Kamis, 06 Desember 2012

Makalah UNSUR LOGAM GOLONGAN VIII B (9) DAN VIII B (10)


UNSUR GOLONGAN VIII B
Berbeda dengan golongan unsur-unsur yang lain, golongan VIII B dalam sistem periodik terdiri atas unsur yang terbagi atas 3 sub golongan secara vertikal yang disebut triad transisi. Dalam sistem periodik modern, ketiga triad transisi ini diberi masing-masing penggolongan baru yaitu no. 8, 9, dan 10. Namun kecenderungan sifat terutama sifat kimia mereka secara horizontal lebih banyak memiliki kemiripan dibanding sifatnya secara vertikal. Sehingga sering dikelompokan kembali dalam 3 kelompok mendatar yang masing-masing beranggotakan 3 unsur.
Pada pembahasan ini, kelompok kami hanya membahas tentang unsur golongan VIII B ( 9 ) dan VIII B ( 10 ). Sedangkan unsur golongan VIII B ( 8 ) dibahas oleh kelompok lain.

GOLONGAN VIII B (9)
1.      Co (Kobalt)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a8/Kobalt_electrolytic_and_1cm3_cube.jpg/250px-Kobalt_electrolytic_and_1cm3_cube.jpg
Ø  Kobalt adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Co dan nomor atom 27.
Ø  Ditemukan oleh Brandt pada tahun 1735.
Ø  Elemen ini biasanya hanya ditemukan dalam bentuk campuran di alam. Elemen bebasnya, diproduksi dari peleburan reduktif, adalah logam berwarna abu-abu perak yang keras dan berkilau.
Ø  Ketersediaan: unsur kimia kobal tersedia di dalam banyak formulasi yang mencakup kertas perak, potongan, bedak, tangkai, dan kawat
Ø  Kobal terdapat dalam mineral kobaltit, smaltit dan eritrit. Sering terdapat bersamaan dengan nikel, perak, timbal, tembaga dan bijih besi, yang mana umum didapatkan sebagai hasil samping produksi. Kobal juga terdapat dalam meteorit.
Ø  Bijih mineral kobal yang penting ditemukan di Zaire, Moroko, dan Kanada. Survei badan geologis Amerika Serikat telah mengumumkan bahwa di dasar bagian tengah ke utara Lautan Pasifik kemungkinan kaya kobal dengan kedalaman yang relatif dangkal, lebih dekat ke arah Kepulauan Hawai dan perbatasan Amerika Serikat lainnya.
Ø  Sifat Fisika           :
1.    Berwarna abu-abu metalik
2.    Kobal bersifat rapuh, logam keras, menyerupai penampakan besi dan nikel. Kobal memiliki permeabilitas logam sekitar dua pertiga daripada besi. Kobal cenderung terdapat sebagai campuran dua allotrop pada kisaran suhu yang sangat lebar. Transformasi antara dua bentuk ini bersifat lembam dan ditemukan dengan variasi tinggi sebagaimana dilaporkan pada sifat fisik kobal.
3.    Massa jenis (mendekati suhu kamar) 8.90 g·cm−3
4.    Memiliki titik lebur sebesar 1768 K, 1495 °C, 2723 °F sedangkan titik didihnya mencapai 3200 K, 2927 °C, 5301 °F
5.    Kalor peleburan                         16.06 kJ·mol−1
6.    Kalor penguapan                       377 kJ·mol−1
7.    Kapasitas kalor                          24.81 J·mol−1·K−1
Ø  Sifat Kimia Kobalt :
1.     Mudah larut dalam asam – asam mineral encer
2.     Kurang reaktif
3.    Dapat membentuk senyawa kompleks
4.    Senyawanya umumnya berwarna
5.    Dalam larutan air, terdapat sebagai ion Co2+ yang berwarna merah
6.    Senyawa – senyawa Co(II) yang tak terhidrat atau tak terdisosiasi berwara biru.
7.    Ion Co3+ tidak stabil, tetapi kompleks – kompleksnya stabil baik dalam bentuk larutan maupun padatan.
8.    Kobalt (II) dapat dioksidasi menjadi kobalt(III)
9.    Bereaksi dengan hidogen sulfida membentuk endapan hitam
10.      Tahan korosi

Ø  Sifat Atom        :
1.    Bilangan oksidasi                                  5, 4 , 3, 2, 1, -1 (oksida amfoter)
2.    Elektronegativitas                                  1.88 (skala Pauling)
3.    Energi ionisasi
Pertama                                      760.4 kJ·mol−1
kedua                                         1648 kJ·mol−1
ketiga                                         3232 kJ·mol−1
4.    Jari-jari atom                              125 pm
5.    Jari-jari kovalen                         126±3 (low spin), 150±7 (high spin) pm
Ø  Sifat lainnya    :
1.    Struktur kristal                           hexagonal
2.    Pembenahan magnetik               feromagnetis
3.    Keterhambatan elektris              (20 °C) 62.4 nΩ·m
4.    Konduktivitas termal                 100 W·m−1·K−1
5.    Ekspansi termal                         (25 °C) 13.0 µm·m−1·K−1
6.    Kecepatan suara (batang ringan)           (20 °C) 4720 m·s−1
7.    Modulus Young                                    209 GPa
8.    Modulus Shear                          75 GPa
9.    Bulk modulus                            180 GPa
10.     Rasio Poisson                          0.31
11.     Kekerasan Mohs                     5.0
12.     Kekerasan Viker                     1043 MPa
13.     Kekerasan Brinell                    700 MPa
14.     Nomor CAS                            7440-48-4

Ø  Proses Pembuatan Kobalt
Unsur cobalt di alam selalu didapatkan bergabung dengan nikel dan biasanya juga dengan arsenik. Mineral cobalt terpenting antara lain Smaltite (CoAs2), cobalttite (CoAsS) dan Lemacite ( Co3S4 ). Sumber utama cobalt disebut “Speisses” yang merupakan sisa dalam peleburan bijih arsen dari Ni, Cu, dan Pb.
Unsur cobalt diproduksi ketika hidroksida hujan, akan timbul hipoklorit sodium ( NaOCl) . Berikut reaksinya :
2Co2+(aq) + NaOCl(aq) + 4OH-(aq) + H2O 2Co(OH)3(s) + NaCl(aq)
Trihydroxide Co(OH)3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk membentuk oksida dan kemudian ditambah dengan karbon sehingga terbentuklah unsur kobalt metal. Berikut reaksinya :
2Co(OH)3 (heat) Co2O3 + 3H2O
2Co2O3 + 3C 4Co(s) + 3CO2(g)
Ø  Kegunaan        :
Kobal dicampur dengan besi, nikel, dan logam lainnya untuk membuat Alnico, alloy dengan kekuatan magnet luar biasa untuk berbagai keperluan. Alloy stellit, mengandung kobal, khrom, dan wolfram, yang bermanfaat untuk peralatan berat, peralatan yang digunakan pada suhu tinggi, maupun peralatan yang digunakan dengan kecepatan tinggi.
Kobal juga digunakan untuk baja magnet dan tahan karat lainnya. Sebagai alloy, digunakan dalam turbin jet, dan generator turbin gas. Logam digunakan dalam elektroplating karena sifat penampakannya, kekerasannya, dan sifat tahan oksidasinya.
Garam kobal telah digunakan selama berabad-abad untuk menghasilkan warna biru brilian yang permanen pada porselen, kaca, pot, keramik dan lapis e-mail gigi. Garam kobal adalah komponen utama dalam membuat biru Sevre dan biru Thenard. Larutan kobal klorida digunakan sebagai pelembut warna tinta. Kobal digunakan secara hati-hati dalam bentuk klorida, sulfat, asetat, nitrat karena telah ditemukan efektif dalam memperbaiki penyakit kekurangan mineral tertentu pada binatang. Tanah yang layak mengandung hanya 0.13 – 0.30 ppm kobal untuk makanan binatang.
Ø  Penggunaan kobalt di Industri
1.    Radioisotop dalam industri.
2.    Kobal-60: Digunakan untuk sterilisasi gamma, radiografi industri, kepadatan dan ketinggian mengisi.
3.    Industri mobil memakai paduan bahan kobalt.
4.    Paduan baja dan kobalt banyak digunakan untuk konstruksi pesawat terbang atau konstruksi yang harus tahan panas dan tahan aus.
Logam Cobalt sebenarnya dibutuhkan manusia dalam jumlah yang sangat sedikit untuk proses pembentukan butir darah merah. Cobalt (Co) dalam jumlah tertentu dibutuhkan tubuh melalui Vitamin B12 yang masuk ke tubuh manusia
Ø  Tingkat Bahaya Kobalt
1.    Toksisitas kobalt cukup rendah dibandingkan dengan logam lain dalam tanah.
2.    Hewan diberikan kobalt klorida perorally atau melalui suntikan menunjukkan konsentrasi yang lebih tinggi dalam hati, dengan konsentrasi agak rendah di ginjal dan limpa.
3.    Kobalt garam terhirup menyebabkan iritasi pernafasan mungkin menyebabkan oedema paru (pneumonia kimia) pada hewan.
4.    Cobalt (Co) dalam jumlah yang besar yang masuk ke dalam tubuh akan merusak kelenjar gondok, sel darah merah menjadi berubah, tekanan darah menjadi tinggi, pergelangan kaki menjadi bengkak, penyakit gagal jantung, sesak nafas, batuk-batuk dan kondisi badan yang lemah.
Ø  Pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran Kobalt
Wabah keracunan Cobalt pernah terjadi di Amerika tahun 1964-1966 di kota Nebraska dan Ohama. Masyarakat kedua kota tersebut mengalami gagal jantung. Penyebabnya adalah beberapa Industri menggunakan Cobalt (Co) dalam proses produksi misalnya : produksi minuman kaleng.
Cara pencegahannya dan penanggulangan yang dapat dilakukan terhadap pencemaran kobalt adalah:
·      Melakukan pengolahan terhadap air limbah yang mengandung logam Co sehingga aman dibuang ke lingkungan.
·      Menanam tanaman eceng gondok di badan air yang tercemar oleh logam Co.
·      Melakukan pengolaham kembali atau recovery.

2.      Rh (Rodium)
Rh,45.jpg
·      Rhodium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Rh dan nomor atom 45
·      Wollaston menemukan rodium di antara tahun 1803 dan 1804 pada bijih mentah platina,yang kemungkinan didapat dari Amerika Selatan.
·      Rodium terjadi di alam dengan logam grup platina  lainnya dari pasir di sungai Ural dan Amerika Utara dan Selatan. Juga ditemukan bersama logam grup platina lainnya dari area penambangan tembaga-nikel sulfide di Sudbury, kawasan Ontario.  Meskipun kuantitas yang didapatkan sangat kecil, maka produksi dalam jumlah komersial  dimungkinkan dari proses nikel dalam jumlah berton-ton. Produksi rodium tahunan hanya sebanyak 7-8 ton.
·      Ciri-ciri Fisika        :
1.    Rodium berwarna putih keperakan dan bila dipijarkan perlahan-lahan di udara, akan berubah menjadi resquioksida. Pada suhu yang lebih tinggi, resquioksida ini kembali menjadi unsur rodium. Logam ini memiliki titik cair yang tinggi dan bobot jenis yang lebih rendah dari platina.  Sifat lainnya adalah reflektif, keras dan tahan lama.
2.    Termasuk fase solid
3.    Massa jenis (sekitar suhu kamar)    12.41 g/cm³
4.    Massa jenis cair pada titik lebur     10.7 g/cm³
5.    Titik lebur                                       2237 K (1964 °C, 3567 °F)
6.    Titik didih                                      3968 K (3695 °C, 6683 °F)
7.    Kalor peleburan                              26.59 kJ/mol
8.    Kalor penguapan                            494 kJ/mol
9.    Kapasitas kalor                               (25 °C) 24.98 J/(mol·K)
·      Ciri-ciri Atom         :
1.    Struktur kristal cubic face centered
2.    Bilangan oksidasi                           2, 3, 4 (amphoteric oxide)
3.    Elektronegativitas                          2.28 (skala Pauling)

4.    Energi ionisasi       
Pertama                                   719.7 kJ/mol
kedua                                      1740 kJ/mol
ketiga                                       2997 kJ/mol
5.    Jari-jari atom                                   135 pm
6.    Jari-jari atom (terhitung)                 173 pm
7.    Jari-jari kovalen                              135 pm
·      Sifat-sifat lainnya    :
1.    Hambat jenis listrik                        (0 °C) 43.3 nΩ·m
2.    Konduktivitas termal                     (300 K) 150 W/(m·K)
3.    Ekspansi termal                              (25 °C) 8.2 µm/(m·K)
4.    Kecepatan suara (kawat tipis)        (20 °C) 4700 m/s
5.    Modulus Young                             275 GPa
6.    Modulus geser                                150 GPa
7.    Modulus ruah                                 380 GPa
8.    Nisbah Poisson                               0.26
9.    Skala kekerasan Mohs                    6.0
10.              Kekerasan Vickers                  1246 MPa
11.              Kekerasan Brinell                                1100 MPa
12.              Nomor CAS                                        7440-16-6
·      Kegunaan               :
Kegunaan utama rodium  adalah bagian dari alloy untuk mengeraskan platina dan paladium. Alloy semacam ini digunakan untuk  rakitan gulungan kawat koil dalam tungku pemanas, pembuatan termokopel, bushing (proses pembentukan garis silindris untuk menahan gerakan mekanis) pada produksi serat kaca, elektroda pada kabel kontak pemercik api pada pesawat terbang, dan pembuatan cawan porselen. Rodium sangat berguna sebagai bahan kontak listrik karena rodium memiliki hambatan listrik yang rendah, hambatan kontak yang rendah dan stabil, dan sangat tahan terhadap korosi. Lapisan rodium, dihasilkan dengan metode electroplating atau dengan evaporasi (penguapan), bersifat keras dan digunakan untuk instrument  optis. Rodium juga digunakan untuk perhiasan wanita, dekorasi, dan sebagai katalis.
Penggunaan utama dari unsur ini adalah sebagai agen untuk platinum paduan pengerasan dan paladium. Paduan ini digunakan dalam gulungan tungku, ring untuk produksi serat gelas, elemen termokopel, elektroda untuk busi pesawat terbang, dan cawan lebur laboratorium. Kegunaan lain meliputi:
a) Hal ini digunakan sebagai bahan kontak listrik karena resistansi rendah listrik, resistansi kontak rendah dan stabil, dan ketahanan korosi yang tinggi.
b) rhodium Disepuh, yang dibuat oleh elektroplating atau penguapan, sangat keras dan digunakan untuk instrumen optik.
c) logam ini menemukan digunakan dalam perhiasan dan dekorasi. Hal ini dilapisi pada emas putih dan platinum untuk memberikan permukaan putih reflektif. Hal ini dikenal sebagai rodium berkedip dalam bisnis perhiasan.
d) Hal ini juga dapat digunakan dalam lapisan perak sterling untuk memperkuat logam dari noda, sebagai akibat dari senyawa tembaga ditemukan di sterling silver.
e) Ini juga merupakan katalis yang sangat berguna dalam sejumlah proses industri (terutama digunakan dalam sistem katalitik konverter mobil katalitik dan katalitik untuk karbonilasi metanol untuk menghasilkan asam asetat oleh proses Monsanto). Hal ini digunakan untuk mengkatalisis penambahan hydrosilanes ke ikatan rangkap, sebuah proses penting dalam pembuatan karet silikon tertentu.
f) kompleks ion rodium dengan BINAP memberikan katalis kiral banyak digunakan untuk sintesis kiral, seperti dalam sintesis menthol.
g) Hal ini juga digunakan sebagai filter dalam sistem mamografi karena karakteristik sinar-x yang dihasilkan.
h) Hal ini juga digunakan di permukaan pena kualitas tinggi karena tinggi ketahanan karakteristik. Pena ini termasuk Graf von Faber-Castell yang agak kurang terkenal dari Montblanc, tapi menghasilkan pena yang sangat terbatas.

3.      Ir (Iridium)
Ir,77.jpg
·                Iridium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ir dan nomor atom 77.
·                Tennant menemukan iridium pada tahun 1803 dalam residu yang tersisa ketika platinum mentah dilarutkan dengan aqua regia. Penamaan iridium sangat layak karena garam-garamnya berwarna terang.
·                Iridium tidak terdapat di alam bersama dengan platinum dan logam satu grup platinum platinum dalam mineral tanah. Iridium didapatkan seagai hasil samping dari industri penambangan nikel.
·                Ciri-ciri Fisika   :
1.             Iridium, termasuk keluarga grup platinum, berwarna putih (sama dengan platinum) tapi dengan sedikit kuning semu. Karena iridium sangat keras dan rapuh, maka logam ini sangat sulit dipakai maupun dibentuk.
2.             Fase solid
3.             Massa jenis (sekitar suhu kamar)           22.65 g/cm³
4.             Massa jenis cair pada titik lebur            19 g/cm³
5.             Titik lebur                                              2719 K (2446 °C, 4435 °F)
6.             Titik didih                                              4701 K (4428 °C, 8002 °F)
7.             Kalor peleburan                         41.12 kJ/mol
8.             Kalor penguapan                                   231.8 kJ/mol
9.             Kapasitas kalor                          (25 °C) 25.10 J/(mol·K)
·                Ciri-ciri Atom    :
1.             Struktur kristal                           cubic face centered
2.             Bilangan oksidasi                                  2, 3, 4, 6 (mildly basic oxide)
3.             Elektronegativitas                                  2.20 (skala Pauling)
4.             Energi ionisasi  
Pertama                                               880 kJ/mol
Kedua                                     1600 kJ/mol
5.             Jari-jari atom                              135 pm
6.             Jari-jari atom (terhitung)                        180 pm
7.             Jari-jari kovalen                         137 pm
·                Ciri-ciri lainnya :
1.             Resistivitas listrik                                  (20 °C) 47.1 nΩ·m
2.             Konduktivitas termal                 (300 K) 147 W/(m·K)
3.             Ekspansi termal                         (25 °C) 6.4 µm/(m·K)
4.             Kecepatan suara (kawat tipis)   (20 °C) 4825 m/s
5.             Modulus Young                                    528 GPa
6.             Modulus geser                           210 GPa
7.             Modulus ruah                            320 GPa
8.             Nisbah Poisson                          0.26
9.             Skala kekerasan Mohs               6.5
10.         Kekerasan Vickers                                 1760 MPa
11.         Kekerasan Brinell                                  1670 MPa
12.         Nomor CAS                                          7439-88-5
·                     Kegunaan        :
Meskipun kegunaan utamanya dalah sebagai zat pengeras untuk platinum, iridium juga digunakan untuk membuat cawan dan peralatan yang membutuhkan suhu tinggi. Iridium juga digunakan sebagai bahan kontak listrik.
Unsur ini membentuk alloy dengan osmium yang digunakan untuk mata pulpen dan bearing kompas.

GOLONGAN VIII B (10)
1.      Ni (Nikel)
Ni,28.jpg
·                Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomor atom 28.
Nikel mempunyai sifat tahan karat. Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras.
Perpaduan nikel, krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok, dan peralatan memasak), ornamen-ornamen rumah dan gedung, serta komponen industri.
·                Nikel ditemukan oleh Cronstedt pada tahun 1751 dalam  mineral yang disebutnya kupfernickel (nikolit).
·                Nikel adalah komponen yang ditemukan banyak dalam meteorit dan menjadi ciri komponen yang membedakan meteorit dari mineral lainnya. Meteorit besi atau siderit, dapat mengandung alloy besi dan nikel berkadar 5-25%. Nikel diperoleh secara komersial dari pentlandit dan pirotit di kawasan Sudbury Ontario, sebuah daerah yang menghasilkan 30% kebutuhan dunia akan nikel.
Deposit nikel lainnya ditemukan di Kaledonia Baru, Australia, Cuba, Indonesia.
·                Ciri-ciri Fisika   :
1.             Nikel berwarna putih keperak-perakan dengan pemolesan tingkat tinggi. Bersifat keras, mudah ditempa, sedikit ferromagnetis, dan merupakan konduktor yang agak baik terhadap panas dan listrik. Nikel tergolong dalam grup logam besi-kobal,  yang dapat menghasilkan alloy yang sangat berharga.
2.             Fase padat
3.             Massa jenis (sekitar suhu kamar)           8,908 g/cm³
4.             Massa jenis cair pada titik lebur            7,81 g/cm³
5.             Titik lebur                                              1728 K (1455 °C, 2651 °F)
6.             Titik didih                                              3186 K (2913 °C, 5275 °F)
7.             Kalor peleburan                         17,48 kJ/mol
8.             Kalor penguapan                                   377,5 kJ/mol
9.             Kapasitas kalor                          (25 °C) 26,07 J/(mol·K)
·                Ciri-ciri Atom    :
1.             Struktur kristal cubic face centered
2.             Bilangan oksidasi                                  2, 3 (mildly basic oxide)
3.             Elektronegativitas                                  1.91 (skala Pauling)
4.             Energi ionisasi
Pertama                                               737.1 kJ/mol
Kedua                                     1753.0 kJ/mol
Ketiga                                     3395 kJ/mol
5.             Jari-jari atom                              135 pm
6.             Jari-jari atom (terhitung)                        149 pm
7.             Jari-jari kovalen                         121 pm
8.             Jari-jari Van der Waals              163 pm
·                Ciri-ciri lain       :
1.             Sifat magnetik ferromagnetic
2.             Resistivitas listrik                                  (20 °C) 69.3 nΩ·m
3.             Konduktivitas termal                 (300 K) 90.9 W/(m·K)
4.             Ekspansi termal                         (25 °C) 13.4 µm/(m·K)
5.             Kecepatan suara                                    (suhu kamar) 4900 m/s
6.             Modulus Young                                    200 GPa
7.             Modulus geser                           76 GPa
8.             Modulus ruah                            180 GPa
9.             Nisbah Poisson                          0.31
10.         Skala kekerasan Mohs               4.0
11.         Kekerasan Vickers                     638 MPa
12.         Kekerasan Brinell                                  700 MPa
13.         Nomor CAS                              7440-02-0
·                     Kegunaan        :
Nikel digunakan secara besar-besaran untuk pembuatan baja tahan karat dan alloy lain yang bersifat tahan korosi, seperti Invar®, Monel ®, Inconel ®, dan Hastelloys ®. Alloy tembaga-nikel berbentuk tabung banyak digunakan untuk pembuatan instalasi proses penghilangan garam untuk mengubah air laut menjadi air segar.
Nikel, digunakan untuk membuat uang koin,dan baja nikel untuk melapisi senjata dan ruangan besi (deposit di bank), dan nikel yang sangat halus, digunakan sebagai katalis untuk menghidrogenasi minyak sayur (menjadikannya padat). Nikel juga digunakan dalam keramik, pembuatan magnet Alnico dan baterai penyimpanan Edison ®.
Nikel sulfat dan nikel oksida adalah senyawa yang penting. Nikel alam adalah camuran dari lima isotop stabil, ada pula sembilan isotop lainnya yang tidak stabil.

Proses Pirometalurgi
Pembuatan Ferro-Nickel
Pembuatan ferro-nickel dilakukan melalui dua rangkaian proses utama yaitu reduksi dalam tungku putar (rotary kiln, RK) dan peleburan dalam tungku listrik  (electric furnace, EF)  dan lazim dikenal dengan Rotary kiln Electric Smelting Furnace Process atau ELKEM Process.
Bijih yang telah dipisahkan, baik ukuran maupun campuran untuk mendapatkan kom­posisi kimia yang diinginkan, diumpankan ke dalam pengering putar (rotary dryer) bersama-sama dengan reductant dan flux. Selanjutnya dilakukan pengeringan sebagian (partical drying) atau pengurangan kadar air (moisture content), dan kemudian dipanggang pada tanur putar (rotary kiln) dengan suhu sekitar 700 -1000°C tergantung dari sifat bijih yang diolah.
Maksud utama pemanggangan (calcination) adalah untuk mengurangi kadar air, baik yang berupa air lembab (moisture content) maupun yang berupa air kristal (crystalized water), serta mengurangi zat hilang bakar (loss of ignition) dari bahan-bahan baku lain-nya. Selain itu, pemanggangan dimaksudkan juga untuk memanaskan (preheating) dan sekaligus mencampur bahan-bahan baku tersebut. Dalam tanur putar juga dilakukan reduksi pendahuluan (prereduction) secara selektif untuk mengatur kualitas produk dan meningkatkan efisiensi/produktivitas tanur listrik, sesuai dengan pasaran dan kadar bijih yang diolah. Sekitar 20% dari kandungan nikel bjiih tereduksi, reduksi terutama dilakukan untuk merubah Fe3+ menjadi Fe2+, sehingga energi yang dibutuhkan dalam tanur listrik menjadi lebih rendah. Bijih terpanggang dan tereduksi sebagian dari tanur putar ini dimasukkan ke dalam tanur listrik secara kontinu dalam keadaan panas (di atas 500°C), agar dapat dilakukan pereduksian dan peleburan. Dari hasil peleburan diperoleh feronikel (crude ferronickel) yang selanjutnya dimurnikan pada proses pemurnian. Crude ferronickel memiliki kandungan 15-25% Ni dan terkandungan pengotor yang tinggi seperti karbon, silikon dan krom. Pemurnian dilakukan  dengan  oxygen blowing untuk menghilangkan karbon, krom dan silikon juga ditambahkan flux berupa kapur, dolomit, flouspar, aluminium, magnesium, ferosilikon dsb., untuk menghasilkan slag yang memungkinkan sulfur dapat terabsorb pada saat pengadukan dengan injeksi nitrogen. Hasil proses pemurnian dituang menjadi balok feronikel (ferronickel ingot) atau digranulasi menjadi butir-butir feronikel (ferronickel shots), dengan kadar nikel di atas 30%. Diagram alir pembuatan ferronickel disajikan pada Gambar 3. Sedangkan diagram alir pemurnian disajikan pada Gambar 4.
Proses Pirometalurgi
Pembuatan Ferro-Nickel
Pembuatan ferro-nickel dilakukan melalui dua rangkaian proses utama yaitu reduksi dalam tungku putar (rotary kiln, RK) dan peleburan dalam tungku listrik  (electric furnace, EF)  dan lazim dikenal dengan Rotary kiln Electric Smelting Furnace Process atau ELKEM Process.
Bijih yang telah dipisahkan, baik ukuran maupun campuran untuk mendapatkan kom­posisi kimia yang diinginkan, diumpankan ke dalam pengering putar (rotary dryer) bersama-sama dengan reductant dan flux. Selanjutnya dilakukan pengeringan sebagian (partical drying) atau pengurangan kadar air (moisture content), dan kemudian dipanggang pada tanur putar (rotary kiln) dengan suhu sekitar 700 -1000°C tergantung dari sifat bijih yang diolah.
Maksud utama pemanggangan (calcination) adalah untuk mengurangi kadar air, baik yang berupa air lembab (moisture content) maupun yang berupa air kristal (crystalized water), serta mengurangi zat hilang bakar (loss of ignition) dari bahan-bahan baku lain-nya. Selain itu, pemanggangan dimaksudkan juga untuk memanaskan (preheating) dan sekaligus mencampur bahan-bahan baku tersebut. Dalam tanur putar juga dilakukan reduksi pendahuluan (prereduction) secara selektif untuk mengatur kualitas produk dan meningkatkan efisiensi/produktivitas tanur listrik, sesuai dengan pasaran dan kadar bijih yang diolah. Sekitar 20% dari kandungan nikel bjiih tereduksi, reduksi terutama dilakukan untuk merubah Fe3+ menjadi Fe2+, sehingga energi yang dibutuhkan dalam tanur listrik menjadi lebih rendah. Bijih terpanggang dan tereduksi sebagian dari tanur putar ini dimasukkan ke dalam tanur listrik secara kontinu dalam keadaan panas (di atas 500°C), agar dapat dilakukan pereduksian dan peleburan. Dari hasil peleburan diperoleh feronikel (crude ferronickel) yang selanjutnya dimurnikan pada proses pemurnian. Crude ferronickel memiliki kandungan 15-25% Ni dan terkandungan pengotor yang tinggi seperti karbon, silikon dan krom. Pemurnian dilakukan  dengan  oxygen blowing untuk menghilangkan karbon, krom dan silikon juga ditambahkan flux berupa kapur, dolomit, flouspar, aluminium, magnesium, ferosilikon dsb., untuk menghasilkan slag yang memungkinkan sulfur dapat terabsorb pada saat pengadukan dengan injeksi nitrogen. Hasil proses pemurnian dituang menjadi balok feronikel (ferronickel ingot) atau digranulasi menjadi butir-butir feronikel (ferronickel shots), dengan kadar nikel di atas 30%. Diagram alir pembuatan ferronickel disajikan pada Gambar 3. Sedangkan diagram alir pemurnian disajikan pada Gambar 4.
http://3.bp.blogspot.com/-4G7Td9Aj1Qw/T9iXJtogypI/AAAAAAAAAEg/VikvUI7Tfi0/s1600/gAMBAR+1.png
Gambar 3.  Tipikal pembuatan ferronickel
http://4.bp.blogspot.com/-IlVPdBLNgcY/T9iXYXmOebI/AAAAAAAAAEo/oUlzkGUXHm8/s1600/gAMBAR+1.png
Gambar 4. Tipikal pemurnian  ferronickel

Nickel, Nickolium merupakan unsur penting yang terdapat pada endapan terak bumi yang biasanya tercampur dengan bijih tembaga.
Oleh karena itu diperlukan proses pemisahan dan pemurnian dari berbagai unsur yang akan merugikan sifat Nickel tersebut.
Bijih Nickel mengandung 2,5 % Nickel yang bercampur bersama-sama unsur lain yang sebagian besar terdiri atas besi dan silica serta hampir 4 % Tembaga dan sedikit Cobalt, Selenium, Tellurium, Silver, Platinum dan Aurum. Sedangkan Tembaga, besi dan Nicel berada pada bijih itu sebagai Sulfida.
Setelah proses penambangan bijih itu dipecah dan dilakukan pemisahan dari berbagai unsur yang mengandung batuan yang mengapung. Kemudian sulfide Nickel dan Sulfide Tembaga dipisahkan melalui proses pengapungan.
Proses berikutnya ialah pemanggangan Sulfide Nicel untuk menggerakan Sulphur, selanjutnya dituangkan kedalam bejana, untuk selnjutnya dilakukan pemurnian melalui proses oxidasi sebagaimana dalam proses Bessemer dalam pemurnian baja. Dari proses ini akan diperoleh 48 % Nickel dan 27 % Tembaga.
Selanjutnya dipanaskan bersama Sodium Sulfat dengan pemanasan kokas untuk memperoleh larutan Tembaga Nickel dan Sulfide Besi, kemudian dituangkan kedalam ladle untuk dilakukan pemadatan, Selama pendinginan Tembaga dan Sodium mengapung keatas dan ketika terjadi pemadatan Nickel dan Tembaga akan terpisah oleh tiupan atau pemukulan.
Proses pemurnian lanjut dilakukan dengan electrolisa dengan terlebih dahulu disinter sehingga berbentuk Briket, atau dapat juga dengan proses ‘carbonil’ jika tresedia cukup daya listrik dimana serbuk Nickel dipanggang untuk menhilangkan sisa-sisa Sulphur dan Besi kemudian direduksi oleh Hydrogen.
Dengan demikian maka oxide logam akan keluar dan membentuk uap, akan terbang dan membentuk gas Nickel carbonil yang kemudian mencair karena pengaruk Carbonmonoxide serta akan mengalir melalui kulit endapan Nickel.

2.      Pd (Paladium)
Pd,46.jpg
·                Paladium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Pd dan nomor atom 46.
·                Paladium dinamakan setelah asteroid Pallas ditemukan pada waktu yang sama. Pallas adalah dewi kearifan Yunani.
·                Ditemukan pada tahun 1803 oleh Wollaston, paladium ditemukan dengan logam grup platina lainnya (platina dan rodium) di Rusia, Amerika Selatan, Etiopia, dan Australia. Paladium juga ditemukan bergabung dengan deposit nikel-tembaga di Afrika Selatan dan Ontario. Pemisahan paladium dari logam grup platina  lainnya tergantung pada jenis bijih yag ditemukan.
·                Ciri-ciri Fisika   :
1.             Unsur ini adalah logam putih  seperti baja, tidak mudah kusam di udara, dengan kerapatan dan titik cair paling rendah di antara logam grup platina. Ketika ditempelkan, paladium bersifat lunak dan bisa ditempa; suhu rendah meningkatkan kekuatan dan kekerasannya. Paladium dilarutkan dengan asam nitrat dan asam sulfat.
Pada suhu kamar, logam ini memiliki sifat penyerapan yang tidak lazim hingga 900 kali lipat dari volume hidrogen, sehingga memungkinkan membentuk Pd2H. Meski demikian, masih belum jelas apakah Pd2h ini bersifat sebagai senyawa. Hidrogen berdifusi melewati paladium yang dipanaskan, menghasilkan prinsip pemurnian gas hidrogen.
2.             Fase solid
3.             Massa jenis (sekitar suhu kamar)           12.023 g/cm³
4.             Massa jenis cair pada titik lebur            10.38 g/cm³
5.             Titik lebur                                              1828.05 K (1554.9 °C, 2830.82 °F)
6.             Titik didih                                              3236 K (2963 °C, 5365 °F)
7.             Kalor peleburan                         16.74 kJ/mol
8.             Kalor penguapan                                   362 kJ/mol
9.             Kapasitas kalor                          (25 °C) 25.98 J/(mol·K)
·                Ciri-ciri Atom    :
1.             Struktur kristal cubic face centered
2.             Bilangan oksidasi          ±1 (mildly basic oxide)
3.             Elektronegativitas          2.20 (skala Pauling)
4.             Energi ionisasi  
Pertama                                               804.4 kJ/mol
Kedua                                                 1870 kJ/mol
Ketiga                                                  3177 kJ/mol
5.             Jari-jari atom                              140 pm
6.             Jari-jari atom (terhitung)                        169 pm
7.             Jari-jari kovalen                         131 pm
8.             Jari-jari Van der Waals              163 pm
·                Ciri-ciri lainnya :
1.             Resistivitas listrik                                  (20 °C) 105.4 nΩ·m
2.             Konduktivitas termal                 (300 K) 71.8 W/(m·K)
3.             Ekspansi termal                         (25 °C) 11.8 µm/(m·K)
4.             Kecepatan suara (kawat tipis)   (20 °C) 3070 m/s
5.             Modulus Young                                    121 GPa
6.             Modulus geser                           44 GPa
7.             Modulus ruah                            180 GPa
8.             Nisbah Poisson                          0.39
9.             Skala kekerasan Mohs               4.75
10.         Kekerasan Vickers                                 461 MPa
11.         Kekerasan Brinell                                  37.3 MPa
12.         Nomor CAS                                          7440-05-3
·                     Kegunaan        :
            Paladium yang sangat halus adalah katalis yang baik dan digunakan untuk proses hidrogenasi dan dehidrogenasi. Juga digunakan dalam campuran alloy untuk perhiasan yang diperdagangkan.
            Emas putih adalah alloy emas yang diawawarnakan dengan penambahan paladium. Seperti emas, paladium dapat dibentuk menjadi lembaran setipis 1/250000 inch. Logam ini digunakan dalam dunia kedokteran gigi, pembuatan jam, pembuatan alat-alat bedah, dan kontak listrik.

3.      Pt (Platina)
Pt,78.jpg  Pt,78.jpg
·                Platina adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Pt dan nomor atom 78.
·                Ditemukan di Amerika Selatan oleh Ulloa pada tahun 1735 dan oleh Wood pada tahun 1741. Logam ini digunakan oleh orang Indian sebelum Columbia datang.
Platinum terdapat di alam, dengan sejumlah kecil iridium, osmium, palladium, ruthenium dan rhodium, yang merupakan grup logam yang sama. Semuanya ditemukan pada tanah alluvial di pegunungan Ural Kolumbia, dan di negara bagian Amerika sebelah barat. Sperrilit, merupakan mineral platinum dengan kandungan nikel yang terdapat di Sudbury, Ontario, yang merupakan sumber latina dengan jumlah yang cukup.
Produksi nikel besar-besaran telah menunjukkan fakta bahwa hanya satu bagian logam platinum dalam dua juta bagian bijih mineral.
·                Ciri-ciri Fisik     :
1.             Platinum adalah logam dengan putih keperak-perakan yang indah. Mudah ditempa delam keadaan murni. Platinum memiliki koefisien muai yang hampir sama dengan kaca silika-natroium karbonat, dan karenanya   digunakan untuk membuat elektroda bersegel dalam sistem kaca. Logam ini tidak teroksidasi di udara pada suhu berapapun, tapi termakan oleh  halogen, sianida, sulfur dan basa kaustik.
Platinum tidak dapat larut dalam asam klorida dan asam nitrat, tapi melarut dengan aqua regia membentuk asam kloroplatinumt.
2.             Fase solid
3.             Massa jenis (sekitar suhu kamar)           21.45 g/cm³
4.             Massa jenis cair pada titik lebur            19.77 g/cm³
5.             Titik lebur                                              2041.4 K (1768.3 °C, 3214.9 °F)
6.             Titik didih                                              4098 K (3825 °C, 6917 °F)
7.             Kalor peleburan                         22.17 kJ/mol
8.             Kalor penguapan                                   469 kJ/mol
9.             Kapasitas kalor                          (25 °C) 25.86 J/(mol·K)
·                Ciri-ciri Atom    :
1.             Struktur kristal cubic face centered
2.             Bilangan oksidasi                                  2, 4 (mildly basic oxide)
3.             Elektronegativitas                                  2.28 (skala Pauling)
4.             Energi ionisasi
Pertama                                      870 kJ/mol
Kedua                                          1791 kJ/mol
5.             Jari-jari atom                              135 pm
6.             Jari-jari atom (terhitung)                        177 pm
7.             Jari-jari kovalen                         128 pm
8.             Jari-jari Van der Waals              175 pm
·                Ciri-ciri lainnya :
1.             Sifat magnetik paramagnetic
2.             Resistivitas listrik                                  (20 °C) 105 nΩ·m
3.             Konduktivitas termal                 (300 K) 71.6 W/(m·K)
4.             Ekspansi termal                         (25 °C) 8.8 µm/(m·K)
5.             Kecepatan suara                                    (suhu kamar) 2800 m/s
6.             Modulus Young                                    168 GPa
7.             Modulus geser                           61 GPa
8.             Modulus ruah                            230 GPa
9.             Nisbah Poisson                          0.38
10.         Skala kekerasan Mohs               3.5
11.         Kekerasan Vickers                                 549 MPa
12.         Kekerasan Brinell                                  392 MPa
13.         Nomor CAS                                          7440-06-4
·                     Kegunaan        :
Platinum digunakan besar-besaran sebagai perhiasan wanita, kawat, dan bejana untuk aplikasi laboratorium dan banyak instrumen berharga lainnya termasuk termokopel. Platinum juga digunakan untuk bahan kontak listrik, peralatan tahan korosi dan kedokteran gigi.
Alloy platinum-kobalmemiliki sifat magnetis. Salah satunya terdiri dari 76.7% berat Pt dan 23.3% berat Co, merupakan magnet yang sangat kuat hampir dua kali lipat dari Alnico

Ketahanan kawat platinum digunakan untuk membuat tungku listrik bersuhu tinggi.
Platinum digunakan untuk melapisi kerucut misil, kerucut bensin mesin jet dan lain-lain, yang mengandalkan ketahanan pada suhu tinggi untuk waktu yang sangat lama. Logam ini, seperti palladium, menyerap sejumlah besar hidrogen, menahannya pada suhu biasa dan melepaskannya ketika dipanaskan.
Dalam kondisi yang sangat halus, platinum merupakan katalis yang sempurna, yang banyak digunakan untuk menghasilkan asam sulfat. Juga digunakan sebagai katalis dalam pemecahan produk minyak bumi. Platinum juga banyak diminati untuk dimanfaatkan sebagai katalis dalam sel bahan bakar dan peralatan anti polusi untuk mobil.
Anoda platinum digunakan secara ekstensif dalam sistem perlindungan katoda untuk kapal besar dan bejana yang melewati lautan, pipa,  baja dermaga dan lain-lain. Kawat platinum yang sangat halus akan berkilau merah terang bila ditempatkan dalam uap metil alkohol, di mana platinum berperan sebagai katalis, untuk mengubah alkohol menjadi formaldehida. Fenomena ini digunakan secara komersial untuk memproduksi pemantik api rokok dan pennghangat tangan. Hidrogen dan oksigen dapat meledak dengan adanya platinum.

produksi
Platinum bersama-sama dengan sisa logam platinum diperoleh secara komersial sebagai produk dari nikel dan tembaga penambangan dan pengolahan. Selama electrorefining tembaga, logam mulia seperti perak, emas dan kelompok platinum logam serta selenium dan telurium mengendap di bagian bawah sebagai anoda sel lumpur, yang merupakan titik awal untuk ekstraksi logam kelompok platinum.
Jika platinum murni ditemukan dalam placer deposito atau bijih lainnya, itu terisolasi dari mereka dengan berbagai metode mengurangkan kotoran. Karena platinum secara signifikan lebih padat daripada banyak dari kotoran, kotoran yang lebih ringan dapat dihilangkan dengan hanya melayang mereka pergi dalam air mandi. Platinum juga non-magnetik, sedangkan nikel dan besi keduanya magnetis. Kedua zat pengotor sehingga dihapus dengan menjalankan elektromagnet atas campuran. Karena platinum memiliki titik lebur yang lebih tinggi daripada kebanyakan zat lain, banyak pengotor dapat dibakar atau meleleh tanpa melelehkan platinum. Akhirnya, platinum yang tahan terhadap klorida dan asam sulfat, sedangkan senyawa lain mudah diserang oleh mereka. Kotoran logam dapat dihilangkan dengan mengaduk campuran dalam salah satu dari dua asam dan memulihkan platinum yang tersisa.
Salah satu metode yang cocok untuk pemurnian untuk platinum mentah, yang mengandung platinum, emas, dan logam grup platina lain, adalah proses itu dengan aqua regia, di mana paladium, emas dan platinum yang dibubarkan, sementara osmium, iridium, rhodium dan ruthenium tinggal tidak bereaksi. Emas ini dipicu oleh penambahan besi (III) klorida dan setelah penyaringan dari emas, platinum ini dipicu oleh penambahan amonium amonium klorida sebagai chloroplatinate. Chloroplatinate amonium dapat diubah menjadi logam dengan pemanasan.

Katalisis
Yang paling umum adalah menggunakan platina sebagai katalis pada reaksi kimia. Ini telah digunakan dalam aplikasi ini sejak awal 1800-an, ketika bubuk platina digunakan untuk mengkatalisasi mesin hidrogen. Aplikasi yang paling penting dari platinum ada di mobil sebagai catalytic converter, yang memungkinkan pembakaran yang sempurna konsentrasi rendah terbakar hidrokarbon dari knalpot ke karbon dioksida dan uap air. Platinum juga digunakan dalam industri minyak bumi sebagai katalis dalam sejumlah proses yang terpisah, tetapi khususnya dalam reformasi katalitik lurus menjalankan naphthas ke bensin beroktan lebih tinggi yang menjadi kaya dengan senyawa aromatik. PtO2, juga dikenal sebagai Adams katalis, digunakan sebagai katalis hidrogenasi, khusus untuk minyak sayur. Platinum logam juga sangat mengkatalisis dekomposisi hidrogen peroksida menjadi air dan gas oksigen

DAFTAR PUSTAKA










Tidak ada komentar:

Poskan Komentar