golongan iv a

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Unsur-unsur dari golongan IIIA adalah boron (B), aluminium (Al),

galium (Ga), indium(In), dan thalium (Tl). Golongan ini memiliki sifat yang

berbeda dengan golongan IA dan golongan IIA. Dan unsur-unsur pada

golongan IVA adalah karbon (C), silikon (SI), germanium (Ge), timah (Sn),

timbal (Pb).

1.2. RUMUSAN MASALAH

adapun permasalahan dalam tugas makalah ini adalah:

1. Bagaimanakah sifat kimia dan fisika golongan IVA?

2. Bagaimanakah kelimpahan golongan IVA dialam?

3. Apakah manfaat golongan IVA dalam kehidupan sehari-hari?

4. Bagaimanakah proses pembuatan golongan IVA?

1.3. TUJUAN DAN MANFAAT

1. Agar dapat mengetahui sifat fisika dan sifat kimia golongan IVA.

2. Agar dapat mengetahui bentuk zat kimia dari golongan IVA.

3. Agar dapat mengetahui manfaat golongan IVA dalam kehidupan sehari-

hari.

4. Agar dapat mengetahui proses pembuatan golongan IVA .

1

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. GOLONGAN IVA

Sebagai pembuka pada bahasan golongan IVA, mari kita bahas mengenai

kecenderungan sifat logam dan nonlogam dari atas ke bawah. Kecenderungan

dari non-logam ke logam jika anda turun dalam satu golongan jelas terlihat pada

struktur unsur-unsur itu sendiri. Karbon pada posisi paling atas mempunyai

struktur kovalen raksasa dengan dua allotropi yang sangat dikenal – intan dan

grafit. Intan memiliki struktur tiga dimensi dari atom-aton karbon yang masing-

masing tergabung secara kovalen dengan 4 atom lainnya.

Struktur yang sama seperti ini ditemukan pada silikon, germanium, dan pada

salah satu allotropi timah – "timah abu-abu" atau "alfa-timah". Allotropi yang

umum untuk timah ("timah putih" atau "beta-timah") merupakan logam dan

atom-atomnya terikat oleh ikatan logam. Strukturnya berupa terjejal yang

terdistorsi. Pada struktur terjejal, masing-masing atom dikelilingi oleh 12 atom

tetangga terdekat.Selanjutnya anda dapatkan timbal, atom-atomnya tersusun

dalam struktur logam berkoordinasi 12.

Hal itu merupakan kecenderungan yang jelas dari ikatan kovalen yang

umum ditemukan pada non-logam dan ikatan logam pada logam, dengan

perubahan yang jelas, terdapat dua struktur yang sangat berbeda pada timah.

Bagaimana dengan titik didih dan leleh unsur-unsur golongan IVA dari atas ke

bawah? Sangat sulit membuat alasan yang masuk akal tentang pengaruh

2

perubahan dari ikatan kovalen ke ikatan logam. Kecenderungan menggambarkan

ikatan kovalen atau ikatan logam makin lemah dengan makin besarnya atom dan

makin panjang ikatan. Secara kasar, dapat dikatakan bahwa titik didih dan leleh

dari atas ke bawah semakin keci, kecuali titik leleh timah dan timbal. Titik leleh

timah yang lebih rendah dibandingkan dengan timbal dikarenakan timah

membentuk struktur koordinasi 12 yang terdistorsi, bukan murni. Nilai titik leleh

dan titik didih timah pada tabel merupakan nilai untuk logam timah putih.

Terdapat perbedaan yang jelas antara non-logam dan logam jika anda

melihat kerapuhan unsurnya. Karbon sebagai intan, tentu, sangat keras –

menggambarkan kekuatan ikatan kovalen. Namun demikian, jika anda

memukulnya dengan palu, intan akan pecah. Anda memerlukan energi yang

cukup untuk memecah keberadaan ikatan karbon-karbon. Silikon, germanium,

dan timah abu-abu (semuanya memiliki struktur yang sama dengan intan) juga

berupa padatan yang rapuh.

Timah putih dan timbal mempunyai struktur logam. Atom-atom dapat

diputar satu sama lain tanpa menimbulkan kerusakan permanen pada ikatan

logam – disebabkan oleh sifat-sifat logam yang umum seperti dapat ditempa dan

dapat diubah bentuknya. Timbal merupakan logam yang lunak.

Karbon sebagai intan tidak menghantarkan listrik. Pada intan elektron

terikat erat dan tidak bebas bergerak.Tidak seperti intan (yang tidak

menghantarkan listrik), silikon, germanium, dan timah abu-abu merupakan

semikonduktor.Timah putih dan timbal merupakan logam yang dapat

menghantarkan listrik. Hal itu merupakan kecenderungan sifat konduktivitas

3

karbon sebagai intan yang berupa non-logam, dan timah putih dan timbal yang

merupakan logam. Hal itu merupakan kecenderungan sifat konduktivitas karbon

sebagai intan yang berupa non-logam, dan timah putih dan timbal yang

merupakan logam.

Suatu atom yang elektronegativitasnya rendah, kurang kuat menarik

elektron. Artinya bahwa atom ini akan cenderung kehilangan pasangan elektron

bila berikatan dengan atom lain. Atom yang kita amati cenderung membawa

muatan positif parsial atau membentuk ion positif. Sifat logam biasanya

dikaitkan dengan elektronegativitas yang rendah.

Elektronegativitas turun dari karbon ke silikon, tetapi setelah itu terjadi

ketidakteraturan. Karena itu sepertinya tidak ada kecenderungan hubungan

antara non-logam hingga logam dengan elektronegativitas.

Unsur golongan 4 tidak ada yang membentuk ion 1+, jadi mengamati

energi ionisasi pertama saja tidak berguna. Beberapa unsur membentuk ion 2+

dan (untuk beberapa tingkat) 4+. Tabel pertama menunjukkan energi ionisasi

total yang diperlukan untuk membentuk ion 2+, bervariasi dari atas ke bawah

dalam satu golongan. Nilainya dinyatakan dalam kJ mol-1.

Energi ionisasi cenderung turun dari atas ke bawah dalam satu golongan

– meskipun ada sedikit peningkatan pada timbal. Kecenderungan ini karena:

Atom-atom menjadi lebih besar karena bertambahnya elektron. Elektron

terluar makin jauh dengan inti atom, sehingga daya tarik inti kurang – dan

elektron lebih mudah lepas.

4

Elektron terluar terlindungi dari pengaruh inti dengan bertambahnya

elektron yang lebih dalam.

Dua pengaruh tersebut lebih besar dibanding pengaruh kenaikan muatan

inti.

Jika anda melihat besarnya energi ionisasi yang diperlukan untuk

membentuk ion 4+, polanya sama, tetapi tidak semuanya mirip. Sekali lagi,

nilainya dinyatakan dalam kJ mol-1. Anda memerlukan energi ionisasi dalam

jumlah besar untuk membentuk ion 2+, dan lebih besar lagi untuk membentuk

ion 4+.Namun demikian, pada tiap contoh ada penurunan energi ionisasi jika

anda bergerak dari atas ke bawah dalam satu golongan yang sepertinya

menjadikan timah dan timbal dapat membentuk ion positif – namun demikian,

tidak ada indikasi dari gambar ini bahwa mereka mungkin membentuk ion

positif. Energi ionisasi karbon pada puncak golongan terlalu besar dan tidak

memungkinkan untuk membentuk ion positif yang sederhana.

2.2. Karbon

A. Sejarah Karbon

Karbon berasal dari bahasa Latin carbo, yang berarti arang. Karbon, suatu

unsur yang telah ditemukan sejak jaman pra-sejarah sangat banyak ditemukan di

alam. Karbon juga banyak terkandung di matahari, bintang-bintang, komet dan

amosfir kebanyakan planet. Karbon dalam bentuk berlian mikroskopik telah

ditemukan di dalam beberapa meteor yang jatuh ke bumi. Berlian alami juga

ditemukan di kimberlite pipa gunung berapi, di Afrika Selatan, Arkansas dan

5

beberapa tempat lainnya. Berlian sekarang ini diambil dari dasar samudera di

lepas pantai Cape of Good Hope. Sekitar 30% berlian industri yang dipakai di AS

sekarang ini merupakan hasil sintesis. Energi dari matahari dan bintang-bintang

dapat diatribusikan setidaknya pada siklus karbon-nitrogen.

B. Sifat – sifat kimia dan fisika karbon

1. Sifat fisika

Fase : Padat

Massa jenis : 2,267 g/ cm3 (grafit), 3,513 g/ cm3 ( intan )

Titik lebur : 4300-4700 K

Titik didih : 4000 K

Kalor peleburan : 100 kJ/mol ( grafit ), 120 kJ/mol ( intan )

Kalor penguapan : 355,8 kJ/mol

Kapasitas kalor : 8,517 J/mol K (grafit), 6,115 J/mol K ( intan )

2. Sifat Kimia

Struktur Kristal : Heksagonal

Bilangan oksidasi : 4, 2

6

Elektronegativitas : 2,55 skala pauling

Energi ionisasi ke-1 : 1086,5 kJ/mol



Jari-jari atom : 70 pm

Jari-jari kovalaen :77 pm

Karbon sangat tak reaktif pada suhu biasa. Apabila karbon bereaksi, tidak ada

kecenderungan dari atom-atom karbon untuk kehilangan elektron-elektron terluar

dan membentuk kation sederhana seperti C4+. Ion ini akan mempunyai rapatan-

rapatan muatan begitu tinggi sehingga eksistensinya tidaklah mungkin.

Sifat kimia karbon antara lain sebagai berikut :

1. Karbon bereaksi langsung dengan Fluor, dengan reaksi sebagai berikut :

C (s) + 2 F2 (g) CF4(g)

2. Karbon dibakar dalam udara yang terbatas jumlahnya menghasilkan

karbon monoksida.

2C(s) + O2(g) 2CO(g)

Jika dibakar dalam kelebihan udara, akan terbentuk karbon dioksida

7

2CO(g) + O2(g) 2CO2(g)

3. Membentuk asam oksi. Bila karbon dipanaskan dalam udara, unsure ini

bereaksi dengan oksigen membentuk CO2 dan jika CO2 ini bereaksi dengan air

akan membentuk asam karbonat.

CO2(g) + H2O(l) H2CO3(l)

4. Membentuk garam asam oksi

Asam karbonat, suatu asam diprotik yang khas, bereaksi dengan basa

menghasilkan karbonat dan bikarbonat antara lain sebagai berikut:

K2CO3 = kalium karbonat

KHCO3 = Kalium bikarbonat

MgCO3 = Magnesium karbonat

Mg(HCO3)2 = Magnesium bikarbonat

5. Kecenderungan atom karbon membentukikatan kovalen tunggal, rangkap

dua, dan rangkap tiga yang akan membentuk senyawa organik.

Contoh: C2H6, C2H2, dan C2H4

C. Sumber dan Kelimpahan Unsur Karbon

8

Kelimpahan karbon di bumi hanya sekitar 0,08%. Sekitar 50% dari karbon

tersebut terdapat dalam bentuk karbonat, misalnya kalsium karbonat (CaCo3).

Karbon terdapat di alam dalam keadaan bebas seperti intan dan grafit. Adapun

dalam keadaan ikatan sebagai bahan bakar mineral, antrasi, batu bara, batu bara

muda, dan sebagai minyak tanah, aspal, gas CO2 dan CaCO3. Karbon di alam juga

terdapat sebagai hasil pembuatan arang amorf, misalkan kokas dari penyulingan

kering batu bara, arang kayu dari pembakaran kayu, selain itu, karbon juga

terdapat di atmosfer, biosfer, dan di laut.

Karbon di atmosfer

Bagian terbesar dari karbon yang berada di atmosfer bumi adalah gas karbon

dioksida (CO2). Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian yang sangat kecil

dari seluruh gas yang ada di atmosfer ( hanya sekitar 0,04% dalam basisi molar

meskipun sedang mengalami kenaikan), namun gas tersebut memiliki peranan

yang penting dalam kehidupan. Gas – gas lain yang mengandung karbon di

atmosfer adalah gas metana dan kloro fluoro karbon atau CFC ( CFC ini

merupakan gas artificial atau buatan). Gas – gas tersebut adalah gas rumah kaca

yang konsentrasinya di atmosfer telah bertambah dalam dekade terakhir ini, dan

berperan dalam pemanasan global.

Karbon di biosfer

9

Sekitar 1900 gigaton karbon ada di dalam biosfer. Karbon adalah bagian yang

penting dalam kehidupan di Bumi. Karbon memiliki peranan penting dalam

struktur, biokimia, dan nutrisi pada semua sel makhluk hidup.

Karbon di laut

Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton karbon, dimana sebagian besar

dalam bentuk ion bikarbonat. Karbon anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa

ikatan karbon – karbon atau karbon – hidrogen, adalah penting dalam reaksinya di

dalam air.

Pertukaran karbon ini menjadi penting di dalam mengontrol pH di laut dan

juga dapat berubah menjadi sumber atau lubuk karbon. Karbon siap untuk saling

dipertukarkan antara atmosfer dan lautan. Pada daerah upwelling, karbon

dilepaskan ke atmosfer. Sebaliknya, pada daerah downwelling karbon (CO2)

berpindah dari atmosfer ke lautan. Pada saat CO2 memasuki lautan, asam karbonat

terbentuk:

CO2 + H2O H2CO3

Reaksi ini memiliki sifat dua arah, mencapai sebuah kesetimbangan kimia.

Reaksi lainnya yang penting dalammengontrol nilai pH larutan adalah pelepasan

ion hidrogen dan bikarbonat. Reaksi ini mengontrol perubahan yang besar pada

pH:

H2CO3 ⇌ H+ + HCO3 –

10

D. Kegunaan Karbon

Karbon menjadi unsur yang memiliki banyak manfaat didunia ini. Berbagai

macam aplikasinya baik dalam bentuk senyawaan maupun dalam bentuk unsur

memiliki banyak manfaat. Untuk karbon dalam bentuk senyawaan adalah sebagai

sumber makanan untuk kelangsungan makhluk hidup di bumi, kita tahu bahwa

berbagai mcam makanan yang kita konsumsi adalah tersusun atas karbon.

Hidrokarbon yang merupakan senyawaan karbon dan hydrogen dipakai

untuk bahan bakar, petroleum dipakai untuk produksi gasoline dan kerosin.

Celulosa merupakan polimer yang mengandung karbon dalam bentuk katun, wool,

linen, dan sutra dipakai sebagai bahan pakaian. Plastik merupakan sintetik polimer

karbon dengan banyak manfaat penggunaan.Karbon dapat membentuk alloy atau

paduan logam dengan besi yang membentuk baja.Karbon hitam dipakai sebagai

pigmen dalam tinta, cat, dan dipakai juga sebagai pengisis dalam industri ban dan

plastic. Karbon dipakai sebagai agen pereduksi dalam berbagai reaksi kimia pada

suhu yang sangat tiggi.

2.3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Si dannomor atom 14. Silikon merupakan unsur periode ketiga yang

paling banyak terdapat di alam. 28% dari massa kulit bumi mengandung silikon.

Silikon adalah unsur kedua yang paling berlimpah di kerak bumi, setelah oksigen.

A. Sejarah Silikon

Pada tahun 1789, kimiawan Perancis Antoine Laurent Lavoisier mengusulkan

bahwa kuarsa (kristal silikon dioksida) yang mungkin menjadi oksida dari elemen

11

yang sangat umum, namun belum teridentifikasi atau terisolasi. Ada kemungkinan

bahwa di Inggris pada tahun 1808 Humphry Davy berhasil mengisolasi silikon

sebagian murni untuk pertama kalinya, namun dia tidak menyadarinya.

Di tahun 1811, kimiawan Perancis Joseph L. Gay-Lussac dan Louis Jacques

Thenard juga mungkin telah membuat silikon murni dengan

mereaksikan kalium dengan apa yang sekarang kita sebut silikon tetrafluorida

untuk menghasilkan suatu padatan coklat kemerahan yang mungkin silikon amorf.

Pada 1824 kimiawan Swedia Jöns Jakob Berzelius menghasilkan sampel dari

silikon amorf, solid coklat, dengan mereaksikan kalium fluorosilikat

dengan kalium, memurnikan produk dengan mencuci berulang-ulang. Itu

dinamakan silicium unsur baru. Pada saat itu, konsep semikonduktor berbaring

abad di masa depan dan ilmuwan memperdebatkan apakah unsur baru adalah

logam atau bukan logam. Berzelius percaya itu adalah logam, sementara

Humphry Davy mengira itu bukan logam. Masalahnya adalah bahwa unsur baru

adalah konduktor baik listrik dari nonmetals, tapi tidak sebagus konduktor sebagai

logam.

Silikon diberi nama pada tahun 1831 oleh kimiawan Skotlandia Thomas

Thomson. Dia tetap bagian dari nama Berzelius, dari 'silicis', yang berarti batu.

Dia mengubahakhiran elemen dengan elemen on karena itu lebih mirip dengan

nonmetals boron dan karbon daripada untuk logam seperti kalsium dan

magnesium. (Silicis, atau batu api, mungkin penggunaan pertama kali silikon

dioksida).

12

Pada tahun 1854 Henri Deville memproduksi silikon kristal untuk pertama

kalinya menggunakan metode elektrolitik. Dia mengelektrolisis lelehan murni

sebuah natrium klorida untuk menghasilkan silisida aluminium. Ketika silikon

telah dihilangkan dengan air, meninggalkan kristal silikon.

B. Sifat Fisika dan Kimia Silikon

1. Sifat Fisika

Radius Atom : 1.32 Å

Atom : 12.1 cm3/mol

Massa Atom : 28.0856

Titik Didih : 2630 K

Radius Kovalensi : 1.11 Å

Massa Jenis : 2.33 g/cm3

Konduktivitas Listrik : 4 x 106 ohm-1cm-1

Formasi Entalpi : 50.2 kJ/mol

Konduktivitas Panas : 148 Wm-1K-1

Potensial Ionisasi : 8.151 V

13

Titik Lebur : 1683 K

Kapasitas Panas : 0.7 Jg-1K-1

Entalpi Penguapan : 359 kJ/mol

2. Sifat Kimia Silikon

Struktur Kristal : fcc

Elektronegativitas : 1.9

Bilangan Oksidasi : 4,2

Konfigurasi Elektron : [Ne]3s2p2

Jari-jari kovalen : Å 1,18

Jari-jari ion, Å : 0,41 (Si4+)

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:

14

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

Batuan dan mineral yang mengandung silikon, umumnya merupakan zat padat

yang mempunyai titik tinggi, keras, yang setiap keping darinya merupakan suatu

kisi yang kontinu terdiri dari atom-atom yang terikat erat. Sebuah contoh dari zat

padat demikian, adalah silikon dioksida, yang terdapat dialam dalam bentuk

kuarsa, aqata (akik), pasir, dan seterusnya.

15

a. Reaksi dengan Halogen

Silikon bereaksi dengan halogen secara umum, bahkan sampai terbakar dalam

gas flour (menggunakan suatu atom halogen).

Si + 2X2 → SiX4

b. 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;

Na2SiO3 natrium metasilikat

Na4SiO4 natrium ortosilikat

Mg2SiO4 magnesium ortosilikat

16

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.

C. keberadaan di Alam

Silikon terdapat di matahari dan bintang-bintang dan 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. 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.

17

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.

D. Kegunaan silikon dan senyawa silikon

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

18

sebagai pengering dalam berbagai macam produk. Bahan-bahan yang

mengandung silikon yang dikenal baik: Keramik, Semen, Kaca, Silikon, dan

Zeolit

E. 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 di lakukan 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.

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

2.4. Germanium

A. Sejarah Germanium

Keberadaan unsur germanium telah ditemukan sekitar 100 tahun yang lalu

oleh ahli kimia Rusia, Mendeleev Omitri.Sementara pada tahun 1886, seorang

kimiawan Jerman, Clemens Winkler, membuat analisis kimia bijih argyrodite,

19

melihat pada penyelesaian analisisnya bahwa jumlah semua bahan tidak

menambahkan ke jumlah sebelumnya. Dalam upaya untuk menemukan substansi

yang hilang, ia mengembangkan dan bereksperimen dengan beberapa tes sampai

akhirnya ia berhasil mengisolasi itu. Dalam analisis berikutnya ia menemukan

bahwa itu cocok deskripsi dari elemen Mendeleev sebelumnya disebut

"ekasilicon." Winkler memutuskan untuk memberi nama unsur baru germanium,

sebagai penghormatan kepada tanah airnya.

B. Sifat Fisis dan Sifat Kimia Germanium

Germanium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang unsur (Ge) dan nomor atom 32. Unsur ini logam yang putih keabu-

abuan, massa atomnya 72.64 g/mol. Dalam bentuknya yang murni, germanium

berbentuk kristal dan rapuh. Germanium merupakan bahan semikonduktor yang

penting. Tehnik pengilangan-zona (zone-refining techniques) memproduksi

germanium kristal untuk semikonduktor dengan kemurnian yang sangat tinggi.

Sifat fisik dan sifat kimia germanium adalah sebagai berikut:

2. Sifat Fisik

Radius Atom : 1.37 Å

Volume Atom : 13.6 cm3/mol

Massa Atom : 74.9216

Titik Didih : 3107 K

20

Massa Jenis : 5.32 g/cm3

Konduktivitas Listrik : 3 x 106 ohm-1cm-1

Formasi Entalpi : 31.8 kJ/mol

Konduktivitas Panas : 59.9 Wm-1K-1

Potensial Ionisasi : 7.899 V

Titik Lebur : 1211.5 K

Kapasitas Panas : 0.32 Jg-1K-1

Entalpi Penguapan : 334.3 kJ/mol

3. Sifat kimia

Bilangan Oksidasi : 4

Konfigurasi Elektron : [Ar]3d10 4s2p2

Struktur Kristal : fcc

Radius Kovalensi : 1.22 Å

Elektronegativitas : 2.01

21

Energy ionisasi : 3302.1 kJ/mol

jari-jari atom : 125 pm

jari-jari kovalen : 122 pm

C. Kelimpahan Germanium di Alam

Logam ini dapat ditemukan:

Argirodite, sulfide germanium dan perak

Germanite, yang mengandung 8% unsure ini

Biji seng

Batu bara

Mineral-mineral lainnya

Germanium murni ditemukan dalam bentuk yang keras, berkilauan,

berwarna putih keabu-abuan, tapi merupakan metalloid yang rapuh. Germanium

stabil di udara dan air pada keadaan yang normal, dan sukar bereaksi dengan

alkali dan asam, kecuali dengan asam nitrat.

D. Senyawa-Senyawa Germanium

Germanium tidak larut dalam asam dan basa encer, tetapi larut perlahan

dalam asam sulfat pekat dan bereaksi keras dengan alkali cair untuk

menghasilkan germinates ( 2-. Germanium terjadi terutama di bilangan

oksidasi +4, meskipun banyak senyawa yang dikenal dengan keadaan oksidasi

+2. Oksidasi lainnya jarang terjadi seperti +3 ditemukan dalam senyawa.

22

Dua germanium oksida dikenal yaitu Germanium dioksida (Germania)

dan monoksida germanium GEO. Dioksida ini dapat diperoleh dengan

pemanggangan sulfide germanium dan merupakan bubuk putih yang hanya

sedikit larut dalam air tetapi bereaksi dengan alkali untuk membentuk

germinates. Monoksida, oksida germaous dapat diperoleh dengan reaksi suhu

tinggi dari dengan logam Ge. Senyawa biner lainnya, kalkogen juga dikenal

seperti disulpida , diselenide dan monosulfida GES, selenide GeSe, dan

telluride GeTe. Bentuk sebagai endapan putih ketika hydrogen sulfide

dilewatkan melalui larutan asam kuat yang mengandung Ge (IV). Disulfide ini

lumayan larut dalam air dan dalam larutan alkali kaustik atau sulfida basa.

Tetapi tidak larut dalam air asam.

Germanium klorida diperoleh sebagai cairan berwarna merah, mendidih

pada 83º C dengan pemanasan logam dengan klorin. Senyawa-senyawa

germanium yang lainnya adalah bismuth germanae, tetra ethil germane, tetra

metal germane.

E. Kegunaan dan Bahaya Germanium

1. Kegunaan

Ketika germanium didoping dengan arsenik, galium atau unsur-unsur

lainnya, ia digunakan sebagai transistor dalam banyak barang elektronik.

Kegunaan umum germanium adalah sebagai bahan semikonduktor. Kegunaan lain

unsur ini adalah sebagai bahan pencampur logam, sebagai fosfor di bola lampu

pijar dan sebagai katalis. Germanium dan germanium oksida tembus cahaya sinar

infra merah dan digunakan dalam spekstroskopi infra mera dan barang-baran

23

optik lainnya, termasuk pendeteksi infra merah yang sensitif. Index refraksi yang

tinggi dan sifat dispersi oksidanya telah membuat germanium sangat berguna

sebagai lensa kamera wide-angle dan microscope objectives. Bidang studi kimia

organogermanium berkembang menjadi bidang yang penting. Beberapa senyawa

germanium memiliki tingkat keracunan yang rendah untuk mamalia, tetapi

memiliki keaktifan terhadap beberap jenis bakteria, sehingga membuat unsur ini

sangat berguna sebagai agen kemoterapi.

Germanium dipandang sebagai pengganti potensial untuk silicon pada chip

mini. Kegunaan lain dalam elektronika termasuk posfor di lampu neon.

Germanium transistor masih digunakan di beberapa pedal efek oleh musisi yang

ingin memproduksi karakter nada khas. Germanium dioksida juga digunakan

dalam katalis untuk polimerisasi dalam produksi polyethylene terephtalate. Selain

itu juga germanium telah mendapatkan popularitas dalam beberapa tahun terakhir

terkenal karena kemempuannya untuk meningkatkan fungsi system kekebalan

tubuh pada pasien kanker. Ini tersedia di Amerika Serikat sebagai suplemen

makanan dalam bentuk kapsul, oral atau tablet, dan juga telah ditemukan sebagai

larutan injeksi. Sebelumnya bentuk anorganik, khususnya garam sitrat-laktat,

menyebabkan sejumlah kasus disfungsi ginjal, steatosis hati

Germanium anorganik mampu melindungi tubuh dari pertumbuhan tumor

dan kanker ganas dengan jalan memperkuat sistem imun. Germanium dibutuhkan

oleh tubuh, dalam satu hari minimal 1 mg. Seperti halnya selenium, germanium

juga termasuk ke dalam golongan trace mineral.

24

Germanium organik melindungi diri dari akumulasi amyloid, suatu produk

oksidatif radikal bebas (berdasarkan riset pada tikus). Kelebihan amyloid akan

menyebabkan amyloidosis, yaitu suatu penyakit yang diakibatkan

ketidakseimbangan dalam proses pemecahan protein yang menyebabkan

terakumulasinya amyloid. Amyloidosis diketahui berhubungan dengan penyakit

inflammatori kronis, kelainan sel plasma, deposisi amyloid di organ

neuroendokrin, dan defisiensi kongenital enzim (terutama enzim yang berperan

dalam penguraian prekursor amyloid). Selain itu, germanium organik juga

melindungi sistein (suatu asam amino sulfhidril) dari oksidasi.

2. Bahaya

Bahaya fisik yang dapat ditimbulkanoleh germanium, dilihat dari bentuk

gasnya, yang lebih berat dari pada udara sehingga dapat berpindah dengan cepat

sepanjang permukaan bumi. Selain itu, sebagi salah satu logam berat, germanium

juga memiliki dampak negatif apabila terakumulasi dalam sistem perairan

F. Pembuatan Germanium

Germanium dapat dipisahkan dari logam lain dengan penyulingan pecahan dari

Tetraklorida stabil. Seperti silikon, bereksi langsung dengan halogen membentuk

tetrahalida volatile, dengan oksigen membentuk GeO2 dan dengan alkali

membentuk germanite.

Ge + 2OH- + H2O GeO32- + 2H2

Seperti SiO2, GeO2 merupakan asam oksida lemah. Germanium hidrida/

germanes dioksidasi menjadi GeO2 dan H2O oleh O2 tetapi tidak flammable

25

seperti silanes. Halida GeF2, GeCl2, GeBr2 dan GeI2dan sulfida GeS diketahui

tetapi mereka tidak stabil dan merupakan agen pereduksi kuat. Tetrahalida gan

GeS2 diperoleh melalui reaksi langsung dengan element dan kemudian bereaksi

dengan Ge,

Ge + GeCl4 2GeCl2

Ge + GeS2 2GeS

2.5 Timah (Sn)

A. Sejarah Timah

Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin dengan symbol kimia

Sn. 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 putih merupakan salah satu logam yang dikenal dan digunakan paling

awal. Ditemukan pada masa sebelum Masehi dan tidak diketahui siapa orang

yang pertama kali menemukan Timah.

Timah tidak ditemukan dalam unsur bebasnya dibumi, akan tetapi diperoleh

dari senyawaannya yaitu SnO2. Timah pada saat ini diperoleh dari mineral

cassiterite atau tinstone. 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 Cassiterite

banyak ditemukan dalam deposit alluvial/alluvium yaitu tanah atau sediment yang

26

tidak berkonsolidasi membentuk bongkahan batu dimana dapat dapat mengendap

di dasar laut, sungai, atau danau.

B. Sifat Fisika dan Kimia Timah

1. Sifat Fisika Timah

Fasa : padatan

Densitas : 7,365 g/cm3 (Sn putih) 5,769 g/cm3 (Sn abu-abu)

Titik didih : 231,93 C

Titik didih : 2602 C

Panas fusi : 7,03 kJ/mol

Kalor jenis : 27,112 J/molK

2. Sifat Kimia Timah

Bilangan oksidasi : 4,2, -4

Nomor atom : 50

Nomor massa : 118,71

Elektronegatifitas : 1,96 (skala pauli)

Energi ionisasi 1 : 708,6 kJ/mol


Jari-jari ikatan kovalen: 139 pm

27

C. Keberadaan Timah di Alam

Timah tidak ditemukan dalam unsur bebasnya dibumi 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 (Cu2FeSnS4) merupakan mineral kompleks antara tembaga-besi-

timah-belerang dan cylindrite (PbSn4FeSb2S14) merupakan 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 samapi 8 ton

biji timah/alluvial harus ditambang disebabkan konsentrasi cassiterite sangat

rendah.

28

Dibumi timah tersebar tidak merata akan tetapi terdapat dalam satu daerah

geografi dimana sumber penting terdapat di Asia tenggara termasuk china,

Myanmar, Thailand, Malaysia, dan Indonesia. Hasil yang tidak sebegitu banyak

diperoleh dari Peru, Afrika Selatan, UK, dan Zimbabwe.

D. Senyawa Timah

• Timah, Senyawaan yang terpenting adalah SnF2 dan SnCl2, yang diperoleh

dengan pemanasan Sn dengan hf dan hcl gas.

• Fluoridanya cukup larut dalam air dan digunakan dalam pasta gigi yang

mengandung fluorida. Air menghidrolisis SnCl2 menjadi klorida yang bersifat

basa, tetapi dari larutan asam encer SnCl2.2H2O dapat terkristalisasi. Kedua

halidanya larut dalam larutan yang mengandung ion halida berlebihan, jadi:

SnF2 + F- = SnF3- pK1

SnCl2 + Cl- = SnCl3- pK1

• Dalam larutan akua fluorida, SnF3- adalah spesies yang utama, tetapi ion-ion

SnF+ dan Sn2F5 dapat dideteksi.

• Halida larutan dalam pelarut donor seperti aseton, piridin, atau DMSO,

menghasilkan adduct peramidal, SnCl2OC(CH3)2.

• Ion Sn2+ yang sangat peka terhadap udara, terjadi dalam larutan asam perklorat,

yang dapat diperoleh dengan reaksi Cu(ClO4)2 + Sn Hg Cu + Sn2+ + 2 ClO4-.

F. Kegunaan Timah

29

Timah merupakan logam ramah lingkungan, penggunaan untuk kaleng

makanan tidak berbahaya terhadap kesehatan manusia. Kebanyakan penggunaan

timah putih untuk pelapis/pelindung, dan paduan logam dengan logam lainnya

seperti timah hitam dan seng.

Logam timah banyak dipergunakan untuk solder(52%).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

Industri plating (16%) , 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.

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.

Untuk bahan dasar kimia (13%)

Kuningan & perunggu (5,5%)

Industri gelas (2%)

Dan berbagai macam aplikasi lain (11%).

2.6 TIMBAL ( Pb )

A. Sejarah timbal

30

Logam timbal telah dipergunakan oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu

(sekitar 6400 SM) hal ini disebabkan logam timbal terdapat diberbagai belahan

bumi, selain itu timbal mudah di ekstraksi dan mudah dikelola. Unsur ini telah

lama diketahui dan disebutkan di kitab Exodus. Para alkemi mempercayai bahwa

timbal merupakan unsur tertua dan diasosiasikan dengan planet Saturnus. Timbal

alami, walau ada jarang ditemukan di bumi.

Timbal dalam bahasa Inggris disebut sebagai “Lead” dengan simbol kimia

“Pb”. Simbol ini berasal dari nama latin timbal yaitu “Plumbum” yang artinya

logam lunak. Timbal memiliki warna putih kebiruan yang terlihat ketika logam Pb

dipotong akan tetapi warna ini akan segera berubah menjadi putih kotor atau abu-

abu gelap ketika logam Pb yang baru dipotong tersebut terekspos oleh udara.

Timbal memiliki empat isotop yang stabil yaitu 204Pb, 206Pb, 207Pb, dan 208Pb.

Standar massa atom Pb rata-rata adalah 207,2. Sekitar 38 isotop Pb telah

ditemukan termasuk isotop sintesis yang bersifat tidak stabil. Isotop timbal

dengan waktu paruh yang terpanjang dimiliki oleh 205Pb yang waktu paruhnya

adalah 15,3 juta tahun dan 202Pb yang memiliki waktu paruh 53.000 tahun.

Timbal memiliki nomor atom 82 dan nomor massa 207,2. Dengan nomor atom 82

maka timbal memiliki konfigurasi elektron [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2 dengan jumlah

elektron tiap selnya adalah 2, 8, 18, 32, 18, 4. Timbal berada pada golongan IVA

(14) bersama dengan C, Si, Ge, dan Sn, periode 6 dan berada pada blok s. Gambar

susunan kulit pada timbal adalah:

B. Sifat-Sifat kimia dan fisika Logam Timbal (Pb)

31

Timbal atau Timah Hitam (Pb) adalah unsur yang bersifat logam, hal ini

merupakan anomali karena unsur-unsur diatasnya (Gol IV) yakni Karbon dan

Silikon bersifat non-logam. Di alam, timbal ditemukan dalam mineral Galena

(PbS), Anglesit (PbSO4 ) dan Kerusit (PbCO3,)

1.Sifat Fisika

Fasa pada suhu kamar : padatan

Densitas : 11,34 g/cm3

Titik leleh : 327,5 0C

Titik didih : 17490C

Panas Fusi : 4,77 kJ/mol

Panas Penguapan : 179,5 kJ/mol

Kalor jenis : 26,650 J/molK

2.Sifat Kimia

Bilangan oksidasi : 4,2,-4

Elektronegativitas : 2,33 (skala pauli)





Radius ikatan kovalen : 146 pm

Jari-jari Van Der Waals : 202 pm

32

Struktur Krista l : kubik berpusat muka

Sifat kemagnetan : diamagnetic

Resistifitas termal : 208 nohm.m

Konduktifitas termal : 35,3 W/mK

Bereaksi secara cepat dengan halogen

Bereaksi lambat dengan alkali dingin tetapi bereaksi cepat dengan alkali

panas menghasilkan plumbit.

Timbal sering kali memiliki sifat tampak seperti gas mulia yaitu tidak

reaktif, ditunjukkan oleh harga potensial standarnya sebesar – 0,13 V. kereaktifan

yang rendah ini dikaitkan dengan overvoltage yang tinggi terhadap hidrogen, dan

juga dalam beberapa hal tidak terlarutkan oleh H2SO4 pekat dan HCl pekat.

Berbagai macam timbal oksida mudah direduksi menjadi logamnya. Hal ini

bisa dilakukan dengan menggunakan reduktor glukosa, atau mencampur antara

PbO dengan PbS kemudian dipanaskan.

2PbO + PbS 3 Pb + SO2

Bila dipanaskan dengan nitrat dari logam alkali maka logam timbal akan

membentuk PbO yang umumnya disebut sebagai litharge. PbO adalah contoh dari

timbal dengan biloks 2. PbO larut dalam asam nitrat dan asam asetat. PbO juga

larut dalam larutan basa membentuk garam plumbit.

33

PbO2 adalah contoh dari timbal dengan biloks 4 dan merupakan agen

pengoksidasi yang kuat. Karena PbO larut dalam asam dan basa maka PbO

bersifat amfoter. Senyawa timbal dengan dua macam biloks juga ada yaitu

Pb3O4 yang dikenal dengan nama minium

C. Keberadaan di Alam

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 dengan proses pemanggangan, “Cerussite (PbCO3)”, dan

“Anglesite” (PbSO4). Kandungan timbal dikerak bumi adalah 14 ppm, sedangkan

dilautan adalah: Permukaan samudra atlantik : 0,00003 ppm,Bagian dalam

samudra atlantik : 0,000004 ppm,Permukaan samudra,pasifik : 0,00001 ppm, dan

Bagian dalam samudra pasifik : 0,000001 ppm

D. Persenyawaan

Persenyawaan timbal yang umum adalah Tetra Etil Lead (TEL),

PbO2, Timbal(II) Klorida (PbCl2), Timbal tetroksida(Pb3O4), dan Timbal(II) Nitrat.

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 etl klorida dengan reaksi sebagai berikut:

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

34

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 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O + 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 timbale.

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) + 4 HCl PbCl2 (s) + Cl2 + 2 H2O

Atau dibuat dari logam Pb yang direaksikan dengan gas Cl2

Pb + Cl2 PbCl

35

Plumbi oksida

Nama kimianya adalah Plumbi oksida atau Timbal(IV) oksida

merupakan oksida timbal dengan biloks 4. PbO2 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 ditemukan dalam larutan. Penggunaan PbO2 yang utama adalah

sebagai katoda dalam accu.

Timbal tetroksida (Pb3O4)

Dikenal dengan nama timbal tetroksida, minium, atau triplumbi tetroksida.

Berupa zat padat berwarna merah atau jingga. 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 hidrogen peroksida. Pb3O4dibuat dari proses

kalsinasi dari PbO2 dengan kehadiran oksigen pada suhu 450-4800C.

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

36

air. Timbal(II) nitrat sangat bersifat racun terhadap manusia dan merupakan

oksidator.

Cara membuat timbal nitrat adalah dengan melarutkan logam Pb pada larutan

asam nitrat atau dengan melarutkan PbO dalam asam nitrat.

3 Pb (s) + 8 H+ (aq) + 2 NO3 (aq) 3 Pb2+ (aq) + 2 NO (g) + 4 H2O (l)

PbO (s) + 2 H+ (aq) Pb2+ (aq) + H2O (l)

Larutan Pb(NO3)2 bereaksi dengan KI mebentuk PbI2 yang berwarna kuning.

Intensitas warna kuning ini tergantung dari banyaknya jumlah reaktan yang

digunakan.

Pb(NO3)2 (s) + 2 KI (s) PbI2 (s) + 2 KNO3 (s)

E. 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 sulfida 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.

37

Pemanggangan ini dilakukan dengan menggunakan aliran udara panas. Reaksi

yang terjadi adalah:

MSn + 1.5nO2 → MOn + nSO2.

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 ditreatment 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 perak 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.

F. Kegunaan dan Kerugian Timbal

Timbal memiliki manfaat yang sangat besar bagi kesejahteraan hidup

manusia apabila dikelola secara bijaksana, adapun berbagai kegunaan dari timbal

antara lain: Timbal digunakan dalam accu dimana accu ini banyak dipakai dalam

bidang automotif, Timbal dipakai sebagai agen pewarna dalam bidang pembuatan

keramik terutama untuk warna kuning dan merah, Timbal dipakai dalam industri

plastic PVC untuk menutup kawat listrik, Timbal dipakai sebagai proyektil untuk

38

alat tembak dan dipakai pada peralatan pancing untuk pemberat disebakan timbale

memiliki densitas yang tinggi, harganya murah dan mudah untuk

digunakan, Lembaran timbal dipakai sebagai bahan pelapis dinding dalam studio

music, Timbal dipakai untuk pelindung alat-alat kedokteran, laboratorium yang

menggunakan radiasi misalnya sinar X,Timbal cair dipergunakan sebagai agen

pendingin dalam peralatan reactor yang menggunakan timbale sebagai

pendingan, Kaca timbal mengandung 12-28% Pb dimana dengan adanya Pb ini

akan mengubah karakteristik optis dari kaca dan mereduksi transmisi radiasi,

Timbal banyak dipakai untuk elektroda pada peralatan elektrolisis, Timbal

digunakan untuk solder untuk industri elektronik, Timbal dipakai dalam berbagai

kabel listrik bertegangan tinggi untuk mencegah difusi air dalam kabel, Timbal

ditambahkan dalam peralatan yang terbuat dari kuningan agar tidak licin dan

biasanya digunakan dalam peralatan permesinan, Timbal dipakai dalam raket

untuk memperberat massa raket, Timbal karena sifatnya tahan korosi maka

dipakai dalam bidang kontruksi, Dalam bentuk senyawaan maka tetra-etil-lead

dipakai sebagai anti-knock pada bahan bakar.

Semikonduktor berbahan dasar timbal banyak seperti Timbal telurida,

timbale selenida, dan timbale antimonida dipakai dalam peralatan sel surya dan

dipakai dalam peralatan detektor inframerah.

Timbal biasanya dipakai untuk menyeimbangkan roda mobil tapi sekarang

dilarang karena pertimbangan lingkungan.

Digunakan sebagai aditif bahan bakar (TEL), berfungsi untuk mengurangi

knock pada mesin.

39

Mengenai kegunaan point terakhir, bensin yang mengandung TEL (Tetra

Ethyl Lead) di Indonesia dikenal sebagai bensin premium dengan angka oktan

bernilai lebih dari 80, sedangkan yang bernlai oktan 98 lebih dikenal sebagai

bensin super. Semakin tinggi angka oktan berarti mutu suatu bensin menjadi

semakin baik dan efisiensinya semakin tinggi (Jarak yang ditempuh persatuan

volume semakin jauh) serta bagus untuk mesin.

Namun ternyata bensin Bertimbal atau yang mengandung TEL

menyebabkan ancaman bagi umat manusia. Menurut sebuah penelitian, kadar

timbal (Pb) di udara dibeberapa kota besar Indonesia telah melebihi ambang batas

yang ditetapkan oleh Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), yaitu sebesar 10

mikrogram per desiliter udara. Diam-diam menghanyutkan, itulah peribahasa

yang cocok untuk timbal. Logam timbal adalah silent epidemic yang dampaknya

baru diketahui 5-15 tahun kedepan.

Lebih jauh lagi tentang bahaya timbal, ternyata timbal menyebabkan

kerugian lainnya yakni: Dapat memicu turunnya IQ seseorang, Perilaku anti

social, Beringas, Kesulitan dalam bernalar, Anemia, Gangguan fungsi

reproduksi, Memicu cacat pada janin, Sistem pencernaan, di mana Pb dapat

menyebabkan kolik dan konstipasi, Bersifat karsinogenik dalam dosis tinggi

Dari data tersebut, tidaklah mengherankan apabila orang kota memiliki

sifat egois. Tidak seperti di pedesaan yang udaranya masih segar, sehingga sifat

sosialnya tinggi. Menurut data terpercaya, setiap kenaikan kadar timbal 10

40

mikrogram per desiliter dalam darah, dapat memicu penurunan IQ sebesar 2,5

Point.

Paparan Pb dosis tinggi mengakibatkan kadar Pb darah mencapai 80

µg/dL pada orang dewasa dan 70 µg/dL pada anak-anak sehingga terjadi

ensefalopati, kerusakan arteriol dan kapiler, edeme otak, degenerasi neuron, serta

perkembangbiakan sel glia yang disertai dengan munculnya ataksia, koma,

kejang-kejang, dan hiperaktivitas. Kandungan Pb dalam darah berkorelasi dengan

tingkat kecerdasan manusia. Semakin tinggi kadar Pb dalam darah, semakin

rendah poin IQ. Apabila dalam darah ditemukan kadar Pb sebanyak tiga kali batas

normal (intake normal sekitar 0,3 mg/hari), maka akan terjadi penurunan

kecerdasan intelektual.Intoksikasi Pb bisa terjadi melalui jalur oral, lewat

makanan, minuman, pernafasan, kontak lewat kulit, kontak lewat mata, serta lewat

parenteral. Logam Pb tidak dibutuhkan oleh tubuh manusia sehingga bila

makanan atau minuman tercemar Pb dikonsumsi, maka tubuh akan

mengeluarkannya. Sebagian kecil Pb diekskresikan melalui urin atau feses karena

sebagian terikat oleh protein dan sebagian lainnya lagi terakumulasi dalam ginjal,

hati, kuku, jaringan lemak, dan rambut.

Pencemaran timbal tidak hanya melalui udara, namun juga melalui air.

Apabila melalui air dapat berupa buangan limbah pabrik yang tidak dikelola

secara bijaksana, yang dapat menyebabkan keracunan Timbal. Adapun keracunan

yang demikian dampaknya dapat dikurangi dengan pemberian [Ca(EDTA)]2- yang

dapat mengasingkan ion logam Pb2+.

41

Upaya Meminimalisir Dampak Endemik Timbal

Bagi sekolah hendaknya menerapkan peraturan 3 km, yakni peraturan

yang mewajibkan bagi para siswa yang rumahnya berjarak kurang dari 3 km

untuk menaiki sepeda. Selain untuk menghemat penggunaan bahan bakar, menaiki

sepeda dapat menjadi olahraga bagi para siswa. Siswa juga diajari untuk peduli

pada lingkungan.

Menemukan bahan bakar alternatif.

Berolahraga secara rutin. Berolahraga dapat meningkatkan metabolism

tubuh, yang berarti dapat membongkar senyawa-senyawa yang berbahaya.

Apabila seseorang jarang berolahraga, maka logam timbal dapat mudah

menumpuk pada tubuh seseorang.

Pengelolaan secara bijaksana bagi setiap pabrik yang menggunakan

Logam Timbal, sebuah industri tidak hanya mengeruk keuntungan sebesar-

besarnya tetapi juga harus memperhatikan alam sekitar pabrik.

BAB III

42

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

1. Golongan IVA pada tabel sistem periodik disebut pula golongan karbon.

2. Dinamakan golongan karbon karena unsur pertama dan umum ditemukan.

3. Unsur-unsur Golongan IVA adalah karbon (C), silikon (Si), germanium

(Ge), timah (Sn), dan timbal (Pb).

4. Setiap Unsur memiliki sifat,kesenyawaan,cara pemerolehan,dan kegunaan

yang berbeda-beda.

5. Adapun faktor yang dapat meningkatkan kemungkinan terbentuknya ion

positif pada golongan 4 dari atas ke bawah adalah Elektronegativitas dan energi

ionisasi.

43

Daftar Pustaka

Anonim, A. 2012. Golongan IVA. http://www.chem-is-try.org ( Diakses 18 Maret

2012 )

Anonim, B. 2012. Golongan IVA Karbon. http://belajarkimia.com ( Diakses 18

Maret 2012 )

Anonim, C. 2012.Golongan IVA Pada SPU. Belajarkimia.com ( Diakses !8 Maret

2012 )

Anonim, D. 2012. Golongan IVA. http://www.artikelkimia.info/ ( 18 Maret 2012 )

Anonim, E. 2012. Golongan IVA Kimia. http://chemistry-science29.blogspot.com

( 18 Maret 2012 )

Sutresna, Nana. 2007. Cerdas Belajar Kimia.Bandung : Grafindo Media Pratama.

44

golongan iv a

Documents