Kata Pengantar

Assalamualaikum Wr… Wb…

            Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas limpahan rahmat

dan karunia-Nyalah kita diberikan kesehatan sampai saat sekarang ini. Dan tak

lupa pula shalawat serta salam kami haturkan kepada junjungan kita nabi besar

Muhammad SAW serta para sahabat-sahabatnya, dan pengikutnya hingga akhir

zaman, dimana telah mengajarkan Iman dan Islam kepada kita semua, sehingga

dapat menikmati indahnya keimanan dan islam.

            Syukur yang tak terhingga dari kelompok kami ucapkan karena dapat

menyelesaikan makalah Kimia Anorganik yang berjudul “Golongan IVA”.

Terima kasih yang tak terhingga kepada semua pihak yang berperan dalam

penyelesaian makalah ini terutama dosen pembimbing mata kuliah Kimia

Anorganik yaitu Bapak Muh. Mintadi, yang telah banyak membantu hingga

makalah ini dapat kami terselesaikan. Dalam penulisan dan

penyusunan makalah ini masih banyak kesalahan, untuk itu kami selaku  penulis

mengharapkan kritik  dan saran yang membangun dari semua pembaca demi

kesempurnaan makalah yang kami buat dimasa yang akan datang.

            Semoga makalah ini dapat berguna bagi kita semua.

 Amin.

Wassalamu’alaikum Wr... Wb…                          

                                                                                                                                   

                                                                                    Jember, 25 November 2013

                                                                                                

Kelompok 5

BAB 1

PENDAHULUAN

Unsur golongan IVA merupakan unsur yang sangat penting, seperti karbon

yang merupakan basis dari kehidupan di bumi dan silikon yang sangat vital bagi

struktur fisik bagi lingkungan dalam bentuk kerak bumi.Golongan IVA pada tabel

sistem periodik disebut pula golongan karbon karena unsur pertama dan umum

ditemukan.Diantara unsur-unsur Golongan IVA adalah karbon (C), silikon (Si),

germanium (Ge), timah (Sn), dan timbal (Pb) yang menunjukkan keanekaragaman

yang patut dipertimbangkan dalam hal sifat kimia dan fisiknya.

Adapun faktor yang dapat meningkatkan kemungkinan terbentuknya ion positif

pada golongan 4 dari atas ke bawah adalah :

A.  Elektronegativitas

Elektronegativitas merupakan ukuran kecenderungan suatu atom untuk

menarik elektron.dimana unsur yang paling elektronegatif (fluor)

elektronegativitasnya 4.Suatu atom yang elektronegativitasnya rendah, kurang

kuat menarik elektron. Artinya bahwa atom ini akan cenderung kehilangan

pasangan elektron bila berikatan dengan atom lain. Atom yang di amati cenderung

membawa muatan positif parsial atau membentuk ion positif.

Sifat logam biasanya dikaitkan dengan elektronegativitas yang

rendah.Seperti elektronegativitas turun dari karbon ke silikon, tetapi setelah itu

terjadi ketidakteraturan, karena itu sepertinya tidak ada kecenderungan hubungan

antara non-logam hingga logam dengan elektronegativitas.

B. Energi ionisasi

Energi ionisasi didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk

melepas satu elektron terluar, dinyatakan dalam kJ mol-1.

Gambar 1.1 Grafik enegri ionisasi

Unsur golongan 4 tidak ada yang membentuk ion 1+, jadi mengamati

energi ionisasi pertama saja tidak berguna. Beberapa unsur membentuk ion 2+ dan

(untuk beberapa tingkat) 4+.

Tabel dibawah ini menunjukkan energi ionisasi total yang diperlukan untuk

membentuk ion 2+, bervariasi dari atas ke bawah dalam satu golongan. Nilainya

dinyatakan dalam kJ mol-1.

Gambar 1.2 Energi Ionisasi Pertama Unsur-unsur dalam Tabel Periodik Unsur

Energi ionisasi cenderung turun dari atas ke bawah dalam satu golongan –

meskipun ada sedikit peningkatan pada timbal. Kecenderungan ini karena:

1. Atom-atom menjadi lebih besar karena bertambahnya elektron. Elektron

terluar makin jauh dengan inti atom, sehingga daya tarik inti kurang – dan

elektron lebih mudah lepas.

2. Elektron terluar terlindungi dari pengaruh inti dengan bertambahnya

elektron yang lebih dalam.

3. Dua pengaruh tersebut lebih besar dibanding pengaruh kenaikan muatan

inti.

Penurunan energi ionisasi jika bergerak dari atas ke bawah dalam satu

golongan yang sepertinya menjadikan timah dan timbal dapat membentuk ion

positif,namun demikian, tidak ada indikasi dari gambar ini bahwa

mereka mungkin membentuk ion positif. Tetnergi ionisasi karbon pada  puncak

api golongan terlalu besar dan tidak memungkinkan untuk membentuk ion positif

yang sederhana.

BAB II

PEMBAHASAN

GOLONGAN IVA

A.  KARBON ( C )

Karbon adalah salah satu unsur yang terdapat dialam dengan symbol

dalam sistem peridoik adalah “C”. Nama “carbon” berasal dari bahasa latin

“carbo” yang berarti “coal” atau “charcoal”. Istilah “coal” menyatakan sediment

berwarna hitam atau coklat kehitaman yang bersifat mudah terbakar dan terutama

memiliki komposisi utama belerang, hydrogen, oksigen, dan nitrogen.Karbon

memiliki nomor atom 6 dan nomor  massa 12,011, terletak pada golongan 4A atau

14 dan terdapat dalam periode 2 dan blok p. Konfigurasi elektron atom karbon

adalah 1s2 2s2 2p2 atau [He] 2s2 2p2 dengan susunan electron dalam kulit

atomnya adalah 2 4. Jumlah tingkat energinya adalah 2, dimana tingkat pertama

terdapat 2 elektron dan tingkat kedua terdapat 4 elektron.

Karbon merupakan unsur ke-19 yang paling banyak terdapat di kerak bumi

yaitu dengan prosentase berat 0,027%, dan menjadi unsur paling banyak ke-4

terdapat jagat raya setelah hydrogen, helium, dan oksigen. Ditemukan baik di air,

darat, dan atmosfer bumi, dan didalam tubuh makhluk hidup. Karbon membentuk

senyawaan hampir dengan semua unsur terutama senyawa organic yang banyak

menyusun dan menjadi bagian dari makhluk hidup.

Keistimewaan unsur karbon dibandingkan dengan unsur golongan IV A yang lain,

unsur karbon secara alamiah mengikat dirinya sendiri dalam rantai, baik dengan

ikatan tunggal C – C, ikatan rangkap dua C = C, maupun ikatan rangkap tiga C ≡

C. Hal ini terjadi karena unsur karbon mempunyai energi ikatan C – C yang

kuat,yaitu sebesar 356 kj/ mol.

Bentuk karbon yang paling banyak dikenal adalah intan dan grafit .

Susunan molekul intan lebih rapat dibandingkan dengan grafit. Kerapatan intan

adalah 3,51 g / cm3 , sedangkan grafit 2,22 g / cm3. Namun grafit mempunyai

kestabilan yang lebih baik dialam,yakni pada 1 atm 300⁰K adalah 2,9 kj / mol.

Dari rapatannya tersebut, dapat disimpulkan bahwa untuk mengubah grafit

menjadi nyan diperlukan tekanan yang besar . ari ifat thermodinamika pada

300⁰K, 1.500 atm mncapai keseimbangan grafit dan intan ,tetapi berjalan sangat

lamban.

1.  Sifat-Sifat Karbon

                        Unsur karbon terdapat dalam tiga bentuk yaitu bentuk

amorf,grafit,dan intan.

a. Amorf

Unsur karbon dalam bentuk amorf,selain terdapat dialam,juga dihasilkan dari

pembakaran terbatas minyak bumi (jumlah oksigen terbatas, sekitar 50 % dari

jumlah oksigen yang diperlukan untuk pembakaran sempurna). Secara

alami,karbon amorf dihasilkan dari perubahan serbuk gergaji,lignit batu

bara,gambut,kayu,batok kelapa,dan biji-bijian.

b. Grafit

Grafit adalah zat bukan logam yang mampu mengantarkan panas dengan baik.

Bentuk kristal mikro grafit banyak kita kenal sebagai arang,jelaga,atau jelaga

minyak. Sifat fiska grafit ditentukan oleh sifat dan luasnya permukaan. Bentuk

grafit yang halus akan mempunyai permukaan yang relatif lebih luas,sehingga

dengan sedikit gaya tarik akan mudah menyerap gas dan zat terlarut.

Grafit, terdapat dalam bentuk padatan yang memiliki ukuran kristal dan tingkat

kemurnian yang berbeda-beda. Grafit dpat dibuat dar kokas (bentuk karbon

amorf) menurut reaksi berikut :

                                      C (amorf)                       C (grafit)

c. Intan

Bentuk unsur karbon yang ketiga adalah intan. Intan secara alami diperoleh dari

karbon yang dikenal tekanan dan suhu tinggi dalam perut bumi. Intan juga dapat

dibuat dari grafit yang diolah pada suhu 3.000 K dan tekanan lebih dari 1,25 x

107 Pa. Proses ini menggunakan katalis logam transisi,seperti kromium (Cr), besi

(Fe), dan platina.

            Karbon memiliki dua isotop yang stabil yaitu 12C dengan kelimpahan

98,93% dan 13C dengan kelimpahan 1,07%. IUPAC telah menggunakan isotop 12C

untuk menentukan berat atom unsur dalam sistem periodic. Isotop 14C terdapat

dialam dan bersifat sebagai radioaktif dengan kelimpahan hanya sampai

0.0000000001%,  terdapat sekitar 15 isotop karbon.

2.  Senyawa Karbon

            Karbon dioksida ditemuka di atmosfir bumi dan terlarut dalam air. Karbon

juga merupakan bahan batu besar dalam bentuk karbonat unsur-unsur berikut:

kalsium, magnesium, dan besi. Batubara, minyak dan gas bumi adalah

hidrokarbon. Karbon sangat unik karena dapat membentuk banyak senyawa

dengan hidrogen, oksigen, nitrogen dan unsur-unsur lainnya. Dalam banyak

senyawa ini atom karbon sering terikat dengan atom karbon lainnya. Ada sekitar

sepuluh juta senyawa karbon, ribuan di antaranya sangat vital bagi kehidupan.

Tanpa karbon, basis kehidupan menjadi mustahil. Walau silikon pernah

diperkirakan dapat menggantikan karbon dalam membentuk beberapa senyawa,

sekarang ini diketahui sangat sukar membentuk senyawa yang stabil dengan

untaian atom-atom silikon. Atmosfir planet Mars mengandung 96,2% CO2.

Beberapa senyawa-senyawa penting karbon adalah karbon dioksida (CO2), karbon

monoksida (CO), karbon disulfida (CS2), kloroform (CHCl3), karbon tetraklorida

(CCl4), metana (CH4), etilen (C2H4), asetilen (C2H2), benzena (C6H6), asam

cuka(CH3COOH) dan turunan-turunan mereka.

3.  Cara Pemerolehan Karbon

            Karbon terdapat dialam sebagai grafit . Grafit buatan dengan mereaksikan

coke dengan silica (SiO2) dengan reaksi sebagai berikut:

SiO2 + 3C (2500°C) → “SiC” + Si (g) + C(graphite)

Karbon juga dapat diperoleh  dari pembakaran hidrokarbon atau coal, atau yang

lainnya dengan kondisi udara yang terbatas sehigga terjadi pembakaran yang tidak

sempurna.

4.  Kegunaan Karbon

Karbon menjadi unsur yang memiliki banyak manfaat didunia ini.

Berbagai macam aplikasinya baik dalam bentuk senyawaan maupun dalam bentuk

unsur memiliki banyak manfaat. Untuk karbon dalam bentuk senyawaan adalah

sebagai sumber makanan untuk kelangsungan makhluk hidup di bumi, kita tahu

bahwa berbagai mcam makanan yang kita konsumsi adalah tersusun atas karbon.

 Hidrokarbon yang merupakan senyawaan karbon dan hydrogen dipakai

untuk bahan bakar, petroleum dipakai untuk produksi gasoline dan kerosin.

Celulosa merupakan polimer yang mengandung karbon dalam bentuk katun,

wool, linen, dan sutra dipakai sebagai bahan pakaian. Plastik merupakan sintetik

polimer karbon dengan banyak manfaat penggunaan.Karbon dapat membentuk

alloy atau paduan logam dengan besi yang membentuk baja.Karbon hitam dipakai

sebagai pigmen dalam tinta, cat, dan dipakai juga sebagai pengisis dalam industri

ban dan plastic.Karbon dipakai sebagai agen pereduksi dalam berbagai reaksi

kimia pada suhu yang sangat tiggi.

B.     SILIKON ( Si )

Silikon (Latin: silicium) merupakan unsur kimia yang mempunyai

simbol Si dan nomor atom 14. Ia merupakan unsur kedua paling berlimpah setelah

oksigen di dalam kerak Bumi, mencapai hampir 25.7% . Unsur kimia ini

ditemukan oleh Jons Jakob Berzelius. Terdapat dialam dalam bentuk tanah liat,

granit, kuartza dan pasir,kebanyakan dalam bentuk silikon dioksida (dikenal

sebagai silika) dan dalam bentuk silikat.

Silikon adalah polimer nonorganik yang bervariasi, dari cairan, gel, karet,

hingga sejenis plastik keras. Beberapa karakteristik khusus silikon: tak berbau, tak

berwarna, kedap air, serta tak rusak akibat bahan kimia dan proses oksidasi, tahan

dalam suhu tinggi, serta tidak dapat menghantarkan listrik.

1.  Karakteristik Silikon

Atom silikon seperti halnya atom karbon, dapat membentuk empat ikatan

secara serentak silikon dalam susunan petrahedral, unsur Si mengkristal dengan

struktur kubus pusat muka (fcc) seperti intan, silikon bersifat semi konduktor.

Dalam SiO2, setiap atom Si terikat pada empat atom O dan tiap atom O terikat

pada dua atom Si. Susunan struktur tersebut membentuk jaringan yang sangat

besar, yaitu struktur kristal kovalen raksasa (seperti intan). Kuarsa mempunyai

titik leleh tinggi dan bersifat insulator. Kuarsa merupakan bentuk umum untuk

silika namun, sesungguhnya bentuk-bentuk silika lain banyak, sehingga umumnya

disebut mineral silika. Sebagian besar silika tidak larut dalam air. Hanya silikat

dari logam alkali yang dapat diperoleh sebagai senyawa yang larut dalam air. Sifat

umum dari mineral silikat adalah kekomplekan anion silikatnya, namun struktur

dasarnya merupakan tetrahedral sederhana dari empat atom O disekitar atom pusat

Si, tetrahedral ini dapat berupa:

a. Unit terpisah

b. Bergabung menjadi rantai atau cincin dari 2,3,4 atau 6 gugus

c. Bergabung membentuk rantai tunggal yang panjang atau rantai ganda

d. Tersusun dalam lembaran

e. Terikat menjadi kerangka tiga dimensi

SiO44-

(aq) + 4H+(aq) → Si(OH)4(aq)

2.  Sifat-Sifat Silikon

            Silikon kristalin memiliki tampak kelogaman dan bewarna abu-abu.

Silikon merupakan unsur yang tidak reaktif secara kimia (inert), tetapi dapat

terserang oleh halogen dan alkali. Kebanyakan asam, kecuali hidrofluorik tidak

memiliki pengaruh pada silikon.Unsur silikon mentransmisi lebih dari 95%

gelombang cahaya infra merah, dari 1,3 sampai 6 mikrometer.

3.  Senyawa Silikon

Senyawa silikat dan silikon adalah; silikat, silana (SiH4), asam salisik

(H4.SiO4), silikon karbida (SiC), silikon dioksida (SiO2), silikon

tetraklorida(SiCl4), silikon tetrafluorida (SiF4), & tetraklora silana(HSiCl3).

4.  Cara Pemerolehan

Silikon (Si) dipeeoleh dlm pembentukan komersial biasa dg reduksi SiO2

dg karbon atau CaC2 dlm tungku pemanas listrik utuk memperolh kemurnian yg

sgt tinggi (utk digunakan sbg semikonduktor) unsurnya pertama-tama diubah

menjadi klorida, yg direduksi kembali menjadi logam oleh hidrogen suhu tinggi.

Setelah pengecoran menjadi batangan kemudian dihaluskan (zone refined).

Batangan logam dipanaskan dekat ujungnya sehingga dihasilkan lempeg

bersilang dari lelehan silikon (Si). Karena pengotor lebih larut dlm lelehan

tersebut drpd dlm padatannya yg terkonsentrasi dlm lelehan, & daerah yg meleleh,

kemudian bergerak lambat sepanjang batangan dgn pemindahan sumber panas.

Hal ini membawa pengotor sampai ke ujung. Proses ini perli di ulang. Ujung yg

tidak murni kemudian dipotong.

5.  Kegunaan Silikon

Silikon adalah salah satu unsur yang berguna bagi manusia. Dalam

bentuknya sebagai pasir dan tanah liat, dapat digunakan untuk membuat bahan

bangunana seperti batu bata. Ia juga berguna sebagai bahan tungku pemanas dan

dalam bentuk silikat ia digunakan untuk membuat enamels (tambalan gigi), pot-

pot tanah liat, dsb. Silika sebagai pasir merupakan bahan utama gelas Gelas dapat

dibuat dalam berbagai macam bentuk dan digunakan sebagai wadah, jendela,

insulator,dan aplikasi-aplikasi lainnya. Silikon tetraklorida dapat digunakan

sebagai gelas iridize.

Silikon super murni dapat didoping dengan boron, gallium, fosfor dan

arsenik untuk memproduksi silikon yang digunakan untuk transistor, sel-sel solar,

penyulingan, dan alat-alat solid-state lainnya, yang digunakan secara ekstensif

dalam barang-barang elektronik dan industri antariksa. Hydrogenated amorphous

silicone memiliki potensial untuk memproduksi sel-sel murah untuk

mengkonversi energi solar ke energi listrik.

Silikon sangat penting untuk tanaman dan kehidupan binatang. Diatoms

dalam air tawar dan air laut mengekstrasi silika dari air untuk membentuk

dinding-dinding sel. Silika ada dalam abu hasil pembakaran tanaman dan tulang

belulang manusia. Silikon bahan penting pembuatan baja dan silikon karbida

digunakan dalam alat laser untuk memproduksi cahaya koheren dengan panjang

gelombang 4560 A.

C.    GERMANIUM ( GE )

Logam ini ditemukan di

a. argyrodite, sulfida germanium dan perak

b. germanite, yang mengandung 8% unsur ini

c. bijih seng

d. batubara

e. mineral-mineral lainnya

Unsur ini diambil secara komersil dari debu-debu pabrik pengolahan bijih-

bijih seng, dan sebagai produk sampingan beberapa pembakaran batubara.

Germanium dapat dipisahkan dari logam-logam lainnya dengan cara distilasi

fraksi tetrakloridanya yang sangat reaktif. Tehnik ini dapat memproduksi

germanium dengan kemurnian yang tinggi.

1.   Sifat-Sifat Germanium

Unsur ini logam yang putih keabu-abuan. Dalam bentuknya yang murni,

germanium berbentuk kristal dan rapuh. Germanium merupakan bahan

semikonduktor yang penting. Tehnik pengilangan-zona (zone-refining techniques)

memproduksi germanium kristal untuk semikonduktor dengan kemurnian yang

sangat tinggi. Germanium (Ge) stabil di udara & air pd keadaan yg normal, &

sukar bereaksi dgn alkali & asam, kecuali dengan asam nitrat.

2.   Senyawa Germanium

Senyawa germanium adalah GeO2, GeCl4,GeS2, SiGe.

3.   Cara Pemerolehan

Keberadaan germanium dialam sangat sedikit, yang diperoleh dari batu

bara dan batuan seng pekat.nsur ini lebih reaktif daripada silikon, dan dapat larut

dalam HNO3dan H2SO4 pekatSEperti silikon, germanium juga merupakan bahan

semikonduktor.

4.   Kegunaan Germanium

Kegunaan umum germanium adalah sebagai bahan semikonduktor.

Kegunaan lain unsur ini adalah sebagai bahan pencampur logam, sebagai fosfor di

bola lampu pijar dan sebagai katalis. Germanium dan germanium oksida tembus

cahaya sinar infra merah dan digunakan dalam spekstroskopi infra mera dan

barang-baran optik lainnya, termasuk pendeteksi infra merah yang sensitif. Index

refraksi yang tinggi dan sifat dispersi oksidanya telah membuat germanium sangat

berguna sebagai lensa kamera wide-angle danmicroscope objectives.

 Bidang studi kimia organogermanium berkembang menjadi bidang yang

penting. Beberapa senyawa germanium memiliki tingkat keracunan yang rendah

untuk mamalia, tetapi memiliki keaktifan terhadap beberap jenis bakteria,

sehingga membuat unsur ini sangat berguna sebagai agen kemoterapi.

D.    TIMAH ( Sn )

Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin dengan symbol kimia

Sn. Nama latin dari timah adalah “Stannum” dimana kata ini berhubungan dengan

kata “stagnum” yang dalam bahasa inggris bersinonim dengan kata “dripping”

yang artinya menjadi cair / basah, penggunaan kata ini dihubungkan dengan

logam timah yang mudah mencair.

Timah merupakan logam putih keperakan, logam yang mudah ditempa dan

bersifat flesibel, memiliki struktur kristalin, akan tetapi bersifat mudah patah jika

didinginkan. Logam timah memiliki dua bentuk alotrop yaitu ?-Timah dan ?-

Timah. ?-Timah biasa disebut sebagai timah abu-abu karena warnanya abu-abu,

dan memiliki struktur kristal kubik mirip diamond, silicon, dan germanium.

Alotrop  ?-Timah ada dibawah suhu 13,20C dan tidak memiliki sifat logam sama

sekali. Diatas suhu ini timah ada dalam bentuk ?-Timah, timah jenis inilah yang

kita lihat sehari-hari. Timah ini biasa disebut sebagai timah putih disebabkan

warnanya putih mengkilap, dan memiliki struktur kristal tetragonal. Tingkat

resistansi transformasi dari timah putih ke timah hitam dapat ditingkatkan dengan

pencampuran logam lain pada timah seperti seng, bismuth, atau gallium.

Timah adalah unsur dengan jumlah isotop stabil yang terbanyak dimana

jangkauan isotop ini mulai dari 112 hingga 126. Dari isotop-isotop tersebut yang

paling banyak jumlahnya adalah isotop 120Sn dimana komposisinya mencapai 1/3

dari jumlah isotop Sn yang ada, 116Sn, dan 118Sn. Isotop yang paling sedikit

jumlahnya adalah 115Sn. Unsur timah yang memiliki jumlah isotop yang banyak

ini sering dikaitkan dengan nomor atom Sn yaitu 50 yang merupakan “magic

number” dalam pita kestabilan fisika nuklir. Beberapa isotop bersifat radioaktif

dan beberapa yang lain bersifat metastabil (dengan lambang m).

1.   Sifat-Sifat Timah

Timah biasa terbentuk oleh 9 isotop yang stabil. Ada 18 isotop lainnya

yang diketahui. Timah merupakan logam perak keputih-putihan, mudah

dibentuk, ductile dan memilki struktur kristal yang tinggi. Jika struktur ini

dipatahkan, terdengar suara yang sering disebut tangisan timah ketika sebatang

unsur ini dibengkokkan.

2.  Senyawa Timah

Senyawaan timah yang penting adalah organotin, SnO2, Stanat, timah

klorida, timah hidrida, dan timah sulfide.

3.  Cara Pemerolehan

a. Berbagai macam metode dipakai untuk membuat timah dari biji timah

tergantung dari jenis biji dan kandungan impuritas dari biji timah. Bijih

timah yang biasa digunakan untuk produksi adalah dengan kandungan 0,8-

1% (persen berat) timah atau sedikitnya 0,015% untuk biji timah berupa

bongkahan-bongkahan kecil. Biji timah dihancurkan dan kemudian

dipisahkan dari material-material yang tidak diperlukan, adakalanya biji

yang telah dihancurkan dilewatkan dalam “floating tank” dan titambahkan

zat kimia tertentu sehingga biji timahnya bisa terapung sehingga bisa

dipisahkan dengan mudah.

b. Biji timah kemudian dikeringkan dan dilewatkan dalam alat pemisah

magnetik sehingga kita dapat memisahkan biji timah dari impuritas yang

berupa logam besi. Biji timah yang keluar dari proses ini memiliki

konsentrasi timah antara 70-77% dan hampir semuanya berupa mineral

Cassiterite.

c. Cassiterite selanjutnya diletakkan dalam furnace bersama dengan karbon

dalam bentuk coal atau minyak bumi. Adakalanya juga ditambahkan

limestone dan pasir untuk menghilangkan impuritasnya kemudian material

dipanaskan pada suhu 1400 C. Karbon bereaksi dengan CO2 yang ada

didalam furnace membentuk CO, CO ini kemudian bereaksi dengan

cassiterite membentuk timah dan karbondioksida. Logam timah yang

dihasilkan dipisahkan melalui bagian bawah furnace untuk diproses lebih

lanjut. Untuk memperoleh timah dengan kemurnian yang tinggi maka

dapat dilakukan dengan menggunakan proses elektrolisis. Dengan cara ini

kemurnian timah yang diperoleh bisa mencapai 99,8%.

d. Berbagai macam metode dipakai untuk membuat timah dari biji timah

tergantung dari jenis biji dan kandungan impuritas dari biji timah. Bijih

timah yang biasa digunakan untuk produksi adalah dengan kandungan 0,8-

1% (persen berat) timah atau sedikitnya 0,015% untuk biji timah berupa

bongkahan-bongkahan kecil. Biji timah dihancurkan dan kemudian

dipisahkan dari material-material yang tidak diperlukan, adakalanya biji

yang telah dihancurkan dilewatkan dalam “floating tank” dan titambahkan

zat kimia tertentu sehingga biji timahnya bisa terapung sehingga bisa

dipisahkan dengan mudah.

e. Biji timah kemudian dikeringkan dan dilewatkan dalam alat pemisah

magnetik sehingga kita dapat memisahkan biji timah dari impuritas yang

berupa logam besi. Biji timah yang keluar dari proses ini memiliki

konsentrasi timah antara 70-77% dan hampir semuanya berupa mineral

Cassiterite.

f. Cassiterite selanjutnya diletakkan dalam furnace bersama dengan karbon

dalam bentuk coal atau minyak bumi. Adakalanya juga ditambahkan

limestone dan pasir untuk menghilangkan impuritasnya kemudian material

dipanaskan pada suhu 1400 C. Karbon bereaksi dengan CO2 yang ada

didalam furnace membentuk CO, CO ini kemudian bereaksi dengan

cassiterite membentuk timah dan karbondioksida. Logam timah yang

dihasilkan dipisahkan melalui bagian bawah furnace untuk diproses lebih

lanjut. Untuk memperoleh timah dengan kemurnian yang tinggi maka

dapat dilakukan dengan menggunakan proses elektrolisis. Dengan cara ini

kemurnian timah yang diperoleh bisa mencapai 99,8%.

4. Kegunaan Timah

Logam timah banyak dipergunakan untuk solder(52%), industri plating

(16%), untuk bahan dasar kimia (13%), kuningan & perunggu (5,5%), industri

gelas (2%), dan berbagai macam aplikasi lain (11%).

E.     TIMBAL ( Pb )

Logam timbal telah dipergunakan oleh manusia sejak ribuan tahun yang

lalu (sekitar 6400 SM) hal ini disebabkan logam timbal terdapat diberbagai

belahan bumi, selain itu timbal mudah di ekstraksi dan mudah dikelola. Unsur ini

telah lama diketahui dan disebutkan di kitab Exodus. Para alkemi mempercayai

bahwa timbal merupakan unsur tertua dan diasosiasikan dengan planet Saturnus.

Timbal alami, walau ada jarang ditemukan di bumi.

Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai “Lead” dengan simbol kimia

“Pb”. Simbol ini berasal dari nama latin timbal yaitu “Plumbum” yang artinya

logam lunak. Timbal memiliki warna putih kebiruan yang terlihat ketika logam Pb

dipotong akan tetapi warna ini akan segera berubah menjadi putih kotor atau abu-

abu gelap ketika logam Pb yang baru dipotong tersebut terekspos oleh udara.

Timbal memiliki empat isotop yang stabil yaitu 204Pb, 206Pb, 207Pb, dan

208Pb. Standar massa atom Pb rata-rata adalah 207,2. Sekitar 38 isotop Pb telah

ditemukan termasuk isotop sintesis yang bersifat tidak stabil. Isotop timbal

dengan waktu paruh yang terpanjang dimiliki oleh 205Pb yang waktu paruhnya

adalah 15,3 juta tahun dan 202Pb yang memiliki waktu paruh 53.000 tahun.

Timbal memiliki nomor atom 82 dan nomor massa 207,2. Dengan nomor

atom 82 maka timbal memiliki konfigurasi elektron [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2

dengan jumlah elektron tiap selnya adalah 2, 8, 18, 32, 18, 4. Timbal berada pada

golongan IVA (14) bersama dengan C, Si, Ge, dan Sn, periode 6 dan berada pada

blok s.

1.    Sifat-Sifat Timbal

Timbal atau Timah Hitam (Pb) adalah unsur yang bersifat logam, hal ini

merupakan anomali karena unsur-unsur diatasnya (Gol IV) yakni Karbon dan

Silikon bersifat non-logam. Di alam, timbal ditemukan dalam mineral Galena

(PbS), Anglesit (PbSO4 ) dan Kerusit (PbCO3,), juga dalam keadaan bebas.

Memiliki sifat khusus seperti dibawah ini, yakni:

1. Berwarna putih kebiru-biruan dan mengkilap.

2. Lunak sehingga sangat mudah ditempa.

3. Tahan asam, karat dan bereaksi dengan basa kuat.

4. Daya hantar listrik kurang baik. (Konduktor yang buruk)

5. Massa atom relative 207,2

6. Memiliki Valensi 2 dan 4.

7. Tahan Radiasi

8. Timbal larut dalam beberapa asam

9. Bereaksi secara cepat dengan halogen

Timbal sering kali memiliki sifat tampak seperti gas mulia yaitu  tidak

reaktif, ditunjukkan oleh harga potensial standarnya sebesar – 0,13 V. kereaktifan

yang rendah ini dikaitkan dengan overvoltage yang tinggi terhadap hidrogen, dan

juga dalam beberapa hal tidak terlarutkan oleh H2SO4 pekat dan HCl pekat.

Sifat Timbal yang lain

Berbagai macam timbal oksida mudah direduksi menjadi logamnya. Hal

ini bisa dilakukan dengan menggunakan reduktor glukosa, atau mencampur antara

PbO dengan PbS kemudian dipanaskan.

                  2PbO + PbS   à   3 Pb + SO2

Bila dipanaskan dengan nitrat dari logam alkali maka logam timbal akan

membentuk PbO yang umumnya disebut sebagai litharge. PbO adalah contoh dari

timbal dengan biloks 2. PbO larut dalam asam nitrat dan asam asetat. PbO juga

larut dalam larutan basa membentuk garam plumbit.

PbO2 adalah contoh dari timbal dengan biloks 4 dan merupakan agen

pengoksidasi yang kuat. Karena PbO larut dalam asam dan basa maka PbO

bersifat amfoter. Senyawa timbal dengan dua macam biloks juga ada yaitu Pb3O4

yang dikenal dengan nama minium.

2.    Senyawa Timbal

Senyawa  timbal yang umum adalah Tetra Etil Lead (TEL), PbO2,

Timbal(II) Klorida (PbCl2), Timbal tetroksida (Pb3O4), dan Timbal(II) Nitrat.

3.     Cara Pemerolehan

Pada umumnya biji timbal mengandung 10% Pb dan biji yang memiliki

kandungan timbal minimum 3% bisa dipakai sebagai bahan baku untuk

memproduksi timbal. Biji timbal pertama kali dihancurkan dan kemudian

dipekatkan hingga konsentrasinya mencapai 70% dengan menggunakan proses

“froth flotation” yaitu proses pemisahan dalam industri untuk memisahkan

material yang bersifat hidrofobik dengan hidrofilik.

Kandungan sulfida dalam biji timbal dihilangkan dengan cara

memanggang biji timbal sehingga akan terbentuk timbal oksida (hasil utama) dan

campuran antara sulfat dan silikat timbal dan logam-logam lain yang ada dalam

biji timbal. Pemanggangan ini dilakukan dengan menggunakan aliran udara panas.

Reaksi yang terjadi adalah:

MSn + 1.5nO2 → MOn + nSO2.

Timbal oksida yang terbentuk direduksi dengan menggunakan alat yang

dinamakan “blast furnace” dimana pada proses ini hampir semua timbal oksida

akan direduksi menjadi logam timbal. Hasil timbal dari proses ini belum murni

dan masih mengandung kontaminan seperti Zn, Cd, Ag, Cu, dan Bi. Timbal

oksida yang tidak murni ini kemudian dicairkan dalam “furnace reverberatory”

dan ditreatment menggunakan udara, uap, dan belerang dimana kontaminan akan

teroksidasi kecuali perak, emas, dan bismuth. Kontaminan ini akan terapung pada

bagian atas sehingga dapat dipisahkan. Logam perak dan emas dipisahkan, dan

bismuthnya dihilangkan dengan menggunakan logam kalsium dan magnesium.

Hasil logam yang dihasilkan dari keseluruhan proses ini adalah logam timbal.

Logam timbal yang sangat murni diperoleh dengan cara elektrolisis meggunakan

elektrolit silica flourida.

4.    Kegunaan Timbal

Timbal memiliki kegunaan yang sangat besar bagi kesejahteraan hidup

manusia apabila dikelola secara bijaksana, adapun berbagai kegunaan dari timbal

antara lain:

a.       Timbal digunakan dalam accu dimana accu ini banyak dipakai dalam

bidang automotif.

b.      Timbal dipakai sebagai agen pewarna dalam bidang pembuatan keramik

terutama untuk warna kuning dan merah.

c.       Timbal dipakai dalam industri plastic PVC untuk menutup kawat listrik.

d.      Timbal dipakai sebagai proyektil untuk alat tembak dan dipakai pada

peralatan pancing untuk pemberat disebakan timbale memiliki densitas yang

tinggi, harganya murah dan mudah untuk digunakan.

e.        Lembaran timbal dipakai sebagai bahan pelapis dinding dalam studio

musik.

f.       Timbal dipakai untuk pelindung alat-alat kedokteran, laboratorium yang

menggunakan radiasi misalnya sinar X.

g.      Timbal cair dipergunakan sebagai agen pendingin dalam peralatan reactor

yang menggunakan timbale sebagai pendingan.

h.      Kaca timbal mengandung 12-28% Pb dimana dengan adanya Pb ini akan

mengubah karakteristik optis dari kaca dan mereduksi transmisi radiasi.

i.        Timbal banyak dipakai untuk elektroda pada peralatan elektrolisis.

j.        Timbal digunakan untuk solder untuk industri elektronik.

k.      Timbal dipakai dalam berbagai kabel listrik bertegangan tinggi untuk

mencegah difusi air dalam kabel.

l.        Timbal ditambahkan dalam peralatan yang terbuat dari kuningan agar tidak

licin dan biasanya digunakan dalam peralatan permesinan.

m.    Timbal dipakai dalam raket untuk memperberat massa raket.

n.      Timbal karena sifatnya tahan korosi maka dipakai dalam bidang kontruks.

o.      Dalam bentuk senyawaan maka tetra-etil-lead dipakai sebagai anti-knock

pada bahan bakar.

p.      Semikonduktor berbahan dasar timbal banyak seperti Timbal telurida,

timbale selenida, dan timbale antimonida dipakai dalam peralatan sel surya dan

dipakai dalam peralatan detektor inframerah.

q.      Timbal biasanya dipakai untuk menyeimbangkan roda mobil tapi sekarang

dilarang karena pertimbangan lingkungan.

r.        Digunakan sebagai aditif bahan bakar (TEL), berfungsi untuk mengurangi

knock pada mesin.

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

1.  Golongan IVA pada tabel sistem periodik disebut pula golongan karbon.

2.  Dinamakan golongan karbon karena unsur pertama dan umum ditemukan.

3.  Unsur-unsur Golongan IVA adalah karbon (C), silikon (Si), germanium (Ge),

timah (Sn), dan timbal (Pb).

4.  Setiap Unsur memiliki sifat,kesenyawaan,cara pemerolehan,dan kegunaan

yang berbeda-beda.

5.  Adapun faktor yang dapat meningkatkan kemungkinan terbentuknya ion

positif pada golongan 4 dari atas ke bawah adalah Elektronegativitas dan energi

ionisasi.

Daftar Pustaka

Anonim, A. 2012. Golongan IVA. http://www.chem-is-try.org ( Diakses 18 Maret

2012 )

Anonim, B. 2012. Golongan IVA Karbon. http://belajarkimia.com ( Diakses 18

Maret 2012 )

Anonim, C. 2012.Golongan IVA Pada SPU. Belajarkimia.com ( Diakses !8 Maret

2012 )

Anonim, D. 2012. Golongan IVA. http://www.artikelkimia.info/ ( 18 Maret 2012 )

Anonim, E. 2012. Golongan IVA Kimia. http://chemistri-science29.blogspot.com

( 18 Maret 2012 )

Sutresna, Nana. 2007. Cerdas Belajar Kimia.Bandung : Grafindo Media Pratama.