1. I.       ALUMINIUM (Al)

 

  1. A.    Aluminium dan Sumbernya

Aluminium (atau aluminum, alumunium, almunium, alminium) ialah unsur kimia yang berpenampilan keperakan. Lambang aluminium ialah Al dan nomor atomnya 13. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi. Aluminium termasuk logam golongan utama (IIIA) yang bersifat amfoter dan ringan bersama magnesium dan platina.

Aluminium merupakan unsur ketiga terbanyak dalam kulit bumi setelah oksigen dan silikon. Aluminium juga merupakan logam terpenting dari golongan IIIA. Namun demikian aluminium tergolong logam yang relatif mahal karena mineral yang dapat dijadikan sebagai sumber Aluminium sangat terbatas dan senyawa aluminium sukar direduksi. Di alam aluminium terutama terdapat dalam bentuk senyawa aluminosilikat (Al2Si2O5)(OH)4, yaitu suatu mineral yang mengandung aluminium, silikon dan oksigen. Mineral itu tidak mempunyai nilai komersial karena sukar diolah. Adapun mineral yang merupakan sumber aluminium hanyalah bauksit (Al2O3nH2O). Mineral lainnya yang cukup bernilai yaitu kriolit (Na3AlF6) dan veldspath/spat padang (KAlSi3O8). Di Indonesia bijih aluminium (bauksit) terdapat di pulau bintan Riau dan Kalimantan Barat.

  1. B.     Sifat-sifat Logam Aluminium
    1. Sifat-sifat Fisik

Aluminium penghantar panas dan listrik yang baik.

Sifat fisika

JenisWujud (25oC)Densitas (g/cm3)Titik leleh (oC)

Titik didih (oC)

Jari-jari atom (pm)

Jari-jari ion (pm)*

Energi ionisasi (kj/mol)

Elektronegativitas

Potensial Reduksi Standar (V)#

Kekerasanф

Toksisitas

LogamPadatan2,698660.37

2.467

143

53

577,6

1,5

1,676

2,75

non fisik

TABEL 1.1 Ciri-ciri Fisik Aluminium

* Kation M+, dimana M merupakan logam Alkali

# Setengah reaksi yaitu M+(ag) + e- àM(s)

ФDiukur berdasarkan skala talck = 0 dan intan = 10

Sifat-sifat penting lainnya yang dimiliki aluminium sehingga banyak digunakan sebagai material teknik, antara lain :

  1. Berat jenisnya ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedangkan besi ± 8,1 gr/ cm³)
  2. Tahan korosi
  3. Penghantar listrik dan panas yang baik
  4. Mudah di fabrikasi/di bentuk
  5. Kekuatannya rendah tetapi pemaduan (alloying) kekuatannya bisa ditingkatkan

Selain sifat-sifat material teknik, aluminium pun memiliki sifat mekanik seperti

  1. Kekerasan

Kekerasan bahan aluminium murni sangatlah kecil, yaitu sekitar 65 skala Brinnel, sehingga dengan sedikit gaya saja dapat mengubah bentuk logam. Untuk kebutuhan aplikasi yang membutuhkan kekerasan, aluminium perlu dipadukan dengan logam lain dan/atau diberi perlakuan termal atau fisik.

  1. Kekuatan tensil

Kekuatan tensil pada aluminium murni pada berbagai perlakuan umumnya sangat rendah, yaitu sekitar 90 MPa, sehingga untuk penggunaan yang memerlukan kekuatan tensil yang tinggi, aluminium perlu dipadukan. Dengan dipadukan dengan logam lain, ditambah dengan berbagai perlakuan termal, aluminium paduan akan memiliki kekuatan tensil hingga 580 Mpa (paduan 7075).

  1. Ductility

Ductility didefinisikan sebagai sifat mekanis dari suatu bahan untuk menerangkan seberapa jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpa terjadinya retakan. Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. Aluminium paduan memiliki ductility yang bervariasi, tergantung konsentrasi paduannya, namun pada umumnya memiliki ductility yang lebih rendah dari pada aluminium murni, karena ductility berbanding terbalik dengan kekuatan tensil, serta hampir semua aluminum paduan memiliki kekuatan tensil yang lebih tinggi dari pada aluminium murni.

  1. Sifat-sifat Kimia

Aluminium merupakan logam yang aktif karena mudah teroksidasi menjadi ion +3. Logam ini sebagai agen pereduksi yang baik. Sifat sebagai agen pereduksi ini menjadikan aluminium sering digunakan dalam produksi logam-logam tertentu untuk mendapatkan logam bebas. Reaksi seperti yang diuraikan ini disebut dengan reaksi thermit.

Al(s)+ Fe2O3(s)           Al2O3(l)+ Fe(l)                              ΔH°= -852 kJmol-1

Aluminium apabila beraksi dalam suasana asam menghasilkan H2

2Al(s)+ 6H+(aq)à 2Al3+(aq) + 3H2(g)

Aluminium juga dapat bereaksi dalam suasana basa.

2Al(s)+ 2OH-(aq) + 6H2O à 2[Al(OH)4]-(aq) + 3H2(g)

Serbuk aluminium mudah teroksidasi oleh udara atau oksidan lainnya menghasilkan panas yang tinggi. Dengan sifat ini aluminium sering digunakan pada bahan bakar roket dan proses peledakan.

2Al(s)+ 3/2 O2(g)à Al2O3(s)             ∆H = -1.676 kJ

TABEL 1.2 Ciri-ciri Kimia Aluminium

Ciri-Ciri Kimia

Nomor atom 13
Oksida (utama) 1,96 (skala pauli)
Sifat oksida Amfoter
Hidroksida Al(OH)3
Kekuatan basa Basa Lemah
Senyawa dengan Klorida AlCl3
Senyawa dengan hidrogen AlH3
Ikatan Ion
Reaksi dengan air menghasilkan bau dan gas H2
Golongan, periode,blok 13, 3, p
Bilangan oksidasi 3, 2 [1], 1 [2] (oksida amfoter)
Elektronegativitas 1,61 (Skala Pauling)
Energi ionisasi (lebih lanjut) 1st: 577,5 kJ·mol−1
2nd: 1816,7 kJ·mol−1
3rd: 2744,8 kJ·mol−1
Jari-jari atom 125 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 118 pm
Jari-jari kovalen 118 pm
Struktur kristal kubus berpusat muka 0,40494 nm

Aluminium oksida dapat bereaksi dalam suasana asam dan basa (amfoter), tetapi tidak dalam suasana netral.

Al2O3(s)+ 5H+(aq)     à  2A13+(aq) + 3H2O

A12O3(s)+ 2OH-(aq) à 2[A1(OH)4]-(aq)

Aluminium oksida adalah insulator (penghambat) panas dan listrik yang baik. Umumnya Al2O3 terdapat dalam bentuk kristalin yang disebut corundum atau α-aluminum oksida. Al2O3 dipakai sebagai bahan abrasif dan sebagai komponen dalam alat pemotong, karena sifat kekerasannya.

Aluminium oksida berperan penting dalam ketahanan logam aluminium terhadap perkaratan dengan udara. Logam aluminium sebenarnya amat mudah bereaksi dengan oksigen di udara. Aluminium bereaksi dengan oksigen membentuk aluminium oksida, yang terbentuk sebagai lapisan tipis yang dengan cepat menutupi permukaan aluminium. Lapisan ini melindungi logam aluminium dari oksidasi lebih lanjut. Ketebalan lapisan ini dapat ditingkatkan melalui proses anodisasi. Beberapa alloy (paduan logam), seperti perunggu aluminium, memanfaatkan sifat ini dengan menambahkan aluminium pada alloy untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi.

Al2O3 yang dihasilkan melalui anodisasi bersifat amorf, namun beberapa proses oksidasi seperti plasma electrolytic oxydation menghasilkan sebagian besar Al2O3 dalam bentuk kristalin, yang meningkatkan kekerasannya.

Oksida aluminium dapat diperoleh dari pemanasan hidroksida dibawah 600°C larut dalam asam maupun basa, dengan kata lain bersifat amfoter.

  1. D.    Aluminium dan Paduan
    1. 1.      Paduan Aluminium-Silikon

Paduan aluminium dengan silikon hingga 15% akan memberikan kekerasan dan kekuatan tensil yang cukup besar, hingga mencapai 525 Mpa  pada aluminium paduan yang dihasilkan pada perlakuan panas. Jika konsentrasi silikon lebih tinggi dari 15%, tingkat kerapuhan logam akan meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika.

  1. 2.      Paduan Aluminium-Magnesium

Keberadaan magnesium hingga 15,35% dapat menurunkan titik lebur logam paduan yang cukup drastis, dari 660 oC hingga 450 oC. Namun, hal ini tidak menjadikan aluminium paduan dapat ditempa menggunakan panas dengan mudah karena korosi akan terjadi pada suhu di atas 60 oC. Keberadaan magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja dengan baik pada temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan logam akan mengalami failure pada temperatur tersebut.

  1. 3.      Paduan Aluminium-Tembaga

Paduan aluminium-tembaga juga menghasilkan sifat yang keras dan kuat, namun rapuh. Umumnya, untuk kepentingan penempaan, paduan tidak boleh memiliki konsentrasi tembaga di atas 5,6% karena akan membentuk senyawa CuAl2 dalam logam yang menjadikan logam rapuh.

  1. 4.      Paduan Aluminium-Mangan

Penambahan mangan memiliki akan berefek pada sifat dapat dilakukan pengerasan tegangan dengan mudah (work-hardening) sehingga didapatkan logam paduan dengan kekuatan tensil yang tinggi namun tidak terlalu rapuh. Selain itu, penambahan mangan akan meningkatkan titik lebur paduan aluminium.

  1. 5.      Paduan Aluminium-Seng

Paduan aluminium dengan seng merupakan paduan yang paling terkenal karena merupakan bahan pembuat badan dan sayap pesawat terbang. Paduan ini memiliki kekuatan tertinggi  dibandingkan paduan lainnya,  Aluminium dengan 5,5% seng dapat memiliki kekuatan tensil sebesar 580 MPa dengan elongasi sebesar 11% dalam setiap 50mm bahan. Bandingkan dengan aluminium dengan 1% magnesium yang memiliki kekuatan tensil sebesar 410 MPa namun memiliki elongasi sebesar 6% setiap 50 mm bahan.

  1. 6.      Paduan Aluminium-Lithium

Lithium menjadikan paduan aluminium mengalami pengurangan massa jenis dan peningkatan modulus elastisitas; hingga konsentrasi sebesar 4% lithium, setiap penambahan 1% lithium akan mengurangi massa jenis paduan sebanyak 3% dan peningkatan modulus elastisitas sebesar 5%. Namun aluminium-lithium tidak lagi diproduksi akibat tingkat reaktivitas lithium yang tinggi yang dapat meningkatkan biaya keselamatan kerja.

  1. 7.      Paduan Aluminium-Skandium

Penambahan skandium ke aluminium membatasi pemuaian yang terjadi pada paduan, baik ketika pengelasan maupun ketika paduan berada di lingkungan yang panas. Paduan ini semakin jarang diproduksi, karena terdapat paduan lain yang lebih murah dan lebih mudah diproduksi dengan karakteristik yang sama, yaitu paduan titanium. Paduan Al-Sc pernah digunakan sebagai bahan pembuat pesawat tempur Rusia, MIG, dengan konsentrasi Sc antara 0,1-0,5% (Zaki, 2003, dan Schwarz, 2004).

  1. 8.      Paduan Aluminium-Besi

Besi (Fe) juga kerap kali muncul dalam aluminium paduan sebagai suatu “kecelakaan”. Kehadiran besi umumnya terjadi ketika pengecoran dengan menggunakan cetakan besi yang tidak dilapisi batuan kapur atau keramik. Efek kehadiran Fe dalam paduan adalah berkurangnya kekuatan tensil secara signifikan, namun diikuti dengan penambahan kekerasan dalam jumlah yang sangat kecil. Dalam paduan 10% silikon, keberadaan Fe sebesar 2,08% mengurangi kekuatan tensil dari 217 hingga 78 MPa, dan menambah skala Brinnel dari 62 hingga 70. Hal ini terjadi akibat terbentuknya kristal Fe-Al-X, dengan X adalah paduan utama aluminium selain Fe.

  1. 9.      Aluminium Paduan Cor

Komposisi utama aluminium paduan cor pada umumnya adalah tembaga, silikon, dan magnesium. Al-Cu memberikan keuntungan yaitu kemudahan dalam pengecoran dan memudahkan pengerjaan permesinan. Al- Si memmberikan kemudahan dalam pengecoran, kekuatan, ketahanan pada temperatur tinggi, dan pemuaian yang rendah. Sifat pemuaian merupakan sifat yang penting dalam logam cor dan ekstrusi, yang pada umumnya merupakan bagian dari mesin. Al-Mg juga memberikan kekuatan, dan lebih baik dibandingkan Al-Si karena memiliki ketahanan yang lebih tinggi hinggalogam mengalami deformasi plastis (elongasi). Namun konsentrasi lebih dari 10% dapat mengurangi kemudahan dalam pengecoran.

 

  1. E.     Pembuatan Aluminium

Aluminium terutama diproduksi untuk pembuatan alloy yang ringan. Di USA saja aluminium diproduksi lebih dari 1 juta ton per tahunnya. Pengolahan logam aluminium dibagi menjadi 2 tahap, yaitu tahap pemurnian dan tahap elektrolisis. Pengolahan ini dinamakan proses Hall, sesuai dengan nama penemunya yaitu Charles Martin Hall (1863-1914).

Secara rinci proses pengolahan aluminium dijelaskan sebagai berikut:

  1. Tahap Pemurnian

Aluminium diproduksi dari bauksit yang mengandung pengotor Fe2O3. Pengotor ini harus dihilangkan dengan cara melarutkan bauksit tersebut dalam NaOH(aq). Besi oksida (Fe2O3) yang bersifat basa tidak larut dalam larutan NaOH, perhatikan reaksi berikut:

Al2O3(s) + 2OH-(aq) + H2O à 2[Al(OH)4]-(aq)

Atau

Al2O3(s)+ 2NaOH(aq) + 3H2O(ℓ) à 2NaAl(OH)4 (aq)

Pengotor dipisahkan dengan penyaringan. Selanjutnya, aluminium diendapan dari filtrat dengan mengalirkan gas CO2 dan pengenceran.

2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) à 2Al(OH)3(s)+ Na2CO3(aq) + H2O(ℓ)

Atau

2NaAl(OH)4-(aq) + CO2(g) à 2Al(OH)3(s)+ CO32-(aq) + H2O(ℓ)

Endapan A1(OH)3 disaring, dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh A12O3 murni (alumina).

2A1(OH)3(s)+ A12O3(s)à A12O3(s)+ 3H2O(g)

  1. Tahap Elektrolisis

Selanjutnya pada tahap kedua, reduksi A!2O3 dilakukan melalui elektrolisis menurut proses Hall Heroult. Metode elektrolisis itu ditemukan secara terpisah tetapi hampir bersamaan pada tahun 1886 oleh dua orang peneliti muda, yaitu Charles M. Hall di Amerika Serikat dan Paul Deroun di Perancis. Kita ingat bahwa Al2O3 mempunyai titik leleh yang sangat tinggi, yaitu lebih dari 2000oC. Oleh karena itu elektrolisis lelehan Al2O3 murni tidak ekonomis. Dalam proses Hall Heroult, Al2O3 dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana dari baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode. Dengan cara itu elektrolisis dapat dilangsungkan pada suhu 950oC. Sebagai anode digunakan batang grafit. Elektrolisis menghasilkan aluminium di katode, sedangkan di anode terbentuk gas oksigen dan karbon dioksida. Sebenarnya reaksi elektrolisis ini berlangsung rumit dan belum sepenuhnya dipahami, tetapi dengan mengacu pada hasil akhirnya dapat dituliskan sebagai berikut:

Al2O3(ℓ) à 2A13+(ℓ) + 3O2-(ℓ)

Selain Hall, ada juga Proses Bayer, yang dikembangkan oleh Karl Josef Bayer, seorang ahli kimia berkebangsaan Jerman. Proses ini biasanya digunakan untuk memperoleh alumunium murni. Bauksit halus yang kering dimasukan kedalam pencampur, diolah dengan soda api (NaOH) dibawah pengaruh tekanan dan pada suhu dibawah atas titik didih. NaOH bereaksi dengan bauksit menghasilkan aluminat natrium yang larut.

Setelah proses selesai, tekanan dikurangi dan ampas yang terdiri dari oksida besi yang tak larut, silikon, titanium dan kotoran lainya ditekan melalui saringan dan dikesampingkan. Cairan yang mengandung alumina dalam bentuk aluminat natrium dipompa ke dalam tangki pengendapan, kemudian dibubuhkan Kristal hiroksida alumunium terpisah dari larutan. Hiroksida alumunium kemudian disaring dan dipanaskan sampai mencapai suhu 980oC. Alumina siap dilebur.

Logam alumunium dihasilkan melalui proses elektrolisa dimana alumina berubah menjadi oksigen dan alumunium. Alumina murni dilarutkan ke dalam eriolit cair (natrium alumunium flourida) dalam dapur elektrolit. Arus listrik dialirkan dalam campuran melalui elektrodakarbon. Pada saat tertentu, alumunium disadap dari sel dan logam cair tersebut dipindahkan ke dapur penampung untuk dimurnikan atau untuk keperluan paduan, setelah itu dituang ke dalam ingot untuk diolah lebih lanjut.

  1. F.     Beberapa Pemanfaatan Aluminium dan Senyawanya

Logam aluminium banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Logam aluminium bersifat ringan tapi kuat, tidak bersifat magnet, dan tidak beracun. Logam ini merupakan penghantar panas dan listrik yang baik serta dapat memantulkan apnas dan cahaya. Logam aluminium tahan dari serangan korosi meskipun secara elektrolisis mudah mengalami korosi. Permukaan aluminium segera bereaksi dengan udara membentuk aluminium oksida yang membuatnya terlindung dari korosi. Selain itu, aluminium juga murah dan dapat didaur ulang.

Beberapa alat tranpostasi seperti mobil, pesawat terbang, truk, kereta api dan sepeda menggunakan logam aluminium sebagai bahan badan atau rangka. Botol minuman ringan dan makanan kaleng juga mengandung aluminium. Peralatan masak seperti wajan dan panci terbuat dar aluminium karena sifatnya menghantar panas, sedangkan jaringan transmisi listrik memanfaatkan aluminium sebagai bahannya karena ringan, mudah menghantarkan listrik dan murah.

Selain itu, aluminium juga digunakan sebagai:

  1. Thermit (campuran A1 dan Fe2O3) digunanakan untuk mengelas logam.
  2. Aluminium sulfat (A12(SO4)3. 17H2O) digunakan pada pewarnaan tekstil.
  3. K2SO4A12(SO4)3. 24H2O atau KAI(SO4)2. 12H2O yang dikenal dengan tawas digunakan untuk menjernihkan air.
  4. Sebagai bahan pembersih bersama dengan padatan N3OH. Jika keduanya ditambahkan air, akan dihasilkan panas yang dapat membantu melelehkan lemak dan minyak pernyumbat dan kemudian dapat terlarut dalam NaOH(aq).
  5. Bubuk aluminium digunakan untuk menjalankan roket.

Beberapa kegunaan aluminium dan paduannya di industri, antara lain :

  1. Sebagai pelapis pada reaktor stainless steel (tahan korosi)
  2. Digunakan pada industri otomotif, yaitu untuk badan mobil dan velg
  3. Pipa refrigeran  (paduan Al dan Cu)
  4. Beberapa jenis roda gigi menggunakan paduan Al-Cu. Penggunaan paduan Cu untuk mendapatkan tingkat kekerasan yang cukup dan memperpanjang usia benda akibat fatigue.

 

  1. G.    Bahaya dan Keamanan Penggunaan Aluminium

Aluminium memiliki resiko apabila masuk kedalam tubuh manusia berlebih dan dapat berakibat buruk bagi lingkungan. Dampaknya seperti:

•      Dapat menyebabkan Alzheimer (ganguan daya ingat)

•      Poly Aluminium Chloride menyebabkan iritasi pada mata

Akibatnya terhadap kesehatan :

Mata : Menyebabkan iritasi mata jika tidak dibersihkan

Kulit: Menyebabkan iritasi kulit ringan jika kontak berkepanjangan

Tertelan : Menyebabkan gangguan pencernaan

Terhirup : Jika dalam bentuk uap dapat menyebabkan iritasi pada saluran pernafasan
Karsinogenik: Tidak ada efek

Teratogenik: Tidak ada efek

Reproduksi: Tidak ada efek

•      Aluminium dapat mengurangi pertumbuhan tanaman pada tanah asam.

Perlu tindakan yang aman dalam menggunakan bahan kimia seperti aluminium, yaitu dengan cara:

ü  Hati-hati saat menggunakan padatan aluminium, karena padatan aluminium mudah terbakar

ü  Patuhi aturan yang berlaku saat menyimpan dan menggunakan aluminium

ü  Memakai kacamata pelindung dan bekerja dengan aluminium pada ruangan yang berventilasi baik.

ü  Apabila terkena mata dan kulit segera cuci dengan air bersih, dan apabila terhirup dengan jumlah banyak segera hubungi tim medik

  1. II.                TIMAH (Sn)
  1. A.    Gambaran Umum Timah

Timah adalah sebuah unsur kimia dalam table periodic yang memiliki simbol Sn (bahasa Latin: stannum) dan bernomor atom 50 (golongan IVA, periode 5). Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin dengan simbol kimia Sn. Kata “Tin” diambil 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 flesibel, memiliki struktur kristalin, akan tetapi bersifat mudah patah jika didinginkan. ebagai 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 berupa logam berwarna abu-abu keperakan, dengan kekerasan yang rendah (1,5), 7,3 g/cm3,  sifat konduktivitas panas dan listrik yang tinggi. Dalam keadaan normal (13 – 1600C), logam ini bersifat mengkilap dan mudah dibentuk. Mineral yang terkandung di dalam bijih timah pada umumnya ada mineral utama, yaitu kasiterit dan ada juga mineral ikutan, yaitu pirit, kuarsa, zircon, ilmenit, plumbum, bismut, arsenik, stibnite, kalkopirit, kuprit, xenotim, dan monasit merupakan mineral ikutan.

  1. B.     Sumber  Timah

Timah ditemukan dalam banyak aloy (kombinasi dalam larutan atau senyawa yang terdiri atas dua atau lebih elemen atau paling tidak salah satunya adalah logam, dan hasilnya memiliki properti metalik).

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 alluvium, elluvial, dan koluvium. Hasil yang tidak sebegitu banyak diperoleh dari Peru, Afrika Selatan, UK, dan Zimbabwe.

Genetis 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 à SnO2 + HF2

Timah tidak ditemukan dalam unsur bebasnya di bumi 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 (mineral kompleks antara tembaga-besi-timah-belerang) dan cylindrite (mineral kompleks dari timbale-timah-besi-antimon-belerang). Dua contoh mineral ini biasanya ditemukan bergandengan dengan mineral logam yang lain seperti perak.

Timah merupakan unsur ke-49 yang paling banyak terdapat di kerak bumi dimana timah memiliki kandungan 2 ppm jika dibandingkan dengan seng 75 ppm, tembaga 50 ppm, dan 14 ppm untuk timbal. Cassiterite banyak ditemukan dalam deposit alluvial/alluvium yaitu tanah atau sediment yang tidak berkonsolidasi membentuk bongkahan batu dimana dapat dapat mengendap di dasar laut, sungai, atau danau. Alluvium terdiri dari berbagai macam mineral seperti pasir, tanah liat, dan batu-batuan kecil. Hampir 80% produksi timah diperoleh dari alluvial/alluvium atau istilahnya deposit sekunder. Diperkirakan untuk mendapatkan 1 kg Cassiterite, maka sekitar 7 sampai 8 ton biji timah/alluvial harus ditambang disebabkan konsentrasi cassiterite sangat rendah.

Timah di Indonesia

Secara geologi, sumber Timah Indonesia sebenarnya masih merupakan satu kesatuan dengan jalur timah Asia Tenggara. Jalur ini merupakan jalur dengan kekayaan kandungan timah terbesar di dunia. Jalur yang membentang mulai dari selatan China, Thailand, Birma, Malaysia hingga Indonesia.

Di Indonesia sendiri 2/3 bagian jalur timah tertutup oleh laut sedangkan di daratan berada pada deretan pulau yang bertebaran dari arah barat laut Pulau Karimun, Pulau Kundar, Singkep, Bangka hingga Belitung. Jejak Granit bertimah terakhir ada di Pulau Karimata di Timur Pulau Belitung.

Timah Indonesia memiliki kandungan potensi cadangan primer yang relatif sangat kecil dan mempunyai umur yang tidak terlalu panjang dibandingkan dengan alluvial darat. Dari banyak indikasi kehadiran timah primer yang tercatat maka Kelapa Kampit di Belitung perlu dicatat sebagai deposit timah primer yang paling besar yang pernah dikerjakan.

  1. C.    Sifat Fisis dan Kimia
    1. Sifat fisika

Ciri-ciri Fisik

Keadaan benda Padat
Titik lebur 505.08 K (449.47 °F)
Titik didih 2875 K (4716 °F)
Titik leleh 232 oC
Volume molar 16.29 ×10-6 m3/mol
Kalor penguapan 295.8 kJ/mol
Kalor peleburan 7.029 kJ/mol
Kalor jenis 27,112 J/molK
Tekanan uap 5.78 E-21 Pa at 505 K
Kecepatan suara 2500 m/s pada 293.15 K
Densitas 7,365 g/cm3 (Sn putih); 5,769 g/cm3 (Sn abu-abu)

TABEL 2.1 Ciri-ciri fisik Timah

Berdasarkan tabel, titik leleh timah (232OC) lebih rendah dibandingkan dengan timbal dikarenakan timah membentuk struktur koordinasi 12 yang terdistorsi, bukan murni. Ada 3 macam bentuk timah yang dikenal yaitu timah abu-abu, timah putih-lunak, dan timah rapuh masing-masing berurutan mempunyai massa jenis 5,75:7,28 dan 6,97 gram/cm3. Timah putih paling stabil pada temperatur kamar, dan pada temperatur bawah 13,2OC berubah secara perlahan menjadi serbuk abu-abu amorf. Jika dipanaskan lagi hingga diatas 161OC, timah akan berubah menjadi timah rapuh.

Unsur ini memiliki 2 bentuk alotropik pada tekanan normal, 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.

  1. Sifat Kimia

Ciri-Ciri Kimia

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
Elektronegatifitas 1,96 (skala pauli)
Jari-jari atom 145 (145) pm
Jari-jari kovalen 141 pm
Jari-jari van der Waals 217 pm
Konfigurasi elektron [Kr]4d10 5s2 5p2
Elektron per tingkat energi 2, 8, 18, 18, 4
Bilangan oksidasi (Oksida) 4, 2
Struktur Kristal Tetragonal (Sn putih); kubik diamond (Sn abu-abu)
Konduktifitas termal 66,8 W/mK

TABEL 2.2 Ciri-ciri kimia Timah

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 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.

Timah biasa terbentuk oleh 9 isotop yang stabil. Ada 18 isotop lainnya yang diketahui. Timah merupakan logam perak keputih-putihan, mudah dibentuk dan memilki struktur kristal yang tinggi. Jika struktur ini dipatahkan maka akan terdengar suara yang sering disebut tangisan timah.

Jika dipanaskan, timah abu-abu (timah alfa) dengan struktur kubus berubah pada 13.2 derajat Celcius menjadi timah putih (timah beta) yang memiliki struktur tetragonal. Ketika timah didinginkan sampai suhu 13,2 oC, ia pelan-pelan berubah dari putih menjadi abu-abu. Perubahan ini disebabkan oleh ketidakmurnian (impurities) seperti aluminium dan seng, dan dapat dicegah dengan menambahkan antimoni atau bismut. Jika timah dipanaskan dengan adanya udara maka akan terbentuk SnO2.

  1. D.    Isotop Timah

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).  Berkut beberapa isotop Sn dan kelimpahannya di alam.

TABEL 2.3 Isotop Timah

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 elektron [Kr] 5s2 4d10 5p2. Dalam sistem tabel periodik timah berada pada golongan utama IVA (atau golongan 14 untuk sistem periodik 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.

 

  1. E.     Kegunaan Timah

Atas dasar sifat fisiknya timah banyak digunakan dalam industri makanan sebagai pembungkus bahan makanan, dan kaleng minuman disamping aluminium. Senyawa Flourida, SnF2 digunakan sebagai bahan aditif pasta gigi untuk mencegah terjadinya lubang pada gigi. Oksidanya SnO2 digunakan sebagai bahan ampelas atau penggosok permata, dan sulfidanya SnS2 dipakai pada industri pewarnaan serta proses penyepuhan atau bahan imitasi. Senyawa SnCl4 bersama-sama SnO2 dipakai sebagai pelapis permukaan botol atau gelas agar lebih kuat dan tahan abrasi, disamping itu SnCl4 juga dapat dipakai sebagai katalis dalam reaksi-reaksi organik seperti pada pembuatan asam-asam asetat, oksalat, oleat dan asam stearat.

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%).

Logam Timah dan Paduannya

Logam timah banyak manfaatnya baik digunakan secara tunggal maupun sebagai paduan logam (alloy) dengan logam yang lain terutama dengan logam tembaga. Logam timah juga sering dipakai sebagai container dalam berbagai macam industri. Contoh-contoh paduan antara tembaga dan timah adalah:

ü  Pewter, merupakan paduan antara 85-99% timah dan sisanya tembaga, antimony, bismuth, dan timbale. Banyak dipakai untuk vas, peralatan ornament rumah, atau peralatan rumah tangga.

ü  Bronze adalah paduan logam timah dengan tembaga dengan kandungan timah sekitar 12%.

ü  Fosfor Bronze adalah paduan bronze yang ditambahkan unsur fosfor.

Plating

Logam timah banyak dipergunakan untuk melapisi logam lain seperti seng, timbale dan baja dengan tujuan agar tahan terhadap korosi. Aplikasi ini banyak dipergunakan untuk melapisi kaleng kemasan makanan dan pelapisan pipa yang terbuat dari logam.

Superkonduktor

Timah memiliki sifat konduktor dibawah suhu 3,72 K. Superkonduktor dari timah merupakan superkonduktor pertama yang banyak diteliti oleh para ilmuwan contoh superkonduktor timah yang banyak dipakai adalah Nb3Sn.

Solder

Solder sudah banyak dipakai sejak dahulu kala. Timah dipakai dalam bentuk solder merupakan campuran antara 5-70% timah dengan timbale akan tetapi campuran 63% timah dan 37% timbale merupakan komposisi yang umum untuk solder. Solder banyak digunakan untuk menyambung pipa atau alat elektronik.

  1. F.     Cara Memproduksi Timah

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.

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.

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%.

 

  1. G.    Senyawa Timah
    1. 1.      Senyawa organotin

Merupakan senyawa kimia yang terdiri dari timah (Sn) dengan hidrokarbon membentuk ikatan C-Sn. Senyawa ini merupakan bagian dari golongan senyawa organometalik. Senyawa ini banyak dipakai untuk sintesis senyawa organic, sebagai biosida, sebagai pengawet kayu, sebagai stabilisator panas, dan lain sebagainya.

Seperti yang telah dijelaskan diatas senyawa organotin adalah senyawa yang dibangun dari timah dan substituen hidrokarbon sehingga terdapat ikatan C-Sn. Contoh beberapa senyawa organotin ini adalah:

  1. Tetrabutiltimah, dipakai sebagai material dasar untuk sintesis senyawaan di- dan tributil.
  2. Dialkil atau monoalkil-timah, dipakai sebagai stabilisator panas dalam pembuatan PVC.
  3. Tributil-Timah oksida, dipakai untuk pengawetan kayu.
  4. Trifenil-Timah asetat, merupakan kristal putih yang dipakai untuk insektisida dan fungisida.
  5. Trifenil-timah klorida dipakai sebagai biosida
  6. Trimetil-timah klorida, dipakai sebagai biosida dan sintesis senyawa organic.
  7. Trifenil-timah hidroksida, untuk fungisida dan engontrol serangga.
  8. dll

Senyawa organotin dibuat dari reagen Grignard dengan timahtetraklorida. Metode yang lain adalah dengan menggunakan reaksi Wurtz seperti senyawaan alkil natrium dengan tmah halide ataupun dengan menggunakan reaksi pertukaran antara timah halide dengan senyawaan organo-aluminium.

  1. 2.      Timah Oksida

Merupakan senyawa anorganik dengan rumus kimia SnO2. Oksida timah ini merupakan oksida timah yang paling penting dalam pebuatan logam timah. SnO2 memiliki struktur kristal rutile dimana setiap 1 atom Sn berkoordinasi dengan 6 atom oksigen. SnO2 tidak larut dalam air akan tetapi larut dalam asam dan basa kuat. SnO2 larut dalam asam halide membentuk heksahalostanat seperti:

SnO2 + 6HI  à  H2SnI6 + 2H2O

Atau jika dilarutkan dalam asam maka:

SnO2 + 6H2SO4 à Sn(SO4)2 + 2H2O

SnO2 larut dalam basa membentuk stanat dengan rumus umum Na2SnO3. SnO2 digunakan bersama dengan vanadium oksida sebagai katalis untuk oksidasi senyawa aromatic, dipakai sebagai pelapis, ataupun sebagai bahan pembuatan organotin.

  1. 3.      Timah(II) Klorida

SnCl2 berupa padatan kristal berwarna putih, dapat membentuk dihidrat yang stabil. SnCl2 dipakai sebagai reduktor dalam larutan asam, dan juga dalam cairan electroplating. SnCl2 dibuat dengan cara reaksi gas HCl kering dengan logam Sn.

Sn + 2HCl  à  SnCl2  + H2

SnCl2 memiliki satu pasangan electron bebas. Dalam bentuk fasa gas maka molekul SnCl2 berbentuk bengkok, sedangkan pada bentuk padatan SnCl2 membentuk rantai yang saling terhubung dengan jembatan klorida. Selain dipakai sebagai reduktor SnCl2 juga dipakai sebagai katalis, reagen analisis untuk raksa, dan juga dipakai sebagai aditif makanan untuk mempertahankan warna dan sebagai antioksidan.

  1. 4.      Timah(IV) Klorida

Disebut juga stani klorida atau timah tetraklorida merupakan senyawaan kimia dengan rumus SnCl4. Pada suhu kamar SnCl4 ini merupakan cairan yang tidak berwarna dan akan membentuk kabut jika terjadi kontak dengan udara. SnCl4 dipergunakan sebagai senjata kimia dalam perang dunia ke-1, dipakai untuk memperkuat gelas, dan sebagai bahan dasar pembuatan organotin.

  1. 5.      Timah Sulfida

Senyawaan timah dengan belerang terdapat sebagai SnS yaitu timah(II)sulfide dan ada dialam sebagai mineral herzenbergite. Pebuatan SnS adalah dibuat dengan mereaksikan belerang, SnCl2 dan H2S.

Sn + S -> SnS

SnCl2 + H2S -> SnS + 2HCl

Sedangkan timah(IV) sulfide memiliki rumus SnS2 dan terdapat dialam sebagai mineral berndtite. Senyawa ini mengendap sebagai padatan berwarna coklat dengan penambahan H2S pada larutan senyawa timah(IV) dan banyak dipakai sebagai ornament dekoratif karena warnanya mirip emas.

  1. 6.      Timah Hidrida

Hidrida dari timah disebut sebagai stannan dan rumus formulanya adalah SnH4. Hidrida timah ini dapat dibuat dengan cara mereaksikan antara SnCl4 dengan LiAlH4. Stannan terdekomposisi secara lambat menghasilkan loga timah dan gas hydrogen. Hidrida timah ini sangat analog dengan gas metana CH4.

  1. 7.      Stanat

Dalam ilmu kimia stanat berkoporasi dengan senyawaan Ortostanat yang memiliki rumus kimia SnO44-. Contoh senyawaannya adalah K4SnO4 atau Mg2SnO4. Metastanat yaitu MSnO3 atau M2SnO3 yaitu campuran oksida atau polimerik anoin. Perlu dicatat bahwa asam stanit yang merupakan precursor stanat sebenarnya tidak terdapat dialam dan ini sebenarnya merupakan hidrat dari SnO2. Istilah stanat juga dipakai untuk sufiks penamaan senyawa misalnya SnCl62- hesaklorostanat.

  1. 8.      Sintesis Garam Sulfida

Garam timah(II) yang sering dijumpai yaitu garam oksida.garam ini dapat diperoleh sebagai dihidrat,SnCl2.2H2O, dibuat dengan penguapanlarutan yang diperoleh dari reaksi antara oksidanya dengan asam klorida. Garam ini dalam larutan air mudah terhidrolisis membentuk endapan putih gelatin timah(II), hidroksiklorida, Sn(OH)Cl.

Garam stano yang lain yaitu stano sulfide,SnS, yang berupa padatan cokklat tua. Garam ini diperoleh jika kedalam larutan timah(II) dialiri gas hidrogen sulfide. Timah(IV) klorida, berupa cairan tak berwarna dapat diperoleh dari reaksi langsung antara logam timah dengan gas klor berlebihan (bersifat oksidator kuat)

Sn­(s) + 2Cl2  → SnCl4(l)

Stani klorida  dapat larut dalam air, tetapi mengalami hidrolisis membentuk oksidanya atau yang terhidrat, dan dalam asam klorida pekat terbentuk asam heksaklorostanat.

  1. H.    Beberapa Mineral Timah
    1. 1.      Cassiterite

Cassiterite adalah mineral timah oksida dengan rumus SnO2. Berbentuk kristal dengan banyak permukaan mengkilap sehingga tampak seperti batu perhiasan. Kristal tipis Cassiterite tampak translusen. Cassiterite adalah sumber mineral untuk menghasilkan logam timah yang utama dan biasanya terdapat dialam di alluvial atau aluvium.

  1. 2.      Stannite

Stannite adalah mineral sulfida dari tembaga, besi dan timah. Rumus kimianya adalah Cu2FeSnS4 dan merupakan salah satu mineral yang dipakai untuk memproduksi timah. Stannite mengandung sekitar 28% timah, 13% besi, 30% tembaga, dan 30% belerang. Stannite berwarna biru hingga abu-abu.

  1. 3.      Cylindrite

Cylindrite merupakan mineral sulfonat yang mengandung timah, timbal, antimon, dan besi. Rumus mineral ini adalah Pb2Sn4FeSb2S14. Cylindrite membentuk kristal pinakoidal triklinik dimana biasanya berbentuk silinder atau tube dimana bentuk nyatanya adalah gulungan dari lembaran kristal ini. Warna cylindrite adalah abu-abu metalik dengan spesifik gravity 5,4. Pertama kali ditemukan di Bolivia pada tahun 1893.

  1. I.       Kegunaan Timah

Logam timah dipakai untuk membuat berbagai macam senyawaan kimia. Salah satu senyawa kimia yang sangat penting adalah SnO2 dimana dipakai untuk resistor dan dielektrik, dan digunakan untuk membuat berbagai macam garam timah. Senyawa SnF2 merupakan aditif yang banyak ditambahkan pada pasta gigi. Senyaan timah, tembaga, barium, kalsium dipakai untuk pembuatan kapasitor. Dan tentu saja senyawaan kimia juga sering dipakai untuk pembuatan katalis.

Timah dapat menahan air laut yang telah didistilasi dan air keran, tetapi mudah terserang oleh asam yang kuat, alkali dan garam asam. Oksigen dalam suatu solusi dapat mempercepat aksi serangan kimia-kimia tersebut. Jika dipanaskan dalam udara, timah membentuk Sn2, sedikit asam, dan membentuk stannate salts dengan oksida. Garam yang paling penting adalah klorida, yang digunakan sebagai agen reduksi. Garam timah yang disemprotkan pada gelas digunakan untuk membuat lapisan konduktor listrik. Aplikasi ini telah dipakai untuk kaca mobil yang tahan beku. Kebanyakan kaca jendela sekarang ini dibuat dengan mengapungkan gelas cair di dalam timah cair untuk membentuk permukaan datar (proses Pilkington).

Baru-baru ini, campuran logam kristal timah-niobium menjadi superkonduktor pada suhu sangat rendah, menjadikannya sebagai bahan konstruksi magnet superkonduktif yang menjanjikan. Magnet tersebut, yang terbuat oleh kawat timah-niobium memiliki berat hanya beberapa kilogram tetapi dengan baterai yang kecil dapat memproduksi medan magnet hampir sama dengan kekuatan 100 ton elektromagnet yang dijalankan dengan sumber listrik yang besar.

  1. J.      Ekstraksi Timah

Prinsip pengolahan  menjadi logamnya yaitu proses reduksi dari bijih  oksida tersebut (SnO2). pada zaman kuno , reduksi bijih SnO2 dilakukan dengan batubara panas (glowing).

SnO2(s) +2C(s) → Sn(l) +CO2(g)

Pada tahap awal biji timah tentu saja harus dipekatkan dan ini dilakukan dalam wadah dengan proses flotasi-buih; dalam proses ini serbuk bijih timah dibuat suspensi dengan air kemudian ke dalamnya disemprotkan udara melalui saluran yang berlubang-lubang dan berputar akan terjadi gelembung-gelembung udara yang naik kepermukaan. Penambahan zat aditif tertentu seperti minyak pinus dan natrium etil santat, akan membentuk buih/busa yang menyelimuti bijih timah sehingga terbawa keatas bersama dengan gelembung udara untuk kemudian dikumpulkan dengan penumpahan keluar; sedangkan bijih pengotor tidak dipengaruhi zat aditif tersebut melainkan jatuh ke bagian dasar bak.

Bijih timah yang sudah pekat kemudian dipanggang, karena bijih timah sudah dalam bentuk oksidanya, maka proses pemanggangan ini bertujuan untuk mengoksidasi logam pengotor dan menghilangkan belerang dan arsen sebagai oksidanya yang mudah menguap.

Proses selanjutnya yaitu reduksi dengan karbon. Lelehan timah yang belum murni dari hasil reduksi dengan karbon dipisahkan dari logam-logam lain yang tidak meleleh, diaduk secara kuat dan kemudian kontak dengan oksigen atmosfer agar terjadi oksidasi pengotor-pengotor yang terlarut dapat dilakukan dengan menggunakan uap air panas. Oksida-oksida pengotor ini pada pengadukan biasanya membentuk film yang mengambang diatas permukaan sehingga dapat dipisahkan dari logam timahnya.

Cara Lain untuk Memproduksi Timah

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.

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.

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%.

  1. K.    Bahaya Timah

Jumlah kecil timah dalam makanan kaleng tidak berbahaya bagi manusia. Limit dalam makanan di Amerika Serikat adalah 300 mg/kg. Senyawa timah trialkil dan triaril berbahaya bagi makhluk hidup dan harus ditangani secara hati-hati. Timah juga digunakan dalam pembuatan grenjeng rokok (timah putih), pada longsongan peluru (timah hitam).

Wadah kaleng pada umumnya digunakan untuk berbagai produk yang mengalami proses sterilisasi termal. Pada mulanya wadah kaleng dibuat dari plat timah (tin plate) yang terdiri dari lembaran dasar baja yang timah putih (Sn) panas (hot dipping) atau dengan proses elektrolisa. Kemudian berkembang berbagai jenis yang berbeda dengan plat timah standar, seperti misalnya kaleng baja bebas timah (tin free steel).

Bentuk dari kemasan kaleng itu sendiri dibedakan menjadi dua jenis yaitu kaleng two piece cans dan kaleng three piece. Three fiece cans adalah kaleng yang terdiri dari tiga sambungan yaitu dibagian badan kaleng, di bagian tutup atas kaleng dan sebagian tutup
bawah kaleng. Sedangkan two piece cans adalah kaleng yang secara keseluruhan hanya memiliki satu sambungan, yaitu di bagian tutup atas kaleng.

Kerusakan produk pangan kalengan terutama disebabkan karena interaksi antara logam dasar pembuat kaleng, yaitu Sn dan Fe yang dapat menyebabkan perubahan yang tidak diinginkan seperti perubahan warna, terjadi off-flavour, kehilangan nilai nutrisi, kekeruhan pada sirup dan terbentuknya karat pada kaleng. Selain itu bagian sambungan kaleng yang disolder dapat menyebabkan terjadinya kontak antara Sn dan Pb dari solder dengan produk pangan yang memiliki kadar asam rendah sehingga terjadi sulfide stain atau noda hitam pada produk kalengan. Logam Sn dan Fe yang merupakan logam dasar pembuat kemasan kaleng termasuk kedalam golongan logam berat. Jika produk pangan kalengan yang terkontaminasi logam berat masuk kedalam tubuh manusia akan menimbulkan suatu keracunan. Hal ini disebabkan toksikan dari logam berat mempunyai kemampuan untuk berfungsi sebagai co faktor enzim, akibatnya enzim tidak dapat berfungsi sebagaimana biasanya sehingga reaksi metabolisme terhambat.

  1. III.             TIMBAL  (Pb)

 

  1. A.    Gambaran Umum Timbal

Timbal adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Pb dan nomor atom 82. Lambangnya diambil dari bahasa Latin Plumbum (Anglo-saxon: lead, Latin: plumbum). Unsur ini telah lama diketahui dan disebutkan di kitab Exodus. Para alkemi mempercayai bahwa timbal merupakan unsur tertua dan diasosiasikan dengan planet Saturn. Timbal alami, walau ada jarang ditemukan di bumi. Logam timbal telah dipergunakan oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu (sekitar 6400 BC) hal ini disebabkan logam timbal terdapat diberbagai belahan bumi, selain itu timbal mudah di ekstraksi dan mudah dikelola.

Timbal (Pb) adalah logam berat yang terdapat secara alami di dalam kerak bumi. Keberadaan timbal bisa juga berasal dari hasil aktivitas manusia, yang mana jumlahnya 300 kali lebih banyak dibandingkan Pb alami yang terdapat pada kerak bumi. Pb terkonsentrasi dalam deposit bijih logam.

Timbal (Pb) atau disebut juga timah hitam adalah logam berwarna bluish white yang mendapat perhatian khusus karena sifatnya yang toksik (beracun) terhadap manusia. Timbal (Pb) dapat masuk ke dalam tubuh melalui konsumsi makanan, minuman, udara, air, serta debu yang tercemar Pb. Bahkan timbal sengaja ditambahkan ke dalam bensin untuk meningkatkan bilangan oktan agar pembakaran motor jadi lebih baik. Namun Pb tersebut akan keluar bersama gas dan mencemari udara.

  1. B.     Sumber Timbal

Timbal tidak ditemukan bebas dialam akan tetapi biasanya ditemukan sebagai biji mineral bersama dengan logam lain misalnya seng, perak, dan tembaga. Sumber mineral timbal yang utama adalah “Galena (PbS)” yang mengandung 86,6% Pb, “Cerussite (PbCO3)”, dan “Anglesite (PbSO4). Kandungan timbal dikerak bumi adalah 14 ppm, sedanngkan dilautan adalah:

  1. Permukaan samudra atlantik         : 0,00003 ppm
  2. Bagian dalam samudra atlantik     : 0,000004 ppm
  3. Permukaan Samudra pasifik         : 0,00001 ppm
  4. Bagian dalam samudra pasifik      : 0,000001 ppm

 

  1. C.    Mineral Timbal
    1. 1.      Galena

Galena adalah mineral timbal yang amat penting dan paling banyak tersebar di penjuru belahan bumi dan umumnya berasosiasi dengan mineral lain seperti sphalerite, calcite, dan flourite. Deposit galena biasanya mengandung sejumlah tertentu perak dan juga terdapat seng, cadmium, antimoni,arsen, dan bismuth, sehingga umumnya produksi timbal dari galena menghasilkan juga logam-logam tersebut.

Warna galena adalah abu-abu mengkilap dan formulanya adalah PbS. Struktur kristalnya kubik dan oktahedral dan spesifik graviti 7,2 – 7,6.

  1. Cerrusite

Cerrusite merupakan salah satu mineral timbal yang mengandung timbal karbonat dan menjadi sumber timbal yang utama setelah galena. Mineral ini juga terdapat dalam bentuk granular yang padat atau benbentuk fibrous. Warnanya umumnya tidak berwarna, hingga putih, abu-abu, biru, atau hijau dengan penampakkan darai transparan hingga translusen. Mineral ini bersifat getas tidak larut dalam air akan tetapi larut dalam asam encer seperti asam nitrat. Dan spesifik gravitinya 6,53-6,57.

  1. 3.      Anglesite

Anglesite merupakan mineral timbal yang mengandung timbal sulfat PbSO4. Mineral ini terjadi sebagai hasil oksidasi mineral gelena akibat pengaruh cuaca. Warna mineral ini dari putih, abu-abu, hingga kuning, jika tidak murni maka warnanya abu-abu gelap. Mineral ini memiliki spesifik grafiti 6,3 dengan kandungan timbal sekitar 73%.

  1. D.    Sifat-sifat Timbal

Timbal merupakan logam putih kebiru-biruan dengan pancaran yang terang dan bersifat lembeng. Ketika baru dipotong nampak mengkilat berkilauan kemudian berubah menjadi pudar (buram) jika teroksidasi dengan udara.Ia sangat lunak, mudah dibentuk, ductile, dan bukan konduktor listrik yang baik. Ia memiliki resistasi tinggi terhadap korosi. Pipa-pipa timbal dari jaman Romawi masih digunakan sampai sekarang. Unsur ini juga digunakan dalam kontainer yang mengandung cairan korosif seperti asam sulfur dan dapat dibuat lebih kuat dengan cara mencampurnya dengan antimoni atau logam lainnya.

  1. Sifat-sifat Fisika

Ciri-ciri Fisik

Keadaan benda Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 11.34 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur 10.66 g/cm³
Titik lebur 600.61 K (327.46 °C, 621.43 °F)
Titik didih 2022 K (1749 °C, 3180 °F)
Titik leleh 327oC
Kalor peleburan 4.77 kJ/mol
Kalor penguapan 179.5 kJ/mol
Kapasitas kalor (25 °C) 26.650 J/(mol·K)
Massa jenis (sekitar suhu kamar) 11.34 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur 10.66 g/cm³
Titik lebur 600.61 K (327.46 °C, 621.43 °F)
Konduktivitas termal (300 K) 35.3 W/(m·K)
Skala kekerasan Mohs 1.5

TABEL 3.1 Ciri-ciri fisik Timbal

  1. Sifat-sifat Kimia

Ciri-Ciri Kimia

Nomor atom 82
Nomor massa 207,2
Konfigurasi electron [54Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
Tingkat oksidasi +2(lebih stabil) dan +4
Struktur kristal cubic face centered
Bilangan oksidasi 4, 2 (Amphoteric oxide)
Elektronegativitas 2.33 (skala Pauling)
Energi ionisasi (detil) ke-1: 715.6 kJ/mol
ke-2: 1450.5 kJ/mol
ke-3: 3081.5 kJ/mol
Jari-jari atom 180 pm
Jari-jari atom (terhitung) 154 pm
Jari-jari kovalen 147 pm
Jari-jari Van der Waals 202 pm
Struktur kristal cubic face centered

TABEL 3.2 Ciri-ciri kimia Timbal

  1. E.     Bentuk

Timbal alami adalah campuran 4 isotop: 204Pb (1.48%), 206Pb (23.6%), 207Pb (22.6%) dan 208Pb (52.3%). Isotop-isotop timbal merupakan produk akhir dari tiga seri unsur radioaktif alami: 206Pb untuk seri uranium, 207Pb untuk seri aktinium, dan 208Pb untuk seri torium. Dua puluh tujuh isotop timbal lainnya merupakan radioaktif.

 

  1. F.     Persenyawaan Timbal

            Senyawaan timbal yang umum adalah PbN6 timbal azida, timbal bromat Pb(BrO3)2.2H2O, timbal klorida PbCl2, timbal(II)oksida PbO, Pb(NO3)2, Pb3O4, Pb(C2H5)4, dan Pb(CH3)4

Tetra Etil Lead (TEL)

Tetra etil lead disingkat sebagai TEL adalah senyawa organometalik yang memiliki rumus Pb(CH3CH2). Senyawa ini disintesis dengan mereaksikan antara alloy NaPb dengan etil klorida dengan reaksi sebagai berikut:

4NaPb + 4 CH3CH2Cl à (CH3CH2)4Pb + 4 NaCl + 3 Pb

TEL yang dihasilkan berupa cairan kental tidak berwarna, tidak larut dalam air akan tetapi larut dalam benzena, petroleum eter, toluena, dan gasoline. TEL dipakai sebagai zat “antiknocking” pada bahan bakar. TEL jika terbakar tidak hanya menghasilkan CO2 akan tetapi juga Pb.

(CH3CH2)4Pb + 13O2 à 8CO2 + 10H2O + Pb

Pb akan terakumulasi dalam mesin sehingga dapat merusak mesin. Oleh sebab itu ditambahkan 1,2-dibromoetana dan 1,2-dikloroetana bersamaan dengan TEL sehingga akan dapat dihasilkan PbBr2 dan PbCl2 yang dapat dibuang dari mesin. Karena efek racun terhadap manusia maka TEL sekarang tidak boleh dipergunakan.

Timbal(II) Klorida PbCl2

PbCl2 merupakan salah satu reagen berbasis timbal yang sangat penting disebabkan dari senyawa ini dapat dibuat berbagai macam senyawa timbal. Banyak digunakan sebagai bahan untuk mensintesis timbal titanat dan barium-timbaltitanat, untuk produksi kaca yang menstransimisikan inframerah, dipakai untuk memproduksi kaca ornament, untuk bahan cat dan sebagainya. PbCl2 dibuat dari beberapa metode yaitu dengan proses pengendapan senyawa Pb2+ dengan garam klorida, atau dengan mereaksikan PbO2 dengan HCl.

PbO2(s)+ 4HCl à PbCl2(s)+ Cl2 + 2H2O

Atau dibuat dari logam Pb yang direaksikan dengan gas Cl2

Pb + Cl2 à PbCl2

Timbal membentuk berbagai macam kompleks dengan klorida. PbCl2 jika dilarutkan dalam HCl berlebih akan membentuk kompleks PbCl42-. PbCl2 larut juga dalam air panas.

Pb2+  + Cl-    ->       PbCl+

PbCl+  + Cl-     ->       PbCl2

PbCl2  + Cl-    ->        PbCl3-

PbCl3-  + Cl-     ->     PbCl42-

PbO2

Nama kimianya adalah Plumbi oksida atau Timbal(IV) oksida merupakan oksida timbal dengan biloks 4. PbO ada dialam sebagai mineral plattnerite. PbO2 bersifat amfoter dimana dapat larut dalam asam maupun basa. Jika dilarutkan dalam basa kuat akan terbentuk ion plumbat dengan rumus Pb(OH)62-. Dalam kondisi asam maka biasanya tereduksi menjadi ion Pb2+. Ion Pb4+ tidak pernah diketemukan dalam larutan. Penggunaan PbO2 yang utama adalah sebagai katoda dalam accu.

Pb3O4

Dikenal dengan nama timbal tetroksida, minium, atau triplumbi tetroksida. Berupa zat padat berwarna merah atau oranye. Rumus umumnya adalah Pb3O4 atau 2PbO.PbO2. Memiliki titik leleh 500oC dimana pada suhu ini Pb3O4 terdekomposisi menjadi PbO dan oksigen. Pb3O4 ini banyak dipergunakan oleh industri penghasil baterai, kaca timbal, dan cat anti korosi. Senyawa timbal ini tidak larut dalam air akan tetapi larut dalam HCl, asam asetat glacial, dan campuran antara asam nitrat dan hydrogen peroksida. Pb3O4 dibuat dari proses kalsinasi dari PbO2 dengan kehadiran oksigen pada suhu 450-4800C.

Pb3O4 diperoleh dari oksidasi PbO dalam udara terbuka dengan pemanasan pada temperatur sekitar 4000C-5000C

6PbO(s)+ O2(s)à 2Pb3O4(s)

Kuning                            merah

Timbal(II) Nitrat

Memiliki rumus kimia Pb(NO3)2. Timbal(II) nitrat umumnya merupakan kristal yang tidak berwarna atau berbentuk bubuk putih, dibandingkan dengan garam timbal yang lain maka gram timbal ini sangat mudah larut dalam air. Timbal(II) nitrat sangat bersifat racun terhadap manusia dan merupakan oksidator.

Pengenalan timbal dengan warna endapan

Karakteristik adanya timbel (II) dalam larutan membentuk endapan putih, bila direaksikan dengan ion sulfat SO42-. Membentuk endapan kuning direaksikan dengan ion kromat, CrO42-. Membentuk endapat hitam bila direaksikan dengan ion sulfide.

 

 

 

  1. G.    Cara Memproduksi Timbal

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 sulfide 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.

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 di treatment 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 silver dan emas dipisahkan dengan menggunakan proses Parkes, 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.

 

  1. H.    Kegunaan Timbal

Sampai saat ini, kegunaan timbale antara lain :

  1. Timbal digunakan dalam accu dimana accu ini banyak dipakai dalam bidang automotif.
  2. Timbal dipakai sebagai agen pewarna dalam bidang pembuatan keramik terutama untuk warna kuning dan merah.
  3. Timbal dipakai dalam industri plastic PVC untuk menutup kawat listrik.
  4. Timbal dipakai sebagai proyektil untuk alat tembak dan dipakai pada peralatan pancing untuk pemberat disebakan timbal memiliki densitas yang tinggi, harganya murah dan mudah untuk digunakan.
  5. Lembaran timbal dipakai sebagai bahan pelapis dinding dalam studio musik
  6. Timbal dipakai untuk pelindung alat-alat kedokteran, laboratorium yang menggunakan radiasi misalnya sinar X.
  7. Timbal cair dipergunakan sebagai agen pendingin dalam peralatan reactor yang menggunakan timbal sebagai pendingan.
  8. Kaca timbal mengandung 12-28% Pb dimana dengan adanya Pb ini akan mengubah karakteristik optis dari kaca dan mereduksi transmisi radiasi.
  9. Timbal banyak dipakai untuk elektroda pada peralatan elektrolisis.
  10. Timbal digunakan untuk solder untuk industri elektronik.
  11. Timbal dipakai dalam berbagai kabel listrik bertegangan tinggi untuk mencegah difusi air dalam kabel.
  12. Timbal ditambahkan dalam peralatan yang terbuat dari kuningan agar tidak licin dan biasanya digunakan dalam peralatan permesinan.
  13. Timbal dipakai dalam raket untuk memperberat massa raket.
  14. Timbal karena sifatnya tahan korosi maka dipakai dalam bidang kontruksi.
  15. Dalam bentuk senyawaan maka tetra-etil-lead dipakai sebagai anti-knock pada bahan bakar.
  16. Semikonduktor berbahan dasar timbal banyak seperti Timbal telurida, timbal selenida, dan timbal antimonida dipakai dalam peralatan sel surya dan dipakai dalam peralatan detector inframerah.
  17. Timbal biasanya dipakai untuk menyeimbangkan roda mobil tapi sekarang dilarang karena pertimbangan lingkungan.
  18. Sebagai bingkai kaca-kaca berwarna sebagai lukisan kaca jendela, campuran  bahan atap, dan pipa saluran air.
  19. Campuran dengan timah sebagai bahan solder untuk perekat/pematri barang-barang elektronik.
  20. Sebagai pelindung bahan radioaktif
  21. Senyawa timbel banyak digunakan sebagai pigment (perwarna), misalnya PbCrO4kuning pewarna cat jalan atau bahan plastik, PbMoO4- merah orange, PbO-kuning kenari, 2PbCO3.Pb(OH)2- putih.
  22. Dalam industri keramik, PbSi2O5 (PbO.2SiO2) dipakai untuk pelapis glatsir. Pewarna PbO-merah-orange-kuning (bergantung model pembuatannya) dan senyawa tribasa timbel sulfat (2PbO.PbSO4.H2O) dipakai untuk memperoleh gelas dengan kerapatan tinggi, penghantar panas rendah, indeks bias tinggi dan stabilitas tinggi.
  23. Pb3O4 dipakai sebagai “cat dasar” terhadap baja, besi dan kayu untuk menghambat terjadinya korosi dan dipakai untuk pewarnaan pada bahan karet serta plastik.
  24. Sebagai pelat-pelat katida PbO2 (berwarna merah cokelat) pada aki dan anode berbentuk bunga karang (busa) yang terbuat dari logam Pb (dipadu dengan antimon, Sb) dan elektrolit H2SO4.
  25. Tetraetiltimbel (TEL), (C2H5)4, Pb dipakai sebagai bahan antiketuk (antiknocking) dalam bahan bakar bensin. TEL dapat mengakibatkan polusi udara, senyawa ini sangat beracun jika masuk dalam tubuh manusia, melekat pada katoda sehingga diperoleh Pb dengan kemurnian 99,9%.
  1. I.       Ekstraksi Timbal

Pada proses ekstraksi, bijih galena dipekatkan dengan teknik flotasi buih kemudian ditambahkan sejumlah kwarsa SiO2, dilanjutkan dengan proses pemanggangan terhadap campuran ini.

Persamaan reaksi pada proses ini :

2PbS(s)+ 3O2(g)à  2PbO(s)+ 2SO2(s)

Proses reduksi dilaksanakan dengan batu bara (C) dan air kapur:

PbO(s)+ C(s)à Pb (l) + CO(g)

PbO(s)+ CO(g)  à  Pb(l) + CO2(g)

Proses pemanggangan dengan temperature tinggi akan mengubah galena menjadi PbSO4, sehingga diperlukan penambahan kwarsa (SiO2) untuk mengubah sulfat menjadi silikat.

PbO4(g) + SiO3(g) à PbSiO3(s)+ SO3(g)

Silikat dalam proses reduksi akan diubah oleh air kapur, CaO menjadi PbO (tereduksi oleh batubara) dan kalsium silikat sebagai kerak atau ampas.

PbSiO3(s)+ CaO(s) à PbO + CaSiO3(s)

Alternatif lain pada proses reduksi yaitu pemakaian reduktor bijih bakar dari galena segar sebagai penganti batubara:

PbS(s) + 2PbO(s)  à  Pb(s)+ SO2(g)

  1. J.      Pemurnian logam timbel

Tahap I            : melelehkan dibawah titik leleh tembaga  sehingga tembaga pengotor mengkristal dan dapat dipisahkan

Tahap II          : meniupkan udara diatas permukaan lelehan timbel, pengotor arsen dan antimon akan berubah menjadi arsenat dan antimonat. Atau oksidanya termasuk bismuth sebagai buih atas permukaan dapat diambil keluar.

Tahap III         : menambahkan 1-2% seng agar perak atau emas pengotor akan lebih mudah larut dalam lelehan seng. Campuran didinginkan secara perlahan  dengan suhu 4200C – 4800C. logam perak dan emas akan terbawa dalam seng yang telah mengkristal sehinga dapat dipisahkan dari lelehan timbal., kelebihan sen dapat pula dipisahkan dengan teknik penyulingan vakum (tekanan rendah)

Tahap IV         : melakukan teknik elektrolisis metode Betts, menggunakan elektrolit larutan timbal heksafluoro silikat (PbSiF6) dan asamnya (H2SiF6).  Lembaran-lembaran tebal timbal dipasang sebagai katoda dan plat-plat timbel belum murni dipasangkan sebagai anoda. Anoda timbel akan mengalami oksidasi menjadi larutan Pb2+ yang kemudian akan tereduksi menjadi logam Pb yang No

Timbel (II) relatif lebih stabil dan lebih banyak ditemui daripada timbel (IV). Timbel (II) bukan reduktor yang baik bila dibandingkan dengan timah (II) dan timbal (IV) merupakan oksidator yang baik bila dibandingkan timah (IV).

 

  1. K.    Pembuatan Timbal (Timah Hitam)

Gambar diatas menunjukkan kompleksitas dari pembuatan timah hitam, dimana konsentrat timah hitam yang hanya mengandung (65 s/d 80) % Pb, harus dipanggang terlabih dahulu untuk menghilangkan sulfida-sulfida. Sebelum dilakukan proses sintering, maka batu kapur, bijih besi, pasir dan terak dicampur dengan konsentrat timah, akibat sinter, oksida sulfur akan menguap dan di tampung untuk diolah menjadi asam sulfat , kemudian dimasukkan kedalam tanur tinggi dengan bahan bakar kokas. Gas dan debu tanur tinggi ini masih mengandung klorida kadmium yang kelak dapat diolah tersendir untuk menjadi kadmium murni. Muatan yang ada di dalam tanur tinggi di sebut: bullion yang kemudian di dros, menghasilkan dross tembaga yang akan terapung dan mengikat belerang, sehingga memudahkan pemisahan tembaga dan dross. Setelah diperoleh timah cair, maka kemudian di alirkan ke dalam dapur pelunakan (ketel desilverisasi) agar timah cair teroksidasi. Didalam dapur pelunakan, akan terjadi terak yang mengandung antimon dan arsen. Kedalam   ketel  yang berisi timah cair tersebut, di tambahkan seng dan emas, tujuan nya, agar bila perak masih ada, maka akan bisa larut bersama-sama dengan seng, dimana kemudian uap nya ditampung untuk menghasilkan seng padat. Cairan yang tersisa, diolah secara elektrolisa untuk menghasilkan emas dan perak. Timah cair yang ada didalam ketel dimurnikan terlebih dahulu, baru kemudian dicampur dengan soda api, sehingga seng akan terpisah.  Hal ini dilakukan dengan cara menginjeksikan pancaran timah panas kedalam ruang vakum, akibat nya seng akan menguap. Pada akhirnya, kotoran-kotoran yang masih ada bercampur dengan timah, dipisahkan secara kimia, sehingga diperoleh timah cair murni, yang kemudian dicor menjadi timah ingat dengan berat standard 25 kg atau 90 kg.

 

  1. L.     Bahaya Timbal

Efek racun dari logam berat Timbal (timah hitam, Pb) terhadap manusia dan hewan sudah lama diberitakan. Timbal dapat masuk ke dalam tubuh melalui udara / atmosfer yang terhisap pada proses respirasi dan / atau masuk melalui makanan yang terkontaminasi. Peningkatan kadar Pb di udara di kota-kota besar di Indonesia dan di sepanjang tepi jalan raja dengan kepadatan kendaraan tinggi juga sudah banyak dipublikasikan (Gatra, 2005). Tingkat akumulasi Pb pada vegetasi dan dalam tanah akan meningkat seiring dengan kepadatan lalu lintas kendaraan bermotor dan menurun dengan bertambahnya jarak dari tepi jalan (Fidora, 1972; Siregar, 2005). Pb sengaja ditambahkan ke dalam bensin untuk meningkatkan bilangan oktan, agar pembakaran motor dapat lebih baik. Namun Pb tersebut akan keluar bersama gas buang dan mencemari udara. Dari spesifikasi bahan bakar minyak yang diproduksi di Indonesia, bensin premium pada tahun 2000 masih mengandung 0.7 g Pb/L (NKLD, 2001), sedang negara-negara Eropa dan Amerika Serikat sudah menghapus timbale dalam bensin sejak awal 1980-an (Gatra, 2005). Konsekuensi dari kondisi tersebut, penelitian pengaruh Pb dari gas buang pada tanaman pangan dan pakan di Eropa dan Amerika banyak dilakukan sebelum tahun 1980 tersebut.

Penelitian Garber (1974) menunjukkan bahwa Pb yang berasal dari polusi udara, sebagian besar berupa debu berada di permukaan tanaman dan hanya dalam bentuk terlarut dapat masuk ke dalam tanaman. Tanaman yang tertutupi debu polusi pada permukaan daunnya, menyebabkan fungsi fotosintesis dan transpirasi terhambat. Bila senyawa Pb yang larut tersebut terambil oleh tanaman, bisa menyebabkan kerusakan dari bagian tanaman tersebut. Menurut Kozlowski, et al., 1991 yang disitir oleh Siregar (2005) kebanyakan pencemaran udara menyebabkan kerusakan dan perubahan fisiologi tanaman yang kemudian diekspresikan dalam gangguan pertumbuhan. Konsentrasi Pb di udara bervariasi dan berfluktuasi tergantung dari kondisi cuaca dan iklim setempat. Adanya awan dan hujan dapat berfungsi membersihkan udara, namun peningkatan kadar logam berat yang terlarut dalam air hujan mengindikasikan kemungkinan terjadinya polusi logam berat pada tanaman melalui larutan tersebut. Berichte (1976) menunjukkan kerusakan tanaman akan tampak bila kadar Pb antara 30 ppm – 50 ppm dan dibawah 100 ppm. Tapi kontaminasi Pb yang terjadi melalui udara, nilai batas kerusakannya bisa jauh di atas 100 ppm. Tanaman yang penampakannya sehat, dapat mengandung lebih banyak Pb

dibanding tanaman yang sakit, yang berarti penampilan kerusakan tanaman tidak dapat digunakan sebagai indikator kandungan logam berat dalam tanaman.

Penelitian Fidora (1972); dan Steenken (1973) menunjukkan bahwa sebagian besar dari Pb pada tanaman dapat hilang bila bagian tanaman tersebut dicuci, ini menunjukkan bahwa kontaminasi Pb tersebut berasal dari udara dan hanya berada di permukaan saja. Berbagai jenis tanaman bereaksi berbeda terhadap emisi udara, tanaman yang mempunyai daun yang lebar dan terbuka akan terkontaminasi lebih banyak Pb dibanding tanaman yang mempunyai daun sempit dan yang posisinya tegak. Suchodoller (1967) dari penelitiannya menyatakan bahwa buncis lebih peka terhadap Pb dibanding barley. Tumbuhan tingkat tinggi lebih tahan terhadap partikel Pb dibanding algae.

Peran Pb sebagai bahan beracun tidak dapat dipertentangkan. Walaupun sudah banyak peraturan dan undang-undang dikeluarkan untuk mengontrol emisi Pb, namun kontaminasi Pb pada manusia terutama melalui tanaman yang tercemar senyawa yang mengandung Pb, masih mungkin selalu terjadi. Masalah pencemaran udara oleh Pb dari gas buang kendaraan bermotor di Indonesia dan pengaruhnya terhadap kesehatan, sampai saat ini banyak diteliti untuk wilayah perkotaan (KPBB, 2005), dengan rencana pemerintah mengembangkan dan memperluas jalan tol, perlu diantisipasi kemungkinan dari dampak polusi udara tersebut pada tanaman pangan, terutama sayuran yang ditanam di sepanjang tepi jalan tersebut.

Penelitian mengenai Pb yang terkait dengan rantai makanan di Indonesia juga belum banyak dilakukan, berapa besar kerusakan tanaman secara kualitatif dan kuantatif yang disebabkan Pb perlu dilakukan untuk mengantisipasi gejala keracunan tersebut.

Cara Memproduksi Timbal

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 sulfide 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.

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 di treatment 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 silver dan emas dipisahkan dengan menggunakan proses Parkes, 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.

IV.             SILIKON (Si)

A.    Gambaran Umum

Silikon (Latin, silex, silicis, flint) adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14. Davy pada tahun 1800 menganggap silika sebagai senyawa ketimbang suatu unsur. Sebelas tahun kemudian pada tahun 1811, Gay Lussac dan Thenard mungkin mempersiapkan amorphous sillikon tidak murni dengan cara memanaskan kalium dengan silikon tetrafluorida.

Pada tahun 1824 Berzelius, yang dianggap sebagai penemu pertama silikon, mempersiapkan amorphous silikon dengan metode yang sama dan kemudian memurnikannya dengan membuang fluosilika dengan membersihkannya berulang kali. Deville pada tahun 1854 pertama kali mempersiapkan silikon kristal, bentuk alotropik kedua unsur ini.

Silikon dalam bentuk serbuk berwarna kelabu gelap, kebiru-biruan. Sedangkan silikon sebagai lempengan berupa kristal dengan permukaan sedikit biru gelap dan mengkilap. Biasanya unsur ini dalam bentuk silikon dioksida (silika) dan silikat. Silikon sering digunakan untuk membuat serat optik dan dalam operasi plastik digunakan untuk mengisi bagian tubuh pasien dalam bentuk silikon. Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula sebagai zat kersik.

Secara umum silikon adalah polimer nonorganik yang bervariasi, dari cairan, gel, karet, hingga sejenis plastik keras. Beberapa karakteristik khusus silikon, antara lain 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. B.     Sumber Silikon

Silikon terdapat di matahari dan bintang-bintang serta merupakan komponen utama satu kelas bahan meteor yang dikenal sebagai aerolites. Ia juga merupakan komponen tektites, gelas alami yang tidak diketahui asalnya.

Silikon membentuk 25.7% kerak bumi dalam jumlah berat, dan merupakan unsur terbanyak kedua, setelah oksigen. Silikon tidak ditemukan bebas di alam, tetapi muncul sebagian besar sebagai oksida dan sebagai silikat.

Di wilayah tropika basah seperti di Indonesia, dimana rata-rata curah hujan dan suhu relatif tinggi, tanah umumnya memiliki kejenuhan basa dan kandungan Si rendah serta mengalami akumulasi alumunium oksida. Proses ini disebut desilikasi. Si dilepaskan dari mineral-mineral yang terlapuk, kemudian terbawa aliran air drainase atau tanaman yang dipanen. Potensi kehilangan Si dari tanah-tanah tropika bisa mencapai 54,2 kg per ha setiap tahun atau 200 kali lebih banyak dibanding Al yang hilang hanya 0,27 kg per ha dalam setahun.

Silikon (Si) merupakan unsur kedua terbanyak setelah oksigen (O) dalam kerak bumi dan Si juga berada dalam jumlah yang banyak pada setiap tanah. Porsi terbesar Si tanah dijumpai dalam bentuk kuarsa atau kristal silikon (Buol et. al., 1980). Pada umumnya tanah mengandung 5-40 % Si (Kovda, 1973). Dalam setiap kilogram tanah liat terkandung sekitar 200-320 g Si, sementara dalam tanah berpasir terdapat antara 450-480 g Si (Kovda, 1973). Si merupakan unsur yang inert (sangat tidak larut) sehingga selama ini Si dianggap tidak memiliki arti penting bagi proses-proses biokimia dan kimia. Juga karena jumlahnya yang melimpah dalam tanah peran Si seringkali tidak terlalu diperhatikan atau bahkan tidak teramati.

Ketersediaan Si tergantung kecepatan pelapukan batuan tersebut. Kadar Si dalam tanah sering dipengaruhi oleh reaksi adsorbsi, temperatur, air irigasi dan pH tanah. Air irigasi untuk pertanian sering kali mengandung Si dengan jumlah yang cukup tinggi, sehingga dapat mempengaruhi ketersediaan Si dalam tanah.

  1. C.    Bentuk Silikon

Ada tiga isotop silikon, 28Si (92.23%), 29Si (4.67%), dan 30Si (3.10%).  Sebab spin intinya I = 1/2, 29Si digunakan dalam studi NMR senyawa silikon organik atau silikat (NMR padatan). Pasir, quartz, batu kristal, amethyst, agate, flint, jasper dan opal adalah beberapa macam bentuk silikon oksida. Granit, hornblende, asbestos, feldspar, tanah liat, mica, dsb merupakan contoh beberapa mineral silikat.

  1. D.    Sifat-sifat Silikon

Silikon kristalin memiliki tampatk 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.

  1. Sifat Fisika

Ciri-ciri Fisik

Fase solid
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 2,33 g·cm−3
Massa jenih cairan pada titik didih 2,57 g·cm−3
Titik lebur 1687 K (1420 °C, 2577 °F)
Titik didih 3538 K (2355 °C, 5909 °F)
Kalor peleburan 50,21 kJ·mol−1
Kalor penguapan 359 kJ·mol−1
Kapasitas kalor (25 °C) 19,789 J·mol−1·K−1
Distribusi electron 8,2
Energi pengionan, eV/atm 8,2
Jari-jari ion 0,41 (Si4+)
Jari-jari kovalen atom 790 (1,17A0)
Keelektronegatifan 1,8
Berat atom standar 28,085 g.mol-1
Bahan beku 50,21 KJ.mol-1
Kapasitas bahan (250C) 19,789 J.mol.K-

Sifat Kimia

Silikon murni berwujud padat seperti logam dengan titik lebur 14100C. silikon dikulit bumi terdapat dalam berbagai bentuk silikat, yaitu senyawa silikon dengan oksigen. Unsur ini dapat dibuat dari silikon dioksida (SiO2) yang terdapat dalam pasir, melalui reaksi:

SiO2(s) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g)

Silikon murni berstruktur seperti Intan (tetrahedral) sehingga sangat keras dan tidak menghantarkan listrik, jika dicampur dengan sedikit unsur lain, seperti alumunium (Al) atau boron (B). silikon bersifat semikonduktor (sedikit menghantarkan listrik), yang diperlukan dalam berbagai peralatan, elektronik, seperti kalkulator dan Komputer. Itulah sebabnya silikon merupakan zat yang sangat penting dalam dunia modern. Untuk itu dibutuhkan silikon yang kemurniannya sangat tinggi dan dapat dihasilkan dengan reaksi:

SiCl4(g) + 2H2(g) → Si(s) + 4HCl(g)

Jari-jari silikon lebih besar dari karbon, sehingga tidak dapat membentuk ikatan π (rangkap dua atau tiga) sesamanya, hanya ikatan tunggal (σ). Karena itu silikon tidak reaktif pada suhu kamar dan tidak bereaksi dengan asam, tetapi dapat bereaksi dengan basa kuat seperti NaOH.

Si(s) + 4OH-(aq) → SiO4(aq) + 2H2(g)

Pada suhu tinggi, silikon dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrida, dan dengan halogen membentuk halide, seperti:

Si(s) + 2H2 → SiH4

Si(s) + 2Cl2 → SiCl4

 

Silikon bereaksi dengan halogen secara umum, bahkan sampai terbakar dalam gas flour (menggunakan suatu atom halogen).

Si + 2X2 → SiX4

  1. a.      Asam-oksi yang umum

Bila dipanaskan dalam udara, unsur ini bereaksi dengan oksigen dalam reaksi pembakaran yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida SiO2, pada hakikatnya tidak reaktif dengan air pada suhu-suhu biasa. Namun, dua asam silikat sederhana adalah asam ortosilikat, H4SiO4, dan asam metasilikat, H2SiO3. Kedua senyawa ini praktis dan larut dalam air, tetapi mereka memang bereaksi dengan basa.

Contohnya:
H4SiO4(s) + 4 NaOH(aq) → Na4SiO4(aq) + H2O(aq)

(nartium ortosilikat)

Bila kering sebagian (parsial) asam silikat disebut gel silika (suatu asam yang agak mirip dengan garam buatan, NaCl). Dalam bentuk ini ia mempunyai kapasitas menyerap yang besar terhadap uap air, belerang dioksida, asam sitrat, benzena dan zat-zat lain, ia digunakan secara luas sebagai bahan untuk menghilangkan kelembaban dalam wadah-wadah kecil yang tertutup.

Garam-garam asam oksi dari kedua asam silikat tadi meliputi;

ü  Na2SiO3 natrium metasilikat

ü  Na4SiO4 natrium ortosilikat

ü  Mg2SiO4 magnesium ortosilikat

ü  LiAl(SiO3)2 litium alumunium metasilikat

Semua silikat ini kecuali silikat dari Na+, K+, Rb+, Cs+, dan NH4+, praktis tidak larut dalam air. Semua silikat yang larut, membentuk larutan yang berasifat basa bila dilarutkan dalam air. Ion SiO32-, bertindak sebagai basa dengan menghilangkan proton dari air.

SiO32- (aq) + H2O(aq) → HSiO3-(aq) + OH-(aq)

Suatu sifat kimia yang penting dari silikon adalah kecenderungan yang membentuk molekul yang signifikan besar. Silikon cenderung membentuk ikatan tunggal (masing-masing membentuk 4 dan 3 ikatan tunggal). Silikon membentuk molekul-molekul dan ion-ion raksasa, atom oksigen membentuk kedudukan yang berselang-seling.

  1. E.     Reaktifitas silikon dan senyawanya

Kereaktifan silikon sama halnya dengan boron dan karbon yaitu sangat tak reaktif pada suhu biasa. Bila mereka bereaksi, tak ada kecendrungan dari atom-atom mereka untuk kehilangan elektron-elektron terluar dan membentuk kation sederhana, seperti B3+, C4+ dan Si4+. Ion-ion kecil ini akan mempunyai rapatan muatan begitu tinggi, sehingga eksistensinya tidaklah mungkin. Namun atom-atom ini biasanya bereaksi dengan persekutuan antara elektron merekamembentuk ikatan kovalen. Bila dipanaskan dalam udara, unsur-unsur itu bereaksi dengan oksigen dalam reaksi pembakaran yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida B2O3, CO2 dan SiO2, ketiga oksida ini bersifat asam.

SiO2 pada hakikatnya tidak reaktif dengan air pada suhu-suhu biasa. Namun dua asam silikat sederhana adalah asam ortosilikat, H4SiO4 dan asam metasilikat, H2SiO3-, kedua senyawa ini tak larut dalam air, tetapi mereka bereaksi dengan basa, contohnya

H4SiO4 (s) + 4NaOH(aq) → Na4SiO4(aq) + 4H2O(aq)

Bila kering sebagian (parsial), asam silikat disebut gel silika (suatu bahan yang agak mirip dengan garam batuan, NaCl). Dalam bentuk ini, ia mempunyai kapasitas menyerap yang besar terhadap uap air, belerang dioksida, asam nitrat, benzena dan zat-zat lain. Ia digunakan secara luas sebagai bahan untuk menghilangkan kelembaban dalam wadah-wadah kecil.

  1. F.     Persiapan untuk Mengolah Silikon

Silikon dipersiapkan secara komersil dengan memanaskan silika dan karbon di dalam tungku pemanas listrik, dengan menggunakan elektroda karbon. Beberapa metoda lainnya dapat digunakan untuk mempersiapkan unsur ini. Amorphous silikon dapat dipersiapkan sebagai bubuk cokelat yang dapat dicairkan atau diuapkan. Proses Czochralski biasanya digunakan untuk memproduksi kristal-kristal silikon yang digunakan untuk peralatan semikonduktor. Silikon super murni dapat dipersiapkan dengan cara dekomposisi termal triklorosilan ultra murni dalam atmosfir hidrogen dan dengan proses vacuum float zone.

  1. G.    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.

Penggunaan penting dari silikon adalah dalam pembuatan transistor, chips, komputer dan sel surya. Untuk tujuan itu diperlukan silikon ultra murni. Silikon juga digunakan dalam berbagai jenis alise dengan besi (baja). Sedangkan senyawa silikon digunakan dalam industri. Silica dan silikat digunakan untuk membuat gelas, keramik, porselin dan semen.

Larutan pekat natrium silikat (Na2SiO3), suatu zat padat amorf yang tidak berwarna, yang disebut water glass, digunakan untuk pengawetan telur dan sebagai perekat, juga sebagai bahan pengisi (fillir) dalam detergent.

Silikon karbida (SiC), merupakan zat padat yang sangat keras digunakan untuk ampelas (abrasive) dan pelindung untuk pesawat ulang alik terhadap suhu yang tinggi sewaktu kembali kebumi. Silica gel, suatu zat padat amorf yang sangat berfori, dibuat dengan melepas sebagian air dari asam silikat (H2SiO3) atau (SiO2H2O). silica gel bersifat higroskopis (mengikat air) sehingga digunakan sebagai pengering dalam berbagai macam produk.

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.

MANFAAT SILIKON DALAM DUNIA KESEHATAN DAN KECANTIKAN

Di dunia kedokteran modern, silikon dikategorikan sebagai bahan terbaik untuk melakukan perbaikan bagian tubuh, karena penolakan jaringan tubuh terhadap silikon tergolong rendah. Terdapat 3 jenis silikon yang secara medis aman :

  1. a.       Silikon padat 

Bentuknya menyerupai karet penghapus. Digunakan untuk katup jantung buatan, persendian buatan dsb. Dalam dunia bedah plastik, silikon padat biasanya digunakan untuk implan hidung, dagu, dan pipi. Beberapa tahun belakangan ini, silikon padat juga digunakan untuk membantu penderita gangguan ereksi, dengan menggunakan materi silikon padat yang dapat ditiup.

b.    Silikon berbentuk gel dalam wadah silikon padat

Menyerupai dodol, dengan tingkat perlekatan molekul sangat baik. Digunakan untuk implan betis. Jika dibelah, tidak akan meleleh atau menyebar, tapi tetap mengikuti bentuk wadah penyimpannya.

  1. b.       Silikon cair

Silikon bentuk cair dalam dunia medis, menurut dr. Donny V. Istiantoro dari Jakarta Eye Center, digunakan dalam operasi retina. Retina dapat lepas dari posisinya karena berbagai faktor, sehingga perlu dibantu perlekatannya dengan silikon cair.

 

MANFAAT SILIKON DALAM ELEKTRONIKA

Teknologi Pembuatan Processor

  1. Sand (Pasir)

Pasir, terutama Quartz, memiliki persentase tinggi dalam pembentukan Silicon dioksida (SiO2) dan merupakan bahan dasar untuk produksi semikonduktor.

  1. Silikon Cair

Silikon dimurnikan dalam tahap berlapis untuk akhirnya nencapai kualitas produksi yang disebut Electronic Grade Silicon (EGS). EGS mungkin hanya mengandung sebuah atom asing setiap satu triliun atom Silikonnya. Pada gambar di bawah ini Anda bisa lihat bagaimana sebuah kristal besar tumbuh dari silikon cair yang dimurnikan. Hasilnya adalah kristal tunggal yang disebut Ingot.

Silikon cair – skala: level wafer (~300mm / 12 inch)

  1. Kristal Silikon Tunggal – Ingot

Sebuah ingot dibuat dari Electronic Grade Silicon. Sebuah ingot memiliki berat sekitar 100 kilogram (220 pound) dan memiliki kemurnian Silicon 99.9999%.

Mono-crystal Silicon Ingot scale: wafer level (~300mm / 12 inch)

  1. H.    Penyalahgunaan Silikon

Di masyarakat, kata silikon bukan lagi hal yang tabu terutama di bidang kecantikan. Penggunaan silikon khususnya yang cair sudah di larang oleh pemerintah sejak tahun 1970. Namun hingga kini masih saja terjadi penyalahgunaan penyuntikan untuk tujuan mempercantik bagian tubuh tertentu para wanita. Hal ini dilakukan karena kurangnya pengetahuan terhadap silikon itu sendiri. Penyuntikan silikon cair tidak mengakibatkan kematian, tetapi dapat mengakibatkan kerusakan jaringan yang bersifat permanen. Kerusakan tersebut terjadi karena silikon cair yang disuntikkan langsung ke dalam tubuh seperti sifat cairan umumnya akan mencari tempat yang rendah. Sebagian silikon mungkin berkumpul di tempat- tempat tertentu sehingga membentuk benjolan.

 

DAFTAR PUSTAKA

http://belajarkimia.com/sistem-periodik-unsur/ diakses tanggal 19 Februari 2011

http://belajarkimia.com/tag/sifat-fisika-timbal/ diakses tanggal 19 Februari 2011

http://belajarkimia.com/timah-sn/Tanggal akses 17 Februari 2011

http://belajarkimia.com/timbal-pb/ diakses tanggal 19 Februari 2011

http://blog.unila.ac.id/hendy09/files/2010/03/Manfaat-Silikon-dalam-Elektronika.doc diakses tanggal 19 Februari 2011

http://bumi-tuntungan.blogspot.com/2011/01/silikon.html diakses tanggal 19 Februari 2011

http://en.wordpress.com/tag/sifat-kimia-timbal/ diakses tanggal 19 Februari 2011

http://haxims.blogspot.com/2010/05/pembuatan-sell-surya-silikon.html diakses tanggal 19 Februari 2011

http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20081103031516AAgK0yt diakses tanggal 19 Februari 2011

http://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium diakses tanggal 19 Februari 2011

http://id.wikipedia.org/wiki/Penyimpanan_energi diakses tanggal 19 Februari 2011

http://id.wikipedia.org/wiki/TimahTanggal akses 17 Februari 2011

http://id.wikipedia.org/wiki/Timbal diakses tanggal 19 Februari 2011

http://kimia-asyik.blogspot.com/2011/01/nitrogen-dioksida-ozon-mitra-lead-dapat.html diakses tanggal 19 Februari 2011

http://klastik.wordpress.com/2006/09/25/kajian-pertambangan-timah-kita/Tanggal akses 17 Februari 2011

http://limbah.org/search/kegunaan-timah-dan-bahaya-untuk-kesehatan-pdfqueen.html diakses tanggal 19 Februari 2011

http://m.nationalgeographic.co.id/lihat/berita/230/gurun-sahara-akan-jadi-sumber-energi-bagi-dunia diakses tanggal 19 Februari 2011

http://majalahenergi.com/terbaru/sumber-energi-yang-tidak-akan-habis diakses tanggal 19 Februari 2011

http://pustaka.unpad.ac.id/wp-content/uploads/2009/11/pengaruh_konsentrasi_larutan.pdf diakses tanggal 19 Februari 2011

http://radarjambi.blogspot.com/2010/11/fakta-tentang-silikon-cair-yang_06.html diakses tanggal 19 Februari 2011

http://www.bilangapa.co.cc/2011/01/aluminium-dan-paduannya-1.html diakses tanggal 19 Februari 2011

http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/silikon/ diakses tanggal 19 Februari 2011

http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/timah/Tanggal akses 17 Februari 2011

http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/timbal/ diakses tanggal 19 Februari 2011

http://www.mediaindonesia.com/mediahidupsehat/index.php/read/2009/09/19/1640/2/Bahaya-Timah-untuk-Kesehatan diakses tanggal 19 Februari 2011

http://www.tekmira.esdm.go.id/data/Timah/ulasan.asp?xdir=Timah&commId=31&comm=Timah Tanggal akses 17 Februari 2011

http://www.unik78.co.cc/2010/05/pembuatan-sell-surya-silikon.html diakses tanggal 19 Februari 2011

Onggo, Tino Mutiarawati. 2006. Pengaruh Konsentrasi Larutan Berbagai Senyawa Timbal (Pb) terhadap Kerusakan Tanaman, Hasil dan Beberapa Kriteria Kualitas Sayuran Daun Spinasia. Bandung : Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran.

Saito, Taro. 2004. Muki Kagaku (Kimia Anorganik), penterjemah Prof. Dr. Ismunandar. Tokyo : Iwanami Shoten.

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s