Pembuatan dan Manfaat Beberapa Unsur Logam dan Senyawanya

By Miokti Yessi
A. Natrium

   Natrium merupakan unsur alkali dengan daya reduksi paling rendah, dengan sumber utamanya adalah halit (umumnya dalam bentuk NaCl). Pembuatan natrium dapat dilakukan dengan proses Downs, yaitu elektrolisis lelehan NaCl. Air asin yang mengandung NaCl diuapkan sampai kering kemudian padatan yang terbentuk dihancurkan untuk kemudian dilelehkan. Sedangkan untuk mengurangi biaya pemanasan, NaCl (titik lebur 801 °C) dicampur dengan 1½ bagian CaCl₂ untuk menurunkan suhu lebur hingga 580 °C ((Martin S. Silberberg dalam Budi Utami, 2009: 74)

    Na dulunya banyak digunakan untuk pembuatan TEL (Tetra Ethyl Lead), yaitu untuk menaikkan bilangan oktan bahan bakar, tetapi sekarang tidak lagi karena mengandung racun yang berbahaya bagi lingkungan. Na juga digunakan untuk pengisi lampu penerangan di jalan maupun di kendaraan. Hal ini dikarenakan emisi warna kuningnya yang mampu menembus kabut dan dapat digunakan juga sebagai cairan pendingin pada reaktor atom (Sri Lestari dalam Budi Utami, 2009: 74). 

Kegunaan senyawa Na:

1. NaCl, digunakan sebagai garam dapur, bahan baku pembuatan klorin dan senyawa-senyawa natrium yang lain. Dapat juga digunakan dalam industri susu, pengawetan ikan dan daging, pengolahan kulit, serta untuk mencairkan salju. 

2. NaOH, dihasilkan dari elektrolisis NaCl. NaOH merupakan basa kuat yang banyak digunakan dalam industri detergen, bahan baku sabun, kertas, serat rayon, dan memisahkan belerang dari minyak bumi. 

3. NaHCO₃(soda kue), yang akan terurai oleh panas yang menghasilkan gas CO₂ yang menyebabkan kue mengembang dan pemadam kebakaran. 

4. NaCO₃, digunakan untuk pembuatan kaca, menghilangkan kesadahan air, sebagai bahan baku natrium silikat pada pembuatan kertas dan detergen. 

5. Na-glutamat, digunakan sebagai penyedap makanan. 

6. Na-benzoat, digunakan sebagai pengawet makanan dalam kaleng. 

(Sumber: Sri Lestari dalam Budi Utami, 2009: 74).

B. Magnesium

  Magnesium adalah unsur yang sangat melimpah di permukaan bumi, tetapi tidak mudah membuatnya dalam bentuk unsur. Sumber komersial utama magnesium adalah air laut (0,13% kadar Mg), dan dapat ditemukan pada dolomit (CaMg(CO₃)₂) dan karnalit (KCl.MgCl₂.6H₂O).

Magnesium dapat diperoleh melalui proses Downs: 

1. Magnesium diendapkan sebagai magnesium hidroksida dengan menambahkan Ca(OH)2 ke dalam air laut. 

2. Tambahkan asam klorida untuk mendapatkan kloridanya, yang kemudian diperoleh kristal magnesium klorida (MgCl.6H2O). 

3. Elektrolisis leburan kristal magnesium dengan terlebih dahulu menambahkan magnesium klorida yang mengalami hidrolisis sebagian ke campuran leburan natrium dan kalsium klorida. Hal ini dilakukan untuk menghindari terbentuknya MgO saat kristal MgCl.6H2O dipanaskan. 

4. Magnesium akan terbentuk pada katode. 

(Sri Lestari dalam Budi Utami, 2009: 75).

Kegunaan magnesium, antara lain: 

1. Pencegah korosi pipa besi di tanah dan dinding kapal laut. 

2. Mg(OH)2, dapat digunakan sebagai obat maag karena dapat menetralkan kelebihan asam lambung (HCl) dan juga sebagai bahan pasta gigi. 

3. MgSO4, dikenal dengan nama garam inggris, dapat digunakan sebagai obat pencahar (laktasif usus). 

4. Campuran logam magnesium (10%) dan aluminium (90%) atau yang sering disebut magnalium dapat digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat terbang karena perpaduan ini kuat dan ringan, rudal, dan bak truk. 

5. Magnesium dipakai untuk membuat kembang api dan lampu penerangan pada fotografi (blitz). 

6. MgO, dapat digunakan sebagai bata tahan panas/api untuk melapisi tanur dan tempat pembakaran semen. 

7. Campuran 0,5% Mg, 95% Al, 4% Cu, dan 0,5% Mn atau yang dikenal dengan nama duralumindigunakan untuk konstruksi mobil.

C. Aluminium

   Aluminium ialah unsur melimpah ketiga terbanyak dalam kerak bumi (sesudah oksigen dan silikon), mencapai 8,2% dari massa total. Bijih yang paling penting untuk produksi aluminium adalah bauksit, yaitu aluminium oksida terhidrasi yang mengandung 50 – 60% Al2O3, 1 – 20% Fe2O3, 1 – 10% silika, sedikit logam transisi, dan sisanya air. Sumber bauksit di Indonesia di Bukit Asam (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb, dalam Budi Utami, 2009: 75).

Aluminium diperoleh dengan menggunakan proses Hall-Heroult, sesuai dengan nama penemunya Charles M. Hall (AS) dan Paul Heroult (Perancis) pada tahun 1886. Pengolahan ini meliputi dua tahap

1.  Tahap pemurnian

Pada tahap ini, aluminium yang diproduksi dari bauksit yang me-ngandung besi oksida (Fe2O3) dan silika dimurnikan dengan melarutkan bauksit tersebut ke dalam NaOH(aq). Besi oksida (Fe2O3) yang bersifat basa tidak larut dalam larutan NaOH. 

Reaksi: Al2O3(s)  +  2 NaOH(aq) → 2 NaAlO2(aq) + H2O 

Larutan di atas kemudian diasamkan untuk mengendapkan Al(OH)3(s). Al2O3 murni dapat dihasilkan dengan cara pemanasan Al(OH)3, kemudian disaring akan diperoleh Al2O3. 

Reaksi: NaAlO2(aq)+ HCl(aq) + H2O → Al(OH)3(s) + NaCl(aq)

2 Al(OH)3(s) → Al2O3(s)  + H2O(g)

2. Tahap elektrolisis 

    Al2O3 (dengan titik leleh 2.030 °C) dicampurkan dengan kriolit (Na3AlF6) (untuk menurunkan titik leleh menjadi 1.000 °C). Larutan Al2O3 dalam kriolit dielektrolisis menggunakan karbon sebagai katode dan anode. 

Reaksi: Anode : batang karbon 3 O^2–(l) → O₂(g) + 6 e^– 

 Katode : bejana besi yang dilapisi karbon 2 Al³⁺(l) + 6 e^–  → 2 Al(l)

(Sri Lestari dalam Budi Utami, 2009: 76).

Al2O3 yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai berikut. 

a. Untuk meruntuhkan bangunan yang terbuat dari besi atau baja. Hal ini disebabkan pembentukan Al2O3 yang sangat eksoterm (menghasilkan suhu 3.000 °C), sehingga mampu mengikat oksigen dari oksida logam lain. 

b. Jika Al2O3 bercampur dengan logam transisi akan terbentuk permata berwarna-warni, seperti: · Rubi, permata berwarna merah terbentuk dari Al2O3 dan Cr³⁺. Safir, permata berwarna biru terbentuk dari Al2O3, Fe²⁺, dan Ti⁴⁺. · Topaz, permata berwarna kuning terbentuk dari Al2O3 dan Fe²⁺. · Ametis, permata berwarna cokelat-keunguan terbentuk dari Al2O3 dan Mn³⁺. (Sri Lestari dalam Budi Utami, 2009: 76).

Kegunaan aluminium, antara lain: 

1. Aluminium merupakan logam yang ringan, kuat, dan tahan korosi, sehingga banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga, bingkai jendela, sampai kerangka bangunan. 

2. Pelapis kemasan biskuit, cokelat, dan rokok. 

3. Campuran logam 90% Al dan 10% Mg (magnalium) bersifat kuat dan ringan, hanya digunakan pada pembuatan pesawat terbang. 

4. Campuran 20% Al, 50% Fe, 20% Ni, dan 10% Co dapat digunakan sebagai magnet yang sangat kuat. 

5. Tawas (KAl(SO4)), digunakan untuk penjernih air dan zat anti keringat. 

6. Al(OH)3 digunakan untuk menetralkan asam lambung yang berlebihan. 

7. Thermit (campuran Al dan Fe2O3) digunakan untuk mengelas logam. 

8. Aluminium sulfat digunakan pada pewarnaan tekstil.

D. Tembaga 

    Tembaga merupakan logam berwarna kemerahan yang terdapat secara bebas di alam maupun dalam bentuk senyawanya. Bijih tembaga yang terpenting adalah kalkopirit (CuFeS2, 34,5% Cu). Selain itu ada beberapa senyawa tembaga yang lain, seperti cuprite (Cu2O, 88,8% Cu), chalcosite (Cu2S, 79,8% Cu), dan malasite (Cu2(OH)2CO3, 57,3% Cu) (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb dalam Budi Utami, 2009: 79). Untuk memperoleh tembaga, pertama dilakukan flotasi (pengapungan) busa, untuk memekatkan bijih tembaga. Langkah berikutnya adalah pemanggangan (roasting) bijih yang sudah diperkaya, yaitu reaksi dengan udara pada suhu tinggi untuk mengkonversi besi menjadi oksidanya dan menyisakan tembaga sebagai sulfida. Selanjutnya campuran Cu2S dan Fe3O4 serta bahanbahan lain dimasukkan ke dalam tungku pada suhu 1.100 °C. Karena Cu2S tidak larut dalam terak, maka Cu2S dialirkan ke tungku lain melalui semburan udara untuk memicu terjadinya reaksi redoks. Terakhir, tembaga cair yang terbentuk kemudian didinginkan dan dicetak untuk dimurnikan lebih lanjut (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb dalam Budi Utami, 2009: 79).

Kegunaan tembaga, antara lain: 

1. Merupakan penghantar panas dan listrik yang sangat baik, maka banyak digunakan pada alat-alat listrik. 

2. Sebagai perhiasan, campuran antara tembaga dan emas. 

3. Sebagai bahan pembuat uang logam. 

4. Sebagai bahan pembuat logam lain, seperti kuningan (campuran antara tembaga dan seng), perunggu (campuran antara tembaga dan timah), monel, dan alniko. 

5. CuSO4 dalam air berwarna biru, banyak digunakan sebagai zat warna. 

6. Campuran CuSO4 dan Ca(OH)2, disebut bubur boderiux banyak digunakan untuk mematikan serangga atau hama tanaman, pencegah jamur pada sayur dan buah. 

7. CuCl2, digunakan untuk menghilangkan kandungan belerang pada pengolahan minyak. 

8. Cu(OH)2 yang larut dalam larutan NH4OH membentuk ion kompleks cupri tetramin (dikenal sebagai larutan schweitser), digunakan untuk melarutkan selulosa pada pembuatan rayon (sutera buatan).

E. Timah
    Timah adalah logam yang berwarna putih perak, relatif lunak, tahan karat, dan memiliki titik leleh yang rendah. Timah biasanya terdapat dalam dua bentuk alotropi, yaitu timah putih atau bentuk “logam” yang stabil pada suhu di atas 14 °C  dan timah abu-abu atau bentuk “nonlogam” yang stabil pada
suhu di bawah 13 °C. Tambang timah utama adalah timah(IV) oksida (SnO2), yang dikenal dengan cassitente. Tambang timah kudapat di P. Bangka (Belitung). Timah digunakan untuk membuat kaleng kemasan, seperti untuk roti, susu, cat, dan buah serta melapisi kaleng yang terbuat dari besi dari perkaratan. Selain itu juga digunakan untuk membuat logam campur, misalnya perunggu (campuran timah, tembaga, dan seng) dan solder (campuran timah dan timbal).

F.  Fosforus dan Senyawa Fosforus 

    Sumber utama dari fosfor adalah batuan fosfat yang dikenal dengan nama apatit, Ca9(PO4)6.CaF6. Ada beberapa jenis fosfor, yaitu: 1. Fosfor putih, dengan tetrahedral sebagai bentuk molekulnya, lunak, sangat reaktif, dan beracun. Fosfor jenis ini sering disebut sebagai fosfor kuning karena kadang-kadang berwarna kekuningan. 2. Fosfor merah, bentuk molekulnya belum dapat dipastikan, kurang reaktif, dan tidak beracun. 3. Fosfor hitam (mirip grafit), diperoleh dengan memanaskan fosfor putih di bawah tekanan pada suhu 550 °C.

Baik fosfor merah maupun fosfor hitam stabil di udara, tetapi akan terbakar jika dipanaskan. Sedangkan fosfor putih karena mudah menyala dan sangat beracun, maka disimpan di dalam air. Fosfor dapat diperoleh dari pemanasan batuan fosfat, silika (SiO2), dan coke (C) di dalam pembakar listrik. Uap fosforus yang terbentuk ditampung dalam air.

Kegunaan fosfor, antara lain: 

1. Sebagian besar fosfor digunakan untuk memproduksi asam fosfat, di mana asam fosfat digunakan pada pelapisan logam agar tahan terhadap korosi atau dapat dijadikan lapisan dasar dalam pengecatan. 

2. Digunakan juga dalam industri minuman ringan untuk memberikan rasa asam. 

3. Fosfor merah digunakan untuk membuat korek api. 

4. Kalium fosfat digunakan untuk pelengkap makanan dan pada soda kue. 

5. Dalam tubuh manusia, fosfor terdapat pada nukleat, yaitu DNA dan RNA dan kalsium fosfat sebagai senyawa utama penyusun matriks tulang. Beberapa senyawa fosfor sebagai berikut.

G. Oksigen

   Oksigen merupakan unsur yang paling banyak di bumi dan merupakan elemen paling penting dalam kehidupan. Semua makhluk hidup membutuhkan oksigen untuk proses respirasi (pernapasan). Oksigen terdapat di alam dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa. Dalam keadaan bebas di alam, oksigen mempunyai dua alotropi, yaitu gas oksigen (O2) dan gas ozon (O3). 

Kegunaan oksigen, antara lain:
1. Gas oksigen digunakan untuk pernapasan semua makhluk hidup.
2. Gas oksigen diperlukan untuk proses pembakaran.
3. Pada industri kimia, oksigen digunakan sebagai oksidator untuk membuat senyawa-senyawa kimia. 4. Oksigen cair digunakan untuk bahan bakar roket.
5. Campuran gas oksigen dan hidrogen digunakan sebagai bahan bakar pesawat ruang angkasa (sel bahan bakar).
6. Bersama dengan asetilena digunakan untuk mengelas baja.
7. Dalam industri baja digunakan untuk mengurangi kadar karbon dalam besi gubal.

Daftar Pustaka
 Budi Utami, et al. 2009.   Kimia 3: Untuk SMA/MA Kelas XII Program Ilmu Alam. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

Tugas.

Buatlah ringkasan tentang mineral, kegunaan dan cara pembuatan dari beberapa unsur yang ada di Tabel berikut.

No.	Unsur	Metode Pembuatan	Kegunaan	Kelimpahan

 Kerjakan di buku tugas Anda...