TITANIUM DIOXIDE

Kristal padat, tidak berwarna/putih/hitam, tidak berbau, tidak berasa;

Rumus molekul TiO2; Berat molekul 79,88; Titik didih 4532 – 54320F (2500-

30000C); Titik lebur 3317 – 33620F (1825-18500C); Berat jenis (air=1) 3,84 -

4,26; Tidak larut dalam air; Larut dalam asam sulfat pekat panas, asam hidro

fluorida, alkali; Tidak larut dalam asam hidroklorida, asam nitrat, asam sulfat

encer, air dingin, pelarut organik.

Komponen enamel porselen dan glasir, sebagai opacifier (5); sebagai

pigmen putih pada cat, karet-plastik, dll; sebagai bahan kosmetika, dekontaminasi

radioaktif kulit, penutup / pelindung lantai, barang pecah belah dan keramik, tinta-

tinta pencetak, mematri batangan-batangan / balok.

Dapat menyebabkan iritasi pada saluran pencernaan. Dapat berbahaya jika

tertelan. Penelanan dalam jumlah besar dapat menyebabkan rasa sakit, sembelit

atau diare. Dapat menyebabkan ataksia (kegagalan koordinasi otot), meningkatkan

tekanan darah, halusinasi, hipermotilitas, kontraksi otot / spastisitas, kelelahan,

psikosis, dan tremor.

Titanium dioksida: Telah dilaporkan terjadinya beberapa kasus fibrosis

ringan tanpa disertai cedera dari paparan bahan selama bekerja. Pada tikus yang

terpapar bahan dengan konsentrasi 10-328 juta partikel/kaki3 secara berulang

selama 13 bulan menunjukkan emfisema kecil yang disebabkan oleh deposit debu.

Tikus yang terpapar bahan dengan konsentrasi 10, 50 dan 250 mg/m3 selama 6

jam/hari, 5 hari/minggu selama 2 tahun tidak menunjukkan tanda-tanda klinis

yang abnormal, perubahan berat badan, atau tingkat kematian yang tidak wajar

dalam setiap kelompok paparan. Peningkatan dosis dapat meningkatkan kejadian

pneumonia, trakeitis, dan rinitis dengan metaplasia skuamosa di rongga hidung

anterior. Pada konsentrasi 10 mg/m3, terjadi respon paru akibat gangguan debu.

Adenoma bronkioalveolar dan karsinoma skuamosa kistik keratinizing sel terjadi

pada tingkat 250 mg/m3 atau 25 kali lipat nilai ambang batas. Tumor paru-paru

yang terjadi berbeda dari kanker paru-paru manusia pada umumnya dalam hal

jenis tumor, lokasi, dan tumorigenesis, dan tumor ini tidak mengalami metastasis.

NAMA : K.M. IDRIS B.SNIM : 03121403063KELOMPOK : 3

Penggunaan unsur Titanium semakin lama semakin aplikatif. Seperti

penggunaan logam Titanium pada pesawat ulang alik, bidang olahraga, bahkan

pengobatan ; faktanya, lebih dari 96% total penggunaan logam ini di dunia dalam

bentuk oksida, TiO2 (Titanium Oksida), yang menyebabkan senyawa ini

menyebabkan peningkatan permintaan. Bagian terpenting dari komponen cat

adalah titanium dioksida, zat tak tembus cahaya yang memberikan kilap dan

kedalaman warna pada cat. TiO2 juga menggantikan logam berbahaya timbal

dalam penggunaannya untuk cat. TiO2 telah digunakan selama bertahun – tahun

dalam pewarna kosmetik, krayon, dan perlindungan terhadap UV serta produk-

produk lain yang kita pergunakan sehari – hari.

Karena industri – industri pun pasti mengeluarkan zat buang (limbah) yang

dapat merusak lingkungan. Semakin lama, lingkungan kita semakin tercemar.

Mulai dari pencemaran udara, tanah, suara, bahkan air. Bila tidak ada revitalisasi

dan pencegahan yang intensif, maka berakhirlah zaman untuk generasi – generasi

mendatang. Untuk itu, seiring perkembangan zaman, sudah seharusnya manusia

mempelajari dan menerapkan cara untuk mengurangi dampak pencemaran. Salah

satunya dengan senyawa-senyawa kimia yang membantu menangani

permasalahan limbah, terutama limbah cair. Salah satu senyawa yang bisa

membantu mengurangi dampak pencemaran adalah TiO2. Seperti reduksi

fotokatalitik terhadap limbah logam berat cair Chromium (VI) dengan

fotokatalisis TiO2. Upaya pengurangan limbah harus dilakukan secara beriringan,

tidak hanya pada pengolahan (waste treatment) tapi juga kepada peminimalan

limbah (waste minimization) dan cara yang baik pembuangan limbah (waste

disposal).

Oksida TiO2 merupakan padatan berwarna putih, mempunyai berat

molekul 79,90; densitas 4,26 gcm-3; tidak larut dalam HCl, HNO3 dan aquaregia,

tetapi larut dalam asam sulfat pekat membentuk titanium sulfat (TiSO4)

(Cotton,et. al., 1988: 811). TiO2 tidak menyerap cahaya tampak tetapi

mampu menyerap radiasi UV sehingga dapat menyebabkan terjadinya radikal

hidroksil pada pigmen sebagai fotokatalis. Reaktivitas TiO2 terhadap asam

tergantung temperatur saat dipanaskan. TiO2 yang baru mengendap larut dalam

asam klorida pekat, namun bila TiO2 dipanaskan pada 9000C hampir semua

tidak larut dalam asam kecuali larutan sulfur panas, yang kelarutannya meningkat

dengan penambahan ammonium sulfat untuk menaikkan titik didih asam dan HF.

Secara kimiawi TiO2 murni dibuat dari TiCl4 yang telah dimurnikan secara

destilasi bertingkat. Tetraklorida ini dihidrolisis dalam larutan encer hingga

diperoleh endapan berupa titanium dioksida terhidrat yang selanjutnya

dikalsinasi pada 8000 C,

Partikel TiO2 telah cukup lama digunakan sebagai fotokatalis

pendegradasi berbagai senyawa organik. TiO2 merupakan semikonduktor

yang memiliki fotoaktivitas dan stabilitas kimia tinggi serta tahan terhadap

fotokorosi dalam semua kondisi larutan kecuali pada larutan yang sangat

asam atau mengandung fluoride. TiO2 juga bersifat nontoksik, memiliki sifat

redoks, yaitu mampu mengoksidasi polutan organik dan mereduksi sejumlah ion

logam dalam laruatan. Selain murah, TiO2 tersedia secara komersial dan

preparasinya mudah dilakukan di laboratorium. Sifatnya yang anorganik

menjadikannya tidak mudah cepat rusak, sehingga proses yang diinginkan dapat

lebih lama (Brown, 1992: 432).

Oksida logam titanium (TiO2 ) banyak dilaporkan sebagai material

semikonduktor yang aktif sebagai fotokatalis. Penelitian tentang fenomena

fotokatalitik pada permukaan TiO2 berkembang pesat meliputi aspek fundamental

maupun aspek aplikasi sejak publikasi Fujisima dan Honda tentang fotolisis

elektrokimia air pada elektroda semikonduktor TiO2. Berbagai usaha diarahkan

untuk mendapatkan fotokatalis yang dapat bekerja pada daerah energi yang

lebih rendah dan mempunyai efisiensi tinggi. Fotokatalis adalah proses dimana

suatu material bereaksi terhadap materi lain karena bantuan energi dari sinar UV.

Mengambil manfaat dari reaksi yang terjadi itu, titanium dioksida yang dilibatkan

dalam sistem fotokatalisis, memunculkan enzim aktif (gambar 1 : serbuk padatan

TiO¬2) guna memecahkan atau menghantam bakteri, bau ataupun menjatuhkan

terhadap kemungkinan terjadinya noda akibat oksidasi yang terbentuk secara

alamiah. Diantara beberapa logam fotokatalis, oksida Ti dilaporkan memiliki

aktivitas yang cukup besar dan efektif selain murah dan non toksik. Dalam reaksi

fotokatalis dengan TiO2 dalam bentuk kristal anatase TiO2 dilaporkan sebagai

komponen aktif sedangkan dalam bentuk rutile kurang menunjukkan aktifitasnya.

TiO2 dengan bentuk kristal anatase dan rutile jika dikenai suatu sinar UV dengan

λ < 385 nm untuk anatase dan λ = 405 nm untuk rutile, akan menghasilkan

spesies. Pada proses fotokatalitik, ketika semikonduktor mengadsorbsi cahaya

yang berenergi sama atau lebih besar dari energi celah pitanya maka akan

terjadi pemisahan muatan atau fotoeksitasi dalam semikonduktor.

Berdasarkan kemampuannya menghantarkan listrik, zat padat dapat

diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu: konduktor, semikonduktor dan isolator.

Semikonduktor memiliki konduktifitas listrik antara 105 dan 10-7

Sm-1(siemen/meter),nilai ini ada di antara konduktifitas konduktor (hingga 109

Sm-1) dan isolator (hingga 10-15 Sm-1) (Seeger, 1988: 425).

Dalam teori pita padatan, elektron-elektron tersusun pada tingkat

energi yang dapat diperlakukan sebagai pita energi. Tingkat energi atau pita

yang ada terbagi menjadi dua macam yaitu pita valensi (Valence Band, VB)

dan pita konduksi (Conduction Band, CB). Elektron-elektron sangat terpaku

erat pada tingkat VB, tetapi mempunyai kebebasan yang tinggi pada tingkat CB.

Di antara dua pita ini adalah suatu luangan energi (Energi Band Gap, Eg) dimana

tidak ada

orbital elektron sama sekali. Apabila elektron berada pada VB maka suatu padatan

akan bersifat isolator, sedangkan jika elektron menempati CB maka padatan akan

bersifat konduktor. Padatan semikonduktor mempunyai luangan energi antara VB

dan CB yang sangat tipis. Oleh karena itu dengan hanya sedikit penambahan atau

pengurangan energi, elektron dapat dengan mudah berpindah dari VB ke

CB.

(www.hyperphysics.phy-astr.com)

Energy Band Gap terjadi karena adanya overlaping orbital atom yang akan

memberikan pelebaran dan penyempitan pita. Hal ini menjadikan bahan

tersebut dapat menyerap energi radiasi sebesar Eg yang dimiliki sehingga

dapat meningkatkan kepekaan reaksi oksidasi reduksi yang diinduksi oleh

cahaya, apabila terjadi penyerapan cahaya oleh Eg di antara kedua pita tersebut.

Pada saat

terjadi eksitasi yang melewati Eg diperlukan waktu tenggang dalam skala

nanosekon untuk menghasilkan pasangan elektron-hole sebagai hasil eksitasi

elektron dari pita valensi ke pita konduksi (Nedeljkovic et al., 1993: 135)

Di daerah VB orbital tertinggi yang ditempati elektron pada suhu

nol absolute disebut tingkat Fermi, yang terletak di sekitar tengah-tengah

band. Apabila temperatur naik atau dengan adanya eksitasi optik (cahaya)

dengan energi yang melebihi energi dari Eg, elektron akan naik ke CB

meninggalkan VB, maka terjadilah hole atau muatan positif pada VB. Pada TiO2

luangan band-nya sebanding dengan radiasi cahaya 388 nm (3,23 eV) yaitu pada

daerah UV dekat (Noqueira et al,1993: 862).

Beberapa semikonduktor oksida yang mempunyai Eg pada daerah

energi cahaya UV-Vis adalah TiO2, SrTiO3, ZnO dan Fe2O3. Di antara

semikonduktor tersebut TiO2 telah terbukti paling baik untuk mengatasi masalah

lingkungan dan aman untuk lingkungan (Brown, 1992: 429).

Elektron (e) akan tereksitasi ke pita konduksi meninggalkan lubang

positif (h+) pada pita valensi. Lubang positif ini memiliki afinitas yang

tinggi terhadap oksigen dalam molekul H2O yang teradsorbsi pada

permukaan semikonduktor, sehingga akan bereaksi menjadi OH- dan H+.

Radikal hidroksil merupakan spesi yang sangat reaktif menyerang molekul-

molekul organik dan mendegradasinya menjadi CO2 dan H2O dan ion

halida, jika molekul organik mengandung atom halogen. Oksidasi terhadap

molekul organik ini bersifat tidak selektif. Pada proses fotokatalitik

konvensional, digunakan titanium dioksida serbuk untuk mendegradasi polutan

organik, tetapi penggunaannya memberikan dua hambatan yang cukup serius.

Pertama, diperlukannya tahap pemisahan TiO2 dari suspensi. Pemisahan ini

memerlukan waktu yang lama dan biaya yang mahal. Dalam sistim suspensi,

penetrasi sinar UV menjadi terbatas karena absorbsi yang kuat dari TiO2. Oleh

karena itu untuk mengatasi masalah ini digunakan TiO2 yang diimobilisasi pada

suatu zat pendukung, biasanya pada logam atau silika. Beberapa peneliti, telah

melakukan imobilisasi TiO2/karbon aktif untuk proses fotodekomposisi

propizamida, didapatkan bahwa laju fotodekomposisi semakin besar dengan

adanya karbon aktif pada film fotokatalis hingga mencapai jumlah optimal.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Abrasive Blasting (en.wikipedia.org/wiki/Abrasive_blasting, diakses

pada 22 maret 2015)

Anonim. Bernat Cage (en.wikipedia.org/wiki/Bernat_Cage, diakses pada 22 maret

2015)

Anonim. TiO2 (en.wikipedia.org/wiki/TiO2, diakses pada 22 maret 2015)

Fachry, H.A.Rasyid. 2007. Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II.

Indralaya : Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia Jurusan

Teknik Kimia Universitas Sriwijaya

Rahayu, S.S. 2009. Titanium Dioksida (www.chem -is-try.org/ materi_k

imia/proses safonifikasi/ titanium dioksida/, Diakses pada 22 maret

2015)