BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Golongan VIII B dalam sistem periodik terdiri atas unsur yang terbagi atas 3 sub.

Golongan secara vertikal yang disebut triad transisi. Dalam sistem periodik modern,

ketiga triad transisi ini diberi masing-masing penggolongan baru yaitu no. 8, 9, dan

10.Namun kecenderungan sifat terutama sifat kimia mereka secara horizontal lebih

banyak memiliki kemiripan dibanding sifatnya secara vertikal.Sehingga sering

dikelompokan kembali dalam 3 kelompok mendatar yang masing-masing beranggotakan

3 unsur.Besi, kobalt, dan nikel dan elemen yang terkandung horizontal dalam kelompok

transisi VIII B. Unsur-unsur ini cenderung memiliki sifat yang sama sehingga mereka

dapat mencampur dan membentuk paduan.

Disini akan dibahas tentang sejarah, kelimpahan, isolasi, properti, kegunaan besi,

kobalt dan nikel paduan dan senyawa yaitu oksida; metallates; sulfida, selenides dan

tellurides; halida dan okso halida; dan kompleks.

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Bagaimana Sejarah Penemuan Besi, Kobalt, dan Nikel?

1.2.2 Bagaimana Kelimpahan Unsur Besi, Kobalt, dan Nikel di alam?

1.2.3 Bagaimana Cara Mengisolasi Besi, Kobalt, dan Nikel?

1.2.4 Bagaimana Sifat Atom dan Sifat Unsur Besi, Kobalt, dan Nikel?

1.2.5 Apa Saja Kegunaan Besi, Kobalt, dan Nikel?

1.2.6 Bagaimana Alloy (Paduan) Besi, Kobalt dan Nikel?

1.2.7 Bagaimana Oksida dan Kalkogenida dari Besi?

1.2.8 Bagaimana Oksida dan Oksohalida dari Besi?

1.2.9 Bagaimana Senyawa Kompleks dari Besi?

1.2.10 Bagaimana Oksida dan Kalkogenida dari Kobalt?

1.2.11 Bagaimana Halida dan Oksohalida dari Kobalt?

1.2.12 Bagaimana Senyawa Kompleks dari Kobalt?

1.2.13 Bagaimana Oksida dan Kalkogenida dari Nikel?

1

1.2.14 Bagaimana Halida dan Oksohalida dari Nikel?

1.2.15 Bagaimana Senyawa Kompleks dari Nikel

1.3 Tujuan

1.3.1 Mengetahui Sejarah Penemuan Besi, Kobalt, dan Nikel

1.3.2 Mengetahui Kelimpahan unsur Besi, Kobalt, dan Nikel di alam

1.3.3 Mengetahui Cara mengisolasi Besi, Kobal, dan Nikel

1.3.4 Mengetahui Sifat Atom dan Sifat Unsur Besi, Kobalt, dan Nikel

1.3.5 Mengetahui Kegunaan Besi, Kobalt, dan Nikel

1.3.6 Mengetahui Alloy (Paduan) Besi, Kobalt dan Nikel

1.3.7 Mengetahui Oksida dan Kalkogenida dari Besi

1.3.8 Mengetahui Oksida dan Oksohalida dari Besi

1.3.9 Mengetahui Senyawa Kompleks dari Besi

1.3.10 Mengetahui Oksida dan Kalkogenida dari Kobalt

1.3.11 Mengetahui Halida dan Oksohalida dari Kobalt

1.3.12 Mengetahui Senyawa Kompleks dari Kobalt

1.3.13 Mengetahui Oksida dan Kalkogenida dari Nikel

1.3.14 Mengetahui Halida dan Oksohalida dari Nikel

1.3.15 Mengetahui Senyawa Kompleks dari Nikel

1.4 Manfaat

1.4.1 Mengetahui Informasi Tentang Sejarah Penemuan Besi, Kobalt, dan

Nikel

1.4.2 Mengetahui Informasi Tentang Kelimpahan Unsur Besi, Kobalt, dan

Nikel di Alam

1.4.3 Mengatahui Informasi Tentang Cara Mengisolasi Besi, Kobal, dan Nikel

1.4.4 Mengetahui Informasi Tentang Sifat Atom dan Sifat Unsur Besi, Kobalt,

dan Nikel

1.4.5 Mengetahui Informasi Tentang Kegunaan Besi, kobalt, dan Nikel

1.4.6 Mengetahui Informasi Tentang Alloy (Paduan) Besi, Kobalt dan Nikel

1.4.7 Mengetahui Informasi Tentang Oksida dan Kalkogenida dari Besi

1.4.8 Mengetahui Informasi Tentang Oksida dan Oksohalida dari Besi

1.4.9 Mengetahui Informasi Tentang Senyawa Kompleks dari Besi

1.4.10 Mengetahui Informasi Tentang Oksida Dan Kalkogenida dari Kobalt

2

1.4.11 Mengetahui Informasi Tentang Halida dan Oksohalida dari Kobalt

1.4.12 Mengetahui Informasi Tentang Senyawa Kompleks dari Kobalt

1.4.13 Mengetahui Informasi Tentang Oksida dan Kalkogenida dari Nikel

1.4.14 Mengetahui Informasi Tentanghalida dan Oksohalida dari Nikel

1.4.15 Mengetahui Informasi Tentang Senyawa Kompleks dari Nikel

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Sejarah

Tanda-tanda pertama kegunaan besi datangnya dari Sumeria dan Mesir, di mana

sekitar 4000 SM, benda kecil, seperti mata lembing dan perhiasan, dihasilkan dari besi yang

didapati dari meteor dan kemudian sampel diproduksi dengan mereduksi bijih besi dengan

arang,tidak dibuat karena suhu yang memadai tidak dapat dicapai tanpa menggunakan

beberapa cara berikut. Sebaliknya, bahan spon yang dihasilkan dari reduksi pada suhu rendah

akandibentuk penempan yang lama. Besi pertama kali dilebur oleh orang Het di Asia.

Kemungkinan kecil pada abad ketiga sebelum masehi tetapi nilai dari proses itu begitu besar

yang rahasianya dijaga dengan hati-hati dan dengan jatuhnya kerajaan Het sekitar 1200 SM

menyebabkan pengetahuan itu menghilang dan "Zaman Besi" dimulai . Nama "besi" adalah

Anglo Saxon berasal (iren, lih Jerman Eisen). Simbol adalah Fe dan kata-kata seperti "besi"

berasal dari bahasa Latin zat besi, zat besi.

Logam kobalt baru mulai digunakan pada abad 20, namun bijih kobalt sesungguhnya

telah digunakan ribuan tahun sebagaipewarna biru pada gelas maupun sebagai perkakas

dapur. Sumber warna biru pada kobalt dikenali pertama kali oleh G. Brandt (ahli kimia

Swedia) pada tahin 1735 yang mengisolasi logam tak murni yang diberi namacobalt rex.

Pada tahun 1780, T.O. Bergman menunjukan bahwa cobalt rex adalah unsur baru yang

kemudian diberi nama turunan dari kata kobolt (bahasa Jerman) yang artinya globin atau roh

hantu.

Logam paduan nikel telah dikenal di Cina lebih dari 2000 tahun yang lalu, dan

penambang-penambang Saxon telah terbiasa dengan bijih kemerahan NiAs yang secara

sekilas mirip dengan Cu2O. Para penambang tersebut tidak mampu mengektrak “tembaga”

dari bijihnya dan memberi nama kupfernikel, artinya tembaganya pak tua Nick. Pada tahun

`1751, A.F. Consteds mengisolasi logam tak murni dari bijih ynag berasaldari Swedia, dan

mengidentifikasinya dengan komponen logam kupfenikel sebagai logam baru dengan nama

nikel. Akhirnya pada tahun 1804, J.B. Richter berhasil mengisolasi logam nikel dengan hasil

yang lebih murni dan mengidentifikasi sifat-sifatnya.

4

2.2 Kelimpahan di alam dan distribusi

Dalam batuan kerak bumi, logam besi dapat ditemukan sekitar 6,2% atau 62000 ppm,

itu adalah logam yang berlimpah. Besi juga banyak terdistribusi sebagai oksida dan karbonat,

yang terpenting yaitu hematit (Fe2O3), magnetit (Fe3O4), limonit (~2Fe2O3.3H2O), dan siderite

(FeCO3).Pirit besi (FeS2) juga umum dijumpai, tetapi tidak digunakan sebagai sumber

ekstraksi besi karena sulitnya menghilangkan belerang.Distribusi besi dipengaruhi oleh

pelapukan.Terlepas dari sufida dan silikatnya ada dalam bentuk FeSO4 dan Fe

(HCO3).Dalam larutan, senyawa tersebut dioksidasi dengan cepat, dan bahkan kondisi sedikit

basa menyebabkan pengendapan besi (III) oksida.Karena ketersediaan mereka, produksi bijih

besi terbatas pada orang-orang dari kelas tertinggi dalam operasi raksasa.

Sebagian besar batu dan tanah kita mengandung zat besi.Isotop besi terutama

digunakan dalam penelitian gizi, dengan Fe-57 dan Fe-58 sebagai isotop Fe yang sering

digunakan.Kajiannya termasuk kekurangan zat besi oleh remaja manusia, kondisiuntuk

penyerapan zat besi yang efektif, penekanan anemia dan control genetik.Isotop Fe-54

digunakan untukmemproduksi Fe-55 yang radioaktif yang digunakan sebagai detektor

penangkap elektron dan fluoresensi sinar-X.Fe-56 dapat digunakan untuk produksi Co-55

radioaktif yang digunakan sebagai agen pendeteksi tumor di bleomycin.

Kobalt murni tidak ditemukan di alam, tetapi senyawa kobalt yang umum.Dalam

jumlah kecil banyak ditemukan di sebagian besar batuan, tanah, tumbuhan dan hewan. Ini

adalah ke-33 elemen yang paling melimpah dan ditemukan di berbagai macam media,

termasuk udara, permukaan air, air lindi dari tempat berbahaya limbah, air tanah, tanah, dan

sedimen. Terdapat banyak bijih logam yang mengandung kobalt (mineral kobalt), diantaranya

yang dikomersilkan yaitu Kobaltite (CoAsS), Smaltite (CoAs2) dan Linneaite

(CO3S2).Persenyawaan kobalt yang terdapat di alam selalu ditemukan dengan bijih logam

nikel, terkadang juga bersamaan dengan bijih tembaga serta bijih timbal. Negara – negara

yang secara komersil memproduksi logam murni kobalt dari mineralnya di alam antara lain :

Zaire ((32,5%), Zambia(16%), Australia (11%), USSR (10%) dan kanada (9%).

Cobalt terdapat di alam kira- kira 0, 002% dari kerak bumi.Tidak seperti tetangganya

dalam tabel periodik, besi, nikel, dan tembaga, kobalt tidak tersebar di alam.Rata-rata

kelimpah di kerak bumi yaitu 25 bagian per juta (ppm); dalam batuan yang sangat basa, di

mana kobalt yang paling umum, konsentrasi rata-rata adalah 110 ppm. Cobalt mineral dapat

dikumpulkan akibat berbagai proses geologi untuk menghasilkan bijih logam yang bisa

diolah kira-kira 1.000-2.000 ppm. Isotop kobalt-60 (60Co) adalah isotop buatanyang

5

digunakan sebagai sumber sinarᵞ (radiasi energi tinggi berguna untuk sterilisasi dalam

pengobatan dan makanan).

Nikel adalah logam terbanyak ketujuh dari logam transisi dan kedua puluh dua

terbanyak di kerak bumi yang paling melimpah di kerak bumi yaitu sekitar 99 ppm.Jenis bijih

nikel terpenting dan bernilai ekonomis yang sudah diproduksi secara komersial adalah bijih

nikel sulfide dan bijih nikel oksida. Contoh bijih nikel sulfide yang biasa diolah adalah

pentlandite (Ni,Fe)9S8, dan pyhrhotite (Fe7S8).Bijih nikel yang penting dalam perdagangan ada

dua tipe yaitu:

1. Laterit, yang merupakan bijih oksida-silikat seperti gamerit, (Ni,

Mg)6Si4O10(OH)8, dan nikeliferoslimonit, (Fe,Ni)O(OH).nH2O,

2. Sulfide seperti pentladit, (Ni,Fe)9S8 yang tercampuri tembaga dan kobalt hingga

bijih mengandung ~ 1,5 % Ni.

2.3 Isolasi Logam

Suatu kepentingan yang tidak wajar untuk membuat besi di dalam laboratorium

sebagaimana yang ada di pasaran.Besi murni dalam jumlah sedikit bisa di dapatkan melalui

pemurnian bijih besi dengan karbon monoksida. Intermediet dalamproses ini adalah besi

pentakarbonil, Fe(CO)5. Karbonil tersebut akan terurai pada pemanasan hingga suhu 250oC

membentuk bubuk besi yang murni.

Fe+ CO Fe(CO)5 (250oC) Fe+5CO

Fe(CO)5adalah kompleks volatile yang dengan mudah dipisahkan dari reaksi dan

meningggalkan pengotor dalam wadah reaksi. Cara lain untuk menghasilkan sedikit sampel

dari besi murni dengan mereduksi besi oksida, Fe2O3 dengan Hidrogen, H2.

Hampir semua besi yang diproduksi secara komersial digunakan dalam industri baja

dan digunakan sebagai tungku pembakaran. Sebagian besar buku kimia menyajikan proses di

dalam tungku, yang intinya Fe2O3 direduksi dengan karbon walaupun sebenarnya pereduksi

di dalamtungku adalah CO.

2Fe2O3 + 3C 4Fe+3CO2

Proses ini adalah salah satu proses yang paling banyak digunakan dalam industry. Kobalt

murni dihasilkan ketika hidroksida dan natrium hipoklorit (NaOCl) mengalami reaksi sebagai

berikut:

6

2CO2+(aq) + NOCl(aq) + 4OH-

(aq)+ H2O 2Co(OH)3(s)+NaCl(aq)

Co(OH)3yang terbentuk dipanaskan untuk menjadi oksidanya, lalu ditambahkan

karbon untuk membentuk logam murninya.

Co(OH) heated Co2O3 + H2O

Co2O3 + 3C 4Co(s) + 3CO(g)

Kobalt juga didapat dengan memananaskan kobaltit untuk menghasilkan kobalt

oksida.Senyawa tersebut kemudian dipanaskan dengan aluminium untuk memisahkan kobalt

murni. Reaksinya sebagai berikut:

CoAsS+ FeS Δ, O2 FeS+CoS+Fe2O3+Na3AsO4 O2 Co3O4 +Fe2O3+SiO2+Na3AsO4

Co3O4 (Al) Co metal

Produksi nikel cukup kompleks dan dipengaruhi oleh bijih logam yang

digunakan.Sehingga hanya diuraikan sedikit saja.Pada kasus ini, oksida logam secara umum

tidak bisa diterima untuk dipisahkan dengan teknik pemisahan fisik biasa. Sehingga akan

mencakup seluruh bijih logam untuk mengkajinya.

Nikel ada dalam jumlah yang lebih banyak dari kobalt namun hanya sedikit cadangan

yang bisa diisolasi untuk digunakan dalam ekstraksi.Logamnya didapat dengan pemanasan

disertai yangbelerang untuk membentuk sulfidanya, yang kemudian dibakar untuk

menghasilkan oksidanya.Kemudian direduksi secara langsung disertai pemanasan dengan

karbon atau dilarutkan untuk mendapatkan larutan yang mengandung nikel (II) untuk

kemudian diisolasi dengan elektrolisis.Logam yang didapat dengan reduksi bisa dimurnikan

dengan proses Mond. Logam tersebut dipanaskan sampaisuhu 320 K dengan karbon

monoksida untuk menghasilkan tetrakarbonil yang murni,Ni(CO)4. Kemudian dipanaskan

sampaisuhu 500K untuk mendapatkan logam murni nikel.

Ni + 4CO Ni(CO)4

Reduksi yang terjadi dalam proses ini hanya sedikit bagian dari besi yang bisa didapat

dalam ampas, dan sebagian besar masih dalam bentuk paduan besi-nikel. Pemisahan besi dari

nikel dilakukan dengan memasukkan leburan paduan ke dalam reaksi yangmelibatkan bahan

yang mengandung belerang (Pirit, Gipsum). Karena perbedaan kemampuan antara besi dan

7

NaNO3

Na2CO3

nikeldalam mengikat belerangdan oksigen, sehingga proses tersebut akan menghasilkan alloy

logam FeS dan Ni3S2 dan sebagian besar besi bisa didapat sebagai ampas.

Logam yang didapat masih mengandung lebih dari 60% besi dan logam yang tersisa

dalam keadaan cair diteruskan pada proses konversi. Proses konversi menggunakan silicon

oksida, hasilnya berupa ampas yang masih mengandung nikel tidak murni dalam jumlah

cukup banyak. Sehingga ampas tersebut biasanya dilelehkan kembali. Proses selanjutnya

adalah pembakaran untuk memisahkan logam dari belerang. Nikel oksida didapatkan dibakar

dengan penambahan arang untuk mendapatkan logamnya.

2.4 Sifat Logam

Besi berwarna perak, berkilau tapi kimia reaktif. setelah waktu yang singkat di udara

lembab besi berubah dari berwarna perak menjadi berkarat berwarna coklat kemerahan

karena FeOOH terbentuk. Larut dalam air elektrolit seperti garam, yang akan mempercepat

reaksi. Fe memiliki nomor atom nomor 26, konfigurasi elektron dari Fe adalah [Ar] 3d6 4s2

Sifat fisika besiKerapatan 7.87 g cm-3

Masa jenis 7.09 cm3

Titik leleh 1811 K

Titik didih 3134 K

Specific heat cp at 298K 449 J K-1 kg-1

Berat molekul 55.85 gmol-1

Elektronegatifitas 1.7 eV

Afinitaselektron 15.7 kJ mol-1

Potensial elektroda

M2+ + 2e M

M3+ + e M2+

-0, 44

+0,74

Sifat megnetik Ferromagnetic

Konduktivitas W m-1K-1

173K 273K 373K 573K 973K

99 83.5 72 56 34

Coefficient of linier expantion K-1

100K 293K 500K 800K

8

5,6 10-6 11.8 10-6 14,4 10-6 16,2 10-6

Resistivity nΩm

78K 273K 373K 573K 973K 1473K

7 89 147 315 855 1220

Beberapa sifat kimia besi adalah:

1.) Dengan uap air panas dapat bereaksi untuk menghasilkan gas hidrogen, tetapi dengan

air dingin tidak dapat bereaksi.

3Fe(s) + 4H2O(g) Fe3O4(s) + 4H2(g)

2.) Besi akan mengalami korosi dan perubahan warna menjadi coklat jika bereaksi

dengan udara basah.

4Fe(s) + 3O2(g) + nH2O Fe2O3.nH2O

3.) Jika dibakar dengan belerang akan membentuk besi (II) sulfida (FeS)

Fe(s) + S(S) FeS(S)

4.) Dengan kelompok halogen akan membentuk senyawa FeX3 (X = F, Cl, Br, I), kecuali

dengan iodium akan membentuk FeI2.

5.) Reaksi dengan asam

Reaksi dengan asam klorida untuk menghasilkan gas hidrogen dan besi (II) klorida.

Fe(s) + HCl(aq) FeCl2(aq) + H2(g)

Reaksi dengan asam sulfat encer akan membentuk gas H2 tetapi dengan asam sulfat

pekat akan menghasilkan gas SO2. dapat terjadi karena selain asam, asam sulfat juga

bertindak sebagai agen pengoksidasi.

Sebagai asam:

Fe(s) + 2H+(aq) Fe2+

(aq) + H2(g)

Sebagai agen pengoksidasi:

Fe(s) + SO42+

(aq) + 4H+(aq) Fe2+

(aq) + SO2(g) + 2H2O(l)

Reaksi dengan asam nitrat

9

Dengan asam nitrat encer akan membentuk NO dan NO2 gas, tetapi dengan asam

nitrat pekat akan menghasilkan gas NO2. Hal ini terjadi karena sifat oksidasi asam

nitrat pekat lebih kuat dari asam nitrat encer.

Kobalt adalah logam berwarna perak kebiruan dengan sifat magnetik mirip

dengan besi. Kobalt dengan simbol Co memiliki nomor atom 27. Pada tanah dasar,

konfigurasi elektron dari Fe adalah [Ar] 3d7 4s2. Sifat fisik kobalt ditunjukkan pada

tabel berikut.

Sifat fisik kobalt

Density 8.90 g cm-3

Molar volume 6.62 cm 3

Melting point 1763 K

Boiling point 3200 K

Specific heat cp at 298 K 421 J K-1 kg-1

Molecular Weight 58.932 gmol-1

Electron affinity 63.7 kJ mol-1

Magnetic characterization Ferromagnetic

Thermal Conductivity Wm-1 K-1

173 K 273 K 373 K 573 K 973 K

130 105 89 69 53

Coefficien of linear expansion K -1

100K 293K 500K 800K

10

6.8 10-6 13 10-6 15 10-6 15.2 10-6

Resistivity nΩm

78 K 273 K 373K 573 K 973 K 1473 K

9 56 95 197 480 885

Sifat kimia kobalt adalah; (a) kobalt adalah elemen yang kurang reaktif, bergabung perlahan

dengan oksigen di udara, tetapi tidak terbakar dan membakar kecuali dalam bentuk bubuk;

(b) bereaksi dengan asam mineral yang paling encer untuk menghasilkan gas hidrogen. tidak

bereaksi dengan air pada suhu kamar; (c) membentuk senyawa kompleks, (d) dalam air ada

sebagai Co2+ (berwarna merah), dan (e) tahan terhadap korosi, dan (f) Co3+ dalam ion biasa

bersifat tidak stabil, namun dalam kompleks stabil, dan (g) larut dalam asam mineral

encer. Nikel cukup berkilau, merupakan logam keperakan, dan secara luas digunakan dalam

paduan logam.

Nikel adalah logam lunak dan ulet. meteorit besi mengandung logam besi dan sekitar

20% nikel. Sumber nikel yang utama adalah mineral pentlandit. Nikel dengan simbol Ni

memiliki nomor atom 28, konfigurasi elektron Ni adalah [Ar] 3d8 4s2. Sifat fisik nikel

ditunjukkan pada tabel berikut.

Sifat fisik Nickel

Density 8.90 g cm-1

Molar volume 6.59 cm3

Melting point 1728 K

Boiling point 3186 K

Specifict heat cp at 298K 444 J K-1kg -1

Molecular weight 58.69 gmol-1

Electron affinity 112 kJ mol-1

Magnetic characterization Ferromagnetic

Thermal conductivity Wm-1K-1

173 k 273 K 373 K 573 K 973 K

113 94 83 67 71

11

Coefficient of linear expansion K-1

100 K 293 K 500 K 800 K

6.6 10-6 13.4 10-6 15.3 10-6 16.8 10-6

Resistivity nΩ m

78K 273K 373K 573K 973K 1473K

5.5 62 103 224 400 -

Kombinasi nikel, krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang banyak

digunakan untuk peralatan dapur (sendok, dan peralatan memasak), ornamen rumah dan

bangunan, dan komponen industri. Pada suhu kamar, nikel tidak dapat diserang oleh udara

atau air. Beberapa reaksi nikel:

1. Sangat lambat untuk bereaksi dengan asam klorida dan asam sulfat encer

2. Bereaksi cepat dengan asam nitrat encer, tetapi dengan asam nitrat pekat, nikel bersifat

pasif.

Asam klorida (baik encer dan pekat) dan asam sulfat encer, melarutkan nikel dengan

pembentukan hidrogen:

Ni +2H+ Ni2+ + H2

Ni + 2 HCl Ni2 + 2 Cl- + H2

Reaksi ini akan berlangsung cepat jika larutan dipanaskan. Asam sulfat panas melarutkan

nikel dengan pembentukan sulfur dioksida.

Ni + 2 H2SO4 + 2 H+ Ni2+ + SO2 + H2

Asam nitrat encer dan terkonsentrasi melarutkan nikel mudah dalam dingin:

Ni + 2HNO3 + 6 H+ 3Ni2+ + 2NO + 4H2O

2.5 Penggunaan Besi, Cobalt, Dan Nikel

Besi adalah logam dasar untuk memproduksi baja. Hal ini sangat beragam dan

memiliki peran penting dalam kehidupan manusia modern, fungsi penahan beban dalam

12

pembangunan yang berbahan besi dan jembatan untuk tingkat ketelitian tinggi, baja khusus

untuk pisau bedah dokter bedah untuk semua komponen baja dalam rumah tangga dan dapur

(Enghag ,2004: 168) Besi merupakan mikronutrien penting bagi makhluk hidup. Besi relatif

stabil dalam logam terikat dengan protein (metalloprotein), karena besi dalam keadaan bebas

dapat menyebabkan pembentukan radikal bebas yang beracun bagi sel. Besi adalah unsur

penting dalam kelangsungan hidup makhluk hidup dan bekerja sebagai pembawa oksigen

dalam hemoglobin. FeSO4 digunakan sebagai sumber mineral dan juga digunakan untuk

membuat bubuk tinta. Fe3SO4 digunakan untuk proses pencelupan tekstil dan pengujian

alumunium. Tetapi besi juga memiliki beberapa kelemahan terutama sifat korosif. Korosi

akibat interaksi antara besi dengan air dan udara. Kita dapat memodifikasi besi menjadi baja

untuk membuat besi anti karat, tapi biasanya memerlukan biaya tinggi untuk melakukan itu.

Untuk meminimalisasi sifat korosif besi di sini adalah dengan melakukan perlindungan besi

dari air dan udara, beberapa cara yang bisa dilakukan antara lain:

1) Mengecat pagar atau instrument lain yang terbuat dari besi. Cat dapat melindungi besi dari

air dan udara karena jika kita melukis mereka, air dan udara tidak bisa langsung menarik

dengan air dan udara. Semakin baik cat yang dianjurkan untuk digunakan adalah cat yang

mengandung timbal dan seng.

2) Dilapisi dengan plastik, misalnya pada rak piring

3) Dilapisi dengan timbal, misalnya pada kaleng kemasan

4) Dilapisi dengan Zn, misalnya pada pipa besi

5) Dilapisi dengan kromium, misalnya, motorik bumper

6) Dilapisi dengan Mg, misalnya di pipa baja di tanah

Kobalt digunakan sebagai stainless steel dan magnet baja. Karena kobalt memiliki nilai EO

positif sehingga begitu sulit untuk mengoksidasi. Cobalt-60 dapat memancarkan sinar

gamma yang membunuh virus, bakteri, dan mikroorganisme patogen lainnya tanpa merusak

produk. Cobalt-60 digunakan untuk menyinari sel kanker. Dengan radiasi yang diberikan, sel-

sel kanker dapat dikendalikan dan dibunuh tanpa mengganggu sel-sel yang normal. Nikel

digunakan dalam skala besar untuk pembuatan stainless steel dan paduan lainnya yang tahan

korosi. Mengandung 18% kromium, juga 8% nikel. Hal ini juga digunakan untuk membuat

koin 5 sen AS (yang akrab disapa "nikel") mengandung 25% nikel.

13

2.6 Paduan Besi, Nikel, Dan Kobalt

Alnico adalah paduan yang mengandung alumunium (Al), nikel (Ni), Cobalt (Co).

Tapi alnico sebenarnya mengandung lebih dari tiga elemen tersebut. Alnico juga

mengandung besi dan tembaga dengan beberapa versi juga mengandung titanium dan bahkan

niobium (versi titanium yang kadang-kadang disebut ticonal, berasal dari unsur TiCoNiAl).

Magnet alnico ditemukan di tahun 1930-an dan pertama kali digunakan secara nyata sebagai

magnet permanen ("magnet" yang pertama, yang disebut baja magnetik, dengan cepat

digantikan oleh alnico yang jauh lebih unggul). Alnico bisa diproduksi dengan metode

penambangan atau yang lebih umum dengan metode pengecoran. Sebagai hasil dari kedua

metode tersebut diterima untuk banyak aplikasi, tetapi permukaannya mungkin perlu

diperhalus.

Jenis alloy yang lain adalah Kovar. Kovar adalah paduan dari besi, kobalt, dan nikel

dengan koefisien konduktifitas termal mirip dengan kaca borosilikat. Ini adalah paduan

dengan 29% nikel, 17% kobalt dan sisanya adalah besi. Hal ini membuatnya sangat cocok

untuk digunakan sebagai pemisah gelas dan logam. Maka kovar sebagian besar digunakan

dalam industri elektronik sebagai pemisah logam dan kaca borosilikat dalam instrumen

tabung listrik, tabung sinar X, dll dan aplikasi lain yang membutuhkan pemisah antara kaca

dengan besi.

2.7 Oksida Dan Chalconides Besi

2.7 Oksida Dan Kalkonida Besi

2.7.1 Besi (II) oksida (FeO)

Besi (II) oksida mempunyai rumus FeO, sesungguhnya merupakan senyawa

nonstoikiometrik, biasanya ada kekurangan ion besi (II) karena oksidanya merupakan tingkat

oksidasi terendah, sehingga sebagian ion Besi (II) teroksidasi menjadi ion Besi (III). Karena

besi tingkat oksidasi 3 lebih stabil daripda besi dengan tingkat oksidasi 2. Rumus yang paling

akurat adalah Fe0,84O – Fe0,95O. Oksida FeO dapat ditemukan dalam bentuk bubuk hitam

bersifat pirofor, yang didapat dari dekomposisi termal Besi (II) Oksalat, dalam suatu wadah

vakum. Dengan persamaan FeC2O4 → FeO + CO + CO2. Besi (II) Oksida menjadi kurang

14

reaktif ketika dipanaskan pada suhu tinggi. Besi (II) oksida bersifat basa, dan larut dalam

asam.

2.7.2 Besi (III) Oksida (Fe2O3)

Besi (III) Oksida (Fe2O3) terdapat di alam sebagai mineral hematite. Penggunaan

penting

senyawa ini adalah memproduksi pigmen merah, oranye, dan kuning. Kegunaan lain juga

sebagai pelapis logam, baja dan karet; dalam keramik; dan sebagai katalis untuk reaksi

oksidasi.

Besi (III) Oksida (Fe2O3) berbentuk kristal heksagonal, berwarna coklat kemerahan,

dengan indeks bias 2.91, kepadatan 5.25g / cm3;, kekerasan Moh’s 6,0, meleleh pada suhu

1565 ° C, tidak larut dalam air dan larut dalam asam.

Besi (III) oksida dibuat sebagai endapan coklat kemerahan terhidrat, dari reaksi :

2FeCl3 + 6NaOH → Fe2O3 • 3H2O + 6NaCl

Besi (III) oksida juga dapat dibuat dari dekomposisi termal besi (II) sulfat atau oksida

hidroksida coklat

2FeSO4 → Fe2O3 + SO2 + SO3

2FeO(OH) → Fe2O3 + H2O

Besi (III) oksida terurai menjadi unsur ketika dipanaskan pada suhu tinggi:

2Fe2O3 → 4Fe + 3O2

Oksida tersebut direduksi oleh sebagian besar agen pereduksi. Reaksi dengan karbon

monoksida. Reaksi keseluruhan agak eksotermis .

2Fe2O3 + 6CO → 4Fe + 6CO2

Karat adalah istilah umum untuk menggambarkan oksida besi. Dalam penggunaan

sehari-hari, istilah ini diterapkan untuk oksida merah, dibentuk oleh reaksi dari besi dan

oksigen dengan adanya uap air/kelembaban udara. Ada juga bentuk lain dari karat, seperti

hasil dari reaksi besi dan klorida dalam lingkungan kekurangan oksigen, seperti rebar

digunakan dalam pilar beton bawah air, yang menghasilkan karat hijau.

15

Beberapa bentuk karat dibedakan secara visual dan dengan spektroskopi, dan bentuk

dalam keadaan yang berbeda. Karat terdiri dari hidrat besi (III) oksida Fe2O3. nH2O dan besi

(III) oksida-hidroksida (FeO (OH), Fe (OH)3).

Dengan adanya air, oksigen, dan waktu yang cukup, besi akhirnya akan terkonversi

seluruhnya menjadi karat dan hancur. Permukaan karat tidak memberikan perlindungan

terhadap besi dibawahnya. seperti pembentukan lapisan tipis pada permukaan tembaga dan

aluminium. Karat adalah istilah umum untuk korosi besi dan paduannya, seperti baja. Banyak

logam lainnya mengalami korosi serupa, tetapi oksida yang dihasilkan tidak biasa disebut

karat.

Karat besi adalah proses elektrokimia yang dimulai dengan transfer elektron dari besi

menuju oksigen. Laju korosi dipengaruhi oleh air dan dipercepat oleh elektrolit.. Reaksi

utama adalah pengurangan oksigen:

O2 + 4 e- + 2 H2O 4 OH-

Karena menghasilkan ion hidroksida, proses ini sangat dipengaruhi oleh adanya asam.

Memang, korosi logam dengan adanya oksigen dipercepat pada pH rendah. Oksidasi besi

yang mungkin digambarkan sebagai berikut:

Fe Fe2+ + 2O2-

Selain itu, tahapan reaksi asam-basa berikut mempengaruhi proses pembentukan karat:

Fe2+ + 2H2O Fe (OH) 2 + 2H+

Fe3+ + 3H2O Fe(OH) 3 + 3H+

Seperti kesetimbangan dehidrasi berikut:

Fe(OH)2 FeO + H2O

Fe(OH)3 FeO(OH) + H2O

2 FeO (OH) Fe2O3 + H2O

Transformasi FeO, Fe2O3, Fe3O4, FeOOH akan jelaskan dengan gambar di bawah ini:

Gambar Transformasi 9.1 Oksida-hidroksida Besi

16

Fe3+ lebih stabil dari Fe2+. Ion Fe2 + dalam bentuk [Fe (H2O)6]2+, memiliki fungsi sebagai asam

lemah dalam air dan yang berwarna biru muda. Reaksi sebagai berikut:

[Fe (H2O)6] 2+ + H2O [Fe (H2O)5OH]+ + H3O+

Senyawa lain dari Fe3+ adalah [Fe (H2O)6] 3+ yang tidak berwarna dalam asam kuat dan

berwarna kuning kehijauan dalam basa lemah atau kuat. Reaksi sebagai berikut:

[Fe (H2O)6] 3+ + H2O [Fe(H2O)5OH] +2 + H3O+

[Fe(H2O)6]3+ + H2O [Fe(H2O)4(OH)2]+ + H3O +

Pada pH di atas 3, sifatnya seperti gel dan membentuk FeO(OH). Reaksi sebagai berikut:

[Fe (H2O) 6] 3+ + H2O FeO(OH) (gel) Fe2O3. n5H2O (red)

2.7.3 Besi (II) sulfat

Besi (II) sulfat mungkin adalah garam yang paling penting dari besi, dikenal sebagi

senyawa besi (II). Senyawa ini digunakan sebagai mordan dalam pencelupan; sebagai

komponen menulis tinta; dalam elektroplating mandi; radiasidosimeter; dalam litografi dan

17

Fe3O4

γ - Fe2O3α - Fe2O3

Fe2O3 . 4 H2O

Fe(OH)3Fe(OH)2

FeOOH

FeO

ukiran; sebagai gulma-pembunuh; dan di air pemurnian. Sebuah aplikasi utama dari senyawa

ini adalah dalam pembuatan besi (II) garam lainnya termasuk Prusia ferrocyanide biru atau

besi. Besi (II) sulfat juga digunakan sebagai reduktor dan reagen analitis (dalam cincin coklat

tes untuk nitrat).

Besi (II) sulfat berbentuk kristal ortorombik putih; higroskopis; densitas 3,65 g / cm3;

larut dalam air (26.6g / 100g air pada 20 ° C). Monohydrate adalah monoklinik berwarna

putih kekuningan kristal; densitas 3,0 g / cm3; terurai pada suhu 300 ° C; larut dalam air.

Heptahidratnya berbentuk kristal monoklinik berwarna hijau kebiruan, dengan indeks

bias 1,47, kekerasan 2 Mohs, Kepadatan 1.89g / cm3, terurai pada sekitar 60 ° C, sangat larut

dalam air, larut dalam metanol absolute, sedikit larut dalam etanol

Besi (II) sulfat heptahidrat di laboratorium dapat dibuat dengan melarutkan zat besi

dalam asam sulfat encer dalam suasana mengurangi, diikuti dengan kristalisasi:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2, Alkohol dapat ditambahkan ke larutan untuk mempercepat

kristalisasi, besi (II) dinyatakan dapat mengoksidasi besi (III) selama proses kristalisasi

lambat

Heptahidrat kehilangan tiga molekul air pada pemanasan pada 56 ° C, membentuk

yang tetrahidrat FeSO4 • 4H2O. Pada pemanasan lebih lanjut tetrahidrat kehilangan tiga

molekul air lebih pada 65 ° C, memberikan monohidrat, FeSO4 • H2O, stabil sampai 300°C.

Pada pemanasan lebih lanjut diperoleh anhidrat FeSO4, pada pemanasan yang kuat terurai

menjadi besi (III) oksida dan sulfur oksida:

2FeSO4 → Fe2O3 + SO2 + SO3

Besi (II) sulfat bereaksi dengan asam sulfat pekat untuk membentuk besi (III) sulfat

dan sulfur dioksida: 2FeSO4 + 2H2SO4 → Fe2 (SO4)3 + SO2 + 2H2O

Besi (II) sulfat adalah zat pereduksi. Dalam larutan air, mengurangi ion nitrat dan

nitrit membentuk cincin berwarna coklat dari Fe(NO)SO4. Reaksi ini diterapkan untuk

deteksi kualitatif ion nitrat dan nitrit dalam larutan. Senyawa teroksidasi oleh udara lembab

membentuk besi dasar (III) sulfat.

Larutan air terkena udara juga mengalami oksidasi; reaksi, bagaimanapun, sangat

lambat. Tingkat oksidasi meningkat dengan suhu dan pH. Dalam media basa, oksidasi jauh

18

lebih cepat. Dalam larutan, juga teroksidasi menjadi Fe3 + oleh radiasi dari zat radioaktif.

Reaksi ini digunakan untuk mengukur dosis radiasi dalam solusi dosimeter.

Besi (II) sulfat bentuk garam ganda dengan sulfat amonium, alkali dan logam alkali

tanah (K, Rb, Cs, Mg). Garam ganda tersebut diperoleh dengan pencampuran jumlah molar

yang sama dari garam-garam ini diikuti dengan kristalisasi. Beberapa contoh adalah FeSO4 •

(NH4) 2SO4 • 6H2O (garam Mohr), FeSO4 • K2SO4 • 6H2O, dan FeSO4 • MgSO4 6H2O •.

Ketika natrium karbonat ditambahkan ke dalam larutan besi (II) sulfat, endapan putih

besi (II) karbonat dihasilkan. Reaksi di atas adalah Fe2 + (aq) + CO32- (aq) → FeCO3 (s)

Endapan putih cepat berubah menjadi hijau dan kemudian mengoksidasi coklat FeO (OH):

4FeCO3 + 2H2O + O2 → 4FeO • OH + 4CO2

2.8 Halida Dan Oksohalida Besi

Meskipun Besi memiliki konfigurasi elektron yang memungkinan dia berada dalam

keadaan oksidasi +6, tetapi besi tidak dapat membentuk senyawa halogen dengan tingkat

oksidasi yang +3. Senyawa halogen besi terdiri dari FeX dan FeX3. Besi (III) halide dapat

dibuat dengan reaksi umum

Fe + 3 X2 2FeX3

2.8.1 Besi (II) Klorida (FeCl2)

Besi (II) Klorida hidrat (FeCl2.nH2O), mempunyai bentuk kristal berwarna kuning

kehijauan, dengan titik leleh 670-674oC. Senyawa ini memiliki struktur seperti kadmium

klorida, serta larut dalam air dan hidrat, yang dikelilingi oleh air yang didapat dari larutan

FeCl2 dalam asam klorida. Reaksi sebagai berikut:

Fe + 2HCl(aq) FeCl2 (s) + H2

19

Semua garam besi (II) terhidrat mengandung ion [Fe(H2O)6]2+ yang berwarna pucat

kehijauan, dan sebagian lagi teroksidasi menjadi Besi (III) yang berwarna kuning kecoklatan.

Besi (II) Klorida Anhidrat (FeCl2) dapat dibuat dengan menghasilkan gas HCl kering

pada logam besi panas. Gas H2 yang dihasilkan berperan sebagai reduktor, mencegah

oksidasi lanjut menjadi besi (III) :

Fe(s) + 2HCl(g) FeCl2 (s) + H2(g)

Besi (II) klorida anhidrat tak berwarna (putih), demikian juga terhidratnya, tetapi menjadi

agak kehijauan bagi heksahidratnya. Baik besi (II) klo

2.8.2 Besi (III) klorida (FeCl3)

Besi (III) klorida, bentuk senyawa ini adalah kristal coklat tua yang mencair pada suhu

306oC. Besi (III) klorida memiliki struktur pipih. Dalam fase gas FeCl3 memiliki struktur

dimer.

2.8.3 Besi (II) bromida (FeBr2)

Besi (II) bromida (FeBr2) dapat diperoleh dengan memanaskan besi berlebih dalam gas

bromida. Kelebihan besi dapat digunakan untuk mencegah pembentukan besi (III) bromida.

2.8.4 Besi (II) iodida (FeI2)

Besi (II) iodida (FeI2) dapat diperoleh dengan cara yang sama dengan FeBr2 yaitu dengan

memanaskan besi dan yodium tetapi tidak menggunakan besi yang berlebihan. Halide Fe (+2)

dapat bereaksi dengan gas NH3 anhidrat, membentuk garam yang mengandung ion kompleks

oktahedral [Fe (NH3)6] 2+.

2.9 SENYAWA KOMPLEKS BESI

2.9.1 Besi (II )Kompleks

Kompleksnya memiliki struktur oktahedral, pada umumnya bersifat paramagnetik dan

memiliki ligan yang cukup kuat untuk menjadi pasangan spin. Besi kompleks diamagnetik

adalah [Fe(CN)6] 4- Dan [Fedipy3] 2+. Pembentukan kompleks 2,2-bipiridin merah dan 1,10

fenantrolyn digunakan untuk mendapatkan ion Fe2+

20

Beberapa kompleks tetrahedral seperti FeCl42- diperoleh. Senyawa kompleks besi yang paling

penting adalah yang digunakan pada sistem biologis, yaitu senyawa ferrocena.

Salah satu reaksi untuk memperoleh Fe2+

K4[Fe(CN)6] + Fe3+ Kfe (III) [Fe (II) (CN)6] (berrliner biru dan tidak larut)

K4[Fe(CN)6] + Fe2+ K2Fe [Fe(CN)6] (tidak berwarna dan larut)

2.9.2 Besi Kompleks (III)

Besi (III) ditemukan dalam garam kristal dengan kemampuan menampung anion yang tinggi

selain iodida yang memiliki sifat reduktor tinggi:

Fe3+ + I- = Fe2+ + ½ I2

Garam yang mengandung ion ferriaquo. [Fe (H2O)6]3+ seperti Fe(ClO4)3. 10H2O memiliki

warna pink lembut, tapi ion aquo memiliki warna oranye. FeCl3, senyawa ini digunakan

sebagai sumber untuk sintesis senyawa besi yang lauin. Ferrochloride anhidrat dapat dibuat

dengan mengalirkan gas HCl pada bubuk besi panas dengan mengurangi FeCl3 dengan Fe di

tetrahidrofuran.

Reaksi sebagai berikut:

K3[Fe(CN)6] + Fe3+ FeFe(CN)6 (Coklat muda dan larut)

K3[Fe(CN)6] + Fe2+ Kfe [Fe(CN)6] (Turnbull biru dan panas larut)

2.10 OKSIDA DAN KALKOGENIDA OF COBALT

2.10.1 Cobalt (II) Oksida (CoO)

Cobalt (II) oksida dengan rumus CoO, adalah padatan merah muda, memiliki struktur NaCl.

Senyawa ini memiliki titik leleh 1935oC dan kepadatan 6.45 g / cm3. Senyawa ini mudah

teroksidasi di udara untuk membentuk trikobalt tetraoksida, Co3O4, dan mudah direduksi

dengan hidrogen menjadi logam, kemudian langsung dioksidasi oleh air dan oksigen untuk

membentuk kobalt (III) hidroksida (Co(OH)3) yang berwarna coklat. Hal ini diperoleh

dengan memanaskan bijih logam di udara atau uap air, hidroksida, karbonat, dan nitrat tanpa

21

udara.

2.10.2 Cobalt (III) oksida (Co2O3)

Cobalt (II) oksida (cobalt sesquiooxide) padatan berwarna abu-abu hitam dengan rumus

Co2O3.Senyawa ini adalah heksagonal atau belah ketupat dan terurai di 895oC.Hal ini

dihasilkan oleh pebakaran kobalt nitrat; Namun produk tidak pernah memiliki komposisi

yang sesuai persis dengan kobalt (III) oksida. Pada pemanasan mudah membentuk Co3O4

yang berisi Co(II) dan Co(III), dan mudah direduksi menjadi logam dengan hidrogen. Cobalt

(III) oksida larut dalam asam kuat untuk membentuk larutan coklat yang tidak stabil dari

garam trivalent kobalt.Garam kobalt (II) terbentuk dengan penambahan asam encer.

2.10.3 Cobalt (II) sulfida (CoS)

Khalkogenida kobalt terdiri dari Cobalt (II) sulfida, CoS dibentuk oleh reaksi dari Co2+ dan

H2S untuk membentuk endapan hitam CoS, dengan reaksi sebagai berikut:

Co2+ + H2S CoS

Sulfida kobalt membentuk kelompok (II-IV) bahan semikonduktor dengan potensi besar

untuk aplikasi di perangkat elektronik.Ia termasuk salah satu sistem sulfida logam yang

rumit, dengan sejumlah fasa dan komposisi kimia yang berbeda, termasuk Co4S3, Co9S8, CoS,

Co1-xS, Co3S4, Co2S3 dan CoS2. chacogenides lain kobalt kobalt (II) selenida, CoSr, kobalt

(II) selenit, CoSeO3, dan kobalt (II) tellurida, CoTe.

2.11 HALIDA DAN OKSOHALIDADARI KOBALT

2.11.1 Kobalt (II) Klorida (CoCl2)

Cobalt (II) Klorida dengan rumus CoCl2 adalah kristal biru (mp 735oC dan 1049oC bp),

kepadatan 1,924 g / cm3, kelarutan 76,7. CoCl2 bersifat higroskopis dan menjadi warna merah

ketika menyerap air.Larut dalam etanol dan aseton.heksahidratnya memiliki warna merah dan

sebagai senyawa koordinasi dengan air sebagai ligan. Senyawanya didapat dari reaksi Cobalt

(II) dan gas klor (Cl2) dengan reaksi:

Co (s) + Cl2(g) CoCl2

2.11.2 Kobalt (III) florida (CoF3)

22

Kobalt (III) fluorida dengan rumus CoF3 adalah senyawa coklat-hitam yang digunakan dalam

beberapa reaksi fluorinasi, dan bereaksi kuat dengan air.Hal ini dibentuk oleh reaksi dari HF

dan CoCl2.

2.11.3 Kobalt (III) bromida (CoBr2)

Kobalt (III) bromida dengan rumus CoBr2 adalah kristal hijau yang memiliki struktur

heksagonal, kepadatan 4,909 g / cm3, kelarutan 6,7 (pada suhu 50oC)

2.11.3 Cobalt (II) iodida (CoI2)

Cobalt (II) iodida dengan rumus CoI2 adalah bubuk hitam yang memiliki struktur heksagonal

dan higroskopis, kepadatan sekitar 5,66 g /cm3 dan kelarutannya adalah 59.

2.12 SENYAWA KOMPLEKS KOBALT

2.12.1 Kompleks Kobalt (III)

Ion kompleks heksanitrokobaltat [Co(NO2)6]3- memiliki warna kuningdan umumnya disintesis

dalam bentuk garam natriumnya. Contohnya, Na3[Co(NO2)6] larut dalam air, tapi garam

kaliumnya sulit dilarutkan dalam air. Hal itu disebabkan oleh ukuran relatif ionnya,

sementara ion kalium memiliki memiliki ukuran relatif lebih dekat dengan anion dari garam

kompleksnya sehingga cristal garamnya memiliki energi kisi tinggi dan kelarutan yang

rendah. Reaksinya sebagai berikut:

3K+(aq) + [Co(NO2)6](aq) K3[Co(NO2)6](s) (yellow)

Perbedaan ligan dipengaruhi oleh perbedaan signifikan pada potensial reduksi, sehingga hal

tersebut menyebabkan kestabilan pada keadaan oksidasi dari ion kompleks. Sebagai contoh:

[Co(H2O)6]3+(aq) + e [Co(H2O)6]2+

(aq) E0 = +1,82 V

[Co(NH3)6]3+(aq) + e [Co(NH3)6]2+

(aq) E0 = +0,10 V

Potensial reduksi ion [Co(NH3)6]3+ (+0,10 V) jauh lebih kecil dari potensial reduksi oksigen

(+1,23 V)

O2 (g) + 4H2O(aq) +4e 6H2O(l)

Senyawa lainnya dengan mudah didapat dengan mensubstitusi ligan pada kompleks yang

terbentuk. Berikut mekanisme jenis konversi ligan:

23

Co2+,CO32-, NH4OH O2 Co(NH3)4CO3

+ HClNH3 Co(NH3)5(H2O)3+

Co(NH3)5(H2O)3+ HCl Co(NH3)5Cl2+ HNO3 Co(NH3)5Cl2+ HNO3 Co(NH3)5 NO32+

2.12.2 Kompleks Kobalt (II)

Dalam larutan air, garam kobalt (II) memiliki warna merah muda sebagai akibat ion

oktahedral [Co(H2O)6]2+. Bagaimanapun, struktur tetrahedral dari ion kobalt (II)memiliki

warna biru yang bsa terjadi, misalnya dengan ligan Cl-. Sehingga, penambahan HCl pekat ke

dalam ion[Co(H2O)6]2+ akan menghasilkan larutan warna biru dari ion tetrahedral [CoCl4]2-

dengan reaksi sebagai berikut:

[Co(H2O)6]2+ (aq) (merah muda)+ 4Cl-

(aq) [CoCl4]2- (aq) (biru) + 6H2O(l)

Pada keadaan setimbang, tepatnya saat terjadi perubahan warna, pergeseran kesetimbangan

dari warna yang terjadi cukup sensitif terhadap temperatur, yakni memiliki warna biru saat

pemanasan, tapi terjadi setelah proses pendinginan. Reaksinya sebagai berikut:

[Co(H2O)6]2+ (aq) (merah muda)+ 4Cl-

(aq) pemanasan [CoCl4]2-

(aq) (violet) + 6H2O(l)

Penambahan ion hidroksida ke dalam larutan ion kobalt (II) di dalam air akan membentuk

endapan kobalt (II) hidkoksida yang awalnya memiliki warna biru, namun menjadi merah

muda setelah didiamkan beberapa saat, reaksinya:

[Co(H2O)6]2+ (aq) + 2OH-

(aq) Co(OH)2(s)+ 6H2O(l)

Kobalt (II) hidroksida bersifat amfoter karena dengan penambahan ion hidroksida pekat akan

membentuk ion tetrahidroksikobaltat (II) yang berwarna biru.

Co(OH)2(s) + 2OH-(aq) [Co(OH)4]2-

(aq)

Secara perlahan, kobalt (II) hidroksida teroksidasi oleh O2 di udara menjadi kobalt (III)

oksida hidroksida CoO(OH).

2.13. OKSIDA DAN KHALKOGENIDA NIKEL

2.13.1 Nikel Hidroksida

24

Klelat ungu Merah muda

Violet Coklat

Pendinginan

Jika nikel (II) bereaksi dengan NaOH, akan terbentuk endapan hijau dari nikel (II)

hidroksida. Reaksinya sebagai berikut:

Ni2+ + 2OH- Ni(OH)2

Endapan tersebut tidak larut dalam peraksi berlebih. Tidak terbentuk endapan dengan

kehadiran tartrat atau sitrat, terkait dengan pembentukan kompleks. Amonia melarutkan

endapan dengan keberadaan alkali hidroksia berlebih, garam amonia juga akan melarutkan

endapan.

Ni(OH)2 + 6NH3 [Ni(NH3)6]2+ + 2OH-

Ni(OH)2 + 6NH4+ + 4OH- [Ni(NH3)6]2+ + 6H2O

Larutan ion heksaaminnikelat (II) yang berwarna biru gelap seringkali dianggap sebagai ion

Cu (II) yang membentuk ion tetraaminkuprat (II)dalam reaksi yang serupa. Larutan tersebut

tidak teroksidasi dengan pendidihan yang terbuka dengan udara langsung atau bahkan dengan

penambahan hidrogen peroksida. Endapan Nikel (II) hidroksida yang berwarna hijau bisa

dioksidasi menjadi Nikel (III) hidroksida yang berwarna hitam dengan larutan Natrium

hipoklorit.

2Ni(OH)2 + ClO- + H2O 2Ni(OH)3 + Cl-

Lebih jauh, reaksi dengan Br2 pada larutan alkali dari Ni2+ menghasilkan warna hitam

hidroksi oksida NiO(OH). Zat berwarna hitam lainnya bisa didapat dari oksidas elektrolitik,

sehingga baterai Edison atau baterai nikel-besi, yang menggunakan KOH sebagai elektrolit,

berdasarkan reaksinya yang mengandung ion-ion logam alkali.

Fe + 2NiO(OH) +2H2O Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2 (~1,3 V)

2.13.2 Nikel (II) Oksida (NiO)

Senyawa ini satu-satunya yang tepat untuk menjelaskan tentang oksida nikel, walaupun

NiO2dan Ni2O3 dianggap ada. Mineral NiO, bunsit sangat jarang ditemukan dan

diklasifikasikan sebagai oksida logam yang paling sederhana. Beberapa juta kilogram

diproduksi dalam berbagai kualitas, tepatnya sebagai intermeiet dalam produksi alloy nikel.

25

Pengisian

Pengosongan

NiO bisa didapat dengan beberapa metode. Pertama melalui pemanaan di atas suhu 400oC

bubuk nikel direaksikan dengan oksigen untuk menghasilkan NiO. Pada beberapa proses

komersial, nikel oksida berwarna hijau dibuat dengan memanaskan campuran serbuk dan air

pada suhu 1000oC, kecepatan reaksinya bisa ditingkatkan melalui penambahan NiO.

Metode paling mudah dan paling berhasil untuk mendapatkan oksida nikel ialah melalui

pirolisi senyawa nikel (II)sebagai hidroksida, nitrat, dan karbonatnya, yang menghasilkan

bubuk hijau yang ringan. NiO juga sebagai komponen dalam baterai Ni-Fe (Baterai Edison)

pada sel isi ulang daya baterai. NiO juga sebagai perintis garam-garam nikel lainnya, untuk

digunakan sebagai katalis maupun bahan tertentu. Terlebih lagi, NiO telah digunakan untuk

membuat baterai Ni-Cd yang bisa diisi ulang sebelum ditemukannya baterai ion Litium.

Pemanasan nikel oksida dengan hidrogen, karbon, atau, karbon monoksida akan

mereduksinya menjadi logam nikel. NiO juga bergabung dengan oksida natrium dan kalium

pada suhu tinggi (>700oC) untuk membentuk nikelat yang sesuai.

Nikel oksida bereaksi denganKromium(III) oksida dalam keadaan lembab untuk

menghasilkan nikel kromat.

Cr2O3 + 4NiO+3O2 4NiCrO4

Selain itu, garam nikel (II) yang stabil diturunkan dari nikel (II) oksida, NiO (zat berwarna

hijau). Garam Nikel (II) yang terlarut berwarna hijau, disesuaikan dengan warna kompleks

heksaakuonikelat (II) [Ni(H2O)6]2+; secara singkat akan dihubungkan dengan ion Ni2+. Nikel

(III) oksida yang berwarna hitam juga ada, namun terlarut dalam asam membentuk ion Nikel

(II).

Reaksi dengan HCl encer melepaskan gas Cl2

Ni2O3 + H+ +2Cl- Ni2+ + Cl2+ 3H2O

2.13.3 Nikel Tellurida (NiTe)

NiTe ialah kristal yang membesar secara langsung dalam segala ukuran. Titik leleh NiTe

yakni 860oC. Nikel tellurida tidak larut dalam air. Cirinya berbentuk butiran abu-abu yang

tidak berbau. Nikel telurium memiliki toksisitas relatif rendah. Ia bisa dikonversi di dalam

tubuh manusia menjadi dimetil tellurida yang memberikan aroma bawang putih dalam nafas

dan keringatnya. Dalam keadaan berlebih, menyebabkan pusing, rasa kantuk, rasa logam,

hilang nafsu makan, mual, tremor (gemetar), sawan (rasa terkejut), dan gangguan pernafasan.

26

2.13.4 Nikel Sulfida (NiS)

Nikel sulfida juga digolongkan dalam khalkogenida. Reaksinya sebagai berikut:

Ni2+ + S2- NiS

Pada reaksi di atas menghasilkan endapan hitam dari nikel sulfida dalam larutan netral atau

sedikit alkali. Jika pereaksi ditambahkan secara berlebih, larutan koloid berwarna coklat

gelap yang terbentuk, secara perlahan melewati kertas saring. Jika larutan koloid tersedut

dididihkan atau atau jika dibuat sedikit asam dengan penambahan asam asetat dan dididihkan,

larutan koloid terkoagulasi lalu disaring. Kehadiran amonium klorida berlebih biasanya

mencegah pembentukan koloid sol. Nikel sulfida pada kenyataannya tidak larut dalamasam

klorida encer (dingin) dan dalam asam asetat, namun terlarut dalam asam nitrat pekatdan

aqua regia dengaan endapan belerang.

NiS + HNO3 + 6H+ 3Ni2+ + 2NO + 3S + 4H2O

NiS + HNO3 + 3HCl Ni2+ + S + NOCl + 2Cl- + 2H2O

2.13.5 Nikel (II) Selenida

Nikel (II) selenida atau penrosit adalah mineral selenida yang jarang ditemukan dengan

rumus NiSe2. Ia merupakan baja berwarna abu-abu dan goresan hitam dengan kekerasan 3

mohs. Penrosit pertama kali ditemukan tahun1925 di dalam mineral ryolit bolivia.

Dinamakan berdasarkan penemunya Richard Penrose.

Nikel (II) selenida dianggap sebagai golongan mineral pirit berdasarkan strukturnya, dengan

dimensi kubus. Penrosit membentuk larutan padat dengan mineral-mineral lain.

Komposisinya terkandung campuran berbagai unsur, beberapa diantaranya adalah unsur

pokok seperti nikel yang tersubstitusi dengan unsur lainnya dalam jumlah berbeda. Penrosit

memiliki kandungan selenium yang tinggi yang tidak seperti mineal lainnya. Perosit adalah

mineral besar. Ia bisa memiliki struktur datar, berkolom, atau butiran. Ia menunjukkan warna

pudar-keabuan sampai mengkilap-keabuan dengan goresan hitam. Ia memiliki kilauan logam

dan memiliki ikatan kimia yang lemah yang menyebabkannya memiliki kekerasan rendah,

sekitar 3 mohs. Ketika direaksikan dengan HCl, FeCl3, atau HgCl2, ia tidak bereaksi.

2.14 Halida dan Oxyhalida Nikel

27

Nikel halida bisa termasuk didalamnya nikel fluoride, nikel klorida, nikel bromide, nikel iodide. Nikel pseudo-halida termasuk nikel sianida, nikel sianat, nikel tiosianat, nikel azida, dan nikel ferosianida.

2.14.1 Nickel (II) khlorida (NiCl2)

Nikel (II) klorida (atau hanya nikel klorida), adalah senyawa kimia NiCl2. Nikel klorida hexahydrate dibentuk oleh reaksi bubuk nikel atau nikel oksida dengan campuran panas air dan HCI.

Secara umum nikel (II) klorida, dalam berbagai bentuk, adalah sumber yang paling penting dari nikel untuk sintesis kimia. Garam nikel bersifat karsinogenik. Mereka juga menyerap kelembaban dari udara untuk membentuk larutan. Mungkin produksi skala terbesar nikel klorida melibatkan ekstraksi dengan asam klorida matte nikel dan residu yang diperoleh dari memanggang pemurnian nikel yang mengandung bijih. NiCl2.6H2O jarang dipersiapkan di laboratorium karena murah dan memiliki masa penggunaan yang lama. Hidrat dapat dikonversi ke bentuk anhidrat pada pemanasan dalam tionil klorida atau dengan memanaskan di bawah aliran gas HCl. Cukup memanaskan hidrat tidak membayar diklorida anhidrat. Dehidrasi disertai dengan perubahan warna dari hijau menjadi kuning.

NiCl2-6H2O+ 6 SCl2 NiCl2+ 6SO2+ 12HC1

Nikel klorida hexahydrate merupakan bahan penting dalam elektroplating nikel.

reaksi nikel klorida atau bromida nikel dengan hasil dimetoksietana eter-larut NiX2.

2CzH4 (OCH3) 2 senyawa yang berguna sebagai reagen yang mengandung nikel untuk

berbagai reaksi yang digunakan untuk membentuk senyawa koordinasi nikel.

2.14.2 Nikel (11) Bromide (NiBr2)

Nikel (II) bromida (NiBr2) adalah garam nikel asam bromida. Nikel bromide MgBr26H2O dibuat oleh reaksi oksida nikel hitam dan HBr. Reaksi asam hydriodic dengan nikel karbonat menghasilkan nikel iodida (NiI2 (H2O). Nikel bromide telah membatasi digunakan dalam elektroplating nikel. Hal ini dapat dilakukan dengan mereaksikan nikel, nikel (II) oksida, nikel (II) karbonat, atau nikel (II ) hidroksida dengan asam bromida. Hal ini juga dapat dibuat dengan mereaksikan nikel dengan bromin. ini adalah reduktor lemah. Hal ini berwarna kuning-coklat, rhombohedral, higroskopis. dan larut dalam air dan dalam etanol. ini larut dalam air untuk membuat larutan biru-hijau.

khas nikel terlarut (II) senyawa. Hal ini dapat digunakan sebagai sumber ion bromida. Bereaksi dengan basa untuk membuat nikel (II) hidroksida. Nikel (II) bromida, seperti kebanyakan senyawa nikel, beracun dan karsinogen yang dicurigai. Hal ini dapat menyebabkan dermatitis kontak pada kulit. Ion bromida juga agak beracun.

2.14.3 Nikel Fluorida Tetrahydrate (NiF.4H 2O)

Nikel fluoride (NiF2) adalah satu-satunya yang diketahui senyawa biner yang stabil nikel dan fluor. Yang pertama adalah cahaya kehijauan kristal kuning atau bubuk disiapkan dengan

28

penambahan nikel karbonat sampai 30 - 50% larutan HI'. Fluorida nikel terbentuk pertama masuk ke dalam larutan dan kemudian mengendap keluar sebagai tetrahydrate sebagai konsentrasi nikel fluoride meningkat dan HF menurun. Ketika penambahan nikel selesai, solusi dan endapan dikeringkan pada 75-100 ° C sampai semua air yang dikeluarkan.

Fluoride nikel anhidrat, adalah bubuk berwarna kuning muda disiapkan oleh perlakuan HF anhidrat pada anhidrat NiCI2, atau nikel fluoride tetrahydrate dalam suhu 300°C. Hal ini juga disiapkan dengan memanaskan campuran NH4HF dan NiF2.4H20. Metode lain termasuk fluorination garam logam dengan menggunakan kelebihan SF4 atau menggunakan suhu tinggi dalam CIF3, atau reaksi NiCO3 dan HF anhidrat pada 250°C. NiF2 dibuat dengan pengobatan anhidrat nikel (II) klorida dengan fluor pada 350°C.

NiC12 + F2, NiF2 + CI2

Nikel (II) fluoride bereaksi dengan basa kuat untuk membuat nikel (II) hidroksida yang memiliki senyawa warna hijau.

NiF2 + 2NaOH Ni(OH)2 + 2NaF

2.14.4 Nikel (II) Iodida (Nil2)

Nikel (II) iodida merupakan senyawa anorganik dengan rumus NiI2. Ini paramagnetik larut hitam pekat mudah dalam air untuk memberikan larutan biru-hijau kompleks aquo. Warna biru-hijau ini khas dari nikel terhidrasi (II) senyawa. Nikel iodida memiliki peran penting dalam beberapa aplikasi katalisis homogen.

2.14.5 Nikel oxyhalida

Oxyhalida nikel termasuk nikel klorida dan oxybromide nikel.

2.l 4.6 Nikel Oxykhlorida (NiOCI)

Nikel oxykhloride, NiOCI, diproduksi dalam bentuk bubuk sebagai agen fungisida aktif untuk pengendalian hama. Salah satu konsentrat suspensi berair (Flowbrix) yang dikembangkan oleh Montanwerke Brixlegg AG dibedakan oleh tingkat terutama tinggi efektivitas. Sebuah metode untuk memproses bijih Nikel dengan amonium klorida juga dipertimbangkan. Hasil thermodinaminya perhitungan untuk reaksi komponen oksida atau nikel klorida bijih nikel dengan ammnium klorida diberikan.

2.14.7 Nikel Oxybromide (NiOBr2)

Nikel oxybromide dapat membentuk kerangka terbuka 3D pada Ni (SeO3) 4Br2 yang dibangun dari lapisan 2D nikel (II) oxybromide dihubungkan oleh Se dan tambahan atom Ni. Memiliki pengukuran properti magnetik yang menunjukkan bahwa senyawa menampilkan interaksi antiferromagnetik antara nikel (II) pusat. Nikel oxybromida dapat dibuat melalui reaksi nikel dioksida dan tetrabromida nikel. Nikel dioksida direaksikan dengan bromin untuk membentuk monobromide nikel dan tetrabromide nikel. Melarutkan nikel dioksida di tetrabromide akan menghasilkan oxybromide nikel. Reaksi adalah sebagai berikut:

29

2 Ni + 2 Br Ni2Br2

Ni, Br2 + 6 Br NiBr4

NiBr4 + NiO2 2 NiOBr2

2.15 SENYAWA KOMPLEKS DARI NIKEL

2.15.1 Kompleks Nikel (II)

Senyawa biner, seperti NiO dan NiCl2, tidak perlu komentar khusus. Nikel (II) membentuk sejumlah besar kompleks dengan bilangan koordinasi enam. lima, dan empat memiliki semua jenis struktur utama: oktahedral, bipiramidal trigonal, piramida persegi, tetrahedral, dan persegi. Ini adalah karakteristik yang

kesetimbangan rumit, yang umumnya tergantung suhu dan kadang-kadang concentartion tergantung, sering ada di antara mereka jenis struktural.

Compleks dengan bilangan koordinasi enam

Yang paling umum enam koordinat kompleks adalah ion hijau aqua, [Ni (H20) 6] 2+, yang dibentuk pada pembubaran Ni, NiC03, dan sebagainya, asam dan memberikan garam seperti NiSO4. 7 H2O.

Molekul-molekul air dalam ion aqua dapat segera mengungsi terutama oleh

amina untuk memberikan kompleks, seperti-[Ni (H20)2(NH3)4]2+, [Ni (NH3)6]2+, atau [Ni(en)3]2+. Ini kompleks amina biasanya berwarna biru atau ungu karena pergeseran pita serapan ketika H2O adalah Menggantikan oleh ligan lapangan kuat.

Compleks dengan bilangan koordinasi empat

Sebagian besar dari empat koordinat kompleks yang persegi. Ini merupakan konsekuensi dari d8 configuration, karena rencana ligan untuk menyebabkan salah satu orbital d (dx

2_y2)

menjadi unik tinggi energi, dan delapan elektron dapat menempati empat lainnya d orbital tetapi meninggalkan ini sangat antibonding satu kosong. Dalam koordinasi tetrahedral, di sisi lain, pendudukan orbital anti ikatan tidak dapat dihindari. Dengan sistem d8 kongenerik faktor Pdl1 and Pill this menjadi begitu penting sehingga tidak ada kompleks tetrahedral terbentuk.

Kompleks planar Ni11 demikian sudah dalam diamagnetik variabel. Mereka sering merah, kuning, atau coklat karena kehadiran band penyerapan intensitas menengah (E = 60) di kisaran 450-500 nm.

Kompleks persegi serupa ketoenolates serta unidentate ӆ ligan asam [contoh, NiBr2

[PET2)2], dan dengan CN dan SCN-. kompleks siano. [Ni (CN)4]2- adalah mudah terbentuk pada penambahan CN ke Ni2t (aq). Hijau Ni (CN)2 keinginan pertama diendapkan reddissolves untuk givethe ion kuning, yang dapat diisolasi, misalnya, Na2 [Ni(CN)4].3 H2O.

30

Pada penambahan kelebihan CN- ion merah, (Ni (CN)5]3-, terbentuk. Yang dapat diendapkan hanya dengan menggunakan kation besar.

kompleks tetrahedral

Kompleks tetrahedral kurang umum daripada kompleks planar, dan semua paramagnetik. Kompleks ini adalah dari jenis (NIX4,)2- NiX3L-, NiL2X2, dan Ni (L-L)2 di mana X adalah halogen, L adalah ligan netral dan L-L adalah ligan bidentat positif, [NiL4]2+, diketahui, dimana L = Heksametilfosforamida.

Compleks dengan bilangan koordinasi Lima

Lima Koordinat Kompleks biasanya memiliki geometri trigonal-bipyramidal tetapi beberapa piramida persegi. Banyak mengandung tetradentate "tripod" ligan, seperti N [CH2

CH2N(CH3)2]3.

2.15.2 Kompleks Nikel (III)

Ada beberapa kompleks otentik nikel (III). Oksidasi NiX2 (PR3)2 dengan halogen yang tepat memberikan NiX3 (PR3)2

Nikel (IV) kompleks yang bahkan jarang, dan kompleks dithiolene. yang bisa secara resmi dianggap sebagai mengandung Ni4+ dan SzCR2- ligan terbaik dianggap sebagai kompleks Ni11.

2.16 RINGKASAN

Besi, kobalt, dan nikel memiliki beberapa sifat fisik dan kimia. Mereka termasuk dari feromagnetik. Sementara sangat mirip dalam sifat magnetik dan reaksi, elemen ini juga sangat unik dan digunakan secara berbeda dalam alam dan industri. Di alam, besi ditemukan dalam bentuk huematite (Fe2O3), Magnetite (Fe3O4), limonit (2Fe2O3.3H2O) dan siderit (FeCO3). Cobalt hadir dalam mineral cobaltite (CoAsS) srnaltite (CoAS3), chloranthite, lemacite (Co, S.) Dan erythrite tetapi juga terkait dengan tembaga dan nikel sulfida dan arsenides. Nikel adalah ketujuh logam transisi paling berlimpah dan dua puluh dua unsur yang paling melimpah di kerak bumi. Hal ini aboout 99 ppm. Apakah ini bijih impor komersial terdiri dari dua jenis, laterit, yaitu oksida / bijih silikat seperti garnierite (Ni,Mg)6Si4O10(OH)8, dan limonte nickelliferous (Fe,Ni)O(OH).nH2O,; Sulfida seperti pentlandit (Ni,Fe)9S8. Selain itu, mereka biasanya dikombinasikan dengan unsur-unsur lain dan saling membuat varios berbagai tyoes dari paduan. Besi, kobalt, dan nikel juga memiliki oksida dan chalconida, halida dan oxohalida, dan senyawa kompleks untuk senyawa tersebut.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

31

Besi, kobalt, dan nikel memiliki beberapa sifat fisik dan kimia.Mereka termasuk dari

feromagnetik.Sementara sangat mirip dalam sifat magnetik dan reaksi, elemen ini juga sangat

unik dan digunakan secara berbeda dalam alam dan industri.Di alam, besi ditemukan dalam

bentuk huematite (Fe2O3), Magnetite (Fe3O4), limonit (2Fe2O3.3H2O) dan siderit

(FeCO3).Cobalt hadir dalam mineral cobaltite (CoAsS) srnaltite (CoAS3), chloranthite,

lemacite (Co, S.)Dan erythrite tetapi juga terkait dengan tembaga dan nikel sulfida dan

arsenides.Nikel adalah ketujuh logam transisi paling berlimpah dan dua puluh dua unsur yang

paling melimpah di kerak bumi.Hal ini aboout 99 ppm. Apakah ini bijih impor komersial

terdiri dari dua jenis, laterit, yaitu oksida / bijih silikat seperti garnierite (Ni, Mg)

6Si4O10(OH)8, dan limonte nickelliferous (Fe, Ni) O (OH) .nH2O, Sulfida seperti pentlandit

(Ni, Fe) 9S8. Selain itu, mereka biasanya dikombinasikan dengan unsur-unsur lain dan saling

membuat varios berbagai tipe dari paduan.Besi, kobalt, dan nikel juga memiliki oksida dan

chalconides, halida dan okshalida, dan senyawa kompleks untuk senyawa tersebut.

3.2 Saran

Berdasarkan simpulan di atas, adapun saran yang penulis dapat berikan kepada

pembaca yakni diharapkan pembaca dapat memahami sejarah, keberadaan di alam, cara

pemisahan atau pembuatan, sifat-sifat dan kegunaan, dan senyawa-senyawa dari unsur besi,

kobalt, dan nikel. Selain itu, pembaca juga dianjurkan untuk mencari referensi lain yang

dapat dijadikan informasi tambahan dalam makalah ini. Sehingga pembaca mendapat

wawasan yang lebih luas mengenai unsur besi, kobalt, dan nikel.

32