Kimia Dalam Kehidupan Sehari-hari bag.1


Dalam kehidupan sehari – hari kita banyak memanfaatkan unsur logam dan nonlogam untuk keperluan transportasi, industri, dan bangunan. Penggunaan logam dan nonlogam makin meningkat seiring dengan perkembangan ilmu, teknologi, dan industri.

Dari 109 unsur yang telah di temukan, ada 92 unsur yang terdapat di alam dan 70 unsur diantaranya adakah logam. Hanya sebagian saja dari logam – logam ini yang dimanfaatkan oleh manusia secara meluas. Alam Indonesia kaya akan bijih logam yang ada dalam prut bumi Indonesia. Untuk itu, anda harus mengetahui ilmu dan teknologi untuk mengolahnya.
A.    Unsur – unsur Logam dalam Kehidupan Sehari – hari
Logam di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk senyawa, bukan unsur bebas. Senyawa logam terdapat dalam berbagai batuan dalam kerak bumi. Batuan yang mengandung senyawa logam dalam kadar tinggi disebut Bijih. Senyawa logam yang dikandung bijih disebut mineral
Beberapa Mineral Bijih Logam
Logam
Mineral
Rumus
Besi



Nikel

Alumunium
Timah
Tembaga
Magnetic
Hematite
Siderit
Pirit
Pentlandit
Garnerit
Bauksit
Kasiterit
Kalkopirit
Malasit
Kuprit
Kalkosit
Fe3O4
Fe2O3
FeCO3
FeS2
FeNiS
H2(NiMg)SiO4.2H2O
Al2O3.H2O dan Al2O3.3H2O
SnO2
CuFeS2
Cu2(OH)2CO3
Cu2O
Cu2S


1.      Besi
Besi merupakan unsur logam yang paling penting banyak digunakan dalam kehidupan sehari – hari, misalnya peralatan rumah tangga, pertanian, konstruksi, mesin, dan persenjataan. Penggunaan besi yang meluas ini karena bijih besi banyak terdapat di alam. Selain itu, karena besi mudah  ditempa, dapat dibuat baja, penghantar listrik dan panas yang baik.

a.      Bijih Besi
1)      Fe2O(hematite)
2)      Fe3O4( Magnetit)
3)      FeCO(siderit)
4)      FeS2 (pirit)

b.      Sifat Besi
1)      Mudah Berkarat
Besi termasuk logam yang cukup reaktif sehingga mudah teroksidasi oleh oksigen di udara. Peristiwa ini disebut korosi, dalam istila sehari – hari disebut perkaratan.
Besi berkarat menjadi Fe2O3 .3H2O (karat besi) 
2)      Kekerasan
Besi tidak begitu keras. Kekerasannya tergantung pada campuran dan cara pembuatan

c.       Macam – macam besi
1)      Besi tuang (cast iron)
a)      Diperoleh dengan cara mendinginkan besi kasar (pig iron) yang diperoleh dari tanur, dengan memaskuannya ke dalam cetakan yang tersedia. Tanur adalahtempat pengolahan bijih besi menjadi logam besi
b)      Mengandung 2-4 % karbon
c)      Sifatnya keras mudah rapuh sehingga banyak digunakan sebagai pipah leding dan radiator
2)      Besi Tempa (wrought iron)
a)      Diperoleh dengan cara mengurangi karbon dari besi kasar sampai kadar karbonnya 0,02%. Caranya, besi dipanaskan sehingga karbonnya teroksidasi menjadi CO2
b)      Sifatnya lebih lunak dari besi tuang, tetapi lebih kuat
c)      Karena cukup lunak maka ditempa menjadi peralatan, seperti golok, cangkul, baut, dan jur
3)      Baja
a)      Mengandung karbon 0,02%, lebih keras dari besi tempa
b)      Dibuat dengan menambah logam lain, seperti Ni, Cr, Mn, V, Mo, dan W sesuai dengan baja yang diinginkan
Beberapa jenis baja
Nama
Unsur Tambahan
Sifat Khas
Kegunaan
Baja mangan


Baja nikel


Baja wolfram

Baja krom-vandium

Baja stainless
0,4 – 0,9%C
11-14%Mn

25% Ni


0,4 – 0,9%C
5% W
1-10%Cr
0,15%V
0,2 –0,4%C
14-18%Cr
7-9%Ni
Keras dan kuat


Koefisien muai rendah, kuat, dan tahan karat
Sangat keras

Kuat dan tahan terhadap beban
Tahan karat
Rel kerata api. Lapis baja, kendaraan perang dan per
Alat pengukur (meteran), kawat, dan persenjataan
Ujung alat pemotong

As kendaraan

Alat –alat rumah tangga dan industri


d.      Senyawa Besi yang Penting
1.      Besi (II) sulfat (FeSO4)
Digunakan sebagai bahan pembuatan tinta, memberi warna hitam pada bulu domba, membuat zat warna biru berlin. Dalam bidang kedokteran, untuk penambah darah 9sebagai zat besi)
2.      Besi (III) klorida heksa hidra( FeCL3.6H2O )
Digunakan untuk pengecatan
3.      Besi (III) hidroksida / Fe(OH)3
Digunakan sebagai bahan cat, disebut juga oker

e.       Pengolahan Besi
Besi diperoleh dengan mengekstrasi mineralnya. Bijih besi yang mengandung oksida di reduksi dalam tanur tinggi. Bijih besi itu di campur kokas dan bahan tambahan lain untuk mengikat kotoran yang terdapat dalam bijih. Bahan tambahannya pasir (SiO2) atau kapur (CaCO3) bahan – bahan itu di masukan kedalam tanur melalui bagian atasnya. Udara panas di alirkan dari bawah, sehingga kokas terbakar menghasilkan karbondioksida
Reaksinya:
C(s) + O2(g)        à CO2(g)
Karbondioksida bereaksi dengan kokas menghasilkan karbon monoksida
CO2(g) + C(s) à 2 CO(g)
Didalam tanur, karbon monoksida mereduksi bijih besi
Fe2O + 3CO(g) à 2Fe(1) + 3CO2(g)
Suhu bagian tanur yang terpanas mencapai 1800ºC, di atas titik leleh Besi (1500ºC) sehingga lelehan besi dapat ditampung di dasar tanur
Batu kapur terurai menghasilkan kalsium, oksida dengan karbondioksida
CaCO3(s) à CO(s) + CO2(g)
Kalsium dioksida bereaksi dengan kotoran dalam bijih besi terutama SiO2
CaO(s) + SiO2(s) à CaSiO3(s)
Besi yang dihasilkan tidak murni (ping – Iron / besi gor). Besi ini masih mengandung kotoran sebanyak 4% yaitu C,P,Si,Mn, dan S oleh karena itu besi cor sangat keras tapi rapuh. Untuk keperluan tertentu besi di ubah menjadi baja
Baja adalah besi yang masih mengandung sedikit Karbon (1,5% - 2%), mangan dan silicon
Pada proses pengolahan besi menjadi baja, di peroleh berbagai jenis baja
1.      Baja wolfram : mengandung wolfram, sangat keras, digunakan untuk membuat alat perlengkapan mesin dan untuk perang
2.      Baja Krom : mengandung 18% Cr, merupakan baja tahan karat
3.      Baja nikel : mengandung 35% Ni, kuat dan tahan karat
4.      Baja Mangan : mengandung 35% Mn, sangat keras
5.      Stainless steal : mengandung 8% Ni dan 18% Cr,tahan karat

2.      Aluminium
Alumunium berwarna putih perak dan ringan, Aluminium banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga karena logam ini ringan, tidak beracun dan tahan karat. Aluminium sebenarnya mudah teroksidasi oleh oksigen dari udara. Akan tetapi, oksida aluminium Al2O3) yang terbentuk akibat oksidasi oksigen ini menutupi permukaan aluminium dengan sangat tipis (10-8 m) sehingga dapat melindungi lapisan logam aluminium di bawahnya dari perkaratan (korosi) lebih lanuut. Kita  menyebutnya aluminium tahan karat.

a.      Bijih Aluminium
1)      Bauksit Al2O3.2h2O
2)      Kriolit Na3AlF6

b.      Penggunaan Aluminium
1)      Rumah tangga: sebagai peralatan dapur, seperti panic, dan wajan
2)      Industri makanan: aluminium foil untik membungkus produk bahan makanan dan minuman.
3)      Pesawat terbang: sebaga paduan logam, digunakan untuk membuat badan pesawat.Contohpaduan logam ini adalah magnalium, yaitu campuran Al dan Mg.
4)      Perumahan: membuat kusen pintu dan jendela.
5)      Sebagai konduktor.

c.       Penggunaan Senyawa Aluminium
1)      Tawas: K2SO4Al2(SO4)3.24H2O
Digunakan untuk menjernihkan air
2)      Asam klorida yang berlebih dalam lambung dapat dinetralkan dengan aluminium  hidroksida yang terdapat dalam antasid.
3)      Senyawa aluminium sering digunakan sebagai zat anti keringat. Zat ini dapat mengkoagulsi protein kulit sehingga mencegah keluarnya keringat
4)      Bisa ular dan insek mengandung enzim yang ikenalsebagai fosfolipasis yang dapat membran sel. Poliptida lain juga terdapat dalam bisa ular yang beracun. Ion aluminium dapat emngkoagulasi protein(enzim) jika disuntikan ke dalam luka tempat gigitan ular
5)      Alumina, Al2O3, digunakan pada industri keramik, gelas dan sebagai apelas
                                             
d.      Pengolahan Aluminium
Logam Aluminium (Al), Diperoleh dari bijinya dengan cara elektrolisis yang disebut proses Hall yaitu Al2O3 murni yang diperoleh dari bauksit di larutkan dalam klorit cair, kemudian di elektrolisis
Reaksi :           2Al2O3(i) à 4Al3+(i) + 602-(g)
Katode :          4Al3+(i) + 12e à 4Al(i)
Anode :           602-(g)   à 3O2(g) +12e
2Al2O3(i) à 4Al(i) + 3O2(g)
Cairan Aluminium dikumpulkan dibagian bawah sel dan secara berkala di kelurkan, sedangkan O2 di bebaskan pada anode

3.      Timah
Sama seperti aluminium, timah juga mengalami oksidasi(korosi) pada permukaan. Lapisan oksida yang terbentuk menutupi seluruh permukaannya sehingga terlindung dari korosi selanjutnya. Jadi, sama seperti aluminium, timah juga tahan korosi.
Penggunaan utama timah untuk melapisi besi dengan timah agar besi tidak mengalami korosi. Besi yang dilapisi timah disebut kaleng (tin palate). Bahan tersebut digunakan untuk berbagai hasil makanan dan minuman kalengan, kaleng cat, dan kaleng pelumas. Besi yang dilapisi timah (kaleng) ini tidak mengalami korosi selama lapisannya utuh (tidak tergores dan bocor). Akan tetapi, jika lapisannya ini tergores maka kaleng ini akan mengalami korosi dengan sangat cepat, sampai semua kaleng ini hancur. Hal ini memang dikehendaki agar kaleng yang sudah terpakai (bekas) akan hancur.
a.      Bijih Timah
Kasiterit: SnO2

b.      Penggunaan Logam Timah
1)      Kaleng (besi yang dilapisi timah)
2)      Timah solder: ada tiga jenis timah solder, yaitu antimonial tin solder (95% Sn dan 5% Pb), tin silver solder (95% Sn dan 5% Ag) dan soft solder (70% Sn dan 30% Pb)
3)      Perunggu (70-95% Cu, 1-25%Zn, dan 1-18%Sn)
4)      Pewter (92% Sn, 6% Sb, dan 2% Cu) digunakan untuk perhiasan dan cinderamata

c.       Penggunaan Senyawa Timah
1)      Timah (II) klorida, SnCl2
Digunakan sebagai pereduksi dlam pembutan zat warna
2)      Timah (II) flourida, SnF2
Digunakan dalam pasta gigi (odol) yang mengandung flourin untuk menguatkan gigi karena SnF2 larut dalam air

d.      Pengolahan Timah
Untuk memperoleh logam timah, bijih yang mengandung SnO2 mula – mula dipanggang sehingga kotorannya (S dan As) lepas, kemudian SnO2 murni direduksi dengan karbon:
SnO2(s) + 2C(s)à Sn(i) + 2CO(g)

4.      Nikel
Nikel adalah logam berwarna putih perak, tahan korosi, dan mengkilap jika di gosok. Karena nikel tahan korosi maka banyak digunakan sebagai paduan logam seperti baja satinles yang tahan karat

a.      Bijih Nikel
1)      Pentladin, (FeNi)S
2)      Garnierite, H2(NiMg)SiO4.2H2O
3)      Milerite : NiS

b.      Penggunaan Nikel
1)      Baja Stainless (0,2 – 0,4% C, 14-18%Cr, dan 7-9%Ni) tahan karat.
Digunakan untuk pembuatan peralatan industri makanan, obat – obatan, kosmetika, dan rumah tangga
2)      Baja Nikel (25%Ni): kuat, tahan karat, dan koefisien muai rendah
Digunakan nuntuk alat ukur (meteran), kawat dan persenjataan
3)      Monel (70%Ni, 28%Cu, dan sedikit Fe); tahan karat dan cemerlang
Digunakan untuk alat – alat rumah tangga dan alat transmisi listrik
4)      Nikrom (80% Ni, 15% Cr, dan sedikit besi): titik leleh tinggi dan hambatan listrik besar
Digunakan sebagai elemen pemanas listrik
5)      Alniko (Al, Ni, Fe dan Co)
Digunakan untuk membuat magnet yang dapat mengangkat besi sampai 4.000 kali masa magnet
6)      Serbuk nikel  juga dugunakan sebagai katalis dalam pembuatan margarin

c.       Pengolahan Nikel
Nikel diperoleh dari bijihnya berupa sulfida nikel (NiS) dipanggang, kemudian direduksi dengan karbon dan bahan tambahan dalam sebuah tanur tinggi. Reaksi – reaksi yang terjadi:
2 NiS(s) +3O2(g) à 2NiO + 2SO2(g)
NiO(s) + C(s) à Ni(s) + CO
Dari proses tersebut di atas nikel yang hasilkan + 99%

5.      Tembaga
Tembaga murni berwarna kemerah – merahan , agak lunak, dapat dilenturkan dapat dibuat lembaran – lembaran tipis serta penghantar listrik dan panas yang baik

a.      Bijih Tembaga
1)      Kalkopirit, CuFeS
2)      Malasit, Cu2(OH)2CO3
3)      Kuprit, CU2O
4)      Kalkosit, Cu2S

b.      Penggunaan Logam Tembaga
1)      Penghantar (kabel) listrik dan komponen elektronika
2)      Paduan logam (aliase)
a)      kuningan (60-82% Cu dan 18-40% Zn)
b)      perunggu (70-95% Cu, 1-25% Zn, dan 1-18% Sn)
3)      Bidang kemiliteran; selongsong peluru dan komponen persenjataan lain

c.       Kegunaan Senyawa Tembaga
Tembaga (II) sulfat, CuSO4.5H2O
Senyawa ini berwarna biru dan biasanya dikenal sebagai terusi atau blue vitriol yang digunakan untuk membunuh jamur (sebagai fungisida). Terusi ini dapat dipakai untuk:
1)      membunuh jamur pada air dalam kolam renang
2)      merendam benih sebul ditabur sehingga benih terhindar dari jamur dan hama lain
3)      elektrolit pada pemurnian tembaga, juga pada penyepuhan suatu logam dengan tembaga
4)      campuran CuSO4 dan Ca(OH)2 akan membentuk bubur bourdeaux. Bubur bourdeaux mematikan serangga / hama tanaman

d.      Pengolahan Tembaga
Di alam tembaga terdapat dalam keadaan bebas, tetapi ektrksi tembaga dilakuakan dari bijihnya, yaitu pirit tembaga (CuFeS2) dan tembaga sulfida (Cu2S). Dua tahap pengolahan tembaga yaitu:
a.       Mengkonsentrasikan bijih tembaga dengan cara flotasi
b.      Mereduksi bijih yang berbentuk sulfida menjadi logam tembaga
Reaksi – reaksi
2CuFeS2(s)3O2(g) à Cu2S(i) + 2Fe(i) + 3SO2
2CuS(i) + 3O2(g) à 2Cu2O(g) + 2SO2(g)
2Cu2O(i) + Cu2S(i) à 6 Cu(s) + SO2(g)
Tembaga yang diperoleh masih mengandung kotoran + 3% untuk memurnikan tembaga tembaga di lakukan elektrolisis

6.      Perak
Perak murni berwarna putih, sangat mengkilap, penghantar listrik yang sangat baik, tahan korosi, dan mudah ditempa. Perak termasuk logam yang tidak reaktif dan tidak teroksidasi oleh oksigen di udara. Itulah sebabnya banyak digunakan sebagai perhiasan dan mata uang.
Daya hantar listrik perak jauh lebih baik dibaningkan dengan tembaga karena hambatan jenis perak jauh lebij kecil dibandingkan dengan tembaga. Akan tetapi, tembaga lebih banyak digunakan sebab prak lebih mahal daripada tembaga.
Sebetulnya perak banyak ditemukan dalam keadaan bebas karena sifatnya yang tidak reaktif. Akan tetapi, sering ditemukan sebagai bijih.

a.      Bijih Perak
Argentit, Ag2S

b.      Penggtunaan Logam Perak
1)      perhisan
2)      mata uang
3)      menyepuh logam lain

c.       Penggunaan Senyawa perrak
-          AgBr dan AgI digunakan dalam fotografi
-          AgBr dan AgI mudah diuraikan oleh cahaya
Contoh : 2AgBr + Cahaya à 2Ag(s) + Br2
Endapan perak menghitamkan film sehingga menghasilkan film negatif

7.      Emas
Emas murni berwarna kuning, mudah ditempa, dapat mulur, relatif lunak, dan sangat stabil. Emas tidak bereaksi dengan oksigen di udara. Emas tidak larut dalam asam apapun, tetapi larut dalam aqua regia, yaitu larutan HCl pekat dan HNO3 pekat dengan perbandingan 3 : 1

Au(s) + 3HCL(aq) + HNO3(aq) à HauCL4 + NO(g) + 2H2O(i)
Emas juga larut dalam larutan natrium sianida dan udara (sumber O2)
Au(s) + 8CN-(aq) + O2(g) + 2H2O(i) à 4Au(CN)2-(aq) + 4OH-(aq)
Penggunaan Logam Emas
a)      Perhiasan
b)      Komponen listrik kualitas tinggi
c)      Sebagai jaminan moneter
B.     Unsur – unsur Nonlogam dalam Kehidupan Sehari – hari

1.      Oksigen
Oksigen berwujud gas pada suhu kamar, tidak berwarna, dan tidak berbau. Oksigen merupakan unsur utama dalam kerak bumi, kira – kira 46,6% masa kerak bumi
Oksigen terdapat sebagai unsur bebas di udara, kira – kira 21% volume udara adalah oksigen atau 23% masa udara. Oksigen juga terdapat dalam senyawa, misalnya air 9air mengadung 89% oksigen), silica (SiO32-), pasir (SiO2), dan oksida logam lainnya

  1. Sifat Oksigen
1)      Berwujud gas pada suhu kamar (25ºC), tidak berwarna, dan tidak berbau
2)      Masa jenis oksigen adalah 1,429 g/cm³, titik didihnya –183ºC, dan titik bekunya –219ºC
3)      Kelarutan dalam air: 5 mL O2 dapat larut dalam 100 ml air. Oksigen yang larut inilah yang membuat berbagai organisme hidup dalam air
4)      Oksigen tidak terbakar, tetapi komponen utama yang diperlukan dalam pembakaran

  1. Pembuatan Oksigen
1)      Penguraian katalitik H2O2
2H2O2(i)          MnO2      2H2O(i) + O2(g)
2)      Penguraian termal, senyawa yang mengandung banyak oksigen
2KMnO4(s) à K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)
2KClO3(s) à 2KCl(s) + 3O2(g)
2KNO3(s) à KNO2(s) + O2(g)
3)      Reaksi peroksida dengan air
2NaO2(s) + 2H2O(i) à 42H2(g) + O2(g)
4)      Secara komersial, distilasi bertingkat udara cair
5)      Elektrolisis air. O2 yang diperoleh dengan cara elektrolisis adalah sangat murni. Reaksi secara keseluruhan adalah
2H2O(i) elektrolisis 2H2(g) + O2(g)
6)      Dalam labolatorium pembuatan gas oksigen adalah dengan memanaskan kalium klorat (kclo3) dengan katalis mengan (IV) oksida, mno2 (batu kawi)
2KClO3(s)        MnO2      2KCl(s) + 3O2(g)

  1. Penggunaan Oksigen
1)      Untuk pernafasan makhlik hidup, para penyelam selalu membawa oksigen dan membantu pernapasan pasien di rumah sakit jika diperlukan
2)      Oksigen dan gas astetilena digunakan untuk memotong dan mengelas logam (baja).
3)      Dalam industri, digunakan sebagai oksidator. Misalnya, dalam industri pengolahan besi, oksigen dari udara dimasukan ke dalam tanur
4)      Dalam industri baja oksigen digunakan untuk mengurangi kadar karbon besi kasar


1 komentar:

Posting Komentar

Google+ Badge

 
Valid HTML 5 W3C