MAKALAH KIMIA DASAR I PROFIL TIMAH DAN TEMBAGA

Oleh :Donald Silitonga (112 123)

KEMENTRIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI JURUSAN TEEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS PALANGKARAYA2015 BAB I Timah

A. Pengertian Timah

Timah adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Sn (bahasa Latin: stannum) dan nomor atom 50. Unsur ini merupakan logam miskin keperakan, dapat ditempa (malleable), tidak mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak aloy, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat. Timah diperoleh terutama dari mineral cassiterite yang terbentuk sebagai oksida.

Timah adalah logam berwarna putih keperakan, dengan kekerasan yang rendah, berat jenis 7,3 g/cm3, serta mempunyai sifat konduktivitas panas dan listrik yang tinggi. Dalam keadaan normal (13 1600C), logam ini bersifat mengkilap dan mudah dibentuk.

B. Proses Pembentukan Dan Keterdapatannya TimahProses pembentukan bijih timah berasal dari magma cair yang mengandung kasiterit (SnO2). Intrusi batuan granit kepermukaan menyebabkan fase pneumatolitic yang menghasilkan mineral-mineral bijih diantaranya bijih timah. Mineral ini terakumulasi dan terasosiasi dalam batuan granit ataupun batuan lain yang diterobos membentuk vein-vein bijih timah primer. Sesuai dengan namanya, endapan timah sekunder terdiri dari mineral-mineral bijih kasiterit yang telah tertransportasi jauh dari sumbernya (endapan timah primer). Biasanya bijih kasiterit ini terbawa oleh arus sungai menuju muara sungai hingga lepas pantai dan terakumulasi disana. Karenanya banyak dilakukan kegiatan penambangan bijih timah sekunder pada daerah muara sungai dan lepas pantai. Hal ini dilakukan dengan harapan akan diperoleh bijh timah dalam jumlah besar.1. Endapan Timah PrimerEndapan timah primer terbentuk dari proses pneumatolitis. Pada proses ini mineral timah ditransfortasi dari magma chamber sebagai gas Tinchloride (SnCL4) atau Tin-flouride (SnF4) yang kemudian bereaksi dengan air membentuk Tin-oxide (SnO2 ) atau kasiterit dan asam klorida atau asam flourida seperti reaksi sebagai berikut :SnCL4(g) + 2H2O(l) -------------------- SnO2(s) + HCL(g)SnF4(g) + 2H2O(l) ---------------------- SnO2 (s) + 4HF(g)Dari reaksi di atas dapat dilihat bahwa pada proses ini akan terbentuk kasiterit sebagai padatan dan asam chloride atau asam fluoride sebagai gas.

2. Endapan Timah Sekunder Endapan timah sekunder termasuk salah satu jenis endapan placer yang mempunyai nilai ekonomis. Endapan timah sekunder terbentuk oleh proses pelapukan, erosi, transportasi Berdasarkan tempat atau lokasi pengendapannya, endapan bijih timah sekunder dapat diklasifikasikan sebagai berikut :a. Endapan ElluvialEndapan elluvial adalah endapan bijih timah yang terjadi akibat pelapukan secara intensif. Proses ini diikuti dengan disintegrasi batuan samping dan perpindahan mineral kasiterit (Sn02) secara vertikal sehingga terjadi konsentrasi residual.Ciri-ciri endapan elluvial adalah sebagai berikut : Terdapat dekat sekali dengan sumbernya Tersebar pada batuan sedimen atau batuan granit yang telah lapuk Ukuran butir agak besar dan angularb. Endapan KollovialEndapan bijih timah yang terjadi akibat peluncuran hasil pelapukan endapan bijih timah primer pada suatu lereng dan terhenti pada suatu gradien yang agak mendatar diikuiti dengan pemilahan.Ciri-cirinya : Butiran agak besar dengan sudut runcing Biasanya terletak pada lereng suatu lembah

c. Endapan AlluvialEndapan bijih yang terjadi akibat proses transportasi sungai, dimana mineral berat dengan ukuran butiran yang lebih besar diendapkan dekat dengan sumbernya. Sedangkan mineral-mineral yang berukuran lebih kecil diendapkan jauh dari sumbernya.Ciri-cirinya : Terdapat di daerah lembah Mempunyai bentuk butiran yang membundard. Endapan MiencanEndapan bijih timah yang terjadi akibat pengendapan yang selektif secara berulang-ulang pada lapisan tertentu.Ciri-cirinya : Endapan berbentuk lensa-lensa Bentuk butiran halus dan bundare. Endapan DisseminatedEndapan bijih timah yang terjadi akibat transportasi oleh air hujan. Jarak transportasi sangat jauh sehingga menyebabkan penyebaran yang luas tetapi tidak teratur.Ciri-cirinya : Tersebar luas, tetapi bentuk dan ukurannya tidak teratur Ukuran butir halus karena jarak transportasi jauh Terdapat pada lapisan pasir atau lempungC. Sifat Timah Sifat timah yaitu sebagai berikut :a. Timah termasuk golongan IV A dan mempunyai bilangan oksidasi +2 dan +4.b. Timah merupakan logam lunak, fleksibel, dan warnanya abu-abu metalik.c. Timah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhadap korosi disebabkan terbentuknya lapisan oksida timah yang menghambat proses oksidasi lebih jauh. Timah tahan terhadap korosi air distilasi dan air laut, akan tetapi dapat diserang oleh asam kuat, basa, dan garam asam. Proses oksidasi dipercepat dengan meningkatnya kandungan oksigen dalam larutan.d. Jika timah dipanaskan dengan adanya udara maka akan terbentuk SnO2.e. Timah ada dalam dua alotrop yaitu timah alfa dan beta. Timah alfa biasa disebut timah abu-abu dan stabil dibawah suhu 13,2 C dengan struktur ikatan kovalen seperti diamond. Sedangkan timah beta berwarna putih dan bersifat logam, stabil pada suhu tinggi, dan bersifat sebagai konduktor.f. Timah larut dalam HCl, HNO3, H2SO4, dan beberapa pelarut organic seperti asam asetat asam oksalat dan asam sitrat. Timah juga larut dalam basa kuat seperti NaOH dan KOH.g. Timah umumnya memiliki bilangan oksidasi +2 dan +4. Timah (II) cenderung memiliki sifat logam dan mudah diperoleh dari pelarutan Sn dalam HCl pekat panas.h. Timah bereaksi dengan klorin secara langsung membentuk Sn(IV) klorida.i. Hidrida timah yang stabil hanya SnH4.Sifat Kimia Timaha)Bobot atom : 118.710 sma berat jenis : 7,3 g/cm3 Jari-jari atom : 145 (145) pm Jari-jari kovalen : 141 pm Jari-jari van der Waals : 217 pm Konfigurasi elektron : [Kr]4d10 5s2 5p2 Elektron per tingkat energi : 2, 8, 18, 18, 4 Bilangan oksidasi : 4,2, -4 Nomor atom : 50 Nomor massa : 118,71 Elektronegatifitas : 1,96 (skala pauli)

b)Energi Ionisasi Energi ionisasi 1 : 708,6 kJ/mol Energi ionisasi 2 : 1411,8 kJ/mol Energi ionisasi 3 : 2943,0 kJ/mol Jari-jari atom : 140 pm Jari-jari ikatan kovalen: 139 pm

c)Jari-jari van der waals : 217 pm Struktur kristal : tetragonal (Sn putih) kubik diamond (Sn abu-abu)

d)Konduktifitas termal : 66,8 W/mK Timah merupakan logam lunah, fleksibel, dan warnanya abu-abu metalik. Timah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhadap korosi disebabkan terbentuknya lapisan oksida timah yang menghambat proses oksidasi lebih jauh. Timah tahan terhadap korosi air distilasi dan air laut, akan tetapi dapat diserang oleh asam kuat, basa, dan garam asam. Proses oksidasi dipercepat dengan meningkatnya kandungan oksigen dalam larutan. Jika timah dipanaskan dengan adanya udara maka akan terbentuk SnO2. Timah ada dalam dua alotrop yaitu timah alfa dan beta. Timah alfa biasa disebut timah abu-abu dan stabil dibawah suhu 13,2 C dengan struktur ikatan kovalen seperti diamond. Sedangkan timah beta berwarna putih dan bersifat logam, stabil pada suhu tinggi, dan bersifat sebagai konduktor. Timah larut dalam HCl, HNO3, H2SO4, dan beberapa pelarut organic seperti asam asetat asam oksalat dan asam sitrat. Timah juga larut dalam basa kuat seperti NaOH dan KOH. Timah umumnya memiliki bilangan oksidasi +2 dan +4. Timah (II) cenderung memiliki sifat logam dan mudah diperoleh dari pelarutan Sn dalam HCl pekat panas. Timah bereaksi dengan klorin secara langsung membentuk Sn(IV) klorida. Hidrida timah yang stabil hanya SnH4.Sifat Fisika TimahKeadaan benda : Padat Titik lebur : 505.08 K (449.47 F) Titik didih : 2875 K (4716 F) Densitas : 7,365 g/cm3 (Sn putih) 5,769 g/cm3 (Sn abu-abu) Volume molar : 16.29 10-6 m3/mol Kalor penguapan : 295.8 kJ/mol Kalor peleburan : 7.029 kJ/mol Kalor jenis : 27,112 J/molK Panas fusi : 7,03 kJ/mol Tekanan uap : 5.78 E-21 Pa at 505 K Kecepatan suara : 2500 m/s pada 293.15 K Kekuatan tariknya rendah, sekitar 2000 psi Modulus Youngnya adalah 5,9-7,8 x 10^6 psi Kekuatan Mohs 1,8 atau Brinell 5,0 (1000 kg, 10 mm)

BAB IITembaga A. Pengertian Tembaga

Tembagaadalah suatuunsur kimiadalamtabel periodikyang memiliki lambangCu, berasal daribahasa LatinCuprumdannomor atom29. Bernomor massa 63,54, merupakanunsur logam, dengan warna kemerahan.Tembaga merupakan konduktorpanasdanlistrikyang baik. Selain ituunsurini memilikikorosiyang cepat sekali.

Tembaga murni sifatnya halus dan lunak, dengan permukaan berwarna jingga kemerahan. Tembaga mempunyai kekonduksian elektrik dan kekonduksian haba yang tinggi (diantara semua logam-logam tulen dalam suhu bilik, hanya perak mempunyai kekonduksian elektrik yang lebih tinggi daripadanya). Apabila dioksidakan, tembaga adalah besi lemah. Tembaga memiliki ciri warna kemerahan, hal itu disebabkan struktur jalurnya, yaitu memantulkan cahaya merah dan jingga serta menyerap frekuensi-frekuensi lain dalam spektrum tampak.

B. Genesa TembagaGenesa endapan bijih tembaga secara garis besar dapat dibagi 2 (dua) kelompok, yaitu genesa primer dan genesa sekunder.1.Genesa PrimerLogam tembaga, proses genesanya berada dalam lingkungan magmatik, yaitu suatu proses yang berhubungan langsung dengan intrusi magma. Bila magma mengkristal maka terbentuklah batuan beku atau produk-produk lain. Produk lain itu dapat berupa mineral-mineral yang merupakan hasil suatu konsentrasi dari sejumlah elemen-elemen minor yang terdapat dalam cairan sisa.Pada keadaan tertentu magma dapat naik ke permukaan bumi melalui rekahan-rekahan (bagian lemah dari batuan) membentuk terowongan (intrusi). Ketika mendekati permukaan bumii, tekanan magma berkurang yang menyebabkan bahan volatile terlepas dan temperatur yang turun menyebabkan bahan non volatile akan terinjeksi ke permukaan lemah dari batuan samping (country rock) sehingga akan terbentuk pegmatite dan hidrotermal.Endapan pegmatitesering dijumpai berhubungan dengan batuan plutonik tapi umumnya granit yang kaya akan unsur alkali, aluminium, kuarsa dan beberapa muskovit dan biotit.Endapan hidrotermalmerupakan endapan yang terbentuk dari proses pembentukan endapan pegmatite lebih lanjut, dimana larutan bertambah dingin dan encer. Cirri khas endapan hidrotermal adalah urat yang mengandung sulfida yang terbentuk karena adanya pengisian rekahan (fracture) atau celah pada batuan semula.rendah, tersebar relatif merata dengan jumlah cadangan yang besar. Endapan bahan galian ini erat hubungannya dengan intrusi batuanComplex Subvolcanic Calcalineyang bertekstur porfitik. Pada umumnya berkomposisi granodioritik, sebagian terdeferensiasi ke batuan granitik dan monzonit. Bijih tersebar dalam bentuk urat-urat sangat halus yang membentukmeshed networksehingga derajat mineralisasinya merupakan fungsi dari derajat retakan yang terdapat pada batuan induknya (hosted rock). Mineralisasi bijih sulfidanya menunjukkan perkembangan yang sesuai dengan pola ubahan hidrotermal.Zona pengayaan pada endapan tembaga porfiri: Zona pelindian. Zona oksidasi. Zona pengayaan sekunder. Zona primer.Reaksi yang terjadi pada proses pengayaan tersebut adalah :5FeS2+ 14Cu2++ 14SO42-+ 12H2O 7Cu2S + 5Fe2++ 2H++ 17SO42-Sifat susunan mineral bijih endapan tembaga porfiri adalah: - Mineral utama terdiri : pirit, kalkopirit dan bornit. - Mineral ikutan terdiri : magnetit, hematite, ilmenit, rutil, enrgit, kubanit, kasiterit, kuebnit dan emas. - Mineral sekunder terdiri : hematite, kovelit, kalkosit, digenit dan tembaga natif.Akibat dari pembentukannya yang bersal dari intrusi hidrotermal maka mineralisasi bijih tembaga porfiri berasosiasi dengan batuan metamorf kontak seperti kuarsit, marmer dan skarn.

2.Genesa SekunderDalam pembahasan mineral yang mengalami proses sekunder terutama akan ditinjau proses ubahan (alteration) yang terjadi padamineral-mineral urat (vein). Mineral sulfida yang terdapat di alam mudah sekali mengalami perubahan. Mineral yang mengalami oksidasi dan berubah menjadi mineral sulfida kebanyakan mempunyai sifat larut dalam air. Akhirnya didapatkan suatu massa yang berongga terdiri dari kuarsa berkarat yang disebut Gossan (penudung besi). Sedangkan material logam yang terlarut akan mengendap kembali pada kedalaman yang lebih besar dan menimbulkan zona pengayaan sekunder.Pada zona diantara permukaan tanah dan muka air tanah berlangsung sirkulasi udara dan air yang aktif, akibatnya sulfida-sulfida akan teroksidasi menjadi sulfat-sulfat dan logam-logam dibawa serta dalam bentuk larutan, kecuali unsur besi. Larutan mengandung logam tidak berpindah jauh sebelum proses pengendapan berlangsung. Karbon dioksit akan mengendapkan unsur Cu sebagai malakit dan azurit. Disamping itu akan terbentuk mineral lain seperti kuprit, gunative, hemimorfit dan angelesit. Sehingga terkonsentrasi kandungan logam dan kandungan kaya bijih.Apabila larutan mengandung logam terus bergerak ke bawah sampai zona air tanah maka akan terjadi suatu proses perubahan dari proses oksidasi menjadi proses reduksi, karena bahan air tanah pada umumnya kekurangan oksigen. Dengan demikian terbentuklah suatu zona pengayaan sekunder yang dikontrol oleh afinitas bermacam logam sulfida.Logam tembaga mempunyai afinitas yang kuat terhadap belerang, dimana larutan mengandung tembaga (Cu) akan membentuk seperti pirit dan kalkopirit yang kemudian menghasilkan sulfida-sulfida sekunder yang sangat kaya dengan kandungan mineral kovelit dan kalkosit. Dengan cara seperti ini terbentuk zona pengayaan sekunder yang mengandung konsentrasi tembaga berkadar tinggi bila dibanding bijih primer.

C. Sifat Timah Sifat fisika Tembaga merupakan logam yang berwarna kuning seperti emas kuning dan keras bila tidak murni. Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat. Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak. Titik leleh : 1.0830C, titik didih : 2.3010C Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3

Sifat Kimia1. 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 H2SO4encer. 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.2Cu (s) + 2H+(aq) a Cu+(aq) + H22Cu+(aq) + 4Cl(aq) 2 CuCl2(aq)Sifat lain1. Asam nitrat encer dan pekat dapat menyerang tembaga.Cu (s) + HNO3(encer) 3Cu(NO3)2(aq) + 4H2O (l) + 2NO (g)Cu (s) +4HNO3(pekat) Cu(NO3)2(aq) + 2H2O (l) + 2NO2(g)2. Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh adanya udara membentuk larutan yang berwarna biru dari kompleks Cu(NH3)4+.3. 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.4. Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang harus dilapisi lagi dengan Nikel atau Khrom. Pada prinsipnya ini merupakan proses pengendapan logam secara elektrokimia,digunakan listrik arus searah (DC). Jenis elektrolit yang digunakan adalah tipe alkali dan tipe asam.D. Kegunaan TembagaKegunaan tembaga, antara lain:1. Merupakan penghantar panas dan listrik yang sangat baik, maka banyak digunakan pada alat-alat listrik.2. Sebagai perhiasan, campuran antara tembaga dan emas.3. Sebagai bahan pembuat uang logam.4. Sebagai bahan pembuat logam lain, seperti kuningan (campuran antara tembaga dan seng), perunggu (campuran antara tembaga dan timah), monel, dan alniko.5. CuSO4dalam air berwarna biru, banyak digunakan sebagai zat warna.6. Campuran CuSO4dan Ca(OH)2, disebut bubur boderiux banyak digunakan untuk mematikan serangga atau hama tanaman, pencegah jamur pada sayur dan buah.7. CuCl2, digunakan untuk menghilangkan kandungan belerang pada pengolahan minyak.8. Cu(OH)2yang larut dalam larutan NH4OHmembentuk ion kompleks cupri tetramin (dikenal sebagai larutan schweitser), digunakan untuk melarutkan selulosa pada pembuatan rayon (sutera buatan).

Daftar Pustaka

http://thisan04.blogspot.co.id/2013/11/genesa-timah.html http://moslemchemistry.blogspot.com/2011/04/besi.html http://rimayantisihite.blogspot.com/2011/03/timah.html http://miner-padang.blogspot.co.id/2011/12/genesa-endapan-bijih-tembaga.html https://afiffadilaeni.wordpress.com/2012/12/27/kharakteristik-atom-tembaga-cu/