Mg, Cr, Sn, Bi
-
Upload
miranti-andini -
Category
Documents
-
view
219 -
download
0
description
Transcript of Mg, Cr, Sn, Bi
Magnesium (Mg)
Definisi Magnesium (Mg)
Magnesium adalah unsur kedelapan yang paling berlimpah dan merupakan sekitar 2%
dari berat kerak bumi dan merupakan unsur yang paling banyak ketiga terlarut dalam air laut.
Magnesium sangat melimpah di alam dan ditemukan dalam bentuk mineral penting didalam
bebatuan, seperti dolomit, magnetit, dan olivin. Ini juga ditemukan dalam air laut, air asin bawah
tanah dan lapisan asin.
Magnesium ini adalah logam struktural ketiga yang paling melimpah di kerak bumi,
hanya dilampaui oleh aluminium dan besi. Amerika Serikat secara umum menjadi pemasok
utama dunia logam ini. Amerika Serikat memasok 45% dari produksi dunia, bahkan pada tahun
1995 Dolomit dan magnesit ditambang sampai sebatas 10 juta ton per tahun, di negara-negara
seperti Cina, Turki, Korea Utara, Slowakia, Austria, Rusia dan Yunani.
Aplikasi senyawa Magnesium digunakan sebagai bahan tahan api dalam lapisan dapur
api untuk menghasilkan logam (besi dan baja, logam nonferrous), kaca, dan semen. Dengan
kepadatan hanya dua pertiga dari aluminium, magnesium memiliki banyak aplikasi dalam kasus
di mana berat yang ringan sangat penting, yaitu dalam konstruksi pesawat terbang dan rudal. Ia
juga memiliki banyak kegunaan kimia dan sifat metalurgi yang baik, sehingga membuatnya
sesuai untuk berbagai aplikasi non-struktural lainnya.
Magnesium banyak digunakan dalam industri dan pertanian. Kegunaan lain meliputi:
penghapusan bentuk belerang besi dan baja, pelat photoengraved dalam industri percetakan,
mengurangi agen untuk produksi uranium murni dan logam lainnya dari garamnya, fotografi
senter, flare, dan kembang api.
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki symbol Mg dan
nomor atom 12 serta berat atom 24,31. Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang
membentuk 2% berat kulit bumi, serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut.
Logam alkali tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat
campuran alumunium-magnesium yang sering disebut "magnalium" atau "magnelium".
Magnesium merupakan salah satu jenis logam ringan dengan karakteritik sama dengan
aluminium tetapi magnesium memiliki titik cair yang lebih rendah dari pada aluminium. Seperti
pada aluminium, magnesium juga sangat mudah bersenyawa dengan udara (Oksigen).
Perbedaannya dengan aluminium ialah dimana magnesium memiliki permukaan yang keropos
yang disebabkan oleh serangan kelembaban udara karena oxid film yang terbentuk pada
permukaan magnesium ini hanya mampu melindunginya dari udara yang kering. Unsur air dan
garam pada kelembaban udara sangat mempengaruhi ketahanan lapisan oxid pada magnesium
dalam melindunginya dari gangguan korosi. Untuk itu benda kerja yang menggunakan bahan
magnesium ini diperlukan lapisan tambahan perlindungan seperti cat atau meni.
Magnesium murni memiliki kekuatan tarik sebesar 110 N/mm2 dalam bentuk hasil
pengecoran (Casting), angka kekuatan tarik ini dapat ditingkatkan melalui proses pengerjaan.
Magnesium bersifat lembut dengan modulus elastis yang sangat rendah. Magnesium memiliki
perbedaan dengan logam-logam lain termasuk dengan aluminium, besi tembaga dan nikel dalam
sifat pengerjaannya dimana magnesium memiliki struktur yang berada didalam kisi hexagonal
sehingga tidak mudah terjadi slip. Disamping itu, presentase perpanjangannya hanya mencapai
5% dan hanya mungkin dicapai melalui pengerjaan panas.
Sifat Fisik Magnesium (Mg)
Titik Cair, K = 922 K
Titik Didih, K = 1380 K
Energi Ionisasi = 1 738 kJ/mol
Energi Ionisasi = 11 1450 kJ/mol
Kerapatan massa (ρ) = 1,74 g/cm3
Jari-jari atom = 1,60 A
Kapasitas Panas = 1,02 J/gK
Potensial Ionisasi = 7,646 Volt
Konduktivitas Kalor = 156 W/mK
Entalpi Penguapan = 127,6 kJ/mol
Entalpi Pembentukan = 8,95 kJ/mol
Sifat Kimia Magnesium (Mg)
1. Magnesium oksida merupakan oksida basa sederhana.
2. Reaksi dengan air : MgO + H2O Mg(OH)2
3. Reaksi dengan udara : Menghasilkan MO dan M3N2 jika dipanaskan.
4. Reaksi dengan Hidrogen : Tidak bereaksi
5. Reaksi dengan klor : M + X2 (dipanaskan) MX2
(garam)
Sifat mekanik Magnesium (Mg)
Rapat massa magnesium adalah 1,738 gram/cm3. Magnesium murni memiliki kekuatan
tarik sebesar 110 N/mm2 dalam bentuk hasil pengecoran (Casting).
Proses Pembuatan Magnesium (Mg)
Magnesium adalah elemen logam terbanyak ketiga (2%) di kerak bumi setelah besi dan
aluminium. Kebanyakan magnesium berasal dari air laut yang mengandung 0,13% magnesium
dalam bentuk magnesium klorida. Pertama kali diproduksi pada tahun 1808, logam magnesium
dapat didapat dengan cara electrolitik atau reduksi termal. Pada metode elektrolisis, air laut
dicampur dengan kapur (kalsium hidroksida) dalam tangki pengendapan.Magnesium hidroksida
presipitat mengendap, disaring dan dicampur dengan asam klorida.Larutan ini mengalami
elektrolisis (seperti yang dilakukan pada aluminium); agar eksploitasi menghasilkan logam
magnesium, yang kemudian dituang/dicor menjadi batang logam untuk diproses lebih lanjut ke
dalam berbagai bentuk.
Dalam metode reduksi thermal, batuan mineral yang mengandung magnesium (dolomit,
magnesit, dan batuan lainnya) dibagi dengan reduktor (seperti ferrosilicon serbuk, sebuah paduan
besi dan silikon), dengan memanaskan campuran di dalam ruang vakum. Sebagai hasil reaksi ini,
wujud uap dari magnesium, dan uap tersebut mengembun menjadi kristal magnesium. Kristal ini
kemudian meleleh, halus, dan dituang menjadi batang logam untuk diproses lebih lanjut ke dalam
berbagai bentuk.
Aplikasinya Magnesium (Mg)
Magnesium (Mg) adalah logam teknik ringan yang ada, dan memiliki karakteristik
meredam getaran yang baik. Paduan ini digunakan dalam aplikasi struktural dan non-struktural
dimana berat sangat diutamakan. Magnesium juga merupakan unsur paduan dalam berbagai jenis
logam nonferro.
Paduan magnesium khusus digunakan di dalam pesawat terbang dan komponen rudal,
peralatan penanganan material, perkakas listrik portabel, tangga, koper, sepeda, barang olahraga,
dan komponen ringan umum. Paduan ini tersedia sebagai produk cor/tuang (seperti bingkai
kamera) atau sebagai produk tempa (seperti kontruksi dan bentuk balok/batangan, benda tempa,
dan gulungan dan lembar plat). Paduan magnesium juga digunakan dalam percetakan dan mesin
tekstil untuk meminimalkan gaya inersia dalam komponen berkecepatan tinggi.
Karena tidak cukup kuat dalam bentuk yang murni, magnesium dipaduankan dengan
berbagai elemen untuk mendapatkan sifat khusus tertentu, terutama kekuatan untuk rasio berat
yang tinggi. Berbagai paduan magnesium memiliki pengecoran, pembentukan, dan karakteristik
permesinan yang baik. Karena magnesium mengoksidasi dengan cepat (pyrophpric), ada
resiko/bahaya kebakaran, dan tindakan pencegahan yang harus diambil ketika proses permesinan,
grindling, atau pengecoran pasir magnesium. Meskipun demikian produk yang terbuat dari
magnesium dan paduannnya tidak menimbulkan bahaya kebakaran selama penggunaannya
normal.
Sifat-sifat mekanik magnesium terutama memiliki kekuatan tarik yang sangat rendah.
Oleh karena itu magnesium murni tidak dibuat dalam teknik. Paduan magnesium memiliki sifat-
sifat mekanik yang lebih baik serta banyak digunakan Unsur-unsur paduan dasar magnesium
adalah aluminium, seng dan mangan.
Penambahan Al diatas 11%, meningkatkan kekerasan, kuat tarik dan fluidity
(keenceran). Penambahan seng meningkatkan ductility (perpanjangan relative) dan castability
(mampu tuang). Penambahan 0,1 – 0,5 % meningkatkan ketahanan korosi. Penambahan sedikit
cerium, zirconium dan baryllium dapat membuat struktur butir yang halus dan meningkatkan
ductility dan tahan oksidasi pada peningkatan suhu. Berdasarkan hasil analisis terhadap diagram
keseimbangan paduan antara magnesium-aluminium dan magnesiumzincum, mengindikasikan
bahwa larutan padat dari magnesium-aluminium maupun magnesium zincum dapat meningkat
sesuai dengan peningkatan temperaturnya dimana masing-masing berada pada kadar yang sesuai
sehingga dapat “strengthening-heat treatment” melalui metoda pengendapan. Hanya sedikit
kadar “rare metal” (logam langka) dapat memberikan pengaruh yang sama kecuali pada silver
yang sedikit membantu termasuk pada berbagai jenis logam paduan lain melalui “ageing”.
Jenis-Jenis Magnesium (Mg)
1. Magnesium paduan tempa ( Wrought Alloys )
Magnesium paduan tempa dikelompokkan menurut kadar serta jenis unsure paduannya
yaitu :
a. Magnesium dengan 1,5 % Manganese
b. Paduan dengan aluminium , Seng serta manganese
c. Paduan dengan zirconium (paduan jenis ini mengandung kadar seng yang tinggi
sehingga dapat dilakukan proses perlakuan panas.
d. Paduan dengan Seng, zirconium dan thorium (creep resisting-alloys)
2. Penandaan paduan magnesium
Paduan Magnesium ditetapkan sebagai berikut:
a. Satu atau dua huruf awalan, menunjukkan elemen paduan utama.
b. Dua atau tiga angka, menunjukkan persentase unsur paduan utama dan dibulatkan ke
desimal terdekat.
c. Huruf abjad (kecuali huruf I dan O) menunjukkan standar paduan dengan variasi kecil
dalam komposisi.
d. Simbol untuk sifat material, mengikuti sistem yang digunakan untuk paduan aluminium.
e. Sebagai contoh, ambil paduan AZ91C-T6:
− Unsur-unsur paduan utama adalah aluminium (A sebesar 9%, dibulatkan) dan seng (Z
sebesar 1%).
− Huruf C, huruf ketiga dari alfabet, menunjukkan bahwa paduan ini adalah yang ketiga
dari satu standar (kemudian dari A dan B, yang merupakan paduan pertama dan
kedua yang standar, berturut-turut).
− T6 paduan menunjukkan bahwa larutan ini telah direaksikan dan masa artifiasial.
3. Magnesium paduan Cor (Cast Alloys)
Paduan ini dapat dikelompokan kedalam :
a. Paduan dengan aluminium, zincum dan manganese. Paduan cor ini merupakan paduan
yang yang bersifat “heat tretable – alloys”.
b. Paduan dengan zirconium, zincum dan thorium, paduan dengan unsure zirconium dan
thorium merupakan paduan cor yang bersifat heat treatable dan creep resisiting.
c. Paduan dengan zirconium dengan rare earth metal serta Silver merupakan paduan cor
yang dapat di-heat treatment.
d. Paduan dengan zirconium, beberapa dari paduan cor ini dapat di-heat treatment.
Timah Putih (Sn)
Definisi Timah Putih (Sn)
Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin dengan symbol kimia Sn. Kata “Tin”
diambila dari nama Dewa bangsa Etruscan “Tinia”. 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
fleksibel, memiliki struktur kristalin, akan tetapi bersifat mudah patah jika didinginkan. Timah
dibawah suhu 13,20C dan tidak memiliki sifat logam sama sekali. Timah 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).
Seperti yang telah disebutkan diatas bahwa timah memiliki nomor atom 50 dan nomor
massa rata-rata adalah 118,71. Dengan nomor atom tersebut maka timah memiliki konfigurasi
electron [Kr] 5s2 4d10 5p2. Dalam sistem tabel periodic timah berada pada golongan utama IVA
(atau golongan 14 untuk sistem periodic modern) dan periode 5 bersama dengan C, Si, Ge, dan
Pb. Timah menunjukkan kesamaan sifat kimia dengan Ge dan Pb seperti pembentukan keadaan
oksidasi +2 dan +4.
Sifat Fisika Timah
− Fasa : padatan
− Densitas : 7,365 g/cm3 (Sn putih) 5,769 g/cm3 (Sn abu-abu)
− Titik didih : 231,93 C
− Titik didih : 2602 C
− Panas fusi : 7,03 kJ/mol
− Kalor jenis : 27,112 J/molK
Sifat Kimia Timah
− Bilangan oksidasi : 4,2, -4
− Nomor atom : 50
− Nomor massa : 118,71
− Elektronegatifitas : 1,96 (skala pauli)
− 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
− Jari-jari van der waals : 217 pm
− Struktur kristal : tetragonal (Sn putih) kubik diamond (Sn abu-abu)
− 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.
Pembentukan Timah
Timah terbentuk sebagai endapan primer pada batuan granit dan pada daerah sentuhan
batuan endapan metamorf yang biasanya berasosiasi dengan turmalin dan urat kuarsa timah, serta
sebagai endapan sekunder, yang di dalamnya terdiri dari endapan aluvium, eluvial, dan koluvium.
Genesis kehadiran timah bermula dengan adanya intrusi granit yang diperkirakan ± 222
juta tahun yang lalu pada Masa Triassic Atas, Magma yang bersifat asam mengandung gas SnF4,
yang melalui proses pneumatolitik hidrotermal menerobos dan mengisi celah retakan, di mana
terbentuk reaksi dasar: SnF4 + H2O SnO2 + HF2.
Pada proses endapan timah melalui beberapa fase penting yang sangat menentukan
keberadaan timah itu sendiri, fase tersebut adalah, pertama adalah fase pneumatolitik, selanjutnya
melalui fase kontak pneumatolitik-hidrotermal tinggi dan fase terakhir adalah hipotermal sampai
mesotermal.Fase yang terakhir ini merupakan fase terpenting dalam penambangan karena
mempunyai arti ekonomi, dimana larutan yang mengandung timah dengan komponen utama
silica (Si02) mengisi perangkap pada jalur sesar, kekar dan bidang perlapisan. Sampai ini ada dua
jenis utama timah yang berdasarkan proses terbentuknya yaitu timah primer dan timah sekunder.
Endapan timah primer pada umumnya terdapat pada batuan granit daerah sentuhannya,
sedangkan endapan timah sekunder kebanyakan terdapat pada sungai-sungai tua dan dasar
lembah baik yang terdapat di darat maupun di laut. Produksi delapan puluh persen dari endapan
timah sekunder yang merupakan hasil proses pelapukan endapan timah primer, sedangkan
sisanya ada dua puluh persen berasal dari endapan timah primer itu sendiri. kedua timah jenis
tersebut dibedakan atas dasar proses terbentuknya (genesa).
Tipe kuarsa-kasiterit dan greisen merupakan tipe mineralisasi utama yang membentuk
sumber daya timah putih pada jalur timah yang menempati Kepulauan Riau hingga Bangka-
Belitung. Jalur ini dapat dikorelasikan dengan “Central Belt” di Malaysia dan Thailand (Mitchel,
1979).
Mineral utama yang terkandung di dalam bijih timah berupa kasiterit, sedangkan pirit,
kuarsa, zirkon, ilmenit, galena, bismut, arsenik, stibnit, kalkopirit, xenotim, dan monasit
merupakan mineral ikutan. Timah putih dalam bentuk cebakan dijumpai dalam dua tipe, yaitu
cebakan bijih timah primer dan sekunder. Pada tubuh bijih primer, kandungan kasiterit terdapat
pada urat maupun dalam bentuk tersebar.
Proses oksidasi dan pengaruh sirkulasi air yang terjadi pada cebakan timah primer pada
atau dekat permukaan menyebabkan terurainya penyusun bijih timah primer. Proses tersebut
menyebabkan juga terlepas dan terdispersinya timah putih, baik dalam bentuk mineral kasiterit
maupun berupa unsur Sn.
Proses pelapukan, erosi, transportasi dan sedimentasi yang terjadi terhadap cebakan bijih
timah putih pimer menghasilkan cebakan timah sekunder, yang dapat berada pada tanah residu
maupun letakan sebagai endapan koluvial, kipas aluvial, aluvial sungai maupun aluvial lepas
pantai. Tubuh bijih primer yang berpotensi menghasilkan sumber daya cebakan timah letakan
ekonomis adalah yang mempunyai dimensi sebaran permukaan erosi luas sebagai sumber
dispersi.
Manfaat Unsur Timah
Data pada tahun 2006 menunjukkan bahwa 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%).
Sumber Sn ( Timah Putih ) di Bumi
Timah tidak ditemukan dalam unsur bebasnya dibumi akan tetapi diperoleh dari
senyawaannya. Timah pada saat ini diperoleh dari mineral cassiterite atau tinstone. Cassiterite
merupakan mineral oksida dari timah SnO2, dengan kandungan timah berkisar 78%. Contoh lain
sumber biji timah yang lain dan kurang mendapat perhatian daripada cassiterite adalah kompleks
mineral sulfide yaitu stanite (Cu2FeSnS4) merupakan mineral kompleks antara tembaga-besi-
timah-belerang dan cylindrite (PbSn4FeSb2S14) merupakan mineral kompleks dari timbale-timah-
besi-antimon-belerang dua contoh mineral ini biasanya ditemukan bergandengan dengan mineral
logam yang lain seperti perak.
Kromium (Cr)
Definisi Kromium (Cr)
Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr
dan nomor atom 24. Kromium merupakan logam keras yang tahan karat. Unsur kromium
mempunyai bilangan oksidasi +2, +3, dan +6. Senyawa kromium dengan bilangan oksidasi +3
berupa kromium (III) oksida (Cr2O3) yang merupakan bubur berwarna biru dan berupa kromium
hidroksida (Cr(OH)3) yang berwarna hijau. Cr(III) dalam larutan asam berupa ion Cr(H2O)63+,
sedangkan dalam larutan yang basa berupa ion Cr{(OH)5(H2O)}2-dan CR(OH)63- Cr(VI) dalam
larutan asam (pH lebih kecil dari 6) berupa ion HCrO4- dan Cr2OH4
2- yang berwarna jingga,
sedangkan dalam larutan basa berupa ion CrO42- yang berwarna kuning. Pada pH yang rendah
(sangat asam) hanya ion Cr2O72- yang ada di dalam larutan. Logam kromium reaktif terhadap
oksigen dan membentuk oksida yang berupa lapisan tipis dipermukaan logam. Lapisan tersebut
dapat melindungi logam dari oksidasi lebih lanjut.
Kromium dapat ditemukan di udara, tanah, dan air setelah rilis dari manufaktur,
penggunaan, dan pembuangan dari kromium berbasis produk, dan selama proses manufaktur.
Kromium biasanya tidak tetap di udara, tetapi didepositkan ke dalam tanah dan air. Kromium
dapat dengan mudah beralih dari satu bentuk lain dalam air dan tanah, tergantung pada kondisi
sekarang. Meskipun tidak ada resiko dari pencemaran kromium dalam skala yang besar, namun
penyebaran atau perembesan logam kromium ke tanah, atau air dapat mengakibatkan
berlebihannya jumlah pencemar krom ini pada sirkulasi biokimia.
Senyawa kromium masing – masing mempunyai peranan yang berbeda di lingkungan
dan efek yang berbeda pula terhadap kesehatan manusia sesuai dengan bilangan oksidasinya.
Dilaporkan bahwa krom (VI) merupakan senyawa krom yang paling berbahaya (misalnya Kalium
Chromat K2CrO4 atau CrO3).
Kromium trivalen (Cr(III), atau Cr3+) diperlukan dalam jumlah kecil
dalam metabolisme gula pada manusia. Kekurangan kromium trivalen dapat menyebabkan
penyakit yang disebut penyakit kekurangan kromium (chromium deficiency).
Tingkat karacunan krom pada manusia diukur melalui kadar atau kandungan krom
dalam urine. Oleh karena itu, krom merupakan logam yang sangat beracun dan sangat berbahaya
bagi kesehatan manusia.
Logam krom merupakan logam yang berharga tetapi memiliki kadar racun yang tinggi,
sehingga pemisahan dan recovery dari limbah sangat penting dilakukan. Salah satu metode yang
dapat digunakan untuk pemisahan dan recovery logam krom adalah membran cair berpendukung
(Supported Liquid Membrane, SLM).
Kromium merupakan logam tahan korosi (tahan karat) dan dapat dipoles menjadi
mengkilat. Dengan sifat ini, kromium (krom) banyak digunakan sebagai pelapis pada ornamen-
ornamen bangunan, komponen kendaraan, seperti knalpot pada sepeda motor, maupun sebagai
pelapis perhiasan seperti emas, emas yang dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan
emas putih. Dalam industry baja kromium digunakan sebagai bahan dasar pembuatan baja tahan
karat.
Sifat-Sifat Kromium
Keterangan umum unsur:
- Nama unsur , lambang, no. atom : Kromium, Cr, 24
- Deret kimia : Logam transisi
- Golongan, periode, blok : VIB, 4, d
- Berat atom : 51.996 g/mol
- Konfigurasi elektronik : [18Ar] 3d5 4s1
- Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 13, 1
Sifat Fisik
- Fase = padat
- Logam kristalin putih keperakan, tidak berbau, mengkilap, tidak berasa
- Keras tetapi rapuh
- Tidak korosif
- Keregangan tinggi
- Titik leleh = 2180 K (1907oC, 3465oF)
- Titik didih = 2944 K (2671oC, 4840oF)
- Densitas/g cm-3 = 7.15 g/cm3
- Kalor peleburan = 21.0 kJ/mol
- Kalor penguapan = 339.5 kJ/mol
- Kapasitas kalor = (25oC) 23.35 J/(mol.K)
- Kelimpahan/ppm = 122 ppm
Sifat Kimia
− Struktur Kristal : cubic body centered
− Bilangan oksidasi : 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2
− Bilangan oksidasi yang stabil ialah 6, 3, 2
− Elektronegativitas : 1.66 (skala Pauling)
− Energi ionisasi : ke-1: 652.9 kJ/mol
ke-2: 1590.6 kJ/mol
ke-3: 2987 kJ/mol
− Jari-jari atom : 1.172Å
Kromium tidak larut dalam air dan asam nitrat, larut dalam asam sulfat encer dan asam
klorida. Kromium tidak dapat bercampur dengan basa, oksidator, halogen, peroksida dan logam-
logam. Kromium dapat menyala atau mudah menyala, dapat terbakar secara spontan apabila
terpapar di udara atau bila debu kromium bercampur dengan udara dapat terbakar atau meledak.
Sifat Mekanik
Sifat magnetik AFM (rather: SDW)
Resistivitas listrik (20 °C) 125 nΩ·m
Konduktivitas termal (300 K) 93.9 W/(m·K)
Ekspansi termal (25 °C) 4.9 µm/(m·K)
Kecepatan suara (kawat tipis) (20 °C) 5940 m/s
Modulus Young 279 GPa
Modulus Geser 115 GPa
Modulus Ruah 160 GPa
Nisbah poisson 0.21
Skala kekerasan Mohs 8.5
Kekerasan Vickers 1060 MPa
Kekerasan Brinell 1120 MPa
Sumber dan Pembuatan Kromium
Bijih utama khrom adalah khromit, yang ditemukan di Zimbabwe, Rusia, Selandia Baru,
Turki, Iran, Albania, Finlandia, Republik Demokrasi Madagaskar, dan Filipina. Logam ini
biasanya dihasilkan dengan mereduksi khrom oksida dengan aluminum.
Logam Cr murni tidak penah ditemukan di alam. Logam ini ditemukan dalam bentuk
persenyawaan padat atau mineral dengan unsur-unsur lain. Cr paling banyak ditemukan dalam
bentuk batuan besi krom atau kromit FeCr2O4. Untuk produksi kromium murni, besi dipisahkan
dari kromium dalam proses dua tahap, pemanggangan dan pencucian. Bijih kromit dipanaskan
dengan campuran kalsium karbonat dan natrium karbonat dengan adanya udara. Kromium
teroksidasi dengan bentuk heksavalen, sedangkan besi membentuk stabil Fe2O3. Pencucian
berikutnya pada temperatur yang lebih tinggi dengan melarutkan kromat dan meninggalkan
oksida besi. Kromat ini diubah oleh asam sulfat ke dikromat dengan reaksi sebagai berikut :
4FeCr2O4 + 8Na2CO3 + 7O2 → 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO2
Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O
Dikromat direduksi menjadi Cr(III) dengan karbon, yang kemudian direduksi dengan
aluminium (proses aluminotermit).
Na2Cr2O7 + 2C → Cr2O3 + Na2CO3 + CO
Cr2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Cr
Pada pH rendah (suasana asam), dikromat bersifat pengoksidasi yang kuat.
Cr2O72- + 14H3O+ + 6e → 2Cr3
+ + 21H2O Eo= 1.33V
Sumber kromium dapat berasal dari :
− Pabrik yang memproduksi semen yang mengandung kromium
− Pembakaran sampah pada kota-kota dan sampah yang berbentuk Lumpur
− Kendaraan bermotor (knalpot)
− Menara AC yang menggunakan kromium sebagai inhibitor
− Limbah cair yang berasal dari lapis listrik dan industri tekstil
− Sampah pada dari indusri yang menggunakan krom
− Limbah industri pelapisan logam.
− Limbah industri penyamakan kulit. Industri penyamakan kulit yang menggunakan proses
Chrome Tanning menghasilkan limbah cair yang mengandung krom.
− Industri pembakaran dan mobilisasi batu bara dan minyak bumi.
Kromium dan Paduannya
− Cu-Cr
Komposisi paduan Cr dan 0,05% Cu itu dapat meningkatkan sifat mekanik dari besi tuang
kelabu khususnya kekerasan.
− Stainless steel
Baja stainless merupakan baja paduan yang mengandung minimal 10,5% Cr. Sedikit baja
stainless mengandung lebih dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe. Karakteristik khusus
baja stainless adalah pembentukan lapisan film kromium oksida (Cr2O3). Lapisan ini
berkarakter kuat,tidak mudah pecah dan tidak terlihat secara kasat mata. Lapisan kromium
oksida dapat membentuk kembali jika lapisan rusak dengan kehadiran oksigen. Pemilihan
baja stainless didasarkan dengan sifat-sifat materialnya antara lain ketahanan korosi,
fabrikasi, mekanik, dan biaya produk.
Kegunaan Kromium
1. Metalurgi
Pengaruh penguatan pembentukan karbida logam stabil di batas butir dan peningkatan
ketahanan terhadap korosi yang kuat dalam membuat bahan paduan kromium penting bagi baja.
Para alat baja kecepatan tinggi mengandung antara 3 dan 5% krom. Stainless steel , yang tahan
korosi logam paduan utama, terbentuk ketika kromium ditambahkan untuk besi dalam
konsentrasi yang cukup, biasanya di atas 11%. Untuk pembentukannya, ferrochromium akan
ditambahkan ke besi cair. Juga paduan nikel berbasis peningkatan kekuatan akibat pembentukan
diskrit, partikel logam karbida stabil pada batas butir. Sebagai contoh, Inconel 718 mengandung
kromium 18,6%. Karena sifat suhu tinggi sangat baik dari nikelsuperalloy , mereka digunakan
dalam mesin jet dan turbin gas sebagai pengganti bahan struktural umum.
2. Dye Dan Pigmen
Mineral crocoite ( timbal kromat PbCrO 4) digunakan sebagai pigmen kuning lama
setelah penemuannya. Setelah metode sintesis menjadi tersedia mulai dari kromit lebih
berlimpah, kuning krom itu, bersama dengan kuning kadmium , salah satu pigmen kuning yang
paling banyak digunakan. pigmen tidak menurunkan dalam terang dan memiliki warna yang kuat.
Pengaruh signaling kuning digunakan untuk bus sekolah di Amerika Serikat dan untuk Layanan
Pos (misalnya Deutsche Post ) di Eropa.
3. Pengawet Kayu
Karena toksisitasnya, garam kromium (VI) digunakan untuk pengawetan kayu. Sebagai
contoh,tembaga arsenat dikrom (CCA) digunakan dalam kayu untuk melindungi kayu dari
pembusukan jamur, serangga menyerang kayu, termasuk rayap.
Bismut (Bi)
Definisi Bismut (Bi)
Bismuth ialah logam berwarna putih kelabu kemilau, sifat Bismuth sangat keras dan
rapuh dan tidak dapat ditemnpa. Titik Cairnya 2710 C dan keadaannya relative murni. adalah
Logam dengan kristal trivalen ini memiliki sifat kimia mirip dengan arsen dan antimoni. Dari
semua jenis logam, unsur ini paling bersifat diamagnetik dan merupakan unsur kedua
setelah raksa yang memiliki konduktivitas termal terendah. Senyawa bismut bebas timbal sering
digunakan sebagai bahan kosmetik dan dalam bidang medis.
Sumber dan Kelimpahan Bismut dialam
Di dalam kulit bumi, bismut kira-kira 2 kali lebih berlimpah daripada emas. Biasanya
tidak ekonomis bila menjadikannya sebagai tambang utama .Melainkan biasanya diproduksi
sebagai sampingan pemrosesan biji logam lainnya misalnya timbal, tungsten dan campuran
logam lainnya.
Bismut ini terdapat bebas dalam bentuk bijih yakni bismutinit, produk sampingan dari
peleburan timbale. Bijih yang terpenting adalah bismuthinite atau bismuth glance dan bismite.
Negara-negara penghasil bismut terbesar adalah Peru, Jepang, Meksiko, Bolivia dan Kanada.
Kebanyakan bismut yang diproduksi di Amerika didapatkan sebagai hasil produksi penyulingan
timbal, tembaga, seng, perak dan bijih emas.
Yang paling penting bijih bismut yang bismuthimite dan bismite. Bismuth terjadi secara
alami sebagai logam itu sendiri dan ditemukan sebagai kristal dalam bijih sulfida nikel, perak
kobalt, dan timah. Bismuth terutama diproduksi sebagai produk-oleh dari timah dan peleburan
tembaga, terutama di Amerika Serikat.
Sumber utama dari bismut adalah yang terdapat dalam keadaan bebas dan bijih sebagai
sulfide yang dikenal dengan nama bismutinit (Bi2S3), bismuth (BiO3), serta bismutit
(BiO)3CO3. Bismuth ialah logam berwarna putih kelabu kemilau. Sifat Bismuth sangat keras dan
rapuh dan tidak dapat ditempa. Titik Cairnya 2710C dan keadaannya relative murni. Bismuth
diperoleh dari campuran berbagai unsur dalam kondisi alami. Proses Pemisahannya dilakukan
dengan pembersihan terlebih dahulu dimana Bismuth ini terdapat dalam keadaan kurang bersih,
sehingga diperlukan berbagai perlakuan. Bismuth digunakan sebagai unsur paduan dengan logam
lain yang memiliki titik cair rendah.
Sifat dan Karateristik Fisika
Bismut adalah rapuh logam dengan perak,-pink rona putih, sering terjadi dalam bentuk
aslinya dengan warna-warni oksida menodai menampilkan banyak warna dari kuning ke biru.
Tangga spiral struktur melangkah bismuthkristal adalah hasil dari tingkat pertumbuhan yang
lebih tinggi di sekitar tepi luar dari pada tepi bagian dalam. Variasi ketebalan lapisan oksida yang
terbentuk pada permukaan kristal penyebab panjang gelombang cahaya yang berbeda
mengganggu pada refleksi, sehingga menampilkan warna pelangi.
Unsur ini merupakan kristal putih, logam yang rapuh dengan campuran sedikit bewarna
merah jambu. Ia muncul di alam tersendiri. Bismut merupakan logam paling diamagnetik dan
konduktor panas yang paling rendah di antara logam kecuali raksa. Ia memiliki resitansi listrik
yang tinggi dan memiliki efek Hall yang tertinggi di antara logam (kenaikan yang paling tajam
untuk resistansi listrik jika diletakkan di medan magnet).
− Bersifat logam
− Membentuk kristal-kristal besar putih kemerahan
− Radius Atom : 1.7 Å
− Volume Atom : 21.3 cm3/mol
− Massa Atom : 208.98
− Titik Didih : 1837 K
− Radius Kovalensi : 1.46 Å
− Massa Jenis : 9.75 g/cm3
− Konduktivitas Listrik: 0.9 x 106 ohm-1cm-1
− Elektronegativitas : 2.02
− Titik Lebur : 544.59 K
− Entalpi Penguapan : 179 kJ/mol
Sifat Kimia
Di antara logam berat lainnya, bismut tidak berbahaya seperti unsur-unsur tetangganya
seperti Timbal, Thallium, dan Antimoni. Dulunya, bismut dikenal sebagai elemen dengan isotop
yang stabil, namun sekarang diketahui bahwa itu tidak benar. Tidak ada material lain yang lebih
natural diamaknetik dibandingkan bismut.Bismut mempunyai ketahanan listrik yang
tinggi.Ketika terbakar dengan oksigen, bismut terbakar dengan nyala yang berwarna biru.
Bismuth tidak larut dalam asam klorida disebabkan oleh potensial standarnya (0,2 V),
tetapi larut dalam asam pengoksid seperti asam nitrat pekat, air raja, attau asam sulpat pekat
panas.
Kegunaan / Manfaat Bismut
Bismut mengembang 3.22% jika dipadatkan. Sifat ini membuat campuran logam bismut
cocok untuk membuat cetakan tajam barang-barang yang dapat rusak karena suhu tinggi. Dengan
logam lainnya seperti seng, kadmium, dsb. Bismuth membentuk campuran logam yang mudah
cair yang banyak digunakan untuk peralatan keselamatan dalam deteksi dan sistim
penanggulangan kebakaran. Bismut digunakan dalam memproduksi besi yang mudah dibentuk.
Logam ini juga digunakan sebagai bahan thermocouple, dan memiliki aplikasi sebagai
pembawa bahan bakar U235 dan U233 dalam reaktor nuklir. Garamnya yang mudah larut
membentuk garam basa yang tidak terlarut jika ditambah air, suatu sifat yang kadang-kadang
digunakan dalam deteksi. Bismut oksiklorida banyak digunakan di kosmetik. Bismut subnitrat
dan subkarbonat diguanakan di bidang kedokteran.
Bismuth logam digunakan dalam pembuatan solder leleh rendah dan paduan fusible
serta toksisitas menembak burung rendah dan sinkers memancing. Senyawa bismut tertentu juga
diproduksi dan digunakan sebagai obat-obatan. Industri yang menggunakan senyawa bismut
sebagai katalis dalam akrilonitril manifacturing, bahan awal untuk serat sintetis dan karet.
Bismuth kadang-kadang digunakan dalam produksi tembakan dan senapan.
Bismut oxychloride digunakan dalam bidang kosmetik dan bismut subnitrate and
subcarbonate digunakan dalam bidang obat-obatan.
− Magnet permanen yang kuat bisa dibuat dari campuran bismanol (MnBi)
− Bismut digunakan dalam produksi besi lunak
− Bismut sedang dikembangkan sebagai katalis dalam pembuatan acrilic fiber
− Bismut telah digunakan dalam peyolderan, bismut rendah racun terutama untuk penyolderan
dalam pemrosesan peralatan makanan.
− Sebagai bahan lapisan kaca keramik
http://id.wikipedia.org/wiki/aluminium)
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20734/4/Chapter%20II.pdf (Diakses tanggal 9
Oktober 2015)
http://digilib.unila.ac.id/1150/4/BAB%20II.pdf (Diakses tanggal 9 Oktober 2015)
https://id.wikipedia.org/wiki/Bismut (Diakses tanggal 9 Oktober 2015)
http://hariankimia.blogspot.co.id/2013/10/kation-bismuth-bab-ii-bab-iii.html (Diakses tanggal 9
Oktober 2015)
http://hadi-creation.blogspot.co.id/p/klasifikasi-bahan-teknik.html (Diakses tanggal 9 Oktober
2015)
http://putrarajawali76.blogspot.co.id/2013/02/makalah-aluminium.html (Diakses tanggal 9
Oktober 2015)
http://bilangapax.blogspot.co.id/2011/02/timah-dan-paduannya.html (Diakses tanggal 9 Oktober
2015)
http://jhulkeliat.blogspot.co.id/ (Diakses tanggal 9 Oktober 2015)