida dan pengenceran.2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) 2Al(OH)3(s)
+Na2CO3(aq) +H2O(l)Endapan aluminium hidroksida disaring,
dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh aluminium oksida
murni (alumina).Selanjutnya pada tahap kedua, reduksi aluminium
oksida dilakukan melalui elektrolisis menurut prosesHall-Heroult.
Metode elektrolisis itu ditemukan secara terpisah tetapi hamper
bersamaan pada tahun 1886 oleh dua orang peneliti muda,
yaituCharles M.Haltdi Amerika Serikat danPaul Heroultdi Perancis.
Kita ingat bahwa aluminium oksida mempunyai titik leleh yang sangat
tinggi, yaitu lebih dari 2000C. Oleh karena itu, elektrolisis
lelehan aluminium oksida murni tidak ekonomis. Dalam proses
Hall-Heroult, aluminium oksida dilarutkan dalam lelehan kriolit
(Na3AlF6) dalam bejana dari baja berlapis grafit yang sekaligus
berfungsi sebagai katode. Dengan cara itu, elektrolisis dapat
dilangsungkan pada suhu 950C. Sebagai anode digunakan batang
grafit. Elektrolisis menghasilkan aluminium di katode, sedangkan di
anode terbentuk gas oksigen dan karbon dioksida. Sebenarnya reaksi
elektrolisis ini berlangsung rumit dan belum sepenuhnya dipahami,
tetapi dengan mengacu pada hasil akhirnya dapat dituliskan sebagai
berikut.
Al2O3(l) 2Al3+(l) + 3O2-(l)Katode: Al3+(l) + 3e Al(l)Anode:
2O2-(l) O2(g) +4eC(s) + 2O2-(l) CO2(g) + 4e
Jadi selama elektrolisis, anode terus menerus dihabiskan. Untuk
memproduksi 1 kg aluminium, rata-rata dihabiskan 0,44 kg anode
karbon.
b.Penggunaan Aluminium dan Senyawanya1.AluminiumAluminium
memiliki banyak kegunaan. Penggunaan aluminium didasarkan pada
beberapa sifatnya yang khas, yaitu:Ringan (massa jenis 2,7 g
cm-3),Tahan karat,Mudah dibentuk,Dapat dipadu dengan logam lain,
danTidak beracun.Berikut ini diberikan beberapa contoh penggunaan
aluminium.1.Sektor industri otomotif: untuk membuat bak truk dan
komponen kendaraan bermotor lainnya, untuk membuat badan pesawat
terbang.2.Sektor pembangunan perumahan: untuk kusen dan
jendela.3.Sektor industri dan makanan: aluminium foil dan kaleng
aluminium untuk kemasan berbagai jenis produk makanan dan
minuman.4.Sektor lainnya: untuk kabel listrik, perabotan rumah
tangga, dan barang kerajinan.5.Membuat termit, yaitu campuran
serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida. Termit digunakan
untuk mengelas baja di tempat, misalnya untuk menyambung rel kereta
api. Campuran itu bereaksi sangat eksoterm sehingga panas yang
dihasilkan dapat melelehkan baja, sementara besi yang terbentuk
akan menyambung baja yang dilas.Persamaan reaksinya adalah:2Al
+Fe2O3 Al2O3+ 2Fe2.Aluminium sulfat [Al2(SO4)3]Aluminium sulfat
yang digunakan pada pengolahan air minum, yaitu untuk mempercepat
koagulasi lumpur koloidal.
4.Besia.Pembuatan BesiBesi diolah dari bijihnya dalam suatu
tungku yang disebuttanur tiup(blast furnace). Tanur tiup berbentuk
silinder raksasa dengan tinggi 30 m atau lebih dan diameter bagian
tengah sekitar 8 m.Bahan yang digunakan pada pengolahan besi,
selain bijih besi adalah kokas (C) dan batu kapur (CaCO3). Kokas
berfungsi sebagai reduktor, sedangkan batu kapur berfungsi
sebagaifluks, yaitu bahan yang akan bereaksi dengan pengotor dalam
bijih besi dan memisahkan pengotor itu dalam bentuk cairan kental
yang disebutterak(slag). Komposisi bahan-bahan tersebut bergantung
pada pengotor dalam bijih besi. Bijih besi mengandung pengotor,
baik yang bersifat basa seperti CaO, MgO, dan MnO. Akan tetapi,
biasanya pengotor yang bersifat asam lebih banyak, sehingga perlu
ditambahkan fluks yang bersifat basa, yaitu CaCO3.Proses/reaksi
yang terjadi pada pengolahan besi scara garis besar sebagai
berikut. Bijih besi, kokas, dan batu kapur diumpankan dari puncak
tanur, sementara dari bagian bawah ditiupkan udara panas. Kokas
terbakar pada bagian bawah tanur dengan membebaskan kalor, sehingga
suhu di daerah itu dapat mencapai 2000C.C(s) + O2(g) CO2(g) +
kalorKetika bergerak naik, gas CO2yang baru terbentuk itu bereaksi
lagi dengan kokas yang bergerak turun membentuk CO.CO2(g) + C(s)
2CO(g)Gas CO inilah yang akan mereduksi bijih besi secara
bertahap.(+3) (+3/+2) (+2) (0)Fe2O3 Fe3O4 FeO FeTahap 1 : 3Fe2O3+CO
2Fe3O4+ CO2Tahap 2 : Fe3O4+CO 3FeO + CO2Tahap 3 : FeO + CO Fe +
CO2Reaksi totalnya dapat dituliskan sebagai berikut.Fe2O3(s) +
3CO(g) 2Fe(l) + 3CO2(g)
Oleh karena suhu tanur sangat tinggi, besi yang terbentuk berupa
lelehan. Reaksi pembentukan terak yang menghilangkan pengotor
berlangsung sebagai berikut.CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
(800-900C)CaO(s) + SiO2(s) CaSiO3(l) (1200C)3CaO(s) + P2O5(g)
Ca3(PO4)2(l) (1200C)Besi yang dihasilkan dari tanur tiup
disebutbesi gubal(pig iron) atau besi kasar, mengandung kira-kira
95% besi, 3-4% karbon, dan sisanya pengotor lain seperti Mn, Si,
dan P. Besi gubal bersifat keras tetapi rapuh. Pada umumnya,
sebagian besar besi gubal langsung diproses untuk membuat baja.
Sebagian lain dapat dialirkan ke dalam cetakan sehingga
diperolehbesi tuang(cast iron). Besi tempa diperoleh dari besi
gubal dengan mengurangi kadar karbon. Besi tempa lebih lunak dan
tidak rapuh.b.Penggunaan BesiBesi adalah logam yang paling luas dan
paling banyak penggunaannya, yaitu sekitar 14 kali total penggunaan
semua logam lainnya. Hal tersebut disebabkan tiga alasan
berikut.1.Bijih besi relatif melimpah dan tersebar di berbagai
penjuru dunia.2.Pengolahan besi relatif mudah dan
murah.3.Sifat-sifat besi mudah dimodifikasi.Kegunaan utama dari
besi adalah untuk membuat baja. Baja adalah istilah yang digunakan
untuk semua logam campur (aliase) dari besi. Jenis baja sangat
beragam, sehingga penggunaannya sanagt luas, mulai dari mainan
anak-anak, perkakas dapur, industri kendaraan, konstruksi bangunan,
jembatan, rel kereta api, dan sebagainya. Salah satu contoh baja
yag paling terkenal adalah baja tahan karat (stainless steels),
yang merupakan paduan besi dengan kromium (14-18%) dan nikel
(7-9%). Baja tahan karat digunakan untuk membuat perkakas seperti
gunting, obeng, dan kunci; perkakas dapur seperti sendok, dan
panic; dan sebagainya.
c.Pembuatan BajaLogam-logam campur dari besi disebutbaja.
Perubahan yang harus dilakukan pada pembuatan baja dari besi gubal,
yaitu:1.Menurunkan kadar karbon dari 3-4% menjadi
0-1,5%,2.Menghilangkan pengotor seperti Si, Mn, dan P,3.Menambahkan
logam-logam campur seperti Ni dan Cr, sesuai dengan jenis baja yang
akan dibuat.Teknologi pembuatan baja secara murah dan cepat
ditemukan olehHenry Bessemerdari Inggris pada tahun 1856. Setelah
itu, terjadi perkembangan pesat. Pada tahun 1860, dikembangkan
tungku terbuka (open hearth furnance) olehWilliam Siemens, juga
dari Inggris. Kini, kebanyakan baja dibuat dengan tungku oksigen
(basic oxygen process).Tungku oksigen adalah silinder baja raksasa
dengan pelapis yang bersifat basa pada bagian dalamnya. Tungku ini
berkapasitas sekitar 200 ton besi cair, 80 ton besi bekas, dan 18
ton kapur (CaO) sebagai fluks. Ke dalam campuran yang berupa cairan
yang sangat panas ini ditiupkan oksigen murni melalui pipa
berpendingin. Gas oksigen akan mengoksidasikan karbon menjadi
karbon monoksida (CO), sedangkan pengotor lainnya dipisahkan ke
dalam terak. Proses pembuatan baja dengan tungku oksigen hanya
memerlukan waktu sekitar 22 menit.Beberapa jenis baja diberikan
pada Tabel 3.18.NamaKomposisiSifat KhasPenggunaan
Baja mangan10-18% MnKeras, kuat, dan awetRel kereta api, lapis
baja kendaraan perang, mesin penghancur batu
Baja silikon1-5% SiKeras, kuat, sifat magnetnya kuatMagnet
Durion12-15% SiTahan karat, tahan asamPipa, ketel, kondensor dan
lain-lain
Invar36% NiKoefisien mulai rendahAlat pengukur (meteran)
Baja kromium-vanadium1-10% Cr0,15 VKuat, tahan terhadap
tekanan/bebanAs kendaraan
Baja tahan karat14-18% Cr7-9% NiTahan karatAlat-alat pemotong,
perkakas dapur, alat-alat lain
5.Tembagaa.Pembuatan TembagaBijih tembaga yang terpenting
adalahkalkopirit(CuFeS2). Sebenarnya tembaga mudah direduksi. Akan
tetapi, adanya besi dalam bijih tembaga membuat proses pengolahan
tembaga menjadi relatif sulit.Pengolahan tembaga melalui beberapa
tahap, yaitu flotasi, pemanggangan, peleburan, pengubahan, dan
elektrolisis.Pada umumnya, bijih tembaga hanya mengandung 0,5% Cu.
Melalui pengapungan dapat diperoleh bijih pekat yang mengandung
20-40% Cu. Bijih pekat itu kemudian dipanggang untuk mengubah besi
sulfide menjadi besi oksida, sedangkan tembaga tetap berupa
sulfida.4CuFeS2+ 9O2 2Cu2S + 2Fe2O3+ 6SO2Bijih yang sudah melalui
pemanggangan kemudian dilebur sehingga bahan tersebut mencair dan
terpisah menjadi dua lapisan. Lapisan bawah disebut copper
matteyang mengandung Cu2S dan besi cair, sedangkan lapisan atas
merupakan terak silikat yang antara lain mengandung FeSiO3.
Selanjutnya,copper mattedipindahkan ke dalam tungku lain dan
ditiupkan udara sehingga terjadi reaksi redoks yang menghasilkan
tembaga lepuh (blister copper).2Cu2S + 3O2 2Cu2O + 2SO2Cu2S + Cu2O
2Cu + SO2Tembaga lepuh adalah tembaga yang mengandung gelembung gas
SO2beku. Tembaga lepuh mengandung 98-99% Cu dengan berbagai jenis
pengotor seperti besi, zink, perak, emas, dan platina.Pemurnian
tembaga dilakukan dengan elektrolisis. Tembaga lepuh digunakan
sebagai anode, sedangkan tembaga murni digunakan sebagai katodenya.
Elektrolit yang digunakan adalah larutan CuSO4. Selama
elektrolisis, Cu dipindahkan dari anode ke katode.Dengan
menggunakan potensial tertentu, bahan pengotor dapat
terpisah.b.Penggunaan TembagaTembaga adalah logam yang berwarna
kuning merah dan tergolong logam yang kurang aktif. Dalam udara
lembab, tembaga terkorosi secara perlahan-lahan. Mula-mula warnanya
menjadi cokelat karena terbentuknya lapisan tipis CuO atau CuS.
Lama kelamaan menjadi berwarna hijau karena terbentuknya tembaga
karbonat basa, Cu2(OH)2CO3. Hal seperti itu sering terlihat pada
patung atau barang kerajinan yang terbuat dari tembaga atau
perunggu.
Penggunaan utama tembaga adalah untuk kabel listrik. Selain itu,
tembaga digunakan untuk membuat paduan logam seperti perunggu (Cu +
Sn) dan kuningan (Cu + Zn). Perunggu banyak digunakan untuk
perhiasan, senjata (seperti pisau dan tombak), lonceng, dan alat
musik. Perunggu berwarna kuning cerah seperti emas, sehingga banyak
digunakan untuk perhiasan.6.Timah, Kromium, dan EmasTimah adalah
logam yang relatif lunak, berwarna putih perak dan tahan karat.
Timah terutama digunakan untuk membuat kaleng kemasan, seperti
untuk roti, susu, cat, dan buah. Kegunaan lain dari timah adalah
untuk membuat logam campur, misalnya perunggu (paduan timah,
tembaga, dan zink) dan solder (paduan timah dan timbel).Kromium
adalah logam yang sangat mengkilap, keras dan tahan karat. Lebih
dari separo produksi kromium digunakan dalam industri logam dan
sekitar seperti lainnya sebagai refraktori terutama karena
mempunyai titik leleh yang tinggi (1875C) dan koefisien muai yang
tidak terlalu besar.Dalam industri logam, kromium terutama
digunakan untuk membuat paduan (aliase) dengan besi, nikel, dan
kobalt. Penambahan kromium memberikan kekuatan dan kekerasan serta
sifat tahan karat pada paduan logam. Baja tahan karat(stainless
steel)mengandung sekitar 14% kromium. Oleh karena kekerasannya,
paduan kromium dengan kobalt dan tungsten (wolfram) digunakan untuk
membuat mesin potong. Kromium digunakan dalam membuat berbagai
macam pernik kendaraan bermotor karena sangat mengkilap.Emas
tergolong logam mulia, berwarna kuning mengkilap, tahan karat,
mudah ditempa dan dapat diukur. Pada umumnya, emas ditemukan
sebagai unsur bebas. Emas mempunyai massa jenis yang relatif besar,
sehingga pemisahannya dilakukan dengan mengayak. Butiran emas dapat
dipisahkan dengan menggunakan raksa. Emas selanjutnya dapat
dipisahkan dengan pemanasan sehingga raksa menguap dan dapat
digunakan kembali.Pertanyaan :
1.Apakah natrium dapat dibuat dari elektrolisis larutan NaCl?
Jelaskan!2.Sebutkan kegunaan utama dari:a.Natrium,b.Natrium
klorida,c.Natrium hidroksida,d.Natrium karbonat,e.Natrium
bikarbonat.3.Tulislah semua reaksi yang terjadi pada pengolahan
magnesium dari air laut hingga diperoleh logam magnesium!4.Sebutkan
kegunaan utama logam magnesium.5.Jelaskan proses pemurnian
bauksit!6.Apa fungsi kriolit pada pengolahan aluminium?
7.Mengapa aluminium tidak dibuat dari:
a.Elektrolisis lelehan aluminium klorida?b.Elektrolisis larutan
aluminium sulfat?8.Sebutkan 3 hal yang menyebabkan pengolahan
aluminium boros energi!9.Sebutkan kegunaan utama logam
aluminium!10.Mengapa aluminium banyak digunakan dalam
industri?11.Jelaskan fungsi batu kapur dan kokas pada pengolahan
besi dengan tanur tiup!12.Tuliskan reaksi-reaksi yang terjadi pada
bijih besi sehingga menjadi besi gubal!13.Tuliskan reaksi
pembentukan terak!14.Sebutkan kegunaan utama besi!15.Sebutkan
prinsip pengubahan besi gubal menjadi baja!16.Sebutkan komposisi
baja tahan karat!17.Sebutkan keungulan baja tahan
karat!18.Pengolahan tembaga melalui tahap-tahap;
flotasi-pemanggangan-peleburan-elektrolisis.Sebutkan perubahan yang
terjadi pada masing-masing tahap tersebut.19.Mengapa tembaga banyak
digunakan sebagai kabel listrik?20.Sebutkanlah beberapa penggunaan
dari kuningan!21.Sebutkan penggunaan utama logam timah!22.Sebutkan
penggunaan utama dari kromium!23.Untuk tujuan
apachromplatingdilakukan?24.Mengapa emas tahan karat?25.Sebutkan
kegunaan utama dari emas!26.Penambangan emas sering menyebabkan
pencemaran air karena limbah merkuri.Apa fungsi merkuri pada
penambangan emas?UNSUR NONLOGAM DAN
SENYAWANYAA.AMONIAAmoniaadalahsenyawa kimiadenganrumusNH3. Biasanya
senyawa ini didapati berupagasdengan bau tajam yang khas
(disebutbau amonia). Walaupun amonia memiliki sumbangan penting
bagi keberadaannutrisidibumi, amonia sendiri adalah
senyawakaustikdan dapat merusak kesehatan.Administrasi Keselamatan
dan Kesehatan PekerjaanAmerika Serikatmemberikan batas 15 menit
bagi kontak dengan amonia dalam gasberkonsentrasi35ppmvolum, atau 8
jam untuk 25 ppm volum.[5]Kontak dengan gas amonia berkonsentrasi
tinggi dapat menyebabkan kerusakanparu-parudan
bahkankematian.[5]Sekalipun amonia di AS diatur sebagai gas tak
mudah terbakar, amonia masih digolongkan sebagai bahanberacunjika
terhirup, dan pengangkutan amonia berjumlah lebih besar dari 3.500
galon (13,248 L) harus disertai surat izin.[6]Amonia yang digunakan
secara komersial dinamakanamonia anhidrat. Istilah ini menunjukkan
tidak adanya air pada bahan tersebut. Karena amonia mendidih di
suhu -33C, cairan amonia harus disimpan dalamtekanantinggi
atautemperaturamat rendah. Walaupun begitu,kalor penguapannyaamat
tinggi sehingga dapat ditangani dengantabung reaksibiasa di
dalamsungkup asap. "Amonia rumah" atauamonium hidroksidaadalah
larutan NH3dalam air. Konsentrasi larutan tersebut diukur dalam
satuanbaum. Produk larutan komersial amonia berkonsentrasi tinggi
biasanya memiliki konsentrasi 26 derajat baum (sekitar 30 persen
berat amonia pada 15.5C).[7]Amonia yang berada di rumah biasanya
memiliki konsentrasi 5 hingga 10 persen berat amonia.Amonia umumnya
bersifatbasa(pKb=4.75), namun dapat juga bertindak sebagai asam
yang amatlemah(pKa=9.25).
Amonia
Umum
Nama sistematisAmoniaAzana[1]
Nama lainHidrogen nitridaspiritus
HartshornNitrosilVaporol[2]
Rumus molekulNH3
Massa molar17.0306g/mol[1]
PenampilanGas tak berwarnaberbau tajam
Nomor CAS[7664-41-7]
Sifat-sifat
Massa jenisandfase0.6942g/L, gas.[3]
Kelarutandalamair89.9 g/100mlpada 0 C.
Titik lebur-77.73C (195.42K)
Temperatur autosulutan651C
Titik didih-33.34C (239.81 K)
Keasaman(pKa)9.25
Kebasaan(pKb)4.75
Struktur
Bentuk molekulpiramida segitiga
Momen dipol1.42D
Sudut ikatan107.5
Bahaya
Bahaya utamaberbahaya,kaustik,korosif
NFPA 704130
Flash pointTidak ada[4]
Pernyataan
R/SR:R10,R23,R34,R50S:(S1/2),S16,S36/37/39,S45,S61
AngkaRTECSBO0875000
Senyawa berhubungan
Ion lainAmonium(NH4+)hidroksida(NH4OH)klorida(NH4Cl)
Senyawa lainHidrazinAsam hidrazoatHidroksilaminakloroamina
1. Pembuatan AmoniaAmoniadibuat dari gas Nitrogen dan hydrogen
menurut proses Haber-Bosch. N2(g) +3H2(G) 2NH3(g) Reaksi
dilangsungkan pada suhu sekitar 550 Cdan tekanan tinggi (sekitar
3300atm). Dilaboratorium,ammonia dapat dibuat dari reaksi garam
ammonium,seperti NH4Cl atau (NH4)Cl(s)2SO4.dengan basa
kuat,separtiNa(OH)2.Contoh;2NH4Cl(s) +Ca(OH)2(s)
CaCl2+2NH3(g)+2H2O(l)
2. Penggunaan Amonia1.Membuat pupu,mislnya urea {CO(NH2)2},dan
ZA {(NH4)2SO4.}2.Untuk membuat senyawa nitrogen yang lain,seperti
asam nitrat (HNO),ammonium klorida.3.Untuk membuat hidrazin,
N2H4.hidrazin sebagai bahan baker roket.
3. Efek yang ditimbulkan AmmoniaKontak dengan gas amonia
berkonsentrasi tinggi dapat menyebabkan kerusakanparu-parudan
bahkankematian. Jadi kehadiran bahan ini dalam air minum adalah
menyangkut perubahan fisik dari pada air tersebut yang akan
mempengaruhi penerimaan masyarakat, standar kualitas air minum dari
Dep. Kes. R.I. tidak memperbolehkanammonia terdapat dalam air.
B.KARBON DAN SENYAWA KARBONKarbon(c)merupakan unsure yang sangat
lazim ,dalam sehari-sehari yang kita mengenal beberapa bentuk
karbon yaitu: Arang, grafit,dan intan.Bentuk yang berbeda ari
unsure yang sama dengan istilahaltropi. perbedaan sifat di antara
bentuk alotropi tersebut terjadi karena perbedaan
strukturnys.Kelimpahan karbon di bumi hanya sekitar 0,08%.Sekitar
50%dari karbon tersebut terdapat karbonat,misalnya kalsium karvon
(CaCO3).
a)IntanIntan merupakan zat padat yang bening berkilauan dan
merupan zat yang paling keras.setiap atom karbon dalam berada di
pusat suat tetrahedron dan terikat secara kovalen kepada 4 atom
karbon lainnya yang berada di sudut tetrahedron tersebutpenggunaan
intan sesuai dengan sifatnya yang keras dan berkilap,intan bubukan
di gunakan di gunakan membuat amples untuk memoles benda yang
sangat keras,seperti than karat.Intan buatan dibuat dari grafik
melalui pemanasan pada sushu sekitar 3.3000C dan tekanan 125.000
atm.
Strukturnya disebut struktur intan (Gambar 4.5). Sel satuan
intan terdiri atas 8 atom karbon dan setiap atom karbon
berkoordinasi 4 berbentuk tetrahedral. Intan adalah zat terkeras
yang dikenal, dengan kekerasan 10 Mhos. Intan dengan hantaran panas
sangat tinggi walaupun secara listrik bersifat insulator. Walaupun
dulunya sumber padatan yang berharga ini hanya yang terbentuk
secara alami, intan industrial kini secara komersial banyak
dihasilkan dengan proses pada suhu tinggi (1200 C atau lebih
tinggi) dan tekanan tinggi (5 GPa atau lebih) dari grafit dengan
katalis logam.
b)GrafitGrafit mempunyai struktur yang berbeda lapisan ,dalam
satu lapisan setiap lapisan atom karbon terikat secara kopalen
kepada 3 atom karbon lainnya,dalam suatu susunan berbentuk
heksakonal.Jadi,setiap lapisan adalah satu molekul raksasa. Ikatan
anntar lapisan jauh lebih lemah jika di bandingkan dengan ikatan
antaratom dalam satu lapisan.
Penggunaan grafik terutama berdasarkan sifatnya yang licin dan
kemampuan menghantar listrik.Beberapa penggunaan grafik sebagai
berikut :1.Sebagai anoda dalam batu baterai dan dalam berbagai
proses industri yang menggunakan elektrolisis, misalnya pada
peleburan aluminium.2.Grafik di campur dengan tanah liat untuk
membuat pensil,dan bahan kosmetik.3.Bahan pulumas
c)Kabon monoksida(Co)Karbon monoksida (Co)lebih di kenal karena
sifatnya yang beracun dari pada kegunaannya.Gas ini dapat berikat
denga haemoglobin dalam darah sehingga menghalangi fungsi utama
darah sebagai pengakut oksigen.Gas CO tidak berwarna, tidak
berbau,dan tidak berasa.Karbon monoksida di udara berasa dari
pembakaran tak sempurna dalammesin kendaraan bermotor dan
industri.Udara bersih praktis mengandung CO.Berikut ini di berikan
beberapa penggunaan CO1.Sebagai reduktor pada pengolahan
berbagaijenis logam misalnya be4si.2.Sebagai bahan baku untuk
membuat methanol.3.Merupakan komponen dari berbagai jenis bahan
baker gas,seperti gas air dan gas kokas.
d)Karbon dioksida (CO2)Berbeda dengan CO,Gas CO2tidak
beracun.Akan tetapi ,jika kadarnya terlalu besar (10-20%).dapat
membuat orang pingsan dan merusak system pernapasanKarbon dioksida
terdapat di udara dengan kadar sekitar 0,035%.juga dalam air.karbon
dioksida lebih mudah larut dalam air laut karena air laut seikit
bersifat basa,sedangkan CO2bersifat asam.Beberapa penggunaan
komersial karbon dioksida adalah sebagai berikut.1.Karbon dioksida
padat yang di sebutes kering(dry ice)di gunakan sebagai
pendingin,(Karbon dioksida cair hanya terdapat padatekanan lebih
besar dari 5,3 atm).2.Untuk memadamkan kebakaran.Tabung pemadaman
kebakaran berisi CO2cair dengan tekanan sekitar 60 atm.3.Untuk
membuat minuman ringan (soft drink).Minumanseperti air
soda,limun,dan lain-lain, mengandung CO2yang memberi rasa
menyegarkan.
C.NITROGEN DARI SENYAWA NITROGEN
a.NitrogenGas nitrogen tidak berwarna, tidak berbau,dan tidak
berasa.Nitrogen mengebun , pada -195,80C dan membeku pada -2100C.
Nitrogen tergolong unsur yang sukar bereaksi dan hanya bereaksi
pada suhu tinggi dengan bantuan katalis.NitrogenatauZat lemasadalah
sebuahunsur kimiadalamtabel periodikyang memiliki lambangNdannomor
atom7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa
rasa dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat
sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Dinamakan zat
lemas karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan
unsur lainnya.Nitrogen adalah 78,08% persen dariatmosfir Bumidan
terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak
senyawa penting sepertiasam amino,amoniak,
1)Sifat-sifat MenonjolNitrogen adalah zat non logam, dengan
elektronegatifitas 3.0. Mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya.
Oleh karena itu trivalen dalam sebagian besar senyawa. Nitrogen
mengembun pada suhu 77K (-196oC) pada tekanan atmosfir dan membeku
pada suhu 63K (-210oC).
2)SenyawaHidridautama nitrogen ialahamonia(NH3)
walaupunhidrazina(N2H4) juga banyak ditemukan. Amonia
bersifatbasadan terlarutsebagian
dalamairmembentukionammonium(NH4+). Amonia cair sebenarnya
sedikitamfiprotikdan membentuk ion ammonium danamida(NH2-);
keduanya dikenal sebagai garam amida dannitrida(N3-), tetapi
terurai dalam air. Gugus bebas amonia dengan atom hidrogen tunggal
atau ganda dinamakanamina. Rantai, cincin atau struktur hidrida
nitrogen yang lebih besar juga diketahui tetapi tak stabil.
3)Nitrogen dalam perindustrianPeranan nitrogen dalam
perindustrian relatif besar danindustriyang
menggunakanunsurdasarnitrogensebagaibahan bakuutamanya disebut pula
sebagai industri nitrogen. Nitrogen yang berasal dari udara
merupakan komponen utama dalam pembuatanpupukdan telah banyak
membantu intensifikasi produksi bahan makanan di seluruh dunia.
Pengembangan proses fiksasi nitrogen telah berhasil memperjelas
berbagai asas proses kimia dan proses tekanan tinggi serta telah
menyumbang banyak perkembangan di bidangteknik kimia.Sebelum adanya
proses fiksasi (pengikatan) nitrogen secara sintetik, sumber utama
nitogen untuk keperluan pertanian hanyalah bahan limbah dan kotoran
hewan, hasil dekomposisi dari bahan-bahan tersebut serta amonium
sulfat yang didapatkan dari hasil sampingan
pembuatankokasdaribatubara. Bahan-bahan seperti ini tidak mudah
ditangani belum lagi jumlahnya yang tidak mencukupi semua kebutuhan
yang diperlukan.
4)Pembuatan nitrogen
Dalam industri,nitrogen diproleh dari udara,,prosesnya
berlangsung dalam dua tahap yaitu;1. Pencairan udara,dan2.
Distilasi bertingkat udara cairan.Pencairan udara dilakukan setelah
melalui penyaringan,udara dikompresi ini menyebabkan suhu pada
udara meningkat proses dilanjutkan .Pada tahap air dan karbon
dioksida sudah membeku dan dapat dipisahkan.1.Sebagai besar
produksi nitrogen digunakan untuk membut ammonia (NH3)2.Oleh karma
sifatnya yang kurang resaktip, nitrogen digunakan untuk membuat
atmosfer inert.3.Nitrogen juga digunakan sebagai atmosfer inert
dalam makan kemasan untuk memperpanjang masa penggunaan.4.Nitrogen
cair digunakan sebagai pendingin untuk menciptakan suhu sangat
rendah.
b.Amonia Sintetik
1)Penggunaan dan ekonomiAmonia kualitas komersial meliputi
NH3cair murni dan yang larut dalam air dengan konsentrasi 28%NH3.
Transportasi bahan ini sebagian besar memakai tangki silinder dan
sebagian lagi ada yang langsung disalurkan melaluipipa. Belakangan
ini pemakaian pipa mulai berkembang pesat, terutama dari pusat
produksi ke pusat distribusi yang keseluruhan panjangnya bisa
mencapai 1.000 Km.
2)Reaksi dan keseimbangan2N2(g) + 3H2(g) ==> 2NH3(g). Karena
molekul produk amonia mempunyai volum yang lebih kecil dari jumlah
volum reaktan maka keseimbangan akan bertambah ke arah amonia
dengan peningkatan tekanan. Peningkatan suhu reaksi menyebabkan
memberikan efek yang sebaliknya terhadap keseimbangan karena reaksi
bersifateksotermis,namun memberikan efek positif terhadaplaju
reaksi. Maka dari itu perlu dihitung suhu optimal agar menghasilkan
keuntungan yang maksimum.
3)Laju dan katalis reaksiAgar peralatan dapat dibuat sekompak
mungkin, maka perlu dipikirkan pemberian katalis agar laju reaksi
dapat berjalan dengan cepat karena reaksi hidrogen dan nitrogen
berjalan sangat lambat.Banyak jenis katalis yang digunakan secara
komersial di berbagai pabrik, namun yang umum digunakan
adalahkatalis besidengan tambahan banyakpromotorsepertioksida
aluminium,zirkonium,silikondengan konsentrasi 3% atauoksida
kaliumsekitar 1%.
4)Prosedur pembuatanPembuatan amonia terdiri dari enam
tahap1.Pembuatan gas-gas pereaksi2.Pemurnian3.Kompresi4.Reaksi
katalitik5.Pengumpulan amonia yang terbentuk6.ResirkulasiBiaya
pembuatan amonia sangat tergantung pada tekanan yang digunakan,
suhu dan katalis selain bahan yang digunakan.
c.Amonium nitratAmonium nitrat atau dengan sebutan NH4NH3
(ammonium nitrate) dapat dibuat dengan amonia dan asam nitrat
sebagai bahan bakunya. proses pembuatan amonium nitrat pun ada
beberapa macam antara lain: 1. Proses Prilling 2. Proses
Kristalisasi, dan 3. Proses Stengel atau Granulasi. Dari ke-tiga
tahap tersebut, adalah proses kristalisasilah yang paling mudah;
prosesnya; bahan baku amonia dan asam nitrat masuk ke reaktor
dengan bentuk fasenya adalah amonia masih berupa gas dan asam
nitrat telah berupa fase liquid. dari reaktor semua bahan baku
tersebut di lanjutkan ke evaporator lalu dikristalizer dan akhirnya
di separator dan jadilah amonium nitrat.
PENUTUP
A.KesimpulanUnsur Nonlogam adalah kelompok unsur kimia yang
bersifat elektronegatif, yaitu lebih mudah menarik elektron valensi
dari atom lain dari pada melepaskannya. Yang termasuk dalam
nonlogam adalah halogen, gas mulia, dan 7 unsur berikut: hidrogen
(H), karbon (C), nitrogen (N), oksigen (O), fosfor (P), belerang
(S), dan selenium (Se).Sebagian besar nonlogam ditemukan pada
bagian atas tabel periodik, kecuali hidrogen yang terletak pada
bagian kiri atas bersama logam alkali. Tidak seperti logam yang
merupakan konduktor listrik, nonlogam biasanya bersifat insulator
atau semikonduktor. Nonlogam dapat membentuk ikatan ion dengan
menarik elektron dari logam, atau ikatan kovalen dengan nonlogam
lainnya. Oksida nonlogam bersifat asam.
B.Saran-SaranAdapun saran penulis melalui karya tulis ini adalah
bahwa sejalan dengan dengan kemajuan industri dan teknologi,
kebutuhan manusia akan sarana yang memadai makin bertambah. Salah
satu sarana itu ialah bahan kimia,baik berupa unsur, senyawa
ataupum campuran.Kita telah mengetahui bahwa terdapat 92 jenis
unsur di alam. Kebanyakan dari unsur tersebut terdapat sebagai
persenyawaan. Hanya unsur-unsur yang kurang reaktif saja yang belum
ditemukan dalam keadaan bebas. Tetapi, berkat kemajuan iptek kita
telah dapat membebaskan unsur-unsur daripersenyawaan. Oleh karena
kita sebagai pelajar cobalah untuk lebih mengenali dan
mempelajarinya dengan kesinambungan belajar yang giat dan
tekun.