Proses Pembuatan Unsur/ Senyawa Logam dan Kegunaannya

Proses Pembuatan Unsur/ Senyawa Logam dan Kegunaannya

No.	NAMA UNSUR LOGAM / SENYAWANYA	RUMUS KIMIA	PROSES PEMBUATAN	KEGUNAAN
1.	Natrium	Na	Proses Down: Dengan elektrolisis NaCl→Na+ (l) + Cl- (l) Katode : Na+ (l) + e→ Na (l) Anode : 2Cl- (l) → Cl2 (g) + 2e	Ø  sebagai cairan pendingin (coolant) pada reaktor nuklir Ø  uap natrium untuk lampu natrium sebagai lampu penerangan jalan raya.
2.	Natrium Hidroksida	NaOH	NaOH dibuat dengan elektrolisis larutan NaCl. Katoda : 2H2O(l) + 2e →2OH–(aq) + H2(g) Anoda  : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e Hasil     : 2H2O(l) + 2Cl–(aq) → 2OH–(aq) + H2(g) +   Cl2(g) Na+ dalam larutan bergabung dengan OH– di katoda membentuk NaOH.	Ø  Soda kaustik digunakan dalam pembuatan sabun, detergen, tekstil, kertas, pewarnaan, dan menghilangkan belerang dari minyak bumi. Ø  bahan baku untuk membuat natrium, klorin, dan senyawa-senyawa natrium seperti NaOH dan Natrium Karbonat (Na2CO3). Ø  mengawetkan ikan dan daging Ø  mencairkan salju, sebagai bumbu masak, pengolahan kulit, regenerasi alat pelunak air
3.	Natrium Karbonat & Natrium Bikarbonat	Na2CO3 & NaHCO3	Proses Solvay Metode pembuatan Na2CO3 ini dikembangkan oleh Ernest Solvay (1838–1922) dari Belgia sebagai bahan bakunya adalah batu kapur CaCO3. - Batu kapur dipanaskan untuk memperoleh gas CO2 CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)  (panas) CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq) H2CO3(aq) + NH3(g) → NH4HCO3(aq) NH4HCO3(aq) + NaCl(aq) → NaHCO3(s) + NH4Cl Endapan NaHCO3 dipisahkan dengan penyaringan kemudian dipanaskan 2 NaHCO3(s) → Na2CO3(s) +H2O(g) + CO2(g)  (panas)	Ø  Digunakan dalam proses pembuatan pulp, kertas, sabun, detergen, kaca, dan untuk melunakkan air sadah. Ø  pengolahan bauksit untuk pembuatan aluminium, tekstil, plastic, pemurnian minyak bumi. Ø  membuat senyawa natrium lainnya seperti Natrium Hipoklorit (NaClO). Ø  soda kue untuk membuat kue agar mengembang karena pada pemanasannya menghasilkan gas CO2 yang memekarkan adonan hingga mengembang.
4.	Natrium Sulfat	Na2SO4	Proses Hargraves : 2NaCl(s) + H2SO4(l)→ Na2SO4 (s) + 2HCl(g)	Ø  industri pulp dan kertas
5.	Magnesium	Mg	Magnesium diperoleh dari air laut menurut Proses Down melalui tahap-tahap Mencampurkan air laut dengan (CaO) sehingga magnesium mengendap CaO (s) + H2O (l) → Ca2+ (aq) + 2OH- (aq) Mg2+ (aq) + 2OH- (aq) → Mg(OH)2 (s) Mg2+(aq) + H2O(l) + CaO(s ) → Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq) Mg(OH)2 yang terbentuk disaring, dicuci dan direaksikan dengan larutan HCl pekat. Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + 2H2O(l) Larutan MgCl2 yang diperoleh diuapkan sehingga diperoleh Kristal MgCl2 Kristal MgCl2 dielektrolisis terhadap lelehan MgCl2 yang dicampur CaCl2. MgCl2 (l) → Mg2+ (l) + 2Cl- (l) Katoda : Mg2+(l) + 2e → Mg(l) Anoda  : 2Cl- (l) → Cl2(g) + 2e Hasil    : Mg2+ (l) + 2Cl–(l) → Mg(l) + Cl2(g)	Ø  Untuk membuat logam campuran (aliase).  Contoh: Magnalium (Mg + Al). Paduan logam ini kuat dan ringan serta tahan korosi sehingga digunakan untuk membuat komponen pesawat terbang, rudal, bak truk, serta berbagai peralatan lainnya. Ø  Sedikit magnesium digunakan pada pengolahan logam tertentu. Ø  Pembakaran magnesium menghasilkan cahaya yang sangat terang. Dapat digunakan untuk membuat kembang api, untuk blitz pada kamera. Ø  Pencegah korosi pipa besi di tanah dan dinding kapal laut
6.	Alumunium	Al	Aluminium diperoleh dengan elektrolisis lelehan bauksit Al2O3 dalam kriolit cair Na3AlF6 pada Proses Hall – Heroult melalui 2 tahap, yaitu: Pemurnian Al2O3 dari bauksit (alumina) Ke dalam bauksit ditambahkan larutan NaOH pekat sehingga Al2O3 larut, sedangkan zat lain tidak larut. Dipisahkan melalui penyaringan. Al2O3 (s) + 2NaOH (aq) → 2NaAlO2 (aq) + H2O (l) Larutan NaAlO2 diasamkan. NaAlO2 (aq) + H2O (l) + HCl (aq) → Al(OH)3 (s) + NaCl (aq) Endapan Al(OH)3 disaring & dipanaskan sehingga terurai. Al(OH)3 (s) → Al2O3 (s) + 3H2O (g) (panas) Elektrolisis Al2O3 dengan kriolit cair Al2O3 murni dicampur dengan kriolit Na3AlF6. Dinding bejana untuk elektrolisis terbuat dari besi yang dilapisi grafit (katoda). Anodanya, batang karbon yang dicelupkan ke dalam campuran. Larutan Al2O3 dalam kriolit dimasukkan ke dalam sel Hall-Heroult, kemudian dialiri listrik. Ion Al3+ direduksi di katoda menjadi Al cair dan ion O2- dioksidasi di anoda menjadi gas oksigen. Reaksi yang terjadi: Al2O3(l) → 2Al3+(l) + 3O2-(l) Katoda: Al3+(l) + 3e → Al(l)         × 4 Anoda : 2O2-(l) → O2(g) + 4e      × 3 Hasil    : 4Al3+(l) + 6O2-(l) → 4Al(l) + 3O2(g)	Ø  Sebagai aliose (bahan campuran) Ø  Duralium (95% Al, 4% Cu, 0,5%Mg dan 0,5% Mn) Ø  Magnalium (70 – 95% Al, dan 30 – 0,5% Mg) Ø  Alnico (20% Al, 50%, 20%Ni, dan 10% Cu) Ø  Thermit (Al + Fe2O3) untuk mengelas logam Ø  Tawas, KAl(SO4)2 12H2O untuk penjernihan air. Ø  Aluminium sulfat Al2(SO4)3 untuk industri kertas dan mordan. Ø  Zeolit Na2O Al2O3 2SiO2 untuk melunakkan air sadah. Ø  Aluminium Al2O3 untuk pembuatan aluminium, pasta gigi, industry keramik, dan industri gelas. Ø  Al(OH)3 untuk menetralkan asam lambung yang berlebihan Ø  Al2O3 (Alfa-Alumina) untuk meruntuhkan bangunan yang terbuat dari besi atau baja. Ø  Meningkatkan ketahanan korosi Ø  Meningkatkan adhesi cat. Ø  Sebagai alat untuk pelapisan lebih lanjut. Ø  Memperbaiki penampilan. Ø  Meningkatkan isolasi listrik. Ø  Memungkinkan penggunaan lithografi dan photografi. Ø  Memperbesar emisivitas. Ø  Meningkatkan ketahanan abrasi, mendeteksi daerah peka retakan.
7.	Besi	Fe	Besi diperoleh dari bijih besi dengan cara peleburan yang di lakukan dalam suatu tunggu yang disebut Tanur Tiup (Blast Furnace) / Tanur Tinggi dan Berssemar.  Proses yang terjadi pada pembuatan besi: Bahan-bahan (biji besi, batu kapur,&kokas) dimasukkan ke dalam tungku. Udara panas dialirkan melalui dasar tanur yang mengoksidasi karbon jadi gas CO2. C (s) + O2(g) → CO2(g)  ΔH = -394 kJ Kemudian gas CO2 bergerak naik dan bereaksi lagi dengan kokas manjadi CO. CO2(g) + C(s) → 2CO(g)                ΔH = +173 kJ Gas CO yang terjadi mereduksi bijih besi secara bertahap menjadi besi. 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 (pada suhu 500 °C) Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 (pada suhu 850 °C) FeO + CO → Fe + CO2 (pada suhu 1000 °C) Reaksi total dapat di tuliskan sebagai berikut: Fe2O3 (s) + 3CO (g) → 2Fe (l) + 3CO2 (g) Besi cair itu turun ke bawah. Zat pengotor yang tercampur , seperti SiO2, P4O10 &Al2O3 diikat oleh CaO (penguraian batu kapur padasuhu tinggi). Besi yang dihasilkan disebut besi kasar (pig iron) yang mengandung 95% Fe, 4% C dan sedikit Si, P, dan S. Rapuh (mudah patah).	Ø  Dalam  penggunaanya, besi digunakan bukan sebagai besi murni, tapi berupa logam campur (baja). Ø  Dipergunakan sebagai mainan anak-anak, perkakas dapur, industri kendaraan, konstruksi bangunan, jembatan, rel kereta api, dll. Ø  Baja tahan karat digunakan untuk membuat perkakas seperti gunting, obeng dan kunci serta perkakas dapur seperti sendok dan panci.
8.	Tembaga	Cu	Tembaga diperoleh dari bijih kalkopirit CuFeS2 melalui beberapa tahap, yaitu: Pengapungan (flotasi) Bijih diserbukkan dimasukkan ke dalam campuran air dan minyak. Bijih yang mengandung tembaga akan diselaputi oleh minyak&yang lainnya terbawa oleh air. Udara ditiupkan ke dalam campuran dan bijih yang diselaputi minyak  dibawa ke permukaan mengapung, sedangkan zat lain diendapkan. Pemanggangan Elektrolisis Bijih pekat hasil pengapungan selanjutnya dipanggang dan terjadi reaksi 4Cu2FeS2(s) + 9O2(g) →2Cu2S(s) + 2Fe2O3(s) + 6SO2(g) Reduksi Cu2S yang terjadi dipisahkan dari Fe2O3 dan dipanaskan,dialiri udara (terjadi reduksi) menjadi logam tembaga lepuh (blister copper) 2Cu2S(s) + 3O2(g) → 2Cu2O(s) + 2SO2(g) Cu2S(s) + 2Cu2O(s) → 6Cu(s) + SO2(g) Elektrolisis (pemurnian) Logam tembaga yang diperoleh dari reduksi masih tercampur dengan sedikit Ag, Au, dan Pt kemudian dimurnikan dengan cara elektrolisis. Tembaga yang tidak murni dipasang sebagai anoda dan sebagai katoda digunakan tembaga murni, dengan elektrolit larutan CuSO4. Tembaga di anoda teroksidasi menjadi Cu2+ kemudian direduksi di katoda menjadi logam Cu. Katoda : Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) Anoda  : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e Hasil    : Cu(s) → Cu(s) Pada proses ini anoda semakin habis dan katoda (tembaga murni) makin bertambah besar, sedangkan Ag, Au, dan Pt diendapkan sebagai lumpur anoda sebagai hasil samping.	Ø  banyak digunakan pada alat-alat listrik. Ø  perhiasan, campuran antara tembaga dan emas. Ø  bahan pembuat uang logam. Ø  bahan pembuat logam lain, seperti kuningan (campuran antara tembaga dan seng), perunggu (campuran antara tembaga dan timah. Ø  CuSO4 dalam air berwarna biru, banyak digunakan sebagai zat warna. Ø  Campuran CuSO4 dan Ca(OH)2, disebut bubur boderiux banyak digunakan untuk mematikan serangga atau hama tanaman, pencegah jamur pada sayur dan buah. Ø  CuCl2, digunakan untuk menghilangkan kandungan belerang pada pengolahan minyak. Ø  Cu(OH)2 yang larut dalam larutan NH4OH membentuk ion kompleks cupri tetramin (dikenal sebagai larutan schweitser), digunakan untuk melarutkan selulosa pada pembuatan rayon (sutera buatan).
9.	Timah	Sn	Proses Pemanasan dengan cara mereduksi dengan karbon dalam tanur. SnO2 + C→ Sn + CO2	Ø  untuk logam campur, misalnya perunggu (paduan timah, tembaga, seng) dan solder (paduan timah dan timbal). Ø  untuk membuat kaleng kemasan berbagai macam produk. Ø  melapisi kaleng yang terbuat dari besi yang akan melindungi dari perkaratan.
10.	Emas	Au	Pengolahan bijih emas ada 2 yaitu : 1.       Amalgamasi Amalgamasi adalah cara pengolahan bijih emas dengan menggunakan air raksa (quick silver). 2.       Sianidasi Sianidasi biasanya dilakukan oleh industry pengolahan emas yang diberi izin oleh pemerintah. dalam proses sianidasi, bijih emas dilarutkan dengan kalium sianida dan diberi oksigen. Au (s) + KCN (ag) + O2 (g) → KAu(CN)2 (s) + KOH (ag) kemudian, direduksi oleh seng. KAu(CN)2 (s) + Zn (s) → Au (s) + K2Zn(CN)4 (s)	Ø  digunakan sebagai perhiasan. Ø  digunakan dalam pembuatan mata uang. Ø  dulu dijadikan sebagai alat tukar.
11.	Kromium	Cr	Proses Goldschmidt : 2Al (s) + Cr2O3 (s)  → 2Cr (s) + Al2O3 (s)	Ø  digunakan dalam bentuk aliasi dengan besi untuk membuat baja tahan karat (stainless steel). Ø  bahan baku industry Ø  sebagai bahan paduan Ø  membuat berbagai pernik kendaraan bermotor Ø  sebagai refraktori